Experimental evaluation of the application of polyethereketone in the manufacture of removable covering dentures supported on dental implants
- Authors: Adamyan G.G.1, Moldovanov I.A.2, Podoprigora A.V.3, Kryuchkov M.A.3, Valynov A.S.3, Kozhevnikov V.V.3, Zakharov K.V.3
-
Affiliations:
- ООО «Интактдент»
- ЗАО «Омикс»
- ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России
- Issue: Vol 26, No 3 (2023): Опубликован 27.09.2023
- Pages: 4-8
- Section: Articles
- URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2070-9277/article/view/9189
- DOI: https://doi.org/10.18499/2070-9277-2023-26-3-4-8
Cite item
Full Text
Abstract
Improving the technology of dental prosthetics, especially those based on dental implants, is closely related to the development and research of structural materials. The article provides data on a comparative study of the physical and mechanical properties of polyetheretherketone as a material for the manufacture of removable dentures supported by dental implants. Data on indicators of bending strength, diametric tensile strength and coefficient of friction for steel were studied. An experiment to study the retention capacity of a telescopic fixation system for removable dentures is described and the data obtained are analyzed.
Full Text
Актуальность. На динамически развивающемся стоматологическом рынке нередко появляются новые конструкционные материалы для зубных протезов. Их исследование, апробация и разработка методик применения позволяют совершенствовать имеющиеся протоколы реабилитации пациентов. Одним из таких перспективных материалов является полиэфирэфиркетон. Его использование зарекомендовало себя в стоматологии и ортопедической хирургии. Тем не менее, данный материал, имея заявленные физико-механические характеристики, недостаточно изучен [2, 8, 9, 10].
Для рассмотрения полиэфирэфиркетона как материала выбора при изготовлении съёмных конструкций зубных протезов с фиксацией по принципу телескопических коронок при опоре на дентальные имплантаты, нами был проведён анализ определённых физико-механических свойств и поставлен эксперимент по изучению ретенционной способности первичных и вторичных элементов телескопической системы фиксации зубных протезов. [1, 3, 6, 8]
Все исследования проводились на базе лаборатории ООО «Целит», г. Воронеж. Физико-механические показатели оценивались согласно методикам, регламентированных ГОСТом Р 51202-98 от 29 сентября 1998 года «Материалы стоматологические полимерные восстановительные: технические требования, методы испытаний» и ГОСТом 31572-2012 «материалы полимерные для базисов зубных протезов» [4, 5]. Исследуемые свойства выбирались, основываясь на требованиях, которые предъявляются к съёмным зубным протезам полного зубного ряда, опирающиеся на остеоинтегрируемые дентальные имплантаты. Конструкции таких протезов должны успешно противостоять всем нагрузкам, возникающим при функционировании в условиях отсутствия периодонто-мускулярного рефлекса в системе «съёмный протез-имплантат-кость», а также иметь достаточный уровень трения по стали для создания сил по удержанию протеза. [1, 3, 8]
Материал и методы исследования. В качестве исследуемых материалов были выбраны базисный стоматологический полимер: полиметилметакрилат («Белакрил М ГО», «ВладМиВа», г. Белгород, Россия), полиэфирэфиркетон (DDPeekMED, DurrDental (Германия)).
Вначале была проведена сравнительная оценка таких физико-механических показателей как прочность при изгибе, прочность при диаметральном разрыве, коэффициент трения по стали.
Прочность при изгибе определяли методикой трёхточечного изгиба. Образец материала располагали между двумя опорами и точно посередине воздействовали разрывной машиной до момента разрушения образца.
Рис. 1. Схема проведения испытания прочности при изгибе.
