Материалы для базисов съемных протезов. Каучук в стоматологии
Основные требования к материалам для базисов съемных протезов. Состав и технология изготовления акрилового базиса. Классификация современных базисных материалов. Требования стандартов к физикомеханическим свойствам базисных материалов.
После того как был найден способ вулканизации каучука введением серы (Goodzhir Гуджир, 1839) и способ его применения в ортопедической стоматологии для изготовления базисов съемных протезов (Delabor, 1848, Petman, 1851), полимерные материалы стали незаменимыми для изготовления зубных протезов данного типа.
Хотя протезы из натурального каучука уже давно не изготавливаются, опыт, накопленный при работе с этим природным материалом в течение почти ста лет, позволил стоматологам и материаловедам сформулировать основные требования к базисным материалам. Материал для базисов съемных протезов должен:
Обладать биосовместимостью;
Легко очищаться и не требовать сложных процедур для соблюдения гигиены;
Иметь гладкую и плотную поверхность, не вызывающую раздражения подлежащих тканей полости рта, легко поддающуюся полированию;
Обладать устойчивостью по отношению к микробному загрязнению (устойчивость к росту бактерий);
Обеспечить точное прилегание к тканям протезного ложа;
Иметь низкое значение плотности, обеспечивая легкость протеза во рту;
Быть достаточно прочным, не разрушаться или деформироваться под нагрузками, действующими в полости рта;
Обладать термопроводностью;
Удовлетворять эстетическим требованиям;
Обеспечивать возможность проведения перебазировок и коррекций;
Иметь простую технологию изготовления и низкую стоимость.
С внедрением в стоматологическую практику 1935-1940 гг. акриловых полимеров ортопедическая стоматология получила наиболее приемлемый полимерный материал для изготовления съемных зубных протезов. Благодаря низкой относительной плотности, химической стойкости, удовлетворительной прочности, хорошим эстетическим свойствам и простоте технологии изготовления зубных протезов, акриловые пластмассы более 70 лет широко применяются в ортопедической стоматологии.
Зубные протезы из акриловых материалов изготавливают по технологии формования полимер-мономерной композиции или технологии «теста», согласно которой жидкий компонент (мономер, чаще всего метиловый эфир метакриловой кислоты или метилметакрилат), смешивается с порошкообразным компонентом (полимером). Мономер смачивает и пропитывает полимер до тестоподобной консистенции. Это тесто заформовывают или пакуют в гипсовую форму для изготовления протеза. Затем оно переходит в твердое состояние или отверждается в результате радикальной полимеризации, начало которой дает распад инициатора, пероксида бензоила, входящего в состав порошка, при нагревании тестообразной композиции (схема 13.1). Новые полимерные базисные материалы и новые технологии их применения расширили возможности получения первичного свободного радикала, добавив, например, способ светового отверждения.
Схема 13.1.
Способы инициирования полимеризации при отверждении акриловых базисных материалов
Большинство акриловых базисных материалов, выпускаемых в настоящее время, перерабатывается по этой технологии и поступает в виде комплекта «порошок-жидкость». Первоначально порошок получали размалыванием блоков полиметилметакрилата (пмма).
Однако вскоре было установлено, что более однородное по консистенции тесто можно получить при использовании в качестве порошка полимера, получаемого методом суспензионной полимеризации. Этот метод позволяет получить материал сразу в виде порошка, частицы которого имеют правильную сферическую форму. Промышленность обычно выпускает смесь порошков акриловых полимеров или сополимеров, имеющую довольно широкое распределение по молекулярной массе, со средней молекулярной массой порядка одного миллиона.
Свойства базисного материала зависят от распределения размера частиц суспензионного порошка, состава (со)полимера, его молекулярно-массового распределения и содержания пластификатора. Повышение молекулярной массы полимерного порошка и снижение до минимально возможного количества пластификатора улучшают физические и механические свойства базисного материала, однако могут отрицательно сказаться на технологических свойствах полимер-мономерного теста.
Акриловые базисные материалы - пример оригинальной композиции, которая в окончательном отвержденном виде представляет собой сочетание «старого» полимера (суспензионного порошка) и «нового» полимера, образованного при полимеризации полимер-мономерной композиции или теста в процессе изготовления готового изделия - базиса зубного протеза.
