Измерение цвета композитных материалов для реставрации зубов в стандартизованных условиях in vitro

Одной из причин неудачной реставрации передних зубов полимерными композитами признано неудовлетворительное эстетическое качество [1, 2]. В клинической практике очень трудно добиться цвета и внешнего вида реставрации, естественно сочетающейся с окружающими зубами пациента из-за непростого комплекса оптических свойств натуральных зубов. Не менее сложная задача стоит перед разработчиками и изготовителями реставрационных материалов, требующая создать рецептуры, которые воспроизводят многочисленные тонкие оттенки натуральных тканей эмали и дентина. Так, цвет и степень прозрачности реставрационных композитов на полимерной основе зависят не только от добавки окрашивающих пигментов и соотношения индексов рефракции частиц наполнителя и полимерной матрицы, но и от состава мономеров, образующих органическую матрицу, и от компонентов системы отверждения, таких как фотоинициаторы.

Хотя достоверно оценить влияние состава материала на качество реставрации в клинике возможно только при анализе отдаленных наблюдений в течение многих лет клинического применения [3], на практике нередко предлагаются новые материалы с многообещающими улучшенными свойствами. Однако только доклинические лабораторные испытания позволяют проверить, насколько усовершенствованы эти материалы.

Эстетические свойства, цвет, степень прозрачности и цветостойкость полимерных композитов для реставрации зубов обусловливают необходимость стандартизованных методов оценки, позволяющих производителям стоматологических материалов добиваться требуемого качества и воспроизводимости партий в соответствии с принятой шкалой цветовых оттенков эталонных расцветок. Большую помощь в оценке эстетических свойств материалов для реставрации зубов и зубного ряда может оказать разработанный отечественный стандарт ГОСТ Р 58165−2018 (ISO/TR 28642:2016) «Стоматология. Руководство по измерениям цвета» [4] на основе международного нормативного документа. Этот документ устанавливает стандартизованные условия проведения лабораторных испытаний для определения цвета аппаратурным и визуальным способами. Разработанный стандарт позволяет проводить оценку результатов измерения цвета на основе допустимых уровней или норм цветового различия и вырабатывать направления для стандартизации цветовых оттенков в стоматологии по показателям соответствия и воспроизводимости цвета. Стандарт включает также порядок по отбору наблюдателей для визуальной оценки цветов и содержит инструкции по оформлению результатов испытаний цвета и цветового различия как визуальным, так и аппаратурным методом. Важным преимуществом данного стандарта можно считать то, что в нем согласованы нормы или пороговые значения для визуальных и аппаратурных оценок цвета и других показателей эстетического качества реставрационных материалов.

Для проведения аппаратурных измерений цвета в стандарте использован широко известный метод выражения результатов измерения цвета объекта в системе CIE L*, a*, b* [4—6], упрощенно обозначаемой CIELAB. Цветовое пространство в системе CIELAB является математическим преобразованием колориметрической системы, впервые опубликованной Международной комиссией по освещению (МКО) в 1931 г. и затем уточненной в 1964 г. Колориметрическая система основана на фундаментальных принципах: свет, объект и наблюдатель. Значения этих трех стимулов являются координатами цветового восприятия, вычисленными из данных, полученных МКО.

На восприятие цвета реставрации существенное влияние оказывает степень прозрачности материала. Полупрозрачность названа важным свойством стоматологических тканей и материалов, поэтому в разработанный стандарт [4] включено понятие изменения цвета полупрозрачных проницаемых для света реставраций, вызванных влиянием цвета окружающих объектов и фона (подлежащих слоев твердых тканей зуба или других реставрационных материалов). Стандарт включает нормы для прозрачных, непрозрачных и полупрозрачных стоматологических материалов при сравнении маскирующей способности реставрации.

Цель исследования — измерение цвета современных композитов для реставрации зубов в условиях in vitro аппаратурным методом с соблюдением рекомендаций разработанного стандарта ГОСТ Р 58165−2018 (ISO/TR 28642:2016) «Стоматология. Руководство по измерениям цвета» и требований действующего стандарта ГОСТ Р 56924−2016 (ИСО 4049:2009) [7] «Стоматология. Материалы полимерные восстановительные».

