ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ТИТАНА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Предмет. Создание функциональных керамических покрытий на основе диоксида титана для изготовления ортопедических конструкций, в том числе дентальных имплантатов и систем для остеосинтеза, позволяет предупредить возможные осложнения при стоматологическом хирургическом и ортопедическом лечении за счет улучшения процессов остеоинтеграции. Цель ― разработка отечественной авторской технологии получения нанопорошка и функционального покрытия на основе диоксида титана, свободных от химических примесей, которые могут найти применение в практике ортопедической стоматологии для конструирования зубных и челюстных протезов, а также имплантационных систем. Методология. Разработана и предложена авторская методика нанесения на изделия медицинского назначения, выполненных из титана, наноструктурированного поверхностного слоя диоксида титана. Для обеспечения доказательной базы преимуществ использования предложенного диоксидтитанового покрытия проведены экспериментальное исследование его химической однородности и свободы от примесей, а также оценка силы адгезии между оксидным слоем с нанесенным диоксидом титана в фазе анатаз и поверхностью титанового носителя. Результаты. При спектроскопии комбинационным рассеянием света нанопорошка диоксида титана не констатированы посторонние химические примеси. По результатам метода тепловой десорбции азота удельная поверхность порошка диоксида титана составила 67-70 м2/г, средний рассчитанный размер частиц ― 20-22 нм. Методом оптической микроскопии показано, что средняя толщина оксидного слоя (фаза рутил) составляет 15±5 мкм, анатаза ― 70±10 мкм, сила адгезии между оксидным слоем (фаза рутил) и титановой основой ― 6,3±0,1 МПа, при нанесении анатаза ― 4,9±0,1 МПа. При исследовании силы адгезии функционального диоксидтитанового покрытия с титановой основой установлено, что начало отслоения происходит при нагрузке 8,6 Н. Выводы. Проведенные исследования высокоразвитого функционального поверхностного слоя наноструктурированного диоксида титана свидетельствуют о широких возможностях его применения в практической деятельности врача-стоматолога.

Ключевые слова:
диоксид титана, функциональное покрытие, сила адгезии, дентальная имплантация, нанопорошок
Список литературы

1. Баринов, С. М. Керамические и композиционные материалы на основе фосфатов кальция для медицины / С. М. Баринов // Успехи химии. – 2010. – № 1 (79). – С. 15–32. doi.org/10.1070/RC2010v079n01ABEH004098

2. Лебеденко, И. Ю. Использование отечественных сплавов благородных металлов в ортопедической стоматологии / И. Ю. Лебеденко, В. А. Парунов, С. В. Анисимова // Стоматология. – 2006. – № 5. – С. 52–55.

3. Улучшение функциональных характеристик интрамедуллярных имплантатов путем нанесения многослойных биосовместимых покрытий / Н. Н. Богомолова, А. И. Мальчихина, Е. В. Шестериков, С. И. Твердохлебов [и др.] // Материалы III Международной научно‐практической конференции. Особенности формирования наноструктурированных биокерамических покрытий. – Томск, 2013. – С. 17–21.

4. Жолудев, С. Е. Металлы и сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии / С. Е. Жолудев. – Екатеринбург, 1995. – 70 с.

5. Кипарисов, Ю. С. Эффективность ортопедического лечения пациентов с приобретенными дефектами челюстно-лицевой области с применением дентальных мини-имплантатов / Ю. С. Кипарисов // Пермский медицинский журнал. – 2016. – № 3 (33). – С. 110–114.

6. Сплавы титана в ортопедической стоматологии / Г. И. Рогожников, В. А. Четвертных [и др.]. – Пермь : Пермская государственная медицинская академия, 2007. – 192 с.

7. Трофимов, В. В. Титан, сплавы титана и применение их в стоматологии / В. В. Трофимов, О. В. Федчишин, В. А. Клименов // Сибирский медицинский журнал. – 2009. – № 7 (90). – С. 10–12.

8. Prosthetic treatments for patients with oronasal communication / M. C. Goiato, D. M. dos Santos, A. J. Moreno [et al.] // Cranioface Surg. – 2011. – № 22 (4). – P. 1445–1447.

9. Clinical outcome of metal-ceramic crowns fabricated with laser-sintering technology / M. A. Tara, S. Eschbach, F. Bohlsen, M. Kern // Int. J. Prosthodont. – 2011. – № 24. – P. 46–48.

10. Анциферов, В. Н. Нанотехнологии и наноматериалы, риски / В. Н. Анциферов, И. В. Анциферова. – Екатеринбург : УрО РАН, 2014. – 222 с.

