Устройство для потенциометрических исследований материалов металлических зубных протезов
Область использования: полезная модель относится к медицине, а именно: к ортопедической стоматологии, и может быть использована в стоматологической практике для выявления причин гальваноза путем выполнения потенциометрических исследований в эксперименте, имитирующим полость рта, в которой находятся два металлических образца конструкционных сплавов металлов, имитирующих две единицы зубных протезов, например коронки, либо мостовидный протез с учетом его протяженности, либо расстояния между двумя металлическими включениями. Сущность полезной модели: устройство содержит емкость 1 с модельным раствором слюны, магнитную мешалку 2, хлорсеребряный электрод сравнения 3, платиновый измерительный электрод 4 для снятия электрического сигнала с исследуемого образца, узел фиксации 5 исследуемых образцов. Узел 5 содержит брусок прямоугольного сечения из диэлектрического материала с параллельными прорезями 6. Прорези 6 соединены попарно проводящими ток планками 7. с образованием параллельных сквозных щелей. Образец 8 рабочего материала вставляют в прорезь 6. Измерения выполняют иономером. Достигаемый технический результат: повышение достоверности полученных результатов, расширение функциональных возможностей, счет возможности получения результатов потенциометрических исследований с учетом расстояния между имеющимися в полости рта или между будущими соседними металлическими включениями, или с учетом протяженности будущего или имеющегося в полости рта металлического мостовидного протеза, за счет возможности подбора средств для профилактики гальванический явлений в полости рта, а также в упрощении устройства. 1 н.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы; 11 илл.
Полезная модель относится к медицине, а именно: к ортопедической стоматологии, и может быть использована в стоматологической практике для выявления причин гальваноза, а также для подбора профилактических средств, предупреждающих гальваноз, путем выполнения потенциометрических исследований в эксперименте, имитирующим полость рта, в которой находятся два металлических образца конструкционных сплавов металлов, имитирующих две единицы зубных протезов, например коронки, либо мостовидный протез с учетом его протяженности, либо расстояния между двумя металлическими включениями.
Известно устройство для потенциометрических исследований материалов металлических зубных протезов, описанное в способе диагностики гальваноза в полости рта (РФ, патент 
2218078, A61B 5/05, 10.12.2003). Устройство содержит биопотенциометр с входным сопротивлением не ниже 1010 Ом, активный металлический электрод, хлорсеребряный электрод сравнения. Устройство позволяет выполнять исследования материалов металлических зубных протезов непосредственно в полости рта пациента. С помощью активного металлического электрода, прикладывая его к исследуемому материалу, последовательно измеряют электрохимический потенциал каждой металлической конструкции (зубной протез, коронка, вкладка и т.п.) по отношению к хлорсеребряному электроду сравнения, который помещен на участок слизистой оболочки подъязычной области на границе дна полости и ее центральной части через прокладку, смоченную физиологическим раствором. После чего определяют разность потенциалов между металлическими включениями. Перед каждым измерением, ваткой, смоченной этиловым спиртом, обрабатывают зубной протез и просушивают его струей воздуха.
Недостаток известного устройства состоит в том, что исследования выполняют в полости рта пациента, что неудобно как для пациента, так и для врача усложняет пользование устройством. Кроме того, устройство требует при измерениях исключения слюны, для чего осушают материал, а электрод сравнения устанавливают в ротовой полости через прокладку, смоченную в физрастворе. В результате снижается достоверность результатов измерения и усложняется пользование устройством.
Необходимость выполнения исследований непосредственно в полости рта пациента усложняет подбор средств для профилактики явлений гальванизма в полости рта.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для потенциометрических исследований материалов металлических зубных протезов. Устройство содержит ванну с модельным раствором слюны, в котором размещен образец исследуемого материала, электрод сравнения, электрод для снятия электрического сигнала (СССР, авторское свидетельство 1759411, A61C 5/08, 07.09.92.). Устройство позволяет провести потенциометрические исследования имеющегося или будущего материала металлического протеза, в том числе и материалов металлических мостовидных протезов. В процессе исследований посредством устройства измеряют электрический потенциал материала протеза по отношению к электроду сравнения без жевательной нагрузки и после воздействия на материал имитируемой жевательной нагрузкой.
Основной недостаток известного устройства состоит в том, что оно позволяет исследовать только возможность влияния материала металлического протеза на возникновение гальванических явлений, но не учитывает протяженность конструкции в полости рта или расстояние между металлическими включениями, что снижает достоверность результатов исследования. Устройство не позволяет выполнять подбор средств для профилактики явлений гальванизма в полости рта. В результате, в совокупности с вышеизложенным, снижаются функциональные возможности известного устройства.
