Исследование поверхности образцов конструкционных материалов для изготовления окклюзионных шин с помощью CAD/CAM технологий

В данной статье приведены результаты изучения физико-механических свойств пяти конструкционных материалов для изготовления стоматологических окклюзионных шин с помощью технологий субтрактивного и аддитивного производства. Испытания проводили в соответ­ствии с ГОСТ, предъявляемыми к полимерам для изготовления зубных протезов. Оценивали шероховатость образцов, твердость и модуль упругости, коэффициенты линейного износа, трения, прочность и деформацию при изгибе. Результаты измерения шероховатости поверхности образцов свидетельствуют о том, что данный показатель имеет высокую шероховатость у всех образцов, распределенную неравномерно. Поверхность образцов материалов, полученных методом 3D-печати, имеет регулярную структуру с периодом 50 мкм.
Значения модулей упругости на изгиб коррелируют с модулями упругости, полученными в результате измерений методом инструментального индентирования, что соответствует модулю упругости на сжатие.
Проведенные исследования по изучению физико-механических свойств конструкционных стоматологических материалов, используемых в технологии компьютерного производства, позволили рекомендовать к дальнейшему клиническому исследованию, с целью лечения пациентов с бруксизмом окклюзионными каппами длительного ношения, один материал для 3D-печати и один —для фрезерования. Целесообразно продолжить изучение изменения свойств материалов в зависимости от постпечатной обработки.

This article presents the results of studying the physical and mechanical properties of five structural materials for the manufacture of dental occlusion splints using subtractive and additive manufacturing technologies. The tests were carried out in accordance with GOST requirements for polymers for the manufacture of dentures. The roughness of the samples, hardness and modulus of elasticity, linear wear coefficients, friction, strength and bending deformation were evaluated. The results of measuring the roughness of the surface of the samples indicate that this indicator has a high roughness in all samples, not evenly distributed. The surface of the samples of materials obtained by 3D printing has a regular structure with a period of 50 microns.
The values of the elastic modulus for bending correlate with the elastic modulus obtained as a result of measurements by the method of instrumental indentation, which corresponds to the elastic modulus for compression.
The conducted research on the study of the physico-mechanical properties of structural dental materials used in computer manufacturing technology allowed us to recommend one material for 3D printing and one for milling for further clinical research in order to treat patients with bruxism with occlusal mouthguards for long-term wear. It is advisable to continue studying changes in the properties of materials depending on post-printing processing.

окклюзионные шины, CAD/CAM, 3D-печать, прочность на изгиб, полимеры.

occlusal tires, CAD/CAM, 3D printing, bending strength, polymers.

1. Апресян С.В. Цифровое планирование ортопедического стоматологического лечения // Российский стоматологический журнал. - 2019. - № 23 (3-4). - С. 158-164.
2. Апресян С.В., Степанов А.Г., Варданян Б.А. Цифровой протокол комплексного планирования стоматологического лечения. Анализ клинического случая // Стоматология. - 2021. - № 100 (3). - С. 65-71. https://doi.org/10.17116/stomat202110003165.
3. Апресян С.В., Степанов А.Г., Антоник М.М., Дегтярёв Н.Е., Кравецкий П.Л., Лихненко М.Н., Малазония Т.Т., Саркисян Б.А. Комплексное цифровое планирование стоматологического лечения (практическое руководство) / под общей редакцией С.В.Апресяна. - М.: Мозартика, 2020. - 400 с. ISBN: 978-5-6044704-0-4.
4. ГОСТ 31572-2012 (ISO 1567:1999 Материалы полимерные для базисов зубных протезов. Технические требования. Методы испытаний.
5. ГОСТ Р 8.748-2011 (ИСО 14577-1:2002) ГСИ. Металлы и сплавы. Измерение твердости и других характеристик материалов при инструментальном индентировании. Часть 1. Метод испытаний.
6. Левченко И.М., Степанов А.Г., Киракосян Л.Г. Изучение физико-механических свойств полимерных материалов, используемых в аддитивной технологии изготовления зубных протезов методом 3D-печати // Российская стоматология. - 2020. - № 2. - С. 66-68.
7. Apresyan S.V., Stepanov A.G. Th e digital protocol development and eff ectiveness evaluat ion for complex dental treatment // The New Armenian Medical Journal. -2021. - Vol. 15. - № 1. - P. 34-43.
8. ASTM G133 - 05 (Reapproved 2016) Standard Test Method for Linearly Reciprocating Ball-on-Flat Sliding Wear. 9. Gribov, Denis; Antonik, Mikhail; Butkov, Denis; Stepanov, Alexandr; Antonik, Pavel; Kharakh, Yaser; Pivovarov, Anton; Arutyunov, Sergey. 2021. “Personalized Biomechanical Analysis of the Mandible Teeth Behavior in the Treatment of Masticatory Muscles Parafunction” J. Funct. Biomater. 12, no. 2: 23.
https://doi.org/10.3390/jfb 12020023
10. http://nanoscan.info/ [Electronic resource].
11. Hukins D.W.L., Mahomed A., Kukureka S.N. Accelerated aging for testing polymeric biomaterials and medical devices // Med. Eng. Phys. - 2008. - Vol. 30. - № 10. - P. 1270-1274.
12. Oliveira I.S.S. et al. Eff ect of occlusal splint and therapeutic exercises on postural balance of patients with signs and symptoms of temporomandibular disorder // Clin. Exp. Dent. Res. - 2019. - V. 5. - № 2. - P. 109-115.
13. Re J.-P. et al. Occlusal splint: State on the art // Rev. Stomatol. Chir. MAXILLO-FACIALE Chir. ORALE. 685 ROUTE 202- 206, BRIDGEWATER, NJ 08807 USA: ELSEVIER. - 2009. - V. 110. - № 3. - P. 145-149.

