Использование и оценка эффективности ионно- плазменной обработки стоматологических боров

В В Е Д Е Н И Е

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Одним из распространенных видов

медицинской помощи является стоматологическая, где большинство

манипуляций осуществляются при помощи стоматологических боров из-

готовленных из стали марки ХВ-5.

Стальные боры, широко применяемые в настоящее время в клинике,

недостаточно эффективны, в связи с тем, что существующие конструкции

стальных

боров

характеризуются

низкими

эксплуатационными

параметрами. При препарировании твердых тканей зубов, стальные боры

быстро притупляются, что приводит к резкому снижению их шлифующей

способности со всеми вытекающими отсюда последствиями. При

обработке даже одного зуба часто используется от одного до трех

стальных боров, чем обуславливается потеря большого количества ценного

инструмента из высококачественной стали.

В то же время эксплуатационные характеристики используемых

твердосплавных боров в 6-8 раз выше по сравнению с обычными

стальными борами. Однако, стоимость таких боров в 13,1 раз больше чем

обычных стальных. Изготовление твердосплавных боров требует сложной

технологии, оборудования и высокоценного /

ЕОЛЬ

-

Х

рамсодеркащего/

материала. Поэтому промышленный выпуск твердосплавных боров весьма

ограничен, и составляет всего 3,3%.

В связи с этим, до настоящего времени не теряет актуальность

вопрос о повышении износостойкости и других эксплуатацион ных и

функциональных характеристик обычных стальных боров. Подсчитано, что

даже относительно небольшое повышение стойкости и долговечности

стоматологических боров дает возможность получить в народном

хозяйстве значительный экономический эффект, а для

5.

потребителей это равноценно увеличению количества выпускаемых

инструментов.

Кроме того, использование износостойких стоматологических боров

с высокими режущими свойствами в клинической стоматологии позволяет

значительно снизить побочные воздействия процесса препаровки на

обрабатываемые зубы и окружающие ткани с одной стороны, и повысить

производительности труда стоматолога с другой/Д.

Учитывая это, для повышения стойкости обычных стальных боров,

применялись различные методы упрочнения их рабочей части. Среди них

нанесение микронных слоев износостойких карбидов,бори-дов и других

интерметаллидов /А^Огволнцёв, 1985; А.-А. Андреев и др. -ЈW9/i лазерное

упрочнение /Г.А.-Степанова ид др. ,1902;К.Н.Гера-сев, 1981; К.Коваленко-

,- и-др.£982/, электрохимическое хромирова-ние/С.1шйгунова'и др.,1982/,

микродуговое оксидирование /Г.А.Марков и др. ,1976/,- нитрирование и

другие Г" ' / - V

Однако, указанные методы имеют ряд недостатков, в частности,

электрохимические методы обработки являются экологически не-

совершенными, нанесение износостойких покрытий не обеспечивает

достаточно хорошую адгезию с подложкой. Технология карбидирования,

оксидирования и лазерного упрочнения стоматологических боров еще не

отработана,

Б последние время в целях упрочнения поверхности различных

конструкционных металлических изделий и режущих инструментов • все

более широкое применение находит методика ионной импланта-ции

/ионная обработка?^ 'При этой методике" обработки независимо от

вещества шщеня, в металл или в сплав металла можно внедрить атомы или

ионы любых элементов таблицы Менделеева. Изменяя примесный состав

образцов с помощью имплантации ионов, можно сущест-

7.

венно изменять их свойства. Так что, можно создавать оригеналь-ные сплавы и

соединения с заданными характёркстикамйУ^Зднако, это актуальное

направление, широко используемой в промышленности, остается

неапребированным для упрочнения поверхности и улучшения основных

характеристик стоматологических стальных боров и другихлзубо-протезных

конструкций.

Настоящее исследование и посвящено разработке и оценки эф-

фективности ионной обработки стоматологических стальных боров.

Целью настоящего исследования является изучение возможности

использования и оценки эффективности методов ионной обработки для

улучшения основных характеристик стальных боров.

Для достижения этой цели перед нами ставились следующие задачи:

1, Разработка способа и определение оптимальных режимов

ионной обработки для эффективного и целенаправленного изменения

качества стальных боров;

2. Сравнительные- экспериментальные исследования физико-хи-

мических и механических свойств /микротвердость, износостойкость

коррозионная стойкость и микрошероховатость/ стоматологических

боров до и после ионной имплантации;

. S. Сравнительные клинические и медико-технические исследования по

оценки эффективности метода ионной обработки стальных боров:

а/ Оптическая и сканирующая микроскопия и профилография пре

парированной поверхности твердых тканей зубов и обработанных зубных

протезов;

б/ Изучение влияния различных видов боров на повышение температуры

препарируемого зуба;

в/ Изучение влияния препарирования зубов борами опытных и

контрольных образцов на электровозбудимость пульпы зубов;

. г/ изучение краевого прилегания пломб в полостях сформированных

борами опытных и контрольных образцов;

д/ Определение производительности труда врача при препарировании

зубов борами опытных и контрольных образцов.

4. Обоснование медицинской и социально-экономической целе-

сообразности использования ионной обработки стальных боров.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1.

Впервые для повышения эксплуатационных и других характеристик

стальных боров использована методика ионной имплантай ции с

последовательной обработкой поверхности инструментов иона ми аргона и

азота;

2.

Впервые проведены комплексные исследования физико-химических,

медико-технических и функциональных свойств стальных бо ров до и после

ионной обработки;

3.

Определены оптимальные режимы ионной обработки стальных

боров, позволяющие: достичь/,:, максимального улучшения их экс

плуатационных характеристик;

4.

Новыми являются исследования поверхности стоматологичес ких

боров, препарированной поверхности твердой ткани зубов и зубных протезов с

помощью сканирующей электронной микроскопии

и профилометрии;

5. Впервые разработаны и использованы оригинальные методы

оценки эксплуатационных характеристик стоматологических боров и

термометрия при помощи термодатчика из сильно-компенсированного

кремния.

9.

На защиту выносится:

1.

Новая методика улучшения качественных характеристик сто-

матонических .стальных боров методом последовательной ионной им-

плантации аргона и азота;

2.

Результаты экспериментальных исследрваний трибологичес-ких

свойств стальных боров, подвергнутых последовательной ионной

имплантации;

3.

Результаты клинических и медико-технических исследований по

оценке эффективности ибпользования ионной обработки стальных боров;

4.

Медицинское и социально-экономическое обоснование целе-

сообразности использования модифицированных боров обработанных методом

ионной имплантации.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

1. Последовательная имплантация ионов аргона иазота, позво-

ляет увеличить микротвердость и износостойкость стальных боров

в 2-3 раза, а коррозионную стойкость в 5-6 раз .. Зто обеспечивает снижение

потребности в стальных борах более чем в 5 раз.

2.

Предлагаемая методика улучшает качественные характеристики

стальных боров, обеспечивая увеличениг их режущей и шлифующей

способности, сокращение времени препаровки зубов и зубных протезов,

уменьшение побочных воздействий процесса

препароЕ-

ки,

3.

Увеличение срока службы боров, их производительных ха-

рактеристик обуславливает существенное повышение производительности и

эффективности'труда врача-стоматолога.

Таким образом, предлагаемая методика имеет существенную ме-

дицинскую, социальную и экономическую ценность.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликованы 18 на-

учных статьей;, из них I авторское свидетельство на изобретение, I

методические рекомендации и 6 удостверений на рационализаторские

предложения.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной

работы доложены:

1.11а заседании Общества стоматологов и зубных врачей г. Ташкента'

/май,1985,июнь,1989г./;

2.

На итоговых научных конференциях ТашГосШ /апрель,!986;

февраль,I98?; март,1988/;

3.

На втором съезде стоматологов Узбекистана /декабрь,1986/;

4.

На научных заседаниях кафедры ортопедической стоматологии И

ТашГосШ /1985,1986,1987,1988,1989гг./.

ОБЪЕМ К СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из вве-

дения, 5 глаЕ и заключения с выводами, библиографического указателя,

включающего в себя 13| наименований отечественной и 86 зарубежной

литературы. .4 .. Работа изложена на

{90

стр.машинописного текста,

содержит 24 таблиц и 22 рисунков.

Полученные данные исследования статистически обработаны по

методу Стьюдента-Фишира

J

с 'использованием программы для микро-

электронно-вычисдительной машины,-

) 0. > :

- - -

- Н - -

5J

ю.

ГЛАЕА I. ОСНОВНЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ

ХАРАКТЕРЙСТЖЙ СТСМТОЛОГйЧЗСКйХ БОРОВ И
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОБЕОНЙЯ ИХ КАЧЕСТВА
/Обзор литературы/

I . I o

Зависимость клинико-функционального состояния препарируемых

зубов от качества используемого стоматологического бора и
режима препаровки

Б настоящее время Есе шире начали пользоваться борами различной

£ормы и фасона в практической стоматологии, в том числе и в ортопедической

стоматологии, Зто

СЕЯЗЭНО

с широким применением в ортопедической

стоматологии избирательной пришлифовки зубов, изготовление штифтовых

конструкций,культевых вкладок,микропротезов, полукоронок и

металлокерамических коронок и мостовид-ных протезов, а также различных

имплантатов.

;

( Поэтому в после.дние

годы

значительно возросли требования,

предъявляемые к качеству препаровки различных частей зубов:

-

препаровка на уровне эмали зуба, используемой обычно для

избирательной пришлифовки

зубоЕ;

-

препаровка одновременно на уровне эмали и дентина - при и

изготовлении пломб, вкладок и искусственных коронок;

-

препаровка на уровне дентина и цемента корня зуба - при

изготовлении различных конструкций штифтовых зубов;

-

препаровка на уровне эмали, дентина, цемента и кости альвеолы - при

изготовлении трансдентальных и эндодонто-зндооссаль-ной имплантации;

-

препаровка на уровне только кости при подготовке полости рта к

зубному протезированию и при создании ложа

для

эндооссального

имплантата.

Кроме того, область применения боров в ортопедической стоматологии

намного шире таковой в других разделах стоматологии, в связи с

необходимостью препаровки и обработки не только тканей зубов и кости, но и

зубных протезов, изготавливаемых из различных материалов: пластмассы,

сплавов неблагородных и благородных металлов, а также возрастание-)

удельного веса зубопротезных конструкций из хромокобальтового сплава,

которым отличается особо высокой прочностью.

От качества препарированной поверхности, его микроструктуры

рельефа, от физических и других эффектов, возникающих при взаи-

модействии бора с препарируемой поверхностью, в значительной сте

пени зависит эффективность дечебного и профилактического стомато

логического воздействия, т.е. от микроструктуры и рельефа препар

рованной (обработанной) поверхности зависит степень адгезии и

краевого прилегания пломбировочных материалов, используемых для

устранения дефектов коронок зубов или для фиксации зубных проте-

зов. Структура и рельеф препарируемой поверхности эмали при- изби-

рательной пришлифовке зубов, структура и рельеф пластмассовых,

металлических конструкций аря коррекции окклюзии и артикуляции

зубных протезов определяют характер взаимодействия этих поверхно-

стей с антогонирующими естественными зубами, пломбами, протезами

прилегающей слизистой оболочкой полости рта, и ,наконец, взаимо-

действие с пищевыми продуктамиЛ

г

,

—

^Препарирование зубов в 58-67$ случаев сопровождается неприятными

ощущениями и чувством боли, связанными с повышением температуры зуба и

вибрацией, что небезразлично для зуба,тканей окрудающих его и всего

организма в целом ( Д.Н.Днуиадуллаев, 1966,

1967 ; А.Н.Овчаренко, 1969 ; Г.Л.Саввиди, Л.Л.Волков, 1977 ;

1

В.М.Ризнык, 1983 ).

t

Увеличение степени давления инструмента за зуб, даже при

значительном увеличении скорости его вращения, резко повышает

температуру препарируемой ткани с соответствующей реакцией. ( Б.П.Рпзнык,

1983;

V , G-tLfyu№-

,1964;

W- Норре ,

1965 и др.).

Если при давлении режущего инструмента в

15

г и скорости

вращения до 2500,00 об/мин.температура препарируемого зуба не

превышает 30°0, то при давлении в 30 г и той ze скорости она

составляет 40-41°С, а при давлении в 50 г величина нагрева до-

ходит до 53-54°

Со

Эти данные получены в услсч применения

высокооборотных турбинных ма^лл с ледяным и воздушным охлажде-

нием (

R А. РеуЬэ-ъ

,1952, 1958;

Й.^еки-еАалЛ,

б. WatK^s

,1965 ;

,1970;

Agcfutekibd- ,

1975 ;

Е.Й.Магъ€сых£

,

&$.$&4л/е.б&ои-

, 1958 и др.). л?::

работе без охлаждения температура препарируемых зубов оказмвает

ся выше, в среднем на 12-14°С ( Т.С.Ыигабутдинов, 1962).

sЈ

ГДругим осложнением, вызванным местным воздействием инстру-

ментов на зуб, является появление трещин, сколов и других пов-

реждений эмали зубов. Большую роль в возникновении трещин игра-

вал и образование трещин при препарировании зубов с повышением

температуры, вибрацией инструментов, давлением,оказываемым на зуб, и

качеством самого инструмента. В дальнейшем, после пломбпрования,

количество трещин ыоает увеличиваться,так как измене-

ния температуры в полости рта вызывают напряжение на границе

..лоыбы и зуба ■(

Ae.ZltveS^z^

,1971,-

ЯГУс^оо-ьс

f

1981), (Г.II,Пахомов, 1976 ; Е.В.Боровский и Н.А.Леус, 1979 ;

1.£а£бел£йсеА-

с соавт., 1965 ; Б.Н.Даувдуллаев, 1967 j^ -^-

*ovu.

f

м■AfauuutwL,

?

197з)

считают,что трещины могут служить путями проникновения микроорганизмов,

частиц пищи, слюны и кислоты внутрь твердых тканей и,следовательно,

играют определенную толь в возникновении и развитии кариеса как первично

,так и вторичного

А

(Кроме того, трещины, возникающие по краям полости, могут

способствовать рассасыванию фосфат-цемента, фиксирующего вкладку или

отколу стенки зуба. Д

^манипуляция препарирования зубов под пломбу и под различные виды

зуб лрстезов охастает . p ^ ' H O J

2 0 2

"э..сгт::г

v.с.

т::а ни пулигы, ibpnc

хита и ларадонта в целом, вызывая подчас сдвиги и в других системах

организма в целом( Е.и.ииказчикова, 19^6, I9S7 , А.П.Дегтярева, 1937, 1956,

1968 ; Э.Д.Бромберг, 1940; А.А.манина, 195^; И.;1.Посталаки, 1974 ;

К.А.Катаев, 1978 и др.)» >

/Известна еще одна закономерность,при которой по мере увеличения

времени работы стоматологических стальных боров уменьшается их режущая

способность, следовательно, увеличивается сте-пень побочного воздействия

препаровки на зуб, |

Возможность снижения вредного воздействия препарирования многие

авторы видят в совершенствовании методик и режима препа

г

рирования зубов,

увеличении скорости вращения инструмента, умень шепни его качественного

состава и режущих свойств. ;

£^Как отмечает ряд авторов (

Q ,^а^нп*п>£&-

, ,1951;

Va

*c

W&d

,1956;

FPeytob.

,1958; Е.Н.Болховитдинова, В.Г.Шахма-

тов ,1960 ; Т.С.Шигабутдинов, 1962, 1974), препарирование зубов

на скоростных бормашинах наиболее износостойкими и эффективны-

ми оказались твердосплавные и алмазные боры. В то же время

препарирование зубов в идентичном рекиме£тальными борами сопро-

вождается резкой болезнеиностью(

R.

fl/edo

^c

,1959 ; И.У.Ма-

хсутова, 1962,

£>^с

^£а^

с соавт. ,1965 ; Г.М.Базиян, Г.А. Нов-

городцев, 1968).Д

^Причиной возникновения болезненности при применении сталь-

ных боров являются повышение температуры во время препарирова-

ния твердых тканей зуба (

W . Лбр£*г-

, с соавт., 1963,

Моу РоСшхи^

,1963;

К.Фс&ъ.

,1963 ; Т.С.Шигабут-

динов, Ю.С.Менекеев, 1976 , Норра,1965 ; Т.'С.Шигабутдинов, X.C.Iia-

ликеев, 1970).^

ьАлмазные инструменты,по сравнению со стальными и твердосплавными

борами, имеют более высокие режущие свойства. В.Д. Шо-рин 1962;

Qzl,

bfoi&L

,1965). Однако, препарирование зубов на высоких скоростях с

помощью алмазных инструментов не обязательно, отмечает Т.С.иигабутдинов

(1962),так как они вызывают заметный "разрыв" поверхности твердых тканей

зуба,оставляя борозды до 85-90 мк.

J

''Ю.К.Кузнецов (1959), Н.П.Гриценко (1968) указывают на свое-

^

*

псу,

образность воздействия разных боровм:вердые ткани зубов во время

их препарирования. Особенно подчеркивается травматическое воздействие

стальных боров, r.cropufr приводили к глубоким нарушениям целостности

эмали зуба. По данным этих ввторов в эмали наблюдаются'дефекты - изъяны,

трещины, отколы, разрыхленные уча

17.

стки, которые мешают плотному прилеганию пломбировочного материала к

эмалевому краю и увеличивает краевую проницаемость. В то же время при

препарировании кариозных полостей алмазными и твердосплавными борами,

формируются более гладкие края эмали с меньшим количеством трещин, узур,

расслоений, в результате чего обеспечивается более плотное прилегание

пломбировочного материала к стенкам кариозной полости и резкое снижение

степени краевой проницаемости ( Ю.К.Кузнецов, 1955 ; Н.Н.Грищенко,1968 ;

Вид материала зубных

боров и скорость

их вращения являются главными факторами, влияющими на качество обработки

тканей зубов, отмечает в своей работе А.С.Солнцев. Основными дефектами

обработки твердой ткани зубов борами являются неоднородность и неравно-

мерность стенок и дна сформированной полости. Неравномерность выявляется в

виде выступов(пиков) и углублений стенок полости. Сколы на поверхности

эмали возникают в форме раковин, выемок, расположенных неравномерно по

площади обработки. Наибольшее число дефектов возникает при обработке

стенок полости стальными борами,особенно при скорости вращения более 10000

об/мин. Применение твердосплавных и алмазных боров, повышение их скорости

вращения резко улучшает качество обработки стенок полости. Твердосплавные

боры целесообразно применять при 30000-250000 об/мин., а алмазные - 250000'

об/мин.( А.С.Солнцев, 1985).

Оценивая характер осложнений, наблюдаемых при формировании л

пломбировании кариозных полостей, В.И.Митина ( 1973 ) считает,

что

вторичный кариее возникает в результате нарушения целостности пломб,

связанных не столько с механическими свойствами пломбировочного материала,

сколько с качеством их краевого прилегания.

,1969

;

С.Б.Иванова

18..

Несомненно, что на качество краевого прилегания пломбировочного

материала влияют многочисленные факторы - ротовая жидкость,рез

кие температурные колебания, неправильно сформированные полости

и другие( В.И.Митина,1963 ; Д.Л.Каральник, П.А.Леус, Г.И.Чечина

197 0, 1972, 1974, Р.ЯЛеккер, А.С.Солнцев, 1976, Е.К.Леонтьев,

Г.Г.Иванова и др., 1987

; О, въ1е

^,0

-гсир

,1968;

Royofho-uA^

,1968 и др.).

Образование дефектов при формировании стенок кариозных полостей

является одной из основных причин нарушения краевого при легания пломб (

Р.Я.Неккер, А.С.Солнцев,1976). По мнению А.С.Солнцева(1985),испытанные

пломбировочные материалы способны лишь в некоторой степени

компенсировать дефекты обработки кариозных* полостей борами. Пломбы из

силидонт-цемента и пластмассы "Норакрил-65" не обладают достаточной

адгезией к стенкам полости как из-за их неоднократности,так и ряда других

недостатков пломбировочных материалов, в результате чего в большинстве слу-

чаев краевая проницаемость доходит до дна полости. В то se время применение

амальгам в определенной мере компенсирует недостатки формирования стенок

полости борами, в результате чего краевая проницаемость отмечается чаще всего

только в пределах эмали. Обработка полости улучшенными (

ферробрированными )бора-ми позволила в 2-5 раз повысить эффективность

пломбирования.

(Г

^ Таким образом,процесс препаровки зубов оказывает определенное

побочное воздействие на твердые ткани зуба и обусловдива-ет возникновение в

них определенных сдвигов по морфо-функциона-льным критериям.

Выраженность побочного эффекта и качественные характеристики состояния

19.

препарированной поверхности зуба в значительной степени зависит от качества

наиболее широко испо-

.тъзуемых в практике стоматологических боров»|

ГНизкие качественные характеристики стальных боров отрицательно

отражаются на работе стоматолога: очень быстро изнашивается, не

обеспечивают достаточную производительность труда,оказывают более

выраженные побочные воздействия на систему зуб-па-радонт, а трещины, сколы

и неровности, возникающие в эмале зуба при препаровке, существенно снижают

качество лечебно-профилактической помощи.(

I*

[ Наряду с этим, дороговизна и ограниченная доступность твер досплавных

и алмазных боров также обусловливает актуальность проблемы по разработке

методов улучшения основных эксплуатационных свойств наиболее доступных

стальных стоматологических боровЛ

1.2. Пути повышения качества стальных стоматологических

боров.

В настоящее время в практической стоматологии широко приме няются

следующие виды зубных боров: стальные, изготовленные из стали марки ХВ-5;

твердосплавные, изготовленные из вольфрамсо-держащего сплава £ВК6М) и

алмазные.

Стальные боры были предложены Деллабаром в 1820 году,кото

рые не потеряли своего значения и до настоящего времени. В от-

личие от стальных, твердосплавные и алмазные боры появились го-

раздо позде. В 1932 году

^ры^сР-Ь^

и

К-W4ЈЈi*~fi

предложили способ изготовления алмазных инструментов путем

нанесения алмазных зерен на металлическую основу ( никель)

20..

гальваническим путем( Цит. по

Мсъъеж^

,1960).Твердосплав

ные боры появились в начале 50-х годов в Швеции и Америке. Та-

кие боры в Союзе начали производить с 1958 года. В это яе вре-

21.

мя в нашей стране был налажен выпуск скоростных и турбинных бормашин.(

В.Д.Шорин, В.Ф.Чакин, 1964).

Режущая способность (острота), механическая и антикоррози-онная

стойкость являются основными критериями качества всех зидов режущих

инструментов ( И.Ф«Набатов, С.З.Гольборг, 1949, Л.В.Подгурский, 1957),"\

£по ГОСту 22090-87 технические данные стальных боров таковы, что

средний ресурс до списания составляет 2,5 минуй..

:

По данным экспериментального исследования на износостойкость

стальных боров,проведенных Т.С.Шагабутдиновым и Х.С.Ыенекеевым (1965),

установлено,что период нормальной работы стального бора при обработке эмали

зуба составляет менее минуты. J

Качество боров зависит от числа режущих граней и формы рабочей

поверхности (£.

Sc^u^ne^, £. 1F

&~ltLlp$

,1960

; Е. S<tU^-

*juL

t

£. ^^wy^^ 1963,1964

;

fc.

6

-ъео*лъ, R.ZuvrckwejfL^,

1968). Б олее высокими режущими свойствами, как

указывают авторы, обладает геометрически правильная форма боров со

значительной эксцентричностью зубов.

Гпо

ReU^lcek. M.

f

%u~n$LotЈ

(1963), режущая поверхность стальных боров после

длительного их применения характеризуется наличием зазубрин и деформаций

различной степени, что связано с низкой твердостью. Такая рабочая поверхность

затрудняет препарирование твердых тканей зубов и вынуждает применять

значитель-ные усилия на инструмент во время работы. (

/Поэтому стальные боры, широко применяемые в клинике,обладает

недостаточной медицинской и экономической эффективностью. Это ныражаетея

22.

в быстрой потере ими режущих свойстди в некачественном препарировании

тканей зубов. Это позволило А.С.Солнцеву

.1985) придти к выводу о том, что применение стальных боров

2 2

медицинским

и экономическим показателям целесообразно только

z z 'A

обработке дентина

зуба. |

микроскопическая картина режущей поверхности твердосплавно-бора

после длительного их применения характеризовалась нали-

-1кой

характер деформации рабочей поверхности твердосплавных *-:ров авторы

связывают с хрупкостью сплава ( БК 6М), из которого

:гл

изготовлены. \

Алмазные и твердосплавные боры,обладая высокими стойкостны-

*z

качествами, предназначены в основном .для скоростных и турбин-=:го типа

бормашины. Но при этом, необходимо отметить,что выпуск гз-рдо сплавных и

алмазных боров ограничивается сложностью техно-.::гнческого процесса их

изготовления (В.Г.Шахматов,I962). Поэто-*7 многими исследователями на

протяжении десятилетий ставится з:лрос о повышении стойкостных качеств

обычных стальных боров» И.нзстно,что стоматологические инструменты в

процессе эксплуата-ez подвергаются воздействию значительных сжимающих и

изнашиваю-■х: нагрузок,а в процессе их стерилизационной обработки - воздей-

егьлю коррозионно-активных средств. Совместное действие этих EazropoB

приводит к быстрому изнашиванию рабочих частей инструмента и к

определенной потере их функциональных свойств. Очевидно, 'ir: увеличение

длительности срока службы инструмента,например, в хза раза было бы

равноценно ( равнозначно) росту его выпуска

ш

:грлько же раз ;

_Практически проблему повышения долговечности стоматологи--:::-:их

боров можно решать совершенствуя материл и технологию его

23.

оготовления или совершенствуя конструкцию инструмента.!

\ Опыт работы НПО "Мединструмент " и медико-инструментальных заводов

показал, что одним из наиболее эффективных методов

ювышенш долговечности

медицинских инструментов является упроч-

£ение их рабочих частей (

Г.П.Герасев,ГЭ81), При этом практика доказывает,что упрочнение рабочих

частей инструментов не только повышает их износостойкость,но и значительно

улучшает их функцио-Еальные свойства ( СВ.Шамгунова и др. ,1982 ;

Б.Ы.Рызник,1983 ; А.С.Солнцев, 1985 ; В.Х.Сабитов и др.,1979 ,

Г.И.Герасев,1981; 1.Н.Балхивитдинова, I960; Г.А.Степанова и др.,1982).2

Для упрочнения рабочих частей, наиболее нагруженные места инструмента

можно изготовить из износостойких твердых сплавов, 1-й наносить на них

покрытия из твердых сплавов, или, наконец, :-:а нужных участках в материале,

создавать поверхностные слои высоки износостойкости. Так,

Е.А.^олховитдинова (I960) рекоыенду-fr изготавливать головку и шейку зубных

боров из твердосплавного материала, а хвостовик - из стали 20x13.

Присоединение хвостовика к твердосплавной заготовке осуществляется- пайкой.

На Казанском медикоинструментальном заводе начали изготавливать из

твердого сплава только головку, соединение заготовки твердого сплава с

хвостом по новой технологии осуществляется контактной сваркой, термический

цикл которой оказывает меньшее( по равнению с пайкой ) отрицательное

воздействие на износостойкость твердого сплава. По данным ЦНШС, ШСИ и

других медицинских уч-тзздений износостойкость боров новой конструкции

возросла в 1,5-- раза.

В ВНШ11МИ проводятся экспериментальные работы по повышению

износостойкости стальных боров путем нанесения микронных слоев

24.

износостойких карбитов, боридов и других интерметаллидов, а. также

некоторых металлов и их сплавов. Эти слои приводят к -снижению

коэффициента трения. Результаты технических испытаний,например

ферроборированных боров,показали увеличение их износостой-

Сущность метода - ферроборирования заключается в нанесении

порошкообразного твердого сплава ( ферробора) на рабочую поверхность

бывших в употреблении боров электроискровым методом, предложенным в 1948

году Е.А.Володиным. Применение износостойкост-ных твердосплавных и

ферроборированных боров в клинике,по данным автора,позволяет повысить

производительность труда стоматолога з 1,5 раза , чем обел отливается

существенный медицинский и экономический эффект. Это позволяет

считать,что совершенствование качества боров является важным звеном в

практической стоматолог

Г ИИ

.

ЦРабочие части стоматологических инструментов упрочняются также

лазерным излучением ( Г.А.Степанова, А.Б.ПоглJdHKO, Г.Г.Герасев, 1982 ;

Г.П.Гкрасев, В.Л.Лутухнов и др.,1981; А.А.Жуков, Криштал и др. ;

А.Н.Кокора, А.Н.Заря, Т.Е.Ермакова,1973 ; З.С.Коваленко, В.С.Черненко,

Лазерный луч - это уникальный источник энергии,способный нагреть

облучаемый участок детали до высоких температур за столь малое время, в

течение которого тепло практически не успевает "растекаться". Нагревавши

участок может быть при этом размягчен, рекристал#зован, расплавлен,

наконец, его можно испарить. Дозируя тепловые нагрузки путем регулировки

мощности и продол-

П.Ф.Головко,1982 ; Григорянц, Сафонов, 1988 ; Веденов, Гладуш,1985 ;

Григорьянц и др. ,I?83)/J

26..

_____ «я

жительности лазерного облучения, можно обеспечить практически любой

температурный режим и реализовать различные виды термообработки» Лазерный

нагрев можно также использовать для поверхностной закалки и легирования

металлов, для плавления и испарения с выбросом паров при резке и сверлении.

Лазерные методы обеспечивают возможность дистанционной обработки, а также

труднодоступных участков изделий, не загрязняя обрабатываемую поверхность.

Единственным аналогом лазерного луча в этом аспекте является интенсивный

электронный пучок. Лазерный луч имеет два важных преимущества: при его

использовании не требуется вакуумирование обрабатываемой детали и не

требуется создание мощной биологической защиты для обслуживающего

персонала ( Н.Басова, 1962, Григорьянц, Сафонов, 1988 ).

Исследованиями ряда авторов ( В.П.Герасев, В.;/1.^атухнов, Г.А.Степанова,

А.Н.Тимофеев, А.В.Погибенко ,1981; Г.А.Степанова и др., 1982) установлено, что

после лазерной обработки твердость облученной поверхности исследуемых

инструментов повышает-тя на 15-18$, а износостойкость увеличивается, от 3 до 10

раз.

Наряду с отмеченными преимуществами лазерная технология обладает и

рядом недостатков, главными из которых являются: сравнительно низкий КПД,

высокая стоимость и недостаточная надежность мощных лазерных установок.

Кроме того, Степанова Г.А. и др. ^1982) установили, что при облучении световым

пятном лазера изделий из таких материалов, как углеродистые стали с мартен-

ситной структурой, твердость облученного участка повышается, но за его

пределами появляется отпущенная зона с меньшей твердостью, з сравнении с

27..

исходной. Следовательно, технология упрочнения стоматологических боров

лучами лазера еще не отработана.

Шамгунова С.А. и др. Д982/ предложили повысить износостойкость

стальных боров путем электрохимического хромирования их поверхность.

Результаты исследования показали, что разработанный электролит

хромирования,

позволяет

получить

плотные

хромовые

покрытия,

характерязуюищеся повышенной стойкостью осажденного хрома, что в свою

очередь повышает износостойкость боров.При этом средний ресурс до списания

хромированных боров оказался в 3-6 раз больше, чем у обычных стальных боров,

и составил 15-30 мин машинного врз мени.

Соснин Г.П. и Орда Б.Н. /1981/ разработали способ электролитического

восстановления режущих свойств стоматологических боров, корневых сверл и

инъекционных игл. Способ основан на эффекте анодного растворения основного

металла в гальванической ванне применяемом для электрохимического травления

или полирования поверхности металлических изделии.

При электрохимическое заточке режущего инструмента растворению

преимущественно подвергается металл на боковых поверхностях режущих

граней.Полагают, что данный эффект связан с явлениями пассивирования анода

/Н.П.Федоров с соавт.,1957/.

После восстановления ре^уцих свойств боров их можно применять

многократно и тем самым снизить расходы лечебных учреждении на их

приобретение в 2-3 раза.

оксплуатационные характеристики корневых буравов и дрильЗсэров можно

повысить и путем напыления на их поверхность специальных покрытий

/Ьинниченко .и.А.,1987/. Лля згой цели был использован метод электроискрового

нанесения покрытии на установке типа "ЕЛ*А", принцип работы которой основан

на явлении перенова мате-

28.

риала покрытия с одного электрода на другой. Покрытием служили сплав

карбида,, вольфрама с кобальтом 234 и нитрид хрома. При этом режущая

эффективность корневых буравов после покрытия сплавом карбида вольфрама

с кобальтом, по сравнению с зарубежными

z

непокрытыми образцами

отечественного производства возросла в 3,3 раза,износо стойкость в 15 раз,

микротвердость - в 2 раза

I

Ю.А.Винниченко, 1987 ).

. Значительное улучшение функциональных свойств медицинских

инструментов может быть достигнуто за счет армирования рабочих

поверхностей этих изделий твердыми сплавами и износостойкими ма-

териалами. Анализ широко применяемых в промышленности технологических

процессов армирования показывает, что преобладающую долю их объема

составляют такие процессы,как пайка, наплавка,газоплазменное и

детонационное и плазменное напыление.( Петрунин

z

др. ,1978, Антошин

Е.В.,1974; Ю.С.Бсрисов и др. ,1978, А.П.Семе нов, 1970; А.И.Зверев, 1972 и

др.).J

В настоящее время номенклатура марок армирующих материалов,

обладающих повышенными твердостью, износостойкостью-и коррозийн ной

стойкостью, достаточно обширна.

Так например, фирма "Юнайтед Стейтс Стил" (США) рекомендует для

износостойкой наплавки низколигированные порошковые сплавы на основе

железа с добавками хрома ( от 1,0 до 6,($), молебдена (0,6-5,С$), вольфрама ( до

6,4$), ваннадия ( до 2,0$) и углерода ( 0,5-0,8$),причем покрытия такого рода

могут обеспечить весь ма высокую поверхностную твердость - до

RRQ

63,но

не обладают достаточной коррозийной стойкостью, высоколегированные же

твердые сплавы ( с содержанием хрома до 30$, вольфрама до 12$ и угл рода до

2,5-4,С$) при более высокой коррозийной стойкости имеют

29.

предел твердости не выше

ЕЯС

58 ( В.Х.Сабитов и др.,1979 ; внг. Зильсон

Р.А.,1969).

Наиболее широко распространен в промышленности способ арми-

рования, при котором твердосплавные пластины соединяют пайкой с основным

металлом. В отечественном производстве медицинских инструментов

армирование путем напайки твердосплавных пластин применяют, например,

при изготовлении инструментов для снятия зубных отложений. Используют

твердый сплав ВК 6М, материал основы деталь 30x13 или У7А. Пайку

производят в ванне расплавленного припоя ПрМНЦн 68-4-2 или ПСр25.

Однако установлено, что у инструментов, армированных твердо-

сплавными пластинами, наблюдается коррозия в переходной зоне, что

возможно связано с явлениями отпуска в этой зоне в результате нагрева под

пайку. Видимо, этими причинами и объясняется довольно ограниченное

применение этого метода упрочнения в зарубежной практике.

Большие технологические возможности для нанесения износостойких и

коррозионно-стойких покрытий представляет процесс детонации в газах.

Детонационные покрытия обладают высокой плотностью и высокой

прочностью сцепления с основным материалом. Зти свойства детонационных

покрытий в сочетании с малым воздействием на структуру основного

материала обеспечили детонационному процессу широкий диапазон

применения, в том числа и цлл повышения стойкости режущих кромок. Так,

фирма "Юнион Карбайд" рекомен-пует использовать этот процесс для

упрочнения рабочих поверхностей хирургических ножниц, иглодержателей и

других медицинских инструментов.

К недостаткам детонационного метода напыления можно отнести

невозможность получения качественного покрытия на стенках глубоких

отвестий и пазов, на нежестких изделиях и изделиях из мягких

материалов ( А.П.Семенов и др.,1977

;

анг.Стромберг, 1970).

30.

Работы, проведенные до настоящего времени, по улучшению ре глцих

свойств инсруыентальных материалов,как правило, приводили :-: улучшению

отдельных свойств материала при ухудшении других._

:

,

'^Вместе с тем, создание износостойких покрытий связано рядом

:дожностей и недостатков. Это прежде всего обеспечение достаточней адгезии

и химической однородности и равномерности толщины ггкрытия. Нанесение

покрытий на мелкие стоматологические инстру

менты,

надо полагать, будет

изменять геометрическую форму инструмента,что может отрицательно

сказаться на их качественных харак-гэристиках.

J>>

С этих позиций представляется интересным не нанесение допол-

нительных покрытий, а упрочнение поверхностных слоев режущей кро: гл

инструментов. В этом плане особый интерес представляет методика

упрочнения поверхности металлических инструментов ионной обработкой.

Технология таких методов обработки поверхности различных режущих

инструментов считается достаточно разработанной и их

внедрение в стоматологическую промышленность является наиболее

N

реальными. \

j

> .. Поэтому изучение эффективности методов ионной обработки для

упрочнения рабочей поверхности стоматологических боров представляет

большой теоретический и практический интерес.

*

* \

1.3. Использование ионно-плазменной обработки для

модификации физико-химических и механических
свойств металлов и сплавов.

В последние годы большое внимание уделяется ионностимули-рованным

методам нанесения различных покрытий на конструктивные

31.

материалы в виде зубных протезов. К этим методам относятся: ион-

ное осаждение, ионно-плазменное напыление, ионное перемешивание

л

т.д.- ' , 1 .

Такие покрытия имеют ряд преимуществ

перед покрытиями, полученными методами традиционной технологии,

"реимущества состоят в повышенной адгезии покрытий к подложке,

высокой износо- и коррозионной стойкостью. Повышение адгезион-

ной прочности с подложкой является основной целью ионной техноло-

гии нанесения покрытий. Повышение адгезии достигается за счет

возникновения на границе раздела планки-подложки переходного слоя,

образуемого перемешиванием материалов пленки и подложки. Особен-

но^ ту ал ь ной в последнее время является разработка различных спосо-

бов получения нитридных покрытий на основе титана, при этом покры-

тия получаемые физическими методами ( напыление, катодное распыле-

ние ) и химическими, осаждением из газовой фазы нашли уже примене-

ние в промышленности. " "

;~

Так,например, в ЦНИИС с 1978 года проводятся исследования по

внедрению в клинику ортопедической стоматологии ионно-плазмен-нсго метода

покрытия зубных протезов нитрадом титана,применяемого в промышленности

.для улучшения физико-химических свойств поверхности металлорежущих

инструментов ( ..., Гусев СП. ,1981).

Токсилогические испытания подтвердили биологическую инерт-нзсть

Тс^

•

На основании исследований,проведенных потенциостати-ческим методом,

установлена высокая антикоррозионная стойкость :того соединения к различным

агрессивным средствами ,

ч

(Гончаров А. И., Корнилов „:.Ю., 1977 ; Рабинович

Б. А. ,Хавин Э. Я., 1977).

'32.

Физико-механические испытания показали хоролие эксплуатационные

характеристики образцов зубных проте зов, покрытых нитридом гитана.

В настоящее

вре т

разработана технология покрытия нитридом глтана

различных протезов и конструкций на широко распространен-:-2х установках

"Булат" или "Пуск", в которых нанесение покрытия проводится на основе

вакуумно-плазменного принципа.Под воздействием бомбардировки ионами

титана в вакууме, а затем в атмосфере газообразного азота на поверхности

нагретого электрическим током з отрицательно заряженного изделия образуется

покрытие в неокольцо микрометров,обладающее большой микротвердостью.

