О влиянии воды на механические свойства дентина интактных зубов человека при испытании на срез

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Изучено деформационное поведение гидрированного дентина интактных зубов человека при испытании на срез при комнатной температуре и определено, как зависят его механические свойства при срезе в зависимости от толщины образца и степени заполнения дентинных каналов водой. Показано, что независимо от толщины образцов и степени заполнения дентинных каналов водой, тип деформационного поведения дентина близок к поведению вязкоупругих наполненных полимеров, тогда как мода разрушения дентина при срезе была аттестована, как хрупкое разрушение. Установлено, что деформационное поведение толстых образцов гидрированного дентина не зависит от степени заполнения дентинных каналов водой, которая существенным образом сказывалась только на поведении тонких образцов.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Д. В. Зайцев

ФГБОУ ВО “Уральский государственный горный университет”; ФГАОУ ВО “Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина”

Email: peter.panfilov@urfu.ru
Russian Federation, Екатеринбург; Екатеринбург

А. А. Куклина

ФГБОУ ВО “Уральский государственный горный университет”; ФГАОУ ВО “Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина”

Email: peter.panfilov@urfu.ru
Russian Federation, Екатеринбург; Екатеринбург

П. Е. Панфилов

ФГБОУ ВО “Уральский государственный горный университет”; ФГАОУ ВО “Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина”

Author for correspondence.
Email: peter.panfilov@urfu.ru
Russian Federation, Екатеринбург; Екатеринбург

References

  1. Зайцев Д.В., Григорьев С.С., Панфилов П.Е. Природа прочности дентина и эмали зубов человека, Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2017, 173 с.
  2. Kinney J.H., Marshall S.J., Marshall G.W. // The mechanical properties of human dentin: a critical review and re-evaluation of the dental literature, Critical Reviews in Oral Biology & Medicine, 2003, V. 14. № 1. C. 13–29. https://doi.org/10.1177/154411130301400103.
  3. Bertassoni L.E. // Dentin on the nanoscale: Hierarchical organization, mechanical behavior and bioinspired engineering, Dental Materials, 2017, V. 33. № 6. P. 637–649. https://doi.org/10.1016/j.dental.2017.03.008
  4. Боровский Е.Б., Леонтьев В.К. Биология полости рта. М.: Медицинская книга, 2001, 301 с.
  5. Panfilov Р., Kabanova A.. Guo J., Zhang Z. // Transmission electron microscopical study of teenage crown dentin on the nanometer scale // Materials Science & Engineering C. 2017, V. 71. P. 994–998. https://doi.org/10.1016/j.msec.2016.11.016
  6. Waters, N. E. //Some mechanical and physical properties of teeth / N. E. Waters, Symp. Soc. Exp. Biol., 1980, V. 34. P. 99–135.
  7. Van Der Graaf, E. R., & Ten Bosch, J. J.// The uptake of water by freeze-dried human dentine sections. Archives of Oral Biology, 1990, V. 35. № 9. P. 731–739. https://doi.org/10.1016/0003-9969(90)90096-s
  8. Agee K.A., Prakki A., Abu-Haimed T., Naguib G.H., et al. // Water distribution in dentin matrices: Bound vs. unbound water// Dental Materials, 2015, V. 31. № 3. P. 205–216. https://doi.org/10.1016/j.dental.2014.12.007
  9. Самусев Р. П., Дмитриенко С. В., Краюшкин А. И. Основы клинической морфологии зубов, М.: Оникс, 2002, 368 с.
  10. Meyers M.A. // Structural Biological Materials: Critical Mechanics-Materials Connections, Science, 2013, V. 339. P. 773–779. https://doi.org/10.1126/science.1220854
  11. Nalla R.K., Balooch M., Ager III J.W.et al. // Effects of polar solvents on the fracture resistance of dentin: role of water hydration, Acta Biomaterialia 2005, V. 1. P. 31–43. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2004.08.002.
  12. Maciel K.T., Carvalho R.M., Ringle R.D. et al.// The Effects of Acetone, Ethanol, HEMA, and Air on the Stiffness of Human Decalcified Dentin Matrix, J. Dent. Res. 1996, V. 75. № 11. P. 1851–1858. https://doi.org/10.1177/00220345960750110601.
  13. Arola D., Zheng W. // Hydration and dynamic fatigue of dentin, Journal of Biomedical Materials Research. Part A, 2006, V. 77A. № 1. P. 148–159. https://doi.org/10.1002/jbm.a.30634.
  14. Зайцев Д.В., Селезнева Н.В., Григорьев С.С., Панфилов П.Е. // Влияние жидкости на деформационное поведение человеческого дентина, Физикохимия поверхности и защита материалов, 2013, V. 49. № 5. P. 479–482. https://doi.org/10.7868/S0044185613050112
  15. Кабанова А.В., Зайцев Д.В., Григорьев С.С., Панфилов П.Е. Влияние жидкости на деформационное поведение дентина зубов человека при растяжении. Деформация и разрушение материалов, 2020, V. 6. P. 33–37. https://doi.org/10.31044/1814-4632-2020-6-33-37.
  16. Imbeni V., Nalla R.K., Bosi C. // In vitro fracture toughness of human dentin, J. Biomed. Mater. Res. A, 2003, V. 66, № 1. P. 1–9. https://doi.org/10.1002/jbm.a.10548.
  17. Zaytsev D., Ivashov A.S., Mandra J.V., Panfilov P. // On the deformation behavior of human dentin under compression and bending, Materials Science and Engineering C, 2014, V. 41, P. 83–90. https://doi.org/10.1016/j.msec.2014.04.046.
  18. Zaytsev D., Panfilov P. // Influences of the sample shape and compression temperature on the deformation behavior and mechanical properties of human dentin, Materials Science and Engineering C, 2014, V. 43. P. 607–613. https://doi.org/10.1016/j.msec.2014.07.051.
  19. Zaytsev D., Ivashov A.S., Panfilov P. // Anisotropy of the mechanical properties of human dentin under shear testing, Materials Letters, 2015, V. 138. P. 219–221. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.09.140
  20. Argon A.S. The physics of deformation and fracture of polymers. Cambridge University Press, 2013. 509 p.
  21. Nalla R.K., Kinney J.H., Ritchie R.O. // Effect of orientation on the in vitro fracture toughness of dentin: the role of toughening mechanisms, Biomaterials 2003, V. 24. P. 3955–3968. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(03)00278-3.
  22. Kruzic J.J., Nalla R.K., Kinney J.H., Ritchie R.O. // Crack blunting, crack bridging and resistance-curve fracture mechanics in dentin: effect of hydration, Biomaterials, 2003, V. 24. P. 5209–5221. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(03)00458-7.
  23. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. М.: Наука, 1979, 203 с.
  24. Боровский Е.В., Иванов В.С., Максимовский Ю.М.// Терапевтическая стоматология, Москва: Медицинское информационное агентство, 2002, 840 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dentinal canals in a sample of root dentin of an intact human tooth, cut perpendicular to the main axis of the tooth (optical microscope in “transmission” mode).

Download (122KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Deformation curves for shearing in air at room temperature of human tooth dentin samples of different thickness: (a) – exposure to water for 24 hours; (b) – after preparation.

Download (202KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Fracture surfaces of dentin samples 0.75 mm thick when cut: (a), (b) – after keeping in water for 24 hours; (c), (d) – after preparation.

Download (464KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of the mechanical properties of dentin of intact human teeth, kept in water for 24 hours, on the thickness of the sample when cut: red curve – elastic modulus, green curve – deformation before failure.

Download (87KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences