Функциональные свойства ортодонтических сверхэластичных дуг из никелида титана с защитными покрытиями нитрида титана

Высокие коррозионная стойкость и биологическая совместимость наряду с другими уникальными свойствами сплавов на основе никелида титана (TiNi) обусловливают широкие возможности для их практического применения в медицине. Достаточно широко титан-никелевые сплавы используются в стоматологии, где из них изготавливают имплантаты (штифты, скобы и др.), эндодонтический инструментарий, а также ортодонтические устройства - сверхэластичные дуги для коррекции зубного ряда. Многообразие ортодонтических дуг из TiNi сплавов включает большое количество импортных торговых марок с широким диапазоном упруго-силовых характеристик. Однако далеко не все из них могут быть рекомендованы на начальных этапах коррекции из-за слишком высоких, потенциально травмоопасных, развиваемых усилий. Все большее применение находят ортодонтические дуги с полимерными покрытиями, имеющими эстетический внешний вид, однако для них характерны повышенный износ и потемнение цвета при длительной эксплуатации. Авторами разработан способ задания формы для ортодонтических дуг из TiNi сплава с одновременным нанесением биоинертного покрытия нитрида титана. В работе исследовались функциональные характеристики сверхэластичных дуг из сплава Ti-50,8 ат. % Ni с осажденными вакуумно-плазменным способом в течение различного времени TiN покрытиями. Установлено, что такие покрытия выступают в качестве барьерного слоя на поверхности изделий для предотвращения выхода никеля в окружающую среду, а термическое воздействие (~400 °С) при осаждении позволяет сформировать требуемый комплекс упруго-силовых характеристик и функциональных свойств в материале изделия. В частности, за счет подбора времени осаждения можно достичь оптимальных значений реактивных напряжений (160-200 МПа) и температуры окончания обратного мартенситного превращения, реализуемого вблизи комнатной температуры.

1. Kusy, R. P. A review of contemporary archwires: Their properties and characteristics / R. P. Kusy // Angle Orthodontist. - 1997. - Vol. 67, N 3. - P. 197-206.

2. Dental materials and their selection / ed. by William J. O’Brien. - Quintessence Publ.Co. Inc., 2002. - 418 p.

3. Segner, D. Properties of superelastic wires and their relevance to orthodontic treatment / D. Segner, D. Ibe // Eur. J. Orthod. - 1995. - Vol. 17, N 5. - P. 395-402. https://doi.org/10.1093/ejo/175.395

4. Weiland, F. Constant versus dissipating forces in orthodontics: the effect on initial tooth movement and root resorption / F. Weiland // Eur. J. Orthod. - 2003. - Vol. 25, N 4. - P. 335-342. https://doi.org/10.1093/ejo/254.335

5. Stoner, M. M. Force control in clinical practice / M. M. Stoner // Am. J. Orthod. - 1960. - Vol. 46, N 3. - P. 163-186. https://doi.org/10.1016/0002-9416(60)90080-4

6. Transformation Behavior, Chemical Composition, Surface Topography and Bending Properties of Five Selected 0.016 x 0.022” NiTi Archwires / H. Fischer-Brandies [et al.] // J. Orofac. Orthop. - 2003. - Vol. 64, N 2. - P. 88-99. https://doi. org/10.1007/s00056-003-0062-8

7. Sarul, M. Comparison of elastic properties of nickel-titanium orthodontic archwires / M. Sarul, B. Kowala, J. Antoszewska // Adv. Clin. Exp. Med. - 2013. - Vol. 22, N 2. - P. 253-260.

8. Технологические особенности получения сверхэластичных ортодонтических дуг на основе TiNi / В. В. Клубович [и др.] // Материалы, технологии, инструменты. - 2014. - Т. 19, № 2. - С. 62-67.

9. Load-deflection characteristics and force level of nickel titanium initial archwires / L. Lombardo [et al.] // Angle Orthodontist. - 2012. - Vol. 82, N 3. - P. 507-521. https://doi.org/10.2319/032511-213.1

10. Es-Souni, M. On the properties of two binary NiTi shape memory alloys. Effects of surface finish on the corrosion behaviour and in vitro biocompatibility / M. Es-Souni, M. Es-Souni, H. Fischer-Brandies // Biomaterials. - 2002. - Vol. 23, N 14. - P. 2887-2894. https://doi.org/10.1016/s0142-9612(01)00416-1

11. Load-deflection characteristics of superelastic and thermal nickel-titanium wires / E. Gatto [et al.] // Eur. J. Orthod. -2013. - Vol. 35, N 1. - P. 115-123. https://doi.org/10.1093/ejo/cjr103

12. Flanagan, J. Comparison of the mechanical and surface properties of retrieved and unused aesthetic orthodontic archwire / J. Flanagan. - University of Birmingham, 2015. - 78 p.

13. Abaas, H. D. Load-deflection characteristics and force levels of coated nickel titanium orthodontic archwires / H. D. Abaas, A. F. Al-Huwaizi // J. Bagh. Coll. Dentistry. - 2015. - Vol. 27, N 2. - P. 154-157. https://doi.org/10.12816/0015312

14. Милюкина, С. Н. Технологические приемы обработки TiNi проволоки / С. Н. Милюкина, В. В. Рубаник, В. В. Рубаник, мл. // Современные перспективные материалы. - Витебск, 2011. - С. 511-536.