Способ повышения микротвердости эмали зубов


 


Владельцы патента RU 2478364:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена" (RU)

Изобретение относится к медицине, а именно к терапевтической стоматологии. Для осуществления способа повышения микротвердости эмали проводят предварительную подготовку поверхности зубов путем нанесения на них 3%-ного раствора пероксида водорода и высушивания струей воздуха, после чего на поверхность зубов наносят состав, содержащий 0,5-2,5%-ный по массе раствор тетра-н-бутоксида титана (IV) в одноатомных спиртах, осуществляют повторную сушку и экспонируют поверхность зубов УФ светом с длиной волны от 240 до 300 нм мощностью 4 Вт в течение 1-3 мин, причем при экспонировании проводят равномерное распределение светового потока по поверхности зубов. При использовании способа достигается повышение микротвердости эмали зуба за счет нанесения защитного покрытия оксида титана. Предлагаемый способ отличается простотой выполнения операций, гарантирует эффективность и безопасность выполнения процедуры формирования защитного покрытия, позволяет решить задачи отбеливания и придания блеска эмали зубов, обеспечивает антибактериальное действие. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к терапевтической стоматологии, и может быть использовано для повышения микротвердости эмали зуба за счет нанесения защитного покрытия. Для чего перед воздействием ультрафиолетового (УФ) излучения слизистую десны изолируют коффердамом, затем на поверхность зубов наносят 3%-ный раствор пероксида водорода и высушивают струей воздуха, после чего на поверхность зубов наносят состав, содержащий одноатомный спирт и тетра-н-бутоксид титана (IV), осуществляют повторную сушку и экспонируют поверхность зубов УФ светом с длиной волны от 240 до 300 нм мощностью 4 Вт в течение 1-3 мин, причем при экспонировании проводят равномерное распределение светового потока по поверхности зубов. Данный способ гарантирует эффективность и безопасность выполнения процедуры формирования защитного покрытия, позволяет решить задачи отбеливания и придания блеска эмали зубов, обеспечивает антибактериальное действие, отличается простотой выполнения операций.

Известен способ повышения микротвердости эмали, включающий применение средств местного действия, таких как лаки, пленки, гели, кремы и растворы на основе кальций- и/или фторсодержащих соединений (напр., Максимовская Л.Н., Рощина П.И. Лекарственные средства в стоматологии: Справочник. - М.: Медицина, 2000; RU №2115405, 2179454, 2238078; US №5037639, 5460803, 5437857). Данная категория средств направлена на профилактическое укрепление эмали за счет ее реминерализации. Средства наносятся либо плотно фиксируются на поверхности зубов и десен и удерживаются в течение нескольких часов, что обеспечивает одновременное поступление строго контролируемых количеств кальций- и фторидионов в пораженный участок эмали. Недостатком данной группы средств является необходимость ежедневного курсового лечения продолжительностью в несколько месяцев, что в сочетании с длительностью ежедневной процедуры (часы) вызывает ряд функциональных неудобств у пациентов. Реминерализация при этом достигается только в тонких поверхностных слоях эмали. Кроме того, анализ применяемых составов показал их небезопасность для здоровья человека, т.к. используются неорганические водорастворимые фториды типа фторидов олова, меди, никеля, палладия, бария и антимикробные средства - фенол и его производные. (RU №2179454, 2238078).

Другой способ повышения твердости и кариесрезистентности эмали зубов основан на воздействии на поверхность зубов лазерного излучения.

Известны методики непрерывного облучения эмали CO2-лазером (Stern R.H., Vahl J., Sognnaes R.F. // J. Dent. Res. 1972, 51,455-460; Beeking P.-O., Herrmann C., Zuhrt R. // Dtsch. Stomatol. 1990, 40, 490-492) и импульсного облучения Nd:YAG-лазером (RU №2127137, 2275217; US №7354448). В этих способах микротвердость повышается за счет структурных кристаллографических эффектов и фазовых изменений в поверхностном слое эмали, которое, при непрерывном лазерном облучении, достигает глубины в 50 мкм. Преимущество импульсных лазеров перед непрерывными заключается в значительно более низких уровнях накопленной энергии. При этом импульсный лазер создает на поверхности зуба увеличение температуры более 1000°С, достаточное для сращивания и оплавления кристаллов эмали. Зона поверхностного оплавления составляет обычно около 5 мкм. Технология лазерной обработки непродолжительна во времени (как правило, не превышает 3-5 мин) и не требует многократного посещения врача. Недостатками непрерывного лазерного воздействия являются нежелательные побочные эффекты - перегрев пульпы, частичное разрыхление тканей, появление микротрещин эмали, усиливающиеся при увеличении мощности лазера, а также необходимость дополнительного подбора и введения хромофора, который определяет глубину проникновения лазерного пучка. Результатом воздействия высоких температур при импульсном лазерном облучении является карбонизация ткани (образование углерода) и, как следствие, потемнение эмали. Воздействие высокого давления Nd:YAG-лазерного света и ударной волны вызывают дополнительные механические напряжения в структуре зуба, ведут к образованию микротрещин и возможному разрушению зуба.

