Врачебная тактика выбора конструкционного материала временных зубных протезов
На правах рукописи
ПЕРЕВЕЗЕНЦЕВА Анастасия Александровна
ВРАЧЕБНАЯ ТАКТИКА ВЫБОРА КОНСТРУКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ВРЕМЕННЫХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ
14.01.14 – Стоматология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Москва – 2012
Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ГБОУ ВПО МГМСУ имени А.И. Евдокимова Минздравсоцразвития России)
Научный руководитель:
доктор медицинских наук, профессор АРУТЮНОВ Сергей Дарчоевич
Научный консультант:
ЕРОШИН Владимир Андреевич - доктор физико-математических наук, профессор (Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, ведущий научный сотрудник лаборатории нестационарной гидродинамики)
Официальные оппоненты:
Миргазизов Марсель Закеевич - доктор медицинских наук, профессор (ФГБОУ ДПО ИПК ФМБА России, профессор кафедры клинической стоматологии и имплантологии).
Козлов Сергей Викторович - доктор медицинских наук (ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Минздравсоцразвития России», профессор, заведующий кафедрой ортопедической стоматологии).
Ведущее учреждение:
ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России.
Защита состоится «____» ___________ 201__ г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 208.041.01, созданного на базе ГБОУ ВПО МГМСУ имени А.И. Евдокимова Минздравсоцразвития России по адресу:
127473, Москва, ул. Делегатская д. 20 стр.1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке имени А.И. Евдокимова Московского государственного медико-стоматологического университета (127206, г. Москва, ул. Вучетича, д. 10а)
Автореферат разослан _____ ________________201__ г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор медицинских наук,
профессор Гиоева Юлия Александровна
АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
В настоящее время на этапах стоматологического ортопедического лечения применяют временные зубные протезы [Арутюнов С.Д. и соавт., 2000, 2004; Иорданишвили А.К., 2001; Barlattani A. et al., 2002; Lang R. et al., 2002; Burns D.R. et al., 2003].
При этом все большую популярность приобретают акриловые композитные материалы холодной полимеризации, несмотря на их относительную дороговизну [Трезубов В.Н., 2005; Трегубов И.Д., 2007]. Однако их использование сопряжено с частыми поломками ортопедических конструкций, возникновением или обострением воспаления пародонта, ухудшением гигиены рта из-за изменения микробиоценоза [Грудянов А.И. и соавт, 1999; Царев В.Н. и соавт., 2011; Haselton D.R. et al., 2002; Scherrer S.S. et al., 2003].
Прочность полимерных материалов для временных зубных протезов изучалась и ранее [Бабунашвили Г.Б., 2007; Степанов Е.С., 2009; Deeks S., 2000; Gegauff A.G. et al., 2001]. В основном исследовали образцы при изгибе, растяжении и сдвиге [Чумаченко Е.Н., 2005; Kim S.H. et al., 2004, 2007]. Временные протезы нередко разрушаются при растяжении [McKinney J.E. et al., 1987; Yap A.U. et al., 2004].
Ежегодно появляются новые конструкционные материалы с изученными механическими свойствами при статических и циклических нагрузках для определения долговечности ортопедических конструкций [Drummond J.L., Bapna M.S., 2003]. Сегодня в стоматологической практике широко используются технологии CAD/CAM фрезерования временных зубных протезов, обладающих высокой степенью прочности и резистентности к длительным механическим нагрузкам [Lee S., 2008; Giordano R., 2006; Alt V. et al., 2011]. Однако эти технологии, к сожалению, малодоступны для большинства врачей-стоматологов, поэтому временные несъемные протезы, из акриловых композитных материалов, изготовленные методом «силиконового» ключа, занимают лидирующие позиции в рейтинге предпочтений [Степанов Е.С., 2009; Малолеткова А.А. и соавт., 2010; Yilmaz A., Baydas S., 2007]. Остается совершенствовать известные конструкций временных протезов из полимеров холодного отверждения, для повышения прочности конструкции и, соответственно, эффективности ортопедического стоматологического лечения больных с дефектами зубов и зубных рядов [Бабунашвили Г.Б., 2007].
Опыт клинического использования конструкций временных зубных протезов, отраженный в специальной литературе, противоречив в отношении их долговечности и гарантированности функционирования. В связи с этим необходимо их дальнейшее совершенствование с обоснованием алгоритма выбора конструкционного материала и технологии в конкретной клинической ситуации, особенно для больных с тяжелыми клиническими случаями и выраженной патологией зубочелюстного аппарата.
Цель исследования
Совершенствование стоматологического ортопедического лечения пациентов с дефектами зубов и зубных рядов путем разработки усовершенствованных конструкций временных несъемных зубных протезов повышенной прочности, обоснованного выбора конструкционного материала и технологии их изготовления.
Задачи исследования
- Провести сравнительный анализ максимальных значений функциональных нагрузок, возникающих на резцах и молярах при откусывании и разжевывании пищи различной твердости, и разработать рекомендации по выбору пищевого рациона на период использования различных конструкций временных зубных протезов.
