Уральские ученые предложили использовать композит на основе скорлупы куриных яиц в стоматологии. По их мнению, яичная скорлупа схожа по свойствам с эмалью зубов, поэтому ее можно использовать в качестве материала для определения прочности скрепления полимерной пломбы и зуба. Описание материала и результаты опытов представлены в статье в Journal of Composites Science. Работу поддержали РФФИ с правительством Свердловской области (грант №20-48-660017) и РНФ (грант №23-29-00253).
«Большинство современных пломбных материалов разработано на основе полимера полиметилметакрилата. К ресторативным материалам, из которых изготавливают пломбы исоставляющие зубных имплантов, в стоматологии предъявляются жесткие требования. Во-первых, это высокая биосовместимость с организмом человека. Во-вторых, прочность изготовленных из них пломб и имплантов не должна быть выше прочности самого зуба, иначе здоровые зубы будут разрушаться при контакте с пломбой или имплантом. Третье требование — невысокая стоимость реставрационных материалов, что сделает их более доступными для широкого круга пациентов», — поясняет соавтор разработки, профессор кафедры физики конденсированного состояния наноразмерных систем УрФУ Петр Панфилов.
Ученые УрФУ с коллегами из Уральского государственного горного и Уральского государственного медицинского университетов установили, что скорлупа куриных яиц (карбонат кальция биологического происхождения) может служить заменой эмали, так как соответствует критериям, по которым оценивается реставрационный стоматологический материал.
«У скорлупы куриных яиц есть два больших преимущества перед другими биоминералами: ее толщина практически постоянна на всех участках яйца и у нее имеются две природные боковые поверхности, близкие по морфологии поверхности эмали зубов. Благодаря этому можно провести механические испытания по схеме трехточечного изгиба — позволяющие оценить когезионную прочность соединения двух разных материалов. Кроме того, вогнутая поверхность яичной скорлупы позволяет достоверно оценить способность полимерного покрытия держаться на эмали», — рассказал Петр Панфилов.
Учитывая доступность и низкую стоимость яичной скорлупы, новая методика может быть использована при подготовке врачей-стоматологов, когда руководитель практического занятия оценивает работу практиканта по установке пломбы, как визуально, так и по результатам механических испытаний, полагают исследователи.
«Использование образцов из скорлупы куриных яиц дает возможность ускорить предварительный отбор рецептур пломбных материалов, чтобы дорогостоящие испытания на композитах “эмаль — пломба” проводить только на наиболее перспективных материалах с требуемыми функциональными свойствами и максимальной когезионной прочностью. И такие составы использовать в дальнейшем при проведении доклинических и клинических экспериментов», — добавляет Петр Панфилов.
В планах исследовательского коллектива — разработать методические указания по нанесению пломбного материала и обучению врачей-стоматологов.
Справка
- Пломба должна легко и быстро наноситься на санируемый участок больного зуба и прочно держаться на нем, несмотря на немалые механические нагрузки, возникающие при пережевывании пищи. Чтобы оценить когезионную прочность соединения пломбы с зубом, требуется большое количество экспериментального материала, близкого по физико-механическим свойствам к твердым тканям зубов человека (дентину и эмали).
- Эмаль зубов — самая твердая ткань организма человека. Она покрывает выступающую над десной часть зуба — коронку, предохраняя твердую основу зуба (дентин) от повреждений. По химическому составу эмаль представляет собой апатит кальция биологического происхождения — сложное химическое соединение фосфора, кальция и кислорода с некоторым количеством фтора и хлора. Поэтому замену натуральной эмали ученые ищут среди биоминералов со схожим химическим составом и прочностными свойствами.
- Однако недостаточно найти такой материал — необходимо провести лабораторные исследования, что сопряжено с высокими затратами на поиск и подбор экспериментального биоматериала (зубов человека), включая получение разрешения Этического комитета; на приготовление образцов из эмали зубов и нанесение на них пломбного материала; на проведение механических испытаний малогабаритных образцов и их металлографическую аттестацию.
УрФУ — один из ведущих вузов России, расположен в Екатеринбурге. Участник проекта по созданию кампусов мирового уровня — части национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России. Университет — участник государственной программы поддержки российских вузов «Приоритет-2030», выступает инициатором создания и выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы».
УрФУ оперативный — в телеграм