Микротвер-гэсть поверхности протеза иг хромоникелевого и хромокобальтового

сплава достигает 3250-3780 кг/ мм2, в то время как без покрытия :на составляет

лишь 290-530 кг/мм2, а твердость сплава на основе золота марки ЗлСрМ 900-40

составляет только лишь 82-213 кг/мм2.

i

В последние годы в ортопедической стоматологии широко диску-глруется

вопрос о целесообразности покрытия зубных протезов износостойкими

защитными покрытиями нитридом титана. Как указывает Э.Н.Василенко (1989),

нитрид титановые покрытия не оказыва-гт токсического и ингибирующего

воздействия на ткани и микрофлору полости рта. Кроме того слой нитрида титана

на поверхности гротезов из нержавеющей стали играет изолирующую роль,

исключая поступления составных- - элементов основы протезов в слюну и

гтабилизирует РН слюны полости рта. Покрытия повышает эффективность и

качество протезов, а по эстетическим свойствам такие гротезы не уступают

протезам из золотаЛ^

Наряду с многочисленными положительными оценками целесообразности

указанных нитрид титановых покрытий ( Ю.П.Гусев и др., 1982, В.П.Панчоха и

др., 1986 ; Ы.А.Нарадов и др.,1986) имеются и существенные возражения (

33.

Гаврилов, Копейкин и др.) против распространения этого метода в широкой

ортопедической стоматологи-

2.9.

15Ской

практике.

Накоплен определенный опыт обработки крупных промышленных

озжущих инструментов при помощи данного метода .для повышения их

износостойкости ( И.П.Бахарченко, 1982 ; Г .о. Протасевич и др., 1330).

Однако, эта методика осталась неиспользованной для увеличения

износостойкости стоматологических боров.

fНаряду с этим, для обеспечения достаточной адгезии покры-

тия с подложкой требуется нагревание подложки до температуры 400-

:50 е..

К сожалению пределы таких температур могут привести

т.

отпуску прочности материала стального бора.)

Тв связи с этим актуальной является задача разработки новых, .-:з

требующих термической активации поверхности■ методов нанесе-•::;я

китрйдных покрытий на стальные сплавы,так как большинство

:гоматологических инструментов,особенно стоматологические боры и фрезы

изготавливаются из стали марки ХВ 5, УА12, 20x13 и др./

£Кроме плазменного метода обработки материалов, в ионной технологии

существует метод ионной имплантации. По- этой методике

обработки,независимо от вещества мишени, в металл, или сплав _ожно

внедрить как атомы,так и ионы любых элементов таблицы ..зндйяеева. Эта

уникальная возможность широко используется.в промышленности.

Соответствующий технологический процесс получил название ионного

легирования или имплантации ионов. Изменяя при--зсный состав образцов с

помощью имплантации ионов, можно существенно изменять их свойства. Этой

методикой можно создавать

сплавы и соединения, которые принципиально нельзя получать тра-

1

дациоиными методами.—*

В таблице № I, приводится преимущества и недостатки метода ионной

имплантации « ,перед другими методами обработки.

36

Таблица

Ш

I

Свойства ионной имплантации

Преимущества

:

Недостатки

Z.

Повышение предела раствори-

мости в твердом теле.

Получение сплавов независимо от

диффузионных процессов.

3. Объемные свойства материала не

затрагиваются.

Низкотемпературный процесс.

1.Линейно-направленный поток ионов.

2.

Неглубокий уровень легирования.

3.

Относительно дорогостоящее
оборудование.

4.

Небольшая производительность, в
связи с ограниченным размером
ионного пучка.

:. Отсутствие резкой границы раздела в

системе имплантированный слой-
металл.

Высокая автоматизация и
воспроизводства.

Пробеги высокоэнергетичных ионов в твердом теле характеризуется

процессами взаимодействия их с атомами металла,находящихся i узлах

кристаллической решетки. Каскад столкновений при этом создает

радиационные дефекты: вакансии и межузельные атомы, а гакже объемные

дефекты - дислокации и дислокационные петли.

, Величина концентрации внедренного в металл азота,а также 1орма

профиля его распределения в. металле, зависят как от режима имплантации,так

и от свойств самих металлов. Важную роль при этом играют процессы

радиационного дефектообразования. Изме-

37

:я режимы ионной имплантации можно в широких пределах изменять груктуру

имплантированных слоев и-тем самым целенаправленно созывать новые в

эксплуатации поверхностные слои, обладающие широ-хм спектром

триботехнических свойств.

Трибологические свойства металлов - поверхностная микротвер-:сть,

износостойкость, коррозионная стойкость - во многих случа-„ определяются

степенью их легирования, структурой и фазовым :ставом. Не затрагивая всего

объема металла, ионная имплантация ггаллов в значительной степени изменяет

структуру и состав поверх-:стных и приповерхностных слоев, позволяет в

широких пределах снять их поверхностные свойства. Выбирая оптимальные

режимы ион-:г: обработки металлов, можно исследовать влияние различных

тех-, "логических факторов на структуру и свойства металлов, добиваясь

зышения их эксплуатационных характеристик.

Как было сказано выше, контролируемое введение в твердое те-( металл)

ионов может улучшать его поверхностные свойства. С актической точки зрения

большой интерес среди активных ионов азов) , образующих химические-

соединения с металлом, вызывает от. При воздействии с металлом он образует

новые фазы внедре-

1Я -

нитридов, которые упрочняют металл.( Раджабов

,Нигматов).

В последние годы с целью интенсификации процессов азотирова-_з

разрабатываются методы ионного азотирования, основанные на пользовании

безэлектродного высокочастотного тлеющего разряда АрифовУ.А., Раджабов

Т.Д. и др.,1974 ; Абдулин И. id. и др.,1985). вмещение тлеющего разряда с ВЧ -

тлеющим разрядом, путем нало-гния постоянного электрического поля между

индуктором и обраба-:ваемой деталью; создает направленный поток ионов,

38

дополнитель

i E :

ионизированных в результате этого, и повышает

эффективность азо-■тгрования.

Добавка в плазму обоих видов разрядов инертного газа, например £огона,

в зависимости от его концентрации в азоте, по разному сказывается на кинетике

роста азотированных слоев.Так, содержание в с-оазме тлеющего разряда до 25$

аргона,приводит к образованию Е-Ре2_'

f

Ј3M

на стали,а повышение концентрации аргона до 50$,тормозит рост

шотридов на стальях/31/. введение 30-40$ аргона в азот в плазме ВЧ-тигющего

разряда позволяет получить диффузионные азотированные слои Икт-

озимальной толыцины /Арифов У. А. ,Раджабов Т. Д., 197 4/.

Работы последнего времени показывают, что облучение металлов

Ш~

только химически активными к ним,но и инертными газами,вызывает

•сгазование упрочненных слоев. Однако,работ по совместному облуче-■ато

ионами инертных газов и активных газов для модификации поверх-кгстных

свойств металлов недостаточны.

^Вышеописанные уникальные возможности ионной технологии по уп-

рочнению металлов нашли широкое применение в промышленности, но еще

ЦЕТОЭКО

недостаточно внедрено в практическую медицину.Хотя очень а,:г_ьшое

количество медицинских инструментов,в частности,стоматологи-

щ~

:ких

режущих и эндодонтических инструментов изготавливаются из иг:али,их

трибологические свойства продожают оставаться низкими.^

В связи с этим, применение ионной технологии позволило бы ка-

чественно изменить свойства стальных инструментов,в частности,(боров.

Но в настоящее время работ,посвященных исследованию влияния ■синой

обработки, в том числе ионной имплантации на структуру и '(свойства стальных

39

стоматологических боров, а также получение нит-рттных покрытий на этих

борах практически отсуствуют. В соот-

за.

ветствии с этим разработка более эффективного и направленного изменения

поверхностных свойств стальных стоматологических бороЕ на основе методов

ионной технологии является актуальной и перспективной задачей.^

1.4.Основные выводы из обзора литературы и постановка задачи

исследования

Проведенный анализ литературных источников позволяет сде-

лать следующие основные выводы:

v ! I. На качество препаровки зубов под зубные протезы и форми-рование

кариозных полостей влияют такие факторы как вид и качество

стоматологических боров, скорость их вращения, сила давления, оказываемая

на инструмент в момент препарирования. Совокупность действия

вышеперечисленных факторов имеет большое значение, так как они приводят к

различным осложнениям местного и общего ха-

rat-

рактера^

^Качество стоматологических боров определяет характер микроструктуры

препарированной поверхности твердых тканей зубов и протезов. Применение

боров, изготовленных из различных видов материала, откладывает свой, только

ему присущий рельеф /микроструктуру/

на

поверхности зуба, особенно на

эмали, что немаловажно для качества пломбирования и фиксации протезов.Д V

2. Среди зубных боров, выпускаемых промышленностью,стальные зубные боры

обладают недостаточной медицинской и экономической эффективностью. Они

имеют ограниченные эксплуатационные характеристики из-за недостаточной

прочности основного материала.Это обуславливает быструю потерю режущих

и шлиссующих свойств бора, увеличение времени обработки зубов с

вытекающими отсюда последствиями.

3.4.

3. Дороговизна и недостаточная доступность твердосплавных z алмазных

боров заставляет провести разработки методов повышения качества обычных

стальных боров. В этом плане апробированы различные методы упрочнения

рабочей части инструментов, однако использованные методы не нашли

широкого применения из-за того, что наряду с улучшением одних ухудшаются

другие характеристики инструментов, или же эти методы нецелесообразны с

экономических, технических и других сторон.

Г 4. Успехи ионной технологии последних лет представляют боль-пой

интерес. Весьма заманчива апробация методов ионной импланта-пли для

улучшения поверхностных слоев режущей кромки стальных боров. Так как эта

методика в отличие от ранее извесшных может обеспечить модификацию

поверхностных слоев самого материала инструмента, практически не влияя на

геометрию и размеры обрабатываемых конструкций.!

Исходя из этого нами были поставлены следующие задачи исследования:

L. Разработка способа и определение оптимальных режимов ион-вой

обработки для эффективного и целенаправленного изменения качес гза обычных

стальных боров.

2.

Сравнительные экспериментальные исследования основных ха-

рактеристик стоматологических боров до и после ионной обработки.

3.

Сравнительные клинические и медико-технические исследования по

оценки эффективности метода ионной обработки стальных боров.

4.

Обоснование медицинской и социально-экономической целесо-

сбразности использования ионной обработки стальных боров.

43.»

ГЛАВА П. ВЫБОР ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ, СПИСАНИЕ

. ИСПОЛЬЗУЕМЫХ УСТАНОВОК И ОСНОВНЫХ

КЛИНИКО-ЭКШЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДИК.

2.1. Выбор объектов и материала исследования.

Настоящая работа включает в себе результаты комплекса клинических,

медико-технических и экспериментально-технических исследований. Объектами

исследования служили зубы пациентов, обра-* пившихся за стоматологической

помощью , а также удаленные зубы по ортопедическим и ортоДОЦгическим

показаниям, искусственные зубные протезы и пластинки из различных

стоматологических мате-гхалов.^В качестве исследуемых инструментов были

использованы ггальные, твердосплавные и модифицированные стальные боры^-

хрвко-^^з^л-вв-ой-ет-а^и^^^сттсс^ для пряАюго и углоаого наконечника.

Рис. I). В частности, были использованы: I) шаровидные боры : косой

непрерывной режущей кромкой типа-$, диаметром рабочей -:асти Д= 1,6 мм и 2,1

мм исполнения

3

I и № 3 из стали ХВ 5 (бор II-OI6- 1(3) ГОСТ 22090-87), также

исполнения 5 и 7 из твердого :плава ВКб-М ( бор II-0I6-5 (7) ГОСТ 2290-87); 2)

колесовидные боры с косой непрерывной режущей кромкой типа 13, диаметром

габочей части Д= 1,4 и 1,6 мм,исполнений № I и $ 3 из стали ХВ5 . бор 13-014-(

016) - 1-(3) ГОСТ 22090-87) ; 3)фисеурные цилиндрические боры с прямой

непрерывной режущей кромкой, типа 21, диа--этром рабочей части Д=1,4 и 1,6

мм,исполнения 1,3 из стали ХВ5 .бор 21-014 (016 ) - I (3) ГОСТ 22090-87)5 4)

фиссурные цилиндрические боры с косой непрерывной режущей кромкой типа

22,диаметром рабочей части Д=1,4 мм , 1,6 мм, исполнения К 5 и № 7 из гаер-

45.»

ТИПЫ ЗУБНЫХ БОРОВ

Тип fl

Тип

2Ъ

Тии 13

1-

рабочая часть; 2-шейка; з -

хвоотовик.

Рис. I. Типы зубных боров

47.

zero сплава BK5-M ( бор 22-014 (016) - 5 ( 7 ) ГОСТ 22СЭ0-57) ; ;)

фиссурные цилиндрические боры с прямой прерывистой режущей ттомкой типа

23, диаметром рабочей части Д=1,4 и 1,6 мм, исполнения I и 3 из стали ХВ-5 (

бор - 23-014(016) - I (3) ГОСТ 22090--

?

).

В зависимости от диаметра рабочей части число зубьев боров варьировало

от 6 до 8. .

г \,

2.2. Использованные установки и методики ионной

обработки стоматологических боров.

Экспериментальные исследования были направлены для выработ-

оптимальной технологии обработки - ионной иплангации стомаго-тегических

боров и оценки эффективности указанной обработки на гнеллуатационные

характеристики последних. Кроме того, как метод сравнения мы производили

оценку эффективности ионно-плазмен-нтго напыления бора ннтридом-титана.

Для осуществления ионной имплантации нами использовался ускоритель

ионов типа " БИЗУЗПЕ-Лм"" с модернизацией, а нанесения нитрид титанового

покрытия производилось методом конденсации тзществ из плазменной фазы в

условиях ионной бомбардировки (КИБ) три помощи установки "5УЛАТ-3" или "

ПУСК

Установка "ВИЗУВГ!П'-21.1" представляет собой упрощенный ускоритель

ионов, конструкция которого представлена на рис. 2. Ускоритель включает в

себя: ионный источник - I, системы формирования ионного пучка - 2, системы

ускорения - 3, приемную камеру с системой крепления образцов - 4, а также

блоки питания :: управления. Приемная часть установки была

переконструирована для возможности установки стоматологических боров и

возможности разномерного облучения их режущей части.

48.

I-ионный источник с блоком питания; 2-система формирования

ионного потока; 3-система ускорения ионов; 4-рабочая камера;

Рис.2. Блок-схема установки "Бизувий-2М"

49.

5-карусель для крепления образцов;. 6-вентили; 7-параструйный

насос;, 8-форвакуумный насос.

50.

• Ионный источник представляет собой стандартный источник зянинга с

горячим катодом, работающим при давлении рабочего за в камере Р=1,3-6,5 х

10

х

Пасскалл. При напряжении катод-рпус 150-200 В и токе катода до 200 А,

устанавливается и стабил! груется ток заряда в камере источника 0,5-2,0 А.

Ионный ток из :гочника вытягивается подачей напряжения порядка 10-20 кВ на

ютрагирующий электрод, и подается далее в систему формирования :нного

пучка, который представляет собой трехэлектродную линзу электроды

сканирования. Сформированный ионный пучок затем пос-нзает в

многосекционную металлокерамическую ускоренную колонну, 'зспечивающую

равномерное падение потенциала ускорения до 150 кВ. :::емная камера

представляет собой цилиндрическую вакуумную каме-",находлцурося под

высоким отрицательны... потенциалом, и находящу-;л в специальном

ограждении. Откачка вакуумной сисге...м осуществится форвакуумным и

диффузионным насосами до давления не хуже :10~%А. Для регистрации

ионного тока и дозы облучения в прием-й камере смонтирован цилиндр

§арадея, соединенный с блоком парения дозы:счетчик дезы обеспечивает

чувствительность до 0,1 л/импульс. Сепарация ионного потока осуществлялась

по массам применением фильтра Вика, расположенного в системе

формирования иного пучка, что позволило вытягивать из ионного источника

од-родный ионный поток.

Ионная имплантация осуществлялась азотом, аргоном с сепара-:ей ионного

пучка, которая приготавливалась в специальной камзол ока натекателей, и

вводилась в камеру источника через (и-тры» Энергия ионов при облучении от

Е=20 кэВ дс 5=120кэЗ,лнсг-егь тока ионов от С,5 - до 5 мкА/см2» Облучение

велось в ннг.-рзале потоков 10 -X0

iO

ион/см2 для аргона и 10 -10

х3

ион /см2 для

51.

азота.Оценочная температура поверхности образцов при имплантации не

превышала 150°С.

Порядок проведения ионной имплантации в установке "Визувий-II"

осуществлялось следующим образом:

2. Включается ионный источник и производится бомбардировка ::онами

аргона, с разной энергией и дозой,после ионный источник выключается и

камера откачивается до давления не менее 1x10 -

:хЮ"°тор.

3.

Вторично включается ионный источник и производится бом-

бардировка ионами азота с определенной энергией и дозо;*!*

4.

Откачка до давления 1x10 тор,остывание образпов до помнатно::

температуры и извлечение образцов,.

Вакуумная установка "Булат-3" содержит вакуумную камеру/Рие,-^ :

:

эрозионными ускорителями металлической плазмы и поворотным

устройством, высоковакуумный и формавакуумный насосы, систему водачи

лигируюцих газов, что дает возможность получать нитридные, парб,идные и

другие слои в покрытии. Скорость осаждения пленки за расстоянии 270 мм от

испарителя до 40 мкм/час. Рабочее давле-вне в камере 5x10 мм рт.ст.

Порядок проведения обработки в установках "Булат-3" следую-

Тщательно промытые л очищенные от загрязнения стоматологические

боры помещают

ъ

кассету и загружают в рабочую камеру,ко-

52.

Рис. 3. Общий вид установки "ПУСК".

54.

тзрая затем вакуумируетея до 5хЮ"

5торв

Бп

У

сгив

в

камеру газ, возбуждают

тлеющий разряд, поверхность изделий подвергают бомбардировке ионами,
дополнительно очищая ее и подготавливая к нанесению покрытий.

По-.завершении ионной очистки проводится дополнительное ваку-*лрование

камеры и между катодом и анодом источника ускоренных снов возбуждается

низковольтный сильнотечный дуговой разряд, :зспечивающий генерацию

плазмы за счет эрозии катода. Ионы плаз-фоку оируются под отрицательным

потенциалом. Для получения покрытий сложного состава в камеру подается -

активный газ (азот), и ионы наносимого материала вступают с нл-в реакцию,

образуя на поверхности изделия сложное по составу хрытие - нитрид титана.

Для установления оптимальных режимов обработки поверхности гвльных

боров с максимальным улучшением их физико-химических —.ств, мы провели

ряд серий опытов. При этом, в одних сериях .. глериментов варьировали дозы и

энергии ионов облучаемого азота, - изменяя параметры ионов облучаемого

аргона,.а в других, наобо-в, варьировали дозу и энергию облучения ионов

аргона, оставляя

ъг

изменения параметры ионов азота. Во всех сериях опытов

после н:-:ой обработки модифицирования поверхности стальных боров ис-

вдовали на микротзердость, износостойкость, режущую способность,

эрозионную стойкость, сгоценкой степени шероховатости самих бо-а до и после

облучения.

Для оценки эффективности и сравнительного анализа свойств мо-

нтированных боров ионной имплантацией, исследовались боры из "вида титана.

2.3. Методики и устройства для физико-химических

испытаний.

2.3.1 Методы исследования микротвердости.

Метод исследования поверхностных слоев на микротвердость

зляется одним из самых универсальных способов определения сте-

зни упрочнения и деформации приповерхностных слоев металлов

сплавов.

