Способ определения износостойкости стоматологических восстановительных материалов

Название	Способ определения износостойкости стоматологических восстановительных материалов
Разработчик (Авторы)	Мокренко Е.В.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2636398
Дата регистрации	23.11.2017
Правообладатель	Мокренко Евгений Владимирович
Область применения (класс МПК)	A61C 19/04 (2006.01) G01N 3/56 (2006.01)
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Предлагаемый способ относится к области исследования износостойкости материалов, используемых в стоматологии.

Данные материалы подвергаются различным видам изнашивания: механическому, коррозионно-окислительному, усталостному и др.

Для оценки долговечности материалов, используемых в стоматологии, необходимо иметь современные методы для определения их износостойкости.

Известны методы испытания на износостойкость (ГОСТ 30.480) «Обеспечение износостойкости изделий».

Основные требования к ним изложены в табл. 1, где предложены виды (этапы) испытаний на износостойкость и их характеристики. Даны условия использования различных видов испытаний на износостойкость и требования к их проведению.

В табл. А. приведены «Физические основы методов исследования поверхностей трения». В приложении Б даны группы параметров, значения которых необходимо контролировать при моделировании на малогабаритных образцах и в натуральном моделировании. Вместе с тем в данном ГОСТе не даны методы и режимы проведения испытаний стоматологических восстановительных материалов.

В ГОСТе 23.207-79 рассмотрен способ «Обеспечение износостойкости изделий, Методом ударно-абразивного изнашивания».

Сущность метода состоит в том, что производят повторные удары образцом через слой твердых абразивных частиц по неподвижной наковальне с заданной энергией удара, скоростью и частотой соударения. Оценивают относительную износостойкость материалов путем сравнения износа испытываемых и эталонных образцов, испытанных в идентичных условиях.

Предложенный метод больше предназначен для испытания промышленных, а не для стоматологических восстановительных материалов. Процессы износа промышленных материалов протекают при других механических и химико-биологических условиях.

Известен также метод испытания износостойкости изделий, предложенный в ГОСТ 28.208.-79 «Обеспечение износостойкости изделий при трении о не жестко закрепленные абразивные частицы».

Сущность метода состоит в том, что при одинаковых условиях производят трение образцов исследуемого и эталонного материалов об абразивные частицы, подаваемые в зону трения и прижимаемые к образцу, вращающимся резиновым роликом. Износ образца определяют путем сопоставления износа с образцом, изготовленным из эталонного материала. Условия испытания образцов проходят также в условиях далеких от условий износа стоматологических восстановительных материалов.

Наиболее близкий метод испытания на износостойкость предложен в межгосударственном стандарте ГОСТ 31-2012574. «Материалы стоматологические полимерные восстановительные. Технические требования, Методы испытания». В стандарте дан перечень методов испытаний физико-механических свойств (прочность на изгиб, на разрыв и другие). В нашем случае важно определить не только прочность, но и износостойкость. Метод определения износостойкости материалов в данном ГОСТ не приведен.

Задачей предлагаемого способа является определение износостойкости образцов, изготовленных из стоматологических восстановительных материалов.

Предлагаемый способ включает следующие операции: измеряют массу, геометрические размеры и рельеф поверхности образцов эталона и исследуемого материала, помещают их на дно емкости, отличающийся тем, что в емкость засыпают абразивный порошок (например, мел), затем заливают модельную среду, устанавливают ультразвуковой излучатель с его помощью создают в модельной среде высокочастотные колебания, перемешивают абразивный порошок в модельной среде, затем образцы испытывают в модельной среде с абразивным порошком с частотой 20-40 килогерц, частицы абразивного порошка непрерывно ударяют по поверхности образцов с высокой частотой, подвергая их износу. По окончании испытаний замеряют массу, геометрические размеры и шероховатость поверхности образцов. Затем сопоставляют полученные данные образца, изготовленного из исследуемого материала, с данными эталонного образца и по разнице износа определяют износостойкость образца, изготовленного из исследуемого материала. Если износ образца, изготовленного из исследуемого материала, меньше, чем у эталонного, то его рекомендуют для применения в стоматологии. Высокочастотные колебания в модельной среде создают путем установки в нее ультразвукового излучателя. Модельная среда по своему химико-биологическому составу и условиям (температура рН и др.) должна быть близкой к ротовой полости пациента. Продолжительность проведения испытаний определяется в зависимости от химического состава исследуемого материала и уровня износа.

