Способ изготовления стоматологической каппы с адгезионным покрытием из оксида алюминия Российский патент 2025 года по МПК A61C7/08 

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии. Использование стоматологических капп является комфортной альтернативой брекетам. Вместе с тем, применение кап имеет свои побочные эффекты. Например, вследствие постепенного изменения привкуса в процессе ношения капы усиливается вероятность возникновения такого опасного для зубов заболевания как пародонта, в результате которого возникает неприятный запах из-за рта и наблюдается кровотечение десен. Вместе с тем, существуют специализированные каппы, изготавливаемые специально для удерживания лекарственных препаратов на слизистой оболочке десны или в пародонтальном кармане. Однако большинство из существующих капп имеют определенные недостатки, связанные с незначительным временем удержания препарата и сложностью регулирования длительности экспозиции. Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности лечения хронического генерализованного пародонтита путем совершенствования приспособлений для введения лекарственных средств в ткани пародонта, позволяющих осуществлять многосеансные методы лечения с использованием лекарственных средств различных групп и различной консистенции и возможностью антисептической обработки самого приспособления, а также возможностью использования данной каппы у пациентов с острым воспалительным процессом в тканях пародонта и послеоперационном периоде.

Аналоги

Существует способ изготовления стоматологической индивидуальной каппы, выполненной в виде моноблока для термоформирования на аппарате Ministar (Г.А. Бурдина, О.И. Олейник, Применение модифицированной мягкой ортопентической каппы в комплексном лечении воспалительных заболеваний пародонта / Вестник новых медицинских технологий - 2010 - Т. XVII, №2 - С.167). В качестве исходного материала для изготовления каппы в данной работе используется термопластичный эластичный материал био- и копипласта. Согласно представленным экспериментальным данным, применение данного аппарата способствует эффективному поступлению медикаментов в ткани пародонта, позволяет достигать противовоспалительного эффекта в более короткие сроки по сравнению с традиционными методами. Недостатком донной методики изготовления каппы является использование ее только в послеоперационном периоде по аналогии с твердеющими повязками, для пациентов, находящихся на диспансерном учете в парадонтологических отделениях и центрах.

Известен способ получения каппы для нанесения лекарственных средств и временного цитирования зубов пленок, отличающийся тем, что каппы для верхних и нижних челюстей изготовлены отдельно друг от друга и устроены таким образом, что перекрывает помимо зубов, всю альвеолярную часть слизистой оболочки, со спаянием капп по окклюзионной поверхности (патент RU 87905 U1 от 11.09.2009 г.). Перекрывание до альвеолярной части призвано предотвратить вымывание слюной лекарственного препарата. Недостатком данного метода является отсутствие у стенок каппы должной поверхностной адсорбционной емкости, которая позволяла бы с большим эффектом удерживать лекарственные препараты. Также использование каппы с перекрыванием помимо зубов альвеолярной части, может не привести к желаемому эффекту из-за малой поверхностной упругости слюны в ротовой полости, как результат слабощелочной рН среды ротовой полости.

Существует способ получения индивидуальной каппы для лечения заболеваний пародонта, представляющую собой каппу с выемками с вестибулярной и оральной сторон (пат. RU 1363285 U1 от 29.03.2013 г.) в области шеек зубов и десны, предназначенные для размещения лекарственных прокладок с лекарственными препаратами. Данные выемки во внутренних стенках индивидуальной каппы имеют глубину до 2-3 мм и ширину до 5-8 мм. Авторы патента (патент RU 1363285 U1 от 29.03.2013 г.) предлагают свой изобретение для применений при остром воспалительном процессе, а также как повязку в послеоперационном периоде. Недостатком данной каппы является чрезмерно большой объем выемок для размещения лекарственных препаратов. Данное обстоятельство зачастую приводит к просачиванию больших объемов лекарственного препарата в ротовую область, что может привести к дискомфорту пациента, щелочная среда ротовой полости будет способствовать скорому перемещению лекарственного препарата из выемок. Еще одним недостатком данной каппы является фактическая непригодность данной капы для профилактических целей в повседневной жизни, к примеру, в период курса выравнивания прикуса зубов и пригодно главным образом для лечения уже имеющихся зубных заболеваний и в послеоперационный период.

