Клініко-експериментальне обгрунтування виКористання методів литва сплавів металів для зубних протезів

summary

Матеріали та методи дослідження. Обстеження хворих та їх амбулаторне лікування проводилось на базі клініки кафедри ортопедичної стоматології Івано-Франківського національного медичного університету за існуючими стандартами. Для досягнення поставлених мети і завдань нами було обстежено та проведене ортопедичне лікування 130 пацієнтів, протезованих знімними і незнімними суцільнолитими конструкціями, не обтяжених супутньою патологією і алергологічним анамнезом.

Для більш детального обстеження хворих і поглибленого вивчення поставлених завдань пацієнтів основної групи було поділено на такі групи:

Перша  – пацієнти, протезовані литими конструкціями, виготовленими методом ЦЛПП. Із них, протезовані незнімними конструкціями – 14 (група 1А), знімними (бюгельними) –  12 (група 1В);

Друга  – пацієнти, протезовані литими конструкціями, виготовленими методом ЦЛВЧС. Із них, протезовані незнімними конструкціями –14 (група 2А), знімними (бюгельними) –12 (група 2В);

Третя  – пацієнти, протезовані литими конструкціями, виготовленими методом ВЛ. Із них, протезовані незнімними конструкціями –14 (група 3А), знімними (бюгельними) –12 (група 3В);

Групу контролю складали 40 осіб із цілісними зубними рядами і клінічно здоровим пародонтом. Із метою обгрунтування запропонованої конструкції бюгельного протеза (БП) із жорсткими базисами нами було запротезовано 12 хворих. Для аналізу ускладнень при користуванні суцільнолитими  зубними протезами (СЗП), було обстежено 79 осіб.

Для вивчення якості литва при виготовленні протезів у зуботехнічній лабораторії обстежено і проаналізовано 95 суцільнолитих каркасів незнімних та знімних конструкцій зубних протезів.

При клінічному обстеженні хворих звертали увагу на вид прикусу, стан слизової оболонки ротової порожнини, ступінь рухомості зубів і кровоточивості ясен, наявність і стан ортопедичних конструкцій у хворих: оголення шийок зубів, злами мостоподібних протезів, стирання оклюзійних поверхонь, стан твердих тканин опорних зубів, наявність зубних відкладень. Стан пародонта у всіх обстежуваних оцінювали методом визначення комплексного пародонтального індексу (КПІ, Леус П.А., 1988). Для визначення діагнозу застосовували класифікацію часткових дефектів зубних рядів за Кенеді (Аболмасов Н.Г., 2002). Дослідження проводились до протезування, через 3, 6 і 12 міс після протезування.

Досліджувалися зразки нікель-хромових Wiron 99, Wirocer plus (Bego, Germany) та кобальто-хромових Wirobond 280, Wironit (Bego, Germany) сплавів металів, отриманих різними методами литва (ЦЛПП, ЦЛВЧС, ВЛ).

Фазові та структурні дослідження зразків сплавів металів проведені методами рентгенівської дифракції на однокристальному дифрактометрі ДРОН-3М. Для аналізу шорсткості та локальної структури поверхні зразків сплавів досліджувались методом ска­ную­чої атомно-силової мікроскопії (АСМ) на мікроскопі Dimension 3000 NanoScope IIIa фірми Veeco Instruments Ltd. (Венгер Е.Ф., 2001) при кімнатних умовах зі вико­рис­танням кремнієвих зондів із номінальним радіусом заокруглення вістря 10 нм.

Серії полірованих зразків піддавались електрохімічному травленню в 0,1 мол. розчині хлориду натрію в корозійній ванні з густиною струму 10 мА/см². Полірування зразків здійснювалось на мікроворсистому диску алмазною емульсією Buehler із розміром зерна 0,05 мкм. Поверхня до і після травлення спостерігалась методами оптичної і атомно-силової мікроскопії. Поверхні з сильно розвинутим рельєфом ( розмах висот понад 4,5 мкм) досліджувались за допомогою комп’ютеризованого ПРОФІЛОМЕТРА- ПРОФІЛОГРАФА-250.

