Abstract and keywords
Abstract (English):
The article deals with the influence of various factors on the properties of dental polymeric material. As an example of acrylic material hot polymerization «Ftoraks» was taken. Samples were made with different ratios of the components (within limits), immersed in solutions of varying ionic strength: 0.9 % calcium chloride, 0.9 % sodium chloride, distilled water and saliva solution model. The data before and after the interaction with aqueous media, defined glass transition temperature. Experimental data have shown that the separation of the monomer in the aqueous medium depends upon the medium composition and the ratio of components used for the preparation of the construction material. The separation of monomer from the polymer structure into solutions of salts is possible to evaluate by the glass transition temperature which characterizes thermomechanical properties of the polymer material.

Keywords:
Resin «Ftoraks», quality control of polymerization, the residual monomer, the glass transition temperature
Text

Частичное отсутствие зубов является одним из самых распространенных заболеваний. По данным ВОЗ до 75 % населения земного шара и имеют данную патологию. В нашей стране в общей структуре оказания медицинской помощи больным в лечебно-профилактических учреждениях стоматологического профиля это заболевание составляет от 40 до 75 % и встречается во всех возрастных группах пациентов. А 18 % пациентов имеют диагноз «Полное отсутствие зубов». Частичное и полное отсутствие зубов непосредственным образом влияет на качество жизни пациента. Что может приводить к снижению работоспособности, а порой и к невозможности занимать определенные должности.
Одним из способов лечения данного заболевания является изготовление различного вида съемных и несъемных зубных протезов, изготовленных из полимерных материалов. Полимерные материалы используют в разных типах ортопедических конструкций: пластмассовые коронки, бюгельные протезы, условно-съемные конструкции, полные съемные пластиночные протезы, но наиболее широко – для изготовления базисов съемных протезов. Полимерные материалы для базисов: полиметилметакрилаты, полиамиды, полиоксиметилены, полипропилен, этиленвинилацетаты, акрилаты [7,8,9].
В процессе эксплуатации на съемные протезы воздействуют различные факторы: механические, физические, биологические, химические. Возникает система взаимодействий «ОРГАНИЗМ-СЪЁМНЫЙ ПРОТЕЗ». У лиц, пользующихся зубными протезами, через несколько лет может возникнуть аллергический стоматит, который является реакцией замедленного типа и носит характер контактного воспаления. Одним из основных этиологических факторов развития аллергических реакций на акриловый протез является “остаточный мономер”, содержащийся в пластмассе и выделяющийся из нее в ротовую жидкость. Так же реакции возможны на гидрохинон, перекись бензоила, окись цинка и красители [2,3,4,5]. В научных работах [2,3,4,5] предлагаются следующие способы улучшение свойств полимеров для базисов съемных протезов: серебрение, покрытие различными лаками, обработка в спирте, дополнительное кипячение.
Однако, актуальными остаются вопросы, связанные с выбором критериев оценки качества полимерных материалов на стадии изготовления изделий.

Цель исследования: оценить воздействие различных факторов на свойства базисного стоматологического полимера.
Материалы и методы: объектом исследования был выбран стоматологический полимер для базисов горячей полимеризации «Фторакс».
Образцы пластмассы изготовлены на базе Уральского Государственного Медицинского Университета (кафедра ортопедической стоматологии) с соотношением компонентов (порошок (П): жидкость (Ж)) 2:1; 2:0,9; 2:1,1. Данное соотношение допускает производитель данного материала и указывает об этом в инструкции к использованию. Размер и толщина образцов соответствовали ГОСТу. [1]
Физико-химические свойства образцов и водных вытяжек исследованы на кафедре общей химии УГМУ и на кафедре высокомолекулярных соединений УРФУ.
В качестве растворов были использованы: дистиллированная вода, 0,9 % раствор хлорида натрия, 0,9 % раствор хлорида кальция и модельный раствор слюны (МРС). Объем каждого раствора, в который погружался образец, составлял 30 мл. Через 24 часа в растворах измерена плотность, электропроводность (кондуктометр «Анион 7020») и осмомоляльность (осмометр криоскопический медицинский ОСКР-1М), которая характеризует изменение концетрации веществ в водной среде.
Обзорные ИК-спектры НПВО (нарушенного полного внутреннего отражения) образцов записывали на кафедре высокомолекулярных соединений УрФУ с помощью ИК-Фурье Nicolet 6700 спектрометра в области волновых чисел 4000-500 см-1. Спектры определяли на отражение света. Термомеханические исследования проводили с помощью прибора TMA 202 Netzsch в диапазоне температур 20-250оС.
Результаты исследования и их обсуждение:
Данные по изучению электропроводности, плотности и концентрации веществ в водной среде представлены в таблице 1.