Прочность при изгибе рассчитывали по формуле:
σизг. = 3FL / 2bh2 ,
где: σизг. – прочность при изгибе, МПа; F – нагрузка при разрушении образца,
Н; L – расстояние между опорами с точностью до 0,01 мм; b – ширина образца, измеренная непосредственно перед началом испытания, мм; h – высота образца, измеренная непосредственно перед началом испытания, мм. [4, 5]
Прочность при диаметральном разрыве проводили в разрывной машине. Нагрузку на сжатие прикладывали в поперечном к диаметру образца направлении. Форма образцов представляла собой цилиндры определённого диаметра и высоты. Все образцы имели одинаковый диаметр и высоту. Испытание проводили до момента нарушения целостности образцов. Прочность при диаметральном разрыве рассчитывали по формуле: Тр = 2Р / πDL, где: Тр – прочность при диаметральном разрыве, МПа; Р – нагрузка при разрушении, Н; D – диаметр образца, мм; L – толщина образца, мм. [4, 5]
Коэффициент трения по стали. Для проведения испытания были приготовлены образцы материалов в виде брусков прямоугольного сечения 4,0 ± 0,5 × 6,0 ± 0,5 мм, высотой 10,0мм. Поверхности образцов пришлифовывали до плотного прилегания к стальной поверхности испытательной машины (трибометра). После установки образцов к ним прикладывали изолированную нагрузку 0,3мПа. При проведении испытания регистрировали силу трения, отсчёт силы трения производили каждые 5 минут с момента начала испытания. Коэффициент трения (f) вычисляли по формуле:
f = Fcp. / Р, где:
Fср – среднее арифметическое значение сил трения, определенное для всех испытанных групп образцов, с учетом потерь на трение в самой машине, Н; Р – нагрузка, прижимающая испытуемые образцы к контртелу, Н. [4, 5]
На завершающем этапе был поставлен сравнительный эксперимент по оценке ретенционной способности исследуемых материалов в телескопической системе фиксации съёмных зубных протезов при опоре на дентальные имплантаты.
Для исследования были изготовлены индивидуальные титановые абатменты для имплантатов Осстем. Абатменты имели цилиндрическую форму, диаметр 5 мм, ширина уступа 1мм, высота 6мм. Индивидуальные абатменты изготавливались методом фрезерования, поверхность полировалась по стандартной методике. Всего было изготовлено 2 образца абатментов. На одном образце абатмента выполнялся ретенционный циркулярный паз глубиной 0,5 мм на расстоянии 1мм от цервикального уступа [7].
Рис. 2. Схематическое изображение абатмента с ретенционным пазом. |
Все абатменты имели конусность 2 градуса. После сканирования индивидуальных абатментов на них были изготовлены колпачки из кобальто-хромового сплава, пластмассовые колпачки (из базисного полимера ПММА) и колпачки из ПЭЭК методом фрезерования. При этом на абатменты, имеющие ретенционный паз были изготовлены колпачки из ПЭЭК и ПММА. Посадка всех колпачков доводилась до плотного прилегания к уступу абатмента. Все колпачки имели по центру петли для фиксации динамометра.
Индивидуальные абатменты фиксировали винтом к аналогу имплантата, на них одевали колпачки из различных материалов, конструкцию в сборе присоединяли фиксировали в зажимные элементы разрывной машины. Испытание проводили до момента разъединения колпачка из исследуемого материала с индивидуальным абатментом, регистрируя при этом приложенную силу.
Полученные результаты и их обсуждение. При исследовании физико-механических свойств исследуемых материалов были получены результаты:
Прочность при изгибе и диаметральном разрыве у полиэфирэфиркетона оказалась выше, чем у полиметилметакрилата в 2 и в 3 раза соответственно. При анализе данных коэффициента трения по стали показатели ПЭЭК превысили показатели ПММА на 20%.
Рис. 3. Система колпачок образца-абатмент фиксированы в разрывной машине перед началом испытания. |
Таблица – Средние значения физико-механических характеристик исследуемых материалов
Исследуемые свойства | Единицы измерения | ПММА | ПЭЭК |
прочность при изгибе | МПа | 65,2 | 172,5 |
прочность при диаметральном разрыве | МПа | 28,6 | 89,0 |
коэффициент трения по стали | у.е. | 0,38 | 0,46 |
При сравнительном анализе ретенционной способности колпачков телескопической системы было установлено, что средние значения силы, необходимой для разъединения абатментов без паза, выполняющих роль первичных элементов телескопической системы фиксации с колпачками из ПММА, выполняющих роль вторичных элементов телескопической системы фиксации, составили 5,6 Н. для ПЭЭК эти показатели были 7,9Н. для кобальто-хромового сплава – 6,4Н.
При проведении того же испытания с использованием в качестве первичного элемента телескопической системы фиксации абатмента с циркулярным ретенционном пазом были получены следующие средние значения: 7,2Н для ПММА и 11,1Н для ПЭЭК.
Стоит отметить, что при использовании ПЭЭК в качестве вторичных элементов телескопических систем в съёмном зубном протезировании с опорой на дентальные имплантаты возможно дополнительное увеличение степени ретенции для улучшения стабилизации съёмного зубного протеза за счёт создания ретенционного циркулярного паза. Степень стабилизации увеличивается при этом на 40%.
