Полимерные материалы для базисов съемных зубных протезов
Введение
Согласно прогнозам старения населения Западных стран к 2025 году более половины его составят люди старше 50 лет. Несмотря на достижения в профилактике стоматологических заболеваний, вероятно, что многим из этих людей для замещения утраченных зубов потребуются съемные, полные или частичные, зубные протезы. В настоящее время около 32 миллионов жителей Северной Америки носят такие протезы, ежегодно для протезирования пациентов изготавливается 9 миллионов полных съемных и 4,5 миллиона частичных зубных протезов. Этим пациентам важно, чтобы их обеспечили эстетичными и высоко функциональными протезами, поскольку это улучшит качество их жизни.
Изготовление съемного протеза состоит из многих этапов. Первый из них — снятие оттиска, после которого следует ряд технологических этапов в зуботехнической лаборатории. К ним относится получение модели, постановка зубов, изготовление восковой модели, изготовление гипсовой формы в зуботехнической кювете и удаление, вываривание, воска, а затем заполнение полученного пространства формы материалом для изготовления базисов зубных протезов или базисным материалом.
Для изготовления протезов использовалось множество материалов, включая материалы на основе целлюлозы, фенолформальдегида, виниловых пласт масс и эбонита. Тем не менее, все они имели различные недостатки:
Материалы на основе производных целлюлозы деформировались в полости рта, имели привкус камфары, которая использовалась в качестве пластификатора. Камфара выделялась из протеза, вызывая образование пятен и пузырьков в базисе, а также изменение цвета протеза в течение нескольких месяцев.
Фенолформальдегидная пластмасса (бакелит) оказалась очень трудным в работе нетехнологичным материалом, и она также изменяла цвет в полости рта.
Виниловые пластмассы имели низкую прочность, переломы были обычным явлением, возможно, из-за усталости базисного материала.
Эбонит был первым материалом, который использовался для массового изготовления протезов, но его эстетические свойства были не слишком хороши, поэтому на смену ему пришли акриловые пластмассы.
Акриловая пластмасса (на основе полиметилметакрилата) в настоящее время является одним из широко используемых базисных материалов, поскольку имеет неплохие эстетические свойства, этот материал дешев и прост в работе. Но и акриловая пластмасса не является идеальным во всех отношениях материалом, так как не в полной мере отвечает требованиям к идеальному материалу для базиса зубного протеза, представленных в Таблице 3.2.1.
Но акриловые пластмассы получили широкое распространение, поскольку многим требованиям Таблицы 3.2.1. они отвечают. В частности, технология изготовления протезов из акриловой пластмассы достаточно простая и недорогая, протезы имеют хороший внешний вид. Помимо применения в полных съемных протезах акриловую пластмассу часто применяют и для других целей, таких как изготовление индивидуальных ложек для снятия оттисков, для воспроизведения рельефа мягких тканей на литых металлических каркасах, для починки протезов, изготовления мягких подкладок к базисам протезов и искусственных зубов.
Выпускаются базисные пластмассы в виде материалов горячего и холодного отверждения.
Пластмассы горячего отверждения
Эти материалы состоят из порошка и жидкости, которые после смешивания и последующего нагревания переходят в твердое состояние. Вещества, входящие в состав порошка и жидкости, приведены в Таблице 3.2.2. Специфическая форма применения материала в виде системы порошок-жидкость обусловлена по крайней мере тремя причинами:
Технология теста делает процесс изготовления протезов относительно простым. В кювету, содержащую постановку искусственных зубов в гипсе, пакуется тестообразная масса, затем кювета закрывается под давлением таким образом, чтобы излишки массы выдавливались. Способность тестообразной массы точно прилегать к модели и простое удаление излишков, придают особенную легкость в работе с акриловыми пластмассами холодного отверждения (на стадии теста) при изготовлении из них специальных или индивидуальных оттискных ложек. Гранулы легче растворяются в мономере, чем шарики, тем самым сокращается время для достижения тестообразного состояния материала.
Полимеризационная усадка снижается по сравнению с усадкой при полимеризации мономера, поскольку большая часть материала (т.е. шарики и гранулы) уже заполимеризована.
Реакция полимеризации высоко экзотермична, так как значительное количество тепловой энергии (80 кДж/моль) высвобождается при превращении связей С=С в связи —С — С. Так как большая часть смеси уже находится в форме полимера, снижается потенциальная возможность перегрева материала. Поскольку максимальная температура полимеризации будет меньше, уменьшится также и термическая усадка материала.
Мономер относится к категории летучих и легко воспламеняющихся веществ, поэтому контейнер с ним необходимо постоянно держать в закрытом состоянии и вдали от источников открытого огня. Контейнером является флакон из темного стекла, которое продлевает срок хранения мономера, предотвращая его спонтанную полимеризацию под воздействием света.