При этом в известном устройстве слюна в емкости находится в стационарном состоянии, в то время как в полости рта слюна подвижна и время, и площадь взаимодействия ее с поверхностью материала протеза во времени непостоянна. Это также снижает достоверность результатов потенциометрических исследований известным устройством.
Кроме того, конструкция устройства и его использование сложны.
Предлагаемая полезная модель решает задачу создания устройства для потенциометрических исследований материалов металлических зубных протезов, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении достоверности полученных результатов, в расширении функциональных возможностей, счет возможности получения результатов потенциометрических исследований с учетом расстояния между имеющимися в полости рта или между будущими соседними металлическими включениями, или с учетом протяженности будущего или имеющегося в полости рта металлического мостовидного протеза, за счет возможности подбора средств для профилактики гальванический явлений в полости рта, а также в упрощении устройства.
Сущность полезной модели состоит в том, что в устройстве для потенциометрических исследований материалов металлических мостовидных протезов, содержащем емкость с модельным раствором слюны, образец рабочего материала, электрод сравнения, электрод для снятия электрического сигнала с исследуемого образца, измерительный прибор, новым является то, что в качестве измерительного прибора используют иономер, в качестве электрода сравнения используют хлорсеребряный электрод, нижний конец которого размещен в емкости с модельным раствором слюны, а в качестве электрода для снятия электрического сигнала используют платиновый измерительный электрод, которые подключены к соответствующим входам измерительного прибора, кроме того, дополнительно введены магнитная мешалка и узел фиксации исследуемых образцов, при этом емкость с модельным раствором слюны установлена на активную поверхность магнитной мешалки, а капсула магнитной мешалки помещена в модельный раствор слюны, при этом исследуемые образцы закреплены в узле фиксации на расстоянии друг от друга и с возможностью изменения расстояния между ними, а узел фиксации установлен на емкости таким образом, что нижние концы фиксируемых в узле исследуемых образцов размещены в емкости с модельным раствором слюны. При этом узел фиксации исследуемых образцов содержит брусок прямоугольного сечения из диэлектрического материала, поперек которого выполнены глухие параллельные прорези на одинаковом расстоянии друг от друга, соединенные попарно прижимными планками с образованием параллельных сквозных щелей, при этом прижимные планки выполнены из электропроводного материала, а соединение выполнено резьбовым.
Технический результат достигается следующим образом.
Существенные признаки формулы полезной модели: «Устройство для потенциометрических исследований материалов металлических зубных протезов, содержащее емкость с модельным раствором слюны, образец рабочего материала, электрод сравнения, электрод для снятия электрического сигнала с исследуемого образца, измерительный прибор, 
» являются неотъемлемой частью заявленного устройства и обеспечивают его работоспособность, а, следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата.
Слюна в ротовой полости находится в постоянном движении. Кроме того, в масштабе реального времени количество слюны непостоянно. В результате взаимодействие слюны с металлическими включениями в ротовой полости носит случайный характер. В заявленном устройстве емкость с модельным раствором слюны установлена на активную поверхность магнитной мешалки, а капсула магнитной мешалки помещена в модельный раствор слюны. После приведения мешалки в рабочее состояние, капсула вращается, приводя в движение модельный раствор слюны в емкости. Скорость вращения капсулы изменяют, регулируя электрический режим работы мешалки. Это позволяет имитировать движущуюся слюну, что в заявленном устройстве условия потенциометрических исследований материалов металлических зубных протезов приближает к реальным, а, следовательно, повышает достоверность конечных результатов.
В заявленном устройстве для закрепления исследуемых образцов введен узел фиксации. Исследуемые образцы закреплены в узле фиксации на расстоянии друг от друга и с возможностью изменения расстояния между ними, а узел фиксации установлен на емкости таким образом, что нижние концы фиксируемых в узле исследуемых образцов размещены в емкости с модельным раствором слюны.
Предлагаемое закрепление исследуемых образцов позволяет имитировать, как имеющиеся, так и будущие, одиночные металлические включения в ротовой полости, находящиеся на расстоянии друг от друга, а также протяженные мостовидные металлические протезы. Это позволяет получать результаты потенциометрических исследований с учетом расстояния между имеющимися в полости рта или между будущими соседними металлическими включениями, или с учетом протяженности будущего или имеющегося в полости рта металлического мостовидного протеза, что повышает достоверность конечных результатов исследований и расширяет, по отношению к прототипу, функциональные возможности заявленного устройства.