В большинстве случаев мономер, используемый для образования теста, тот же, что и мономер для изготовления самого порошка, однако часто в него вводят дополнительные модифицирующие вещества, например, бифункциональные мономеры или олигомеры, которые называют сшивающими агентами, позволяющими создать сетчатую сшитую структуру «нового» полимера. Присутствующий в составе мономерной жидкости сшивающий агент способствует повышению молекулярной массы отвержденного материала и придает ему два полезных свойства. Он уменьшает растворимость базиса в органических растворителях и повышает его прочность, а именно, стойкость к трещинообразованию под нагрузкой. Избыточное количество сшивающего агента может повысить хрупкость базиса протеза. Самыми распространенными сшива-
ющими агентами являются диметакрилаты, например диметакриловый эфир этиленгликоля (ДМЭГ), диметакриловый эфир триэтиленгликоля (ТГМ-3). Для предотвращения преждевременной полимеризации мономеров при хранении и транспортировке в мономер вводят небольшие количества ингибиторов. Действие ингибиторов эффективно проявляется уже при содержании их в сотых долях процента в расчете на мономер. В присутствии ингибиторов (гидрохинон, дифенилолпропан) скорость процесса полимеризации снижается, а полимер получается с меньшей молекулярной массой.
Многолетние клинические наблюдения акриловых базисных материалов вскрыли их существенные недостатки, главный из которых - присутствие в отвержденном базисе остаточных мономеров, ухудшающих его биосовместимость, понижающих прочность материала, приводящую к поломкам протезов в ряде случаев.
Можно выделить основные направления исследований по совершенствованию базисных материалов:
Модификация состава акриловых базисных материалов путем введения вновь синтезированных мономеров для сополимеризации при получении суспензионного порошка, в качестве сшивающих агентов в жидкость и других добавок;
Привлечение полимерных материалов других классов, например литьевых термопластов с полным отказом от технологии акриловых полимер-мономерных композиций и исключения «остаточного мономера»;
Создание новых материалов и технологий для формования и отверждения полимерных базисных материалов.
Разработки, направленные на совершенствование материалов для базисов зубных протезов, привели к созданию новых материалов, и в настоящее время международный стандарт ИСО? 1567 и разработанный на его основе ГОСТ Р 51889-2002 содержат расширенную классификацию этих материалов (схема 13.2).
Независимо от типа базисных материалов определенные требования, продиктованные назначением, предъявляются к их физико-механическим свойствам. Современные стандарты базисных материалов на полимерной основе содержат следующие основные нормы для показателей, характеризующих качество акриловых материалов горячего отверждения:
прочность при изгибе ≥65 МПа, модуль упругости при изгибе ≥2000 МПа, водопоглощение
≤30 мкг /мм 3 . Базисный материал не
Схема 13.2.
Классификация полимерных материалов для базисов съемных зубных протезов (в соответствии с международным стандартом? 1567 и ГОСТ Р 51889-2002)
Таблица №3
Пластмассы делятся на самотвердеющие, или холодного отвердения, т.е. затвердевающие при комнатной температуре, и пластмассы горячего отвердения, затвердевающие при термической обработке.
Процесс схватывания пластмассы проходит несколько стадий:
первая стадия – насыщения, заключается в смешивании порошка и жидкости, при этом не допускается наличия, как свободной жидкости, так и порошка. Оптимальным является объемное соотношение мономера к полимеру 1:3;
вторая стадия – песочная, масса напоминает смоченный водой песок;
третья стадия – тянущихся нитей, масса становится более вязкой, а при её растягивании появляются тонкие нити;
четвертая стадия – тестообразная, отличается еще большей плотностью и исчезновением тянущихся нитей при разрыве;
пятая стадия – резиноподобная или стадия затвердевания пластмассы.
Работают с пластмассой в тестообразной стадии. Пластмассы горячего отвердения при правильном режиме полимеризации содержат 0,5% , быстроотвердевающие – 3,5% остаточного мономера.
В ортопедической стоматологии применяются следующие виды пластмасс:
1. Акрилаты – на основе акриловой и метакриловой кислот. Несколько десятилетий удерживают первенство в стоматологии благодаря своим главным свойствам: относительно низкой токсичности, удобству переработки, химической стойкости, механической прочности, эстетическим качествам. Большинство материалов в качестве основного ингредиента содержат полиметилметакрилат (ПММА).
Представители:
а) «Этакрил» – синтетический материал на основе акрилового сополимера, окрашенного под цвет слизистой оболочки полости рта;
б) «Фторакс» – пластмасса горячего отверждения типа порошок-жидкость на основе фторсодержащих акриловых сополимеров. Состоит из порошка и жидкости. Протез из «Фторакса» обладает повышенной прочностью и эластичностью и хорошо гармонирует по цвету с мягкими тканями полости рта;
в) «Акронил» – сшитая и привитая пластмасса;
г) бесцветная пластмасса – на основе очищенного от стабилизатора полиметилметакрилата, содержащего антистаритель (тинувин). Состоит из порошка и жидкости.
Все перечисленные пластмассы применяются для изготовления базисов в бюгельных и съемных пластиночных протезах, ортодонтических аппаратах. Они являются пластмассами горячего отвердения. Бесцветная пластмасса применяется для изготовления базисов протезов в тех случаях, когда противопоказан окрашенный базис (аллергия на краситель), а также для других целей, когда необходим прозрачный базисный материал.