Из экспериментальных данных, представленных в таблице видно:

  • электропроводность во всех в водных системах после взаимодействия с образцами увеличилась, а плотность растворов незначительно снизились. Наименьшее значение электропроводности – в дистиллированной воде, для образца с соотношением П: Ж= 2:1;
  • концентрация электролитов и электропроводность 0,9 % растворов хлорида натрия или хлорида кальция после взаимодействия с образцами увеличилась незначительно, а плотность растворов снизилась;
  • концентрация осмотически активных частиц в водной системе снизилась в МРС и увеличилась в других водных системах (растворы хлоридов натрия или кальция). В системах с дистиллированной водой метод осмометрии не позволяет выявить изменения состава растворителя (дистиллированной воды).

Важно подчеркнуть, что вышепредставленные методы хотя и указывают на изменение состава и свойств водных сред, но не позволяют выявить условия для получения изделий с наименьшим содержанием мономера.
В таблице 2 представлены данные, полученные в результате определения термомеханических свойств.


Термомеханические кривые получены для образцов до и после их взаимодействия с водными средами различного состава. По термомеханическим кривым была определена температура стеклования (Тс). Температура стеклования – это температура, при которой аморфный полимер из высокоэластичного состояния переходит при охлаждении в стеклообразное состояние. Чем выше температура стеклования, тем меньше образец содержит посторонних примесей [6].
На рис. 1 приведены термомеханические кривые образцов пластмассы «Фторакс» с соотношением П: Ж= 2:1 до и после взаимодействия с дистиллированной водой. Как видно из графика, наибольшую температуру имеет образец, отмытый дистиллированной водой. Повышен Тс связано с меньшим содержанием в твердом веществе низкомолекулярных примесей.


В таблице 2 приведена температура стеклования всех образцов до и после отмывки в разных средах. Из данных следует, что образец, приготовленный с соотношением компонента П: Ж =2:1 может быть эффективно отмыт в разных водных системах и состав отмывочного раствора не влияет на конечный результат. Образец, приготовленный при соотношении
П: Ж =2:0,9, эффективно отмывается в растворе с большой ионной силой – 0,9 % раствор хлорида кальция. Образец, приготовленный при соотношении П: Ж =2:1,1, содержит больше других образцов примесей и не может быть эффективно отмыт.
 

Выводы
1. Выделение из образцов непрореагировавших соединений в водную среду зависит от соотношения П: Ж, при котором приготовлен образец, и от состава водной среды, с которой он взаимодействует.
2. Оценить удаление низкомолекулярных примесей из полимера, при использовании растворов солей, можно только по температуре стеклования, которая определяется по результатам анализа термомеханических свойств материала.
3. В качестве критерия оценки свойств базисных стоматологических полимерных материалов можно использовать температуру стеклования изделий или образцов, определенную термомеханическим методом.
4. Значение вариабельности в 10 %, рекомендуемое производителем материала необходимо сократить как минимум в 2 раза, для получения материала со стабильными свойствами.
5. Необходим контроль в зуботехнической лаборатории с использованием высокоточных весов при работе с полимерами. Это приведет к улучшению свойств материала и как следствие качества жизни пациентов.

References

1. GOST R 31572-2015 (ISO 1567-99) Materialy polimernye dlya bazisov zubnyh protezov. Tehnicheskie trebovaniya. Metody ispytaniy. M.:i Gosstandart Rossii, 2002. – 20 s.

2. Zholudev S. E. Sposoby uluchsheniya adaptacii u lic s problemami neperenosimosti materialov s'emnyh zubnyh protezov//Maestro stomatologii. – 2005.№ 19. – S. 22-27.

3. Zholudev S. E. Osobennosti protezirovaniya polnymi s'emnymi protezami i adaptacii k nim u lic pozhilogo i starcheskogo vozrasta//Ural'skiy medicinskiy zhurnal. 2012. № 8. S. 31-35.

4. Karakov K. G. Metody profilaktiki neperenosimosti zubnyh protezov iz akrilatov // Novoe v teorii i praktike stomatologii. Sbornik nauchnyh rabot. Stavropol', 2003. – S. 187-189.

5. Marenkova, M. L. Znachenie pokazateley citokinov rotovoy zhidkosti v razvitii vospalitel'nyh processov v tkanyah polo-sti rta pri yavleniyah neperenosimosti zubnyh protezov / M. L. Marenkova, S. E. Zholudev, M. V. Grigor'eva // Institut stomatologii. – 2007. T. 36, № 3. – S. 56-57.

6. Tager A. A. Fizikohimiya polimerov. M.:Himiya,1978. S. 544.

7. Tregubov I. D. Primenenie termoplasticheskih materialov v stomatologii. Uchebnoe posobie. /Tregubov I. D., Boldyreva R. I., Mihaylenko L. V., Magkelidze V. V., Tregubov S. I. //Moskva. – Izdatel'stvo «Medicinskaya pressa». – 2007. –140 s.

8. Fiziko-mehanicheskie harakteristiki elastichnyh materialov dlya s'emnyh zubnyh protezov /B. N. Korehov, A. N. Ryahovskiy, I. Ya. Poyurovskaya, T. F. Sutugina // Stomatologiya. –2009. -№ 6. –S. 55-59.

9. Anusavice, K. J. Phillips’ Science of Dental Materials / K. J. Anusavice. –11-th edn. –Elsevier Health Sciences, 2003. –R. 176-185.