материал для пломбирования зубов

Формула изобретения

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПЛОМБИРОВАНИЯ ЗУБОВ, содержащий галлий, медь, олово, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий, серебро, кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Медь 34,8 - 50,2

Серебро 2,2 - 3,2

Кальций 0,2 - 0,4

Олово 15,2 - 15,9

Индий 0,4 - 0,6

Галлий Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, в частности к терапевтической стоматологии, и касается материала, применяемого в качестве пломб для лечения кариеса зубов.

Известен состав амальгамы для пломбирования зубов, содержащий ртуть, медь, олово, серебро и карбоновые кислоты или их соли при следующем соотношении компонентов, мас.%: ртуть 70,0-72,0, медь 26,0-29,0, олово 0,2-1,2, серебро 0,2-1,0, карбоновые кислоты или их соли 0,2-0,6. Материал не требует предварительного промывания перед установкой в полость зуба и имеет следующие сроки схватывания: начало схватывания (потеря пластичности) 12 мин, конец схватывания (достижение сплавообразования) 2 ч. Однако наличие ртути в материале обусловливает токсическое воздействие как на стоматологов, так и на пациентов.

Известен металлический материал, используемый в стоматологии, который содержит, мас.%: индий 1-45, олово 11-30, один или два компонента из группы барий, кадмий, кремний, сурьма, магний, кальций, литий, висмут, свинец 0,05-2,5, а также серебро, алюминий, цинк, золото, медь 0,05-2,5, остальное - галлий. Прочность на сжатие через 1 ч после затвердевания составляет 130 МПа. Продолжительность первичного затвердевания (потери пластичности) 20-30 мин. Таким образом, материал характеризуется невысокой скоростью затвердевания и прочностью на сжатие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав для пломбирования зубов, который содержит, мас.%: медь 34-37, олово 26-27, галлий - остальное. Однако материал имеет большую продолжительность потери пластичности (30 мин), малую скорость затвердевания - приобретает 80% прочности через 6-8 ч, малую твердость - 200-300 МПа через 2 ч после начала затвердевания и 600-700 МПа через 24 ч, а также невысокую прочность на сжатие (300 МПа) и прочность при изгибе (80,0 МПа), большую продолжительность смешивания компонентов в амальгамосмесителе непосредственно перед использованием (40-50 с).

Таким образом, известные составы для пломбирования зубов характеризуются невысокой скоростью затвердевания, малой механической прочностью, большой продолжительностью смешивания компонентов непосредственно перед использованием, а при использовании ртути в их составе они токсичны.

В связи с этим возникла необходимость разработки и получения металлического материала для пломбирования зубов нетоксичного, обладающего высокой скоростью затвердевания, механической прочностью и малой продолжительностью смешивания компонентов непосредственно перед использованием.

Для решения поставленной задачи предлагается материал для пломбирования зубов, содержащий галлий, медь, олово, который дополнительно содержит индий, серебро, кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: Медь 34,8-50,2 Серебро 2,2-3,2 Кальций 0,2-0,4 Олово 15,5-15,9 Индий 0,4-0,6 Галлий Остальное

Поставленная техническая проблема решена как качественным, так и количественным содержанием компонентов в предлагаемом материале для пломбирования зубов. Предлагаемый материал представляет собой многокомпонентную металлическую систему, составляющие которой в процессе синтеза подвергаются как механическому воздействию, так и термической обработке, в результате чего на границе раздела фаз - порошковой составляющей и жидкометаллической составляющей происходят сложные физико-механические диффузионные процессы, приводящие к образованию новых химических соединений и интерметаллидов. Приобретение предлагаемым материалом для пломбирования зубов высоких эксплуатационных характеристик является следствием совокупного действия указанных факторов.

Выход за заявляемые пределы в сторону уменьшения содержания компонентов порошковой составляющей и, следовательно, увеличения компонентов жидкометаллической составляющей приводит к невозможности протекания процессов затвердевания композиции после смешивания компонентов, поскольку в ней образуется избыток жидкой фазы, а количества порошковой составляющей оказывается недостаточно для связывания со всем количеством жидкометаллической составляющей, что не позволяет использовать полученный материал для пломбирования зубов.

