Изучение влияния условий полимеризации ормокера на его прочность


Изучение влияния условий полимеризации ормокера на его прочность
А.Г.Ервандян
Кафедра факультетской ортопедической стоматологии МГМСУ

     Появление в конце 20-го столетия нового поколения материалов, таких как композиты и адгезивы 1, привело к возникновению оригинальных несъёмных конструкций — адгезионных мостовидных протезов (АМП) 2. Не требуя значительного препарирования опорных зубов, эти протезы не вызывают побочные явления, характерные для металлокерамических и металлопластмассовых мостовидных протезов. Это послужило широкому использованию АМП в последнее время.
Стремление избавиться от металла и пластмассы в полости рта привело к замене первоначально металлического каркаса АМП на композитный с обязательным армированием волоконными материалами для увеличения прочности композита 3,4,5.
Несмотря на множество положительных аспектов ортопедического лечения АМП, они обладают рядом отрицательных качеств, свойственных материалам, из которых изготавливаются, то есть композитам. Усилия исследователей по устранению недостатков композитов (усадка, повышенная стираемость, изменение цвета со временем, меньшая прочность и т.д.) привели к созданию новых органно-неорганических стоматологических материалов, таких как ормокеры. Несмотря на улучшенные физико-механические показатели ормокеров по сравнению с композитами, остаётся актуальным вопрос совершенствования прочностных свойств данных материалов.
Целью настоящего исследования является изучение влияния условий полимеризации на прочность ормокеров.

Задачами исследования являются:

  1. Изучение влияния температуры полимеризации но прочность ормокера армированного стекловолокном.
  2. Изучение влияния мощности света при полимеризации на прочность ормокера армированного стекловолокном.

     Материалами исследования являются ормокер Admira (VOCO) и стекловолокно GlasSpan (GlasSpan)

     Исследования проводились методом трёхточечного изгиба образца в виде балки согласно ISO 10477-92.
Сущность метода заключается в нагружении балок размером 2х2х25 в центре до появления видимых разрушений (рис.1), при этом фиксируется максимальная нагрузка, которую они выдерживают. Расстояние между центрами опор должно быть равно 20мм, диаметр опор и нагружающей части 2 мм. Нагрузка прикладывается на одинаковом расстоянии от центров опор.

Рис.1. Форма и приспособление для испытания на изгиб

Рис.1. Форма и приспособление для испытания на изгиб

     Образцы для испытания приготавливали при температуре 23 оС. Форму (рис.1) с внутренними размерами 2х2х25 мм устанавливали на стеклянную пластину, заполняли её наполовину ормокером, укладывали стекловолокно, пропитанное адгезивом и жидкотекучим ормокером. После укладки волокна полностью заполняли форму ормокером, вторую стеклянную пластину помещали сверху, осторожно прижимая массу материала, удаляли его излишки и контролировали качество заполнения формы материалом, не допуская пустот и раковин. Далее приступали к отверждению с помощью облучения поверхности образцов светом от аппарата светового отверждения. После полимеризации извлекали образец из формы.

     Исследования были разделены на две серии. I серия состояла из 6 групп, II серия из 2 групп. Каждая группа состояла из 5 образцов.

В первой серии эксперимента изучали влияние температуры на прочность ормокера, армированного стекловолокном. Образцы I группы (контроль) полимеризовали при температуре 23 oС, II группы производили дополнительную полимеризацию при температуре 100 oС в течение 5 минут, III групы — 150oС, IV группы — 200oС, V группы — 250oС, VI группы — 300oС.

     Во второй серии эксперимента изучали влияние мощности света на прочность ормокера, армированного стекловолокном. Образцы I группы (контроль) полимеризовали при мощности света 300 мВт/см2, II группы — 600 мВт/см2.

Затем образцы переносили на испытательную машину FPZ 10/1 «Fritz Hechert», обеспечивающую скорость перемещения траверсы 0,75 мм/мин и максимальную нагрузку 5000 Н. Образцы устанавливали в испытательную машину, таким образом, чтобы волокно располагалось поперечно. Образец нагружали методом трёхточечного изгиба (рис.2) до разрушения и записывали значения разрушающей нагрузки.

Рис. 2. Испытание методом трёхточечного изгиба.

Рис. 2. Испытание методом трёхточечного изгиба.

Результаты исследования

     В I серии исследование образцов из ормокеров (рис.3), полимеризованных при температуре 25oС, показало, что они разрушаются при оказании на них нагрузки равной 141,57 МПа (I группа); образцов, полимеризованных при температуре 100oС — 156,38 МПа (II группа); образцов полимеризованных при температуре 150oС — 164,98 МПа (III группа); образцов, полимеризованных при температуре 200oС — 184,13 МПа (IV группа), а образцы, полимеризованные при температуре 250oС, требуют усилия — 183 МПа (V группа). Но при полимеризации ормокера при температуре 250oС и выше происходило изменение цвета образца, — он становился жёлтоватым. Повышение температуры полимеризации 300oС и выше приводило к растрескиванию образца и приобретению им коричневатой окраски. Прочностные характеристики не изучали ввиду видимых повреждений образца.

Рис.3. Влияние температуры полимеризации на прочность образца при изгибе.

Рис.3. Влияние температуры полимеризации на прочность образца при изгибе.

 В данной серии максимальной прочностью обладают образцы, полимеризованные при температуре 200-250oС; при этом значение разрушающего напряжения увеличилось в 1,3 раза по сравнению с образцом не подвергшимся термическому воздействию.

     Во II серии исследования образцов, полимеризованных при мощности света 300 мВт/см2, показало, что они разрушаются при оказании на них нагрузки равной 141,57 МПа (I группа), а образцы, полимеризованные при мощности света 600 мВт/см2, требуют усилия — 211,5 (II группа) (рис. 4). Максимальной прочностью обладают образцы, полимеризованные светом мощностью 600мВт/см2. Таким образом, увеличение мощности света полимеризации с традиционных 300мВт/см2 до 600 мВт/см2, приводит к увеличению прочности ормокера в 1,5 раза.

Рис. 4. Влияние мощности света при полимеризации ормокера на прочность образца при изгибе

Рис. 4. Влияние мощности света при полимеризации ормокера на прочность образца при изгибе

Выводы:

Прочность ормокера, армированного стекловолокном, зависит от условий полимеризации. Оптимальных режимом полимеризации является: температура — 200oС и мощность света 600 мВт/см2.

 

Литература

1.Bowen R.L. Adhesive bonding of various materials to hard tooth tissues II. Bonding to dentin promoted by a surface-active comonomer // J.Dent.Res. — 1965, — Vol.44, — P.895-902.

2.Huberman M. Evolution of the impression technic in relation to new materials // Rev. Fr. Odontostomatol. — 1967. — Vol. 14 (8). — P. 1303-1344.

3.Ряховский А.Н. Ортопедическое лечение без искусственных коронок // Клиническая стоматология. — М., 1999. — №3 (11). — 52-55 с.

4.Петрикас И.В. Планирование ортопедического лечения больных с малыми включёнными дефектами зубных рядов волоконными адгезивными мостовидными протезами (ВАМП): Дис. … канд. мед. наук. — Тверь, 2001. — 126 с.

5.Butterworth C., Ellakwa A.E., Shortall A. Fibre-reinforced composites in restorative dentistry // Dent. Update. — 2003. — Vol. 30 (6). — P. 300-306.