- Определить и сравнить характеристики прочности временных протезов, изготовленных из различных материалов по традиционной технологии и CAD/CAM, при статическом и циклическом нагружениях, оценить величину допустимых значений жевательных нагрузок.
- Изучить степень адгезии основных представителей стабилизирующей и патогенной микрофлоры рта к временным протезам, изготовленным из акриловых композитных материалов холодной полимеризации прямым методом и с помощью CAD/CAM технологий.
- Разработать усовершенствованные конструкции временных зубных протезов повышенной прочности, изготовленные из конструкционных материалов холодной полимеризации с использованием традиционной и CAD/CAM технологий, оценить эффективность их применения.
Научная новизна
На основании результатов экспериментальных, лабораторных и клинических исследований проведена комплексная сравнительная оценка свойств временных зубных протезов, изготовленных из акриловых композитных материалов холодной полимеризации, позволяющая осуществлять их обоснованный выбор в соответствии с особенностями конкретной клинической ситуации.
Экспериментально оценены величины максимальных значений нагрузок, возникающих на резцах и молярах при откусывании и разжевывании пищи различной твердости, предложен алгоритм оценки долговременности функционирования ортопедических конструкций.
Впервые в экспериментальных исследованиях в сравнительном аспекте были изучены временные несъемные зубные протезы из акрилатов при статических и циклических нагрузках, определены пределы их прочности.
В микробиологических исследованиях in vitro изучена адгезивная способность пародонтопатогенных грамотрицательных бактерий Prevotella intermedia, Porphyromonas gingivalis, Fusobacterium nucleatum, строго анаэробные овоиды (пигментобразующие бактероиды), веретенообразные палочки (фузобактерии), а также кариесогеннов: Streptococcus sanguis, Actinomyces naeslundii (грамположительные, микроаэрофильные, кислотопродуцирующие кокки), а также палочки с высоким индексом адгезии к эмали зуба и реставрационным материалам, наряду с дрожжеподобными грибами Candida albicans, способными вызывать воспаление пародонта и слизистой оболочки рта.
На основании результатов экспериментальных, лабораторных и клинических исследований дана сравнительная комплексная оценка свойств временных зубных протезов, изготовленных из акриловых композитных материалов холодной полимеризации, что позволяет осуществлять их обоснованный выбор в зависимости от особенностей конкретной ситуации.
Научная новизна диссертационной работы подтверждена патентами РФ на изобретение №2423948 «Способ изготовления временных зубных протезов» и на полезную модель №98123 «Временный мостовидный зубной протез».
Научно обоснованы критерии выбора акриловых композитных материалов холодной полимеризации в технологии временных зубных протезов, включающие результаты изучения прочности и микробиологических исследований, сроки пользования ортопедическими конструкциями в зависимости от особенностей клинической картины.
Практическая значимость
Разработан экспериментальный стенд для научного анализа максимальных значений жевательных нагрузок, возникающих на резцах и молярах при откусывании и пережевывании пищи различной твердости. Предложены расчет пищевого рациона и рекомендации по его применению на период пользования временными зубными протезами.
Разработаны и внедрены в клиническую практику усовершенствованные конструкции временных протезов повышенной прочности с улучшенным сопряжением края коронки с культей препарированного опорного зуба (патенты РФ на изобретение №2423948 и на полезную модель №98123), повышающие эффективность ортопедического стоматологического лечения больных с дефектами и деформациями зубных рядов.
Пятилетний опыт клинического применения разработанного нами алгоритма протезирования временными несъемными протезами предложенных конструкций с использованием оптимальных технологий их изготовления из акриловых композицитных материалов холодной полимеризации убедительно доказал их эффективность при различных патологиях зубочелюстного аппарата.
Основные положения, выносимые на защиту
Временные зубные протезы из композитного конструкционного материала «Protemp™ 3 Garant™» (3M ESPE, США) полученные по САD/САМ технологии CEREC inLab MCXL, в 1,12 раза прочнее таковых, изготовленных традиционным методом «силиконового» ключа.
Наибольшая адгезия микроорганизмов рта в эксперименте in vitro из 5 изученных конструкционных материалов была выявлена у образцов из акрилата «Синма-М(х)», изготовленных с нарушением технологии, наименьшая адгезия отмечена у акриловых композитов «Luxatemp Fluorescence» и «Protemp™ 3 Garant™».
Усовершенствован способ изготовления временных зубных протезов из полимерных и композитных материалов (патент РФ на изобретение №2423948) и временный мостовидный протез (патент РФ на полезную модель №98123), позволяют в 1,4 раза увеличить прочность конструкции при циклических нагрузках. Клиническая апробация усовершенствованной конструкции при ортопедическом лечении 124 больных подтвердила эффективность разработанной нами медицинской технологии.
Личный вклад автора
Соискательницей изготовлены 360 образцов временных зубных протезов из акрилового полимера и акриловых композиционных материалов холодной полимеризации, проведены экспериментальные исследования по статическому и циклическому их нагружению, определению усталостной прочности. Автором изучена адгезия микробов к материалам, организовано обследование 873 пациентов, самостоятельно вылечены 124 человека; изготовлены 248 временных несъемных зубных протезов. Автор самостоятельно проанализировала результаты исследований, провела статистическую обработку полученных данных, участвовала в подготовке заявок на изобретение и полезную модель. Написаны статьи, диссертация и автореферат. По теме работы опубликовано 5 статей.