Проводилися біохімічні дослідження ротової рідини пацієнтів, які користуються суцільнолитими конструкціями зубних протезів, виготовлених різними методами литва. Визначення концентрації загального кальцію і фосфатів проводили за уніфікованими методиками з допомогою стандартних наборів реактивів фірми „Simko ltd”. Визначення активності лужної фосфатази (ЛФ) проводили  за стандартним набором реактивів фірми „Філісіт – Діагностика”. Концентрацію лактату визначали за стандартною методикою В.В. Меншикова (1987). Вміст продуктів окиснювальних модифікацій білків (ОМБ) проводили за методикою Є.Є. Дубиніної (1995). Активність каталази слини визначали за методом Г.О. Бабенко (1999).

Вивчали стан мікрофлори слизової оболонки протезного ложа у пацієнтів яким виготовлялися знімні суцільнолиті зубні протези. Зібраний матеріал засівали на м¢ясо-пептонний (МПА), жовточно-солевий (ЖСА) та кров¢яний (КА) агар, середовища Ендо та Сабуро, розлиті в чашки Петрі. Засіяні середовища поміщали в термостат і витримували при температурі 37°С протягом 1-2 (МПА, ЖСА, КА, середовище Ендо) чи 4-5 (середовище Сабуро) діб. На МПА вивчали наявність та інтенсивність росту факультативно-анаеробної бактеріальної мікрофлори – мікрококів, стафілококів, грампозитивних та грамнегативних паличкоподібних бактерій, на середовищі Сабуро – наявність та інтенсивність росту кандідаміцетів та актиноміцетів. На ЖСА визначали здатність стафілококів продукувати лецитиназу, на КА – гемолітичну активність стафілококів і стрептококів, на середовищі Ендо – здатність ентеробактерій ферментувати лактозу.

Із метою об’єктивного оцінювання вірогідності отриманих результатів дослідження статистичну обробку проводили з використанням варіаційно-статистичного методу аналізу на персональному комп’ютері Pentium ІV при застосуванні пакету статистичних програм “ Microsoft Excel –2000” і  “Statistica – 5,0”. Вірогідність результатів дослідження (р) визначали на підставі t- критерію Стьюдента.

Результати дослідження та їх обговорення. Обстеження пацієнтів, які звернулися з приводу ускладнень при користуванні суцільнолитими конструкціями зубних протезів, виявило переважання стирання пластмаси або відколи облицювального покриття (22,78%), оголення зубів під краєм коронок та запалення ясен, розхитування опорних зубів, зміна кольору (потемніння) ясен у пришийковій ділянці (51,90%), розцементування коронки чи мостоподібного протезу (36,70%), непереносимість сплавів металів (8,86%), деформації каркасу бюгельного протеза (6,33%) та злами каркасів зубних протезів (17,72%). При аналізі  дефектів каркасів, відлитих за допомогою ЦЛПП, встановлено невідлиті ділянки каркасів у 29,17% незнімних конструкцій, а серед знімних - 21,74%. Деформації каркасів виявлено в 23,61% серед незнімних і в 13,04% -  для знімних конструкцій, а напливи сплаву металу в 16,67% серед  незнімних конструкцій. Злами каркасів зубних протезів, унаслідок наявності пор чи включень, становили 4,17% для незнімних і 4,35% для знімних конструкцій зубних протезів. Такі ускладнення в значній мірі пов'язані зі впливом фізико-механічних властивостей сплавів металів, які залежать від їх технологічної переробки (методу литва).

