Разработка и развитие модернизированных керамических брекетов.
Deva Devanathan*
Исследование, выполненное в Научно-исследовательских лабораториях TP Ортодонтии, компании, LaPorte, Штата Индиана
Необходимо оптимизировать несколько параметров при разработке для того, чтобы достичь надежных и повторяемых клинических результатов от применения ортодонтических брекетов. Трение между дугой и поверхностью брекета прямо пропорционально поверхностной структуре соприкосающихся поверхностей. Сила соединения брекета к зубам - важный параметр, который может быть оптимизирован за счет улучшения дизайна базиса а также, за счет подбора материала базиса, который имеет высокую адгезию к ортодонтическим адгезивам. Способность к благополучному и легкому демонтажу этих брекетов по окончании лечения - другой желательный параметр. В этой статье, дизайн и развитие керамического брекета рассмотрены с особым вниманием на дизайне базиса, силах соединения, силах трения, определению прочности на сдвиг и вращение, простоту дебондирования, и т.д. В некоторых случаях, приведены данные по конкурентным изделиям.
Представление
Керамические брекеты пользовались огромной популярностью в недавнем прошлом прежде всего из-за их высокой косметической привлекательности и восприятия пациентами. Обширное исследование было проведено, чтобы изучить характеристики работы этих брекетов по-сравнению с их металлическими собратьями. Omana, и другие., изучили свойства трения металла и керамических брекетов, сосредотачившиесь прежде всего на семи марках керамических брекетов. В этом изучении авторы нашли, что при увеличении уровня сцепляемости брекета, увеличивается также и сила трения, независимо от любой другой переменной. В то время как металлический брекет показал самую низкую силу трения, имелось статистически существенное различие между литым и выточенным керамическими брекетами. Автор приписывает превосходящие свойства для литых брекетов присутствию гладких округленных краев паза , также как и у стальных брекетов. Напротив, выточенные брекеты имеют грубые края скользящих поверхностей.
Gunn, и другие., исследовали силу сдвига и вращения для керамических брекетов, чтобы определить усилия отрыва для различных керамических брекетов. Керамические брекеты ломались при усилиях, которые вызывали деформацию, но не излом металлических брекетов. Автор заключил, что различия в значениях усилий и местоположении точек отрыва могла быть приписана различиям в геометрии брекета, эффектам концентрации усилия или качеству обработки поверхностей. Точеные керамические брекеты могут потенциально иметь поверхностные неисправности, ведущие к катастрофическим отказам по смещению, отрыву или врщению.
Оливер, и др, изучили механизм отрыва APC (Адгезив Пред-покрытые брекеты). Доминирующим участком отрыва для этой системы является линия брекет/адгезив. Авторы подчеркивают потребность исследовать подробно метод применения брекетов с предварительно нанесенным на базис адгезивом , чтобы уменьшить отказы при их использовании. В этом изучении приводится дополнительная информация относительно усовершенствований дизайна нескольких из этих параметров и данные испытаний для модифицированного керамического брекета (Рис 1) .
Модифицированная Технология MXi Керамический Брекетов

Рисунок 1
Литой поликристаллический керамический брекет с литым эпоксидным базисом.
Рациональный дизайн
Первичные цели в стадии развития модифицированного керамического брекета состояли в том, чтобы максимизировать силу соединения брекет/адгезив, минимизировать трение за счет обеспечения гладких краев литой поверхности, обеспечить наилучшую долговечность соединения, используя эпоксидный базис с высокой адгезией к наиболее популярным ортодонтическим адгезивам, и при этом обеспечивающим безопасное и простое дебондирование.
Разработка высокофункционального базиса.
Дизайн базиса для этого керамического брекета был оптимизирован, чтобы максимизировать силу соединения адгезива и брекета и при этом поддерживать относительную гибкость для безопасного и уверенного дебондирования. Физическая конфигурация базиса представляет собой сетку типа " позитивный замок " ( Рис.2 2).
Механический замок Кристаллическая сетка.

Рисунок 2.Поперечный разрез cетчатого базиса .
Адгезив проникает через структуру сетки, пока он еще сохраняет текучесть и впоследствии затвердевает. В результате, получается высокопрочное соединение.(Рис. 3). Более того, после дебондирования большинство адгезива остается на базисе брекета, что ведет к минимальной очистке поверхности зуба после дебондирования.

Рисунок 3. Превосходящая сила соединения MXI кристаллической сетки.
В отличие от других брекетов, базис MXI почти полностью состоит из высокопрочной эпоксидной смолы . Модуль упругости этой смолы наиболее близок к модулям упругости наиболее популярных адгезивов, таких как Pyton, Right-On, Concise.
При дебондировании, основная деформация происходит в области эпоксидного базиса, (Рис. 4) с очень небольшим взаимодействием с керамической поверхностью.
Это позволяет производить легкое и повторяемое дебондирование без вероятности повреждения поверхности зуба. Более того, это позволяет избежать остатков частиц керамики во рту пациента .
Легкое и безопасное дебондирование.
При медленном сжатии базиса брекета с помощью кусачек , базис брекета , состоящий из эпоксидной смолы будет медленно сжиматься и деформироваться. Излом эпоксидной основы вытолкнет брекет легко и безопасно как для эмали , так и для керамической части брекета.


Рисунок 4.
Сила связывания увеличена за счет праймирования керамической поверхности. Базис отливается непосредственно на керамическую часть , с применением высокопрочной эпоксидной смолы, имеющей высокую адгезию ко всем ортодонтическим адгезивам.
Процесс производства керамических брекетов.
В отличие от металлов, керамические брекеты могут иметь различную жесткость и прочность в зависимости от степени шероховатости поверхности, степень шероховатости поверхности может влиять на уровень сил трения брекета. Рассматриваемый нами керамический брекет изготовлен, используя процесс литья в форму под давлением. Это позволяет получить поверхность с гладкой структурой. Другие производственные методы, типа фрезеровки или механической обработки с алмазными инструментами, производят грубую поверхностную структуру. MXI керамические брекеты TP Orthodontics имеют гладкую структуру поверхности, благодаря производству методом литья под давлением. ( Рис.5).
Рисунок 5. Сравнение фактуры поверхности точеных и литых брекетов.( Увеличение в 1000 раз ).

Unitek Transcend- точеные керамические брекеты.
GAC Allure - точеные керамические брекеты.
TP MXi - литые керамические брекеты.
В MXi брекетах используются очень малые гранулы, чтобы стимулировать высокий удельный вес паковки при последующем литье брекетов.Это уменьшает вероятность излома, обеспечивает брекету прочные и гладкие грани. В сравнительном изучении между точеными и литыми керамическими брекетами, Omana и др. показали значительное превосходство литых брекетов в достижении низкой силы трения ( Рис.6). Точеные керамические брекеты имеют значительно более высокое трение по сравнению с литыми брекетами.

Рисунок 6. Влияние метода производства на силу трения ( сравнение литых и точеных керамических брекетов ).
Стойкость керамических брекетов к сдвигу и развороту.
Чтобы сопротивляться силам сдвига и разворота брекета, которые присутсвуют в процессе ортодонтического перемещения во внутриротовой среде, брекет должен иметь достаточную стойкость к этим специфическим воздействиям. Gunn, S. и Powers J провели испытания на смещение и вращение для различных коммерчески доступных керамических брекетов. На Рис. 7 показана сила смещения при отказе для нескольких коммерчески доступных керамических брекетов.Смещающая нагрузка прикладывалась с помощью лезвия ножа в мезиальном направлении , непосредственно на дисто-десневой части брекета. В то время как все керамические брекеты повреждались при сдвиге, литые MXI брекеты имели очень высокую силу сопротивления сдвигу до отрыва. Причиной этого могло быть отсутствие поверхностных недостатков , что типично при производстве методом литья в форму под давлением.

Рисунок 7 Сила смещения для отрыва керамических брекетов.
Заключение
Керамические брекеты популярны из-за их эстетики и продолжат получать все более широкое применение. В этой статье описаны уникальный дизайн и тесты эксплуатационных качеств для керамических брекетов усовершенствованной технологии. Брекеты, произведенные с помощью технологии литья под давлением значительно выигрывают у своих собратьев, произведенных с помощью механической обработки, а именно - они обладают преимуществами в различных областях - трении, стойкости к сдвигу и др.
Развитие и применение базиса типа " позитивный замок " обеспечивает высоконадежное и плотное соединение. Литой эпоксидный базис обеспечивает наилучшую совместимость со всеми известными адгезивами при обеспечении безопасного и легкого дебондирования . Продолжающееся исследование в будущем продолжит открывать другие существенные преимущества этого уникального модернизированного керамического брекета.
ССЫЛКИ
1. Omana H, Moor RN, Bagby M. Frictional properties of metal and ceramic brackets. J Clin Orthod 1992;7:425-432.
2. Gunn S, Power J. Strength of ceramic brackets in shear and torsion tests. J Clin Orthod 1991;6:355-359.
3. Oliver MB, Dujoven A, Normandin G. Adhesive displacement from the APC bracket base. J Dentaire Du Quebec 1996;5-6;Vol. XXXIII.
4. Scott, G.E. Fracture toughness and Surface Cracks. Angle Orthod. 1988;58:5-8
MXi брекеты выпускаются фирмой TP Orthodontics ( США ) в дизайне
Advant-Edge и Straight-Edge.
Представитель на Украине - фирма Интердент Лтд, г. Киев,
380-44-5640734, 5625973
office@interdent.com.ua
, www.interdent.com.ua
Статья подготовлена для Орто-Студии . www.orthodont.com.ua