д) «Синма-74», «Синма-М» – пластмассы, выпускающиеся в виде порошков белого цвета разных оттенков, от ярко-белого до темно-коричневого, и жидкости. Пластмассы горячего отверждения применяется для изготовления коронок, небольших мостовидных протезов, фасеток.
К самоотвердевающим пластмассам этой группы относятся:
а) «Протакрил», «Редонт 01,02,03» – применяются для починок, перебазировки базисов съемных протезов, а также для изготовления простейших ортодонтических или ортопедических аппаратов;
б) «Норакрил», «Акрилоксид», «Стадонт», их отличительная особенность – наличие гаммы белых цветов от серого до коричневого оттенков. Применяются для коррекции пластмассовых коронок, мостовидных протезов;
в) «Карбопласт» – белая самоотвердевающая пластмасса, которая используется для изготовления индивидуальных ложек.
2. Эластические пластмассы подразделяются на: а) акриловые («Эладент», «ПМ», «Уфи-гель»); б) силиконовые («Ортосил», «Ортосил-М», «Боксил», «Моллосил»); в) полихлорвиниловые («Ортопласт», «Эластопласт»); г) уретандиметакрилатовые («Изозит»).
«Эладент» – представляет собой эластичную пластмассу на основе винакриловых сополимеров.
«Ортосил» – силиконовый эластичный материал, имеющий резиноподобную консистенцию, хорошо соединяется с пластмассами. «Эладент» и «Ортосил» применяют для изготовления двуслойных съемных протезов при необходимости создания мягкой прослойки, снижающей давление на подлежащие опорные ткани.В зависимости от показаний эластичный слой могут располагать по всей поверхности протеза, по границам базиса протеза, в отдельных участках базиса протеза, под искусственными зубами, создавая амортизатор, имитирующий пародонт.
«Боксил» – это пластмасса на основе наполненного силиконового каучука холодной вулканизации. Имеет белый цвет, становится резиноподобной после затвердевания. Предназначена для изготовления боксерских капп.
«Ортопласт» – эластический материал розового цвета, из которого изготавливают эктопротезы при дефектах мягких тканей лица. Имеет шесть оттенков.
«Эластопласт» – пластмасса розового цвета, горячего отвердения, служит основой боксерских капп.
«Изозит» – применяется как облицовочный материал при изготовлении металлопластмассовых конструкций зубных протезов. Пластмасса белого цвета с гаммой оттенков для дентина, пришеечной области, режущего края, что позволяет регулировать прозрачность и придавать зубам естественность и натуральность.
Применяются для изготовления: базиса съемных протезов, челюстно-лицевых и ортодонтических аппаратов, различных шин, искусственных зубов, покрытия для металлических частей несъемных протезов, коронок, металлополимерных имплантатов.
Эластичные пластмассы, помимо общих, должны отвечать следующим специфическим требованиям:
Обеспечивать прочное и долговременное соединение с материалом базиса, которое должно обладать минимальной адсорбирующей способностью по отношению к слюне и пищевым продуктам;
Благодаря своей высокой пластичности должны плотно прилегать к слизистой оболочке во время жевания, не вызывать ее раздражения и амортизировать жевательное давление, т.е. создавать удобства при пользовании протезом;
Не должны содержать ни внешних, ни внутренних пластификаторов, благодаря чему исключено отверждение подкладки из-за их вымывания;
Должны иметь хорошую смачиваемость при отсутствии набухания в условиях полости рта и постоянстве объема;
Начальная мягкость и эластичность подкладки должны быть стабильно эластичными в полости рта;
Не должны растворяться в полости рта;
Должны обладать высокими износоустойчивостью и цветостойкостью.
К недостаткам эластичных подкладок относятся:
Потеря эластичности из-за старения пластмассы уже через пол года;
Невозможность полирования эластомеров, рыхлость, делающая их негигиеничными;
Отсутствие оптимального краевого прилегания эластомеров к жестким базисным пластмассам;
Сложность обработки эластомеров режущим инструментом, а отсюда - возникновение проблем при коррекции базиса протеза.
Нарушение режима полимеризации приводит к дефектам готовых изделий(пузырьки, пористость, разводы, участки с повышенным внутренним напряжением), к растрескиванию, короблению и поломкам протеза.
Различают три вида пористости пластмасс: газовую, сжатие и гранулярную.
Газовая пористость обусловлена испарением мономера внутри полимеризующейся формовочной массы. Она возникает при опускании кюветы с пластмассовым тестом в гипсовой пресс - форме в кипящую воду. Данный вид пористости может также возникать при нагревании формы с большим количеством массы вследствие сложности отвода из нее излишков тепла, развивающегося в результате экзотермичности процесса полимеризации.
К пористости сжатия приводит недостаточное давление или недостаток формовочной массы, вследствие чего образуются пустоты. В отличие от газовой пористости она может возникнуть в любой области изделия.
