Сравнительное исследование светоотверждаемых реставрационных материалов и природных тканей методами оптического контроля

• Автор: Штенников, Дмитрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с.

Содержание
Содержание
Введение

1. Обзор литературы

1.1 Исследуемые ткани и материалы

1.1.1 Строение и оптические характеристики эмали

1.1.2 Строение и оптические характеристики дентина

1.1.3 Оптические характеристики зуба в целом

1.1.4 Светоотверждаемые композитные полимеры

1.2 Оптические методы исследование реставрационных материалов

Выводы по первой главе
2. Материал, методика и метрология исследования оптических характеристик эмали и дентина
2.1 Определение показателя преломления склерозированного дентина
2.1.1 Измерения при помощи рефрактометра Аббе
2.1.2 Измерения при помощи определения угла Брюстера
2.2 Оценка отклонения светового излучения в эмали и прилежащем дентине_
2.3 Исследования рассеяния света на эмали и дентине
Выводы по второй главе
3. Материал, методика и метрология исследования оптических характеристик реставрационных материалов
3.1 Определение коэффициентов поглощения и рассеяния светоотверждаемых реставрационных материалов
3.2 Оценка рассеяния в реставрационных материалах
3.3 Получение цветовых характеристик реставрационных материалов
Выводы по третьей главе
4. Материал, методика и метрология исследования оптических характеристик реставрационных материалов
4.1 Методика сравнения распределения светового излучения в эмали и прилежащем дентине и ресторативном фарфоре
4.2 Модель рассеяния в реставрационных материалах и дентине
Выводы по четвертой главе
5 Исследования
5.1 Определение показателя преломления склерозированного дентина
5.1.1 Определение показателя преломления склерозированного дентина при помощи рефрактометра Аббе
5.1.2 Определение показателя преломления склерозированного дентина при помощи метода Брюстера
5.2 Исследование рассеяния на эмали и дентине
5.3 Определение коэффициентов поглощения и рассеяния светоотверждаемых ресторативных материалов
5.4 Оценка рассеяния в ресторативных материалах
5.5 Получение цветовых характеристик ресторативных материалов
5.6 Сравнение распределения светового излучения в эмали и прилежащем
дентине с распределением в ресторативном фарфоре
Выводы по пятой главе
Заключение
Литература.

Введение
В последнее время светоотверждаемые реставрационные материалы получили широкое распространение для восстановления утраченных тканей зуба (эмали и дентина) и восстановления естественного вида зуба. Реставрационные материалы отличаются друг от друга по цветовой гамме и по мутности. Благодаря этому появилась возможность восстанавливать не только восстанавливать анатомическую форму зуба, но и эстетические параметры.
В связи с этим актуальной становится задача исследования оптических свойств эмали, дентина и светоотверждаемых реставрационных материалов с последующим сравнением их характеристик. Твердые ткани зуба, как подавляющие большинство биотканей обладают оптической анизотропией, что усложняет задачу их исследования. Кроме того, для большинства биотканей, в том числе и твердых тканей зуба, характерны возрастные и структурные изменения, которые не могут не влиять на их оптические свойства. Необходимую информацию о параметрах, влияющих на эстетику зуба и современных материалов для эстетической реставрации, могут дать методы оптического неразрушающего контроля. В последнее время в практике современной стоматологии стали использоваться приборы по контролю за эстетическими параметрами зубов (внутриротовые видеокамеры, калориметры) совместно с таблицами параметров реставрационных материалов.
Цель работы состояла в детальном изучении оптических свойств новых светоотверждаемых реставрационных материалов, с последующим сравнением их оптических свойств и эстетических параметров с твердыми тканями зуба, а также разработке методов их неразрушающего контроля.
В соответствии с поставленной целью задачами диссертационного исследования являлись:
1. Получение оптических постоянных светоотверждаемых реставрационных материалов (коэффициентов поглощения и рассеяния) при помощи низкоинтенсивного излучения с фиксированной длиной волны.
2. Построение методики изучения рассеяния в реставрационных материалах при помощи наблюдения бокового рассеяния и сопоставление картин рассеяния с оптическими характеристиками материалов.
3. Определение спектральных характеристик реставрационных материалов и размещение полученных данных на сфере Манселла.
4. Изучение картин рассеяния света на эмали и дентине в проходящем свете. Изучение
анизотропии рассеяния в дентине и сопоставление изменения картин рассеяния с поворотом дентинных трубочек.
5. Определение показателей преломления склерозированного дентина. Оценка влияния возрастных изменений на показатель преломления и эстетические параметры.
6. Сравнение бокового рассеяния на двухслойном фарфоре и естественном зубе, выявление области, на которой происходит наибольшее рассеяние. Разделение вкладов эмали и дентина в общую индикатрису рассеяния.
7. Построение моделей рассеяния для реставрационных материалов разных типов и дентина. Сопоставление результатов моделирования с оцифрованными экспериментальными распределениями.
В ходе работы были разработаны и апробированы следующие методы исследования и
контроля оптических свойств светоотверждаемых реставрационных материалов и
естественных зубных тканей:
1. Экспериментальный метод продольного зондирования исследуемого объекта коллимированным монохроматическим излучением с целью получения индикатрис рассеяния эмали и дентина.
2. Экспериментальный метод поперечного оптического сканирования зубных тканей лучом света образца с целью выявления анизотропии рассеяния.
3. Экспериментальные методы регистрации двумерных полей рассеяния оптического излучения и отклонения светового пучка при прохождении через исследуемый объект, основанные на применении ПЗС-матриц.
4. Экспериментальные методы исследования индикатрис рассеяния, основанные на фиксировании бокового рассеяния в образцах, освещенных монохроматическим коллимированным лазерным излучением.
5. Экспериментальный метод раздельного определения коэффициентов поглощения и рассеяния, основанный на применении точечного фотоприемника.
6. Экспериментальный метод измерения цветовых координат реставрационных материалов, основанный на измерении оптических постоянных при спектральном освещении образцов.
7. Методы цифровой обработки сигналов, двумерное преобразование Фурье и быстрые алгоритмы его вычисления применительно к экспериментальным данным и результатам компьютерного моделирования, методы сглаживания исходных фотографий, методы получения изофот.
8. Основанные на расчетных соотношениях методы обнаружения углов наклона дентинных трубочек по фиксации картин отклонения пучка света, проходящего через