Кроме того, закрепление исследуемых образцов в узле фиксации обеспечивает их доступность для обработки в средствах для профилактики гальванических явлений в полости рта. Это позволяет предварительно перед их погружением в модельную слюну выполнять обработку их поверхностей исследуемыми средствами профилактики гальванических явлений в полости рта, а, следовательно, позволяет исследовать эффективность взаимодействия исследуемых профилактических средств с конкретными составами материалов зубных протезов. Это позволяет вне полости рта пациента выполнить подбор профилактического средства, снижающего явление гальваноза в полости рта, что расширяет функциональные возможности устройства.
В качестве электрода сравнения используют хлорсеребряный электрод, поскольку он постоянный и устойчивый потенциал. В качестве электрода для снятия электрического сигнала используют платиновый электрод, поскольку платина коррозионно устойчива к воздействию воздуха, что сохраняет ее электрические параметры практически неизменными. В результате повышается точность результатов электрических измерений, а, следовательно - достоверность.
Работа заявленного устройства основана на измерении в модельном растворе слюны электродвижущей силы (ЭДС) гальванического элемента, образованного материалом электрода сравнения, имеющего постоянный и устойчивый потенциал, и металлическим включением полости рта, составляющие материалов которых присутствуют в растворе в виде ионов. Это обуславливает использование для измерений иономера, к соответствующим входам которого подключены электрод сравнения и платиновый электрод.
Закрепление исследуемых образцов в прорезях узла фиксации в бруске из диэлектрического материала обеспечивает их электрическую связь друг с другом только через модельный раствор слюны. Выполнение бруска прямоугольного сечения обеспечивает устойчивое положение узла фиксации на емкости без дополнительного крепления. Выполнение поперек бруска глухих параллельных прорезей на одинаковом расстоянии друг от друга, соединенных попарно прижимными планками с образованием параллельных сквозных щелей, обеспечивает возможность закрепления в узле исследуемых образцов. Выполнение прижимных планок из электропроводного материала обеспечивает электрическую связь между соседними прорезями. Поскольку соединение является сборно-разборным, так как выполнено резьбовым, это позволяет варьировать расстоянием между исследуемыми образцами в соответствии с расположением металлических включений в полости рта, а также в соответствии с расстоянием между ними или длиной мостовидного протеза. Это же позволяет варьировать подсоединяемыми в пару прорезями, что увеличивает число возможных вариантов имитации расположений металлических включений в полости рта. В результате расширяются функциональные возможности заявленного устройства.
Кроме того, вышеизложенное демонстрирует как простоту выполнения самого устройства, так и простоту его использования.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что предлагаемое устройство для потенциометрических исследований материалов металлических зубных протезов при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении достоверности полученных результатов, в расширении функциональных возможностей, счет возможности получения результатов потенциометрических исследований с учетом расстояния между имеющимися в полости рта или между будущими соседними металлическими включениями, или с учетом протяженности будущего или имеющегося в полости рта металлического мостовидного протеза, за счет возможности подбора средств для профилактики гальванический явлений в полости рта, а также в упрощении устройства.
На фиг. 1 представлена фотография заявленного устройства для потенциометрических исследований материалов металлических зубных протезов; на фиг. 2 - фиг. 11 представлены в виде диаграмм результаты измерений разностей электрических потенциалов исследуемых образцов материалов зубных протезов в модельном растворе слюны до и после обработки пенкой, в следующем сочетании: фиг. 2 - Со/Cr для металлокерамики - Со/Cr для бюгелей; фиг. 3 - Wiron: Ni - 64,5%; Cr - 22%; Mo - 10%; Si - 2,1%; Nb-Mn-B - - Со/Cr для бюгелей; фиг. 4 - Со/Cr для металлокерамики - Со/Cr для бюгелей, напыление - нитрид титана; фиг. 5 - Wiron: Ni - 64,5%; Cr - 22%; Mo - 10%; Si - 2,1%; Nb-Mn-B - Со/Cr для бюгелей, напыление - нитрид титана; фиг. 6 - Со/Cr для металлокерамики - Титан; фиг. 7 - Wiron: Ni - 64,5%; Cr - 22%; Mo - 10%; Si - 2,1%; Nb-Mn-B - Титан; фиг. 8 - Со/Cr для бюгелей - Титан; фиг. 9 - Со/Cr для бюгелей, напыление - нитрид титана. - Титан; фиг. 10 - Нержавеющая сталь: 20X25H20C2; Cr - 25%; Ni - 20%; Si - 2,5%; C - 0,2%; Mn - 1,5%. - Титан; фиг. 11 - Нержавеющая сталь: 20X25H20C2; Cr - 25%; Ni - 20%; Si - 2,5%; C - 0,2%; Mn - 1,5%, напыление - нитрид титана. - Титан.