Известен также способ, основанный на искусственном выращивании защитного слоя на поверхности эмали зуба, так называемой «синтетической эмали» (Oliveira М., Mansur Н. // Mat. Res. 2007, 10, 115-118; Yamagishi K, Onuma K, et al. // Nature. 2005, 433, 819-819). Для успешного вживления в поверхность зуба необходимо, чтобы материал «синтетической эмали» обладал характерной структурой зубной эмали и, как следствие, свойствами, максимально приближенными к натуральной зубной эмали (механической прочностью, устойчивостью к воздействию химических агентов в полости рта). Как правило, синтезы включают стадию кристаллизации фторгидроксиапатита кальция из пасты, в состав композиции которой входят кальций-, фосфат-, фторидионы. Способ отличается высокой стоимостью, трудоемкостью и длительностью, как в плане подготовки исходной композиции, так в последующем выращивании кристаллов фторгидроксиапатита непосредственно на эмали зуба.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ (US №6951463), основанный на использовании композиции, содержащей порошок фотокаталитического диоксида титана с размером частиц от 0,001 до 0,5 мкм или продукт гидролитического разложения титансодержащих прекурсоров (тетраэтоксид титана, тетрабутоксид титана, тетра-н-пропоксид титана, тетраметоксид титана) и кремнийсодержащее связующее (тетраэтоксисилан) в водно-этанольной среде при различных соотношениях компонентов. Приготовленную композицию в виде пасты растворяют в этаноле, затем последовательно добавляют глицерин и полиоксиэтиленгликоль с молекулярными массами 400 и 4000. Полученную пасту наносят на пораженный участок зуба и экспонируют видимым светом, после чего избыток пасты полностью удаляется промыванием водой и высушивается. Использование данной композиции обеспечивает антибактериальный эффект, предотвращающий возникновение и развитие кариеса.

Недостатком данного способа является многостадийность приготовления рабочей композиции, необходимость использования кремнийсодержащих связующих. Кроме того, предлагаемый авторами фотокаталитический диоксид титана не является чувствительным к свету видимого диапазона спектра.

Целью заявляемого способа является повышение прочности эмали зуба за счет формирования покрытия диоксида титана, адгезионно активного по отношению к основному компоненту эмали - гидроксиапатиту кальция.

Поставленная цель достигается путем фотостимулированного гидролиза 0,5-2,5%-ных по массе растворов тетра-н-бутоксида титана в спиртовой среде.

Суть изобретения состоит в том, что фотостимулированный гидролиз тетра-н-бутоксида титана приводит к формированию оксида титана(IV). Гидролиз сопровождается фотосшивкой оксида титана(IV) с гидроксиапатитом эмали зуба с образованием прочных связей -Ca-O-Ti≡, что обеспечивает адгезионную прочность покрытия и предотвращает его отслоение. Обязательным условием образования оксида титана (IV) и сшивки его с поверхностью эмали является применение УФ света с длиной волны в диапазоне от 240 до 300 нм (Рослов И.И., Горбунова В.В., Бойцова Т.Б. Фотохимический метод осаждения серебра на модифицированную полибутоксититаном поверхность кварца. // Журнал общей химии. 2009. Т.79. Вып.4. С.547-552; Рослов И.И., Горбунова В.В., Бойцова Т.Б. Фотохимический метод осаждения частиц меди на модифицированную полибутоксититаном поверхность кварца. // Журнал общей химии. 2009. Т.79. Вып.12. С.1958-1964; Boitsova Т., Roslov I., Bartak D. Precipitation of gold nanoparticles on the quartz surface modified by titanium(IV) butoxide // Journal of Nanoparticle Research. 2010. V.12. N 4. P.1479-1488).

