ПОЛИКАРБОКСИЛАТНЫЕ ЦЕМЕНТЫ - НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ФИКСАЦИИ В ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ - ВЛАДМИВА
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Ортопедия 70 W W W. K S TO M . R U К Л И Н И Ч Е С К А Я С Т О М А Т О Л О Г И Я А.А. Романенко 1, 2, м.н.с., магистрант кафедры технологии Поликарбоксилатные цемента и композиционных материалов цементы — новые возможности фиксации А.А. Бузов 1, к.т.н., технический директор В.П. Чуев 1, 3, д.т.н., генеральный директор; зав. кафедрой в ортопедической стоматологии медико-технических систем Л.С. Щелокова 2, к.т.н., доцент кафедры технологии цемента и композиционных материалов 1 АО «Опытно-экспериментальный завод «ВладМиВа»» 2 Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова A.A. Romanenko, A.A. Buzov, V.P. Chuev, L.S. Shchelokova 3 Белгородский государственный национальный исследовательский Polycarboxylate cements is a new possibilities университет of fixation in orthopedic dentistry Реферат. Цель: проведение сравнительного лаборатор- Abstract. Aim: carrying out of a comparative laboratory analy- ного анализа поликарбоксилатных зарубежных цементов sis between overseas polycarboxylate cement Adhesor Carbofne Adhesor Carbofine фирмы «Spofa Dental» (Чехия), HY-Bond from “Spofa Dental” (Czech Republic) and HY-Bond Polycarboxyl- Polycarboxylate Cement фирмы «Shofu» (Япония) и отечес- ate Cement from “Shofu” (Japan) and domestic cement Belocor твенного Белокор фирмы «ВладМиВа», а также обоснование from “VladMiVa”, also grounding identity of researching medi- идентичности исследуемых медицинских изделий. Материа- cal products. Materials and methods. The research for working лы и методы. Изучение рабочего времени, времени тверде- time, hardening time, strength and film thickness has carried out ния, прочности при сжатии и толщины пленки проводилось by methods of GOST 31578-2012 “Water-based dental cement. по методам ГОСТ 31578-2012 «Цементы стоматологические Technical requirements. Test methods”. The sizes of the particles на водной основе. Технические требования. Методы испыта- specified by a method of laser light diffraction. The images of the ний». Размер частиц определялся методом лазерной дифрак- structures were made by electronic microscope scanning. The ции света. Снимки структуры получены методом сканирующей chemical content was specified by an energy dispersive spec- электронной микроскопии. Для определения химического со- trometer with small-capacity detection technology. The acidity става применялся метод энергодисперсионной спектрометрии data was specified by pH-meter. The radio-opacity was assessed с технологией малогабаритного детектирования. Показатели visually on processed X-ray film. The rheological data of liquids кислотности определялись методом рН-метрии. Рентгенокон- was assessed by a rotational rheometer. Results. Using modern трастность оценивалась визуально на проявленной рентге- physical-chemical methods of analysis, the basic operational новской стоматологической пленке. Реологические показатели characteristics, radiopacity, acidity, microstructure, granulomet- жидкостей оценивали с помощью ротационного вискозиметра. ric, chemical composition of powders and stones of the polycar- Результаты. Исследованы основные эксплуатационные харак- boxylate cements and rheological properties of mixing liquids теристики, рентгеноконтрастность, кислотность, микроструктура, were studied. The physical-chemical identity of the polycarbox- гранулометрический и химический состав порошков и отвер- ylate cement from three dental companies was confirmed. It al- жденных поликарбоксилатных цементов, а также реологические so confirmed that analyzed types