Гранулярная пористость возникает из-за дефицита мономера в тех участках, где он может улетучиваться. Такое явление наблюдается при набухании мономер - полимерной массы в открытом сосуде. Поверхностные слои при этом плохо структурируются, представляют собой конгломерат «глыбок» или гранул материала.
В пластмассовых изделиях всегда имеются значительные внутренние остаточные напряжения, что приводит к растрескиванию и короблению. Они появляются в местах соприкосновения пластмассы с инородными материалами (фарфоровыми зубами, крампонами, металлическим каркасом, отростками кламмеров). Это результат различных коэффициентов линейного и объемного расширения пластмассы, фарфора, сплавов металлов.
В зависимости от назначения базисные пластмассы подразделяют на четыре основные группы: 1) пластмассы для базисов; 2) пластмассы для мягких базисных подкладок; 3) пластмассы для перебазировки съемных протезов и починки протезов; 4) конструкционные пластмассы холодного отверждения, используемые для изготовления ортодонтических аппаратов и в челюстно-лицевой ортопедии.
Базисные материалы должны соответствовать следующим специфическим требованиям:
1) необходимая консистенция формовочной полимер-мономерной массы должна достигаться менее чем за 40 мин;
2) готовая формовочная масса должна легко отделяться от стенок сосуда для замешивания порошка с жидкостью;
3) через 5 мин после достижения необходимой консистенции материал должен обладать оптимальными свойствами текучести;
4) водопоглощение не должно превышать 0,7 мг/см 2 после 24 ч хранения образца в воде при 37°С;
5) после просушивания до постоянной массы образца, хранившегося 24 ч в воде при 37°С, растворимость не должна превышать 0,04 мг/см 2 ;
6) при выдержке образца пластмассы под источником ультрафиолетового излучения мощностью 400 Вт в течение 24 ч пластмасс горячего отверждения
и 2 ч пластмасс холодного отверждения допускается незначительное изменение цвета;
7) поперечный прогиб при нагрузке 50 Н для пластмасс горячего отверждения не должен превышать 4 мм, а для пластмасс холодного отверждения при нагрузке 40 Н составлять не более 4,5 мм.
Конструкционные базисные пластмассы в зависимости от их товарной формы подразделяют на три основных типа: 1) пластмассы типа порошок-жидкость; 2) пластмассы типа гель; 3) термопластичные литьевые пластмассы.
Пластмассы типа гель.
Базисные материалы типа гель - готовая формовочная масса, получаемая обычно смешением мономера с поливи-нилакрилатным сополимером. Материал поставляется в виде толстой пластины, покрытой с обеих сторон изолирующей полимерной пленкой, которая препятствует испарению мономера. Эти материалы изготавливаются только методом горячего отверждения, поэтому в их состав не входят ингредиенты окислительно-восстановительных систем холодного отверждения (активаторы, инициаторы).
Гели изготавливают на основе двухпо-лимермономерных систем. Система I представляет собой формовочную массу, полученную смешением полиметилметак-рилата с метилметакрилатом, система II -сополимер винилхлорида (СН3-CHCI) и винилацетата (СН 2 =СН-ОСОСН 3) с метилметакрилатом. Физические свойства этих двух материалов совершенно различны. Большее применение находят гели на основе системы II. Количество ингибитора и температура хранения - основные факторы, влияющие на срок хранения материалов типа геля. При хранении в холодильнике гель не теряет своих технологических характеристик в течение 2 лет. Перерабатывать в изделие материалы типа гель можно методом компрессионного прессования и инжек-
Акриловые материалы холодного отверждения. Классификация эластичных базисных материалов. Сравнительная оценка полимерных материалов для искусственных зубов с материалами другой химической природы.
Акриловые пластмассы холодного отверждения представляют собой композиции, самопроизвольно, т.е. без дополнительной внешней энергии нагревания или света, отверждающиеся при комнатной температуре. Полимеризат в зависимости от состава материала может быть твердым или эластичным. Пластмассы холодного отверждения используются в стоматологии для исправления (перебазирования) зубных протезов, починки протезов, изготовления временных протезов, шин при пародонтозе, моделей и др. Преимуществом этих материалов перед акриловыми материалами горячего отверждения является более простая технология. Вместе с тем у них есть недостатки: они уступают по прочности материалам горячего отверждения, в них остается больше незаполимеризованных или остаточных мономеров. Согласно требованиям современных стандартов, учитывающих реальные возможности материалов холодного отверждения, прочность их при изгибе должна быть не менее 60 МПа, модуль упругости при изгибе - не менее 1500 МПа, а количество остаточного мономера, которое признается допустимым, должно составлять не более 4,5% масс. (сравните с нормами стандартов для акриловых материалов горячего отверждения, лекция 13).