Так, в частности, изменения микротвердости по-

зрхностных слоев при различных нагрузках на индентор позволяет

хределять структуру напряженно-деформированных слоев металлов

хосле поверхностной обработки.

С другой стороны,повыше-

но микротвердости поверхностных слоев характеризуется их упрочением после

ионного облучения и является качественным показателем эффективности

данного метода.

Измерение микротвердости (ГОСТ 3550-75) проводилось на тандартном

приборе ПТМ-3 . Прибор ПТМ-З представляет собой микро-хоп, снабженный

специальным предметным столиком и механизмом агружения, в котором

закрепляют алмазную пирамиду Виккерса.

Величина микротвердости определяется по омпёрической

ормуле;

и

1854 х Р . кГ/мм2 ( I)

ь

f

j *

де : Р = нагрузка ( КГ) ;

J

= диагонали отпечатка ( мм2).

В соответствии с поставленной задачей исследования, были роведены

измерения микротвердости имплантированных слоев стоыа-слогических боров

как на косых шлифтах при угле

до

£0°,

так и а поверхности при нагрузках на

индентор Р = 10-150 г."

2.3.2. Методы исследования износостойкости и

режущей способности.

56.

Эффективным методом исследования степени упрочнения рабочей '«аоти

стоматологических боров является испытание металлов на износ, так как трение

неизбежно во всех механических системах и оызывает значительное разрушение

пар трения в результате износа, износостойкость поверхности - это степень

сопротивления поверхности упруго-пластической деформации. При работе со

стоматологическими борами происходит абразивный износ. Абразивный износ

обусловлен внедрением твердого выступа одной поверхности в другую

ж

переносом срезанного материала в пространство между контакти-5„нмими

поверхностями, то есть происходит переход от процесса ■попахивания

поверхности, характерного для адгезионного износа, ж ее срезу.(

ЧЧ

).

Износостойкость инструмента при этом ниже, для адгезионного износа и

определяется как :

(J= G

Н/Р ( 2. ), гон :

О

-

:шосостойкость ; Н - твердость ;

С - функция, определяющая пластические характеристики материала,*

Р - приложенная нагрузка. Износостойкость и производительность( режущая

способность) с!нчных стальных и модифицированных боров нами определялись

просверливанием искусственных металлических коронок и металлических

пластинок, а также по количеству удаленной твердой ткани с/ба в течение

определенного отрезка времени при скорости враще

ж

бора 3000 и 10000 об/мин,

и с нагрузкой 0,5 кгс (4,9Н>. Про-зерливание осуществлялось при помощи

наконечника описываемого алее и на предложенном нами оригинальном

устройстве (рациона-лзаторское предложение

1Ь

732 Ташкентского

Государственного медицинского института от 26 марта 1987 года авторы:

Нигматов Р., абилов Л. : "Устройство для исследования эксплуатационных ха-

актеристик(износостойкости и режущей способности )стоматологи-=ских боров

и фрез"

г

.

Разработанное нами устройство состоит из следующих основных астей ( см.

рис. 4). Установочной плиты (I), соединяющей :э узлы в одно целое;

электродвигателя - 2(шлифомогор ШМ-1); агрузочного устройства - 3,

позволяющего изменять величину на-' рузки на режущий инструмент под углом

30° относительно оси; мконечника - 4, к которому прикрепляются исследуемые

образцы *оры и фрезы); столика - 5, на который закрепляют образцы мате-::ал*а.

Для моделирования металлических искусственных коронок и еталлических

конструкций бюгельных протезов на столике закреп-лэтся пластинки из

хромоникелевой и хромокобольтовой стали. Для жсации экстрагированных

зубов имеются специальные зажимные отройства,обхватывающие зуб со всех

сторон.Для фиксации всех тих образцов материала, на столике имеются

специальные пазы, с акрепляющими винтами - 6.

Устройство отличается тем,что в качестве электродвигателя рименен

зуботехнический шлифмотор, а нагрузка на режущий ин-труменг подается

через нагрузочное устройство под углом 30° направлению бора, что позволяет

контактировать наиболее остро

58

59

Рис.

4. Устройство для испытания эксплуатационных

60

ха

ра

кт

ер

ис

ти

к

ст

о

м

ат

ол

огических боров / описание в тексте/.

61.

выступающие режущие зубцы рабочей части инструмента с исследуемым

материалом.

Для определения эффективности износа стоматологических боров

,последние взвешивались до и после про сверления металлических коронок и

пластинок на аналитических весах ( ВЛР-200) с'точностью до 0,0005 г (

5 т

Ю"

4

) (ГОСТ - 24104-80).

Измерялись максимальные и минимальные диаметры рабочей части

боров при помощи микрометра мК, модель 102, 0-25 мм ГОСТ ;507-78 с

допустимой погрешностью +0,004

ш

. расчет коэффициента износа проводился

по формуле :

= \ , С з.)

о( -

коэффициент износа ;

вес стоматологического бора до опыта (мг) ;

вес стоматологического бора после опыта (мг)

j

$ -

площадь рабочей части бора ( ммм) ;

±

нагрузка ( кгс , Н ) ;

1 -

время ( мин).

При опрете:

ынни

режущей способности зубных боров проевер

: мелись металлические пластинки, специально отлитые для этой

Т

;лп из

хромоникелевой стали ( толщина 2мм), и после завершения мтмта измерялась

глубина просверления. Глубину просверления ме-тмиллческов пластинки

измеряли при помощи микрометра часового : :та со специальным

предложенным нами приспособлением (индпка-т:р часового типа с

ценен

деления 0,01 мм ГССТ-577-58

)о

?лс. 5.

Длл оценки стойкости зубных боров был выбран еще один показатель -

производительность бора. Производительность - зто коли-

63.

еетво удаляемой стружки за единицу времени работы бора. Для того

обрабатываемые зубы взвешивались до и после препарирования обработки) и

высчитывалась производительность инструмента по ормул е:

Q

- производительность, мг/ мин.; M

Q

- вес

зуба до опыта , мг ; Mj- вес зуба после

опыта , мг ; - время обработки, мин.

2.3.3. Методы исследования коррозионной стойкости.

Защита от коррозии представляет комплекс мероприятий,направ-гнных на

предотвращение и ингибирование коррозионных процессов, охранение и

поддержание работоспособности инструментов в трэбу--м:: период

эксплуатации.

Степень коррозионной стойкости металла к воздействию агрес-:зной среды

,то есть степень пассивности играет значительную :ль в эксплуатационных

характеристиках металла.Пассивация поверх-::-ти металла каким-либо методом

снижает его поверхностную энер-' :гз и тем самым изменяет его

трибологические свойстваГГ.. вссивация поверхности металла с помощью

ионной технологии явля-гся наиболее современным

-

; и перспективным.,

методам, обработки :б ерхности.

Исходя из этого, для нас представлял большой интерес, каким -разом и в

какой мере использованная нами методика модифика-хи рабочей поверхности

стальных боров отразится на их антикоррозийных характеристиках*

Для исследования коррозийной устойчивости стоматологических боров

были отобраны в качестве контроля 20 стальных боров серийного производства,

а также соответствующее количество боров этого типа, покрытых нитридом

титана и столько же боров ,обработанных ионной иплантацией.

Стоматологические боры погружались в растворы»-^1$ растворы}*

поваренной соли, едкого натрия, соляной, уксусной, щавельной и лимонной

кислоты,

2?о

раствор хлорамина и 3$ раствор перекиси водорода ( срок от I дня

до 6 месяцев)с периодическим исследованием структурных изменений их

поверхности. Кроме того,такие же образцы в количестве по 10 штук были

подвергнуты 10-кратному воздействию суховоздушной стерилизации по

общепринятой метотине. Образцы были исследованы визуально и с помощью

лупы.

Как известно,при коррозии происходит одновременно две реакции :

1. Анодная реакция (окисление) - металл отдает свои валент-

ные электронн:

Me — Me

2

* + 2е~

2. Катодная реакция ( восстановление ) - в которой за счет

потребления валентных электронов происходит восстановление во-

дорода:

2Н* + 2е_

^И^»

В общем виде модель растворения металла имеет следующую схему:

Ые* ре"ш - Me* ад

- I

Lie*ад - Me

2

*

1

+ е" - П

Me

2

*

1

- Ме

+

- I

65.

Схема представляет собой трехстадийный процесс растворения

металла,при котором атом решетки металла переходит в адсорбированное

состояние на поверхности ( реакция I)

;

далее происходит переход этих

адсорбатов в катионы металла ( реакция П) и переход их в раствор ( реакция III

). Важную роль в осуществлении . :-глх реакций играет состояние поверхности

металла, его поверхностная энергия. Выход различных дефектов на

поверхность пони-хают поверхностную энергию, способствуя переходу атомов

металла вп положений в кристаллической решетки в раствор, тогда как по-

верхностные пленки химических соединений, связывая поверхностные ввомы

повышают ее энергию.

Электрохимическое растворение металлов в электролитах приводит к

тому,что в большинстве случаев у поверхности электрода возникает двойной

электрический слой - поверхность металла приобретает заряд одного знака, а

прилегающий слой раствора - про-охзоположного. Возникающий при этом

потенциал - Эдс является главным параметром, определяющим скорость

электрохимической реак ххи. Изменение разности потенциалов между

электродами в электролите, в зависимости от изменения потенциала

исследуемого электро да, будет характеризовать изменение скорости

электрохимических оэакций или коррозионного тока на исследуемом

электроде:

где : - есть разность потенциалов между электродом сравнения и

исследуемым.

Методикой, позволяющей определить эту зависимость и основанная на

измерении коррозионных токов в зависимости от измене-, ния потенциала

рабочего эдектрода, является потенциостатическая

методика исследования коррозионных процессов.

:

Потенциостатическая методика позволяет более полно оценить степень

коррозионной стойкости поверхности боров и ее изменение после

поверхностной модификации. Поэтому исследование коррозионной стойкости

мы также осуществляли путем определения величины плотности тока коррозии

на основе анодных поляризационных кривых, снятых в 3$ растворе поваренной

соли, а также путем стабилизации по OCT-64-I-7 2-7 2 при помощи

потенциостата типа "П-5827".

На рис, 1 6. приведена схема потенциостатических испытаний, :

использованием потенциостата типа "П- 5827".

По этой методике исследуешь образец - рабочий электрод,по--эщается в

специальную трехэлектродную электрохимическую ячей-ну. Подача

потенциала на исслелуемый (рабочий) электрод, осуще-:тзляется при помощи

вводимого в ячейку вспомогательного электро-да и измеряется относительно

электрода сравнения. В качестве мнектрода сравнения использовался

стандартный водородный электрод, имеющий нулевой потенциал. Запись

кривой анодной поляризации осуществлялась на дзухко^динатном самописце

типа Н-ЗОб, с подачей на координату X потенциала развертки,а на 7-логарифма

тока поля-:::зации от рабочего электрода.

2.3.4. Методы визуального и инструментального

изучения рельефа исследуемых поверхностей. '

Задачей этих исследований являлась сравнительное изучение вбочей

поверхности зубных боров, препарированной поверхности :убов и зубных

протезов.

67.

Материалом для изучения явились стальные,/а также твердосплав-гме

боры и модифицированные боры после ионной обработки. Препаров-

ЭлЕОТОХШиЧЕСШ ЯЧЕЙКА

П-582?

Р

ИС

.

6, Схема потенциостатических измерений

потентостатом "11-5527"

1-рабочий электрод; 2-электрод
сравнения; З-вспомогательный
электрод

у твердых тканей проводили в свемеудаленных(по ордопедичесхх-

оргодонтическим показаниям)зубах человека. Для исключения либок при

сопоставлении полученных результатов, в основном не-

ледовались зубы одной групповой принадлежности.

характеристика поверхности всех исследуемых объектов осу*

эсгвлялась следующими методами:

1. Визуально .

2. С помощью лупы, стоматоскопа ОПН-178 и световой микро-

копии при помощи микроскопа МБС-9 на отраженном свете с уввли-

янием объекта до 80 раз.

3. О помощью скандирующей электронной микроскопии

4. Профалографически с помощью профилометра типа "П-210"

в

Визуальные и

инструментальные методы оценки характеристик гзерхности производились

при изучении:

а) поверхности стоматологических борОЕ опытных и конгроль-

:х образцов, до и в процессе их эксплуатации;

б) поверхности эмали зубов до и в процессе их препаровки;

в) поверхность металлических и пластмассовых зубо-протез-

;х конструкций до и в процессе их обработки.

При исследовании обращалось внимание на рельеф поверхности, вличие

шероховатости, трещин, сколов, образования раковин или -плавок. Достаточно

подробную информацию о рельефе дает микроско ,:л в отраженной свете,где

изменяя угол падения света мы имели возможность получать и объемную

характеристику отдельных элемента исследуемой поверхности.

Растровая электронная микроскопия проводилась при увеличена от хЮО

до х20000 раз. Подготовка образцов к электроннолкроскопическому

исследованию заключалась в следующем:

1.

Отбор материала для-исследования и его фиксация в

2?о

растере

глутар-альдегида на нейтральном фосфатном буфере.

2.

Обезвоживание образцов,пут ем дегидротации в растворе цетона в

возрастающей концентрации.

3.

Высушивание. Высушивание проводили методом перехода крити-

еской точки в аппарате "НСР-2" с использованием закиси азота.

4.

Поверхностное напыление золота. Кроме образцов стомато-:гических

боров, все материалы подвергались поверхностному напы-=нию слоя ' золота,

в специальной установке для ионного напыления • 3-3"

{Qbco

,Япония").

Степень шероховатости режущей грани рабочей поверхности

гематологических боров определялась с помощью профилометра ти-в "П-

210",ощупыванием поверхности алмазной иглой( тип прибора : ГОСТ 95-04-

60-П-Ю). При помощи профилометра определялась также

5роховатость

поверхности твердой ткани зуба после обработки е разными борами, в том

числе модифицированными борами, для опреснения их функциональных

свойств.

Эффективность протезирования и сроки пользования ими, их :стояние в

полости рта во многом зависит от качества шлифовки и мировки

ортопедических конструкций. Вместе с тем, ассортимент 'разявных

инструментов, имеющихся в распоряжении зубных техников врачей-

стоматологов не всегда позволяет получать необходимое вчество обработки

готовых протезов.

В связи с этим, нами исследованы характеристики препарирован-:й

поверхности зубных протезов обработанных разными режущими -

гетруменгаыи. Характеристики препарированной поверхности сплавов

металлов,используемых для зубного протезирования изучалась на

специальных отлитых заготовках кромо ник елевых пластинок размерами

50x20x2 ммм после обработки их в стандартных условиях шаровидными и

колесовидными борами( контрольных и опытных образ-лов).

Характеристика препарированной поверхности стоматологиче-:ких

пластмасс изучалась на 34 стандартных пластмассовых зубах 'Эстедент-

02",производства Харьковского завода ТУ 64-2-264-87, -.асон 12,из которых 5

контрольными, 29 опытными образцами. Обработке подвергались

вестибулярные поверхности искусственных вубов» Все препарированные

поверхности образцов подвергали тем лэ методам исследования,

-

которые были

использованы при исследо-:-алии твердых тканей зубов.

Количественное распределение экспериментального материала ванной

работы представлено в таблице 2..

2.4. Материал и методы клинических, медико-

технических исследований.

Клиническое исследование проводилось у 112 больных обратившиеся в

клинику ортопедической и терапевтической стоматологии i I ТашГосМИ , в

возрасте от 16 до 70 лет ( 37 мужчин, 75 женщин) ;вего были препарированы (

формированы) кариозные полости 144 зу-:зв пациентов.

При проведении общеклинических исследований обращалось химание на

общее состояние организма^ на состояние зубов, на наличие зубных

отложений, налетов. Тщательному исследованию :здвергались зубы до, в

процессе и после препаровки разными

74.

^ S

Вид зубных боров n/nj

| Микротвер-j

дость

1 *

j Износостой-}

кость

!

i

|

Коррозионная

стойкость

}Профилогра-

|фия поверх-'

ности..

!Электронно- !

!сканирующая !

!микроскопия !

Всего:

\ /У ! п. \

!

п.

! /V

1

tu \ Л?

! ^ .!

^ ! V

I. Стальные

17

504

68 168

25

25

16

16

В 48

134 761

2. Модифициро в анные

116

1236

114 314

44

44

34

34

15 90

323 1718

3. Боры с Т£/^ покрытием

17

504

70 170

23

23

19

19

10 60

139 776

4. Твердосплавные

. 5

90

68 168

-

-

5

5

II 66

89 329

В С Е Г О :

155

2334

320 820

92

92

74

74

44 264

685 3584

гituHi

тн

c'l

'uMM

'i'ti.iiiii'niii

ic

.itих.

Oujjim

^9

зидами боров.

Влияние эксплуатационных характеристик опытных и контрольных

образцов 'боров на качество препаровки зубов изучали таким образом, чтобы

исключить возможные вариации твердости и износостойкости зубов у

различных индивидиумов. Поэтому нами подбирались в основном такие

пациенты, которым было необходимо произ-одить препаровку на менее, чем

на одной паре симметричных зубов, рн этом препаровку одних зубов

производили опытными,а других, :знтрольными образцами боров.

Например : б!6 ,

7 1 7 ,

5 ! 5 , 4 ! 4 и т.д. на верхней или нижне! гаяюсти.

Методика стандартизации процесса препаровки и
экспериментальных исследований боров.

На процесс препарирования зуба также оказывает существенное внннне

С

изикс-механические и геометрические свойства режущего инструмента.

Учеств влияние всех параметров препарирования фактически невозможно, и

поэтому ,ыи пользовались методикой Л.Круглика (I960),принимая во

внимание наиболее типичное их очетание : тип

и

качество инструмента -

L

,

частота вращения ~струмента

- A v

, давление инструмента на зуб - р , время

препа-прования - £ •

В процессе обработки конкретного зуба параметры

уь

,Р , и: поддерживали

практически неизменными, так как частота враще-::н инструмента всегда

была I00C0 об/мин., время препарирования : всех опытах ограничивалось

одним и тем же отрезком времени, давление

инструмента

регулировалось

при помощи предложенного i

-Ji

наконечника,ограничивающего давление на

препарируемый зуб

5.9.

(рационализаторское предложение № IOG7 Ташкентского Государственного

медицинского института от 8 февраля 1989 года авт.НИгнатов Р., Терехов

В.В.-"Приспособление к прямому наконечнику,дозирующее давление

инструмента на препарируемый зуб").

Приспособление к прямому наконечнику, отличается тем,что с делью

регулирования и поддержания постоянного

давления абразив-

ного инструмента на препарируемый

зуб^выполнеда с

тарированной Друниной и сцепным фрикционным устройством, имеющим

специальную ~орму .для лучшего сцепления и центрирования валов»

На рис7.

изображен чертеж предлагаемого приспособления

х наконечнику.

Сконструированное нами приспособление регулирует силу за-хепления

фрикционной ...тфты так,чтобы при заданном давлении 'рикционная передача

не проскальзывалась. При повышении давления, относительно

заданного,происходит прсбуксо%ание (проскальзывание) фрикционной

передачи между валом инструмента и валом хривода. Это приспособление

позволяет избежать препарирование в большим, чем необходимо, давлением

на зуб, обеспечивая тем самым безболезненный силовой и температурный

режим препарирования.

Таким образом, параметры

il

Р мы старались сделать наиболее

идентичными, то есть стандартизированными.

Термометрические исследования .

Для изучения степени нагревания твердых тканей зуба во время

препарирования использован предложенный нами электронный тер--ометр

стоматологических - ЭТС-1(рационализаторское предложение

lb

1015

Ташкентского Государственного медицинского института

r t c ,

7о

IipauOii наконечник с приспособлением дознруюпш." давление инструмента па

иропарлруоглш* з„б .