Гидрохинон также продлевает срок хранения мономера, мгновенно вступая в реакцию со свободными радикалами, которые могут спонтанно образоваться в жидкости, давая соединения устойчивых свободных радикалов, не способных инициировать процесс полимеризации.
Следует избегать загрязнения полимерных шариков и гранул, поскольку они на своей поверхности несут пероксид бензоила, а для начала реакции полимеризации требуется наличие совсем незначительного количества полимера.
Порошок полимера очень стабильный и имеет практически неограниченный срок хранения.
Сшивающий агент, такой как диметакриловый эфир этиленгликоля, вводят в состав материала для улучшения механических свойств (Рис. 3.2.1а). Он соединяется в некоторых местах с полимерной цепью полиметилметакрилата и образует поперечную сшивку между этой и соседней цепью полимера за счет двух концевых двойных связей (Рис. 3.2.1 b).
Таким образом, хотя сам ПММА и является термопластичной пластмассой, включение в состав сшивающих агентов исключает его последующую термообработку.
Пластмассы холодного отверждения
Химия этих пластмасс идентична химии пластмасс горячего отверждения, за исключением того, что отверждение инициируется третичным амином (например, диметил — р — толуидином или производными сульфоновой кислоты), а не нагреванием.
Этот метод отверждения менее эффективен по сравнению с процессом горячего отверждения и дает полимер с более низкой молекулярной массой. Такое положение отрицательно сказывается на прочностных свойствах материала и также повышает в нем содержание остаточного мономера. Показатель цветостойкости у материала холодного отверждения хуже, чем у материала горячего отверждения, платмассы холодного отверждения к тому же более склонны к появлению желтизны.
Шарики полимера у этих материалов несколько меньше по размеру, чем у пластмассы горячего отверждения (размер шариков у последнего около 150 мкм) с целью облегчения растворения полимера в мономере для образования тестообразной массы. Этого состояния необходимо достичь до того, как начнется реакция отверждения, которая будет изменять вязкость смеси, и масса приобретет излишнюю плотность, препятствующую формованию материала.
Более низкая молекулярная масса также приводит к снижению температуры стеклования (Тс), при Тс обычно равным 75-80°С, однако не увеличивая склонность материала к деформации. Поскольку для отверждения пластмассы не используется внешний источник тепла, то величина образующихся в ней внутренних напряжений ниже. Тем не менее, материал очень восприимчив к ползучести (крипу), и это может существенно сказаться на появлении деформаций протеза при пользовании им.
Заливочные пластмассы холодного отверждения
Эти пластмассы холодного отверждения, достаточно жидкие при замешивании, и поэтому могут быть просто залиты в форму из гидроколлоида. Они хорошо воспроизводят поверхностные детали, хотя остальные свойства их уступают формовочным акриловым пластмассам холодного и горячего отверждения, поэтому они не нашли широкого применения.
Светоотверждаемые базисные пластмассы
Материалы, отверждаемые видимым светом, уже были представлены ранее. По химическим свойствам эти материалы больше похожи на композиты для восстановления зубов, нежели на пластмассы для изготовления базисов зубных протезов. Материал состоит из уретандиметакрилатной матрицы, которая содержит небольшое количество коллоидного оксида кремния для придания материалу необходимой текучести или консистенции, и наполнителя из акриловых шариков, которые становятся частью взаимопроникающей структуры полимерной сетки при его отверждении. Он широко используется в качестве твердого материала для перебазировки зубных протезов, для изготовления индивидуальных оттискных ложек и для починки сломанных протезов.
Согласно прогнозам старения населения Западных стран к 2025 году более половины его составят люди старше 50 лет. Несмотря на достижения в профилактике стоматологических заболеваний, вероятно, что многим из этих людей для замещения утраченных зубов потребуются съемные, полные или частичные, зубные протезы. В настоящее время около 32 миллионов жителей Северной Америки носят такие протезы, ежегодно для протезирования пациентов изготавливается 9 миллионов полных съемных и 4,5 миллиона частичных зубных протезов. Этим пациентам важно, чтобы их обеспечили эстетичными и высоко функциональными протезами, поскольку это улучшит качество их жизни.
Изготовление съемного протеза состоит из многих этапов. Первый из них — снятие оттиска, после которого следует ряд технологических этапов в зуботехнической лаборатории. К ним относится получение модели, постановка зубов, изготовление восковой модели, изготовление гипсовой формы в зуботехнической кювете и удаление, вываривание, воска, а затем заполнение полученного пространства формы материалом для изготовления базисов зубных протезов или базисным материалом.
Для изготовления протезов использовалось множество материалов, включая материалы на основе целлюлозы, фенолформальдегида, виниловых пласт масс и эбонита. Тем не менее, все они имели различные недостатки:
Материалы на основе производных целлюлозы деформировались в полости рта, имели привкус камфары, которая использовалась в качестве пластификатора. Камфара выделялась из протеза, вызывая образование пятен и пузырьков в базисе, а также изменение цвета протеза в течение нескольких месяцев.