Состав пластмасс холодного отверждения отличается от пластмасс горячего отверждения тем, что в полимерный порошок в ходе синтеза вводят большее количество инициатора (около 1,5% вместо 0,5% для материалов горячего отверждения), а в жидкость добавляют активатор.
Необходимость повышения адгезии протеза к слизистой оболочке полости рта привела к появлению мягких эластичных подкладочных материалов для базисов съемных зубных протезов. Повышенная эластичность необходима также потому, что некоторые пациенты не могут пользоваться съемными зубными протезами с твердыми базисами из-за боли. К материалам для эластичных подкладок предъявляются следующие медико-технические требования:
1) биосовместимость;
2) прочное соединение с материалом жесткого базиса;
3) постоянство эластичности;
4) хорошая смачиваемость слюной;
5) низкое водопоглощение и низкая степень растворимости (дезинтеграции) в жидкостях полости рта;
6) высокая износоустойчивость;
7) гигиеничность, т.е. способность легко очищаться доступными средствами;
8) цветостойкость;
9) технологичность.
Материалы для эластичных подкладок к базисам протезов классифицируют в зависимости от природы материала и от условий полимеризации или отверждения (схема 14.1).
Схема 14.1.
Виды эластичных базисных материалов
Ранее в качестве эластичных базисных материалов применяли пластифицированный поливинилхлорид и сополимеры винилхлорида.
Временные эластичные подкладки, или тканевые кондиционеры, используются во рту в течение короткого периода, около нескольких недель, хотя известны некоторые удачные составы, которые сохраняют эластичность и удерживаются на поверхности базиса многие месяцы. Для этих материалов характерны специфические свойства, принципиально важные для их назначения. Одно из них - способность к вязкоэластичному течению под действием жевательных и других функциональных нагрузок, например, во время разговора. Таким образом, отечная слизистая оболочка, травмированная болезненной фиксацией старого протеза, получает возможность восстановиться, в то время как подкладка-кондиционер приспосабливается к любому рельефу. Современные материалы данного назначения - это преимущественно акриловые гели.
Назначение искусственных зубов заключается главным образом в обеспечении функции жевательного аппарата и улучшении речи. Другой важный аспект - восстановление зубного ряда в эстетическом отношении. Основным критерием качества искусственных зубов является их сходство с естественными как по внешнему виду, так и по жевательной эффективности.
В настоящее время полимерные материалы занимают ведущее положение среди материалов другой химической природы для изготовления искусственных зубов. Кроме полимеров или пластмасс применяют фарфор и ограниченно металлические сплавы. Основные требования к искусственным зубам:
прочность и достаточная износостойкость (устойчивость к истиранию);
влагостойкость и устойчивость по отношению к действию ротовых жидкостей, отсутствие пористости;
прочное соединение с материалом базиса съемных протезов;
близость термофизических свойств (коэффициента термического расширения) к свойствам базиса;
соответствие по форме и цвету естественным зубам, сохранение первоначального цвета в условиях функционирования протеза длительное время (цветостойкость);
способность легко обрабатываться и полироваться.
Хотя были попытки изготавливать искусственные зубы из различных полимеров, поликарбонатов, полиэфиров и других материалов, обладающих более высокой, чем акрилаты прочностью, лучшие результаты по цветовоспроизведению и прочности соединения с базисом давали все-таки акриловые материалы. Акриловые искусственные зубы изготавливали из сополимеров метилметакрилата и других мономеров акрилового ряда, имеющих пространственную сшитую структуру. В качестве бифункциональных мономеров или сшивающих агентов применяли диметакриловый эфир этиленгликоля (ДМЭГ), диметакриловый эфир триэтилен-гликоля (ТГМ-3), олигокарбонатдиметакрилат и др. Количество сшивающего агента, вводимого в состав сополимера, составляло 5-10% масс. по отношению к мономерам, используемым для приготовления полимер-мономерной акриловой композиции, из которой прессовали искусственные зубы. Такая структура полимерного материала придавала искусственным зубам повышенную твердость и теплостойкость, а также повышенную износостойкость. Повышение содержания сшивающего агента в композиции свыше 10% масс. приводило к снижению прочности связи между искусственными зубами и акриловым материалом базиса.
Фарфоровые искусственные зубы получают в результате обжига формовочной массы, приготовленной из полевого шпата, кварца, каолина и добавок. Все компоненты предварительно мелят, шихту слегка увлажняют (до 1%) и плотно пакуют в шамотные сосуды-капсулы, которые нагревают в печи при температуре 1350 °С в течение 20 ч. Полученную фритту размалывают и смешивают с пигментами. Из помолотой фритты готовят формовочную массу с добавлением пластифицирующих добавок водных растворов крахмала, масел и целлюлозы. Такую массу формуют в специальных металлических прессформах, включающую специальные конструктивные элементы для механического крепления с акриловым базисом съемного протеза (крампоны - металлические штифтики либо полости и каналы).
