Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Белоконова Н.А. 1 Костров Я.В. 1 Жолудев С.Е. 1 Вшивков С.А. 2 Галяс А.Г. 2

---

1 Уральский государственный медицинский университет

2 Уральский федеральный университет

Одним из отрицательных свойств базисных материалов является содержание в готовом продукте – зубном протезе – непрореагировавших низкомолекулярных органических соединений, которые могут быть вымываемыми и невымываемыми. Содержание низкомолекулярных органических примесей влияет на механические и биологические свойства базисных материалов. В статье проведено изучение влияния отмывочных растворов на извлечение низкомолекулярных органических примесей из базисной пластмассы «Фторакс». Для исследований были приготовлены 3 группы образцов диаметром 50 мм, толщиной 0,6 мм согласно ГОСТ – 51889-2002 (ИСО 1567-99), которые отличались соотношением порошка и жидкости: 2:1; 2:0,9; 2:1.1. Образцы пластмассы «Фторакс» погружали в дистиллированную воду, 0,9 %-ный раствор хлорида натрия, 0,9 %-ный раствор хлорида кальция и модельный раствор слюны. Установлено, что в качестве критерия для оценки свойств базисных стоматологических полимерных материалов можно использовать величину их температуры стеклования, анализ термомеханических свойств образцов по температуре стеклования, определенной термомеханическим методом.

Статья в формате PDF

0 KB

базисные пластмассы

Фторакс

остаточный мономер

стеклование

термомеханические свойства

1. Альтер Ю.М. Полиуретановый базисный материал «Пенталур» и модифицированные композиции полиуретана: сравнительная оценка физико-механических свойств / Ю.М. Альтер, А.-М.П. Такчук, И.Я. Поюровская, Т.Ф. Сутугина, М.Ю. Огородников // Стоматология. – 2013. – № 1. – С. 9–13.

2. ГОСТ Р 51889-2002 (ИСО 1567-99). Материалы полимерные для базисов зубных протезов. Технические требования. Методы испытаний. – М.: Госстандарт России, 2002. – 20 с.

3. Жолудев С.Е. Особенности протезирования полными съемными протезами и адаптации к ним у лиц пожилого и старческого возраста // Уральский медицинский журнал. – 2012. – № 8. – С. 31–35.

4. Караков К.Г. Принципы профилактики и лечения различных видов непереносимости акриловой пластмассы // Актуальные проблемы стоматологии: XXXV научно-практическая конференция стоматологов Ставропольского края. – Ставрополь, 2004. – С. 235–238.

5. Садыков М.И. Сравнительная оценка биосовместимости базисных пластмасс / М.И. Садыков, А.Г. Нугуманов, Э.М. Гильмияров, O.A. Кизирова // Врач-аспирант. – 2011. – № 4.4 (47). – С. 633–638.

6. Серебров Д.В, Коваленко О.И. Сравнительная характеристика по санитарно-химическим показателям базисных материалов для изготовления съемных протезов / Д.В.Серебров, О.И. Коваленко // Образование, наука, практика в стоматологии» по объединенной тематике «3D-технологии». Новое развитие стоматологии, 3D – «Думать, действовать, достигать»: сб. тр. 7-й Всерос. науч.-практ. конф. 8-12 февр. 2010, Москва. – М., 2010. – С. 102–103.

7. Тагер А.А. Физикохимия полимеров / под ред. А.А. Аскадского. – М.: Научный мир, 2007. – 574 с.

8. Шемонаев В.И. Методика мониторинга адаптации пациентов к съемным стоматологическим конструкциям / В.И. Шемонаев, А.А. Малолеткова // Современный взгляд на болезни внутренних органов и полиморбидность: матер. междунар. науч.-практ. конфер. – Белгород: ИПК НИУ БелГУ, 2011. – С. 164–166.

Современные базисные материалы – малорастворимые в водной среде соединения. Однако в большом количестве научных работ доказывается негативное влияние на состояние здоровья пациентов веществ, которые выделяются из материалов [1, 3–6, 8]. Технические требования к качеству и методам испытаний полимерных материалов для базисов зубных протезов изложены в ГОСТ Р 51889-2002 [2] и регламентируют содержание остаточного мономера метилакрилата, которое определяется хроматографическим методом после предварительной экстракции образцов в ацетоне или метаноле. В работе [6] авторы предлагают промывать не менее суток в проточной воде протезы на основе нейлона в связи с тем, что в водной вытяжке содержание формальдегида превышает нормативное значение в 6,9 раза.

