Как известно, для обеспечения безопасности применения базисных материалов для частичных съёмных зубных протезов, в том числе и нейлоновых, возникает необходимость проведения ряд физико-механических и санитарно-химических исследований [1,2,4].
Целью настоящего исследования было изучение физико-механических и санитарно-химических свойств образца нейлонового стоматологического базисного материала в сравнении с параметрами акриловой пластмассы стомакрил.
Материал и методы. Исследования проводились в соответствии с «Методическими указаниями по санитарно-химическим и токсикологическим исследованиям материалов и изделий стоматологического назначения», разработанными и утвержденными МЗ РФ [1,3,4].
В исследовании использованы образцы двух видов стоматологических базисных материалов: стомакрил - представитель из акриловых пластмасс и «nylon» - представитель из термопластических масс.
Для исследования готовили 5 образцов из каждого материала. Образцы базисного материала из «nylon» готовили методом термокомпресного литья, а стомакрила проводили методом горячей полимеризации на воде в точном соответствии с инструкцией по применению.
Результаты и их обсуждение. Сопоставление физико-механических результатов с требованиями ГОСТ 51889-2002 убедительно показало, что изученные материалы на основе термопластической массы «nylon» соответствуют всем нормативам (табл. 1, 2).
Таблица 1. Показатели прочности пластмасс при изгибе, Мпа
Таблица 2. Показатели модуля упругости базисных материалов, Мпа
Образцы материала на основе термопластических масс «nylon» (производства Германия) соответствуют нормативу по прочности на изгиб, но незначительно уступают по модулю упругости. Следует, однако, отметить, что при указанных предельных нагрузках образцы «nylon» не ломаются как акриловые, но гнутся и соскакивают с опор.
По показателям водопоглощения и растворимости все изученные материалы отвечают требованиям норматива (табл. 3, 4). Однако заслуживают внимания показатели растворимости образцов из «nylon». Четыре из пяти изученных образцов имели растворимость меньше 1,3 единицы и один образец на пределе допустимости (табл. 4).
Таблица 3. Водопоглощение изученных материалов, мкг/мм3
Таблица 4. Растворимость изученных материалов, мкг/мм3
С помощью метода цифровой спеклинтерферометрии определены зависимости прогибов образцов из исследуемых материалов при упругом нагружении до нагрузки, равной 10 г, в исходном состоянии, после экспозиции в искусственной слюне в течение 14 суток и 30 суток (рис. 1). В исходном состоянии максимальные величины прогибов наблюдали у образцов, изготовленных из материала «nylon» - 298 мкм, у стомакрила значительно меньше - 148 мкм.
Рис. 1. Увеличение прогибов образцов в зависимости от срока экспозиции в слюне.
Нахождение исследуемых образцов в модельной слюне приводило к уменьшению прочностных характеристик материалов и увеличению прогибов образцов. Максимальное влияние на увеличение прогиба отмечено у материалов «nylon» - 51,1% за 30 суток, минимальное – у материала стомакрил – 17,9% за 30 суток.
Нами определены зависимости упругого возврата формы образцов в течение 15 минут после снятия нагрузки (10 г) в исходном состоянии, после выдерживания в искусственной слюне в течение 14 суток и 30 суток (рис. 2).
Рис. 2. Приращение прогибов образцов при восстановлении и величины относительного восстановления в зависимости от времени экспозиции в слюне.
Максимальные величины приращения прогибов при восстановлении в течение 15 минут после снятия нагрузки наблюдаются у образцов, изготовленных из материала «nylon» - 55,7 мкм для исходного состояния материала, за период 14 суток - 94,4 мкм и за период 30 суток - 133,3 мкм, что составляет для относительной степени восстановления материала «nylon» – 15,8%; 20,4% и 23,5% соответственно.
Установлено, что нахождение образцов исследуемых материалов в модельной слюне уменьшает прочностные характеристики материалов: для материала «nylon» уменьшение значения модуля Юнга составило: после 14 суток в модельной слюне – 20,5%, а после 30 суток – 33,8% (рис. 3).
Результаты санитарно-химических исследований показали (табл. 5), что наибольшие значения интегральных показателей обнаружены в вытяжках из всех двух базисных материалов на начальных сроках наблюдения. В суточных вытяжках значения рН колеблется в зависимости от состава материала в интервале 0,07-0,13, что значительно меньше допустимого (±1,00). Меньшее значение указанного показателя характерно для материала «nylon», большее - для стомакрил.
Рис. 3. Изменение значений модуля Юнга исследуемых материалов в зависимости от срока экспозиции в слюне.
Таблица 5. Результаты санитарно-химических исследований базисных материалов
Примечания: ΔpH – изменение кислотности растворов (NΔ±1,00); ΔV – изменение содержания восстановительных примесей (N<1,00); ΔD – изменения значений оптической плотности (N<300 ед. оптической плотности).
Значение другого интегрального показателя (содержание в вытяжках восстановительных примесей) в суточных вытяжках из изучаемых базисных материалов находится в интервале (0,04-0,13) мл и так же, как для показателя DpH, значительно ниже безопасного уровня (1,00 мл). И в этом случае наименьшее значение показателя DV (0,04 мл) обнаружено в суточных вытяжках из материала «nylon», наибольшее - (0,13 мл) из – стомакрил.
С увеличением продолжительности экстракции (3 и 7 суток) миграция продуктов разрушения полимерных композиций в контактирующую среду постепенно ослабевает. Так, значение показателя DpH для материала «nylon» через 3 суток уменьшается в 1,4 раза, а через 7 - в 3,5 раза; для материала стомакрил это уменьшение составило соответственно в 1,5 (3 сут.) и 2,6 (7 сут.) раза.
К окончанию наблюдения (14 сут.) показатели DpH, DV и DD или не обнаружены в пределах чувствительности определения, или находятся на уровне 10-2 (DpH, DV), а максимальное значение оптической плотности - на уровне 10-3, то есть значительно ниже соответствующих безопасных уровней.
Таким образом, на основании физико-механических и санитарно-химических исследований установлено, что полиуретановая базисная пластмасса «nylon» значительно превосходит своего акрилового аналога стомакрил. При этом определены существенные различия полиуретанового образца от аналога в зависимости упругого возврата формы образца после снятия нагрузки. Для этого материала характерны максимальные величины прогибов, причем в результате выдержки образца в модельном растворе слюны до 30 суток эти параметры смещаются дополнительно на 34%.