Удод А.А., Шендрик Л.Н., Шендрик Н.Н., Кашира В.И.

Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького

Инфракрасная спектроскопия в исследовании эмали зубов и адгезивных систем

Внедрение в широкую стоматологическую практику современных адгезивных систем с новыми функциями и технологиями их применения создаёт предпосылки для эффективного решения проблемы продолжительности функционирования реставраций зубов в полости рта.

В настоящее время признано, что микромеханическая адгезия, на которую были ориентированы адгезивные системы предыдущих поколений, имеет достаточно высокий потенциал к разрушению (De Munck, 2005). Современные самопротравливающие адгезивные системы призваны создавать не только микромеханическую, но и химическую адгезию путём использования в их составе фосфорнокислых эфиров, способных взаимодействовать со стабильной структурой гидроксиапатитов эмали и дентина зубов на наноуровне и формировать нерастворимые химические комплексы. Для характеристики химических процессов, происходящих между гидроксиапатитом и соответствующими компонентами современных адгезивных систем, а также для выявления факторов, влияющих на эти процессы, необходимо предварительное изучение строения и свойств основных функциональных групп обеих взаимодействующих субстанций.

Для выполнения данной задачи мы избрали метод инфракрасной (ИК) спектроскопии, основанный на микроскопическом взаимодействии инфракрасного света с химическим веществом посредством процесса поглощения и в результате дающий набор диапазонов, называемый спектром. Этот спектр уникален для химического вещества и позволяет точно идентифицировать его и присущие ему свойства путём сопоставления результатов исследования со спектральной библиотекой либо со спектром заранее известного эталона.

Цель работы: Исследование химического состава интактной эмали зуба и самопротравливающей адгезивной системы методом ИК-спектроскопии для определения особенностей их взаимодействия.

Материал и методы исследования. Объектом исследования была эмаль, сошлифованная алмазным бором с вестибулярной поверхности в области экватора моляров, удалённых по ортодонтическим и хирургическим показаниям у пациентов в возрасте от 21 года до 38 лет, а также самопротравливающая однокомпонентная адгезивная система G-Bond, GC.

Полученную эмаль сушили в течение 2-х часов в сухожаровом шкафу при температуре 60°С. Каждые 2 мг эмалевого порошка смешивали с 50 мкл вазелинового масла, помещали в кювету с NaCl спектрометра ИКС-14 и проводили ИК-анализ. Адгезив G-Bond, GC, наносили мазком между крышками из солей NaCl спектрометра и также представляли для ИК-анализа в следующих условиях: диапазон волновых чисел 4000-400 см^–1, разрешение 4 см^–1. Интерпретацию полученных спектров проводили в соответствии с данными M.T. Kirchner et al (1997), Baiping Fu et al (2005), И.Н. Сарычевой и соавт. (2005), учитывая характеристичность колебаний связей в молекуле и то, что минимум в спектре пропускания соответствует пику полосы поглощения.

Результаты исследования и выводы. Установлено, что спектр пропускания эмали имеет три основные полосы поглощения: наиболее интенсивную с максимумом около 1037 см^–1 (колебания связи РО в фосфат- ионе гидроксиапатита), аналогичную по интенсивности полосу с пиками на 568 и 612 см^–1 (также колебания связи РО) и менее интенсивную полосу в области 1468 см^–1 (колебания групп СН₃, СН₂ органической составляющей эмали). Более слабый пик при 954 см^–1 демонстрирует колебания фосфат-иона (РО₄)^3- в целом. Слабые максимумы в области 1417 см ^–1, 1095 см ^–1 и 880 см^–1 связаны с колебаниями связи в карбонатном ионе (СО₃)^2-. Бесструктурная, широкая полоса поглощения, которая идёт от 2645 см^–1 до 3645 см^–1, свидетельствует о наличии органического компонента в эмали (рис.1).

Спектр пропускания адгезива имеет выраженные пики в области 1725 см^–1 и 1643 см^–1, которые, соответственно, отвечают колебаниям карбонильных групп (υСО) и углеродной двойной связи (υCC), входящих в состав фосфорнокислого эфира самопротравливающей адгезивной системы G-Bond, GC (рис.2).

Волн. число, см^-1

Рис.1 ИК-спектр пропускания интактной эмали зуба.

Волн.число, см^-1

Рис.2 ИК-спектр пропускания самопротравливающей адгезивной системы G-Bond, GC.

Результаты настоящего исследования показали наличие определённых функциональных групп в составе гидроксиапатита и самопротравливающей адгезивной систенмы, что является отправной точкой для последующего изучения характера их взаимодействия, и факторов, влияющих на этот процесс.