Безусловно, в инструкции по синтезу полимерного материала учтены требования ГОСТ Р 51889-2002, и содержание остаточного мономера в готовом изделии не должно превышать установленных нормативных значений. В то же время очевидно, что в процессе взаимодействия материала со средой могут выделяться соединения, которые не нормируются в ГОСТ Р 51889-2002. В этой связи необходимы обобщенные критерии оценки качества изготовленных зубных протезов.

Цель работы – экспериментально исследовать термомеханические свойства образцов базисного стоматологического полимера «Фторакс», приготовленных при различных соотношениях компонентов – порошка (Т) и жидкости (Ж) в различных пропорциях (в пределах допустимых значений) до и после взаимодействия с отмывочными растворами различного состава.

Материалы и методы исследования

На базе зуботехнической лаборатории стоматологической поликлиники УГМУ были изготовлены пластмассовые определенной массы образцы марки «Фторакс» – диаметром 50 мм, толщиной 0,6 мм согласно ГОСТу [2] с соотношением компонентов 2:1 – № 1 (1); № 1 (2); 2:0,9 – № 0,9 (1); № 0,9 (2); 2:1,1 – № 1,1 (1). Образцы погружали: в дистиллированную воду, 0,9 % раствор хлорида натрия, 0,9 % раствор хлорида кальция и модельный раствор слюны, состав которого приведен в табл. 1.

Таблица 1

Состав модельного раствора слюны

Объем каждого раствора, в который погружался образец, составлял 30 мл. Через 24 часа измеряли электропроводность растворов (с помощью кондуктометра «Анион 7020») и концентрацию веществ в водной среде (с использованием осмометра криоскопического медицинского ОСКР-1М).

Таблица 2

Условия определения термомеханических кривых

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 20–250 °С. Условия измерений приведены в табл. 2.

Термомеханические кривые получали для образцов до и после их взаимодействия с водными средами различного состава. По термомеханическим кривым определяли температуру стеклования (Тс). Температура стеклования – это температура, при которой аморфный полимер из высокоэластичного состояния переходит в стеклообразное состояние. Чем выше температура стеклования, тем меньше низкомолекулярных примесей содержит образец [7].

Результаты исследования и их обсуждение

В табл. 3 приведены результаты экспериментов.

Из данных табл. 3 следует:

– электропроводность водных систем увеличивается по сравнению с электропроводностью дистиллированной воды (№ 1–4). Это свидетельствует о том, что примеси, которые вымываются из твердых образцов акрилового полимера, являются электролитами. Наименьшее возрастание электропроводности раствора наблюдается после его взаимодействия с образцом, приготовленным при соотношении компонентов 2:1.

– плотность растворов после взаимодействия с образцами увеличилась, что свидетельствует об извлечении веществ из полимера. Однако концентрацию веществ в растворе не удалось измерить методом осмометрии;

– электропроводность МРС после взаимодействия с образцами увеличивается, концентрация веществ в растворе и плотность растворов незначительно снижаются;

Таблица 3

Электропроводность, плотность и концентрация водных вытяжек из образцов, изготовленных при разном соотношении компонентов (Т:Ж)

– концентрация веществ в растворе и электропроводность 0,9 % раствора хлорида натрия после взаимодействия с образцами увеличивается незначительно, а плотность растворов снижается. Это может быть связано с сорбцией хлорида натрия образцом;

– концентрация веществ в растворе и электропроводность 0,9 % раствора хлорида кальция после взаимодействия с образцами увеличивается более существенно, чем после взаимодействия с 0,9 % раствором хлорида натрия, а плотность растворов также снижается. Это можно объяснить сорбцией веществ из раствора образцом.

ИК-спектры водных растворов, полученных после контакта дистиллированной воды с образцами с соотношением исходных компонентов 2:0.9; 2:1; 2:1.1, приведены на рис. 1.

Рис. 1. ИК-спектры водных растворов веществ, вымытых из этих образцов с соотношением исходных компонентов 2:0,9

Из рис. 1 видно, что спектры двух параллелей образца «0,9» качественно совпадают, однако интенсивности полос образца «0,9 (1)» в диапазонах 2340–2360 и 2840–2945 см–1 (валентные колебания в группах СН3 и СН2) больше, в сравнении со спектром образца «0,9 (2)». Во всех спектрах идентифицируются полосы, характерные для ИК-спектра воды, что подтверждается сравнением с библиотечными данными. Интенсивности широкой полосы с максимумом в области валентных колебаний О-Н-связей при 3200–3400 см–1 и небольших пиков, характерных для спектров алифатических углеводородов, около 2929 и 2855 см–1 (связанных соответственно с асимметричными и симметричными валентными колебаниями С-Н-связей в метиленовых группах) изменяются антибатно в ряду 0,9 (1) – 1 (1) – 1,1 интенсивность полосы в этом ряду возрастает, а пиков – убывает. Из этого можно предположить уменьшение концентрации органического вещества в растворе.