Апробация диссертации
Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на:
- научной конференции "Ломоносовские чтения" (секция механики, подсекция биомеханики в НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова) (Москва, 2010, 2012),
- XXXII Итоговой конференции молодых ученых МГМСУ (Москва, 2010),
- VII Международной выставке изобретений «SIIF-2011» (Сеул, 2011),
- Международной конференции "Современные проблемы механики", посвященной 100-летию Л.А. Галина в Институте прикладной механики РАН (Москва, 2012),
- совместном заседании кафедры стоматологии общей практики и подготовки зубных техников, кафедры ортопедической стоматологии ФПДО, кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии, а также лаборатории материаловедения НИМСИ МГМСУ (15.06.2012 г.).
Внедрение результатов исследования
Результаты работы внедрены в учебный процесс интернов, ординаторов и аспирантов, преподаются на циклах усовершенствования врачей-стоматологов на кафедрах стоматологии общей практики и подготовки зубных техников ФПДО, госпитальной ортопедической стоматологии МГМСУ им. А.И. Евдокимова, используются в деятельности стоматологической поликлиники ФПДО МГМСУ, государственных стоматологических поликлиник №4, №5 и №7 г. Москвы. Работа выполнена по плану НИР МГМСУ, государственная регистрация №01200700513.
Публикации
По материалам диссертации опубликованы 7 печатных работ, в том числе 3 в журнале из перечня ВАК РФ, включая 2 патента РФ.
Объем и структура диссертация
Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста и состоит из введения, главы «Материалы и методы исследования», обзора литературы, 2 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы (150 отечественных и 217 иностранных источников). Работа иллюстрирована 18 таблицами и 28 рисунками.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Для достижения поставленной цели и решения задач исследования было проведено комплексное экспериментальное, лабораторное и клиническое изучение акриловых полимеров «Синма-М» (Стома, Украина), акриловых композитных материалов холодной полимеризации «Luxatemp Fluorescence» (DMG, Германия) и «Protemp™ 3 Garant™» (3M ESPE, США), и полиуретана марки «Денталур К» (ОАО Денталур, Россия).
Для прогнозирования долговечности временных зубных протезов необходимо знать особенности архитектуры ортопедической конструкции, физико-механические свойства конструкционного материала, методы изготовления, величины усилий и характер нагружения (стационарные, импульсные или периодические силы). Так как жевательные нагрузки имеют циклический характер, то долговечность конструкции можно оценить по результатам испытаний на усталостную прочность. При этом необходимо знать величину жевательных усилий и их число за определенный промежуток времени (например, месяц).
Для сопоставимости результатов исследований использовали идентичные образцы временных мостовидных зубных протезов, изготовленные по лекалам, которые были фрезерованы на аппарате CEREC in lab MCXL из блоков VITA CAD-TEMP (Vita, Германия). Были изготовлены 2 мастер модели временных зубных протезов протяженностью в 4 и 5 единиц с опорой на зубы 16 и 12, а также 16 и 13. Изучаемые полимерные материалы систематизировали по технологии изготовления временных мостовидных зубных протезов. В настоящее время в некоторых стоматологических учреждениях стал широко применяться прямой метод «холодной» полимеризации материала «Синма-М». Врачи-стоматологи и зубные техники считают, что это быстро, дешево и достаточно прочно. Мы проверили в экспериментальных и лабораторных исследованиях правомерность использования этого метода, изучив прочность мостовидных протезов и адгезию микробов к поверхности ортопедических конструкций in vitro. Образцы временных зубных протезов из акриловых композитных материалов и материала «Синма-М(х)» «холодной» полимеризации изготавливали по технологии «силиконового ключа», а из «Синмы-М(г)» методом горячей полимеризации по традиционной технологии в соответствии с инструкцией по применению. Кроме того из этих полимеров были изготовлены блоки по технологии, разработанной С.Д Арутюновым и соавт. (2011), и фрезерованы образцы временных протезов.
На первом этапе эксперимента нами были определены усилия на резцах и молярах при откусывании и разжевывании пищевых продуктов различной твердости, установлены пределы статической прочности образцов временных зубных протезов, изготовленных из исследуемых конструкционных материалов (рис. 1).
Рис.1. Установка для определения усилий откусывания пищевых продуктов
При циклическом нагружении испытания образцов проводились на базе N=10000 циклов. Выбор базы (количество циклов нагрузка – разгрузка, которое должна выдержать конструкция) должен соответствовать запланированной долговременности, определяемой в соответствии с клинической ситуацией в каждом конкретном случае.
На втором и третьем этапах эксперимента использовали стенд универсальной испытательной машины лаборатории 105 НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова (рис. 2).