Прототип

Известна Каппа для введения лекарственного средства в околозубные ткани, предназначенная для введения лекарственного средства в околозубные ткани, которая выполнена с прилеганием к нескольким зубам верхнечелюстной и нижнечелюстной зубной дуги пациента (патент RU 2005140047 A от 18.06.2003 г). В патенте представлены ряд способов изготовления и исполнения в комбинации с антимикробными и антисептическими лекарственными препаратами. К примеру, в патенте RU 2005140047 A от 18.06.2003 представлен способ изготовления каппы, выполненной из упругого эластомерного материала, отформованного по существу в соответствии с формой указанных зубов и тканей десны, которое также имеет одно углубление вдоль линии десны пациента, в котором имеется некоторое количество лекарственного расположенное таким образом, что при наложении на зубы происходит вытеснение лекарственного препарата на поверхность зубов. В результате вытеснения лекарственного препарата образуется своеобразная пленка из препарата на внутренней поверхности стоматологической каппы.

Данный объект по своей сущности и достигаемому результату является наиболее близким к предлагаемому и выбран нами в качестве прототипа.

Критика прототипа

Однако данный прототип имеет недостатки по сравнению с предлагаемым нами способом.

1. Быстрое растворение лекарственного препарата из-за отсутствия сцепления к внутренней поверхности стоматологической каппы и, как следствие, незначительное время удерживания препарата.

2. Фактическая непригодность данной капы для профилактических целей в повседневной жизни, к примеру, в период курса выравнивания прикуса зубов из-за неудобства использования в течение длительного времени. Предлагаемая в патенте на изобретение каппа (RU 2005140047 А от 18.06.2003 г.) пригодна главным образом для лечения уже имеющихся зубных заболеваний и в послеоперационный период.

Цель изобретения

Целью изобретения является разработка технологии изготовления стоматологических капп с улучшенными свойствами адсорбции лекарственного препарата целоформа на поверхности стенок стоматологической каппы. Поставленная цель достигается благодаря предварительному атомно-слоевому осаждению пленки оксида алюминия (Al₂O₃).

Сущность изобретения «Способ изготовления стоматологической каппы»

Предлагаемый способ иллюстрирован:

на фиг.1 поз.1 - чистый кусок стоматологической каппы. Фиг.1 поз.2 - показан процесс нанесения на куски стоматологической каппы пленок оксида алюминия (Al₂O₃) 50 циклами (5 нм) атомно-слоевого осаждения в реакторе;

на фиг.2 поз.3, поз.4, поз.5 показаны образцы стоматологической капы покрытых 50 циклами и 100 циклами атомно-слоевого осаждения и последующим нанесением целоформа (Ц). Справа представлен чистый образец капы;

на фиг.3 показан график спектроскопии комбинационного рассеяния образцов стоматологической каппы, покрытых целоформом и пленок оксидом алюминия толщинами 100 нм и 50 нм.

Способ изготовления стоматологической каппы с высоко адгезионным покрытием из оксида алюминия (Al₂O₃) для сцепления лекарственного препарата целоформа, нанесенным методом атомно-слоевого включает несколько этапов:

1. Изготовление из подходящего отверждаемого материала негативного слепка зубов пациента по общепринятой технологии, после которого следует изготовление из подходящего отверждаемого материала позитивной модели зубов.

2. Изготовление каппы из формуемого полимерного материала по предварительно полученной позитивной модели.

3. Атомно-слоевое осаждение оксида алюминия (Al₂O₃) на поверхность полученной капы. Синтезируемая по технологии атомно-слоевого осаждения пленка Al₂O₃ абсолютно безвредна для организма.

4. Нанесение целоформа равномерным напудриванием на поверхность капы, предварительно покрытой пленкой Al₂O₃ с использованием метода атомно-слоевого осаждения.