Металлические искусственные зубы из нержавеющей стали продолжают выпускать в нашей стране, хотя в ограниченном количестве. Постепенно их вытесняют искусственные зубы из пластмассы и фарфора, так как металлические зубы не соответствуют эстетическим требованиям и по своим теплофизическим характеристикам сильно отличаются от тканей натуральных зубов и полимерного материала базиса протеза.
При сравнении искусственных зубов из пластмассы и фарфора можно выделить преимущества и недостатки, связанные с химической природой этих материалов. Фарфоровые зубы отличаются более высокой биосовместимостью, цветостабильностью и износостойкостью, однако технология их изготовления более сложна, они не способны адгезионно соединяться с акриловым базисом, у них более высокий удельный вес, и при жевании зубные протезы с фарфоровыми зубами издают неестественный стук.
Искусственные зубы выпускают наборами, гарнитурами, различающимися фасонами и размерами. Каждая фирма-производитель представляет карту или альбом фасонов и размеров выпускаемых зубов. В большинстве случаев в нее включены фасоны передних (фронтальных) и боковых (жевательных) зубов, разделенных на несколько групп. В каждой группе гарнитуры передних зубов имеют одинаковую ширину и различаются по высоте и типам. Высота (h) определяется по высоте коронки верхнего центрального резца, ширина (а) - по ширине гарнитура верхних передних зубов. Фронтальные зубы различаются по форме. Их изготавливают трех типов: прямоугольные, овальные и клиновидные. Причем это различие соблюдается только для верхних передних зубов, а нижние зубы изготавливают одного усредненного типа.
Искусственные зубы различаются также цветовыми оттенками дентиновой и эмалевой частей, которые в определенном сочетании составляют цвет искусственного зуба. Различают двухцветные и трехцветные искусственные зубы. Последние наиболее полно соответствуют
внешнему виду натуральных зубов. Цвета искусственных зубов маркируют по определенной цветовой шкале или стандартной расцветке, чаще всего по расцветке VITA.
ЛЕКЦИЯ 15 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ. СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ ГИПС
Технологическая схема изготовления зубных протезов. Краткая характеристика вспомогательных материалов. Состав, свойства и процесс твердения стоматологического гипса.
В ранние годы становления стоматологии изготовление зубных протезов было достаточно редким явлением и требовало необыкновенного искусства. Зубные протезы изготавливали приблизительно, «на глазок», многократной примеркой во рту. Лишь в 1721 г. городской врач Бреславля Готфрид Пурман предложил предварительно снимать оттиск с челюстей, чтобы пользоваться им при изготовлении искусственных зубов. Оттиском называется негативное отображение формы твердых и мягких тканей полости рта, полученное с помощью специальных оттискных материалов*.
Изготовлять по оттиску гипсовую модель первым предложил Пфафф (Pfaff). Начало использования оттискных материалов и моделей-позитивов послужило отправной точкой создания технологии изготовления зубных протезов, весьма сложных и точных конструкций для восстановления зубов и зубочелюстной системы. Хотя за прошедшие несколько сотен лет технология изготовления зубных протезов и их конструкции значительно изменилась и дополнилась новыми материалами и аппаратами, общая технологическая схема в основном сохранилась (схема 15.1).
Процесс создания зубного протеза любого вида и конструкции начинается со снятия оттиска - негативного отображения твердых и мягких
* Оттиск-отпечаток, след чего-либо, получаемый надавливанием. Слепок - точная копия какого-либо предмета, произведения скульптуры и т.п., отлитая (обычно из гипса) в форме, которая снята с оригинала (Словарь русского языка. Том III, IV, изд. 3-е, М., Русский язык,
Схема 15.1.
Этапы изготовления зубных протезов и вспомогательные материалы для каждого этапа
тканей рта пациента. Снятие оттиска производит врач-стоматолог на приеме пациента в ортопедической клинике. По полученному оттиску изготавливают диагностические и рабочие модели из гипса. Рабочая или мастер-модель служит для изготовления на ней зубного протеза.
Сначала протез изготавливается из временных материалов, так называемых моделировочных материалов, главным представителем которых является воск, точнее различные восковые композиции. На следующем этапе воск заменяют основным восстановительным материалом, пластмассой, керамикой, металлическим сплавом. Замену осуществляют после изготовления формы, для которой применяют обычный медицинский гипс или специальные формовочные материалы, в которых также может использоваться гипс. После замещения воска в модели зубного протеза на постоянный основной восстановительный материал готовый протез извлекают из формы, очищают от остатков формовочного материала, шлифуют и полируют. Таким образом, основные этапы технологии изготовления зубных протезов включают применение как минимум пяти видов вспомогательных материалов.