of cement are truly analogs. свойства жидкостей затворения. Показано физико-химическое Conclusions. The equivalence of the researched polycarboxylate сродство исследованных поликарбоксилатных цементов трех cements based on their technical and biological characteristics торговых марок стоматологических материалов. Установлено, and the same purpose. This ensures that there are no differences что исследованные цементы являются аналогами. Заключение. in their clinical efficiency and security. Therefore all investigated Эквивалентность исследованных поликарбоксилатных цементов polycarboxylate cements are recommended. основана на их технических и биологических характеристиках и одинаковом назначении. Это гарантирует отсутствие разли- чий в их клинической эффективности и безопасности. Таким образом, к использованию в стоматологической практике реко- мендованы все исследованные поликарбоксилатные цементы. Ключевые слова: поликарбоксилатный цемент, фиксация, це- Key words: polycarboxylate cement, cementation, fixing, HY-Bond ментировка, HY-Bond Polycarboxylate Cement, Adhesor Carbofine, Polycarboxylate Cement, Adhesor Carbofine, Belocor Белокор
2020 / 1 / 93 / январь—март 71 Ортопедия C L I N I C A L D E N T I S T R Y Старейшим материалом для фиксации является цинк- Рабочее время исследуемых образцов определялось фосфатный цемент, который выполняет заполнение как интервал времени от начала смешивания до момен- зазора между зубом и протезом, но не обладает свойст- та, когда цементное тесто при дальнейшем манипули- вом химического сродства и адгезионными свойствами ровании теряет свою пластичность. Для определения по отношению к тканям зуба, к металлу или керами- времени твердения цементным тестом заполнялась ме- ке [1]. Стремление создать пломбировочный материал, таллическая форма, которая через минуту после окон- который обладал бы манипуляционными свойствами чания смешивания помещалась в термостат при 37±1°C. и прочностью фосфатных цементов, но имел низкое В образец вертикально опускалась игла. С этой целью раздражающее действие и проявлял адгезию к тканям использовался прибор Вика. Фиксировался момент, ког- зуба, привело к созданию нового поколения цементов. да игла при погружении прекращает оставлять четкий Состав порошка цинк-фосфатного цемента сущест- полный отпечаток. Время твердения — интервал от мо- венно изменен не был, а жидкость на основе ортофос- мента завершения замешивания цемента до момента форной кислоты была заменена водным раствором по- исчезновения отпечатка иглы на поверхности цемент- лиакриловой кислоты. Оксид цинка, входящий в состав ного образца. порошка, взаимодействует с полиакриловой кислотой Для приготовления образцов для исследования из жидкости затворения, образую сетчатую поперечно на прочность форму заполняли цементным тестом, сшитую структуру полиакрилата цинка. Затвердевший уплотняя шпателем, и помещали ее в термостат на один цемент состоит из частиц непрореагировавшего оксида час. Образцы извлекали из формы и помещали в емкости цинка, связанных вместе этой аморфной гелеподобной с дистиллированной водой в термостат при температу- матрицей [2]. Поликарбоксилатные цементы стали пер- ре 37±1°C. Через 24 часа после окончания смешивания выми стоматологическими цементами, обладающими образцы исследовались на прочность путем прикла- адгезией к зубным тканям за счет химической связи дывания к ним сжимающей нагрузки в направлении карбоксилатных групп полиакриловой кислоты с каль- продольной оси. Применялась испытательная маши- цинированной поверхностью тканей зубов и протеином на Instron со скоростью движения траверсы 1 мм/мин. дентина [3]. Фиксировали значение нагрузки, при которой произош- Данные цементы могут быть использованы для ло разрушение