Заявленное устройство для потенциометрических исследований материалов металлических зубных протезов содержит емкость 1 с модельным раствором слюны, магнитную мешалку 2, хлорсеребряный электрод сравнения 3, платиновый измерительный электрод 4 для снятия электрического сигнала с исследуемого образца, узел фиксации 5 исследуемых образцов.
Узел фиксации 5 исследуемых образцов содержит брусок прямоугольного сечения из Диэлектрического материала, поперек которого выполнены глухие параллельные прорези 6 на одинаковом расстоянии друг от друга, соединенные попарно прижимными планками 7 с образованием параллельных сквозных щелей. Прижимные планки 7 выполнены из электропроводного материала, а соединение выполнено резьбовым. Образец 8 рабочего материала вставляют в прорезь 6, ширина которой близка к толщине образца. В примере выполнения ширина прорези примерно 1 мм.
В качестве измерительного прибора 9 используют иономер универсальный ЭВ-74, в качестве электрода сравнения - хлорсеребряный электрод 3 типа ЭВЛ - 1-М2. Платиновый измерительный электрод 4 представляет собой игольчатый электрод, выполненный из соответствующего металла. Для выполнения измерения платиновый электрод 4 прикладывают к поверхности исследуемого образца 8, находящейся над поверхностью слюны.
Электрод сравнения 3 и платиновый измерительный электрод 4 подключены к соответствующим входам иономера 9. Емкость 1 с модельным раствором слюны установлена на активную поверхность магнитной мешалки 2, а капсула магнитной мешалки помещена в модельный раствор слюны (на фото невидно). Капсула вращается со скоростью, которую можно изменять, варьируя электрический режим магнитной мешалки 2.
На фигуре изображен только один исследуемый образец 8, который закреплен в прорези 6 узла фиксации 5. При исследовании двух и более металлических включений исследуемые образцы закрепляют в соответствующих прорезях, обеспечивая требуемое расстояние между ними. Узел фиксации 5 установлен на емкости 1 таким образом, что нижние концы фиксируемых в узле исследуемых образцов 8 размещены в емкости 1 с модельным раствором слюны.
Таким образом, с помощью заявленного устройства моделируют ситуацию, когда у пациента во рту имеются одиночные включения на расстоянии друг от друга или мостовидный протез. Протяженность протеза или расстояние между металлическими включениями можно менять, изменяя расстояние между двумя образцами 8 рабочего материала путем закрепления в разных прорезях 6, а также изменяя пары прорезей при их попарном соединении прижимными планками 7. При этом перемешиваемый раствор имитирует движущуюся слюну.
Работа устройства показана на примерах выбора профилактических средств для снижения гальванизма в полости рта, а именно выбор пенки для полоскания полости рта.
Проверяли эффективность снижения явлении гальванизма в полости рта пенкой «Цитрус, мята(желто-зеленая)» с характеристиками:
Плотность (г/мл) 1,0191; коэффициент поверхностного натяжения 
(эрг/см2) 47,3. Приготовляли раствор: 131 капля пенки на 83 капли дистиллированной воды.
Для исследований были изготовлены образцы рабочего материала из сплавов, наиболее часто употребляемых в протезировании зубов, состав и размеры которых приведены ниже в таблице.
В лабораторных условиях измерения проводили в модельном растворе слюны МРС2. Объем раствора - 80 мл.
Предварительно измеряли в искусственной слюне значения электрических потенциалов исследуемых образцов металлических стоматологических материалов относительно хлорсеребряного электрода сравнения без исследуемого профилактического средства и определяли разность потенциалов между ними.
В примере выполнения устройства расстояние между прорезями равно 4 мм - усредненная ширина зуба.
В примере выполнения имитировали два отдельно стоящих металлических включения. Для этого образцы 8 вставляли в прорези, несоединенные прижимными планками 7. В примере образцы вставляли в соседние прорези через 4 мм.
Узел крепления 5 устанавливали на емкости 1 таким образом, чтобы концы исследуемых образцов 8 были опущены в искусственную слюну.
Измерительный платиновый электрод 4 поочередно прикладывали к исследуемым образцам 8 выше уровня слюны, и фиксировали показания. Отсчет величины потенциалов вели по водородной шкале.