В соответствии с указанной целью в работе поставлены следующие задачи:

1) провести измерения цвета и степени прозрачности (или маскирующей способности) образцов реставрационных композитных материалов Filtek Ultimate (3M ESPE, США), Filtek^TMZ250 (3M ESPE, США) и Premise (Kerr, Италия) с применением рекомендаций и норм разработанного стандарта ГОСТ Р 58165−2018 (ISO/TR 28642:2016);

2) определить цветостойкость по ГОСТ Р 56924−2016 (ИСО 4049:2009) [7] после экспозиции в воде при температуре 37 °C в течение не менее 7 сут;

3) оценить влияние срока хранения паст композитных материалов на степень прозрачности и цветостойкость.

Материал и методы

Измерения цвета аппаратурным методом проводили на образцах полимерных композитов, широко применяемых в стоматологической практике при реставрации зубов. Образцы для измерения цвета в виде дисков диаметром 15 мм и толщиной 1 мм готовили по инструкциям изготовителей из композитов Filtek Ultimate, Filtek^TMZ250 и Premise разных цветов по шкале VITA из разных партий, различающихся сроком хранения паст композитов (табл. 1).

Таблица 1. Композитные материалы для измерения цвета Примечание. * — старая партия; ** — новая партия.

Измерения цвета образцов проводили на акустооптическом цветоанализаторе СПЕКТРОН-М (ФГУП «ВНИИОФИ», Россия) со следующими характеристиками:

— спектральный диапазон измерения коэффициента отражения 380—760;

— воспроизводимость результатов измерения коэффициента отражения ≤0,5%;

— геометрия измерения 0/45;

— используемые стандарты наблюдения МКО-64;

— используемая цветоизмерительная система CIELAB;

— используемый стандартный источник освещения для измерений D65;

— спектральный интервал измерения 5 нм.

Результаты и обсуждение

Основные характеристики цвета, степени прозрачности и цветостойкости после экспозиции в воде образцов композитов представлены в табл. 2.

Таблица 2. Цветовое различие между партиями, степень прозрачности и цветостойкость образцов композитов Filtek Ultimate, Filtek^TMZ250 (3M ESPE) и Premise («Kerr») по показателям, установленным стандартом ГОСТ Р 58165−2018 (ISO/TR 28642:2016) Примечание. * — белый фон/черный фон.

Толщина образцов для измерений цвета строго регламентируется стандартами, а именно 1±0,1 мм, что связано с влиянием изменений толщины образца в пределах нескольких десятых миллиметра на измеряемые оптические показатели (рис. 1).

Рис. 1. Изменение степени прозрачности в зависимости от толщины образцов композита Filtek^TM Ultimate А3 body.

Сравнительные испытания позволили оценить влияние срока хранения пасты композитных материалов Filtek^TM Ultimate и Filtek^TMZ250 на показатели цвета, измеренные в указанных условиях (рис. 2).

Рис. 2. Цветовое различие (ΔЕ) между старой и новой партиями композитов на белом и черном фоне.

Наибольшее цветовое различие установлено при измерениях цвета на белом фоне; выявленное различие для образцов композитов Filtek^TM Ultimate и Filtek^TMZ250 не превышает норму стандарта, обеспечивающую совместимость цвета (ΔЕ≤2,7). Однако для образцов композита Premise Kerr цветовое различие между партиями материала цвета А2 эмаль и А3 дентин превышает допустимый пороговый показатель ΔЕ, что свидетельствует о существенном влиянии срока хранения паст на показатели цвета этих композитов.

Руководствуясь рекомендациями стандарта ГОСТ Р 581652018, мы провели оценку цветостойкости образцов композитов. На гистограмме (рис. 3)

Рис. 3. Показатели цветостойкости образцов композитов в воде в зависимости от марки, цвета и срока хранения образцов из разных партий. ΔЕ — цветовое различие; А — область неприемлемой цветостойкости; В — приемлемой цветостойкости; С — область с превосходной цветостойкостью.

представлены соотношения цветостойкости образцов испытуемых композитов, отличающихся цветом и временем хранения пасты. Сохранение цвета и степени прозрачности реставрации в клинических условиях полости рта обеспечивает долговечность эстетического качества реставрации. Стандарты, регламентирующие технические параметры и методы лабораторных испытаний реставрационных материалов на полимерной основе, устанавливают нормы для показателей цветостойкости под воздействием водной среды. В случае превосходной цветостойкости материала пороговые значения цветового различия образца реставрационного материала до и после воздействия воды при температуре 37 °С стандарт [4] устанавливает 1,2 или менее (ΔE*_ab£1,2); если же ΔE*_ab находится в диапазоне от 1,2 до 2,7, то цветостойкость считают приемлемой, а если ΔE*_ab>2,7, то цвет реставрационного материала стандартом признается нестойким, или цветостойкость в этом случае следует считать неприемлемой.