образца. фиксации металлокерамических или цельнокерамиче- На рентгеновской стоматологической пленке, поме- ских протезов, ортодонтических аппаратов, в качестве щенной на свинцовую пластину, располагали образцы подкладок под пломбы для предохранения пульпы зу- цементов толщиной 2 мм и алюминиевый ступенчатый ба, а также для временного пломбирования зубов [4]. клин. С помощью портативного стоматологического Основными преимуществами этих цементов являются рентгенологического аппарата DX3000 (DEХCOWIN) слабое раздражающее действие, хорошая адгезия к тка- облучали пленку, а затем проявляли ее. Определение ням зуба и сплавам металлов, малая растворимость рентгеноконтрастности проводили путем визуального и толщина пленки. сравнения степени почернения пленки на месте изобра- Целью настоящего исследования стала сравнитель- жения исследуемых образцов и алюминиевого ступен- ная лабораторная оценка поликарбоксилатных цемен- чатого клина. тов, представленных на российском рынке. Для измерения значений pH водной вытяжки из образцов цементного камня применялся рН-метр «pH-150МИ» (Измерительная Техника). МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Исследование размера частиц в порошках исследу- Для сравнительного анализа были взяты зарубежные емых цементов проводилось методом лазерной диф- поликарбоксилатные цементы Adhesor Carbofine фирмы ракции света на анализаторе размера частиц Beckman «Spofa Dental» (Чехия) LOT 6705937 годен до 2021‑03 Coulter LS 13 320 с модулем Tornado. и HY-Bond Polycarboxylate Cement фирмы «Shofu» Для определения микроструктуры методом СЭМ (Япония) LOT 041801 годен до 2022-01-31, а так- и химического состава методом энергодисперсионной же отечественный Белокор фирмы «ВладМиВа» LOT спектрометрии с технологией малогабаритного де- 92 09 2019 05 годен до 2022-05. Внешний вид данных тектирования были использованы микроскоп Hitachi цементов представлен на рис. 1. TM3030 в режиме низкого вакуума и ЭДС-приставка Изготовление и испытание образцов проводилось QUANTAX (Bruker Nano GmbH). Обработка данных в соответствии ГОСТу 31578-2012 «Це- менты стоматологические на водной основе. Технические требования. Ме- тоды испытаний». Условия проведения испытаний характеризовались стабиль- ной температурой 23±1°C и относи- тельной влажностью воздуха не менее 30%. Цемент замешивался в соответст- вии с инструкцией изготовителя. Рис. 1. Исследованные поликарбоксилатные цементы
Ортопедия 72 W W W. K S TO M . R U К Л И Н И Ч Е С К А Я С Т О М А Т О Л О Г И Я осуществлялась с помощью поставляемого с оборудо- наибольшим объемным содержанием мелких частиц ванием программного обеспечения. (до 3 мкм). Цемент Белокор характеризуется наи- Для оценки реологических показателей жидкостей меньшим содержанием частиц данного размера. Этим применялся ротационный вискозиметр Экспресс-ана- объясняется недостаточное рабочее время у HY‑Bond лизатор консистенции ЭАК-2М (Изобретатель). Polycarboxylate Cement и оптимальное у Белокора. Сред- Данные исследования выполнялись на базе кафе- ний диаметр частиц у цемента HY-Bond Polycarboxylate дры медико-технических систем Белгородского госу- Cement является наименьшим, а у Белокора — наиболь- дарственного национального исследовательского уни- шим из исследованных. верситета и лаборатории отдела технического контроля Микроструктура порошков поликарбоксилат- АО «Опытно-экспериментальный завод ВладМиВа». ных цементов при увеличении в 2500 раз представле- на на рис. 3—5. Видно, что частицы образцов Adhesor Carbofine и Белокор округлой формы (рис. 3, 4). Обра- РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ зец HY-Bond Polycarboxylate Cement представлен оско- Проведены исследования зарубежных поликарбок- лочными частицами (рис. 