Конечно, технология изготовления зубных протезов представлена здесь в самом общем виде. Однако этого достаточно, чтобы отметить -
основным качеством, которым должны обладать вспомогательные материалы, является их способность точно воспроизводить форму и размеры тканей полости рта и конструкции зубных протезов, возмещающие отсутствующие элементы зубочелюстной системы. Такой способностью обладает гипс, вспомогательный материал, который применяют на нескольких этапах изготовления зубных протезов как клинических, так и лабораторных.
Гипс занимает ведущее место в классе вспомогательных материалов для ортопедической стоматологии. Из гипса можно получить точный оттиск (правда, в настоящее время используют более современные оттискные материалы). Он дает точную копию твердых и мягких тканей полости рта - модель. Из гипса же готовят формы для замещения временных моделировочных материалов на основные конструкционные. Также гипс входит в некоторые формовочные материалы для литья зубных протезов из металлических сплавов (рис. 15.1).
Рис. 15.1.
применения гипса в качестве вспомогательного материала
Под термином «гипс» или «гипсовые материалы» понимают различные модификации сульфата кальция, водные или безводные, получаемые из сульфата кальция, который встречается в природе в виде минерала белого, серого или желтоватого цвета, химическая формула
которого представляет собой двухводный сульфат кальция. Гипс - это типичная осадочная порода, образование которой произошло выпадением в осадок сульфатных солей из растворов, обогащенных ими, в озерах и лагунах. Встречаются также залежи гипса, возникшие при выветривании горных пород.
Стоматологические (зуботехнические) гипсы получают прогреванием или термообработкой природного гипса, при этом в зависимости от условий термообработки получают различные его модификации. Двухводный сульфат кальция превращается в полуводный или полугидрат. Именно он является основным гипсовым продуктом, который применяется в качестве вспомогательного материала в ортопедической стоматологии. Стандарты выделяют 5 типов гипса стоматологического назначения (схема 15.2).
Схема 15.2.
Классификация стоматологического гипса
Готовый зуботехнический гипс (первых трех типов, см. схему 15.2) имеет следующий состав (в массовых %): полугидрат сульфата кальция - не менее 90%, двугидрат сульфата кальция - 2-4%, примеси процесса термообработки (безводный сульфат кальция - ангидрит и др.) - 6%.
При смешивании порошка полугидрата с водой в определенном соотношении вода/порошок образуется густое тесто. Процесс твердения описывается реакцией:
Полугидрат растворяется и взаимодействует с водой по представленной выше реакции. С образованием двугидрата сульфата, растворимость которого ниже, чем полугидрата сульфата кальция (2,05 г/л и 6,5 г/л соответственно), водная фаза становится перенасыщена им, что приводит к его кристаллизации на имеющихся в суспензии центрах. Обычно гипсовые кристаллы имеют игольчатую форму, часто располагаются в радиальном направлении от центра кристаллизации в виде сферических агрегатов. Центрами кристаллизации могут быть примеси (например, остатки частиц гипса). Последующее обеднение водной фазы ионами кальция и сульфата приводит к увеличению количества полугидрата, переходящего в раствор, и, в свою очередь, осаждающегося в виде двугидрата сульфата кальция.
Процесс твердения гипса продолжается от начала смешивания порошка с водой до завершения реакции твердения, когда материал достигает своей оптимальной прочности во влажном состоянии. Можно выделить четыре стадии твердения гипса: текучую, пластичную, рыхлую и твердую.
Реакция твердения на начальной стадии вызывает уменьшение объема гипсовой смеси. При соответствующих условиях эти изменения можно непосредственно наблюдать на ранних стадиях процесса твердения, когда смесь еще жидкая. Однако когда в смеси начинает нарастать твердость и жесткость (в этот момент исчезает блеск поверхности), можно наблюдать явление изотропного расширения в результате роста кристаллов гипса.
Строго говоря, скорость гидратации во время твердения не зависит от соотношения вода/порошок (В/П) в достаточно широких пределах. Однако скорость, с которой протекают связанные с ней и описанные выше физические процессы, во многом зависит от этого соотношения, поскольку эти процессы связаны с взаимодействием в суспензии растущих из центров кристаллов гипса. Густые смеси (при низком соотношении В/П) твердеют быстрее, заметно ускоряется расширение из-за более высокой концентрации в них центров кристаллизации.
Многие соли и коллоиды способны влиять на характер твердения гипсов, изменяя скорость реакции твердения. В течение многих лет их широко использовали при разработке составов стоматологических гипсов различного назначения, в основном эмпирическим способом, так
как принципы их влияния не были до конца понятны. Сам тонкий порошок гипса является хорошим ускорителем твердения, он ускоряет кристаллообразование в гетерогенной системе. Растворимые сульфаты и хлориды (сульфаты натрия и калия, хлорид натрия) в низких концентрациях тоже являются эффективными ускорителями, очевидно повышая скорость растворения полугидрата. Однако эти же соли в более высоких концентрациях (выше 1-2%) действуют как замедлители твердения, так как в процессе твердения уменьшается количество несвязанной воды в смеси и соответственно повышается концентрация добавок.
