Влияние гидротермической усталости на клинически значимые функциональные свойства обычного стекла

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8738 (2023) Цитировать эту статью

134 доступа

Подробности о метриках

В ходе повседневной эксплуатации реставрационные стоматологические материалы подвергаются температурным изменениям, которые можно рассматривать как интенсивные с точки зрения максимально допустимых температур для этих материалов. В данной работе изучено влияние гидротермической усталости на трибологические характеристики in vitro, прочность на сжатие, микротвердость и шероховатость поверхности стеклоиономерных цементов. Образцы трех коммерчески доступных цементов были разделены на контрольную (выдержка 14 дней) и термоциклированную (20 000 циклов; 5–55 °C) группы. Полученные результаты показывают, что функциональные свойства образцов, подвергнутых термической усталости, существенно отличаются от литературных данных по цементам, состаренным при постоянных температурах. Влияние гидротермической усталости на функциональные свойства цементов обсуждается на примере процессов, вызванных воздействием переменных температур.

В современной стоматологии по-прежнему ведется поиск надежных, безопасных и экологически чистых материалов для постоянных пломб зубов. Амальгамные материалы на основе ртути должны быть выведены из обращения в странах ЕС к 2030 году1, а композиты на основе смол (RBC) и стеклоиономерные цементы (GIC) считаются подходящими альтернативами. К их преимуществам относятся, среди прочего, хороший эстетический эффект, отсутствие ртути в составе, а также отсутствие риска коррозии металла. В процессе эксплуатации оба типа реставрационных материалов – RBC и GIC – подвергаются воздействию широкого спектра биологических, химических и физических факторов деградации, включая механические, гидротермические и трибологические нагрузки2. Процессы деградации реставраций приводят к микропереломам и трещинам2,3, а также к сильному трибологическому износу как реставрации, так и зубов-противников2. Объемные изменения реставрации из-за когезионной усадки, а также термические изменения в полости рта приводят к образованию зазора микропротечек между реставрацией и зубом4. Известно, что эти повреждения способствуют колонизации бактерий и биопленок полости рта, связанных с рецидивирующим кариесом и гиперчувствительностью зубов2, что в конечном итоге приводит к установке восстановительной реставрации.

Было подсчитано, что после 2000-х годов 58% общего количества стоматологических операций было связано с заменой существующих в настоящее время реставраций из-за их поломки5. Данные, собранные в период с 2000 по 2019 год, показывают, что при реставрациях эритроцитов объемные переломы и износ составляют 70% всех зарегистрированных отказов6. С другой стороны, общая выживаемость реставраций GIC после 6 лет эксплуатации составила 80%6. Эта статистика обращает внимание на недостаточную долговечность зубных реставраций, что напрямую связано с увеличением затрат на здравоохранение, вызванным повторными стоматологическими вмешательствами.

Среди основных факторов, влияющих на долговечность зубных реставраций, были указаны устойчивость к износу и разрушению2,6,7. Поэтому для аппроксимации условий эксплуатации реставрационного материала предлагаются различные виды испытаний, включая рандомизированные клинические исследования и испытания in vitro8. Хотя клинические испытания по-прежнему считаются лучшим методом оценки качества и долговечности стоматологических материалов, существует множество факторов, ограничивающих применение исследований, включая затраты времени и средств8. Более того, из-за большой вариативности операторов, различной приверженности пациентов и т. д. трудно достичь стандартизации и воспроизводимости клинических исследований8. Поэтому тестирование in vitro, которое позволяет в некоторой степени воспроизвести среду полости рта и нагрузки, которые испытывают как зубы, так и реставрации, обычно предлагается для оценки, например, прочности8 или трибологических9,10 характеристик реставрационных материалов. Однако существует некоторая критика в отношении применимости и надежности тестов in vitro, рекомендованных Международной организацией по стандартизации (ISO)11,12,13. Например, тесты ISO не учитывают долгосрочное воздействие среды полости рта на процессы созревания ГИК. С другой стороны, одним из факторов, который неизбежен при обслуживании зубной реставрации, является гидротермическая усталость14. Речь идет о клинически значимых свойствах реставраций, таких как микротвердость их поверхности, прочность на сжатие или устойчивость к износу15.