Water absorption and water solubility of dental composite materials
- Authors: Glebova D.A.1, Ginali A.N.1, Nakonechnii D.A.1, Shkredova A.S.1, Evnevich K.A.1, Nikolaev A.I.1
-
Affiliations:
- Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Medical Education of the Ministry of Health of Russia
- Issue: Vol 29, No 1 (2026): Опубликован 27.03.2026
- Pages: 74-79
- Section: Articles
- URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2070-9277/article/view/11570
- DOI: https://doi.org/10.18499/2070-9277-2026-29-1-79-84
Cite item
Full Text
Abstract
A comparative laboratory study of the water absorption and water solubility of a Russian-produced composite and imported composite materials was conducted. Laboratory testing of composite material samples was conducted in accordance with Russian and international standards (GOST 31574-2012, GOST R 56924-2016, and ISO 4049). It was found that the modified light-cured composite material produced in Russia has low water absorption and water solubility, meeting standard requirements, and is comparable in these characteristics to imported analogues used in Russian dentistry (p>0.05).
Full Text
Актуальность. Долговечность результата прямой эстетической реставрации зубов в значительной степени определяется суммой показателей, отражающих эстетические, физико-механические и манипуляционные характеристикам композитного реставрационного материала, используемого врачом-стоматологом [1, 2, 3, 4, 5].
С точки зрения стабильности цвета композитов, важную роль играют показатели их водопоглощения и водорастворимости. D. Diyetschi и соавторы указывают, что обесцвечивание реставраций из композитов происходит из-за водопоглощения, вызванного высоким содержанием смолы [6]. Отмечено также, что, поскольку наличие Bis-GMA в органической матрице вызывает образование жесткой сети, композиты, основным компонентом мономера которых является данная молекула, как правило, демонстрируют меньшее водопоглощение, чем содержащие TEGDMA, однако они относительно более восприимчивы к водопоглощению, чем композиты, содержащие UDMA и Bis-EMA [7]. В исследовании, посвященном влиянию мономеров, содержащихся в композитах, на их водопоглощение, водорастворимость и цветостойкость, A.S.Q.S. Fonseca и соавторы установили, что с точки зрения водопоглощения, водорастворимости и изменения цвета композитного материала мономеры располагаются в такой последовательности: BisEMA<UDMA <BisGMA [8]. Поэтому при разработке, лабораторных испытаниях и клинической апробации композитов важное место принадлежит анализу соотношения водопоглощение / водорастворимость, что позволяет корректировать в необходимом направлении состав полимерной матрицы материала.
Проблема импортозамещения в стоматологии включает внедрение в клиническую практику отечественных материалов, лекарственных средств, инструментов и оборудования [9, 10]. При этом критически важно, чтобы качество и функциональные характеристики этих изделий были как минимум сопоставимы с их импортными аналогами [11]. Поэтому исследования, направленные на всестороннее изучение и улучшение клинических свойств светоотверждаемых композитных материалов российского производства, предназначенных для прямой реставрации зубов, являются актуальными и современными.
Целью исследования явилось сравнительное лабораторное изучение водопоглощения и водорастворимости композита российского производства и импортных композитных материалов.
Материал и методы исследования. Проведено сравнительное исследование показателей водопоглощения и водорастворимости композитных материалов, предназначенных для прямой реставрации зубов и активно используемых на российской практической стоматологии (таблица 1)
Таблица 1 – Композитные материалы, включенные в исследование
Название и производитель материала | Форма выпуска | Тип материала |
SM Light (SM DMT, Россия) | Тубы (шприцы) | Универсальный наногибридный светоотверждаемый композитный материал |
Charisma Classic (Kulzer, Германия) | Тубы (шприцы) | Универсальный микрогибридный светоотверждаемый композитный материал |
Estelite Asteria (Tokuyama Dental, Япония) | Тубы (шприцы) | Микрофильный светоотверждаемый композитный материал |
GrandioSO (VOCO, Германия) | Тубы (шприцы) | Универсальный наногибридный светоотверждаемый композитный материал |
Filtek Z 250 (3M ESPE, США-Германия) | Тубы (шприцы) | Универсальный микрогибридный светоотверждаемый композитный материал |
Испытания образцов композитных материалов на водопоглощение и водорастворимость проводили в соответствии с российскими и международными стандартами: ГОСТ 31574-2012, ГОСТ Р 56924-2016 и ISO 4049. Согласно определению данных стандартов, водопоглощение характеризует количество воды, которое поглощает образец материала в течение семидневного периода погружения в дистиллированную воду при температуре +37°C. Водорастворимость отражает массу вещества, которое вымывается из образца при тех же условиях. Требования стандартов на светоотверждаемые композиционные материалы устанавливают следующие критерии: водопоглощение не должно превышать 40 мкг/мм3, а растворимость в дистиллированной воде должна быть не более 7,5 мкг/мм3.
