Введение
Временные (провизорные, промежуточные) конструкции в настоящее время стали неотъемлемой частью любого ортопедического лечения, включая шинирование, применение мостовидных протезов, имплантатов [1]. Современное понимание необходимости временных конструкций не ограничивается лишь частичным восстановлением функции зубов пациента на этапе протезирования, а позволяет получить дополнительную информацию для точного представления о функциональных и эстетических характеристиках планируемых протезов [2].
Несмотря на внедрение новых материалов для провизорных мостовидных протезов (бис-акриловые композиционные пластмассы, композиты) [3], стоматологи часто сталкиваются с проблемой поломки временных конструкций, особенно в условиях повышенной функциональной нагрузки на опорные зубы: это включенные дефекты средней и большой протяженности либо подвижные опорные зубы, когда необходимо сохранение провизорных мостовидных протезов в течение длительного времени [4].
Цель настоящего исследования состоит в изучении путем механического испытания прочности на изгиб после починки балок из бис-акриловой композиционной пластмассы и полиметилметакрилата, применяемых для изготовления провизорных мостовидных протезов.
Материалы и методы
Алгоритм механического испытания с целью определения усилий разрушения балок-образцов методом трехточечного изгиба (ГОСТ 31574―2012) был следующий. С помощью специальной формы, состоящей из двух алюминиевых и двух стеклянных элементов, изготавливали экспериментальные образцы-балки размерами 2,0±0,1 х 2,0±0,1 х 25±2 мм из самотвердеющей бис-акриловой композиционной пластмассы Protemp 4 (3М ESPE), а также из самотвердеющей акриловой пластмассы Re-fine Bright (Yamahachi Dental MFG.,CO., Japan). Балки подвергали разрушению путем изгиба на универсальной испытательной машине FPZ 10/1 (Fritz-Heskert, Германия), обеспечивающей скорость перемещения траверсы 0,75±0,25 мм/сек. Расстояние между центрами опор составляло 20±0,1 мм. Нагрузку прикладывали на одинаковом расстоянии от центров опор (рис. 1). Затем две сломанные части каждой балки склеивали различными способами.
Fig. 1. Three-point bending test diagram
Сущность дальнейших испытаний заключалась в повторном разрушении склеенных балок путем изгиба до появления видимых разрушений. При этом на циферблате испытательной машины фиксировали максимальную нагрузку в ньютонах (н), которую выдерживал образец. Исследования проводили на базе лаборатории механических испытаний кафедры сопротивления материалов и теории упругости Тверского государственного политехнического университета.
Вычисляли среднеарифметические значения разрушающих усилий (М) и ошибку средней (m), среднеквадратическое отклонение. С помощью дисперсионного анализа, критериев Левена и Брауна—Форсайта определяли нормальность распределения результатов. Большинство измерений показали либо несоответствие нормальному распределению, либо подобную тенденцию. Поэтому для сравнения групп был применен непараметрический метод с использован критерия Краскела—Уоллиса.
Для проведения механического эксперимента всего было изготовлено 49 балок-образцов, среди которых выделили 7 групп по 7 образцов в каждой.
Изученные группы:
1) Protemp 4 ― цельная балка до поломки (контроль 1);
2) Protemp 4, починка с помощью Protemp 4;
3) Protemp 4, починка с помощью Filtek flow. + адгезив (Single–bond, 3M);
4) Protemp 4, починка с помощью Filtek flow. + адгезив + GlasSpan (стекловолоконная армирующая лента, GlasSpan);
5) Protemp 4, починка с помощью Re-fine Bright + мономер;
6) Re-fine Bright ― цельная балка до поломки (контроль 2);
7) Re-fine Bright, починка с помощью Re-fine Bright + мономер.
Результаты и обсуждение. Данные абсолютной силы разрушения (в ньютонах) балок из бис-акриловой композиционной пластмассы Protemp 4 и акриловой пластмассы Re-fine Bright представлены в таблице.