11. Закономерности формирования биоактивных/биоинертных покрытий и их влияние на свойства медицинских титановых сплавов / Ю. Р. Колобов, Г. В. Храмов, С. И. Кудряшов, А. Ю. Колобова // Материалы Международной научно-практической конференции «Новые технологии создания и применения биокерамики в восстановительной медицине». – Томск, 2010. – С. 107–112.

12. Формирование биосовместимых покрытий с заданными свойствами / В. П. Игнатов [и др.] // Биоматериалы в медицине : сборник тезисов докладов. Всероссийское совещание. – Москва, 2009. – С. 43–44.

13. Шулятникова, О. А. Морфологическое исследование органов и тканей экспериментальных животных при внутримышечной имплантации диоксидтитановых образцов с наноструктурированной поверхностностью (экспериментально-лабораторное исследование) / О. А. Шулятникова, Г. И. Рогожников // Уральский медицинский журнал. – 2017. – № 3 (147). – С. 63–67.

14. Улучшение функциональных характеристик интрамедуллярных имплантатов путем нанесения многослойных биосовместимых покрытий / Н. Н. Богомолова, А. И. Мальчихина, Е. В. Шестериков [и др.] // Материалы III Международной научно‐практической конференции. Особенности формирования наноструктурированных биокерамических покрытий. – Томск, 2013. – С. 17–21.

15. Лазерное модифицирование титановых имплантатов с целью улучшения клеточной адгезии / A. Heinrich, K. Dengler [et al.] // Стоматолог-практик. – 2014. – № 4. – C. 7–9.

16. Материалы для покрытия имплантатов и керамика на основе гидроксиаппатита с замещениями / М. В. Чайкина, Н. В. Булина, И. Ю. Просанов [и др.] // Материалы Международной научно-практической конференции «Новые технологии создания и применения биокерамики в восстановительной медицине». – Томск, 2010. – С. 190–196.

17. Лясникова, А. В. Технология создания многофункциональных композиционных покрытий / А. В. Лясникова, О. А. Дударева. – Москва : Спецкнига, 2012. – 301 с.

18. Мельникова, И. П. Исследование возможности повышения функциональных характеристик биосовместимых покрытий медицинских имплантатов за счет изменения морфологии частиц порошков перед электроплазменным напылением / И. П. Мельникова, А. В. Лясникова, В. Н. Лясников // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2010. – № 3(46). – С. 68–76.

19. Мельникова, И. П. Особенности формирования наноструктурированных биокерамических покрытий / И. П. Мельникова, А. В. Лясникова, В. Н. Лясников // Материалы III Международной научно‐практической конференции. – Томск, 2013. – С. 107–112.

20. Синтез и свойства нанопорошка диоксида титана для получения функциональных материалов / А. А. Гуров, В. И. Карманов, С. Е. Порозова, В. О. Шоков // Вестник ПНИПУ : Машиностроение, материаловедение. – 2014. – № 1. – С. 23–29.

21. Гуров, А. А. Создание полифазный керамических образцов на основе наноразмерного диоксида титана / А. А. Гуров, С. Е. Порозова // Master’s Journal. – 2016. – № 1. – С. 36–40.

22. Гуров, А. А. Получение диоксида титана из водно-этанольных растворов с полимерными добавками / А. А. Гуров, С. Е. Порозова // Сб. материалов III Всероссийской молодежной конференции с элементами научной школы «Функциональные материалы и высокочистые вещества». – Москва : ИМЕТ РАН, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2012. – С. 187–188.

23. Способ модифицирования поверхности титановых имплантатов / А. А. Гуров, С. Е. Порозова, О. А. Шулятникова, А. Г. Рогожников // Официальный бюллетень. Изобретения, полезные модели. – 2017. – № 26 (2630578). – C. 3.

24. Дентальный имплантат / О. А. Шулятникова, Г. И. Рогожников, С. Е. Порозова, В. П. Коробов, А. Г. Рогожников, Л. М. Лемкина // Официальный бюллетень. Изобретения, полезные модели. – 2015. – № 22 (153902). – С. 3.

25. Справочник оператора установок по нанесению покрытий в вакууме / А. И. Костржицкий, В. Ф. Карпов, М. П. Кабанченко [и др.]. – Москва : Машиностроение, 1991. – 176 с.

26. Путляев, В. И. Современные биокерамические материалы / В. И. Путляев // Соросовский образовательный журнал. – 2004. – № 1 (8). – С. 44–50.