Стан пародонта в пацієнтів оцінювали методом визначення індексу КПІ. При цьому враховували такі показники, як наявність зубного нальоту, кровоточивості ясен, зубного каменю, патологічних кишень і ступінь рухомості зубів. Результати вивчення стану пародонта в досліджуваних нами хворих показали, що після протезування спостерігалося рівномірне зниження показників КПІ в пацієнтів трьох клінічних груп: так, через три місяці в осіб першої групи відмічалося зниження  до (0,33±0,03) одиниць, другої групи до (0,36±0,03) одиниць, а в пацієнтів третьої клінічної групи до (0,32±0,03) одиниць. Характеристика КПІ через 6 та 12 міс після протезування свідчить про незначне його зростання в пацієнтів трьох груп. Отримані значення даного індексу через 12 міс після протезування свідчили про те, що дані показники між собою достовірно не відрізнялися, однак, були достовірно нижчими (р<0,001), ніж до протезування і становили (0,92±0,05) одиниць у пацієнтів першої групи, (0,88±0,03) одиниць - у другій групі і (0,78±0,03) одиниць у пацієнтів третьої клінічної групи. Отримані показники КПІ вказують на наявність ризику захворювань тканин пародонта, що вимагає подальшого диспансерного спостереження за даними хворими. Таким чином, проведене вивчення стану пародонта в осіб, протезованих знімними і незнімними литими ортопедичними конструкціями, виготовленими різними методами литва, показало, що раціональне протезування призводить до значного покращення стану пародонта, однак достовірних відмінностей між показниками КПІ в пацієнтів трьох груп не виявлено.

Рентгенодифракційне дослідження фазового складу і кристалічної структури нікель-хромових  та кобальто-хромових сплавів, відлитих за допомогою ВЛ, ЦЛПП та ЦЛВЧС показали, що для зразків отриманих центробіжним методом литва характерною була наявність переважаючої орієнтації кристалітів матеріалу в певних кристалографічних напрямках (текстури). Методи литва ЦЛПП та ЦЛВЧС задавали різну орієнтацію текстури та вміст аморфної складової сплаву. Зразки, отримані ВЛ, мали структуру з рівномірною орієнтацією кристалітів, а вміст аморфної структури був проміжним у порівнянні до попередніх двох способів литва.

Дослідження поверхні зразків сплаву Wirobond 280 за допомогою методики АСМ після їх електрохімічного травлення показало, що при виготовленні зразків методом ЦЛПП пори досягали глибини 3 нм при радіусі до 50 нм, при ЦЛВЧС – 2 нм та 40 нм, відповідно, при цьому в другому випадку їх густина була вдвічі меншою. При відливанні зразків за допомогою методу ВЛ поверхня після травлення вкрилась порами з глибиною в середньому 6 нм, що майже зливались. Дані АСМ для сплаву Wironit: середній діаметр зерна поверхні сплаву, відлитого ЦЛПП, складав 40 нм. Більш рівномірною, зі значно меншим розміром гранул (25 нм) є поверхня зразка сплаву, відлита за допомогою ЦЛВЧС. Найбільший діаметр зерен на поверхні після травлення спостерігався в зразках, виготовлених ВЛ - до 50 нм.

При аналізі показників шорсткості зразків кобальто-хромових сплавів металів нами встановлено, що найкращі результати отримано при відливанні сплавів за допомогою ЦЛВЧС. Зокрема, найнижчими були показники шорсткості для сплаву Wirobond 280, R = 0,7 ±0,019 нм, що вказує на те, що сплав майже не прореагував з електролітом. При цьому, дещо гіршими були показники при застосуванні ЦЛПП - R = 1,0 ±0,021 нм. Найвищу шорсткість мали зразки сплавів металів, отримані за допомо­гою ВЛ- R = 2,4±0,019 нм.

Дослідження поверхні зразків сплаву Wiron 99 за допомогою методики АСМ після їх електрохімічного травлення показало, що при виготовленні зразків методом ЦЛПП, формувалися однорідні зерна діаметром від 30 до 60 нм, при цьому були наявні великі включення висотою до 10 нм. Зерна для зразків, виготовлених ВЛ, більші та неоднорідніші, їх діаметр лежав у межах від 40 до 100 нм. У випадку ЦЛВЧС спостерігали однорідні щільновпаковані зерна діаметром близько 20 нм. Дані АСМ для сплаву Wirocer plus: при виготовленні зразків ЦЛПП одержували гладку поверхню, але з розтравленими подряпинами від полірування. При ВЛ – поверхня складалася з дрібних зерен (діаметром до 50 нм), що зібрались у ланцюжки з глибокими (до 10 нм) каналами між ними, при цьому реєструвалося кілька десятків (на площині 2х2 мкм) утворень розміром (50 – 200) нм та висотою від 20 до 100 нм відповідно. Така неоднорідна поверхня, ймовірно, спричинена неоднорідним фазовим складом зразка. При ЦЛВЧС – формувалася однорідна поверхня зі щільновпакованих зерен діаметром близько 40 нм на фоні подряпин від поліровки.