REFERENCES:
1. Apresyan S.V. Digital planning of orthopedic dental treatment // Russian Dental Journal. - 2019. - № 23 (3-4). - Pp. 158-164.
2. Apresyan S.V., Stepanov A.G., Vardanyan B.A. Digital protocol of complex planning of dental treatment. Clinical case analysis // Dentistry. - 2021. - № 100 (3). - Pp. 65-71. ttps://doi.org/10.17116/stomat202110003165 .
3. Apresyan S.V., Stepanov A.G., Antonik M.M., Degtyarev N.E., Kravetsky P.L., Likhnenko M.N., Malazonia T.T., Sarkisyan B.A. Integrated digital planning of dental treatment (practical guide) / under the general editorship of S.V.Apresyan. - M.: Mozartika, 2020. - 400 p. ISBN: 978-5-6044704-0-4.
4. GOST 31572-2012 (ISO 1567:1999 Polymer materials for the bases of dentures. Technical requirements. Test methods.
5. GOST R 8.748-2011 (ISO 14577-1:2002) GSI. Metals and alloys. Measurement of hardness and other characteristics of materials during instrumental indentation.Part 1. Test method.
6. Levchenko I.M., Stepanov A.G., Kirakosyan L.G. Study of physical and mechanical properties of polymer materials used in additive manufacturing technology of dentures by 3D printing // Russian dentistry. - 2020. - No. 2. - pp. 66-68.
7. Apresyan S.V., Stepanov A.G. Th e digital protocol development and eff ectiveness evaluat ion for complex dental treatment // The New Armenian Medical Journal. -2021. - Vol. 15. - № 1. - P. 34-43.
8. ASTM G133 - 05 (Reapproved 2016) Standard Test Method for Linearly Reciprocating Ball-on-Flat Sliding Wear. 9. Gribov, Denis; Antonik, Mikhail; Butkov, Denis; Stepanov, Alexandr; Antonik, Pavel; Kharakh, Yaser; Pivovarov, Anton; Arutyunov, Sergey. 2021. “Personalized Biomechanical Analysis of the Mandible Teeth Behavior in the Treatment of Masticatory Muscles Parafunction” J. Funct. Biomater. 12, no. 2: 23. https://doi.org/10.3390/jfb 12020023
10. http://nanoscan.info/ [Electronic resource].
11. Hukins D.W.L., Mahomed A., Kukureka S.N. Accelerated aging for testing polymeric biomaterials and medical devices // Med. Eng. Phys. - 2008. - Vol. 30. - № 10. - P. 1270-1274.
12. Oliveira I.S.S. et al. Eff ect of occlusal splint and therapeutic exercises on postural balance of patients with signs and symptoms of temporomandibular disorder // Clin. Exp. Dent. Res. - 2019. - V. 5. - № 2. - P. 109-115.
13. Re J.-P. et al. Occlusal splint: State on the art // Rev. Stomatol. Chir. MAXILLO-FACIALE Chir. ORALE. 685 ROUTE 202- 206, BRIDGEWATER, NJ 08807 USA: ELSEVIER. - 2009. - V. 110. - № 3. - P. 145-149.