ЛЕКЦИЯ 16 КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТТИСКНЫХ МАТЕРИАЛОВ. ТВЕРДЫЕ ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Требования к свойствам оттискных материалов. Классификация оттискных материалов. Твердые оттискные материалы - термопластичные компаунды и цинк- оксид-эвгенольные материалы.
К оттискным материалам предъявляются следующие требования:
1. Биоинертность, а именно отсутствие токсического воздействия, а также отсутствие значительных термических воздействий, вызванных процессами перехода материала из пластичного состояния в стабильное твердое или эластичное. Отсутствие неприятного вкуса и запаха. Способность оттиска подвергаться дезинфекции.
2. Пластичность или текучесть материала (соответствующая консистенция) при его введении и во время непосредственно снятия оттиска.
3. Размерная точность: минимальная усадка при твердении (отверждении) материала; точное воспроизведение рельефа и микрорельефа тканей полости рта, мягких и твердых; отсутствие постоянной или пластической деформации при выведении готового оттиска из полости рта.
4. Прочность и эластичность оттискного материала, позволяющие вывести оттиск из полости рта без повреждений.
5. Достаточное рабочее время и короткое время твердения/отверждения материала.
6. Отсутствие взаимодействия между оттискным материалом (в отвержденном состоянии) и модельным материалом в процессе изготовления (отливки) модели.
Каждый отдельный случай протезирования пациента может потребовать специфических условий для снятия оттиска. С этим связано многообразие видов оттискных материалов, включающих материалы разного химического состава, природы и механизмов твердения
(схема 16.1).
Схема 16.1.
Классификация оттискных материалов
Следует отметить, что некоторые оттискные материалы переходят из пластичного текучего состояния в твердое или эластичное в результате протекания химических реакций. Такие оттискные материалы называют необратимыми. Другие виды оттискных материалов осуществляют этот переход за счет физических процессов, например термопластичные компаунды или агаровые гидроколлоиды, эти материалы - обратимые.
В настоящее время гипс редко применяют для снятия оттисков, так как предпочитают снимать более удобные эластичные оттиски. Гипс сохранился в практике ортопедической стоматологии, как очень текучий и точный оттискной материал, для снятия оттисков с беззубых челюстей.
Оттискные компаунды - термопластичные материалы. Их вносят в полость рта в подогретом состоянии (45 °С), где после охлаждения до температуры 35-37 °С они приобретают достаточную твердость и жесткость. Следовательно, механизм твердения этих материалов имеет характер обратимого физического процесса, а не химической реакции.
Существует два типа оттискных компаундов. Тип I предназначен для снятия оттисков, а тип II - для изготовления оттискных ложек. Оттискные компаунды содержат несколько компонентов. В том числе натуральные смолы, которые и придают материалу термопластические
свойства. В состав компаунда входит воск, который также придает материалу термопластичность. В качестве смазки или пластификатора добавляют стеариновую кислоту. Оставшиеся 50% составляют наполнители и неорганические пигменты. Диатомитовые земли и тальк - наиболее типичные наполнители для термопластичных компаундов (рис. 16.1).
Рис. 16.1.
Состав и формы термопластичных компаундов
Преимущества термопластичных оттискных материалов заключаются в том, что они хорошо отделяются от материалов, применяемых для отливки моделей, и легко поддаются металлизации гальваническим способом для получения долговечной износостойкой модели.
К преимуществам термопластичных оттискных материалов также относят продолжительное состояние пластичности. Это позволяет проводить функциональные пробы, обеспечивать равномерное распределение давления по всей поверхности соприкосновения материала с подлежащими тканями в процессе снятия оттиска, возможность неоднократного введения оттиска в полость рта и его коррекцию за счет дополнительных слоев материала, которые хорошо соединяются между собой.
К недостаткам этих материалов относят сложность работы с ними, получение качественных оттисков в наибольшей степени зависит от опыта работы с компаундами.
Цинк-оксид-эвгенольные материалы применяются в основном для получения оттисков с беззубых челюстей при изготовлении полных съемных протезов, когда отсутствуют или имеются в очень незначительной степени поднутрения. Применяют также для получения тонкослойного оттиска на индивидуальной оттискной ложке из термопластичного компаунда или акрилата и для регистрации прикуса. В настоящее время в связи с бурным развитием эластомеров применение цинк-оксидэвгенольных материалов значительно сократилось.
Этот материал выпускают в виде двух паст (иногда - в виде порошка и жидкости). Одна из паст, называемая основной, содержит оксид цинка, масло и гидратированную смолу. Вторая паста, называемая катализаторной, или точнее активаторной, содержит от 12 до 15% по массе эвгенола, смолу и наполнитель типа каолина. При смешивании основной и катализаторной пасты происходит взаимодействие оксида цинка с эвгенолом с образованием