Выводы. Полиэфирэфиркетон по исследуемым физико-механическим показателям превосходит полиметилметакрилат. Анализ данных испытания ретенционной способности телескопической системы колпачок-абатмент показывает, что при использовании в качестве вторичных элементов полиэфирэфиркетона сила удержания будет выше на 41% по сравнению с ПММА и на 23% по сравнению со вторичными элементами из кобальто-хромового сплава.
About the authors
Generic G. Adamyan
ООО «Интактдент»
Author for correspondence.
Email: agenerik@mail.ru
SPIN-code: 4227-8740
главный врач
Russian FederationIgor A. Moldovanov
ЗАО «Омикс»
Email: mdoc2005@yandex.ru
врач-стоматолог ортопед
Russian FederationAnna V. Podoprigora
ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России
Email: gora76@mail.ru
SPIN-code: 6356-0186
д.м.н., профессор заведующая кафедрой симуляционного обучения
Russian FederationMichail A. Kryuchkov
ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России
Email: mihos-kryuk@yandex.ru
к.м.н., доцент кафедры подготовки кадров высшей квалификации в стоматологии
Russian FederationAnton S. Valynov
ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России
Email: a.s.valynov@yandex.ru
SPIN-code: 3338-1980
преподаватель кафедры пропедевтической стоматологии
Russian FederationVitaliy V. Kozhevnikov
ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России
Email: v.v.kozhevnikov@vrngmu.ru
SPIN-code: 9328-1069
ассистент кафедры управления в здравоохранении
Russian FederationKlim V. Zakharov
ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России
Email: zakharovklim99@mail.ru
Russian Federation
References
- Адамян Г.Г. Разработка и комплексная оценка съёмных конструкций зубных протезов с применением полиэфирэфиркетона с опорой на дентальные имплантаты / Подопригора А.В., Крючков М.А., Молдованов И.А. // Прикладные информационные аспекты медицины, 2021. – Т.24. № 4. С. 38-43.
- Волчкова, И.Р. Применение полиэфирэфиркетона в съемном протезировании: анализ и сравнение с другими термопластическими материалами (обзор литературы). / И.Р. Волчкова, А.В. Юмашев, А.С. Утюж, В.Ю. Дорошина, М.В. Михайлова // Клиническая стоматология. – 2018. – №1. – С.72–75.
- Воробьева М.В. Преимущества установки съемных протезов с опорой на имплантаты при полном отсутствии зубов на нижней челюсти / Оленко А.А., Матыцина Т.В., Воробьева М.В. // Инновационное развитие. – 2017 – Т. 15, № 10. – С.81-82.
- ГОСТ 31572-2012. Материалы полимерные для базисов зубных протезов: технические требования, методы испытаний. Стандартинформ. – Москва, 2013. – 34 с.
- ГОСТ Р 51202-98. Материалы стоматологические полимерные восстановительные: технические требования, методы испытаний. Издание официальное / Технический комитет по стандартизации ТК 279 «Зубоврачебное дело», Комитет по новой медицинской технике Минздрава России. – Москва, 2002. – 27 с.
- Ермолаева, П.А. Сравнение термопластов и акриловых пластмасс для съемного протезирования. / П.А. Ермолаева // Научное обозрение. Медицинские науки. – 2017. – №4. – С.16–20.
- Крючков М.А. Телескопический фиксатор-абатмент для вторичной конструкции из полиэфирэфиркетона / М.А. Крючков, Г.Г. Адамян, А.В. Подопригора, А.Г. Зубкова, И.А. Молдованов // Патент на полезную модель RU 196535 от 04.03.20, заявка № 2019127989 от 05.09.2019
- Молдованов И.А. Применение полиэфирэфиркетона для изготовления съёмных иммедиат-протезов при дентальной имплантации / Подопригора А.В., Крючков М.А., Адамян Г.Г. // Наука молодых, 2021. – Т. 9. № 4. С583-588.
- Юмашев, А.В. Клиническое использование ПЭЭК, как представителя группы термопластических материалов, в стоматологии. / А.В. Юмашев, И.Р. Волчкова // Основные проблемы в современной медицине. Сборник научных трудов по итогам международной научнопрактической конференции. – 2017. – С.43-46.
- Юмашев, А.В. Клиническое использование ПЭЭК, как представителя группы термопластических материалов, в стоматологии. / А.В. Юмашев, И.Р. Волчкова // Основные проблемы в современной медицине. Сборник научных трудов по итогам международной научнопрактической конференции. – 2017. – С.43-46.
