Оценка морфологии наполнителей современных стоматологических нанокомпозитных материалов

В ходе исследовательской работы была проведена оценка морфологических характеристик неорганического наполнителя пяти коммерческих и одного экспериментального стоматологических реставрационных композитных материалов, содержащих наноразмерные частицы, с помощью с помощью сканирующего электронного микроскопа Tescan Vega 3 LMH (Tescan, Брно, Чешская Республика). При проведении сканирующей электронной микроскопии было выявлено, что исследуемые образцы импортных пастообразных композитных материалов имели наполнители сходные по форме и размеру: преполяризованные конгломераты иррегулярной формы от 3 до 40 мкм, состоящие из наноразмерных сфер менее 200 нм, и отдельные сферические частицы размером до 200 нм. Преполяризованный наполнитель в низкомодульном (текучем) импортном композите имеет меньший диаметр от 3 до 30 мкм и более правильную сферическую форму. Филлеры композитных материалов российского производства имели оскольчатую форму частиц, часть наполнителя составляли кластеры микронного размера от 5 до 30 мкм, которые были образованы наноразмерными сферическими частицами менее 100 нм. Экспериментальный композитный материал имел в своем составе микросферы с диапазоном размеров от 5 до 20 мкм, состоящие из наноразмерных частиц сферической формы до 450 нм. По морфологической структуре экспериментальный композит сопоставим с наполнителями современных импортных коммерческих стоматологических композитных материалов.

1. Azmy E. et al. Impact of nanoparticles additions on the strength of dental composite resin //International Journal of Biomaterials. – 2022. – Т. 2022. – №. 1. – С. 1165431. https://doi.org/10.1155/2022/1165431.

2. Крихели Н.И., Бычкова М.Н., Крамар О.В. и др. Применение светоотверждаемых нанонаполненных композитных материалов в стоматологии (Обзор литературы) // Мед. алфавит. 2023. Т. 30, 70– 73. https://doi.org/10.33667/20785631-2023-30-70-73.

3. Wang R., Habib E., Zhu X. X. Application of close-packed structures in dental resin composites //dental materials. – 2017. – Т. 33. – №. 3. – С. 288–293. https://doi.org/10.1016/j.dental.2016.12.006

4. Barghamadi H. et al. Effects of nanoparticle size and content on mechanical properties of dental nanocomposites: experimental versus modeling //Iranian Polymer Journal. – 2015. – V. 24. – No. 10. – P. 837–848. https://doi.org/10.1007/s13726-015-0369-5.

5. Ferracane J. L. A historical perspective on dental composite restorative materials // Journal of Functional Biomaterials. – 2024. – V. 15. – No. 7. – P. 173. https://doi.org/10.3390/jfb15070173.

6. Bingül A. et al. A Review: Resin-Based Dental Materials and Their Characterization // Polymers for Advanced Technologies. – 2025. – V. 36. – No. 6. – P. e70239.

7. Ghods K. et al. Newest Developments of Nanotechnology in Dentistry: A Review of Literature // Journal of Dental Materials & Techniques. – 2022. – V. 11. – No. 1. https://doi.org/10.22038/jdmt.2022.61473.1488.

8. Jandt K. D., Watts D. C. Nanotechnology in dentistry: Present and future perspectives on dental nanomaterials // Dental Materials. – 2020. – V. 36. – No. 11. – P. 1365–1378. https://doi.org/10.1016/j.dental.2020.08.006.

9. Fujita K., Ikemi T., Nishiyama N. Effects of particle size of silica filler on polymerization conversion in a light-curing resin composite // Dental Materials. – 2011. – V. 27. – No. 11. – P. 1079–1085. https://doi.org/10.1016/j.dental.2011.07.010.

10. Timpe N. et al. Nanoporous silica nanoparticles with spherical and anisotropic shape as fi in dental composite materials // BioNanoMaterials. – 2014. – V. 15. – No. 3–4. – P. 89–99. https://doi.org/10.1515/bnm-2014-0010.

11. Pratap B. et al. Resin based restorative dental materials: Characteristics and future perspectives //Japanese Dental Science Review. – 2019. – V. 55. – No. 1. – С. 126–138. https://doi.org/10.1016/j.jdsr.2019.09.004.

12. Habib E., Wang R., Zhu X. X. Monodisperse silica-filled composite restoratives mechanical and light transmission properties //Dental Materials. – 2017. – V. 33. – No. 3. – P. 280–287. https://doi.org/10.1016/j.dental.2016.12.008.