Рис. 2. Схема измерения прогиба мостовидных протезов на универсальном
измерительном стенде:
1 – мастер-модель с закрепленным мостовидным протезом, 2 – рычаг-коромысло, вращающийся относительно оси, проходящей через точку О.
Вдоль вертикальной линии, проходящей через точку А, к мостовидному протезу приложена сила 
. Через точку В проходит ось, на которой закреплен вращающийся эксцентрик 3, обеспечивающий нагрузку–разгрузку мостовидного протеза грузом 4. Лазер 5, экран 6, видеокамера, считывающая смещение луча лазера на экране, и компьютер (на рис. 2 не изображены).
Прогиб 200 образцов (из них 80 фрезерованных) мостовидных протезов измеряли по формуле: 
где 
- смещения луча лазера на экране, 
- расстояние от точки O до экрана (
<< L).
Циклические нагружения 160 образцов (80 фрезерованные) позволили установить предел усталостной прочности исследуемых образцов временных несъемных мостовидных протезов на базе N=10000. По результатам экспериментального исследования предложен алгоритм оценки их долговечности. Изучали статическую и усталостную прочность при нагружении на 400 образцов временных мостовидных зубных протезов (1820 зубопротезных единиц) (табл. 1).
Таблица 1.
Сводная таблица объема экспериментальных исследований
| Конструкционный материал | Протяженность мостовидного протеза | Всего зубопротезных единиц | Технология | |
| (5 единиц) | (4 единиц) | |||
| Число временных мостовидных протезов | ||||
| Синма М(г) | 30 | 20 | 230 | Традиционная |
| 20 | 20 | 180 | CAD-CAM | |
| Синма М(х) | 30 | 20 | 230 | Традиционная |
| 20 | 20 | 180 | CAD-CAM | |
| Luxatemp - Fluorescence Automix | 30 | 20 | 230 | Традиционная |
| 20 | 20 | 180 | CAD-CAM | |
| Protemp™ 3 Garant™ Automix | 30 | 20 | 230 | Традиционная |
| 20 | 20 | 180 | CAD-CAM | |
| Денталур-К | Традиционная | |||
| 20 | 20 | 180 | CAD-CAM | |
| Всего | 120 | 80 | 920 | Традиционная |
| 100 | 100 | 900 | CAD-CAM | |
| Итого | 220 | 180 | 1820 | Традиционная и CAD-CAM |
В лаборатории кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии МГМСУ им. А.И. Евдокимова изучали адгезию микроорганизмов к образцам исследуемых полимерных материалов. В эксперименте in vitro были использованы следующие штаммы микроорганизмов, которые можно отнести к разным группам по степени риска развития стоматологических заболеваний:
I. Пародонтопатогенным бактериям: Prevotella intermedia, Porphyromonas gingivalis, Fusobacterium nucleatum – грамотрицательные, строго анаэробные овоиды (пигментобразующие бактероиды) и веретенообразные палочки (фузобактерии).
II. Кариесогенным бактериям: Streptococcus sanguis, Actinomyces naeslundii – грамположительные микроаэрофильные кислотопродуцирующие кокки и палочки с высоким индексом адгезии к эмали и конструкционным материалам.
III. Дрожжеподобным грибам: Candida albicans – грамположительные дрожжеподобные грибы, способные вызывать воспалительные процессы слизистой оболочки и тканей пародонта.
Для учета результатов определяли индекс адгезии CFU/ml [Трефилов А.Г., 2012].
Клинический этап состоял в обследовании 873 пациентов (287 мужчин и 586 женщин) в возрасте 20–70 лет, которым были изготовлены 248 временных несъемных зубных протезов (1272 единицы). В соответствии с критериями включения, включения и исключения, на ортопедическое стоматологическое лечение были приняты 124 человека (51 мужчина и 73 женщины в возрасте 32–38 лет), которым были изготовлены временные несъемные зубные протезы разной протяженности. Клиническое обследование, по показаниям дополнили рентгенодиагностикой.
Состояние временных несъемных зубных протезов изучали с помощью метода экспресс диагностики в 1-е, 5-е, 15-е и 30-е сутки наблюдения.
Полученные результаты обрабатывали методом вариационной статистики с вычислением средних арифметических величин, среднеквадратичного отклонения и среднеквадратичной (стандартной) ошибки. Критерий достоверности оценивали по таблице Стьюдента. Статистически достоверными считали величины, которым в таблице соответствовали значения р 0,05, р 0,01 и р 0,001. Для расчетов и оформления работы использовали персональный компьютер с операционной системой Windows XP Professional и прикладными программными пакетами MS Word 2003 и MS Excel 2003.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Приведем опытные данные по измерению усилий, возникающих при откусывании фрагментов пищи размером 61225 мм3 различной твердости. В частности, для сырой моркови разрушающие усилия составляли: Fp= (13,5±1,5)H, где Fo=13,5H – среднеарифметическое значение усилия, S=1,5H – среднеквадратичное отклонение. Отметим, что при откусывании вдоль корнеплода среднее значение силы было на 710% меньше, чем в поперечном направлении. Для жареного миндаля при его разжевывании молярами разрушающие усилия соответствовали: Fp= (95±5)H. Приведем также опытные данные, полученные при разгрызании молярами сухарей и орехов фундук (в скорлупе). Для сдобных сухарей «Ванильный аромат» (гост 30317-95) среднее усилие при разжевывании молярами (из расчета на 1 зуб) было равно Fp=(205±35)H, для орехов фундук (в скорлупе) Fp= =(450±130)H при среднем диаметре орехов d=18,020,0 мм и массе m3г.
