ВВЕДЕНИЕ: Целью материаловедов также, как и клиницистов по-прежнему является создания идеального реставрационного стоматологического материала. Золотым стандартом для качества стоматологической реставрации может считаться ее долгосрочное функционирование в ротовой полости [1, c. 101], однако и лабораторные тесты имеют практическую пользу и необходимы в качестве индикаторов клинической эффективности. Широко используемые лабораторные методы позволяют оценить поверхностную текстуру поверхности для сравнения материалов и методов окончательной обработки реставрации [7, c. 315], и связанные с ней клинические параметры, такие как износостойкость, микротвердость [2, c. 42; 7 c. 82].
На сегодняшний день существует огромное разнообразие методов измерения текстуры поверхности материалов.
Метод линии профилирования (метод измерения топографии поверхности, который производит двумерный график или профиль неровностей поверхности, как данные измерений, которые могут быть представлены математически как функция высоты z (x) (например контактный и бесконтактный 2D профилометр и др.).
Метод топографии площади (метод измерения поверхности, который математически представляется как функция высоты z(x, y) двух независимых переменных (x, y) (контактный и бесконтактный 3D профилометр, интерферометр, лазерный триангуляционный метод и др.))
Метод основанный на интеграции (метод измерения поверхности, который измеряет представленную область поверхности и производит численные результаты, которые зависят от интегрированных в область свойств текстуры поверхности (пневматические измерения, метод емкостного сопротивления и др.)). В отличие от первого метода, последние два, используются для количественной оценки текстуры поверхности, на основе выбранной области поверхности, а не через отдельные профили [8, c. 186].
В исследованиях стоматологических материалов наиболее часто используемые следующие методы: бесконтактная сканирующая лазерная микроскопия [3, c. 283], оптическая профилометрия [4, c. 348], сканирующая интерференционная микроскопия, атомно-силовая микроскопия [6, c. 332] и наиболее распространённая методика – контактная профилометрия [9, c. 260].
ЦЕЛЬ: Оценить использование контактной и оптической профилометрии в качестве метода для оценки шероховатости поверхности материалов
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: В своем исследовании мы использовали для анализа материалы 39 статей, которые были найдены с помощью интернет ресурсов PubMed и elibrary и которые были посвящены оценки текстуры поверхности пломбировочных материалов. Кроме того, используя оба метода оценки поверхности, было проведено лабораторное исследование шероховатости образцов стоматологического композиционного материала после воздействия диском системы Sof-Lex XT фирмы 3М ESPE (абразивность Corse).
РЕЗУЛЬТАТЫ: На основании исследования литературы было выявлено, что только в 3-х работах был использован оптический профилометр, в то время как контактный профилометр, как основной метод считывания и вычисления параметров шероховатости поверхности, упоминался в 31 научной работе.
На основании изученной литературы были определенны положительные и отрицательные стороны обеих методик.
К положительным свойствам контактной профилометрии можно отнести: легкость в использовании прибором, высокую скорость считывания участка поверхности и определения параметров шероховатости, относительно не дорогую стоимость устройства и возможность проведения замеров за рамками специализированной лаборатории.
Главным считывающим и определяющим функциональность узлом прибора является алмазная игла, от нее зависят основные характеристики прибора. Радиус иглы контактных профилометров варьирует от 10 мкм до 0,5 мкм, в зависимости от модели и фирмы производителя, по этой причине профилометр не способен воспринимать шероховатость меньше 1 мкм.
К тому же, контактный профилометр недооценивает пики и впадины поверхности, которые не может считать алмазная игла в виду того, что она шире чем углубление в поверхности (Рисунок 1). В этом случае, в действительности разную поверхность, профилометр будет регистрировать, как идентичную [7, c. 316], что ведет к неточности при измерениях.
Рисунок 1. Схема регистрации шероховатости исследуемой поверхности [7, c 317]
К отрицательным моментам контактной профилометрии также можно отнести, то что при считывании поверхности алмазная игла может повреждать (царапать) исследуемую поверхность и получение результатов в виде двухмерных параметров шероховатости.
После обработки поверхности образцов диском системы Sof-Lex XT в течение 30 секунд, были получены средние значения параметров шероховатости с помощью контактного профилометра (Ra=0,601 мкм и Rz=2,93 мкм) и графическое изображение профиля поверхности (Рисунок 2).