В качестве прекурсоров для получения пленки оксида алюминия (Al₂O₃) на стоматологической капе были использованы триметилалюминий (Al(СН₃)₃) и бидистиллированная вода (H₂O). Атомно-слоевое осаждение (АСО) оксида алюминия с использованием прекурсоров (Al(СН₃)₃) и ЬЬО выполняется на экспериментальной установке атомно-слоевого осаждения. Для демонстративных работ капа разрезается на небольшие куски шириной не более 6 мм. Затем полученные куски погружаются в ультразвуковую ванну для очистки от поверхностных загрязнений и в дальнейшем очищаются с использованием этилового спирта. Напыление проводится в вакуумной камере (уровень вакуума 1-2 мм.рт.ст.) при температуре 80°С (реакционная зона). Контейнеры с прекурсорами (Al(СН₃)₃) и Н₂О не нагреваются, нагревается только линия подачи (Al(СН₃)₃) до 55°С. В реакционную зону подаются прекурсоры (Al(СН₃)₃) и Н₂О попеременно, с продувкой азотом (N₂) (поток - 200 см³/мин) продуктов реакции и непрореагировавших компонентов. 1 секунда - подача первого прекурсора - (Al(СН₃)₃), 15 секунд - продувка азотом (N₂), 1 секунда -подача второго прекурсора - Н₂О, 15 секунд - продувка азотом (N₂). Такая последовательность позволяет получить пленку оксида алюминия необходимой толщины. На первом этапе было нанесено 50 циклов (Al(СН₃)₃) и Н₂О, в результате которых была получена пленка оксида алюминия (Al₂O₃) толщиной 5 нм. На втором этапе были получены пленки оксида алюминия (Al₂O₃) толщиной 10 нм, путем нанесения 100 циклов (Al(СН₃)₃) и Н₂О. Для возможности исследования состава полученных пленок были получены пленки оксида алюминия (Al₂O₃) с использованием 500 циклов Al(СН₃)₃ и H₂O (толщина пленки оксида алюминия (Al₂O₃) -50 нм. Пленки оксида алюминия (Al₂O₃) толщиной 50 нм были получены для осуществления рамановской спектроскопии, поскольку при меньших толщинах не представляется возможным наблюдать какие-либо пики, относящиеся к пленке оксида алюминия. Следует отметить, что материал, из которого сделана капа - акриловый полимер, имеет определенную степень пористости, благодаря чему возможен рост пленки оксида алюминия (Al₂O₃) не наружу, а во внутрь матрицы. Температура процесса в 80°С также способствует хемадсорбции молекул (Al(СН₃)₃) и Н₂О в приповерхностную толщу акриловой капы. Вместе с тем, акриловые полимеры, из которых изготовлены стоматологические капы, имеют высокие терморезистивные свойства и способны выдерживать температуры до 140-150°С, в результате температура 80°С не будет разрушать структуру полимера, а только увеличивать степень адсорбции молекул (Al(СН₃)₃) и Н₂О в каппу, благодаря термическому колебанию полимерных, молекулярных цепей акрила. Как можно видеть на Фиг.1, после 50 циклов атомно-слоевого осаждения, стоматологическая капа в определенной степени теряет свою прозрачность в результате хемадсорбции оксида алюминия за счет поверхностных полуреакций между Al(СН₃)₃ и H₂O. Для сравнения на данном изображении представлены куски капы без покрытия. Во вставке Фиг.1 изображены куски стоматологической капы в реакторе, в котором был осуществлен процесс атомно-слоевого осаждения оксида алюминия.

На втором этапе наносится тонкий слой лекарственного препарата целоформа на поверхность стоматологической капы, покрытой пленкой оксида алюминия толщиной 10 нм путем предварительного измельчения в ступке и дальнейшего равномерного припудривания. Как можно видеть на Фиг.2, как для 50 циклов атомно-слоевого осаждения оксида алюминия, так и для 100 циклов атомно-слоевого осаждения пленок оксида алюминия (Al₂O₃) наблюдается равномерное покрытие лекарственным препаратом целоформом, что свидетельствует об отсутствии необходимости повышения толщины выше 5 нм, поскольку дальнейшее увеличение толщины оксида алюминия как адгезионного слоя не влияет на увеличение степени адсорбции лекарственного препарата целоформа. На Фиг.2 также представлены капы без осаждения пленки оксида алюминия (Al₂O₃).