I

-конус сцошюн; 2-^ал нрпводмшп в движении инструмента; 0-регулировочная rail:vo; i O -

B-/ о^снечг^адляи передачу момента и собствошюге

С]

'

С1ТЛ0ШЗЛ

»

II-CB'i

'^LZa.^l

и. ...... ио,У !Г;,:;" iL.

-

, С ;I

?-TapL

ГОъС П:

П

Я

П)УГпТ

:

■ •

о

79.

от 23 февраля 1989 года,авторы:Нигматов Р. ,Зуфаров СА.Дами-дов А. -

"Электронный термометр стоматологический" /Рис.&.Л

Электронный термометр стоматологический изготовлен на базе

пистолета для воздуха от стоматологической установки -УСУ-30, в- конец

которого вмонтирован миниатюрный термодатчиу, изготовленный из

сильнокомпеноированного кремния, который до настоящего времени не был

использован в медицинской промышленности. Термодатчик имеет размер I,Ох

1,0 мм, от него идут два изолированных провода, проходящие через корпус

пистолета. От рукоятки пистолета провода проходят через винилитовую трубку

и подключаются к измерительной схеме. Измерительная схема состоит из

микроамперметра, который градуирован на градусы по Цельсию от 0° до

Ю0°С,

Б основу действия электронного термометра положен эффект •

зависимости сопротивления сильно-компенсированного кремния от

температуры.

Основные технические данные термометра:

1.

Погрешность измерений + 0,5°С,

2.

Пределы измерений от 0° до Ю0°С,

3.

Бремя установления температуры - 15-20 сек.,

4.

Напряжение источника питания - 9 Б, о.

Потребная мощность - 10 Вт.

Б ходе исследования выполнено 360- измерений температуры твердых

тканей зубов, препарированных разными борами на 72 све-

жеэкстрагированных зубах человека.

81.

Рис. 8. Электронный термометр стоматологический

83.

Электродонтометрические исследования препарируешь з'убов.

С целью изучения жизнеспособности пульлы и порога болеЕой

чувствительности зуба использована методика электродиг^ности-:-:и, по

Л.Р.Рубину ( 1950, 1955).

Используя аппарат ЭШ-З ( Ту-64-1-1254-76) мы произвели 214

измерений порога чувствительности у 107 зуб.ов, подлежащих

препарированию до начала и непосредственно после манипуляции.

Изучение образования трещин эмали зуба во время

препаровки.

Для определения частоты образования дефектов зубов во время их

препаровки, нами обследованы IC8 зубов пациентов,обратившихся за

стоматологической помощью.

Из-за трудности стандартизации и регистрации образования

трещин на твердых тканях зубов при различных .формах их препа-

с

ловки ( препаровки под одиночные и опорные котики, под вкладку, хломбу, а

также в зависимости от класса дефектов коронки зуба) .л стремились

использовать этот показатель при относительно идентичных условиях

обработки кариозных полостей под пломбы при дефектах коронки зуба I

класса по Блэку.

Исследуемые зубы осматривались с применением внутриротово-го

освещения от универсальной стоматологической установки. Сбна т/мение

дефектов зубов облегчалось иногда применением стоматоло гхческого

исследования при помощи операционного микроскопа.

Перед осмотром поверхность зуба тщательно просушивалась су ,xi

ватными та.лонами, струей теплого воздуха или эфиром. После этого

поверхность зуба осматривалась путем прижизненного окрашивания. Для

этого поверхность зуба обрабатывалась

1%

раствором метилиновсго синего,

путем втирания намоченного, тампона в течение 2-3 минут.

Нами определялась вначале частота трещин до препарирования, в

потом сразу после формирования полости обычными стальными и нами

модифицированными борами.

Исследование краевого прилегания пломб

Все больные с пломбированными зубами нами были исследованы на

краевое прилегание пломб к стенкам твердых тканей зубов. С :той целью

использован электрометрический способ диагностики праеЕОй

проницаемости пломб, предложенный З.К.Леонтьевым,Г.Г.Ива повой, Д.

м.Стефанеевым ( 1935).

Этот метод основан на способности тканей зуба проводить

электрический ток различной величины в зависимости от ширины ипхрощелп

на границе зуб-пломба при установлении надежного конт .ежду активной

поверхностью электрода и исследуемой поверхностью нуба с помощью

раствора электролита ( 1С£ раствор хлорида кальция). В качестве

измерительного прибора был использован стандарт нмй аппарат для

электрообезболивания "Элоз-Г'( рис.

9 ) .

Всего обследовали 87 зубов у 71 человеку которым после

соответствующего формирования кариозных полостей были наложены

пломбы из силидонта.

Рис. S. Аппарат "Злоз

-I"

с электродами для

86.

электрометрической диагностики краевой

проницаемости пломб

88.

Методика изучения производительности труда

врача-стоматолога.

С целью изучения производительности труда врача-стоыатоло-а в

клинике проводилось определение затрат врачебного времени

ia препарирование кариозных полостей при лечении кариеса

.етрах ГЛ.Базаян, Г.А.Новгородцев, 1968; Р.Г.Синицын с соавт., 974;

Л.Д.Сорокина, 1974 и др:). Для создания идентичных усло-ий при проведении

хронометража брались одни и те не группы зу-оз как указано на стр..5<8, на

симметричных зубах . При помощи екундомера проводилось определение

затрат врачебного времени момента начала препарирования до его окончания.

Во всех случа-х препарирование, скорость вращения инструмента и давление

а инструмент были одинаковые.

Производительность труда врача-стоматолога определялась

о формуле :

,

В ходе клинического исследования выполнено у 134 зубах щиэнтов

определение затрат врачебного гр^еяи на препарировало кариозных полостей

при лечении среднего и-глубокого кариеса.

В таблицах № 3 и $ 4.

предстаЕлен.0

количественное распре-тление

клинического и медико-технического материала' данной

.боты.

5

I J M l i l ' f O i " Г I I t l l i l H I Д l | l l U l 'iH .!!■ ,'1' l l l i M ! ' M i l l t ! t ' l t W IH
H ' l 1 1ЛМТ11|

> l \ i \

.11 (

5

Вид зубных боров

!Кол-во !

обследо-

•ванных

больных

!Кол-во

!Электор- !Измерение'Определе-!Измерение!Всего про

|пренари-

!одонтометIзатраты !ние тре -!краевой 'веденных

!рованных !рическое !врачебно-!щин твер-!проницае-|измерений

!зубов

!исследов.|го времеы!дой ткани'мости з-в|

Стальные

Модифицированны

е

53

53

68

51

5G

64

70

51 57

42

45

208

228

5

ВСЕГ
О:

112

144

107

134

108

87

436

Вид зубных
боров

—(— --------- ir.
---------------- -

j Производитель-j

ность бора

Г С

--- ..... --------------- "■ * г —

1

j Термометрия наг-}

рева твердой • ткани

зуба

-)—-— —

j Профилография j

*" поверхности

j Электронно-ска-

}нирующая микро-

скопия

—Г - ' -- ■ —г-—

■—■—
Всего:

!кол-во

!зубов

!кол-во

!исслед.

!кол-во

!зубов

!кол-во

!исслед.

!кол-во

!зубов

!кол-во

!исслед.

!кол-во

!зубов

!кол-во

!исслед.

!кол-во !кол-во

!зубов !исслед

I. Стальные

25

75

24

120

12 .

12

8

48

69

255

2 .Модифициро-

ванные

25

75

24

120

35

35

38 228

122

458

3.Твердосплав-

ные

4. Алмазные

25

75

24

120

22 17

22 17

14 14

84 84

85

31

301

101

Всего

75

225

72

360

86

86

74 444

307

III5

Примечание:

- количество зубов

- количество исследований

to

94.

Статистическая обработка полученных результатов

исследования

Все материалы клинического и экспериментального исследования были

подвергнуты статистической обработке по методу Стьюдента-- шлира*

Широкое распространение электронно-вычислительных машин ^ЭВМ)

различных типов создало благопричтные условия для внедрения средств и

методов вычислительной математики в медицине. Использование этих средств

позволяет экономить время, затрачиваемое исследователями на проведение

статистической обработки резу-пьтатов клинпко-экспериментальных

исследований( КЗИ).

Существующие методы статистической обработки КЭИ очень труде емки,

многоэтапны и для их применения необходимо абсолютные цифры переводить

в десятичные логарифмы с последующим вычислением :реднего

арифметического значения (Ы) , среднего квадратного :тклоения (<^>),

стандартной ошибки

(ууг)

и показателя точности

С целью облегчения и-ускорения . статистической обработки результатов

исследований мы использовали метод обработки полученных, результатов

исследований с помощью программы для микрокалькуляторов ( ГЖ-52, Ж-56,

Ш-61 и другие программируемые микрокалькуляторы) ( Кадыров I.K. и

др.,1987).

Обработка результатов КЭИ состоит из следующих этапов: I. Выбор

алгоритма.

95.

Подготовка микрокалькулятора к работе. 3. Составление

и запись программы в память 331*.

i .

Введение исходных

данных.

5. Получение результатов.

Выбранный нами алгоритм для составления программы представляет собой

сумму четырех алгоритмов, т.е. : М - среднего арифметического ; & - среднего

квадратичного отклонения ;

wl-

стандартном ошибки j показателя точности .

I

См. приложение 2).

2.5. методика расчета экономического эффекта от

улучшения качества стоматологического ■

инструмента

Расчет экономической эффективности от совершенствования губного бора

и улучшения качества оказания стоматологической лспощи нами проводился

на основании методических рекомендаций

А

-.2

комплексной оценке эффективности мероприятий,направленных мм

ускорение научно-технического прогресса, утвержденных постановлением

ГКИТ СССР и Президиума АН СССР от 3 марта 1968 г,

Z

60/52 по формуле ( I

) :

3 = Р - 3 , ( I ) г г

г

где : Р

р

- стоимостная оценка результатов мероприятия НТП,включающая

основные и сопутствующие результаты на расчетный год

З

г

- затраты на реализацию мероприятия НТП за расчетный год.

96.

Кроме экономического эффекта существует к социальный зф-*5пт,

который выражается в облегчении п повышении производи-тзльности труда

врача, стоимостная оценка которого осуществлл-
тся с использованием формулы (2) методических рекомендаций:

де : Р

р

- стоимостная оценка социальных результатов

мероприятия НТП в году Г ;

R

r

-

величина отдельного результата ( в натуральном измерении) с учетом

масштаба его в году Г;

Д

г

- стоимостная оценка единицы отдельного результата

б

году Г ;

количество

показателен,учитываемых

при

определении

воздействия мероприятия на социальную среду.

Стоимостная оценка единицы отдельного результата в году почитывается

по формуле ( 3 ) :

^

=

к

(3),

те : Зср - средний уровень заработной платы з?. I н а с ; Ь - число

рабочих часов в год.

Величина отдельного результата (

R

r

)

с учетом масштаба во в году, т.е.

количество высовободившихся рабочих часов,исходя л коэффициента

работающих 0,5 ( без учета несовершеннолетних, гнсионеров, домохозяек)

определяется по формуле ( 4 ) :

R

r

= к . £ . д£ , (4)

те: К - коэффициент работающих ( 0,5) ;

97.

- освобождение рабочего времени I больного,посещающего сто мат слог

нч е скую п о л шел инику;

сокращение числа больных,посетивших поликлинику в год, при

использовании усовершенствованной техники,инструмента.

Стоимость затрат на реализацию мероприятия НТП(Зг) за рас-.-тный год

осуществляется с использованием формулы ( 5) :

З

г

- С

м

х

У ,

( 5 )

где : 0.. - стоимсоть одного модифицированного стального бора,* у/

1

-

количество обработанных боров,используемых в стома-

тологиче ской поликлинике. Стоимость обработки одного стального

бора ( С ^) высчи-тывалась по формуле ( 6):

п

С-^хС

т

) +fK

q

- Сап)

/

А

ч

06

- — /л i --------------------------- '

К

9

где :

Ж -

годовой объем модифицированных стальных боров ; Cj - стоимость

нового стального бора - 4,5 коп. ; К

0

- капитальные затраты на всю

программу ионной

98..

имплантации

з

С

ап

- стоимость аппарата для ионной имплантации;

- коэффициент повышения стойкостных качеств стального

бора после ионной имплантации рабочей поверхности по

отношению к новому стальному - 2,0

- количество лет необходимых для выведения средней

стоимости одного модифицированного бора.

99.

ГЛАВА III.

ФИЗЖО-ХИШНЕСКИЕ СВОЙСТВА И
ЭКСПЛУАТА

Т

'ШНННЕ ХАРАКТЕРАИШ

СТОМТСЖОГДОЗСКИХ БОРОВ • ДО И ПОСЛЕ ИОННОЙ
М1ЛАНГАЦИИ

Как уже указывалось, настоящее исследование было направлено на

изучение возможности использования и оценки эффективности методов ионной

технологии для улучшения физико-химических свойств и эксплуатационных

характеристик стальных боров. При этом выбор оптшальных нараметров

ионной обработки основывался . степени улучшения основных характеристик

стоматологических боров.

С этой-пелъю мы испытывали ионную обработку стоматологических

стальных боров в разных комбинациях, маневрируя дозу, энергию

последовательность обработки ионами газов - аргона и азота.

Многократные наши исследования привели к убеждению, что :бработка

стоматологических боров только отдельными газами не приводят к желаемому

увеличению их физико-химических и эксплуатационных характеристик.

Учитывая данные ряда авторов /х.Риес£х,

^•бгршма,

мы

решили исследовать

два вида газов - химически активный азот

л

инертный-аргон в разных

комбинациях доз и энергии для изыскания оптимальных параметров

обработки.

Степень улучшения физико-химических и эксплуатационных ха-

рактеристик стоматологических боров мы определяли путем исследования их

рабочей поверхности на микротвердость, износостойкость ж коррозионную

устойчивость, а также по характеру изменения хкроструктуры поверхности.

3.1 :г1ЖР0ТВЕРД0СТЬ БОРОВ.

100..

Для установления оптимальных режимов облучения стоматологи-еоких

боров с целью их новерхностоного упрочнения, нами были

101.

.t

, ... i - i . . > . . , ; ■ i i A

иирии

Л1

.aujiH'iuuTxw

и^леричтй микротвердости

Виды стоад-1 Количество томатологвческих боров !

количество измерении

тологлчьс ]|[

а

^

Л1ая

поверх». ! Коске шлифы об-

! Поверхность J Косые шлифы

ооразцов

'разцов

i

!

i~

7

----------- 1

, ------- I

г ---------- ~ ------------- т ------------- , -----------

1

*в зависнув зависим яродоль!допе-

{всего *,в задней!в зависи-',на про- {на попе-

} мости от J

o t

нагру! ные 'речи.

'

jмости от J мости от '.дольных 'речных

{дозы и !з"ки на ! шлифаi !лди-лы

!

{энергии }нагрузки (шлифах !шлифах

{энергии J индентор!

i

}и дозы !на инден-j

j

•обработк! „ _ _

'тоо

!

всегс

Стальные

модифицирован-

ные " ™

9

и

7 14

ь

6

17

116

54U

294

444

за

120

144 1236

к:ос оороз

OU4

ьоры с нитрид-

титановым по-

крытием

Твердос плавные

ВСкГО:

а

7

2В

Ь

о 21

16

17 б

165

04U

294

9а 90

378

120

334

Ои4

9а

2334

о

103.

сведены исследования в зависимости от дозы, энергии и вида ио-в.

Сравнительные измерения .микротвердости проводились как на альных борах,

облученных ионами, так и на борах с нанесением них нитрид титановых

покрытий.

Применение метода измерения микротвердости для анализа по-рхностных

свойств модифицированных слоев металла, позволяет енить степень их

упрочнения. Нами были исследованы образцы альных боров, изготовленных

из марки ХВ-5, до и после имплан-рования ионов Ар и V

+

при плотности

ионного тока

j,

= 2мкА/см~. '•герения микротвердости "проводились в

интервале нагрузок на -знтор Р=10-150г, данная методика измерений

позволяет полу-ть информацию о структуре напряженно-деформированных

приповерх-етных слоев металла

/ c Z M $ u t

<bcfg,

r

u

*t

f

b.O.^oLoMSSon.

, 1285 /.

иные о количестве исследованных стоматологических боров и тичестве

измерений микротвердости, дающих представление об ъзме выполненной

работы, представлены в таблице № 5>.

Ыикротвердость образцов из стальных боров, составляющих нгрольнуга

группу /без какой-либо обработки/ находилась в пре-

zax

720 до 900 кг^мм^ по

всей толщине рабочей части образцов.

В таблице

У

М

. представлены изменения микротвердости об-~цов,в за

висимости от дозы и энергии ионной имплантации аргона взота.

Из таблицы 3.2 видно, что микротвердость образцов изменяется

зависимости от энергии и дозы облучения ионами аргона и азота. , при энергий

аргона меньше чем Е=75кэВ и дозы Д=10

14

, микро-рдость увеличивается

незначительно, т.е. до 650-850кгА;м

2

.

Более высокие энергии ГЫООкэВ аргона в дозе Д=10

16

и/мм

2

-ичивают микротвердость такке не-существенно /1220-1300кгДм

2

/,

большую эффективность дали обработка при энергии аргона Е=75-

кэВ и дозы Д=10

14

-10

15

и/см

2

при энергии

Е=30-40кэВ и

а Д=Ю

17

-Ю

18

и/см

2

увеличение мявротвердости доходило до

Таблица

в

ывкротвордость сталышх боров

ъ

зависниости от дозц и

сШориш

последовательно.;" ценно;!: гплхлинтацнл аргона и азота

; 1

-ал стадия обработки ионами ;

аргона

; 2-ая стадия обработки ионами ' ;

азота

; н

J,

1,-

; опоргпл :

» •

Доза

?

Д

-

д

он/сиг

- •

; Энергия \

2—

кэ-Ъ

t

Доза

о

Д-и он/ сьг

;

/ 2

КГ/ШГ

1 р

СО

I 0

io

15

ю

15

650-700

2

0

75

■ ю

14

2 0

350-1300

Оо

90

ю

15

.

30

5.I0

17

1360-1700

1»

'j. •

100

I0

IG

40

1460-1970

G o

ПО

• I0

lu

,i

г;

1U

т о

5*±0

1и

720-900

ilapaiaOTpb

обработки

ихнкротвсрдость

105.

от. 1360 до 2000кг/мм

2

.

Ка рис.Ю. приведены значения микротЕердости поверхности

стоматологических боров, облученных вначале ионами аргона с

различной энергией /Е=10-Ю0кэВ/и в определенной дозе Д=Ю

10

ион/см

2

, и последующим облучением этой же поверхности ионами

азота с Е=40кэВ и Д=10

18

ион/см

2

- кривая I, а также боров,

облученных ионами аргона с Б=100кэВ и Д^Ю-^и/см , с последую-

то

о

щим облучением их ионами азота с Е=10-100кэВ и Д=Ю "ион/ом^ кривая 2.

Данная зависимость позволяет определить режимы предварительного облучения

поверхности боров при различных энергиях и дозах ионов аргона, так кривые 3

и 4 получены поверхностей,, облученных ионами аргона с Д«10*

4

и

Д=10~

6

и/см

2

соответственно, при тех же режимах, что и кривая I. Как видно вз

кривых 1,3,4 проведенных исследований,наибольшее изменение

жЕкротвердости наблюдается при предварительном облучении боров нонами

аргона с Е=70-100кэВ и дозах Д=10 -Ю^ион/см**, а затем ионами азота

Е

д

,+=40кэВ,Д

/у

+=Ю

х8

ион/см

2

с Н=900 до Н=1800-СОООкг/мм**, т.е. более чем в

два раза. Увеличение дозы облучения или энергии ионов не дает существенного

увеличения микротвердости. Последующие облучения поверхности ионами

азота /кривая 2/ в зависимости от энергии ионов также дает резкий подъем

млкротвердости

б

интервале энергии Е=30-4СкэВ.