Таблица
Результаты абсолютной силы разрушения балок из бис-акриловой композиционной пластмассы Protemp 4 и акриловой пластмассы Re-fine Bright
Table. Results of the absolute fracture force of the beams made of bisacrylic composite resin Protemp 4 and acrylic resin Re-fine Bright
|
№ группы |
Групповые параметры исследуемых образцов |
Среднее значение (н) силы разрушения (F ср), ошибка средней (m): F ср = M ± m |
|
|
Protemp 4 (контроль 1) |
F ср. = 28,9 ±1,0 н |
|
|
Protemp 4, починка с помощью Protemp 4 |
F ср. = 4,6 ± 0,21 н |
|
|
Protemp 4, починка с помощью Filtek flow. + адгезив (Single –bond) |
F ср. = 13,2 ± 1,1 н |
|
|
Protemp 4, починка с помощью Filtek flow. + адгезив + GlasSpan |
F ср. = 9,6 ± 0,04 н |
|
|
Protemp 4, починка с помощью Re-fine Bright + мономер |
F ср. = 13,4 ± 0,4 н |
|
|
Re-fine Bright (контроль 2) |
F ср. = 16,5 ± 1,2 н |
|
|
Re-fine Bright, починка с помощью Re-fine Bright + мономер |
F ср. = 15,8 ± 0,9 н |
Первые пять исследуемых групп относились к бис-акриловой пластмассе Protemp 4, где ориентиром для сравнения (контроль 1) служила сила разрушения цельных балок до их поломки ― 28,9 ±1,0 н (группа 1). Наибольшей прочности после склеивания частей балок из Protemp 4 достигли варианты починки с помощью жидкотекучего композита Filtek flow с адгезивом Single bond ― 13,2 ± 1,1 н (группа 3), а также с помощью акрилата Re-fine Bright с собственным мономером ― 13,4 ± 0,4 н (группа 5). Тем не менее полученные результаты прочности значительно уступали цельной балке с наличием устойчивой статистической тенденции (p=0,097).
В двух последних группах изучали акриловую пластмассу Re-fine Bright. Цельная балка из данной пластмассы (группа 6) выполняла роль контроля 2. Оценивая возможности починки акрилата, выявили, что при объединении частей сломанных балок из Re-fine Bright посредством той же пластмассы с собственным мономером прочность склеенных балок практически достигала первоначальной (15,8 ± 0,9 н) с несущественными статистическими различиями (t 6-7= 0,47 p>0,05).
Сравнительные диаграммы, представленные на рис. 2 и 3, дают возможность наглядно оценить полученные результаты починки балок из двух типов материалов ― самотвердеющей бис-акриловой композиционной пластмассы и самотвердеющей акриловой пластмассы, наиболее часто используемых для изготовления временных протезов.
Рис. 2. Визуальная оценка прочности балок после починки из самотвердеющей бис-акриловой композиционной пластмассы Protemp 4 по сравнению с цельной балкой (контроль — 100 % прочности)
Fig. 2. Visual assessment of the strength of beams after repair of self-hardening acrylic composite plastic Protemp 4 compared with the solid beam (control — 100 % strength).
Рис. 3. Визуальная оценка прочности балок после починки из самотвердеющей акриловой пластмассы Re-fine Bright по сравнению с цельной балкой (контроль — 100 % прочности)
Fig. 3. Visual assessment of the strength of the beams after the repair of self-hardening acrylic plastic Re – fine Bright compared to the solid beam (control — 100 % strength)
Полученные результаты починки балок из бис-акриловой композиционной пластмассы Protemp 4 говорят о невозможности достичь первоначальной прочности образцов до поломки (в стоматологической практике это мостовидные протезы, объединенные коронки). В случае поломки подобных протезов целесообразным представляется их повторное изготовление.
Что касается временных протезов из акриловой пластмассы, то в случае поломки их починка вполне возможна и целесообразна в соответствии с клинической ситуацией.
Выводы
1. Сравнение усилий разрушения на изгиб балок из бис-акриловой композиционной пластмассы Protemp 4 выявило существенное ослабление прочности после любых видов починки.
2. Наилучшие результаты достигнуты при использовании для починки балок из бис-акриловой композиционной пластмассы Protemp 4 с помощью жидкотекучего светотвердеющего композита (Filtek flow с адгезивом) либо акриловой пластмассы Re-fine Bright с мономером.
3. При починке балок из акриловой пластмассы Re-fine Bright посредством той же пластмассы с мономером прочность восстанавливается практически до первоначальной.