Усилий при измельчении пищи зависят от состояния продукта (сырой или после термической обработки), его размеров, а также геометрии (площади окклюзии). Тем не менее, они дают реальное представление о средних значениях жевательных нагрузок действующих на временный зубной протез.
Среднее значение силы, приложенной к мостовидному протезу протяженностью в 5 единиц из материала «Protemp», при котором происходит его разрушение, составляет Fпр= (356±39)H, где Fо=356Н – среднее арифметическое значение предела прочности, = ±39H – точность оценки при вероятности попадания в доверительный интервал p=0,95. Для мостовидных протезов из композита «Luxatemp» среднее значение разрушающей нагрузки оказалось заметно меньше: Fпр= (288±29)Н, хотя модули Юнга этих материалов практически не отличаются. А самыми прочными при статическом нагружении оказались конструкции из материала «Синма(г)» (Fпр= (414±32)Н), хотя модуль Юнга этого полимера существенно меньше.
Эксперименты проводились также с мостовидными протезами протяженностью 4 единицы. Во всех случаях они выдерживали большие нагрузки (примерно на 40%). Следовательно, если прогнозировать долговечность конструкции на основе данных для таковых протяженностью 5 единиц, то можно утверждать, что при меньшей протяженности они будут служить дольше. Отметим, что образцы нагружались сосредоточенными силами, приложенными в середине мостовидной конструкции. При использовании нагрузки, распределенной на 2 единицы, конструкция выдерживала большие (в 1,5 – 2 раза) нагрузки, т.е. такие же, как и при протяженности 4 единицы.
Разрушение мостовидных протезов происходило чаще всего в середине: развивалась трещина, которая шла снизу вверх слева или справа от средней (14 зуб) фасетки. В ряде случаев деформацию наблюдали в окрестности опорных зубов. Иногда хрупкого разрушения не было, но при предельных нагрузках (порядка 300 H и больше) пластические деформации быстро росли, и конструкция садилась на основание, на котором крепились опорные зубы (зазор между нижней частью протеза и основанием составлял 2–3 мм). При этом остаточная деформация (при снятии нагрузки) составляла 50 – 100 мкм.
Следует подчеркнуть, что предел прочности в этом случае сильно зависел от вида цемента: протезы, закрепленные на временном цементе, без разрушения сходили с опорных зубов при средних нагрузках Fmax (250±50)H. При фиксации на постоянный цемент конструкции выдерживали в 1,5–2 раза большие нагрузки.
Исследования по усталостной прочности мостовидных протезов проводились на установке, изображенной на рис.2. Вращение эксцентрика (3) с постоянной угловой скоростью обеспечивало нагружение конструкции постоянной силой F и ее разгрузку. При разрушении мостовидного протеза (слишком большом прогибе) концевой выключатель (7) отключал электромотор, и на счетчике циклов оставалось соответствующее число нагружений.
На рис. 3 приведена диаграмма прогиба в середине мостовидного протеза протяженностью 5 единиц с опорами на 1216 зубы (материал «Синма-М», традиционный способ изготовления) под влиянием пульсирующей силой. Пиковые значения прогиба =1,9 мм соответствуют максимальной силе (Fmax =220Н), горизонтальные участки – полному освобождению от нагрузки (F=0). Частота колебаний равна f=0,89Гц (период колебаний Т=1,12 сек). Для оценки предела усталостной прочности использовалась партия из 15 мостовидных протезов протяженностью 5 единиц и опорами на зубы 1612, изготовленных из материала «Синма-М(х)» методом «силиконового ключа».
Рис. 3. Диаграмма прогиба в середине временного протеза протяженностью
5 единиц (зубы 16-12) при его нагружении пульсирующей силой (F
=220H)
с интервалом разгрузки
Эксперименты показали, что предел усталостной прочности, на базе N=10000 циклов с вероятностью 80% составляет 
=(201±8,6)H. Для геометрически подобных образцов (10 шт), полученных методом компьютерного фрезерования из блоков, изготовленных из того же материала в лабораторных условиях, он составил 
=(172±10,7)H, разброс данных эксперимента был на 30% меньше.
Отметим, что экспериментальные данные, приведенные выше, подтвердили критерий усталостной прочности временных несъемных зубных протезов, введенный С.Д. Арутюновым и соавт. (2010). В своей работе они установили, что при базе испытаний N=10000 циклов предел усталостной прочности временных мостовидных протезов составляет 4249% от такового статической прочности.
