Результат интеллектуальной деятельности: Способ и устройство для определения адгезивной прочности соединения стоматологических штифтов с цементами для их фиксации

Область техники

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно стоматологическому материаловедению, и описывает способ и устройство для определения адгезивной прочности соединения стекловолоконных штифтов, применяемых при восстановлении зубов, и цементов для их фиксации. Оценка величины адгезивной прочности соединения производится по величине крутящего момента, прикладываемого относительно продольной оси стоматологического штифта, при котором происходит разрушение соединения.

Уровень техники

Стоматологические штифты широко применятся при восстановлении зубов со значительно разрушенной коронковой частью, когда сохраненных твердых тканей недостаточно для ретенции реставрации [1]. Долговечность реставрации зависит от прочности адгезивного соединения штифтов с фиксирующим цементом [2, 3].

Известны два принципиально различных подхода к проведению тестовых испытаний, применяемых для исследования прочности адгезивного соединения в стоматологии: тесты на микросдвиг и на микрорастяжение [4]. При проведении тестов на микросдвиг один из субстратов адгезии фиксируется неподвижно, а к другому прикладывается усилие, действующее по направлению оси, параллельной плоскости контакта между субстратами. В процессе теста определяется предельное усилие, возникающее в момент разрушения образца. К тестам первой группы относятся т.н. микро «пуш-аут» и «пулл-аут» тесты. При реализации микро «пуш-аут» теста производится выдавливание фрагмента штифта из подготовленного препарата, полученного путем горизонтальных распилов образца. При проведении «пулл-аут» теста производится выдергивание ранее зафиксированного в подготовленном препарате штифта. Ко второй группе следует отнести тесты на микрорастяжение [5], при которых сила прилагается по оси, направленной перпендикулярно плоскости адгезивного соединения. Тест на микрорастяжение был первоначально разработан для оценки прочности тканей зуба на растяжение, однако позднее был применен для измерения прочности адгезии к эмали и дентину [6]. При проведении этого теста подготовка тестовых препаратов заключается в распиливании образца на «брусочки», содержащие фрагмент штифта, фиксирующего цемента и участка адгезивного соединения между ними. После чего к препаратам прикладывается растягивающая нагрузка до момента разрушения.

К недостаткам описанных способов относится сложность подготовки препаратов, используемых при исследовании. Так, например осуществление распилов требует применения специального высокоточного технологического оборудования. Кроме того на этапе подготовки образцов возможно изменение физико-механических свойств и структуры препарата вплоть до его разрушения за счет агрессивного воздействия инструмента. Непосредственное проведение эксперимента требует применения дорогостоящего стационарного оборудования (универсальные испытательные машины, типа Instron [7] и др.) и практически недоступно в клинических условиях.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является измерение адгезивной прочности соединения стоматологических штифтов с фиксирующими цементами с необходимой точностью на доступных препаратах, не требующих сложной предварительной подготовки и без применения стационарного испытательного оборудования.

В отличие от известных способов испытания, в которых к образцу прикладывается растягивающая или сжимающая нагрузка, предлагается нагружать образцы крутящим моментом. Образцы для исследования изготавливаются с применением штифтов, цементов (и при необходимости удаленных зубов) в клинических условиях без использования технологического оборудования для распилов. Разработанное компактное устройство для измерения крутящего момента позволяет проводить оценку адгезивной прочности соединения без использования стационарного испытательного оборудования.

Устройство для определения прочности адгезивного соединения стоматологических штифтов и фиксирующих цементов, содержит жесткую раму (1) (фиг. 1), шаблон (2) для штифтов (10) (фиг. 2), цанговый зажим (3), вал (4), передающий крутящий момент, тензометрический чувствительный элемент (5), микрометрический винт (6), создающий усилие, контроллер (7), соединенный с компьютером (8) проводами (9) через разъем USB.

Описание чертежей

На фиг. 1 представлено схематическое изображение устройства для определения адгезивной прочности соединения стоматологических штифтов с цементами для их фиксации.

На фиг. 2 - схема приложения нагрузки к препарату для испытания.

Осуществление изобретения

Устройство содержит раму (1), шаблон (2) для штифтов (10), цанговый зажим (3), вал (4), передающий крутящий момент, тензометрический чувствительный элемент (5), микрометрический винт (6), создающий усилие, контроллер (7), соединенный с компьютером (8) проводами (9) через разъем USB.

Устройство работает следующим образом.

Штифты (10) устанавливаются в шаблон (2), в углубление вокруг штифтов вносится цемент (11) для фиксации и полимеризации согласно инструкции производителя. Шаблон фиксируется в специальном гнезде на раме (1) устройства. Исследуемый штифт закрепляется при помощи цангового зажима (3), при этом тензометрический чувствительный элемент (5) устанавливается в исходное положение, контролируемое микрометрическим винтом (6). С помощью программы, установленной на компьютере (8) обнуляется значение крутящего момента. Последовательным вращением микрометрического винта (6) осуществляется воздействие на тензометрический чувствительный элемент (5), связанный через вал (4) и цангу (2) с испытуемым штифтом. Значение крутящего момента отражается на диаграмме компьютера. По достижении разрушения соединения штифта с цементом максимальное значение крутящего момента фиксируется, а процесс нагружения прекращается.

Список литературы

1. Tay FR, Pashley DH. Monoblocks in root canals - a hypothetical or a tangible goal. J Endod. 2007; 33(4):391-8.

2. Monticelli F, Grandini S, Goracci C, Ferrari M. Clinical behavior of translucent fiber posts: a 2-year prospective study. Int J Prosthodont 2003; 16:593-6.

3. Mosharraf R, Ranjbarian P. Effects of post surface conditioning before silanization on bond strength between fiber post and resin cement. J Adv Prosthodont 2013; 5:126-32.

4. Castellan CS, Santos-Filho PCF, Soares PV, Soares CJ, Cardoso PEC. Measuring bond strength between fiber post and root dentin: a comparison of different tests. J Adhes Dent 2010; 12:477-85.

5. Sano H, Shono T, Sonoda H, Takatsu T, Ciucchi B, Carvalho R, Pashley DH. Relationship between surface area for adhesion and tensile bond strength-evaluation of a micro-tensile bond test. Relationship between surface area for adhesion and tensile bond strength-evaluation of a micro-tensile bond test. Dent Mater. 1994 Jul; 10(4):236-40.

6. Goracci C, Grandini S, Bossu M, Bertelli E, Ferrari M. Laboratory assessment of the retentive potential of adhesive posts: A review. Journal of Dentistry 2007; 35:827-35.

7. Sumitha M, Kothandaraman R, Sekar M. Evaluation of post-surface conditioning to improve interfacial adhesion in post-core restorations. Journal of Conservative Dentistry 2011; 14:28-31.