13. Barghamadi H. et al. Effects of nanoparticle size and content on mechanical properties of dental nanocomposites: experimental versus modeling // Iranian Polymer Journal. – 2015. – V. 24. – No. 10. – P. 837–848. https://doi.org/10.1007/s13726-015-0369-5.

14. Cho K. et al. Dental resin composites: A review on materials to product realizations // Composites Part B: Engineering. – 2022. – V. 230. – P. 109495. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109495.

15. Крихели Н.И., Бычкова М.Н., Мендоса Е.Ю., Руднева О.В., Кузнецова Е.В., Курмышева А.Ю., Перетягин П.Ю. Изучение морфологии и химического состава наноразмерных сферических частиц диоксида кремния (SiO ), полученных золь-гель методом. Российская стоматология.2024;17(4):12-17. https://doi.org/10.17116/rosstomat202417112

16. Shiv R. K., Amar P. The in vitro wear behavior of nanozirconia filled dental composite in food slurry condition //The Journal of Engineering Tribology. – 2017. – V. 231. – No. 1. – P. 33–40. https://doi.org/10.1177/1350650116641329.

17. Kundie F. et al. Effects of filler size on the mechanical properties of polymer-filled dental composites: A review of recent developments //J. Phys. Sci. – 2018. – V. 29. – No. 1. – P. 141–165. https://doi.org/10.21315/jps2018.29.1.10.

18. Rodríguez H. A., Kriven W. M., Casanova H. Development of mechanical properties in dental resin composite: Effect of filler size and filler aggregation state // Materials Science and Engineering: C. – 2019. – Т. 101. – С. 274–282. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.03.090.

19. Liu J. et al. The development of filler morphology in dental resin composites: A review // Materials. – 2021. – V. 14. – No. 19. – P. 5612. https://doi.org/10.3390/ma14195612.

20. Wang R. et al. Wear behavior of light-cured resin composites with bimodal silica nanostructures as fillers //Materials Science and Engineering: C. – 2013. – V. 33. – No. 8. – P. 4759–4766. https://doi.org/10.1016/j.msec.2013.07.039.

21. Randolph L. D. et al. Filler characteristics of modern dental resin composites and their influence on physico-mechanical properties //Dental Materials. – 2016. – V. 32. – No. 12. – С. 1586–1599. https://doi.org/10.1016/j.dental.2016.09.034.

22. Aminoroaya A. et al. A review of dental composites: Challenges, chemistry aspects, filler influences, and future insights //Composites Part B: Engineering. – 2021. – V. 216. – P. 108852. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.108852.

23. Habib E. et al. Inorganic fillers for dental resin composites: present and future // ACS biomaterials science & engineering. – 2016. – V. 2. – No. 1. – P. 1–11. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.5b00401.

24. Hategekimana F., Kiraz N. Preparation and characterization of silica based nanoclusters as reinforcement for dental applications //Polymer Composites. – 2022. – Т. 43. – №. 10. – С. 7564-7574. https://doi.org/10.1002/pc.26857.

25. Habib E., Wang R., Zhu X. X. Monodisperse silica-filled composite restoratives mechanical and light transmission properties //Dental Materials. – 2017. – V. 33. – No. 3. – P. 280-287. https://doi.org/10.1016/j.dental.2016.12.008.

26. Kim K.H., Ong J.L., Okuno O. The effect of fi loading and morphology on the mechanical properties of contemporary composites //The Journal of prosthetic dentistry. – 2002. – V. 87. – No. 6. – СP. 642–649. https://doi.org/10.1067/mpr.2002.125179.

27. Tamura Y., Kakuta K., Ogura H. Wear and mechanical properties of composite resins consisting of different filler particles //Odontology. – 2013. – V. 101. – No. 2. – P. 156–169. https://doi.org/10.1007/s10266-012-0074-1.

28. Amaya-Pajares S. P. et al. Development and maintenance of surface gloss of dental composites after polishing and brushing: Review of the literature //Journal of Esthetic and Restorative Dentistry. – 2022. – V. 34. – No. 1. – P. 15–41. https://doi.org/10.1111/jerd.12875.

29. Liu J. et al. The development of filler morphology in dental resin composites: A review // Materials. – 2021. – V. 14. – No. 19. – P. 5612. https://doi.org/10.3390/ma14195612.