Долговременность оценивали на примере мостовидного протеза протяженностью 5 единиц, изготовленного из материала «Синма-М(г)» по традиционной технологии. При циклической нагрузке F=(201±8,6)H с вероятностью 80% он должен выдержать N=10000 циклов, т.е. 10000 жевательных движений. Чтобы избежать риска преждевременного разрушения временного протеза, мы посчитали, что действительное число циклов (жевательных движений) в 2 раза меньше допустимого и равно N=5000, т.е. вводили коэффициент запаса долговременности (k1=2). Далее определяли перечень продуктов соответствующей твердости, и размер пищи, а также определяли удельное число жевательных движений N*, необходимых для измельчения 1 кг пищи. Отнеся допустимое число циклов (N=5000) к удельному N*, получаем общую массу продукта, которая может быть измельчена (пережевана) с помощью временного протеза без его разрушения. Поделив это количество на установленную суточную норму, получаем долговременность службы временного протеза (в сутках) при выбранном рационе питания. Если эта долговременность недостаточна то изменяем рацион питания.
При изучении микробной адгезии к исследуемым конструкционным материалам in vitro получены следующие данные, представленные в табл. 2.
Таблица 2.
Результаты изучения in vitro адгезии представителей микрофлоры рта
к конструкционным материалам для временных несъемных зубных протезов
| Название | Индекс адгезии (CFU/ml) | |||||
| Streptococcus sanguis | Actinomyces naeslundii | Porphyromonas gingivalis | Prevotella intermedia | Fusobacterium nucleatum | Candida albicans | |
| Контроль | 1,00±0,05 | 1,00±0,05 | 1,00±0,05 | 1,00±0,05 | 1,00±0,05 | 1,00 ± 0,05 |
| Protemp | 0,84±0,05* | 0,58±0,05* | 0,65±0,05* | 0,38±0,05* | 0,39±0,05* | 0,75 ± 0,05* |
| Luxatemp | 0,80±0,05* | 0,72±0,05* | 0,67±0,05* | 0,50±0,05* | 0,40±0,05* | 0,77 ± 0,05* |
| Синма-М(г) горячей полимеризации | 0,79±0,05* | 0,55±0,05* | 0,65±0,05* | 0,75±0,05* | 0,53±0,05* | 0,75 ± 0,05* |
| Синма-М(х) «холодной» полимеризации | 0,90±0,05** | 0,87±0,05** | 0,88±0,05** | 0,84±0,05** | 0,88±0,05** | 0,88 ± 0,05** |
Примечание: * статистически достоверное уменьшение индекса адгезии по сравнению с контролем (p<0,05); **статистически достоверное увеличение индекса адгезии модифицированного материала по сравнению со стандартом изготовления материала (p<0,05)
В результате микробиологических исследований установлено, что индексы адгезии стрептококков, вызывающих кариес на исследуемых материалах были самыми высокими по сравнению с другими штаммами. В частности, по сравнению с другими кариесогенными микробами (актиномицетами), они были примерно на 1520% выше. Индексы адгезии для всех исследуемых материалов статистически достоверно не отличались и находились в пределах 0,790,84, однако для «Синма-М(х)» индекс адгезии был статистически достоверно выше и составлял 0,90±0,05 (p<0,05).
Индексы адгезии актиномицетов к композитам «Protemp» и «Синма-М(г)» (0,58 и 0,55 соответственно), оказались статистически достоверно ниже по сравнению с «Luxatemp» (0,75) и «Синма-М(х)» (0,87±0,05). Выявленная тенденция, свидетельствующая о неудовлетворительном состоянии поверхности «Синма-М(х)», изготовленного модифицированным методом, подтверждалась и с другими тест-штаммами. Так, среди пародонтопатогенных видов наиболее выраженный индекс адгезии отмечен у Porphyromonas gingivalis (рис. 4).
Рис. 4. Рост колоний Porphyromonas gingivalis на питательной среде («5% кровяной гемин-агар»): слева – «Синма-М(х)» (высокий индекс адгезии), справа – «Синма-М(г)» (умеренный индекс адгезии)
У данного микроорганизма он варьировал от 0,65 до 0,67 у трёх сравниваемых материалов, то есть без статистически достоверных различий, однако, для «Синма-М(х)», он был статистически достоверно выше (0,87+ 0,05).
Аналогичная тенденция наблюдалась и у других видов пародонтопатогенных бактерий: Prevotella intermedia и Fusobacterium nucleatum. Минимальная адгезия отмечена к материалу «Protemp» (0,38 и 0,39 соответственно), достоверно выше – к «Luxatemp» и «Синма-М(г)» (0,400,75). Однако максимальный показатель установлен для «Синма-М(х)» (0,84 и 0,88 соответственно). Индекс адгезии грибов Candida albicans был довольно высоким и не отличался у сравниваемых материалов (0,750,77), но у «Синмы-М(х)» он был статистически достоверно выше и составлял 0,88 + 0,05 (p<0,05) (рис. 5).
Рис. 5. Рост колоний Candida albicans на питательной среде Сабуро на образцах материала: слева – «Синма-М(х)» (высокий индекс адгезии), в центре – «Синма-М(г)» (умеренный индекс адгезии), справа – контроль стерильности посева
Таким образом, необоснованный выбор конструкционного материала для временных зубных протезов может способствовать развитию или усугублению хронического пародонтита.