имеется логарифмическая зависимость logl/l0., чего не было указано при описании формулы. Затем отмечается, что свет испытывает в материале как поглощение, так и рассеяние и приводятся установки для измерения выходной интенсивности.
Установка для измерения света, испытавшего на себе только поглощение (direct) представлена на рис. 1.3. Установка состояла из источника монохроматического света (монохроматор), держателя с отверстием диаметром 8.5 мм и детектора. Образец крепился между двумя кольцами. Вторая установка предназначалась для измерения полного пропускания (Рис. 1.4). Она представляла из себя интегрирующую сферу, покрытую сульфатом бария. На входном отверстии сферы крепился исследуемый образец. Как отмечалось выше, для обоих типов измерений интенсивности прошедшего излучения использовался диапазон 400-700 нм. Однако численно приведены значения только для длины волны 525 нм. При исследовании прямого пропускания было выявлено, что пропускание увеличивается с увеличением длины волны равномерно, без экстремумов (Рис. 1.5).
Таблица 1.10. Пропускание % Ос^ге«)* К)0) на 525 нм и 1 мм толщине фарфорового образца. Прямое _______________________________ пропускание. Отклонения в скобках
Bioform Ceramco Vita Neydium Wiliceram Steeles
59 0.24(0.18) 0.09(0.07) 0.29(0.29) 0.07(0.04) 0.11(0.08)
62 0.12(0.06) - - 0.17(0.25) -
65 0.04(0.04) 0.06(0.08) 1.08(0.69) 0.28(0.28) 0.07(0.06)
67 0.09(0.04) 0.03(0.03) 0.17(0.12) 0.21(0.34) 0.10(0.09)
91 0.15(0.04) - 1.13(0.76) - -
При исследовании полного пропускания также было выявлено, что пропускание
увеличивается с увеличением длины волны (Рис. 1.6). Процент полного пропускания дан в таблице 1.11.
Таблица 1.11. Пропускание % баюы)* 100) на 525 нм и 1 мм толщине фарфорового образца, измеренное при ______________помощи интегрирующей сферы. Прямое пропускание. Отклонения в скобках
Bioform Ceramco Vita Neydium Wiliceram Steeles
59 29.97(8.61) 22.66(6.37) 31.93(5.78) 26.06(4.07) 27.23(7.34)
62 0.12(0.06) - - 27.88(9.95) -
65 23.31(5.06) 20.39(3.89) 35.39(9.38) 33.50(10.25) 22.10(6.30)
67 26.32(1.53) 18.04(5.18) 23.58(3.95) 19.03(4.77) 23.42(3.77)
91 31.81(3.33) - 38.41(13.07) - -
Значения, полученные в результате экспериментов, показали, что основной вклад в
суммарное ослабление излучения вносит именно рассеяние, а не поглощение. Значения полного пропускания, полученные в ходе эксперимента с некоторой погрешностью укладывались на прямую (Рис. 1.7). Однако для подтверждения линейной зависимости 1од1/1о было бы необходимо наличие образцов более чем трех толщин, поскольку зависимость может и не являться линейной.
По результатам экспериментов удалось разбить исследуемые материалы на несколько групп. Одна группа находилась в диапазоне от 18.04% до 35.39%. Существенных различий между ними не было. Существенно отличались только самый