Предлагаемый способ определения износостойкости стоматологических восстановительных материалов выполняется на установке, представленной на фиг. 1

На фиг. 1 обозначены позиции: 1 - емкость, 2 - модельная среда, 3 - абразивный порошок (напр. порошок мела), 4 - образцы, 5 - ультразвуковой излучатель.

Способ определения износостойкости стоматологического восстановительного материала реализуется следующим образом.

1. У образцов 4 эталона и исследуемого материала замеряют массу, геометрические размеры и шероховатость поверхности, затем их устанавливают на дно емкости.

2. В емкость 1 засыпают абразивный порошок 3 в пределах 1/3 - 1/4 в зависимости от свойства абразивного порошка и исходя из степени его измельчения.

Исследования показали, чем выше твердость частиц абразивного порошка, тем в меньшем объеме его загружают. На фиг. 1 показан измельченный мел 3, его загрузили в соотношении 1/3, где 1 часть измельченного мела и 3 части модельной среды.

3. Заливают в емкость модельную среду 2, близкую по кислотно-щелочным параметрам и химико-биологическому составу к ротовой полости пациента.

4. Устанавливают ультразвуковой излучатель 5, в нашем случае - магнитострикционный излучатель. Возбуждают с помощью магнитострикционного излучателя 5 в модельной среде высокочастотные колебания 20-40 килогерц. В нашем случае был установлен излучатель 22 килогерц.

6. Перемешивают измельченный мел 3 в модельной среде.

7. Создают высокочастотным колебаниям в смешанной среде, в которой совершают непрерывные удары измельченного мела по поверхности образцов 4, что приводит к их износу.

Длительность проведения испытаний зависит от химического состава и свойств испытываемого материала.

В нашем случае длительность испытания составила 0,25 часа.

8. По окончании исследования у образцов 4 замеряют массу, геометрические размеры и шероховатость поверхности.

И по сопоставлению износа образцов 4 определяют износостойкость образца, изготовленного из исследуемого материала.

Если износ обоих образцов одинаков или износ исследуемого материала меньше, то исследуемый образец рекомендуется к применению в стоматологии, если износ больше, то исследуемый материал не рекомендуется. Исследования образцов можно осуществлять одновременно эталонного и исследуемого, а также по отдельности, обеспечивая при этом одинаковые условия испытаний.

Проведенные исследования различных стоматологических восстановительных материалов показали простоту и надежность предлагаемого способа.

Формула изобретения

1. Способ определения износостойкости стоматологических восстановительных материалов включает следующие действия: замеряют массы, геометрические размеры и шероховатость поверхности образцов эталона и исследуемого материала и помещают их на дно емкости, отличающийся тем, что в емкость засыпают абразивный порошок (например, порошок мела), затем заливают в емкость модельную среду и устанавливают ультразвуковой излучатель, с его помощью производят высокочастотные колебания модельной среды с частотой колебания 20-40 килогерц, перемешивают абразивный порошок в модельной среде и испытание образцов на износостойкость проводят в модельной среде с абразивным порошком при высокочастотных колебаниях, а по окончании испытания у образцов замеряют массы, геометрические размеры и шероховатость поверхностей, сопоставляют износ образца, изготовленного из исследуемого материала с износом образца эталона, и по разнице износа оценивают износостойкость предложенного материала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют модельную среду по химико-биологическому составу, близкую к условиям в ротовой полости пациента.

3. Способ п. 1, отличающийся тем, что время испытаний определяют в зависимости от химического состава и свойств исследуемого материала.

Изобретение "Способ определения износостойкости стоматологических восстановительных материалов" (Мокренко Е.В.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога