Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ В ПОЛОСТИ РТА, КАК ФАКТОР РАЗВИТИЯ ГАЛЬВАНОЗА

Михальченко Д.В. 1 Жидовинов А.В. 1 Денисенко Л.Н. 1 Головченко С.Г. 1 Матвеев С.В. 1
1 ГБОУ ВПО «Волгоградский Государственный медицинский университет»
Нами изучена коррозийная стойкость разных сплавов металлов, применяемых в клинике ортопедической стоматологии. Изучение коррозийной стойкости проводили «in vitro», путем создания гальванических пар из разнородных сплавов металлов, помещенных в чашку Петри с искусственной слюной на одинаковом расстоянии друг от друга - 50 мм. Измерение электрохимических потенциалов, с последующим расчётом ЭДС проводили после выдержки экспериментальных образцов сплавов в модели искусственной слюны. Было изготовлено 45 пар образцов сплавов металлов, которые отражают разнообразие литых ортопедических конструкций. Экспериментальные образцы сплавов металлов перед началом исследования были тщательно отшлифованы и отполированы до зеркального блеска.
гальваническая пара
коррозийная стойкость
гальваноз
1. Данилина Т.Ф., Жидовинов А.В., Порошин А.В., Хвостов С.Н. Профилактика гальваноза полости рта у пациентов с металлическими зубными протезами // Вестник новых медицинских технологий. – 2012. – Т. 19 ,№ 3. – С. 121-122.
2. Данилина Т.Ф., Наумова В.Н., Жидовинов А.В. Литье в ортопедической стоматологии. – Волгоград: Изд-во ВолгГМУ, 2011. – 131 с.
3. Данилина Т.Ф., Сафронов В.Е., Жидовинов А.В., Гумилевский Б.Ю. Клинико-лабораторная оценка эффективности комплексного лечения пациентов с дефектами зубных рядов // Журнал научных статей Здоровье и образование в XXI веке. – 2008. – Т. 10, № 4. – С. 607-609.
4. Данилина Т.Ф., Михальченко Д.В., Порошин А.В., Жидовинов А.В., Хвостов С.Н. Коронка для дифференциальной диагностики гальваноза // Патент на полезную модель РФ № 119601, заявл. 23.12.2011, опубл. 27.08.2012. – Бюл. 24. – 2012.
5. Данилина Т.Ф., Михальченко Д.В., Жидовинов А.В., Порошин А.В., Хвостов С.Н., Вирабян А.В. Способ диагностики непереносимости ортопедических конструкций в полости рта Современные наукоемкие технологии. – 2013. - № 1. – С. 46-48.
6. Данилина Т.Ф., Михальченко Д.В., Жидовинов А.В., Порошин А.В., Хвостов С.Н., Вирабян В.А. Расширение функциональных возможностей потенциалометров при диагностике гальваноза полости рта. // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. – 2013. - № 1. – С. 260.
7. Денисенко Л.Н., Деревянченко С.П., Колесова Т.В. Стоматологическое здоровье беременных. Журнал научных статей Здоровье и образование в XXI веке. – 2012. – Т. 14, № 2. – С. 147.
8. Жидовинов А.В. Обоснование применения клинико-лабораторных методов диагностики и профилактики гальваноза полости рта у пациентов с металлическими зубными протезами: Дис. … канд. мед. наук. – Волгоград.- 2013. – С. 121.
9. Коломейцев А.А. Клинико-лабораторное обоснование применения новой высококоррозионной нержавеющей стали Нержстом»: Автореф. дис.. канд. мед. наук / А.А. Коломейцев. – М., 2008. – С. 15.
10. Лебедев К.А. Очаг патологическоготоксического действия металлов в организме человека и роль гальванических токов в его возникновении / К.А. Лебедев, И.Д. Понякина // Физиология человека. – 2011. - №4. – С. 90-97.
11. Brett Christopher M.A., Florin Trandafir. The corrosion of dental amalgam in artificial salivas: an electrochemical impedance studi. // Journal of Electro analytical Chemistry. – 2004. - №572. – Р. 347-354.

Основными патогенетическими факторами развития гальваноза служат гальванические токи, коррозия металлов и патологические изменения ротовой жидкости. Наличие в ротовой полости металлических протезов приводит к образованию гальванического элемента, который имеет возможность производить электрические токи в несколько раз большие, чем физиологические. В состав гальванического элемента входят два разнородных электрода: анод, на котором идут химические реакции окисления, и катод, на котором происходят реакции восстановления. Обмен ионами происходит через электролит – ротовую жидкость, в который погружены электроды. Металл отдаёт в ротовую жидкость положительно заряженные ионы, что приводит к возникновению на его поверхности отрицательного заряда.

Если в полости рта присутствуют хотя бы два разных сплава, то они будут обладать разными потенциалами, величина которых зависит от свойств металлов. Неблагородные сплавы чаще служат анодом, а благородные – катодом. Нередко катодом является металл, а анодом – слизистая оболочка полости рта. Гальваническую пару могут образовывать не только два разных металла, но также один металл и близлежащая биологическая ткань. Поэтому, даже в присутствии одного металла могут возникать выраженные гальванические токи [10, 11].

Присутствие повышенных индуцированных гальванических токов в полости рта приводит к усилению коррозии металлов и во многих случаях с этим связывается возникновение аллергонепереносимости к металлам.

Процессы коррозии в свою очередь инициируют повышение силы тока и разности потенциалов. Если у пациентов с металлическими ортопедическими конструкциями в полости рта разница потенциалов свыше 150 мВ и появляются клинические проявления непереносимости протезных материалов – это свидетельствует о развитии гальваноза полости рта. Тем не менее, у большинства пациентов, длительно использующих металлические зубные протезы, гальваноз отсутствует, что следует объяснить хорошей адаптацией организма к действию патологических факторов (индуцированным гальваническим токам, повышению концентрации ионов металлов, снижению pH слюны и др.) [1, 2, 5, 6, 7, 8].

При выборе конструкционных материалов зубных протезов анализируется коррозийная стойкость различных сплавов металлов. В связи с этим непосредственно перед протезированием in vitro проводится изучение коррозийной стойкости металлических сплавов путём создания гальванических пар из разных металлов и сплавов в искусственной слюне с температурой 37 °С. При известных значениях pH определяется ЭДС образовавшегося гальванического элемента, изучаются изменения поверхности металла и высвобождение металла в окружающую среду [3, 4, 8].

А.А. Коломейцев (2008), исследуя коррозийную стойкость сплавов в искусственной слюне по методу Fusayma T. (1963), рекомендует проводить измерение электрических потенциалов контактных пар при комнатной температуре (t 23°С) при значениях pH 4,5, 7,0, и 8,0 не менее 3-х раз для выявления возможных отклонений в разных участках исследуемых металлических конструкций. Из полученных значений потенциалов вычислялась разность потенциалов и ЭДС. На основании полученных результатов оценивалась коррозийная стойкость сплавов [9].

Christopher M.A. Brett (2004) при изучении коррозии в искусственной слюне обращает внимание на важность образования оксидной плёнки и адсорбции органических компонентов в присутствии и в отсутствии растворённого кислорода. Полученные результаты интерпретировались в свете возможной коррозии [11].

Цель исследования: изучить «in vitro» коррозийную стойкость разных сплавов металлов, применяемых в клинике ортопедической стоматологии.

Материалы и методы: Изучение коррозийной стойкости проводили «in vitro», путем создания гальванических пар из разнородных сплавов металлов (табл. 1), помещенных в чашку Петри с искусственной слюной на одинаковом расстоянии друг от друга – 50 мм. Измерение электрохимических потенциалов, с последующим расчётом ЭДС проводили после выдержки экспериментальных образцов сплавов в модели искусственной слюны (Gal et al, 2001) следующим составом в мг/л: 125.6 NaCl + 963.9 KCl + 189.2 KSCN + 654.5 KpPO4 + 200.0 мочевины, 763.2 Na2SO4.10pO + 178.0 NH4Cl + 227.8 CaCl2.2pO + 630.8 NaHCO3 (ph 6.8). Было изготовлено 45 пар образцов сплавов металлов, которые отражают разнообразие литых ортопедических конструкций. Экспериментальные образцы сплавов металлов перед началом исследования были тщательно отшлифованы и отполированы до зеркального блеска.

Таблица 1

Состав и применение стоматологических сплавов металлов, использованных в эксперименте

Название сплава

Страна производитель

Состав

Область применения

System KN

Германия

Ni- 62,0 %

Cr - 25,0%
Mo - 11,0
Si - 1,5
Mg - < 0,1

Cплав для отливки несъёмных ортопедических конструкций

System MG

Германия

Co-62,0%

Cr-30,0%

Mo-5,5%

Si-1,0%

Mg-0,6%

C-0,6%

Стоматологический сплав для бюгельного протезирования и для отливки несъёмных ортопедических конструкций

Superbond

США

Ni – 61 %

Cr – 25 %

Mo – 10.5%

Si-1.5%

Ti менее 1 %

Применяется в ортопедической стоматологии для изготовления металлических каркасов металлокерамических зубных протезов, как одиночных коронок, так и нагруженных мостов

Dentan 20/14

Германмя

Fe- 44,0%

Ni – 27 %

Cr – 23 % ,

Mo – 2%

Стоматологический сплав для изготовления цельнолитых, облицованных пластмассой или покрытых нитридом титана коронок и мостов.

 

Biosil F

Германия

Co-64,8%

Cr-28,5%

Mo-5,3%

Si-0,5%

Mn-0,5%

C-0,4%

 

Сплав универсален в применении для модельного литья. Он наилучшим образом подходит для изготовления кламмерных протезов.

Auriloy Partial

США

Ni -62,00 %

Cr-22,00 %

W- 11,00 %,

Si -3,00 %

Al- 2,00 %

La <1 %

Сплав для изготовления бюгельных протезов.

Сплав ПД-190

(серебряно-паладиевый сплав)

Россия

Ag-78%

Pd-18,5

Применяются при протезировании вкладками, коронками и мостовидными протезами.

Cплав на основе золота (750 пробы)

Россия

Au-75%

Cu-13%

Ag-5%

Cd-5%

Латунь-2%

Данный сплав применяется для изготовления всех видов кламмеров, штифтов, бюгелей, вкладок и других видов или частей зубных протезов, требующих литья высокой прочности и точности

В качестве электродов использовали хлор – серебреный электрод и электрод на основе никеля. Каждое измерение проводили трижды с выведением среднего значения по каждому показателю. Так как эти электроды соединены с цифровым вольтметром, то на шкале прибора мы получали цифровые значения электрохимического потенциала исследуемого сплава. Установления электродных потенциалов начинали после предварительной выдержки сплавов в течении 30сек., 6ч., 24ч., 48ч. при температуре 370 С (рис. 1, 2, 3).

Рис. 1. Размеры исследуемого образца сплава металла

Рис. 2. Расположение образцов сплавов металлов в чашке Петри

Рис. 3. Измерение электрохимических потенциалов in vitro

Каждый образец измеряли не менее 3 раз с целью определения среднего арифметического. Полученные результаты потенциалов вводили в таблицу, с помощью которой проводили расчёт ЭДС (E) между исследуемыми сплавами. Всего проведено 450 измерений «in vitro».

Результаты исследований

Результаты измерения разности электрохимических потенциалов, позволяют говорить о наличии изменения ЭДС в указанных промежутках времени 30сек., 6ч., 24ч., 48ч. в сторону как увеличения, так и уменьшения показателей во времени в парах экспериментальных образцов. Увеличение показателя ЭДС свидетельствует об усилении коррозии, и как следствие, повышение вероятности возникновения гальваноза полости рта. Низкие значения ЭДС гальванической пары допускают возможность ее совместного использования в полости рта конкретного пациента.

Полученные результаты сравнительного анализа значений ЭДС 45 комбинаций экспериментальных образцов сплавов гальванических пар позволили провести лабораторную систематизацию биосовместимости и коррозионной стойкости конструкционных сплавов металлов по категориям для прогнозирования возможных осложнений.

  • категория A – допустимо совместное применение сплавов в полости рта, вероятность развития гальваноза отсутствует, показатели ЭДС до 80мВ;
  • категория B – допустимо совместное применение сплавов, но возможно развитие гальваноза полости рта, показатели ЭДС от 80 до 100мВ;
  • категории C – не рекомендовано к совместному применению в полости рта, вероятность развития гальваноза наиболее высока, показатели ЭДС >100 мВ.

Показатели разности потенциалов, превышающие 100 мв (категория С), обнаружились при сочетании сплавов благородных и не благородных металлов, а также ортопедических конструкций с металло-защитным покрытием.

Заключение

Предварительное изучение электрохимических потенциалов сплавов металлов, применяемых в клинике ортопедической стоматологии, «in vitro», показало необходимость длительного и детального изучения сплавов металлов на предмет их взаимодействия перед применением в стоматологической практике.

Рецензенты:

Михальченко В.Ф., д.м.н., профессор кафедры терапевтической стоматологии ВолгГМУ, г. Волгоград;

Фирсова И.В., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой терапевтической стоматологии ВолгГМУ, г. Волгоград.


Библиографическая ссылка

Михальченко Д.В., Жидовинов А.В., Денисенко Л.Н., Головченко С.Г., Матвеев С.В. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ В ПОЛОСТИ РТА, КАК ФАКТОР РАЗВИТИЯ ГАЛЬВАНОЗА // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=17564 (дата обращения: 23.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074