Analiza uwarunkowań decydujących o odporności szkliwa na zużycie. Część 2, Badania warstwy wierzchniej oraz mikrotwardości szkliwa zębowego

• Autorzy: Ryniewicz W. , Herman M. , Ryniewicz A. M.

Warianty tytułu

EN

The analysis of enamel resistance to wear determining factors. Part 2, Study of superficial layer and microhardness in tooth enamel

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Opracowanie stanowi kontynuację zagadnień, w których wskazano uwarunkowania decydujące o odporności szkliwa naturalnego na zużycie. W części II opisano badania obejmujące ocenę stereometrii warstwy wierzchniej szkliwa z wykorzystaniem mikroskopii sił atomowych (AFM) oraz wyznaczenie mikrotwardości zębów z wykorzystaniem metody Oliver&Pharr. Analizę statystyczną parametrów morfologicznych szkliwa z zębów przedtrzonowych i trzonowych prze-prowadzono z zastosowaniem programu Scanning Probe Image Processor. Analiza pozwoliła identyfikować obrazy o różnym zakresie skanowania, wyznaczyć parametry chropowatości powierzchni na poziomie nano oraz różnicować struktury w sposób jakościowy i ilościowy. Zmiany chropowatości miały charakter okresowy o zbliżonych parametrach amplitudy, a częstotliwość była stała lub była wielokrotnością parzystą. Badania parametrów mikromechanicznych, poprzez nanoindentację, pozwoliły wyznaczyć twardość szkliwa oraz moduł sprężystości (Younga) na powierzchniach koron zębów trzonowych dolnych. Na podstawie charakterystyk wytrzymałościowych i pomiarów ustalono, że twardość zawarta była w przedziale od 337,2 HV do 335,3 HV, a moduł sprężystości w przedziale od 95,8 GPa do 106,3 GPa. Stwierdzono daleko posuniętą regularność w strukturach warstwy wierzchniej szkliwa oraz dużą powtarzalność w badaniach mikromechanicznych.

EN

This paper is a continuation of the issues that has pointed determinants deciding about the resistance of natural enamel to wear. Part II contains the examinations including the assessment of enamel superficial layer stereometry using Atomic Force Microscopy (AFM) and determination of teeth microhardness using Oliver & Pharr method. Statistical analysis of morphologic parameters in enamel from premolar and molar teeth was made using Scanning Probe Image Processor software. The analysis allowed the identification of images with various range of scanning, determination of roughness parameters of the surface in nanoscale and quantitative and qualitative differentiation of the structures. Changes in roughness are periodic, with similar parameters of amplitude, and a frequency can be constant or is an even multiple. Determination of enamel hardness and Young’s modulus for the surface of dental crowns in lower molar teeth were possible by micromechanical study using nanoindentation. Based on performance characteristics and measurements it was established, that the hardness ranged from 337.2 HV to 335.3 HV, and Young’s modulus ranged from 95.8 GPa to 106.3 GPa. Highly regular pattern in structures of enamel superficial layer and high repeatability in micromechanical examinations were found.

Słowa kluczowe

PL

szkliwo zębowe; warstwa wierzchnia; chropowatość; mikrotwardość

EN

tooth enamel; superficial layer; roughness; microhardness

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 14, no. 102
• Strony: 23--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Ryniewicz W.

• Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum, Wydział Lekarski, Katedra Protetyki Stomatologicznej, ul. Montelupich 4, 31-155 Kraków

autor

Herman M.

• V Wojskowy Szpital Kliniczny z Polikliniką, Oddział Stomatologii Zachowawczej z Endodoncją, ul. Wrocławska 1-3, 30-901 Kraków

autor

Ryniewicz A. M.

• Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum, Wydział Lekarski, Katedra Protetyki Stomatologicznej, ul. Montelupich 4, 31-155 Kraków
• Akademia Górniczo Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Drelich J., Tormoen G.W., Beach E.R.: Determination of solid surface tension from particle – substrate pull – off forces measured with the atomic force microscope, Journal of Colloid and Interface Science, 2004, vol. 280, 484-497.
• [2] Lehenkari P.P., Charras G.T., Nykanen A., Horton M.A.: Adapting atomic force microscopy for cell biology, Ultramicroscopy 2000, 82, 289.
• [3] Mainsah E., Greenwood I.A., Chetwynd D.G.: Metrology and properties of engineering surfaces, Kluwer Academic Publisher, 2001.
• [4] Vie V., Giocondi M.C., Leśniewska E. et. al.: Tapping –mode atomic force microscopy on intact cells: optimal adjustment of tapping conditions by using the deflection signal, Ultramicroscopy 2000,82,279.
• [5] Cuy J. et al. „Nanoindentation mapping of mechanical properties of human molar tooth enamel” Arch. Oral Biology, 2002 (474) 281-291.
• [6] Habelitz S. et al. „Mechanical properties of human dental enamel on the nanometre scale“, Archives of Oral Biology 46 (2001) 173-183.
• [7] Wieczorkowski M., Cellary A., Chajda J.: Przewodnik po pomiarach nierówności powierzchni czyli o chropowatości i nie tylko, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 2003.
• [8] Ryniewicz W., Ryniewcz A. M. “Modelowanie mechaniki kontaktu filarów I uzupełnień protetycznych metodą elementów skończonych” Implantoprotetyka 2004 (913) 31-36.
• [9] Las Casas E.B. et al. „Enamel wear and surface roughness characterization using 3D profilometry” Tribology International 2008 (41) 1232-1236.