Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) разработали новый композитный материал на основе скорлупы куриных яиц, который может быть использован в стоматологии для реставрации зубов.
Специалисты считают, что яичная скорлупа по составу и свойствам близка к зубной эмали, поэтому ее можно использовать для определения прочности скрепления полимерной пломбы и зуба. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Composites Science.
«Большинство современных пломбных материалов разработано на основе полимера полиметилметакрилата. К ресторативным материалам, из которых изготавливают пломбы и составляющие зубных имплантов, в стоматологии предъявляются жесткие требования. Во-первых, это высокая биосовместимость с организмом человека. Во-вторых, прочность изготовленных из них пломб и имплантов не должна быть выше прочности самого зуба, иначе здоровые зубы будут разрушаться при контакте с пломбой или имплантом. Третье требование — невысокая стоимость реставрационных материалов, что сделает их более доступными для широкого круга пациентов», — поясняет соавтор разработки, профессор кафедры физики конденсированного состояния наноразмерных систем УрФУ Петр Панфилов.
Ученые УрФУ в сотрудничестве с коллегами из Уральского государственного горного и Уральского государственного медицинского университетов обнаружили, что скорлупа куриных яиц (карбонат кальция биологического происхождения) может служить альтернативой эмали, так как соответствует критериям, по которым оценивается реставрационный стоматологический материал.
«У скорлупы куриных яиц есть два больших преимущества перед другими биоминералами: ее толщина практически постоянна на всех участках яйца и у нее имеются две природные боковые поверхности, близкие по морфологии поверхности эмали зубов. Благодаря этому можно провести механические испытания по схеме трехточечного изгиба, позволяющие оценить когезионную прочность соединения двух разных материалов. Кроме того, вогнутая поверхность яичной скорлупы позволяет достоверно оценить способность полимерного покрытия держаться на эмали», — рассказывает Петр Панфилов.
Яичная скорлупа доступна и дешева, поэтому новую методику можно использовать при подготовке врачей-стоматологов: руководитель практического занятия может оценивать установку пломбы студентом как визуально, так и по результатам механических испытаний.
«Использование образцов из скорлупы куриных яиц дает возможность ускорить предварительный отбор рецептур пломбных материалов, чтобы дорогостоящие испытания на композитах „эмаль — пломба“ проводить только на наиболее перспективных материалах с требуемыми функциональными свойствами и максимальной когезионной прочностью. И такие составы использовать в дальнейшем при проведении доклинических и клинических экспериментов», — добавляет Петр Панфилов.
В планах исследовательского коллектива — разработать методические указания по нанесению пломбного материала и обучению врачей-стоматологов.
Эмаль зубов — самая твердая ткань организма человека. Она покрывает выступающую над десной часть зуба — коронку, предохраняя твердую основу зуба (дентин) от повреждений. По химическому составу эмаль представляет собой апатит кальция биологического происхождения — сложное химическое соединение фосфора, кальция и кислорода с некоторым количеством фтора и хлора. Поэтому замену натуральной эмали ученые ищут среди биоминералов со схожим химическим составом и прочностными свойствами.
