ВЛИЯНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ: МИНИ ОБЗОР И ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Аннотация

The article is devoted to the study of an impact of static and dynamic loads on composite filling materials polymerized at room temperature and in a preheated state. Key words: composite material, preheating, surface microhardness, shear stress. Малый срок службы композитных реставраций, обусловленный их ранней поломкой, является одной из актуальных проблем современной стоматологии. Это может быть связано с технологическими тонкостями производства и особенностями состава наполненных полимеров. Кроме того, технические сложности, возникающие при восстановлении зубов и индивидуальные особенности биомеханики жевательной системы у каждого взятого в отдельности пациента, также указывают на наличие множества причин, способствующих возникновению подобных осложнений [1-6]. Большое количество доступных композитов уже обладает превосходными физическими и химическими свойствами, а также отличными функциональными и косметическими характеристиками, которые позволяют им выступать в качестве хорошей альтернативы дорогостоящим керамическим реставрациям. Однако, недостаточная прочность этой группы 193 материалов является предметом постоянного изучения их технических параметров [7-10]. В связи с этим на протяжении более полувека проводятся исследования, которые помогают оценить влияние различных изменений в составе полимерной матрицы и фото-инициирующей системы на конечные свойства материала в целом. Также большое значение придают качеству и количеству частиц наполнителя в комплексе с силановым компонентом. В результате, изучение различных композиций способствует выявлению необходимых закономерностей, которые могут быть использованы при разработке исключительно новых материалов для восстановления зубов в зонах повышенной нагрузки [11,12]. Известно, что физико-химические свойства композитной реставрации во многом зависят от качества полимерной матрицы, на процесс формирования которой существенное влияние оказывают световая и тепловая энергия. Также было отмечено, что нагрев композитных материалов перед фото-активацией может повысить их степень конверсии за счет снижения вязкости наполненных полимеров и увеличения подвижности свободных радикалов. При этом, уменьшение весовой доли свободных мономеров в композитной реставрации будет способствовать улучшению их химической стабильности и механической прочности [13-14]. Напротив, увеличение степени конверсии мономеров также сопровождается повышением значения объемной полимерной усадки, которая отрицательно сказывается на герметичности пломб. Результаты исследований показали, что увеличение скорости реакции полимеризации нагретых биополимеров во время фото-активации способствует развитию полимерного стресса, оказывающего негативное влияние на прочность реставрации. При этом, величина внутреннего напряжения зависит не только от температуры материала, но также от состава входящих в него мономеров, количества и формы частиц наполнителя [15-17]. Большинство композитных пломбировочных материалов, доступных на рынке, в основном содержат бисфенол-А-глицидилметакрилат (Бис-ГМА), уретанадиметакрилат (УДМА), триэтиленгликольдиметакрилат (ТЕГДМА) и этоксилированный диметакрилатбисфенол-А (Бис-ЭМА). Свойства этих мономеров хорошо изучены в отдельности и не представляют особого интереса. Однако, приготавливаемые из них смеси являются предметом постоянного изучения [18]. Помимо полимерной матрицы и степени ее конверсии, на прочность композитной пломбы оказывают влияние количество и размер частиц наполнителя. В частности, улучшение механических свойств композитных материалов при увеличении доли наполнителя подтверждено результатами большого числа статических и динамических испытаний [19,20]. В основную задачу других исследований также входило изучение влияния формы частиц наполнителя на кинетику усадочного стресса композитных смол во время полимеризации. Было установлено, что 194 сферическая форма частиц не способствует возникновению высокого усадочного стресса по сравнению с частицами неправильной формы. При этом, скорость нарастания полимерного стресса меняется в зависимости от размера частиц дисперсной фазы [21,22]. Величина внутреннего напряжения в композитной реставрации и его кинетика находятся в прямой зависимости от температуры пломбировочного материала во время полимеризации. Существует множество данных, указывающих на улучшение механических свойств композитов для реставрации зубов за счет увеличения их степени конверсии. Однако, большинство этих данных основано на результатах статических испытаний, которые не могут дать представление о поведении композитных реставраций под воздействием динамической нагрузки, имеющей место при функциональной активности жевательных мышц [23-26]. Основное отличие статических испытаний от динамических заключается в том, что они не приводят к разрушению испытуемого образца. К наиболее распространенным статическим методам оценки прочности стоматологических материалов можно отнести определение поверхностной твердости пломб. Для проведения динамических испытаний