Достоинством предлагаемого способа является повышение микротвердости эмали зубов. Дополнительные преимущества способа заключаются в:

- безопасности выполнения процедуры формирования защитного покрытия оксида титана (IV) за счет выбора оптимальных параметров УФ экспонирования исходного соединения титана (IV) (интенсивность и энергия возбуждающего света, геометрия светового потока). Выбор оптимальных параметров позволяет исключить тепловую нагрузку, действующую на поверхность и внутренние ткани зуба, обеспечить равномерное формирование покрытия. Толщина покрытия по данным сканирующей микроскопии составляет 70-100 нм. Покрытие имеет слабовыраженный рельеф - диапазон изменения профиля по данным атомно-силовой микроскопии не превышает 50 нм; устойчиво к действию «пищевых» кислот (рН=1,5); устойчиво к истиранию; повышает микротвердость эмали зуба на 5-30% по сравнению с исходным образцом (оценка по методу Виккерса);

- отбеливании и придании блеска эмали зубов (коэффициент отражения до 0.95-1.00 в диапазоне 400-590 нм);

- антибактериальном действии, создаваемом собственной антимикробной способностью диоксида титана;

- простоте выполнения операций. Приготовление рабочей композиции не требует подготовительных стадий синтеза, основано на использовании продажных химических реактивов и может быть реализовано непосредственно в стоматологических кабинетах в присутствии пациента.

Для получения однородного, сплошного покрытия с хорошей адгезией к гидроксилапатиту эмали зуба концентрация тетра-н-бутоксида титана должна быть не менее 0,5% по массе. При содержании тетра-н-бутоксида титана более 2,5% по массе не удается получить оптически прозрачные в видимом диапазоне спектра пленки вследствие их значительной толщины и способности к растрескиванию.

Ниже приведены примеры конкретной реализации способа.

Пример 1

Предварительная подготовка зуба заключается в его обработке 3%-ным (здесь и далее по массе) раствором пероксида водорода, промывке водой и высушивании струей воздуха. На подготовленный участок поверхности зуба наносят состав, содержащий 0,5%-ный раствор тетра-н-бутоксида титана в пропаноле-1, осуществляют повторную сушку и экспонируют поверхность зубов УФ светом с длиной волны 254 нм мощностью 4 Вт в течение 3 мин. Экспонирование проводят при равномерном распределении светового потока по поверхности зуба.

Результаты рентгеноспектрального микроанализа образцов, масс.%, найдено: Ti - 36,78; О - 37,17; С - 26,05; вычислено TiO2 - 61%.

Результаты атомно-силовой микроскопии: диапазон изменения профиля покрытия на участке 1000×1000 нм2 - 50-100 нм.

Сравнительную оценку микротвердости обработанного и необработанного участков зуба производили по методу Виккерса при величине нагрузки на пирамиду в 200 г в течение 15 с. После чего зубы подвергалась чистке электрической зубной щеткой в течение 10 минут и тестировались повторно на микротвердость. Для получения достоверных данных выполнялось по десять измерений на каждом образце (Табл.).

Пример 2

На предварительно подготовленную поверхность зуба аналогично примеру 1 наносят состав, содержащий 1%-ный раствор тетра-н-бутоксида титана в пропаноле-2, осуществляют повторную сушку и экспонируют поверхность зубов УФ светом с длиной волны 254 нм мощностью 4 Вт в течение 2 мин.

Результаты рентгеноспектрального микроанализа образцов, масс.%, найдено: Ti - 57,14; О - 38,14; С - 4,72; вычислено TiO2 - 95%.

Результаты атомно-силовой микроскопии: диапазон изменения профиля покрытия на участке 1000×1000 нм2 - 30-50 нм.

Коэффициент отражения: 0.95-1.00 в диапазоне 400-590 нм

Оценка микротвердости зуба аналогична примеру 1.

Пример 3

Все операции аналогичны примеру 2, но в качестве раствора наносят состав, содержащий 2%-ный раствор тетра-н-бутоксида титана в пропаноле-2.

Результаты рентгеноспектрального микроанализа образцов, масс.%, найдено: Ti - 50,26; О - 37,96; С - 11,78; вычислено: TiO2 - 83%.

Результаты атомно-силовой микроскопии: диапазон изменения профиля покрытия на участке 1000×1000 нм2 - 20-100 нм.

Пример 4

Все операции аналогичны примеру 2, но в качестве раствора наносят состав, содержащий 2,5%-ный раствор тетра-н-бутоксида титана в пропаноле-2.

Результаты рентгеноспектрального микроанализа образцов, масс.%, найдено: Ti - 38,05; О - 25,47; С - 36,48; вычислено: TiO2 - 63%.

Результаты атомно-силовой микроскопии: диапазон изменения профиля покрытия на участке 1000×1000 нм2 - 50-100 нм.

Пример 5

На предварительно подготовленную поверхность зуба аналогично примеру 1 наносят состав, содержащий 2%-ный раствор тетра-н-бутоксид титана в абсолютном этаноле, осуществляют повторную сушку и экспонируют поверхность зубов УФ светом с длиной волны 254 нм мощностью 4 Вт в течение 2 мин.

Результаты рентгеноспектрального микроанализа образцов, масс.%, найдено: Ti - 48,75; О - 37,45; С - 13,80; вычислено TiO2 - 81%.