5). Данный факт объясняется, силатных цементов Adhesor Carbofine фирмы «Spofa по-видимому, использованием в технологии их произ- Dental» (Чехия) и HY-Bond Polycarboxylate Cement фир- водства разных способов измельчения. мы «Shofu» (Япония), а также отечественный Белокор фирмы «ВладМиВа». Порошки поликарбоксилатных цементов Гранулометрический анализ, результаты которого представлены на рис. 2 и в табл. 1, показал, что поро- шок HY‑Bond Polycarboxylate Cement характеризуется Рис. 3. Микроструктура порошка поликарбоксилатного цемента Adhesor Carbofine Рис. 2. Распределение частиц по размерам в порошках поликарбоксилатных цементов Рис. 4. Микроструктура порошка поликарбоксилатного Таблица 1. Фракционный состав поликарбоксилатных цементов цемента Белокор Adhesor HY-Bond Polycar- Показатель Белокор Carbofine boxylate Cement Размер частиц, мкм, с содержа- нием от общего объема: ≤ 2,109 ≤ 1,026 ≤ 0,910 10% 25% ≤ 4,504 ≤ 3,993 ≤ 3,324 50% ≤ 7,244 ≤ 6,933 ≤ 6,601 75% ≤ 11,01 ≤ 10,40 ≤ 10,12 90% ≤ 15,51 ≤ 14,01 ≤ 13,57 Объемный средний диаметр 7,244 6,933 6,601 частиц, мкм Стандартное отклонение, мкм 5,211 4,720 4,707 Рис. 5. Микроструктура порошка поликарбоксилатного Коэффициент отклонения, % 63,7 63,5 66,9 цемента HY-Bond Polycarboxylate Cement
2020 / 1 / 93 / январь—март 73 Ортопедия C L I N I C A L D E N T I S T R Y Анализ химического состава порошков исследуемых Таблица 3. Консистенция цементов показал, что в состав HY-Bond Polycarboxylate жидкостей поликарбоксилатных цементов Cement входит наименьшее количество химических Жидкость затворения Консистенция, усл.ед. элементов. Данный образец содержит фтор. Концен- Белокор 195 трации алюминия и магния в Adhesor Carbofine выше, Adhesor Carbofine 275 чем в других исследуемых образцах. Образец цемен- та Белокор содержит висмут и молибден. Химический HY-Bond Polycarboxylate Cement 249 состав порошков исследованных цементов представлен в табл. 2. врачу-стоматологу для фиксации конструкции и опре- деляет высокие эксплуатационные характеристики от- Таблица 2. Химический состав порошков вержденного цемента. поликарбоксилатных цементов (в %) Adhesor HY-Bond Polycarboxylate Отвержденные поликарбоксилатные цементы Элемент Белокор Carbofine Cement Внешний вид цементов в затвердевшем виде представлен Zn 75,47±2,2 67,41±1,9 72,39±2 на рис. 7. Стоит отметить, что HY-Bond Polycarboxylate O 13,92±1,5 13,07±1,5 15,23±1,6 Cement в затвердевшем виде имеет серый цвет, в отли- чие от Adhesor Carbofine и Белокор. Mg 6,99±0,3 12,72±0,6 8,52±0,4 Al 0,05 4,51±0,2 0,43 Белокор Adhesor Carbofine HY-Bond Polycarboxylate Cement F — — 2,04±0,3 Si — 0,44 1,13±0,1 Bi 1,59±0,1 0,40 — Mo 1,41±0,1 — — Na — 0,96±0,1 — Рис. 7. Внешний вид образцов поликарбоксилатных цементов в отвержденном виде При сопоставлении результатов данного и прове- При изготовлении образцов были использованы денного А.А. Романенко и соавт. ранее исследований разные соотношения «порошок-жидкость» (п/ж) в со- подтверждено, что состав порошков цинк-поликарбок- ответствии с указанными в инструкциях изготовите- силатных и цинк-фосфатных цементов идентичен по ба- лей. Результаты исследования функциональных свойств зовым компонентам окиси цинка и окиси магния [5]. представлены в табл. 4. Наибольшим рабочим временем характеризует- Жидкости затворения ся Белокор. Цементы Adhesor Carbofine и HY-Bond поликарбоксилатных цементов Polycarboxylate Cement характеризуются недостаточным Жидкости затворения поликарбоксилатных цементов рабочим временем, что обусловливает возникающие Белокор и Adhesor Carbofine прозрачны, а жидкость HY- при их использовании трудности. Bond Polycarboxylate Cement имеет желтый цвет (рис. 6). Диапазоны значений прочности Белокор и HY-Bond В табл. 3 представлены результаты