В таблице 7. приведены результаты испытаний на микротвер-нэсть

имплантированных слоев на борах в зависимости от энергии

z

дозы облучения

ионами азота юсле облучения поверхности /предварительно обработана ионами

аргона с ЗЫСОкэВ при Д=10

15

ион/см?/ з приведенной таблицы 3.3 видно, что по

мере увеличения дозы в энергии облучения, микротвердость поверхности

возрастает в 2-:,2раза. Однако, уже при Е=^=50кэЗ или дозах выпе

Д

/у

,+=Т0

18

ион/см

2

наблюдается некоторое снижение прироста микротвердости.

Рио. .10. Изменение микротвердости / Н/ стальных боров в зависимости от

энергии ионной имплантации аргона и азота

кривая I -предварительная обработка ионами аргона Вгдиа-пазонерэнергии

Е =10-100 кэБ и дозой Д =10

и

ион/cwr с последующей

обработкой ионами азота Е =40 кэБ и Д =1О

10

ион/см

2

;

кривая 2 -S =100 _кэВ,Д =10

15

ион/см

2

и Е =10-100 кэБ, Д =10

х8

ион/см

2

;

кривая 3 -Е =Ю

г

х00 кэВ.Д =10^ион/см

2

и Е =40 кэм, Д =1С

1Ь

ион/сгГ;.

кривая 4 -Е =10

Г

Ю0 кэБ.Д =10

16

ион/см

2

и Е =40 кэБ, Д =10^

а

ион/см

2

.

L

таблица

К

I

Изменение поверхностное ьМиротъердостл II

i i : v /m, r )

• ' j

сБо.латол

огпчес:слх

стальных

боров

и

зависимости

от

дози

:з

энергии

азота

I

ГГ." ,

L

(предварительная обработка иоиа.ш аргона с iii-iOO кал и Д-10 noi/ci,^).

I

д—

ае

и!

а

16

кэь

: 20

i

:3xj

X

40

кэБ :

a

0

к

ЭхЗ

- 1 о . , , . *

CiVi :

740

: 705

*

•

795 :

cJ4o :

850

- lw ,

у

- p

: 790

•

•

i?95 : 1005 :

910

±7.

905

: I2oQ

•

•

1од5 : 1675 :

io20

±0

Хи

п ее ^

/
.
.

985

: •I4i0

•

•

Io50 :

1950 :

1410

- j. w,

iilO

; ieou

•

•

•

1

g

65

i

1520

Io75

hpnivi

знание; Исходи:

iLup;

;ogtl

CTceibiiiiX

боров

11-720

Ki^ivB?,

<2

г
-

C
D

8.0.

На рис JIпредставлены результаты испытаний на микротвер-дость

поверхностных слоев боров в зависимости от дозы их"облучения при

постоянных значениях энергии бомбардирующих ионов для аргона Е=100кэВ,

для азота Е=40кэВ/. Предварительное облучение поверхности боров ионами

арогона с Вд.^ЮСкэВ и последующее облучение их ионами азота с E

v

+~ 40кэВ

и дозе азота

Л^+-

Ю

1а

и/см

2

с ростом дозы облучения аргона выше Д=10

15

и/см

2

происходит спад прироста микротвердости /кривая I/. В то же время подл

едущее облучение поверхности ионами аргона и азота с ростом дозы

имплантации азота, начиная с Д=Ю и/сып приводит к постепенному

возрастанию микротвердости поверхностных

о

слоев стальных боров с выходом на максимум до К=2100кг/мм

Л

' при

1=10^ион/см

2

/кривая 2/.

Для определения влияния ионного облучения на структуру и свойства

приповерхностных слоев нами были проведены также ис-еледввания

микротвердости слоев повергнутых имплантации ионов как при различных

нагрузках на индентор, так и на косых шлифах з зависимости от режимов

ионной имплантации. Ьа рис 12.представлены результаты измерений

микротвердости при различны:»: нагрузках на индентор прибора Ш'ГГ-3

/микротвердомера/ на стоматологических стальных борах, облученных ионами

аргона с Е=100кэВ

z

дозы Д^ГО

1

* и Д=10

хо

и/см

Л

/крявые I и 2 соответственно/, а

такке на борах с нанесенными на них покрытиями из нитрида титана /кривая 3/.

По оси абсцесс на рис.3 отложены глубины вдавливания алмазной пирамиды

при различных грузках на пирамиду, пересчитанные из величины диагонали

отпечатка на исследуемом /атериале, согласно формуле расчета,

предложенного Григоровичем В.К. /1976/.

10°

Ю

м

iO

iS

iO

i6

Ю

№

Ю» i<?°

900
бО
О
ЗО
О-

Рис. II, Изменение микротвердости / Н/ стальных боров в

зависимости от дозы ионной имплантации аргона и

азота

кривая I -I =100 кэБ, Д =10

13

-10

18

ион/см

2

и 5 =40 кэВ, Д

=1С

18

ион/см

2

;

кривая 2 -Б =100 кэВ, Д =10

хо

ион/см

Л

и

I =40 кзБ, Д =10

х3

-1С

19

ион/см

2

.

ai

лН ,

^5oo ■

120О

I

------
1

Д~НОН/ам*

Рис.12. Изменение микротвердости Н=/Н * -Н / облученных

стальных боров/1,2/ и" стальных боров с Т ■: v

покрытием /3/ в зависимости от глубины внедрения

пирамиды

кривая 1 - Е =1С0 кэВ, Л =Ю

1б

ион/см

2

и 3 =40

кэБ, Д= Ю

18

ион/см

2

;

кривая 2 - Е =100 кзЕ, Д =10 ион/см и Е = 40

кэВ, Д =Ю

17

иок/см

2

;

кривая 3 - е TV//' покрытием / = 5 мкм/.

-зоо

112.

где

L.

- глубина вдавления d -

диагональ отпечатка.

С другой стороны,известно, что по величине изменения микротвердости

можно оценивать степень напряженно-деформированного состояния

приповерхностных слоев на облученных материалах /Бочвар,1251/. Как видно

из кривых на рис.3 для боров, облученных по описываемой методике, при

малых нагрузках на лядащтор определяется резкое повышение

микротвердости, которое затем снижается до величин,равных исходной

микротвердости. ~ри этом на борах, облученных при малых дозах ионами

аргона

наблюдается резкое снижение микротвердости в обла-

сти глубин внедрения 3-4мкм, тогда как повышение дозы облуче-

ния

приводит к более плавному изменению микротвер-

дости без такого снижения.

Поверхностная микротвердость боров с покрытиями из нитрида-титана

превышает микротвердость имплантированных /модисици-гованных/ боров.

Но при этом с повышением нагрузки на индея-:эр, т.е. при больших глубинах

внедрения выше

L -

5мкм происходит существенное снижение

микротвердости, даже до уровней нпгхе исходной величины.

И^хчение^глубины^модй^ш

После ионной имплантации поверхности образцов, нам было л^тересно

узнать, на какую же глубину происходит упрочнение [поверхности стальных

боров, т.е. на толдину имплантации ионов .i-TH же влубже нее, т.к.

имплантирующие ионы внедряются в тол---:у до 1-2мкм. Для этого нами

исследованы микротвердости еталь-ах боров по косому шлМу /^=10% Образцы

113.

исследовались после »:дидикации поверхности ионами аргона с энергией

Е=80-100кэВ и

дозой Д==10

15

и/см

2

с последующим облучением ионами азота с энер-

гией Е=40кэВ и дозой Д=С0-°и/см^ /рисДЗ.крлвая

If/

И после

покрытия нитридом титана /кривая 2,рис.13/.Измерения микротвер-

дости начинали проводить с расстояния 2мкм от обработанной по-

верхности. На рис.4 представлены кривые относительного изменения

микротвердости по шш?у в зависимости от расстояния поверхности

кяутри. Как #идно из графика микротвердость образцов после об-

лучения ионами повышается, а затем с 5-8мкм глубины начинает .

медленно спадать, оставаясь выше исходной до глубины 50-60мкм,

что более чем на порядок превышает глубину имплантации. По при-

веденным кривым можно оценить эффективную толщину модифициро-

ванного слоя; так как глубина имплантации гораздо меньше моди-

фицированного слоя, то основной вклад ./согласно

Томпсон

'.,1971; Быков В. л др.,1977/, в упрочнение металла на такую

глубину дает радиационное де-Тектообразованке и раднционно-сти-

^уллроваяные процессы, происходящие в процессе ионной импланта-

гла. Приповерхностная микротвердость боров с покрытиями из нит-

,.лда титана существенно выше, чем для имплантированных слоев

. Л

о(5л

=1960 кг/мм'

0

, Кр

у

=2200

КГ

/

MM

'V,

НО

уже с/

п

=5-бмхш проис-

тсдит снижение или разупрочнение приповерхностных слоев, т.е.

ипкротвердость ее становится ниже, чем исходная. Хотя в дальней-

же:л микротвердость незначительно возрастает а на глубинах выше

if0-180 мкгл доходит до значений соответствующих исходному, не-

•:работанному бору.

Таким образом, исследование микротвердости модифицированных -разцов

стальных боров в зависимости от последовательности об-ботки ионами

114.

аргона и азота, энергии л дозы ионно:; импланта-

-2

позволяет определить и

технологически оптимальные режимы иной имплантации, и степень

напряженно-деформированного состоя-имплантированных слоев. При этом

небольшой прирост микротвер-

115.

Ряс 13, Изменение микротвердости обработанных стальных

боров относительно контрольному образцу

/пунктирная линия/ по косому шли<|у

кривая 1 - микротвердость стальных боров обработанные

методом ионной имплантации;

// кг/лил

г

2600

б

-40

80

-120 *60 200 240

АмКМ

116.

кривая 2 - микротвердость стальных боров с ионно-

плазменным покрытием нитрида титана.

117.

дости мы получили предварительный имплантацией аргона в режиме Е=80-

Ю0кэВ, при Д=10

15

и/см

2

с последующей обработкой азотом с Е=40кэВ и

Д^ХО^и/см^. При всех режимах обработки наблюдается почти линейная

зависимость поверхностной микротвердости от

T P "

О

ТО

дозы имплантации азота в пределах от Д=10- ион/ем*', до Д=Ю

Х

' ион/см

2

.

Исследование микротвердости по косому шлифу показывает возрастание

.поверхностной микротвердости до, 50-80' мкм глубины.

Испытание стальных боров на микротвердость после их нитрид

титанового покрытия показало, что в пределах толщины покрытия

микротвердость значительно выше, чем на. борах, подвергнутых ионной

имплантации. Однако, материал поддонки становится по микротвердости

ниже, чем исходный,т.е. хотя покрытия из нитрида титана обладает высокой

твердостью, материал подложки разу-прочняется по-видимому, в связи с

отпуском термически закален

ной

стали.

3.2 ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ И

ТШУ ЛШ

СПОСОБНОСТЬ БОРОВ

Изучение износа стоматологических стальных боров в

зависимости от режима ионной имплантации

Наряду с микротвердостбю большое практическое и теоретическое значение

имеет износостойкость стоматологических боров. В связи : этим нами

проведено изучение влияния последовательной ионной .^плантации сначала

ионами аргона, затем ионами азота, а также влияния дозы и энергии обработки

на износостойкость рабочей поверхности стоматологических стальных

бороЕ.

Согласно рассматриваемой экспресс-методике испытаний на -

HOcocToiiKOCTb были исследованы стоматологические боры с различ

2 л

конфигурацией режу чей части:колесовидные, шаровидные, ;Т.ас-урные,

118.

изготовленные как из стали ХВ-5, так и твердосплавные из

г

!-6

й

1 /прототип/,

боры, обработанные ионными пучками и ионно-

п/п

Вид зубных боров

По времени ceepjiTo глубине

ления на износ j сверления

По количеству

просверленных

отверстий

По величине

разреза метал-

лической

коронки

В С Е Г О :

п

±JL

п

! !

1

Д1.

I. Стальные

10

60

10

60

36

36 12

12

68

168

2. Модифицированные

20

120

20

120

48

48 26

26

114

314

3. Еоры с Т}.У покрытием

10

60

10

60

36

36 14

14

70

170

4. Твердосплавные

10

60

10

60

36

36 12

12

68

168

ВСЕГО:

50

300

50

300

156

156 64

64

320

820

Примечание:

l-v -

количество зубных боров

V - количество измерений

со

as.

плазменным напылением нитрида титана. Данные о количестве исследованных

боров и количестве измерений износостойкости, дающих представление об

объеме выполненной работы, представлены в таблицей.

Испытания проводились следующим образом: для шаровидных боров - на

металлической пластинке из хромник&яевой стали марки П5Н15, толщиной

О,.23мм просверливались отверстия до его затупления. Для колесовидных и

сассурных боров на такой пластинке делались разрезы, к.ак бы

воспроизводилось разрезание стальных коронок. При этом до и-после

просверления опре-дел.йлся максимальный и минимальный диаметр рабочей

головки бора.

Нами было изучено влияние энергии и дозы ионного облучения азотом

стальных боров на их износостойкость. На рис14 и15 приведены результаты

испытаний на износ в 'зависимости от энергии и в зависимости от дозы,

имплантируемых ионов азота. При этом образны предварительно

обрабатывались ионами аргона с энер-

т с

гией Е=100кэВ и дозой Д=10 ион/см^. Лз представленных кривых видно, что

износостойкость имеет прямую корреляцию с изменениями микротвердоети. То

есть наибольшая износостойкость получается при аштлантациях, которая дает

наибольшее увеличение МЕкроввердости /при энергий азота Е=20-40кэВ й дозы

Д=10

17

-10 ион/см*-.

Поэтому дальнейшее исследование мы проводили при слрдуто-тих

параметрах: предварительной имплантаций с энергией Е=Х00кзВ

тс;

i 2

дозой Д=10 »юнрм последующим облучением ионами азота с энергией Е=20-

40кэВ и дозой Д=Г0

17

-10

18

ион/см

2

.

В таблице9. • представлены сравнительные данные о количестве

просверленных отверстий разными борами. При этом предварительное

облучение аргоном с энергией ЕКГОСкэВ и дозой Д=Ю

15

ион/civr, а затем

ионами азота с энергией Е=40кэВ и дозой Д=

ManfflR П|мн'.||и||,!и

.|||||.|Ч

icriit Tll(l li Лр.п.шШСиДШЮМ

сталь
ной
пласт

инке разными видами стоматологических боров

к- КОЛ-ВО р

Р !во !отвер-!

|б0-|СТИЙ

I

ррв_ ___

Iиссле-

дован-

1ных

jборов

ВСЕГ
О

36

48

36

36

156

1 Стальные бо]эы

_!^1р1шф^

бо_ры].Ьоры £ Т/^^покрьтт.

]Тзер11р_сплавнь1е_

бррйг Всего

Р

Вид стомато-

логического

бора

Шаровидные

12

Ю,3±0,8

24 25,6±2,7

^0,001

Колесовидные

12

6,08±0,5

12 16,Oil,4

<^ 0,001

Фиооурные

12

2..,0il,I

12 34,8*2,9

< 0,001

! !

! I

t

к-во количест- к-во количест-*

!борэв!во от-

I

бо— !во от- !

j

|зерстий

|ров гверстий

j

!

!

»

квво количество-

!во от- !

jpoB

f

верстий

j

124

00 CD

S
O

30

AO

SO

60
70

8
0

Рис. 14. Относительная износостойкость / ^/обработанных стальных

боров в зависимости от энергии ионов азота

/предварительная обработка ионами аргона с Е =100 кэВ,Д

=10

13

ион/см

*У

и Д =10

Х/

и/с

<4
Q

л w
%

iZO

100

80

60

AO

SO'

юо

80

60

40

20

ион/си*

126

1-Ю

(
О

ю
"

Рис. 15. Относительная износостойкость стальных боров в зависимости от

дозы обработки ионами азота/предварительная обработка

ионами аргона с Е =100 кэБ

Д =

I

0

1o

HOH

/

CM

V

И

Д

=40

кэВ.

9

.1.

Ю^дон

/см^

повышает долговечность боров в зависимости от гео-метрии

режущей их части в 1,5-2,5 раза. Твердосплавные боры обладают достаточно

большой износостойкостью и в 3-4 раза превышают долговечность

необработанных стальных боров. Нанесение покрытий из нитрида титана не

только не дает какого-либо повышения, но и снижает долговечность стальных

боров.

по

сравнению с необработанными.

В таблице 10. приведены данные об испытаний боров на износ. При

этом критерием оценки износа служили уменьшение максимальных и

минимальных размеров рабочей головки бора до к после испытаний.

Исследования показали, что необработанными шаровидными борами

монно сделать до 10 отверстий, а модифицированными - в 2,5 раза больше.

При

этом

максимальные и минимальные диаметры контрольных боров

уменьшились на более чем 0,24-0

г

,25мм, тогда как диаметры

модифицированных уменьшались всего в пределах Г,12-0,13 мм. Таким

образом^увеличивавтся не только эксплуатационные характеристики во

много раз после ионной обработки, но и уменьшается износ рабочей части

инструмента. Такая же закономерность обнаружена при испытании

колесовидных и фиссур-нах боров. Испытания боров с нитрид титановым

покрытием в :бычных режимах обусловливали закономерное снижение

эксплуатационных характеристик и повышался износ рабочей части ин-

струмента в пределах до 20$.

л

^§2£ЛГ£_£Пособн^

Оценка долговечности стоматологических боров проводилась

во коэффициенту их истирания путем сверления отверстий в

/ментальной пластинки из хрокикелевой

стали путем определения

таи лица

гО.

Сравнительные данные изменения размеров рабочей части боров до и

после испытании на износ

wopi'ia

отоматодо- !к-во

гических боров lupoid вид

обработки !свер-

J лен.

!отв.

____________ Диаметр jjopa - ^ ________

[о

испытаний

! После испытаний

t

! „ , !

г

Д м*«- мах ад м^^'Д мах

контроль

lapojjM.rjiiie

ЬпО/.'Л'л'Ш.
'р. с Tl*/
пбкр,

IU
о 8

,14

2,III
1,66

1,-95

1,00
1,49

1,90

1,98
1,39

0,24
U,25
11,21
12,82

0
,
1
3

5
,
7

1

6
,
9
9

0
,
2
9

1
6

,27 19,46

Д

! Д мах

о.

а ,12

г

i

■ ! Процент износа

!к

начальному,

Д мах

1,70

1,73

1,20 0,27

129.

контроль

о

1,64

1,40

1,45

1,21

0,19

В,19 11,59 13,5?

иОЛСОО

ВИД. 1 лодиу !-

циновки <;i

;e

* 16

о u f/ по ко.

4

контроль :■

1Сл^'1и:щр.

С

Т»г/ ПОКр.

I,6U

J.G4

1,43'

1,42
1,44

1,38

1,39

1,23

1,19
1,25

1,44

1,33

1,32

1,35
1,28

0

,

1

6

U

,I

0

1

0

,

U

0

1

1

,

5

9
й

,

3

1
и

,

2

'

1,и4
0,11

U,19
7,69
10,45

4

,9
3
11
,1
1

35
16

У)

и

18,90 17,99

0,07
0,16

3,36
16,8

и , 04
U , 21

1,21
1,14

1,15
1,04

fo

131.

потери массы стоматологического бора. А по глубине обработки опр деляли

режущую способность того или иного вида бора /таблица Л

и

А

Как'видно из таблицы П. ионная имплантация существенно повышает

износостойкость стальных-боров и по стойкости приближает их к

твердосплавным борам. Так, коэффициент истирания их уменьшается по

сравнению с необлученкыми образцами до величин оС =0,0058 - 0,005 против

^=0, 0198 ± 0.001, хотя и недостя-гает еще величин $ =0,0031 -0,004

определенных для твердосплавных боров .которые являются

итпдолее

прочными и долговечными.