Результаты атомно-силовой микроскопии: диапазон изменения профиля покрытия на участке 1000×1000 нм2 - 50-100 нм.

Оценка микротвердости зуба аналогична примеру 1.

Результаты оценки микротвердости участков зуба
Пример № Без покрытия С покрытием Степень изменения, % После чистки Степень изменения, %
1 430,7 435,7 +1,2 452,7 +5,1
2 342,0 440,2 +23,0 420,2 +28,0
3 397,5 439,1 +10,5 486,5 +22,4
4 391,7 423,3 +8,1 441,3 +12,7
5 435,0 477,7 +9.8 492.3 +13,2

Способ повышения микротвердости эмали зубов, включающий приготовление рабочей композиции на основе тетра-н-бутоксида титана, нанесение рабочей композиции на предварительно подготовленную поверхность зуба с последующим высушиванием потоком воздуха, экспонирование покрытия УФ светом, отличающийся тем, что предварительная подготовка поверхности зуба заключается в обработке зубов 3%-ным по массе раствором пероксида водорода, промывке водой и высушивании струей воздуха, в качестве рабочей композиции используют 0,5-2,5%-ный по массе раствор тетра-н-бутоксида титана в одноатомных спиртах, фотостимулированный гидролиз осуществляют при экспонировании УФ светом с длиной волны от 240 до 300 нм мощностью 4 Вт в течение 1-3 мин, причем при экспонировании проводят равномерное распределение светового потока по поверхности зубов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе золота, которые предназначены для изготовления литых стоматологических конструкций, а именно каркасов металлокерамических зубных протезов под покрытие преимущественно высокотемпературной керамикой, а также без покрытия.
Изобретение относится к фармакологии в кардиологии, в частности к сбору для лечения подростков со стабильной артериальной гипертензией. .
Изобретение относится к фармакологии в кардиологии, в частности к сбору для лечения подростков со стабильной артериальной гипертензией. .
Изобретение относится к фармакологии в кардиологии, в частности к сбору для лечения подростков со стабильной артериальной гипертензией. .
Изобретение относится к фармакологии в кардиологии, в частности к сбору для лечения подростков со стабильной артериальной гипертензией. .
Изобретение относится к медицине, а именно к дерматовенерологии, и может быть использовано для лечения атопического дерматита с иммунодефицитом по В-типу. .

Изобретение относится к области гигиены и санитарии. .

Изобретение относится к контрастному веществу для магнитно-резонансной томографии (МРТ), основанному на химическом обменном переносчике насыщения (CEST). .

Изобретение относится к биофармацевтической промышленности, а именно к биопрепарату актопротекторного, адаптогенного действия. .

Изобретение относится к области дерматологии и косметологии и представляет собой топическую композицию для лечения и/или профилактики целлюлита, где указанная композиция содержит (i) терапевтически эффективное количество каждого из экстракта Furcellaria lumbricalis и экстракта Fucus vesiculosus, (ii) терапевтически эффективное количество одного или нескольких активных веществ для ухода за кожей, выбранных из группы, состоящей из глауцина, ретинола, конъюгированной линолевой кислоты и кофеина; и (iii) дерматологически приемлемый носитель

Изобретение относится к области дерматологии и косметологии и представляет собой топическую композицию для лечения и/или профилактики целлюлита, где указанная композиция содержит (i) терапевтически эффективное количество каждого из экстракта Furcellaria lumbricalis и экстракта Fucus vesiculosus, (ii) терапевтически эффективное количество одного или нескольких активных веществ для ухода за кожей, выбранных из группы, состоящей из глауцина, ретинола, конъюгированной линолевой кислоты и кофеина; и (iii) дерматологически приемлемый носитель

Изобретение относится к области дерматологии и косметологии и представляет собой топическую композицию для лечения и/или профилактики целлюлита, где указанная композиция содержит (i) терапевтически эффективное количество каждого из экстракта Furcellaria lumbricalis и экстракта Fucus vesiculosus, (ii) терапевтически эффективное количество одного или нескольких активных веществ для ухода за кожей, выбранных из группы, состоящей из глауцина, ретинола, конъюгированной линолевой кислоты и кофеина; и (iii) дерматологически приемлемый носитель
Изобретение относится к медицине, а именно к композициям ингредиентов, имеющим лечебное назначение путем наружного применения на теле человека
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к композиции для лечения сексуальных дисфункций у женщин
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к композиции для лечения сексуальных дисфункций у женщин

Изобретение относится к медицине и предназначено для профилактики гепатобилиарных дисфункций у детей, проживающих в условиях загрязнения атмосферного воздуха фенолом, формальдегидом, метанолом
Наверх