На фиг.3 представлен график рамановской спектроскопии (комбинационного рассеяния) образцов стоматологической капы, покрытой пленкой оксида алюминия (Al₂O₃) толщиной 5 нм с последующим напылением целоформом, а также образцов капы покрытых 100 циклами оксида алюминия (Al₂O₃) с напыленным целоформом. Как можно видеть на фиг.3, для двух образцов наблюдаются идентичные графики комбинационного рассеяния, в частности, валентные колебания, относящиеся к связям C-N в районе 1068 см^-1 и 1134 см^-1, слабый пик связи Al-O на участке 1379 см^-1. Малая интенсивность пика Al-O связана с чрезвычайно малой толщиной пленки Al₂O₃ равной в одном случае 50 нм, а в другом 100 нм. Пики с максимальной интенсивностью при 2888 см^-1 2857 см^-1 относятся к деформационным колебаниям СН₂ и СН₃ групп. Вместе с тем наличие адсорбированной влаги в виде молекул в полимерных цепях также может вносить вклад в возрастание интенсивности в данной области 2880 см^-1, поскольку широкий пик характерный для влаги начинается от 2800 см¹. Широкий пик при 2150 см^-1 характерен для акриловых и акрилонитриловых полимеров и может относиться к группе -CN. Наличие данного пика при 2150 см^-1 связано с тем, что используемая каппа изготовлена из акрилового полимера. Исследование адгезии лекарственного препарата целоформа на поверхности кусков стоматологической каппы было осуществлено следующим образом: один кусок каппы, на который нанесено 100 циклов Al₂O₃ с совокупной толщиной пленки Al₂O₃ 10 нм и второй чистый кусок каппы были равномерно покрыты препаратом целоформом, после чего оба образца каппы погружены в заранее приготовленный слабощелочной водный раствор (рН ~ 7) с электрической мешалкой. После выдержки образцов в течение 10 мин при умеренном размешивании магнитной мешалкой в слабощелочном растворе и дальнейшем высушивании в естественных условиях, были сняты спектры комбинационного рассеяния, которые показали наличие пиков связей, характерных для лекарственного препарата целоформа для образца с предварительным нанесением пленки Al₂O₃ методом атомно-слоевого осаждения, тогда как для образца без предварительного нанесения Al₂O₃ отсутствовали пики характерные для целоформа.

Пример конкретного применения предлагаемой каппы

Больная Ф., 56 лет, обратилась в клинику с жалобами на кровоточивость десен, подвижность зубов, гнойные выделения из пародонтальных карманов. При осмотре: кровоточивость десен, отложения поддесневого камня и налета, подвижность II степени, наличие пародонтальных карманов глубиной до 4 мм. Пародонтальные индексы (OHI-S - 2,7; PI-3,7; IR-3,5) указывают на наличие деструктивных изменений, характерных для второй стадии заболевания. Диагноз: генерализованный пародонтит средней степени тяжести. В течение 10 дней больной проводилось комплексное лечение с включением стоматологической каппы с высокоадгезионным покрытием из оксида алюминия. Через 5 дней после наложения каппы исчезла кровоточивость десневого края, десневые сосочки уплотнились, прекратилось гноетечение. К моменту завершения курса лечения ликвидированы пародонтальные карманы, подвижность зубов не отмечается. Пародонтальные индексы в пределах нормы.

Клинический пример 2

Больной А., 51 лет, обратился в клинику стоматологии с жалобами на кровоточивость десен, возникающую при приеме пищи и чистке зубов, ощущение зуда, неприятный запах изо рта. Со слов больного, ранее он дважды обращался к стоматологу с аналогичными жалобами, однако лечение ограничивалось удалением зубных отложений, рентгенологическое исследование по поводу данного заболевания не проводилось.

При объективном обследовании определяли гиперемию и отечность десневого края.

В области зубов верхней и нижней челюстей выявлялся мягкий зубной налет, наддесневой зубной камень. Все зубы были устойчивы, глубина пародонтальных карманов составляла от 1,9 мм до 2,6 мм.

Рентгенологическое исследование выявило очаги пятнистого остеопороза в вершинах межальвеолярных перегородок при сохранении их высоты, разрушение кортикальных пластинок без выраженной убыли костной ткани. Индекс OHI-S составил 1,6; PI-3,1; IR-3,2.

Диагноз: хронический генерализованный пародонтит легкой степени тяжести.