Аналіз показників шорсткості зразків нікель-хромових сплавів металів довів, що як і у випадку кобальто-хромових сплавів, найнижчими були показники шорсткості для зразків, отриманих методом ЦЛВЧС (для Wiron 99, R = 0,7±0,014 нм). Шорсткість зразків, отриманих методом ЦЛПП становила R = 0,9±0,014 нм.  Найвищі показники шорсткості мали зразки сплавів металів, отримані за допомо­гою ВЛ  – R = 3,7±0,013 нм.

При порівнянні стану поверхні, підданої електрохімічному руйнуванню кобальто-хромових і нікель-хромових сплавів металів, нами встанов­лено, що найстійкішими виявлялися зразки, виготовлені методом ЦЛВЧС, відповідно, найменше стійкі, виготовлені методом ВЛ. Такі результати можна пояснити отриманням щільнішої мікроструктури та кристалічної будови решітки сплаву металу в конструкції зубного протеза, виготовленого методом ЦЛВЧС.

Для характеристики кальцій-фосфорного обміну нами вибрані наступні показники: концентрація кальцію, неорганічних фосфатів та активність лужної фосфатази у ротовій рідині.

Як засвідчили отримані нами результати, концентрація кальцію в ротовій рідині пацієнтів усіх груп до лікування  була вірогідно нижчою (р<0,05), ніж у контрольній групі (1,82±0,011) ммоль/л. Після проведеного протезування (через 12 міс) найбільш вираженою була тенденція до нормалізації в пацієнтів, які протезовані литими конструкціями, виготовленими методом ЦЛВЧС – у пацієнтів 2А групи (1,77±0,014) ммоль/л, 2В групи (1,84±0,014) ммоль/л. Найнижчим було зростання  концентрації кальцію в ротовій рідині пацієнтів, протезованих литими конструкціями, виготовленими методом ВЛ.

Вміст фосфату неорганічного в ротовій рідині пацієнтів усіх груп до лікування був значно (р<0,05) нижчим від показників контрольної групи. Після проведеного лікування пацієнти, які були протезовані незнімними СЗП через 3, 6, та 12 міс  концентрація фосфату поступово зростала, однак залишалася суттєво нижчою від контрольних значень. Більш виражені зміни концентрації фосфату були в пацієнтів, протезованих БП. Через 12 міс спостерігалося істотне зростання рівня фосфатів у пацієнтів 2В групи, порівняно з іншими групами.

Дослідження активності ЛФ в ротовій рідині вказували на зниження (р<0,05) цього показника на початку лікування в пацієнтів усіх груп в порівнянні з показниками контрольної групи. У пацієнтів, яким виготовлялися незнімні СЗП, рівень активності ЛФ протягом 12 міс спостереження після проведеного протезування змінювався незначною мірою. У пацієнтів, яким виготовляли знімні БП, найбільш істотне зростання рівня активності ЛФ спостерігалось у пацієнтів 2В групи, досягаючи (271,75±1,16) нмоль/ с·л. Такі дані вказують на активацію ферменту за умов протезування конструкціями, виготовленими методом ЦЛВЧС.

Проведені нами дослідження рівня молочної кислоти показали, що у всіх пацієнтів цей показник до лікування був достовірно більшим (р<0,05) показників пацієнтів контрольної групи (0,36±0,008) ммоль/л. Після проведеного лікування найбільш істотні зміни були в пацієнтів 2А і 2В груп, де цей показник через 12 міс становив у 2А групі (0,36±0,003) ммоль/л, у 2В – (0,35±0,004) ммоль/л.

Важливо зіставити показники кальцій-фосфорного обміну і стан про- та антиоксидантних систем ротової рідини, оскільки за даними літератури відомо, що хронічна антиоксидантна недостатність сприяє резорбції та структурній перебудові кісткової тканини.

