Електретні покриття
Головна>> Наукові статті>>Електретні покриття
Перспективи застосування електретних покриттів у клініці ортопедичної стоматології.
Автор: Олійник П.М. лікар-стоматолог ортопед
Протягом останніх 5-7 років сформувалася та інтенсивно розвивається нова галузь медицини, заснована на використанні близьких статичних електричних полів для стимулювання позитивних біологічних процесів в організмі людини. Головною відмінністю практичних методів, заснованих на цій концепції, є те, що електричні поля створюються не традиційними електротехнічними джерелами енергії з мережним або акумуляторним електроживленням, а функціонуючими автономно електретними плівками, нанесеними на імплантати різного призначення, що широко застосовуються в медицині.
Електрет - це діелектрик, на поверхні або в обсязі якого тривалий час зберігаються некомпенсовані електричні заряди, що створюють в навколишньому просторі квазістатичне (повільно змінюється в часі) електричне поле. Потрапляючи разом із імплантатом в організм людини, електретна плівка своїм полем надає дозований локальний вплив на пошкоджений орган, сприяючи його лікуванню в оптимальних біофізичних умовах. В основі цього процесу лежить природний ефект, що полягає в тому, що зовнішнє близьке електричне поле певної величини і знака, діючи на клітинному рівні, є каталізатором появи здорових новоутворень у живих тканинах. Результатом проведених досліджень став комплекс принципових технологій нанесення у вакуумі біо- та хімічно інертних, що володіють заданими електретними властивостями, високою адгезією та чистотою.рівномірними властивостями на протяжних підкладках складної просторової конфігурації плівок п'ятиокису танталу на поверхні медичних імплантатів різного призначення.
Вибір електретного покриття стехіометричного складу Та2О5 пояснюється їх унікальними властивостями. Так, тантал, поступаючись за температурою плавлення тільки вольфраму, має рекордну хімічну стійкість, значно перевищуючи цей параметр такий метал, як золото. Тантал є гарним провідником та єдиним металом, який не відторгається живою людською тканиною. Вищий оксид танталу Та2О5 є відмінним діелектриком ((
28 . 32), має високі механічні властивості, біо- та хімічно інертний. Після спеціальної обробки він набуває електретних властивостей, тобто. здатність створювати протягом тривалого часу у безпосередній близькості від своєї поверхні квазістатичне електричне поле.
Ізоляція протезів, виготовлених з акрилових пластмас, тонкими вакуумними плівками п'ятиокису танталу дозволяє повністю усунути всі патологічні прояви, обумовлені непереносимістю акрилатів: хіміко-токсичні, алергічні, електрогальванічні. За наявності непереносимості акрилових протезів язика, набряклість слизової, сухість у роті. Об'єктивно явища непереносимості можуть супроводжуватися гіперемією (обмеженою межами протезного ложа або розлитою), набряком слизової оболонки губ, щік, язика, петехіальними крововиливами, наявністю папул та ерозій. Поряд із місцевими реакціями, можливі загальні прояви непереносимості у вигляді риніту, кропив'янки, дерматиту, кон'юнктивіту, реакції з боку центральної нервової системи (безсоння, запаморочення), загостренняхронічні захворювання. Загальні прояви можуть поєднуватись із місцевими симптомами або реалізовуватися ізольовано. Постійне виділення із протезів малих доз токсичних речовин призводить до хронічної інтоксикації організму.
Причиною перерахованих патологічних проявів є дія на організм людини продуктів поверхневої ерозії та елімінації компонентів акрилових пластмас, до складу яких входить метилметакрилат, сполуки метакрилової та акрилової кислот, різноманітні пластифікатори, замутнювачі, барвники та каталізатори. Ерозія пластмаси відбувається під дією низки причин, серед яких - неповне зв'язування мономеру в процесі полімеризації, селективна екстракція компонентів, хімічні та механічні навантаження, що виникають у процесі експлуатації протезу.
Спроби усунення явищ непереносимості акрилових пластмас у стоматології, пов'язані зі створенням на їх поверхні ізолюючих бар'єрних шарів, що перешкоджають виділенню в ротову порожнину продуктів ерозії.
Радикальним розв'язанням проблеми є нанесення на поверхню протезів покриттів різних матеріалів. Найчастіше для цієї мети використовуються гальванічні покриття благородних металів (золото, платина, паладій, срібло) завтовшки до 50 мкм. Серйозним недоліком цих покриттів є те, що перелічені метали не завжди відповідають вимогам біосумісності. Крім того, металізована пластмаса призводить до появи гальванічних пар у ротовій порожнині. Гальванічні покриття завтовшки кілька десятків мікрометрів змінюють мікрорельєф поверхні протезів і порушують їхню фіксацію.
В ідеальному варіанті матеріал покриття, що перешкоджає ерозії пластмаси, повинен мати наступні властивості:
- біоінертність до тканин організму;
- високоюміцністю, що забезпечує цілісність покриття при механічних навантаженнях, що виникають у процесі експлуатації;
- хімічною інертністю до агресивного середовища в порожнині рота та застосовуваних стоматологічних матеріалів;
- матеріал покриття повинен мати діелектричні властивості для виключення можливості утворення гальванічних пар у порожнині рота.
Цим вимогам повною мірою задовольняє п'ятиокис танталу (Та2О5).
Ще однією важливою проблемою, яка успішно вирішується при використанні діелектричних покриттів п'ятиокису танталу, є проблема гальванізму в ротовій порожнині. В даний час для терапевтичного та ортопедичного лікування в стоматології застосовується велика кількість електропровідних елементів – виробів з металів та їх сплавів. Завжди, коли провідник і електроліт знаходяться в контакті, виникає електричний ефект, який полягає в прагненні металу віддати позитивно заряджені іони в розчин, зберігши електрони, що йому належать. Внаслідок цього провіднику, зануреному в електроліт (слину), виникає електричний заряд, а між різнорідними провідниками - різницю електрохімічних потенціалів, тобто. утворюється гальванічний елемент. Поточні струми електронів та іонів призводять до серйозних захворювань.
За наявності в роті металевих включень можливі три види патологічного впливу на організм людини: хіміко-токсичну, електрогальванічну (пошкоджуючу дію гальванічного струму) та алергію. Розроблено оригінальну технологію нанесення високоякісних діелектричних плівок п'ятиокису танталу, які повністю ізолюють поверхні виробів від електроліту, зводячи до нуля небезпеку виникнення гальванізму в порожнині рота.
Використанняімплантатів з електретним покриттям п'ятиокису танталу виключає місцеві запальні ускладнення, скорочує терміни приживлення імплантатів та прискорює застосування дозованих функціональних навантажень. В даний час робляться спроби вивчення біоелектричних процесів у кістковій тканині та її електретних властивостей. Це дозволяє використовувати різні матеріали з електретними властивостями для спрямованого впливу на репаративний процес остеогенезу, що є актуальним як при лікуванні хворих з травматичними пошкодженнями кісток лицьового черепа, так і при дентальної імплантації.
Література:
1.Ефашкін Г., Електрети - діелектричні аналоги магнітів
2.Гороховатський Ю.А., Електретний ефект та його застосування
3.Гріднєв С.А., Діелектрики з метастабільною електричною поляризацією
Головна>> Наукові статті>>Електретні покриття