Зная величину электрического потенциала электрода сравнения 3 и величину измеренной ЭДС, определяли электрический потенциал исследуемого образца 8. После измерения величины потенциала каждого исследуемогр образца определяли разность электрического потенциалов между ними.
Измеряли разность электрических потенциалов между сплавами в искусственной слюне, затем сплавы обрабатывали пенкой, вновь погружали в искусственную слюну и измеряли повторно разность электрических потенциалов. Измерения в растворе выполняли через 5 секунд.
Результаты измерений в виде диаграмм представлены на фиг. 2 - фиг. 11.
фиг. 2 - Со/Cr для металлокерамики - Со/Cr для бюгелей;
фиг. 3 - Wiron: Ni - 64,5%; Cr - 22%; Mo - 10%; Si - 2,1% ; Nb-Mn-B - - Со/Cr для бюгелей;
фиг. 4 - Со/Cr для металлокерамики - Со/Cr для бюгелей, напыление - нитрид титана;
фиг. 5 - Wiron: Ni - 64,5%; Cr - 22%; Mo - 10%; Si - 2,1%; Nb-Mn-B - Со/Cr для бюгелей, напыление - нитрид титана;
фиг. 6 - Со/Cr для металлокерамики - Титан;
фиг. 7 - Wiron: Ni - 64,5%; Cr - 22%; Mo - 10%; Si - 2,1%; Nb-Mn-B - Титан;
фиг. 8 - Со/Cr для бюгелей - Титан;
фиг. 9 - Со/Cr для бюгелей, напыление - нитрид титана. - Титан;
фиг. 10 - Нержавеющая сталь: 20X25H20C2; Cr - 25%; Ni - 20%; Si - 2,5%; C - 0,2%; Mn - 1,5%. - Титан;
фиг. 11 - Нержавеющая сталь: 20X25H20C2; Cr - 25%; Ni - 20%; Si - 2,5%; C - 0,2%; Mn - 1,5%, напыление-нитрид титана. - Титан.
Анализ полученных экспериментальных данных показывает следующее.
После обработки пенкой сплавов с составом, соответствующим фиг. 2, 3, 9, 10, 11, разность потенциалов между исследуемыми образцами увеличилась. Особенно резкое увеличение разности потенциалов наблюдали для состава по фиг. 2 (на 150 мВ).
Снижение разности потенциалов между исследуемыми образцами после обработки пенкой наблюдали для образцов с составом по фиг. 4, 5, 6, 7, 8. Максимальное снижение разности потенциалов после обработки пенкой, а именно: до нулевого значения, - наблюдали для сплавов с составом по фиг. 5 и фиг. 8 (80 мВ и 100 мВ соответственно).
Таким образом, результаты проведенных исследований показывают, что для эффективного снижения явлений гальванизма в полости рта целесообразно использовать пенку «Цитрус, мята (желто-зеленая)» в случае наличия в полости рта пары металлических включений из сплавов, соответствующих фиг. 5 и фиг. 8.
1. Устройство для потенциометрических исследований материалов металлических зубных протезов, содержащее емкость с модельным раствором слюны, образец рабочего материала, электрод сравнения, электрод для снятия электрического сигнала с исследуемого образца, измерительный прибор, отличающееся тем, что в качестве измерительного прибора используют иономер, в качестве электрода сравнения используют хлорсеребряный электрод, нижний конец которого размещен в емкости с модельным раствором слюны, а в качестве электрода для снятия электрического сигнала используют платиновый измерительный электрод, которые подключены к соответствующим входам измерительного прибора, кроме того, дополнительно введены магнитная мешалка и узел фиксации исследуемых образцов, при этом емкость с модельным раствором слюны установлена на активную поверхность магнитной мешалки, а капсула магнитной мешалки помещена в модельный раствор слюны, при этом исследуемые образцы закреплены в узле фиксации на расстоянии друг от друга и с возможностью изменения расстояния между ними, а узел фиксации установлен на емкости таким образом, что нижние концы фиксируемых в узле исследуемых образцов размещены в емкости с модельным раствором слюны.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел фиксации исследуемых образцов содержит брусок прямоугольного сечения из диэлектрического материала, поперек которого выполнены глухие параллельные прорези на одинаковом расстоянии друг от друга, соединенные попарно прижимными планками с образованием параллельных сквозных щелей, при этом прижимные планки выполнены из электропроводного материала, а соединение выполнено резьбовым.