В наших исследованиях показано, что представители пародонтопатогенной и, особенно, кариесогенной флоры, а также грибы рода кандида обладают более высокой степенью адгезии к материалу «Синма-М(х)», в то время как «Синма-М(г)» не отличается от современных аналогов с низким содержанием акрилатов («Protemp» и «Luxatemp»). Степень адгезии микроорганизмов определяет особенности последующей микробной колонизации протеза. Поэтому, при использовании временных реставраций необходимы дополнительные гигиенические мероприятия по удалению пародонтопатогенной флоры и поддержанию нормального качественного и количественного состава микробиоценоза рта в период стоматологического лечения.
В клинике использовали временные несъемные зубные протезы из полимеров, сроки функционирования которых, были различными и соответствовали плану лечения, но не превышали 30 суток (табл. 3).
Таблица 3.
Сводная таблица объема клинических исследований
| Материал | Пациенты (n) | Одиночная коронка | Элементы временного несъемного зубного протеза | Технология | |||
| Протез | Опорная коронка протеза | Фасетка | Всего единиц конструкции | ||||
| Синма М(г) | 31 | 18 | 62 | 124 | 174 | 316 | Традиционная |
| 10 | 4 | 20 | 40 | 56 | 100 | CAD-CAM | |
| Luxatemp Fluorescence | 32 | 23 | 64 | 128 | 181 | 332 | Традиционная |
| 10 | 2 | 20 | 40 | 56 | 98 | CAD-CAM | |
| Protemp™ 3 Garant™ | 31 | 22 | 62 | 124 | 178 | 324 | Традиционная |
| 10 | 8 | 20 | 40 | 54 | 102 | CAD-CAM | |
| Всего | 94 | 63 | 188 | 396 | 533 | 972 | Традиционная |
| 30 | 14 | 60 | 120 | 166 | 300 | CAD-CAM | |
| Итого | 124 | 77 | 248 | 496 | 699 | 1272 | Традиционная и CAD-CAM |
Нами разработаны усовершенствованные конструкции временных несъемных зубных протезов и способы их изготовления, которые повысили эффективность стоматологического ортопедического лечения пациентов с дефектами зубов и зубных рядов. Эти протезы и способы их изготовления позволили, посредством компьютерного дизайна, оптимизировать окклюзионные взаимоотношения и упрочнить ортопедическую конструкцию.
На контрольных осмотрах по протоколу, разработанному на кафедре стоматологии общей практики и подготовки зубных техников ФПДО МГМСУ им. А.И. Евдокимова, пациенты жалоб не предъявляли. Случаев воспаления в тканях протезного ложа, пародонта в области опорных зубов в сравнении с зубами симметричной зоны, рецессии десны не наблюдали. Все пациенты отмечали хорошее качество проведенного лечения.
Протокол клинического обследования включал изучение гигиенического (OHI-s) и пародонтального (РМА) индексов в контрольные сроки. Всем пациентам осуществляли профессиональную гигиену рта, обучали индивидуальной гигиене. Индекс OHI-s оказался самым низким у пациентов с временными зубными протезами из материала «Protemp™3 Garant™» (табл. 4).
Таблица 4.
Показатели индекса OHI-s в период пользования временными зубными протезами
| Конструкционный материал | Число пациентов (n) | Гигиенический индекс OHI-s | ||
| Сроки наблюдений на этапах протезирования (сутки) | ||||
| До лечения | 15 | 30 | ||
| Синма-М(г) | 43 | 1,95 ± 0,09 | 1,05±0,03 | 1,13 ± 0,09 |
| Protemp™3 Garant™ | 41 | 1,87 ± 0,09 | 1,07±0,04 | 1,08 ± 0,09 |
| Luxatemp Fluorescence | 40 | 1,73 ± 0,09 | 1,09±0,04 | 1,25 ± 0,08 |
Примечание: р 0,05
Состояние тканей пародонта изучали с помощью индекса PMA, который в группе пациентов с временными протезами из акрилового композита «Protemp™3 Garant™» за весь период их функционирования был самым низким 28,08±1,67 (табл. 5).
Таблица 5.
Показатели индекса РМА в период пользования временными зубными протезами
| Конструкционный материал | Число пациентов (n) | Пародонтальный индекс РМА(%) | ||
| Сроки наблюдений на этапах протезирования (сутки) | ||||
| До лечения | 15 | 30 | ||
| Синма-М(г) | 43 | 31,45±1,26 | 28,49±0,05 | 30,34 ±1,10 |
| Protemp 3 Garant | 41 | 31,34±1,23 | 26, 23±0,79 | 28,08±1,67 |
| Luxatemp Fluorescence | 40 | 32,06±1,17 | 25, 13±0,44 | 29,06±1,03 |
Примечание: р 0,05
Результаты клинического применения временных несъемных зубных протезов показали их 100% «выживаемость».
ВЫВОДЫ
- В эксперименте установлено, что на резцах, при откусывании пищи, оптимальными являются функциональные нагрузки 45Н, а при разжевывании молярами 270Н, что необходимо учитывать при разработке новых стоматологических конструкционных материалов.