Гистограмма на рис. 3 свидетельствует, что образцы с цветовым различием ΔЕ>2,7 попадают в область, А — неприемлемой цветостойкости, попадающие в область В — с приемлемой цветостойкостью, а С включает ΔЕ<1,2 и определяет область с превосходной цветостойкостью композитов. Сравнительная оценка цветостойкости образцов из старых и новых партий (рис. 4)

Рис. 4. Степень прозрачности и маскирующая способность образцов композитов из разных партий.

позволяет сделать вывод о влиянии времени хранения паст композитных материалов на цветостойкость образцов композитов. Так, образцы композитов из партий материалов, хранившихся длительное время (старые партии), уступают по цветостойкости образцам из новых партий. Наибольшее изменение цвета после экспозиции в воде при температуре 37 °C установлено для образцов Filtek^TMZ250 А4 из старой партии с показателем ΔЕ=3,92>2,7 (р=0,001).

Стандарт ГОСТ Р 58165−2018 (ISO/TR 28642:2016) определяет показатель полупрозрачности (различие в цвете одного и того же образца при измерении на белом и черном фоне) полимерного композита толщиной 1 мм (п. 7.3.2). Если ΔE*_ab=1,2 или менее, то испытуемый материал признается непрозрачным и обладает превосходной маскирующей способностью; если это различие более ΔE*_ab=2,7, маскирующую способность материала считают неприемлемой и его относят к полупрозрачным. Степень прозрачности испытуемых композитов зависит от назначения реставрационного материала (эмаль или дентин) и цветового оттенка по шкале VITA. Измерения на цветоанализаторе Спектрон-М показали незначительное отличие степени прозрачности образцов композитов одинакового цветового оттенка из разных партий, за исключением образца Filtek^TMZ250 А4 (р=0,001). Наибольшей прозрачностью обладает образец Filtek^TM Ultimate А3,5 текучей консистенции (р=0,05).

Заключение

Лабораторные испытания образцов композитов Filtek^TM Ultimate, Filtek^TMZ250 и Premise для определения основных эстетических показателей, совместимости цвета, степени прозрачности и цветостойкости на цветоанализаторе Спектрон-М с применением рекомендаций и норм разработанного стандарта ГОСТ Р 58165−2018 (ISO/TR 28642:2016) «Стоматология. Руководство по измерениям цвета» позволили установить влияние срока хранения пасты композитных материалов на показатели цвета. Отмечено существенное влияние срока хранения паст на показатели цвета композита Premise Kerr А2 эмаль и А3 дентин.

Показано влияние цвета по расцветке VITA и типа композитов на степень прозрачности испытанных материалов. Наибольшее значение степени прозрачности отмечено для образцов композита Filtek Ultimate (3M ESPE, США) А 3,5 текучей консистенции (ΔE*_ab=6,76 при измерении образцов на белом и черном фонах; р=0,05), наименьшее (ΔE*_ab=2,57; р=0,07) — для образцов Premise («Kerr», Италия) А3 дентин.

Лабораторные испытания композитов из партий материалов, хранившихся длительное время (старые партии), уступают по цветостойкости образцам из новых партий. Наибольшее изменение цвета после экспозиции в воде при температуре 37 °C установлено для образцов Filtek^TMZ250 А4 из старой партии с показателем цветового различия ΔЕ=3,92>2,7 (р=0,001), но цветостойкость образцов этого же композита из новой партии после экспозиции в воде соответствует требованиям стандарта ΔЕ=2,18<2,7 (р=0,001).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Поюровская И.Я. — https://orcid.org/0000-0001-7108-3753

Русанов Ф.С. — https://orcid.org/0000-0001-5280-0294

Гамова Л.В. — https://orcid.org/0000-0002-8469-071X

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Поюровская И.Я., Русанов Ф.С., Гамова Л.В. Измерение цвета композитных материалов для реставрации зубов в стандартизованных условиях in vitro. Стоматология, 2019;98(5):-91. https://doi.org/10.17116/stomat201998051