При этом мы видим, увеличение режущей способности стальных боров

после их ионной имплантации глубина обработки металлической

пластинки за 3 минуты работы доходит до 0,2431 + 0,003 мм,против 0,197 -

0,005 мм для обычных стальных бороЕ без ионной обработки.

Нанесение твердого покрытия нитрида титана ионно-плазмен-ным

методом на стальные боры не дает улучшения износостойкости, а приводит к

небольшом/ ухудшению, что видно по возросшему коэффициенту истирания

до величин сх =0^675 - 0,006 и по глубине обработки металической

пластинки, где она доходит лишь до 0,121 - 0,003 мм, т.е. данное покрытие

наоборот ухудшает долговечность и режущую способность стальных боров.

Для выяснения кинетики износа стальных боров после ионной

обработки, исследовалась временная зависимость износостойкости их через

определенное время обработки стальной пластинки /таблица 12 /. При этом

параметры повышения износостойкости боров после ионной имплантации

были во всех случаях статистически достоверными / Р/ 0,05/.

Сравндтельнсе данные нзн ос ос тонкости п рожушей способности стоматологических

боров при сворленнп шли стальной пластинки (ъреия сверления - 3

тп,

нагрузка на

инструмент - 4 , 9 . Н ) .

jjii д ^е т оьлат ол отчес-

кого бора п его сора-:

ботка

Потеря паесь: лис—i

трушшта (мг)

глубина сверления v

г.зм)

и о эу^ице н т и с

тира-' "пая ( w )

Lo

oopaoо дан-

ные боры

0

,219

*0,0x0

0,197-0,1

0,0198*0, OGi

OVcwIbllbiO OUpL С
ЦОПНОИ
Hi

.iiLiaH't'

иди

е.. с.ргоиа

JJ

-

iuQ

icO

xj, a=

l

0

10

iioii/cm**

п

а^ота 0=4u
:;оЬ,Д-10

Хо

ион/ом*

0,067*0,007

0,24о*0,008

0,0058*
0,005

133.

^0,001

O'TWibiiblC

uCpLi

С

НИТРИД TllTi.lHC

.Lbu.-

iiCHpL.i'liGi

.1

О , 02

о—

0,060

,Ы*0,00ч

0,0675*0,006

<^0,001

Твердошпгвные беры

0,037*3,00
5

0,203^0,003

0,0031*0,0004

^0,001

Сравнительные данные исследования износостойкости стоматологических боров
через определенное время сверления стальной пластинки

! _ Стальные

Время| t
(мин)!

К

!

U

борщ ____

I

Моди^цидованнне^боры I Боры с из стали 'Всего!Режим работы

~.

,

7 - ,

,~ 7 } к~во |

-

d I боров«давлен!частота

(X

примечание:

К й

!

1

ос

3 10

0,219+

o

,ui

7

0.0198+

0

,001

7

2o 0,091+

0,01 .

0,0078+

<0,u01

0

,001 .

10 0,823+

0,05

7

Й,0676+<Q,001

0,006

7

40 4,9H

3000

10

0,513+

U

,U2 ;

u

,023-1+

u,uOI

7

Ы

0,268+

0,02

7

0

,0115+

/u,uUl

U,uOl .

10 1,245+

0,09

7

0

,0469+

/0,001 0,004

7

40

4

,911

3000

7 10

и , 813+
о ,

о

4 ;

3

,0245+

U , U

.0I „

20 0,614+

U,04 .

о,ОГ75+,/ё,о01
o,o0i

7

10 1,413+

U

,o7

0,0384+

<O

,00I

o,oo2 ;

40 4,9H

3000

8 10 •u, 9J2+

0 , 0 5 ,

0,0255+

0,302

7

20 0,671+

0,04 ,

0,0181+

vO

,uQI

0

,uOI .

10 1,478+

a ,

07 ,

0

,0377+ ^0,0.01

0,002

7 , ,

40 4,9H

3000

9 10

0,059+

u,00 ,

0,0266+

U

,O02

I

20 0,787+

0,04 .

0,0187+

Ai

.uOI

u

,U0l

.

10 1,600+

a , 03 ,

0,0362+

<O

,02

O

,J02

7

40 4,9Н

3000

Ю 10

1,235+

U

,u5 ~~

*

0,0280+
u

,ooi

7

2a o,9I0+

O,o4 .

u,0l97Ј ^,001 o,00I

.

10 1,677+

0

,u7

I

0

,0342+ /o,o5 o,o02

Л

; 40 .

4

,9Н

30

Ои

ВСЕГ
О

:6

0

120

60

240

!

!

!

на инс|вращен.

T

WM*J<QPL

мин

-количество
исследованных
боров (шт.)у

-потеря массы зубного бора после-испытания (мг);

-коэффициент истирания

CD

F

1

136,.

Износостойкость образцов после предварительной обработки

ионами аргона с энергией Е=100

кэБ и дозой Д=1С

лон/см , с

последующей обработкой ионами азота с энергией Е=40

кэБ и дозой IB

/

2

Д=±0

ион/см в первые три минуты непрерывной препаровки превышает

исходную износостойкость в 2,5-3

раза ,а .-через 8-10 минут машинного времени

работы остается повышенной в 1,2-1,5

разаЛри.покрити лз нитрида титана уже

через три минуты работы кээсМяцент износа увеличивается более, чем в три раза

по сравнению с контрольным, ^то объясняется, на наш взгляд, недостаточной

степенью адгезия нитрид титанового покрытия' к режущим кромкам бэров и их

отслоением уже в первые минуты работы, а сама подложка при этом теряет

прочностные характеристики, в связи с отпуском закаленной стали в процессе

напыления.

Таким образом, проведенные исследования износостойкости и :зжущей

способности стоматологических боров показали, что после-:эватзЛьная

имплантация ионов аргона и азота при режиме обработ-

у

:: для аргона 3=75-100

кзВ и Д=10

лон/см , для азота Е=40

кэБ и 1=10

ион/см является наиболее

оптимальными для увеличения изно-:остойкости и режущей.способности

стоматологических стальных бо-::в.

3.3.

КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ЗУБНЫа боров.

Значительную роль в эксплуатационных характеристиках стома-

тологических зубных боров играет степень коррозионной стойкости его рабочей

поверхности, т.е. степень их пассивности к вэздей-::зпю среды при обработке,

твердых тканей зубов в полости рта,при стерилизации и хранении. Пасслвацля

поверхности боров как.ж.^-ллбэ ^тодами обработки снижает его поЕеплосткую

энергию и тем вамым п:.;еняют его триб о логические /^йзпкс-^лчеснпе/сЕойства

средах

137,.

Коррозионная стойкость модифицированных нами стальных боров после

ионной имплантаций исследовалась в сравнении со стойкостью необработанных

стальных боров и боров с покрытием

ЙЗ

1Хл/,

Коррозионная стойкость образцов боров исследовались путем погружения

в химически активные растворы

/1%

раствор поваренной соли, едкого натрия,

соляной, уксусной, щавелевой и лимонной кислот,

2%

раствор хлорамина и

3%

раствор перекиси водорода/на срок от одного до 6 месяцев. А также

путем десятикратного воздействия суховоздушной стерилизации.

на

Эксперимент заканчивали, когда поверхности боров обнаруживались следы

коррозии.

Образцы обрабатывались ионами аргона и азота с энергией LJ=60-I00 кэВ,

.^Е5-40кэВ и дозой Д=10

13

- Ю

15

ион/см

2

и Д=Ю

:

§ -I0

19

ион/см

2

.

Исследования показали, что модифицированные боры значительно

повышают свою коррозионную стойкость по сравнению с необлученными

борами. А боры, покрытые из Tin/ имели коррозионную стойкость в 10 раз

больше,»чем контрольные.

При исследовании стальных боров с погружением их в химически

активные растворы выявили, что в контрольных образцах появились признаки

коррозии,в виде точек и пятен /питтин-говая коррозия/ в

1%

растворе едкого

натрия, соляной кислоты и 2^ растворе хлорамина уже на десятый день

выдержки. А к концу 30 дня появились симптомы коррозии во всех других

активных растворах

/1%

раствор поваренной соли, едкого натрия, соляной,

уксусной, щавелевой и лимонной кислот, 2/. раствор хлорамина z З/о раствор

перекиси водорода/. Опытные образцы с ионной имплантацией не проявляли

признаки коррозии в течении 6 месяцев, после чего в отдельных растворах

начинали появляться участки коррозии.

138,.

Необходимо отметить также и устойчивость к коррозии сталь-

ных

- . боров с нитрид титановым покрытием.

Суховоздушная стерилизация, десятикратно проведенная в ходе

исследования, не вызывала появления коррозионных изменений поверхности как

контрольных, так и модифицированных образцов.

Применение электрохимических методов анализа коррозионной стойкости

и степени пассивации их поверхности, позволяет более детально исследовать

процессы коррозии на имплантированных борах. Коррозионная стойкость

оценивалась в

3%

растворе поварен-нон соли. /Стационарный потенциал

электродной реакции в данном растворе 10 мВ/. В таблицей приведены данные

изменения коррозионного тока при потенциостатическом исследовании.

При исследовании коррозионной устойчивости путем определения

величины плотности тока коррозии на основе анодных поляризационных кривых,

было выявлено, что в контрольных образцах влотность тока коррозии была в

среднем 6,8 х IО""

4

А/см

2

, а у :лытных образцах 1х10~

16

-10~^А/см

2

. Зто

показывает увеличение в 4-5 раза коррозионной устойчивости стальных боров,

подвергнутых ионной имплантации.

Таким образом,проведенные выше испытания модифицированных .1 энной

имплантацией стальных бороЕ показали, что коррозионная стойкость их

увеличивается в несколько порядков по отношению контрольным.

9.9

Таблица JЈE3„

Изменение коррозионного тока при потенциостатическом исследовании в
растворе поваренной соли /потвнциаль на рабочем электроде 10 мВ/.

:дд зуб*.„го бора !Энергия ионов!Лоза облучения ! Плотность тока,о

! /кэВ/ !/ ион/см / ! коррозии,/А/см /

.

£

*1д обработки _! ______________________________________________________

1снтрольные сталь-

_

4

о

-„не соезы

-

-

б,ох 10 А/см

.едиооицированные

Е=

60

кэВ

Д

=

IGtl

3

,

I

'

(D

/

X

IC

V

cm+

2

;сры

В= 15 кэВ - Д = Ю

1Ь

// ----------------- //

-сдифицяроваяные Е ± 75-

Д = 10_

4

т q

x

jq-I0

■

:

£

ы

~

Е = 20

Д = Ю

17

15

;дИ

'Хицированные

Е = 90

Д= 10

Т

о

■"-»*

Е = 30

Д=Ю

18

1,5x10-*.

тт

_ 10"^"^

^дийицированные Е = 100 ^ • _

I 0 х

10~^

-

:ы

~

Е =40

Д

=

Ю

18

LOO.

Предварительная имплантация ионами аргона повышает их

тс

о

коррозионную стойкость с ростом дозы до Д=Ю

Х

ион/см в 4-5 раз, что

возможно происходит либо за счет радиационного де-фвктообразования, либо

за счет образования твердых раство-ров внедрения. Имплантация азота в металл

с дозой Д=10 ион/ . , см

2

очень хорошо защищает его поверхность от

наводороживания.

3.4 Про

$илограсл1я

поверхности стоматологических боров

Исследования 1С.А.Винниченко /1987/ свидетельсвует о том, что

коррозионная устойчивость эндодонтических инструментов зависит не только от

свойства материала, из которого они изготовлены, но и от степени гладкости их

поверхности.

Преимущества ионной имплантации заключаются в том, что она

сопровождается не только упрочнением рабочей поверхности стального бора, но

и сглаживанием мельчайших неровностей их поверхности за счет ионного

распыления поверхности. Данные об объектах и количестве проведенных нами

профилограгТических исследований приведены в таблице

В

14. .

На рис .16.. приведены nppf|ялограммы с поверхности стальных боров до

й после ионной имплантации, а также после покрытия нитрида титана на

установке

н

Булат-3". Как видно ионная имплантация существенно снижает

шероховатость обрабатываемой поверхности зубных боров в несколько порядков

по отношении с контрольными, необработанными стальными борами. Снижение

общего количества неровностей и сглаживание их высоты уменьшает обдую

площадь поверхности и количество мостиков сварки при контактировании

стоматологических боров с препарируемыми материалами, т.е. наблюдается

зависимость степени износостойкости и коррозионной стойкости от

э"Гактивности ионного распыления и сглаживания поверхности боров.

Вид зубных боров

Поверхность препарированной области

протезы

I. Стальные

16

12

-

5

6

39

2. Модифицированные

• 34

35

14

12

10

105

3. Боры с T^/v/* покрытием

19

-

_

5

5

29

4. Твердосплавные

5

22

г-

О

5

5

42

5. Алмазные

-

17

10

7

5

39

ВСЕГО:

74

86

29

34

31

254

Поверхность

боров

Твердая

ткань зубов

оровые |Пластмас- 'Металличес-зубы

}совые зубы |кие зубные

ВСЕГ
О;

н о

и

#

Неповерхностная шероховатость нитридных покрытий намного

ыше, чем на обычных борах, что вызывает нарушение целостности

окрытия при механическом взаимодействии с твердыми тканями

убов и зубными протезами.

Таким образом,ионная имплантация стоматологических боров су-зственно

снижает шероховатость облучаемой поверхности за счет аспыленйя её ионным

пучком. Зто, по-видимому, является одной з причин улучшения

функциональных свойств стальных боров /см. эответствующий раздел

исследований/ модифицированных по нашему лособу.

Поверхностная шероховатость боров с Т ^покрытием в данном лучае

оказывается намного выше, чем на обработанных борах. При том следует

отметить, что повышение шероховатости рабочей части jpoB снижает их

сункционатьные качества и приводит к ухудшению сновных характеристик

самого инструмента

л

препарируемой поверх-:сти твердой ткани зубов.

10.4,

3.5.Гироскопическое изучение поверхности

стоматологических боров.

Наши исследования по изучению рабочей поверхности стома-

тологических боров с помощью сканирующей электронной микроскопии было

направлено, на сравнении особенностей изменения микрорельефа поверхности

после ионной имплантации аргона и азота с контрольными образцами, а также

после нанесения нитрид титанового покрытия.

Количество стоматологических боров и количество исследований

проведенные при помощи сканирующей электронной микроскопии

представлены в таблице й 2. /см.стр.5Т /.

исследование рабочей поверхности /режущей кромки/ обычных

стальных боров на малых увеличениях микроскопа показало мелько-

зернистость их структуры, а в больших увеличениях ясно прослеживаются

наличие одиночных дефектов поверхности в виде каверн различной иормы и

глубины. Б некоторых местах дефекты поверхности располагаются группами.

Вдоль оси режущей кромки отчетливо видны углубления в виде параллельных

полос,очевидно,образоза: ные в процессе заводского изготовления

инструмента /РисЛё Г7а«б/

После нанесении на стальные боры нитрид титанового покрытия

микрорельеф поверхности приобретает совершенно другую картину. На

рабочей поверхности бора образуются неравномерно расположенные

возвышения округлой и овальной формы, размером от 0,8 до 2,6 мкм.

Появление указанных возвышений обусловлено технологией ионно-

плазменной обработки стального бора нитридом титана, осажденные на

облучаемую поверхность в виде крупных капель и моле-куль /Рис№18а/.

РиСо17

а, б. Структура стальных /контрольных/боров.

а-поверхность режущей кромки стального бора.СЭМ.Ув

о

20С

б-поверхность хвостовой часви стального бора. СОМ. Ув.10000.

LQ&.

L151.

РиСо18о

Структура стальных боров с

Тсл

г

покрытием.

поверхность режущей кромки. СЭМ.Ув.2000;, б- поверхность

хвостовой части. СЭМ*Ув.10000.

152.

Жеющиеся каверны на поверхности боров после нитрид

Тита

нового

покрытия приобретают и,орму в

Биде

кратерообразных углублений с

округлыми краями, их глубина, как правило не превышает 2,3 мкм. лроме

выпячивания и углубления на поверхности выявляются дефекты в форме

блюдца незначительной глубины. Структура поверхности шейки и

тела/хвостовика/ боров гладкая среднозернис-тая с незначительными дефектами

о небольшими кратерообразными

углублек1'1Жй

/Рис.18 б,в/. "

макроскопическая картина поверхности стальных боров после ионнол

имплантации дает следующие: структура поверхности гладкая с

мелькозернистостью и немногочисленными выпячиваниями, значител: но

меньшими по размерам чем таковые на поверхности боров с нитрид титановым

покрытием. На поверхности кодиущированных боров реже встречаются

дефекты в виде углубление кратерообразной <рор-:лы, их глубина как правило,

незначительна, Б целом, микрорельеф режущей кромки боров более

сглаженный я существенно отличается от поверхности обычных стальных

боров без ионной обработки и тем более от поверхности боров с нитирид

титановым покрытием /Рис.

Л

19 а,б

/о

Таким образом, при ионно-плазменном покрытии нитрида титана

микроструктура поверхности среднозернистая, в силу процесса напыления

происходит конденсация напыляемого материала на дефектах поверхности в

виде выпячивания. Указанные недостатки не проявляются при обработки

рабочей поверхности стальных боров после лонной имплантации,что

отличаются ровной и более гладкой режу-

z &i.

кромки стальных боров. Такое

явление по видимому приводит к увеличению режуще» способности и

коррозионной стойкости модифицированных боров после ионной имплантации.

153.

Рис.19. Структура стальных боров после ионной имплантации аргона и азота.

поверхность режущей кромки. СЭМ.Ув.1000; б- поверхность хвостовой части.

СЭМ.Ув

0

10000.

1Q9.

, ГЛАВА 1У. КЛИНИЧЕСКАЯ И МЕДИКО-ТЕХНИЧЕСКАЯ

ОЦЕНКА

ШШШПОСТЖ

ИОННОЙ

ОБРАБОТКИ

СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ

БОРШ.

4.1. Медико-технические исследований.

С целью медико-технической оценки эффективности использования

ионной имплантации (обработки) стальных боров, нами проведено

исследование на

307

свежеэкстрагированных зубах изучение

производительности боров, температуры нагрева твердой ткани зуба во время

их препаровки, микроскопические и профил©графические оценки

препарированной поверхности зубов борами контроль-

и опытных _

___

с

„ ,

яыхуооразцов. Всего произведено III5 измерении. Данные о количе

ственной характеристике медико-технического материала исследова

ния представлены в таблице №

Л.

( см. стр.

&S ) .

4.I.I. Производительность стоматологических бороз.

Результаты исследования на производительность стоматоло-

гических боров, проведенных на свежеэкстрагированных зубах

представлены в таблицей 15; Из таблицы видно, что за 60 сек.,

работы при постоянном давлении 500 г ' на препарируемый зуб,

заводскими стальными шаровидными борами

/ шаровидные

боры типа II, диаметром рабочей части Д=1,6 мы ( бор. II-0I6-I) удалены

2,7+0,16 .мг э^лли, через 120 сек. количество удаленной э-али уменьшилось

вдвое ( 1,30+0,13 мг), а через 180 сек. оно стало минимальным и снизилось в

6-7 раз от первоначального ( 0,44+С,С5 мг), что свидетельствует о

постепенной потере режущей способности бора* При дальнейшем

препарировании удал епо.

ние эмали зуба происходит, в основном, за счет трения бора с твердой тканью

зуба, а не за счет срезания.

Относительно быстрое притупление стального бора происходит за счет

недостаточно высокой микротвердости основного металла /750-S00 кг/мм

2

/.

^онная имплантация позволяет увеличить микротвердость таких же

стальных боров до 1800-2000 кг/мм и это отражается на режущей

способности бора.

За 66 сек. работы количество удаленной эмали зуба такими

модифицированными борами уже равнялось 3,41^ 0,21 мг.Высокие по-

казатели сохранились и через 180 сек. и равнялись 2,02± 0,14 мг. Это говорит

о том, что режущая способность модифицированных боров сохраняется и

через 180 сек. работы, и она почти в 5 раз выше таковых показателей

необработанного стального бора.