- При изучении образцов временных зубных протезов изготовленных традиционным способом из 5 изученных конструкционных материалов, при статической сосредоточенной нагрузке в середине конструкции, наибольшую прочность при изгибе продемонстрировали образцы «Синма-М(г)» (446Н), а наихудшие «Синма-М(х)» (118Н), а при циклических испытаниях наивысшие показатели у «Синма-М(г)» (230Н), наименьшие «Синмы-М(х)» (57Н).
- Применение САД/САМ технологии на аппарате CEREC inLab MCXL позволило фрезеровать временные зубные протезы большей прочности из материала «Protemp™3 Garant™» (в 1,12), а протезы из «Синма-М(х)» оказались наименее прочными (в 3,4 раза).
- Представители пародонтопатогенной и кариесогенной флоры, а также грибы рода Candida обладают крайне высокой степенью адгезии к образцам материала Синма-М(х) (0,840,90±0,05), изготовленным модифицированным методом холодной полимеризации, в то время как к образцам «Синма-М(г)» этот показатель значительно ниже (0,530,079±0,05), а у акриловых композитов «Luxatemp Fluorescence» (0,400,80±0,05), для «Protemp™3 Garant™» (0,380,84±0,05), при р<0,05.
- По результатам клинических исследований, временные зубные протезы из акриловых композитных материалов «Protemp™3 Garant™» является наиболее гигиеничными (OHI-s=1,08±0,09, а РМА=28,08±1,67%).
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
- Методика оценки прочности и долговечности временных несъемных зубных протезов облегчает сделать научно-обоснованный выбор вида материала, конструкции и технологии их изготовления временного несъемного протеза в соответствии с клинической ситуацией.
- Знание величин жевательных нагрузок и усталостной прочности временных конструкций – необходимое условие успешного проведения восстановительных операций.
- Выбор материала и технологии изготовления временных протезов при сроках их использования более 1 месяца должен проводиться с учетом их прочности и долговечности.
- Рекомендации лечащего врача-стоматолога о рационе питания в послеоперационный период обязательны для успешного функционирования временного протеза в запланированные сроки.
- Информация о твердости различных пищевых продуктов (максимальных жевательных нагрузках) и сравнительный анализ прочности основных типов мостовидных протезов, изготовленных из различных материалов с помощью современных технологий необходимы для повышения эффективности протезирования.
- Предложенный алгоритм протезирования временными несъемными ортопедическими конструкциями из акриловых композитных материалов холодной полимеризации может быть рекомендован для ортопедического стоматологического лечения больных с различными патологиями зубочелюстного аппарата.
СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Арутюнов С.Д., Ерошин В.А., Перевезенцева А.А., Бойко А.В., Широков И.Ю. Критерии прочности и долговременности временных несъемных зубных протезов. // Институт стоматологии. – СПб., – 2010. – №4. – С.84-85.
- Ерошин В.А., Бойко А.В., Арутюнов С.Д., Перевезенцева А.А. Определение усилий на резцах и молярах временных протезов при пережевывании пищи различной твердости// Ломоносовские чтения. Тезисы докладов научной конференции. Секция механики. 16-25 апреля 2010. МГУ им. М.В. Ломоносова – М.: Изд-во Московского университета, – 2010. – С.81-82.
- Перевезенцева А.А., Апресян С.В. Определение прочностных характеристик временных несъемных зубных протезов при циклическом нагружении // Секция ортопедической стоматологии, посвященная памяти профессоров В.Н. Копейкина и А.И. Дойникова.: Тр. XXXII Итоговой конференции молодых ученых – М., – 2010. – С.316-317.
- Арутюнов С. Д., Ерошин В. А., Перевезенцева А. А., Апресян С. В., Бойко А. В., Комаров П. А. Анализ прочностных характеристик конструкционных материалов для временных зубных протезов при статических нагрузках. Стоматолог. – М., – № 11/2011. – С.8-11.
- Арутюнов С.Д., Ерошин В.А., Апресян С.В., Бойко А.В., Перевезенцева А.А. Сравнительный анализ прочностных характеристик временных несъемных зубных протезов традиционной и CAD/CAM–технологий // Сборник тезисов Международной конференции "Современные проблемы механики", посвященной 100-летию Л.А. Галина – М.: Институт прикладной механики РАН, – 2012. – С.12.
- Арутюнов С.Д., Янушевич О.О., Арутюнов Д.С., Лебеденко А.И., Перевезенцева А.А., Золотницкий И.В., Апресян С.В. Способ изготовления временных зубных протезов // Патент РФ на изобретение №2423948 от 20.07.2011. БИПМ. №20 (том 3) – С.657.
- Арутюнов С.Д., Янушевич О.О., Перевезенцева А.А., Арутюнов Д.С., Лебеденко А.И., Золотницкий И.В., Зотов П.П. Временный мостовидный зубной протез // Патент РФ на полезную модель №98123 от 05.03.2010 БИПМ №28/2010 том 3. – С.721.