При выходе за заявляемые пределы в сторону увеличения содержания компонентов порошковой составляющей и, следовательно, уменьшения жидкометаллической составляющей полученная масса после смешивания компонентов охрупчивается, рассыпается из-за избытка порошковой составляющей и становится непригодной для использования в качестве пломбировочного материала.

Для приготовления предлагаемого материала предварительно готовят сплав (жидкометаллическую составляющую), в который входят галлий, олово, индий. Эти материалы сплавляют путем нагревания до 150-200^оС и выдержки в течение 4 ч при указанной температуре. Сплав охлаждают до комнатной температуры (20-25^оС), при которой он находится в жидком состоянии. Необходимо отметить, что олово входит в состав как жидкометаллической, так и порошкообразной составляющей материала, при этом количество вводимого олова в каждую из составляющих равно 1:1 (исходя из его общего содержания). Порошковую составляющую материала, содержащую медь, олово, индий, серебро, кальций, предварительно подвергают механическому измельчению и просеиванию на сите с размером ячейки 63 мкм. Обе составляющие (жидкометаллическую и порошковую) помещают в полиэтиленовую двухобъемную капсулу с перегородкой, разделяющей эти составляющие. Материал, помещенный в капсулу, сохраняет свои эксплуатационные и технологические свойства в течение года хранения в нормальных условиях. Непосредственно перед применением обе составляющие материала совмещают, а затем тщательно перемешивают в амальгамосмесителе при комнатной температуре до получения однородной пастообразной консистенции. Таким образом, одной из важных эксплуатационных характеристик материала является время смешивания составляющих непосредственно перед применением, поскольку это время связано с удобством применения материала как для врача, так и для пациента. При этом время смешивания находится в прямой зависимости от состава материала.

Для определения продолжительности времени смешивания компоненты материала-прототипа и предлагаемого материала - порошковую и жидкометаллическую составляющие помещают в полиэтиленовую капсулу диаметром 8 мм и длиной 25 мм и закрепляют в держателе амальгамосмесителя, например марки АС-01. Смешивание производят при амплитуде возвратно-поступательного движения не менее 17 мм и частоте не менее 44 Гц. Продолжительностью смешивания считают время, необходимое для получения однородной пастообразной смеси. По результатам десяти измерений определяют среднюю продолжительность смешивания.

Для определения кинетики затвердевания, продолжительности до начала схватывания (потери пластичности) и конца схватывания, т.е. достижения сплавообразования материала, готовят образцы в форме шайб диаметром 12 мм, высотой 3 мм в металлической оправе. Началом схватывания считают момент потери пластичности материала, когда он рассыпается при скатывании шарика пальцами руки, а также изменение цвета поверхности шарика от первоначального блестящего металлического до серого, матового. Концом схватывания считают момент появления характерного металлического блеска при механической зачистке поверхности образца наждачной бумагой или абразивным инструментом.

После приготовления образцы термостатируют в течение 24 ч при температуре (37,01,0)^оС. Кинетика затвердевания материала определяется замерами микротвердости Н через каждые 2 ч в процессе непрерывного термостатирования. Поверхность образцов перед измерениями полируется. Измерения проводят на микротвердомере марки ПМТ-3 по стандартной методике. По результатам десяти измерений определяют среднее значение микротвердости.

Определение прочности на сжатие _cосуществляется на разрывной машине FM-250. Образцы в форме цилиндра диаметром 2,6 мм и высотой 5-6 мм после термостатирования при температуре (37,01,0)^оС через 1 ч и 24 ч помещают между двумя сближающимися при постоянной скорости стальными пластинами. Величину _cопределяют как среднюю пяти измерений по известной формуле.

На основании требований Комитета по науке и технике Минздрава РФ проведено исследование острой и хронической токсичности пломбировочного материала в эксперименте на 4-х видах животных обоего пола. Исследования проводились на основании руководящих документов для проведения исследований материалов, используемых в стоматологии.