Стан антиоксидантної системи оцінювали за рівнем ОМБ. Рівень продуктів ОМБ ротової рідини в пацієнтів усіх досліджуваних груп на початку лікування значно (р<0,05) перевищував показники контрольної групи, що вказує на істотні зміни структури білків змішаної слини. Вивчення рівня ОМБ після проведеного лікування в пацієнтів 1А та 1В групп дозволило встановити зниження їх вмісту протягом усього періоду спостережень. Рівень ОМБ у пацієнтів 2-ї (2А, 2В) групи  був нижчим, ніж в інших досліджуваних групах. У пацієнтів 3-ї (3А, 3В) групи ступінь ушкодження білків був високим протягом всього періоду спостереження.

Ефективність антиоксидантного захисту оцінювали за активністю каталази ротової рідини. Каталазна активність до початку лікування в пацієнтів усіх груп була вищою (р<0,05) порівняно з показниками контрольної групи, що свідчило про напруженість системи антиоксидантного захисту. У пацієнтів 1-ї (1А,1В) групи цей показник до завершення лікування має тенденцію до зниження. У 2-й (2А, 2В) групі активність каталази мала тенденцію до норми, у 3-й (3А, 3В) – досліджуваний показник знижувався і через рік спостереження був меншим за контрольний, що вказує на виснаження систем антиоксидантного захисту.

Біохімічний аналіз ротової рідини дозволяє судити про рівень порушень в органах і тканинах ротової порожнини і може бути використаний для прогнозу перебігу захворювань та адекватно підібраних індивідуальних способів протезування.

Таким чином, на основі проведених експериментальних та клінічних досліджень, нами розроблено і запропоновано конструкцію БП із жорсткими металевими базисами, виготовленого методом ЦЛВЧС, перевагами якої є усунення впливу базисної пластмаси на слизову оболонку ротової порожнини, відсутність парникового ефекту під сідловидними частинами, швидша адаптація пацієнта до протезу. Також даний протез має переваги в гігієнічному плані, є можливісь індивідуалізації оклюзійних поверхонь та використовується жорсткий тип з'єднання.

Було проведене порівняння характеру мікрофлори слизової оболонки протезного ложа пацієнтів із БП з пластмасовим базисом та  пацієнтів із БП запропонованої нами конструкції з жорсткими металевими базисами.

До протезування на поверхні слизової оболонки протезного ложа домінувала автохтонна для даної ділянки слизової оболонки мікрофлора – мікрококи, негемолітичні лецитиназонегативні стафілококи, a-, g- стрептококи, лактобактерії, поодиноко – ентеробактерії (58,34% – у групи пацієнтів яким планувалося виготовляти  БП із пластмасовими базисами, 50,00% – у групи пацієнтів яким планувалося виготовляти БП із жорсткими металевими базисами); погранична кокова мікрофлора виявлялася в (8,33% – у групи пацієнтів яким планувалося виготовляти  БП із пластмасовими базисами; 25,00% – у групи пацієнтів яким планувалося виготовляти БП із жорсткими металевими базисами). У решти пацієнтів відмічали незначний компенсований дисбактеріоз із перевагою кокової ( по 8,33% – у двох групах пацієнтів) чи ентеробактеріальної (25,00% – у групи пацієнтів, яким планувалося виготовляти  БП із пластмасовим базисами; 16,67% – у групи пацієнтів, яким планувалося виготовляти БП із жорсткими металевими базисами) умовно-патогенної мікрофлори. Такий стан мікробіоценозу слизової оболонки ротової порожнини є типовий і характерний для людей зі значною втратою зубів, які потребують зубного протезування знімними конструкціями зубних протезів.

 Після протезування, у процесі користування знімними зубними протезами, характер мікрофлори ротової порожнини значною мірою залежав від виду базису зубного протезу. Так, у пацієнтів, які користувались БП із пластмасовими базисами, уже частково, починаючи від третього міс і в наступні терміни обстеження мікроекологія ротової порожнини погіршувалась, зокрема з'являлись і прогресуюче наростали ознаки декомпенсованих форм дисбактеріозу (Р < 0,05) – значне домінування на поверхні протезного ложа патогенних штамів стафілококів і стрептококів чи ентеробактерій із грибами роду Candida (ІІІ ступінь дисбактеріозу), в окремих випадках – тотальна колонізація кандідаміцетами.