Результат интеллектуальной деятельности: СТЕКЛО ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ НАПОЛНИТЕЛЕЙ КОМПОЗИЦИОННЫХ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к составам стекол, предназначенным преимущественно для использования в качестве стеклонаполнителей в пломбировочных и других композиционных стоматологических материалах. В качестве наполнителей для стоматологических композиций традиционно применяют кварц, аморфный оксид кремния, оксид алюминия, полевые шпаты, фторалюмосиликатное стекло, лантановое стекло, стронций- и барийсодержащие стекла и др.

Известен порошкообразный наполнитель для стоматологических композитных материалов (пат. РФ №2621624, опубл. 06.06.2017, бюл. №23), содержащий частицы полевого шпата из группы натриево-известковых или щелочных полевых шпатов или его производных, в частности, обедненные диоксидом кремния материалы, так называемые фоиды или фельдшпатоиды, при их среднем диаметре (d50) от 0,5 до 5 мкм. К недостаткам указанного наполнителя можно отнести отсутствие рентгеноконтрастности, что является одним из основных требований, предъявляемых к пломбировочным материалам, непостоянство химического состава и наличие примесей.

В (пат. РФ №2489136, опубл. 10.08.2013, бюл. №22) раскрывается состав композитно-компомерного цемента, для приготовления которого используют стеклоиономерный наполнитель, состоящий из обработанного полиакриловой кислотой стронциевого фторалюмосиликатного стекла с добавлением бариевого алюмоборсиликатного стекла и оксида кремния. Главным недостатком указанного изобретения является использование смеси наполнителей, состоящей из нескольких материалов со сложной технологией изготовления, что усложняет и удорожает технологию получения композиционных стоматологических материалов. Кроме того, данный наполнитель включает токсичный оксид бария, который к тому же отрицательно сказывается на химической устойчивости стекла.

Известен композиционный наполнитель для отверждаемой композиции (пат. РФ №2726375, опубл. 30.07.2020, бюл. №20; пат. РФ №2759435, опубл. 12.11.2021, бюл. №32,), представляющий собой материал на основе оксида кремния-оксида элемента подгруппы титана и получаемый по золь-гель технологии. Примеры включают оксид кремния - оксид титана, оксид кремния - оксид циркония и оксид кремния - оксид титана - оксид циркония, где предпочтительное содержание SiO₂ составляет 70-95 мол. %, содержание оксида элемента подгруппы титана составляет 5% - 30 мол. %. Кроме того, изобретение также допускает введение в состав оксида щелочного металла, при условии, что его вводят в малых количествах, например, оксид натрия или оксид лития в количестве 10 мол. % или менее. Недостатком данного изобретения является использование сложной и дорогостоящей золь-гель технологии и, исходя из заявленного состава, предположительно низкая рентгеноконтрастность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату являются рентгеноконтрастные стекла для наполнителей композиционных стоматологических материалов, имеющие следующий состав, мас. %: Al₂O₃ 12-30; ВаО 7-27,5; B₂O₃ 1-9; СоО 0,0001-0,0003; NiO 0,001-0,003; Nd₂O₃ 0,003-0,03; Er₂O₃ 0,0004-0,007; SiO₂ остальное (пат. РФ №2028980, опубл. 20.02.1995, бюл. №5) и Al₂O₃ 12-30; ВаО 7-27,5; SnO₂ 0,5-25; B₂O₃ 1-9; СоО 0,0001-0,0003; NiO 0,001-0,003; Nd₂O₃ 0,003-0,03; Er₂O₃ 0,0004-0,007; SiO₂ остальное, причем ВаО + SnO₂ 20% (пат. РФ №2028981, опубл. 20.02.1995, бюл. №5). Недостатком приведенных составов стекол является то, что они имеют высокую температуры варки стекла (1620°С), сравнительно низкую рентгеноконтрастность, сложный дорогостоящий состав, включают токсичные оксиды кобальта, никеля, олова и содержат оксид бария, также отличающийся токсичностью и негативным влиянием на химическую устойчивость стекла.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение рентгеноконтрастности стекла для излучений, используемых при рентгеновском обследовании в стоматологии, увеличение прозрачности стекла в диапазоне длин волн 300-500 нм, что обуславливает высокие эстетические свойства композиционных стоматологических материалов, снижение температуры варки стекла при сохранении химической стойкости на уровне 1 класса.

Технический результат достигается тем, что стекло для наполнителей композиционных стоматологических материалов, включающее SiO₂, Al₂O₃, В₂О₃, согласно изобретению, содержит дополнительно SrO, K₂O, TiO₂, ZrO₂ при следующем соотношении указанных компонентов, мас. %: SiO₂ 36-44; Al₂O₃ 25-35; SrO 20-30; В₂О₃ 5-10; K₂O 0,5-5; ZrO₂ 1-4, TiO₂ 1-3, причем SrO + ZrO₂ + TiO₂ > 22 мас. %. Использование двух стеклообразователей (SiO₂ и В₂О₃) и частичный перевод Al₂O₃ из октаэдрической в тетраэдрическую координацию за счет добавки K₂O позволяет улучшить технологические свойства стекла, снизить температуру варки, избежать кристаллизации стекла, повысить его прозрачность и химическую стойкость. Введение оксида калия положительно сказывается на оптических и технологических свойствах стекла, не снижая его химическую стойкость. Оксид стронция обеспечивает рентгеноконтрастность стекла, при этом он обладает меньшей растворимостью и менее токсичный по сравнению с традиционно используемым оксидом бария. Оксид титана и оксид циркония совместно с оксидом стронция повышают химическую стойкость и рентгеноконтрастность стекла. Совместное использование указанных компонентов в обозначенных соотношениях позволило получить стекло, не уступающее прототипу по уровню химической стойкости (1 класс), при этом с более низкой температурой варки (1500°С), более высокой рентгеноконтрастностью (K=360-410 при λ=2,05 Å) и более высоким пропусканием стекла - до 92% в диапазоне длин волн λ=300-500 нм, что благоприятно влияет на эстетические свойства композиционных стоматологических материалов.

Варку составов производили при температуре 1500±5°С. Выработку стекломассы осуществляли методом грануляции в холодной проточной воде. Примеры составов стекол и их свойства представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемые составы стекол в пределах заявляемых соотношений компонентов по сравнению с прототипом имеют на 120°С меньшую температуру варки, более высокий коэффициент рентгеноконтрастности при длине волны рентгеновского излучения λ=2,05 Å (мягкое рентгеновское излучение, используемое в стоматологии) K=360-410, более высокую прозрачность в диапазоне длин волн 300-500 нм (пропускание составляет 80-92%) и химическую устойчивость на уровне прототипа (1 класс). Предлагаемые составы могут быть рекомендованы в качестве наполнителей для композиционных стоматологических материалов при производстве стоматологических материалов, используемых при пломбировании и восстановлении разрушенных зубов, а также других композиционных стоматологических материалов.