Из анализа ИК-спектров исходного материала следует, что частоты полос 2989; 2984; 2919 и 2849 см–1 отвечают валентным колебаниям групп СН3 и СН2, 1780 см–1 – колебаниям С = О групп, 1141–1260 см–1 и 839, 668, 657 – колебаниям С-F групп. Это согласуется с литературными данными о химическом строении «Фторакса», который получается сополимеризацией фторсодержащих акриловых мономеров.

Сравнение спектров образцов с библиотечными данными однозначно показывает, что основным компонентом в составе всех образцов является полиметилметакрилат: степень соответствия – более 95 % . В пробах отсутствуют примеси этилметакрилата и метилметакрилата, поскольку в спектре образцов не наблюдаются полосы вблизи 3430 см–1, при 3105 см–1, в интервалах 1640–1580 и 580–690 см–1. По тем же причинам можно исключить присутствие дибутилфталата. Принципиальные отличия спектра диоксида титана от спектров пробы и полимера подтверждают отсутствие в образцах TiO2. Гидрохинон проявляет себя в спектре рядом характеристических полос: с максимумом 3320 см–1, полосы 1856; 1606 и 1626 см–1, группа полос в интервале 495–625 см–1. В исследованных образцах гидрохинона нет, так как не наблюдаются характеристические полосы (рис. 2).

Анализ спектров образцов с соотношением компонентов 2:0,9; 2:1 и 2:1,1 в совмещенных координатах (рис. 2) позволяет констатировать: интенсивность полос 2849,3 и 2922,9 см–1 убывает в ряду 2:0,9 > 2:1 > 2:1,1. Полосы в этом спектральном диапазоне характерны для спектров алифатических углеводородов и отражают колебания связей C–H в группах СН3 и СН2.

В табл. 4 приведена температура стеклования образцов до и после контакта с низкомолекулярными жидкостями.

Рис. 2. ИК-спектры образцов «0,9 (1)», «1 (2)» и «1,1» в совмещенных координатах

Таблица 4

Результаты определения температуры стеклования образцов до и после взаимодействия образцов с водными средами разного состава

Разные величины Тс образцов, приготовленных при разном соотношении компонентов, могут свидетельствовать о разном содержании низкомолекулярных органических примесей в образцах [7]. Минимальное содержание органических примесей в образце, приготовленном при соотношении Т:Ж = 2:1, максимальное – в образце, приготовленном при соотношении Т:Ж = 2:1,1.

Из данных, представленных в табл. 4, следует, что образец, приготовленный с соотношением компонента Т:Ж = 2:1, может быть эффективно отмыт в дистиллированной воде и состав раствора не влияет на конечный результат (за исключением модельного раствора слюны). Образец, приготовленный при соотношении Т:Ж = 2:0,9, может быть эффективно отмыт в растворе с большой ионной силой – 0,9 % раствор хлорида кальция. Образец, приготовленный при соотношении Т:Ж = 2:1,1, содержит большое количество примесей, которые не выделяются в вышеперечисленные растворы.

Выводы

1. Выделение из образцов непрореагировавших органических соединений в водную среду зависит от соотношения Т:Ж, при котором приготовлен образец, и от состава водной среды, с которой он взаимодействует. Образец, приготовленный с соотношением компонента Т:Ж = 2:1, может быть эффективно отмыт дистиллированной водой. Образец, приготовленный при соотношении Т:Ж = 2:0,9, может быть эффективно отмыт в 0,9 % растворе хлорида кальция. Образец, приготовленный при соотношении Т:Ж = 2:1,1, не может быть эффективно отмыт ни в дистиллированной воде, ни в 0,9 % растворах солей натрия или кальция.

2. Оценить количество вымытых нелетучих веществ из полимера, при использовании в качестве отмывочного раствора дистиллированной воды, можно по изменению плотности раствора. При использовании в качестве отмывочного раствора 0,9 % раствора хлорида кальция качественно оценить отмывку образца (или изделия) можно по относительному изменению электропроводимости или концентрации веществ, измеренной методом осмометрии.

3. При использовании в качестве отмывочного раствора 0,9 % раствора хлорида натрия или МРС оценить эффективность отмывки образца (или изделия) можно только по анализу термомеханических свойств образца (или изделия) т.е. по определению температуры стеклования.

4. В качестве критерия оценки свойств базисных стоматологических полимерных материалов можно использовать температуру стеклования изделий или образцов, определенную термомеханическим методом.

Библиографическая ссылка