Изучение острой токсичности предлагаемого состава проведено на двух видах животных обоего пола: белые мыши (массой 18-20 г) и белые крысы (массой 160-180 г). Использовано введение исследуемого состава внутрибрюшинно и в желудок через зонд.

Результаты исследований: внутрижелудочное введение исследуемого состава в дозах 500, 1000, 2000 и 3000 мг/кг не вызвало гибели ни одного животного на протяжении 14-ти дней наблюдения. Изменений в поведении животных не наблюдалось. Внутрибрюшинное введение исследуемого состава в дозах 500 и 1000 мг/кг также не сопровождалось гибелью животных или какими-либо отклонениями в общем их состоянии. Таким образом, по показателям острой токсичности предлагаемый пломбировочный материал является нетоксичным и относится к IV классу опасности. Видовой и половой чувствительности не установлено.

Изучение хронической токсичности проводилось при трехмесячном введении суспензии предлагаемого состава белым крысам и кроликам. Была определена доза состава 1/10 от максимально однократно вводимой (3000 мг/кг) дозы, что превышает в 150 раз концентрацию компонентов высвобождающихся из максимального количества поставленных пломб - 12 шт. При изучении хронической токсичности определено влияние предлагаемого промбировочного состава на общее состояние животных, на слизистую глаз и ротовой полости, изучено кожно-резорбтивное действие состава, его сенсибилизирующие свойства, влияние на функциональное состояние сердечной деятельности и системы внешнего дыхания, на показатели периферической крови.

На основании полученных результатов при исследовании хронической токсичности можно сделать заключение, что предлагаемый материал для пломбирования зубов характеризуется достаточно высокой стойкостью и отсутствием токсического действия на организм экспериментальных животных.

П р и м е р. Для приготовления материала для пломбирования зубов используют состав при следующем соотношении компонентов, мас.%: Галлий 38,5 Медь 42,5 Олово 15,6 Серебро 2,6 Индий 0,5 Кальций 0,3

В алундовый тигель помещают 38,5 г галлия, 6,1 г олова, 0,2 г индия, нагревают до 150^оС, выдерживают при этой температуре в течение 4 ч и охлаждают до комнатной температуры. Температура плавления сплава составляет (17,01,0)^оС. В барабан измельчителя загружают 42,5 г меди, 9,5 г олова, 2,6 г серебра, 0,3 г индия, 0,3 г кальция в виде порошков и подвергают эту смесь измельчению в течение 10 мин, а затем просеивают через сито с размером ячейки 63 мкм. Полученные жидкометаллическую и порошковую составляющие помещают в полиэтиленовую капсулу в соотношении 45:55 по массе, снабженную разделительной перегородкой. Непосредственно перед применением капсулу вставляют в стандартный амальгамосмеситель и подвергают смешиванию. Полученная масса пастообразной консистенции представляет собой пломбировочный материал, готовый к использованию.

Материал имеет следующие физико-механические свойства: продолжительность смешивания 5-10; время до начала схватывания при (37,01,0)^оС (потеря пластичности) 3-4 мин; время до конца схватывания при (37,01,0)^оС (достижение сплавообразования) 20-30 мин; время приобретения 70-80% максимальной прочности 2,0-3,0 ч; микротвердость через 1 ч 800 МПа, через 24 ч 1900 МПа; предел прочности на сжатие через 1 ч 140 МПа, через 24 ч 390 МПа; коэффициент линейного термического расширения (через 24 ч) 17,1-17,410^-6 град^-1.

В таблице приведены примеры осуществления способа, а также технологические и эксплуатационные характеристики предлагаемого материала для пломбирования зубов при граничных значениях заявляемого содержания компонентов, а также при выходе за заявляемые предела содержания.

Таким образом, предлагаемый материал для пломбирования зубов обладает малой продолжительностью смешивания (5-10 с), высокой скоростью схватывания (начало схватывания 3-4 мин, конец схватывания 20-30 мин); высокой твердостью (через 24 ч 1900-2000 МПа) и прочностью на сжатие (через 1 ч 140-150 МПа, через 24 ч 380-400 МПа). Кроме того, материал нетоксичен.