Процесс изготовления образцов предусматривал заполнение исследуемым материалом цилиндрических форм диаметром 15±1 мм и высотой 0,5±0,1 мм. При этом материал вносили с небольшим избытком. Затем каждый участок образца подвергали фотополимеризации. Время светового воздействия определялось рекомендациями производителя композита и площадью излучающей поверхности световода. После фотополимеризации формы с образцами помещали на водяную баню на 15 мин при температуре +37±1°C. Затем образцы извлекали из форм и помещали в эксикатор при той же температуре (+37±1°C). Через 24 ч образцы переносили в другой эксикатор, где поддерживали температуру +23±1°C, и выдерживали там в течение часа. Образцы взвешивали на аналитических весах с точностью ±0,2 мг. Описанный цикл измерений и экспозиций повторяли до тех пор, пока не была достигнута постоянная масса образца (m1), когда потеря массы образца за любой 24-часовой период составляла менее 0,2 мг.
Образцы с зафиксированной постоянной массой погружали в дистиллированную воду при соотношении массы образца к массе воды не менее 1:10 и выдерживали при температуре +37±1°С в течение 7 сут. Затем образцы извлекали из воды, промывали под струей проточной воды. Чтобы удалить лишнюю влагу с поверхности, образцы аккуратно промокали фильтровальной бумагой до тех пор, пока видимая влага не исчезала. Через 1,5-2 мин проводили первое взвешивание, в результате которого получали массу m2. Затем образцы помещали в эксикатор для дальнейшей полной сушки до достижения постоянной массы m3, используя ту же процедуру, что и при первоначальной сушке.
Для определения объема образца измеряли его диаметр и толщину. Эти измерения проводили как в центральной части образца, так и в четырех точках, расположенных на равных расстояниях друг от друга по окружности. Полученные данные были использованы для расчета объема образца V в кубических миллиметрах (V, мм3).
Значение показателя водопоглощения Wв, (мкг/мм3), рассчитывали по формуле:
где m2 – масса образца после выдержки в воде при температуре +37±1°С в течение 7 сут (мкг); m3 – постоянная масса образца после повторного кондиционирования (мкг); V – объем образца (мм3).
Значение показателя водорастворимости Wр (мкг/мм3), рассчитывали по формуле:
где m1 – начальная постоянная масса образца до погружения в воду (мкг); m3 – постоянная масса образца после повторного кондиционирования (мкг); V – объем образца (мм3).
Статистический̆ анализ результатов выполнен в Microsoft Office Excel 2016 с надстройками «Анализ данных» и пакет Statistica 10.0 (StatSoft Inc., 2011) [12, 13]. Для проверки полученных данных при исследовании водопоглощения и водорастворимости на статистически значимые различия между выборками использовали медианный критерий (Mood's Median Test), группировку относительно медианы объединенной выборки, а также критерий Фишера.
Полученные результаты и их обсуждение. Результаты исследования водопоглощения и водорастворимости стоматологических композитных материалов светового отверждения, выполненного в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ 31574-2012 и ГОСТ Р 56924-2016, представлены на рисунках 1, 2.
Рис. 1. Средние значения показателей водопоглощения стоматологических композитных материалов светового отверждения
Рис. 2. Средние значения показателей водорастворимости стоматологических композитных материалов светового отверждения
Анализ полученных данных показал, что водопоглощение (16,3 мкг/мм3) и растворимость в дистиллированной воде (1,6 мкг/мм3) наногибридного композитного материала «SM Light» российского производства не превышает допустимых норм, предусмотренных действующими стандартами, и статистически значимо не отличаются (р<0,05) от аналогичных характеристик импортных композитных материалов, применяемых в российской практической стоматологии. Более того, по данным параметрам «SM Light» превосходит некоторые из исследованных импортных материалов.
Проведенное лабораторное исследование, выполнявшееся в рамках модифицирования светоотверждаемого композитного материала российского производства, позволило привести его в соответствие с требованиями действующих российских (ГОСТ 31574-2012, ГОСТ Р 56924-2016) и международных стандартов (ISO 4049-2009) по параметрам водопоглощения и водорастворимости.
По результатам сравнительных лабораторных испытаний композиционных материалов было установлено, что российский композитный материал, модифицированный в соответствии с нашими рекомендациями, демонстрирует показатели водопоглощения и растворимости в воде, соответствующие требованиям действующих стандартов (не превышающие 40 мкг/мм3 и 7,5 мкг/мм3 соответственно). Важно отметить, что данные характеристики российского материала не имеют статистически значимых отличий от аналогичных показателей импортных композитных материалов (что подтверждается значением p<0,05). Кроме того, литературные источники, содержащие информацию об этих параметрах импортных композитов, подтверждают правильность наших результатов, согласующихся с данными других научных работ [7, 8, 14].
Выводы. Согласно результатам лабораторных исследований, модифицированный светоотверждаемый композитный материал российского производства «SM Light», разработанный с учетом наших рекомендаций, обладает низкими показателями водопоглощения и водорастворимости, удовлетворяющими требованиям стандартов ГОСТ Р 56924-2016 и ISO 4049-2009, и не уступает по данным характеристикам импортным аналогам, широко используемым в российской стоматологии (p>0,05).