Больному проводилось комплексное лечение с включением стоматологической каппы с высокоадгезионным покрытием из оксида алюминия. К моменту завершения курса лечения ликвидированы пародонтальные карманы. Пародонтальные индексы в пределах нормы. Результатом использования данного комплексного лечения было сокращение сроков достижения стойкой ремиссии и отсутствие затрат на многократное изготовление капп.

Отличительные признаки изобретения от прототипа

Способ изготовления стоматологической каппы с высокоадгезионным покрытием из оксида алюминия отличается от прототипа тем, что предварительно на индивидуальную стоматологическую каппу, с вестибулярной и оральной сторон наносится атомно-слоевым методом высокоадгезионное покрытие из оксида алюминия (Al₂O₃) для сцепления лекарственных препаратов.

Технология:

1. Изготовление из подходящего отверждаемого материала негативного слепка зубов пациента по общепринятой технологии, после которого следует изготовление из подходящего отверждаемого материала позитивной модели зубов.

2. Изготовление каппы из формуемого полимерного материала по предварительно полученной позитивной модели.

3. Атомно-слоевое осаждение оксида алюминия (Al₂O₃) на поверхность полученной каппы. Синтезируемая по технологии атомно-слоевого осаждения пленка Al₂O₃ абсолютно безвредна для организма.

4. Нанесение целоформа равномерным напудриванием на поверхность капы, предварительно покрытой пленкой Al₂O₃ с использованием метода атомно-слоевого осаждения.

Технический результат от реализации предлагаемого изобретения

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение эффективности лечения воспалительных заболеваний пародонта и снижение экономических затрат путем усовершенствования приспособления для введения лекарственных средств в ткани пародонта. Предлагаемое изобретение направлено на оптимизацию лекарственного воздействия на ткани пародонта, что приводит к сокращению сроков лечения и снижению затрат на многократное изготовление капп. В результате осуществления предлагаемого способа практически в два раза уменьшается частота нанесения лекарственного препарата целоформа на внутренние и внешние стенки стоматологической каппы. Изобретение может быть использовано в стоматологической практике для увеличения эффекта лекарственного препарата целоформа после однократного нанесения на поверхность стенок каппы, благодаря лучшей адгезии лекарственного препарата на поверхности предварительно нанесенной пленки оксида алюминия (Al₂O₃) методом атомно-слоевого осаждения. Клинические испытания целоформа показали, что он обладает высокой сорбционной и дренирующей способностью, а также выраженным ранозаживляющим и бактерицидным эффектами. Высокая сорбционная способность целоформа обеспечивает значительную адгезию на поверхности пленки оксида алюминия, нанесенного методом атомно-слоевого осаждения на поверхности каппы, благодаря высокой концентрации полярных гидроксильных групп на поверхности оксида алюминия (Al₂O₃).

Источники информации

Каппа для введения лекарственного средства в околозубные ткани. Патент RU 2005140047 А от 18.06.2003 - прототип.

Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологии, и может быть использовано для изготовления стоматологической каппы. На поверхность стоматологической каппы из акрилового полимера наносят пленку оксида алюминия Аl₂О₃ толщиной не более 100 нм с использованием технологии атомно-слоевого осаждения при температуре 80°С. Наносят лекарственный препарат «Целоформ» путем равномерного припудривания поверхности стоматологической каппы из акрилового полимера, покрытой пленкой оксида алюминия Аl₂О₃ методом атомно-слоевого осаждения. Достигается увеличение адгезии лекарственного препарата на поверхности каппы, продление его лекарственного эффекта и, тем самым, уменьшение частоты нанесения препарата. 3 ил., 2 пр.

Способ изготовления стоматологической каппы с адгезионным покрытием из оксида алюминия, отличающийся тем, что на поверхность стоматологической каппы из акрилового полимера наносят пленку оксида алюминия Аl₂О₃ толщиной не более 100 нм с использованием технологии атомно-слоевого осаждения при температуре 80°С, наносят лекарственный препарат «Целоформ» путем равномерного припудривания поверхности стоматологической каппы из акрилового полимера, покрытой пленкой оксида алюминия Аl₂О₃ методом атомно-слоевого осаждения.