Рисунок 2. Профиль поверхности исследуемой поверхности
Как альтернативный метод, в последнее время, исследователи стали использовать оптическую профилометрию, которая также обладает рядом как положительных, так и отрицательных свойств.
К негативным сторонам оптической профилометрии относиться, то что существует возможность проведения замеров только в специально оборудованной лаборатории, что в свою очередь влечет за собой дополнительные риски и расходы (связанные с транспортировкой и проведением исследования специалиста), кроме того образец должен обладать слабой отражающей способностью.
Не смотря на это, оптический профилометр, сочетающий в себе фазосмещающую технологию интерферометра обладает высокой разрешающей способностью до 0,01 нм. Скорость сканирования одного участка поверхности составляет в среднем 8 секунд и главным достоинством прибора является возможность получения 3D параметров шероховатости всего исследуемого участка образца, а не его среза.
Результатами замеров поверхности тех же образцов, обработанных дисками, с помощью оптического профилометра, стали средние значения шероховатости поверхности (Ra=0,97 мкм и Rz=1,14 мкм) и 3D изображения всего участка исследуемой поверхности (Рисунок 3).
Рисунок 3. 3D изображение участка поверхности образца материала. Увеличение х100
ВЫВОДЫ:
- Контактный профилометр целесообразно использовать при исследовании относительно грубой и твердой поверхности, параметры шероховатости которой не меньше диаметра алмазной иглы прибора.
- Оптический профилометр предпочтителен для точной оценки шероховатости, при исследовании относительно гладких поверхностей и обладающих отражающей способностью.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Clinical performance of three anterior restorative materials over 10 years / A. Jokstad, I.A. Mjor, K. Nilner [et al.] // Quintessence Int. – 1994. – Vol. 25, № 2. – P. 101-108.
- De Long, R. The wear of enamel opposing shaded ceramic restorative materials: an in vitro study / R. De Long, M. Pintado, W.H. Douglas // J. Prosthet. Dent. – 1992. – Vol. 68, № 1. – P. 42-48.
- Effects of polishing on surface roughness, gloss, and color of resin composites / Y. Hosoya, T. Shiraishi, T. Odatsu [et al.] // J. Oral Sci. – 2011. – Vol. 53, № 3. – P. 283-291.
- Jung, M. Surface geometry of four nanofiller and one hybrid composite after one-step and multiple-step polishing / M. Jung, K. Eichelberger, J. Klimek // Oper. Dent. – 2007. – Vol. 32, № 4. – P. 347-355.
- Momoi, Y. In vitro toothbrush-dentifrice abrasion of resin-modified glass ionomer / Y. Momoi, K. Hirosaki, A. Kohno, F. McCabe // Dent. Mater. 1997. – Vol.13, № 2. – P. 82-88.
- Surface roughness and morphology of resin composites polished with two-step polishing systems / E. Can Say, H. Yurdagüven, B.C. Yaman, F. Özer // Dental Mater. J. – 2014. – Vol. 33, № 3. – P. 332-342
- Surface texture changes of a composite brushed with “tooth whitening” dentifrices / S.A. Whitehead, A.C. Shearer, D.C. Watts, N.H. Wilson // Dent. Mater. – 1996. – Vol. 12, № 5. – P. 315-318.
- The development of methods for the characterisation of roughness in three dimensions / K.J. Stout, L. Blunt, W. Dong [et al.] – Butterworth-Heinemann, 2002. – 384 p.
- Yap, A.U. Surface characteristics of tooth-colored restoratives polished utilizing different polishing systems / A.U. Yap, K.W. Lye, C.W. Sau // Oper. Dent. – 1997. – Vol. 22, № 6. – P. 260-265.[schema type=»book» name=»ПРОФИЛОМЕТРИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ КОМПОЗИЦИОННОГО ПЛОМБИРОВОЧНОГО МАТЕРИАЛА» description=»Существующие методы количественной оценки шероховатости поверхности композиционных материалов возможны только в лабораторных условиях. В работе проведено сравнение двух наиболее популярных методов оценки шероховатости поверхности стоматологических пломбировочных материалов. На основании изученной литературы были определенны положительные и отрицательные стороны обеих методик. » author=»Орехова Людмила Юрьевна, Прохорова Ольга Викторовна, Каменева Саида Вячеславовна, Кущенко Николай Викторович» publisher=»Басаранович Екатерина» pubdate=»2016-12-04″ edition=»euroasia-science_30_22.09.2016″ ebook=»yes» ]