About the authors
Daria Andreyevna Glebova
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Medical Education of the Ministry of Health of Russia
Author for correspondence.
Email: daria_danilova007@mail.ru
assistant
Russian Federation, 214019, Russia, Smolensk, Krupskaya Street, 28Arseniy Nikolaevich Ginali
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Medical Education of the Ministry of Health of Russia
Email: arseny@ginali.ru
Candidate of Medical Sciences, Associate Professor
Russian Federation, 214019, Russia, Smolensk, Krupskaya Street, 28Dmitry Aleksandrovich Nakonechnii
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Medical Education of the Ministry of Health of Russia
Email: smol@yandex.ru
Candidate of Medical Sciences, Associate Professor
Russian Federation, 214019, Russia, Smolensk, Krupskaya Street, 28Anastasia Sergeevna Shkredova
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Medical Education of the Ministry of Health of Russia
Email: shkredova@mail.ru
assistant
Russian Federation, 214019, Russia, Smolensk, Krupskaya Street, 28Kirill Andreevich Evnevich
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Medical Education of the Ministry of Health of Russia
Email: evnevich.stom@mail.ru
Candidate of Medical Sciences, Associate Professor
Russian Federation, 214019, Russia, Smolensk, Krupskaya Street, 28Alexander Ivanovich Nikolaev
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Medical Education of the Ministry of Health of Russia
Email: anicolaev@inbox.ru
Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Therapeutic Dentistry
Russian Federation, 214019, Russia, Smolensk, Krupskaya Street, 28References
- Аракелян, М. Г. Отдаленные результаты прямой реставрации зубов композитными материалами светового отверждения / М. Г. Аракелян, Н. Ж. Дикопова // Наука и инновации в современных условиях. – 2016. – С. 175-177.
- Лобовкина Л. А. Простота и долговечность реставраций при использовании нанокомпозитов / Л. А. Лобовкина, Л. В. Райнаули // Dentaltimes. – 2018. – № 33. – С. 34-36.
- Пермякова, А. В. Исследование прочностных характеристик композитного реставрационного материала российского производства / А. В. Пермякова, А. И. Николаев // Прикладные информационные аспекты медицины. – 2020. – № 23 (2). – С. 64-69.
- Эффективность использования виниров при реставрации передней группы зубов / Н. Ф. Алешина, А. Н. Попова, Н. В. Питерская [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 7, часть 5. – С. 890-893.
- Clinical performance of resin composite restorations / R. R. Moraes, M. S. Cenci, J. R. Moura [et al.]. – doi: 10.1007/s40496-022-00308-x // Current Oral Health Reports. – 2022. – Volume 9, Issue 2. – P. 22-31.
- Comparison of the color stability of ten new-generation composites: An in vitro study / D. Diyetschi, G. Campanile, J. Holz, J. M. Meyer. – doi: 10.1016/0109-5641(94)90059-0 // Dental Materials. – 1994. – Volume 10, Issue 6. – P. 353-362.
- Sideridou, I. Study of water sorption, solubility and modulus of elasticity of light-cured dimethacrylate-based dental resins / I. Sideridou, V. Tserki, G. Papanastasiou. – doi: 10.1016/s0142-9612(02)00380-0 // Biomaterials. – 2003. – Issue 24. – P. 655-665.
- Effect of monomer type on the C=C degree of conversion, water sorption and solubility, and color stability of model dental composites / A. S. Q. S. Fonseca, A. D. L. Moreira, P. P. A. C. de Albuquerque [et al.]. – doi: 10.1016/j.dental.2017.01.010 // Dental Materials. – 2017. – Volume 33, Issue 4. – P. 394-401.
- Мукайдех, Е. А. Импортозамещение медицинских изделий в условиях антироссийских санкций: риски и возможности / Е. А. Мукайдех, А. Р. Мукайдех // Вестник образовательного консорциума Среднерусский университет. Серия: Экономика и управление. – 2019. – № 14. – С. 128-131.
- Огрин, Д. И. Современные подходы к маркетинговым исследованиям при импортозамещении медицинских товаров на примере турбинных стоматологических наконечников / Д. И. Огрин, Е. В. Кузнецова, С. З. Умаров // Известия Российской военно-медицинской академии. – 2019. – № S1-2. – С. 38-43.
- Путин, В. В. Послание Президента Федеральному собранию Российской Федерации / В. В. Путин // Представительная власть XXI век: законодательство, комментарии, проблемы. – 2016. – № 1-2 (144-145). – С. 1-16.
- Гланц, С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц. – Москва : Практика, 1999. – 459 с.
- Петри, А. Наглядная медицинская статистика / А. Патри, К. Сэбин ; под редакцией В. П. Леонова. – 3-е изд. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2015. – 214 с.
- Оценка основных физико-механических свойств композитных материалов для восстановления зубов прямым методом при сочетании нескольких слоев композитов, отличающихся консистенцией паст / А. В. Стародубова, Ю. А. Винниченко, И. Я. Поюровская, Ф. С. Русанов // Российский стоматологический журнал. – 2017. – Том 21, № 3. – С. 132-135.