измерения конси- Polycarboxylate Cement достоверно близки. Прочность стенции исследуемых жидкостей. Adhesor Carbofine оказалась ниже как при использова- Наименьшее значение консистенции жидкости нии для пломбировки, так и для фиксации. затворения обусловливает значительное рабочее вре- Анализ микроструктуры исследуемых цементов по- мя цемента Белокор. Это позволяет избежать техно- сле отверждения показал, что образец цемента Adhesor логических ошибок при замешива- нии, предоставляет больше времени Таблица 4. Функциональные свойства поликарбоксилатных цементов Толщина Прочность, Рабочее Время твер- Белокор Adhesor HY-Bond Образец П/Ж пленки, мкм МПа время, мин дения, мин Carbofine Polycarboxylate Cement Для пломбировки Белокор 3:1 — 80,06±1,67 2:30 4,5 Adhesor Carbofine 3:1 — 73,53±1,48 1:20 3 HY-Bond 3,2:1 — 82,55±2,74 1:00 3,5 Polycarboxylate Cement Для фиксации Белокор 2:1 29 64,75±1,00 4:00 6,5 Adhesor Carbofine 2:1 31 59,73±2,19 2:25 4,5 Рис. 6. Внешний вид жидкостей HY-Bond поликарбоксилатных цементов 2,2:1 30 66,05±1,84 2:20 5,5 Polycarboxylate Cement
Ортопедия 74 W W W. K S TO M . R U К Л И Н И Ч Е С К А Я С Т О М А Т О Л О Г И Я Рис. 8. Микроструктура камня Рис. 9. Микроструктура камня Рис. 10. Микроструктура камня поликарбоксилатного цемента Adhesor поликарбоксилатного цемента HY-Bond поликарбоксилатного цемента Белокор Carbofine Polycarboxylate Cement Carbofine имеет поры наибольшего диаметра. Структу- и материалами несъемного зубного протеза. Все выше- ра HY-Bond Polycarboxylate Cement и Белокор сравнима сказанное позволяет рассматривать поликарбоксилат- по количеству и размеру пор (рис. 8—10). ные цементы в качестве биосовместимых композитов. Сравнение микроструктуры поликарбоксилатных Химический анализ показал, что в затвердевшем и цинк-фосфатных цементов заставляет обратить вни- виде HY-Bond Polycarboxylate Cement также содержит мание на полимерную природу первых [5]. Отсутст- небольшое количество фтора. Отличительные особен- вие в структуре поликарбоксилатных цементов трещин, ности Белокора после отверждения — содержание каль- характерных для цинк-фосфатных цементов, свиде- ция, висмута, молибдена и отсутствие серы в составе. тельствует о меньшей их проницаемости. Заметные Содержание серы в импортных аналогах объясняется, на поверхности излома образца поликарбоксилатного видимо, технологией производства полиакриловой кис- цемента полусферические поры — это пузырьки возду- лоты. ха, захваченные или десорбируемые Исследование рентгенокон- с поверхности порошка в процессе трастности показало, что все ис- HY-Bond замешивания. Их образованию спо- Polycarboxylate следуемые поликарбоксилатные собствует низкий коэффициент по- Cement цементы обладают данным свойст- верхностного натяжения и высокая вом в достаточной степени, что объ- статическая вязкость цементного Adhesor ясняется их высоким содержанием теста в процессе быстрого процес- Carbofine окиси цинка. Результаты представ- са структурирования. Цементному лены на рис. 11. тесту, как водно-полимерной ком- Установлено, что жидкость позиции, свойственно образование Белокор затворения исследованных поли- аэрогелей, что является известным карбоксилатных цементов имеет явлением для растворов высокомо- Рис. 11. Рентгеноконтрастность близкую кислотность. Белокор ха- лекулярных веществ. Такие компо- поликарбоксилатных цементов рактеризуется наиболее быстрым зиции хорошо смачивают любые подъемом рН до нейтрального поверхности и характеризуются вы- уровня (табл. 6). сокой адгезией, что в данном случае проявляется в вы- Расчет стоимости применения производили пу- сокой прочности соединения с твердыми тканями зуба тем деления стоимости упаковки на расчетное коли- чество применений, определенное из расчета 1 г