Но вместе с тем.надо отметит, что разработанная нами методика

увеличения качества бора все же не позволяет достигнуть показателей

твердосплавных боров.

Как показывают данные таблицы^ 15 проивводдаельявоФЬ^боров

за^едишщу~-аремени^

через 180 сек. работы производительность обычных стальных боров

равна 1,47- 0,11 мг/мин, а производительность модифицированных боров за

это время работы равна 2,79- 0,16 мг/мин. Повышение производительности

боров во всех группах является статистически достоверным / Р^/_ 0,05/. При

этом улучшение режущих свойств боров может увеличить

производительность труда Ерача, за счет сокращения времени препаровки

зубов.

Таким образом, предложенная методика имплантации ионов на

поверхностные слои стальных боров увеличивает их режущую способ-

60

25

2,7+0,

26

2,71+0,16

25

3,41+0,21 3,41+0,21 < 0,02

25

6,51+0,28 6,51+0,28 <0,001 75 500 3000

об/мин

120 25 1,30+0,13 1,99+0,15 25

2

,93+0,16 3,17+0,18<0,00 1 25 7,10+0,33 6,81+0,29 ^0,001 75 500

180 25 0,44+0,06 1,47+0,11 25 2,01+0,14 2,79+0,16 <0,001 25 4,42+0,35 6,01+0,28 <Ъ,001 75 500

ВСЕГО: 75 4,4.1+0,34 1,47+0,11 75 8,36+0,48 2,79+0,16

75 18,03+0,84 6,01*0,28

225

м м м

Время '

пре- ]

пари- '

ро-

вания
(сек)

Стальные босы

. Модифицированные босы

Твевдосплавные босы \

Всего: •

кол. -

: бо- .

j ров ■

Режим рабо-:

ты

;

:Час-

"Давле.тота ние

^рана :ще-'зуб

:ния

;

гр. :

[Кол

и'

'чест!

во :

|бо- '

[ров ;

'Кол-во

удален- '

ном

;эмали зу-

;ба

:(мг)

;Произво-'

'итель- '

.ность !

г( мг/мин)'

:

к !

'Кол-во

удален. '

эмали :

зуба

)мг! :

;произво :

•дитель- ;

ность

:

(мг/мин);

р ;

К \

,Кол-во

'

удален. '

эмали

;

зуба ; (мг)

:

'Произвр-

.дительн.'

(мг/мин);

Р

j

:

2

. 3 . 4

. 5

: 6 : 7 ; 8

\ 9 ; ю

.

: II ; 12

:

13

: 14 .
15

ClUlATU10l'I/14EC№iM
БОРАМ

158.

ность как в ранние сроки использования, так и при длительных сроках. Зто

свидетельствует о том, что общая производительность бора увеличивается во

много раз больше, чем отражают представ- . ленные в таблице цифры. Дело в

том, что модифицированные боры кроме двухкратного увеличения общей

производительности препаровки в течение трехминутной непрерывной работы

сохраняют режущую способность, а контрольные образцы к этому времени

полностью исчерпывают свои режущие свойства.

4.1.2, Термометрия зуба до и в процессе препарирования

их разными борами

Основной задачей этого раздела исследования явилось изучение

температурной реакции тканей зуба на препарирование разными

стоматологическими борами.

Для сравнительной оценки степени нагрева твердых тканей зубов в

зависимости от вида и качества применяемого бсра нами проведены измерения

температуры во время препарирования 72 све-жеэкстрагированных зубов.

Результаты 360 измерений температуры подвергнуты статистической

обработке и приводится в сводной таблице № 16.

В этой же таблице представлены сравнительные данные по повышению

температуры твердых тканей зубов во время препарирования

стоматологическими борами.

Сравнение полученных данных позволило определить зависимость

температурной реакции зубов от функциональных качеств • бора.

eokiii иоилодопапин a,youu ди

а и

лрициоио ирипирироьшшн.их.разными борами

Время! Стальные боры

препа!кол-во I темпера-

риров!измер.!тура на-

)сек)! !герева 1 ,

КГ С)

jМодифицирован*бозд !Твердоспланые боры!Всего! _________ Режим работы
•'Кол-воJтемпера-! шол-во> темпера!Гкол-воДавление I частота

•!измер. !тура на-! Р !измер.!тура на! Р !измер1на зуб

!

!грева ! !

!грева- I ! !

fjx

\

I

1({°С ) ! !

! СГС) ! ! ! W

ю/ 24 3,26+.

Q.20-.

30^ 24 6,92±

0,18*

60/ 24 П,47

±

0,33 -

9С/ 24 15.84±

0,22 ,

120/ 24

21,79±

•

0,34-«

Всего: 120
24 2,74+.

/0,05 24

0,167

24 5,61±

/0,001 24

0,267

24 8,18

±

/0,001 24

0,26-

24 II.I31

/0,001 24

0,20 -Т

24 13,65

±

/0,001 24

0,22 7

и

•

120

120

I.22i /0,001 72 500
о; 13*
3,22± /0,001 72 500 0,18*

5,34* /0,001 82 500 0,317

7,35

±

/0,001 72 500 0,347

8,93+ /0,001 72 500 0,327

360 ................

3000 3000 3000 3000 3000

вращения
об/мин.

160.

со

•

161,

LI 4.

Увеличение., температуры препарируемой поверхности зуба при

стандартизированном давлении бора зависит от длительности не-

прерывной

препаровки и от вида зубного бора.

При использовании для препаровки зубов стальных боров выяви лась

больная разница температуры поверхности зуба между исходным и конечными

данными. Из таблицы № 1&> видно,что после первых 10 с работы стальными

борами, температура твердой ткани зуба повышает ся на 3,25 + 0,20°С, а после

60 секундной работы температура повышается на 11,47+0,33 С от исходной

температуры поверхности зуба. К J20 сек.работы температура превышает

первоначальную в 5-7 раз ( Л,79±0,34°С).

В тех же условиях работы твердосплавными борами в течение первых 10

сек. температура зуба повышается на 1,22+0,13°С, при этом температура,

постепенно повышаясь на исходе 120 сек. работы доходит всего до 8,93+0,32

0

С

нагреЕа,что в 3 раза меньше_такого показателя при работе со стальными

борами.

Препарирование зубов нашими модифицированными борами (подзе

нутыми ионной имплатации) показало промежуточный результат между

твердосплавными и стальными борами,где после первых 10 сек.работ

нагревание зуба было незначительно ниже, чем при работе со сталь ными

борами ( 2,7+ 0,1б°С), но через 60 сек. работы наблюдалось резкое увеличение

разницы в повышении температуры, то есть этот показатель становится в 1,5

раза меньше от нагревания зуба при препарировании обычными борами.

Повышенная температура при препаровке зубов в течение 10 и *олее

секунд для каждого вида испытанного бора статистически достоверна.

Сравнительная характеристика способности различных боров повышать

температуру зубов при одинаковых условиях препарирования представлена

графически на рис. №20.

Как свидетельствуют полученные данные, наименьшая температура на

поверхности препарируемого зуба зафиксирована при препарировании зубов

твердосплавными борами. Сравнительно не-большая температура фиксируется

при препарировании зубов нашими модифицированными борами. Увеличение

времени препарирования приводят к значительному перегреву тканей

зубов,особенно при работе обычными стальными борами, увеличивая тем

самым опасность осложнений.

^ Таким образом, имплантация ионов на поверхность стальных боров,

"увеличивая их режущую способность и производительность,уменьшает

повышение температуры зуба во время препаровки в 1,5-2 раза .:о сравнению с

обычными стальными борами и тем самым способству-г т уменьшению

побочного воздействия процесса препаровки. /

4. 1 .3. Профилография препарированной поверхности

зубов и зубных протезов.

. От микроструктуры поверхности твердых тканей зубов,возникавшей

после их препаровки борами в определенной степени зависит вачеетво

оказываемой Стоматологической помощи.

Профилография является одним из наилучших методов определения

качества препарированной поверхности твердой ткани зубов и г.'бных

поотезов.

Препарированная борами поверхность зуба характеризуется

различной степени

микрошероховатостями в виде следов

163,

С

;ра,сколов твердой ткани, зазубрин, вырызов и других. Величина• ж

равномерность микрошероховатости определяет качество препаровки.

Рис. 20. Повышение температуры зубов во время пре-

парирования разными борами /давление на зуб 500

гр, скорость вращения бора 3000 об/мин /

* па.

165,

1-

стальные необработанные боры;

2-

модифицированные боры с ионной имплантацией;

3-

твердосплавные боры.

166.

Препарированная обычными стальными борами поверхность твердых

тканей зубов характеризуется шероховатостями с большим количеством

высоких выступов, которые наглядно просматриваются на представленной

ниже профилограмме /Рис. 21./. Такое состояние препарированной поверхности

зуба мы наблюдали при использовании новых стальных боров.

Повышение микротвердости,'износостойкости и режущей способности

стальных боров после ионной обработки приводит к улучшению качественной

характеристики поверхности препарированной эмали зуба. При этом

количество зазубрин, выступов на поверхности менйше и по количеству, и по

величине, чем при обработке зубов обычными стальными борами. Как

показывает представленная профи-лограмма поверхность зуба

препарированного модифицированными борами имеет более гладкие контуры /

Рис. 22

•/»

Улучшение микрорельефа препарированной поверхности зуба

обусловлено на наш взгляд и тем, что режущие кромки боров подвергнутых

ионной бомбардировки значительно сглаживается и заостряются.

Поверхность препарированная твердосплавными борами имеет наиболее

равномерную микрошероховатость, с меньшим числом дефектов, зазубрин и

вырывов твердой ткани зуба.

Таким образом, последовательная имплантация ионов аргона и азота в

поверхностные слои стальных боров способствует улучшению качественных

характеристик обработки зубов с вытикающими отсюда повышением

конечного эффекта лечения.

rsc«2i^. Профилогоафия поверхности, твесдой ткани зуба после

препаровки стальник бором.

^ис.22. . Профилография поверхности твердой ткани губа после

препаровки мошхитирсванннк бором.

169

4.2. Результаты клинических исследований.

С целью клинической оценки эффективности использования ионной

обработки стоматологических боров нами проведено обследование 112 лиц в

возрасте от 16 до 70 лет, нуждающихся в пломбировании кариозных полостей

зубов. Из этого числа больных у 88 зубов был диагностирован средний кариес,

у 46 зубов - глубокий кариес и 10 зубов - осложненный кариес. Всего было

исследовано 144 зуба пациентов. Средний показатель КПУ - 4,97. Всем

больным была оказана специализированная стоматологическая помощь.

Данные о возрасте и половой принадлежности обследованных больных

приведены в таблице № 17..

Таблица № 17.,

Распределение больных по полу и возрасту

Коли-

чест-

во

б-ных

112

16-19 : 20-29

М ' : Ж

3 : II

Возраст и пол

30-39

М : Ж

12. : 13

50-59

М : Ж

2 : 3

60 и :Всего более

:
М :Ж : М :

I : 2: 37: 75

./ Одним из важных этапов подготовки зубов под пломбу и под различные

виды зубных протезов является сошлифовывание твердых тканей зубов с

помощью боров,функциональная характеристика которых определяет

количество сошлифованной ткани,качество препарированной поверхности,а

также местная и общая реакция организма

40-49

М :Ж

2 : 7

М : Ж

17:39

170

В клинических исследованиях нами применены две разновидности

стоматологических боров:

- обычные стальные ;

- модифицированные стальные боры .обработанные методом ионной

имплантации.

Ст&чьные боры с нитрид титановым покрытием в клинических

исследованиях не использованы, поскольку на основании наших

экспериментальных исследований установлено,что такое по-рытие не

способствует повышению износостойкости и режущей способности стальных

боров.

Препарирование зубов выполнялось неизменно на одной и той не

стоматологической установке УС-30 с установкой показателя скорости на

IC000 об/мин. При этом давление зубных боров на поверхность зуба,

выработанное, как мы полагаем, в процессе постоянного приема больных и

одинаковое в известных пределах для данного врача, колебалось в пределах

до 100 г в точке приломе ния силы. Давление на поверхность зуба

контролировали используя предложенный нами наконечник с ограничителем

давления. Все зу-5ы обработаны одним врачом в первой половине его

рабочего дня.

Идентичные условия соблюдались во всех сериях исследований.

Цифровые материалы по методикам исследования сведены в табл це

1Ь

-

2 .

( см. стр.

67 ) .

Анализ полученных данных приводится соответственно по каждому

использованному методу исследования.

4.2.1. Электрочувствительность зубов до и после их

препаровки.

171

Как известно, на любое раздражение зуб (пульпа) реагирует по своему,

изменяя свою чувствительность на раздражающий фактор.

1о

время

препаровки твердых тканей зубов,элзктровозбудимость

обработанного зуба, пусть незначительно,но меняется. Причем име ется

взаимосвязь этой чувствительности со степенью раздражающего действия

процесса препаровки.

На этом основании становится возможным осуществлять оценку вида и

качества стоматологических боров, если соблюден одинаковый режим

препаровки.

Учитывая вышесказанное для оценки эффективности предложенного

нами метода ионной обработки стальных боров мы произвели 214 измерений

порога чувствительности уЮ? зубов, подлежащих препарированию до начала

манипуляции и непосредственно после нее.

Проведенные клинические исследования показали,что даже при

соблюдении одинакового режима препарирования разные боры оказы зают

разное влияние на электровозбудимость зубов.

В таблице № 18.представлен цифровой материал, полученный

3

ходе клинического исследования электровозбуднмости 107 зубов до и после

из препарирования опытными и контрольными борами.

Как видно из таблицы № 18 при работе с простыми стальными борами у

58,82# от всего количества обследованных зубов электро чувствительность не

изменялась или увеличивалась после препаров :-:и максимум до 3 мкА, а у

41,185» - отмечена "реакция на токи от

4 до 17 мкл,..

Средне.е увеличение электрочувствитзльноети туг же после

лрепарировки зубов составило 3,43+ 0,29 мкА. Различия в чувствительности

172

до и после их препарирования имеют высокое значение достоверности Р

0,001).

Другую клиническую картину мы наблюдаем при препарирован:::: зубов

модифицированными ионной имплантациэйбораши. При этом не-

ди и ииоли прииирпрошния.

t

!

J

Кол-

I

Показатели электрометрии ( в мкА )

1иссле'»

до

препари! сразу noc-jразница чув-{

Вид зубного бора

»nve- 5Р

ов

а

ни

я зу.'ле препари! ствительнос- J

;г~_.

;бпп

'пгтяшля-

r v ' t i t тгп

и

nnr.~\

Р

!кол-во лиц,у ко!кол-во лиц,у

!торых чувстви- !которых чувст-

!тельность не из!вителыюсть

!менплась или из J изменилась !

менялась в пре-]больше чем на !

долах до 3 мкА

\

3 глкА

Стальные бош

Модифицированные
боры

131 7,31± 0,22 10.71+0,30 3,43+0,20

4,0,001

30 ------------------ 58,82$ 21/—41,16$

50 6,59+ 0,27 8,40+ 0,29 1,09+0,20 <0,001 46 ---------------------- 82,14$ 10 -------- 17,86$

|мых

j

зубов}

I

I
?

!

•рования зу;ти до и пос-

J

6

ob

|ле препаровки

м

со

I2a.

личество зубов, чувствительность которых не изменилась или увеличилась в

пределах до 3 мкА гораздо больше ( 46 зубов или 82,14$). А количество зубов,

чувствительность которых изменилась больше, чем на 3 мкА составило всего

Г7,86#. Среднее повышение электрочувствительности до и после их

препарирования модифицированными борами составили 1,89+0,20 мкА. Это

почти в 1,5-2 раза меньше, чем при препаровке обычными стальными борами.

Таким образом,имплантация ионов в стальные боры улучшая режущую

способность и сглаживая микрошероховатости их режущих кромо значительно

снижает степень побочного воздействия на ткани зубов.

4.2.2. Результаты изучения трещин эмали зуба,

образуемых во время их препаровки.

Для определения частоты образования дефектов зубов во время ::х

препаровки нами обследовано 108 зубов пациентов.

Из-за трудности стандартизации и регистрации образования грещин,

сколов и других дефектов на твердых тканях зубов при различных формах их

препаровки( препаровка под одиночные и опорные лзронки, под вкладку,

пломбу, в зависимости от класса дефектов юронки зуба) мы стремились изучать

это показатель при относитель ю идентичных условиях, то есть при обработке

кариозных полостей лед бломбы только при дефектах коронки зуба I-П классов

по Блэку.

Исследуемые зубы осматривались с применением внутриротового

сгвещения от универсальной стоматологической установки. Обнаружен

дефектов зубов облегчалось иногда применением стоматологического '--

следования при помощи операционного микроскопа. Перед осмотром

сзерхность зуба тщательно просушивалась сухими ватными тампонами

12.4.

струей теплого воздуха или эфира. После этого поверхность зуба исследовалась

путем прижизненного окрашивания. Для итого поверхность зуба

обрабатывалась

1%

раствором метиленового синего,путем втирания его

тампоном в течение 2-3 минут.

Как показали результаты таких исследований трещины эмали обнаружены

и до препаровки у зсех обследованных зубов с кариозными поражениями,

подлежащих к пломбированию. Трещины,например,начинались от стенки

кариозной полости и имели продольное,горизонтальное или косое

направления. Б начале ,то есть в пограничных зонах кариозной полости,

трещины были мире, а по мере удаления их от края полости, суживались,

заканчиваясь на разном рассто. нии от него.

При проведении исследований мы изучали общую частоту и другие

характеристики дефектов эмали зубов до и после формирования кариозной

полости.

Учитывая то обстоятельство, что трещины и другие дефекты э-али зуба

могут возникать от -логих причин, а именно как следствие :

-

самого кариозного дефекта зуба ;

-

процесса препаровки зубов j

-

качества бороЕ ;

-

конденсационных свойств пломбировочных материалов после ,:х

наложения ;

-

в процессе формирования пломбы матрицами и во время припа-:овки

вкладок ;

- во время коррекции окклюзии пломб и вьладок./Б.С.Иванова,198!

Поэтому, чтобы избежать ошибки в оценке причин и характера

возникновения трещин,мы проводили исследования без наложения,или точнее

до наложения пломбы, тем самым исключив другие причины,кроме

функциональных качеств препарируещего бора.

От функциональных качеств бора зависит возникновение механических и

температурных напряжений твердых тканей препарируемых зу-Зов,которые при

определенных условиях вызывают образование трещин эмали зуба.

Стоматоскопические исследования с использованием прижизненного

:крашивания раствором метилинового синего показали,что в процессе

всепарирования зубов для формирования кариозных полостей обычные

:тальные боры приводят к образованию новых трещин, а также расши-

рению/увеличению/ старых.

Хотя мы старались стандартизировать размеры полостей,их не взегда

удавалось сформировать со стенками равномерной толщины,. Б таких случаях

дефекты чаще возникали на истонченной стенке.

Количество трещин,обусловленных процессом препаровки, отличатся

большой вариабельностью, но все же можно отметить тенденцию увеличению

дефектов при применении стального бора.Количество та-zx дефектов эмали у

обследованных больных увеличивается- в среднем а 2,80- 0,19 штук. Такое

количество дефектов зуба,по-видимому свя-ано с низкими функциональными

характеристиками обычных стальных еров /Таблица Jfe 19. /.

Применение модифицированных боров, после ионной имплантации, тя

препарирования зубов приводит к менее травматическому воздей-гвию на

твердую ткань зуба.Препарированная поверхность становится начительно

ровнее,а количество вновь образующихся трещин эмали ^эличивается в среднем

на 1,80- 0,14 штук, что в 1,5 раза меньше, при использовании обычных стальных

боров.