ма- Таблица 5. Химический состав камней териала на одно применение (табл. 7). Применение поликарбоксилатных цементов (в %) Adhesor Carbofine и Белокор сопоставимо по стоимости, Adhesor HY-Bond Polycarboxylate Элемент Белокор Carbofine Cement Zn 66,80±2,0 54,58±1,7 64,84±1,7 Таблица 6. Значения рН на поверхности поликарбоксилатных цементов O 24,47±2,9 37,68±4,5 28,40±3,0 Adhesor HY-Bond Polycarboxylate Mg 6,69±0,3 4,81±0,3 5,07±0,2 Время Белокор Carbofine Cement F — — 0,85±0,2 Жидкость Al 0,04 1,34±0,1 0,21 2,84 2,89 2,83 затворения Bi 0,78 — — 15 мин 5,55 5,52 4,90 Mo 0,85±0,1 — — 60 мин 5,80 5,79 5,76 Na — 0,68±0,1 — 24 часа 6,98 6,76 6,53
2020 / 1 / 93 / январь—март 75 Ортопедия C L I N I C A L D E N T I S T R Y а HY‑Bond Polycarboxylate Cement превышает стоимость Таблица 7. Расчет стоимости одного применения Белокора более чем в 10 раз. применения поликарбоксилатных цементов Средняя стои- Масса гото- Стоимость Цемент мость упаков- вого цемента одного приме- ЗАКЛЮЧЕНИЕ ки, руб. в упаковке, г нения, руб. В данной работе исследованы три торговые марки по- HY-Bond Polycar- 2987 100 29,9 ликарбоксилатных цементов, представленных на рос- boxylate Cement сийском рынке. По химическому, гранулометрическому Adhesor Carbofine 368 120 3,1 составу, микроструктуре порошка и цементного камня, Белокор 297 120 2,5 свойствам жидкости затворения материалы идентич- ны. Наибольшим рабочим временем характеризуется Белокор. Диапазоны значений прочности Белокора и биологических характеристиках и одинаковом назна- и HY-Bond Polycarboxylate Cement достоверно близки. чении. Это гарантирует отсутствие различий в их кли- Прочность Adhesor Carbofine оказалась ниже как при нической эффективности и безопасности. Таким обра- использовании для пломбировки, так и для фиксации. зом, к использованию в стоматологической практике Все исследованные поликарбоксилатные цементы обла- рекомендованы все исследованные поликарбоксилат- дают достаточной рентгеноконтрастностью. ные цементы. В силу высокой экономической эффек- Эквивалентность исследованных поликарбок- тивности наибольшее распространение получили поли- силатных цементов основана на их технических карбоксилатные цементы Adhesor Carbofine и Белокор. Л И Т Е РАТ У РА / 1. ван Нурт Р. Основы стоматологического материало- 4. Максимовская Л.Н., Рощина П.И. Лекарственные R E F E R E N C E S : ведения. — М.: КМК-Инвест, 2004: 273—297 [van Noort R. средства в стоматологии: справочник. 2-е изд. — М.: Introduction to Dental Materials. — Moscow: KMК-Invest, 2004: Медицина, 2000: 43—44 [Maximovskaya L.N., Roshchina P.I. 273—297 (In Russ.)]. Drugs in dentistry: manual. 2nd ed. — Moscow: Meditsina, 2000: 2. Трезубов В.Н., Штейнгарт М.З., Миншнев Л.М. 43—44 (In Russ.)]. Ортопедическая стоматология. Прикладное материало- 5. Романенко А.А., Бузов А.А., Половнева Л.В., Чу- ведение: учеб. для мед. вузов. 2-е изд. — СПб.: СпецЛит, ев В.П. Цинк-фосфатные цементы — новые возможности 2001: 198—201 [Trezubov V.N., Steingart M.Z., Minshnev L.M. фиксации в современной стоматологии. Часть 1. Физико- Orthopedic Dentistry. Applied materials science: teaching for механические характеристики. — Клиническая стома- medical universities. 2nd ed. — Saint Petersburg: SpetsLit, 2001: тология. — 2019; 3 (91): 10—5 [Romanenko A.A., Buzov A.A., 198—201 (In Russ.)]. Polovneva L.V., Chuev V.P. Zink-phosphate cements—is a new pos- 3. Рыбаков А.И. (ред.) Материаловедение в стомато- sibilities of fixation in modern dentistry. Part 1. Physico-mechanical логии. — М.: Медицина, 1984: 335—341 [Rybakov A.I. (ed.) characteristics. — Clinical dentistry. — 2019; 3 (91): 10—5 (In Russ.)]. Materials science in stomatology. — Moscow: Meditsina, 1984: 335—341 (In Russ.)].
Вы также можете почитать