Фенолформальдегидная пластмасса (бакелит) оказалась очень трудным в работе нетехнологичным материалом, и она также изменяла цвет в полости рта.
Виниловые пластмассы имели низкую прочность, переломы были обычным явлением, возможно, из-за усталости базисного материала.
Эбонит был первым материалом, который использовался для массового изготовления протезов, но его эстетические свойства были не слишком хороши, поэтому на смену ему пришли акриловые пластмассы.
Акриловая пластмасса (на основе полиметилметакрилата) в настоящее время является одним из широко используемых базисных материалов, поскольку имеет неплохие эстетические свойства, этот материал дешев и прост в работе. Но и акриловая пластмасса не является идеальным во всех отношениях материалом, так как не в полной мере отвечает требованиям к идеальному материалу для базиса зубного протеза, представленных в Таблице 3.2.1.
Но акриловые пластмассы получили широкое распространение, поскольку многим требованиям Таблицы 3.2.1. они отвечают. В частности, технология изготовления протезов из акриловой пластмассы достаточно простая и недорогая, протезы имеют хороший внешний вид. Помимо применения в полных съемных протезах акриловую пластмассу часто применяют и для других целей, таких как изготовление индивидуальных ложек для снятия оттисков, для воспроизведения рельефа мягких тканей на литых металлических каркасах, для починки протезов, изготовления мягких подкладок к базисам протезов и искусственных зубов.
Видео: Изготовление зубных протезов в лаборатории
Видео: Как изготавливают зубные протезы ?
Процесс отверждения при изготовлении акрилового протеза протекает за счет реакции свободно радикальной полимеризации с образованием полиметилметакрилата (ПММА).
Конверсия (превращение) мономера в полимер включает в себя традиционную последовательность: активацию, инициирование, рост и обрыв цепи.
Выпускаются базисные пластмассы в виде материалов горячего и холодного отверждения.
Пластмассы горячего отверждения
Эти материалы состоят из порошка и жидкости, которые после смешивания и последующего нагревания переходят в твердое состояние. Вещества, входящие в состав порошка и жидкости, приведены в Таблице 3.2.2. Специфическая форма применения материала в виде системы порошок-жидкость обусловлена по крайней мере тремя причинами:
• Возможностью переработки материала в тестообразной форме или применением технологии «теста »
• Сведением к минимуму полимеризационной усадки
• Снижением экзотермического эффекта, или уменьшением теплоты реакции.
Технология теста делает процесс изготовления протезов относительно простым. В кювету, содержащую постановку искусственных зубов в гипсе, пакуется тестообразная масса, затем кювета закрывается под давлением таким образом, чтобы излишки массы выдавливались. Способность тестообразной массы точно прилегать к модели и простое удаление излишков, придают особенную легкость в работе с акриловыми пластмассами холодного отверждения (на стадии теста) при изготовлении из них специальных или индивидуальных оттискных ложек. Гранулы легче растворяются в мономере, чем шарики, тем самым сокращается время для достижения тестообразного состояния материала.
Полимеризационная усадка снижается по сравнению с усадкой при полимеризации мономера, поскольку большая часть материала (т.е. шарики и гранулы) уже заполимеризована.
Реакция полимеризации высоко экзотермична, так как значительное количество тепловой энергии (80 кДж/моль) высвобождается при превращении связей С=С в связи —С — С. Так как большая часть смеси уже находится в форме полимера, снижается потенциальная возможность перегрева материала. Поскольку максимальная температура полимеризации будет меньше, уменьшится также и термическая усадка материала.
Мономер относится к категории летучих и легко воспламеняющихся веществ, поэтому контейнер с ним необходимо постоянно держать в закрытом состоянии и вдали от источников открытого огня. Контейнером является флакон из темного стекла, которое продлевает срок хранения мономера, предотвращая его спонтанную полимеризацию под воздействием света.
Гидрохинон также продлевает срок хранения мономера, мгновенно вступая в реакцию со свободными радикалами, которые могут спонтанно образоваться в жидкости, давая соединения устойчивых свободных радикалов, не способных инициировать процесс полимеризации.
Следует избегать загрязнения полимерных шариков и гранул, поскольку они на своей поверхности несут пероксид бензоила, а для начала реакции полимеризации требуется наличие совсем незначительного количества полимера.
Порошок полимера очень стабильный и имеет практически неограниченный срок хранения.
Сшивающий агент, такой как диметакриловый эфир этиленгликоля, вводят в состав материала для улучшения механических свойств (Рис. 3.2.1а). Он соединяется в некоторых местах с полимерной цепью полиметилметакрилата и образует поперечную сшивку между этой и соседней цепью полимера за счет двух концевых двойных связей (Рис. 3.2.1 b).
Видео: Виды зубных протезов. Специалист ЦМСиН описывает виды зубных протезов
Таким образом, хотя сам ПММА и является термопластичной пластмассой, включение в состав сшивающих агентов исключает его последующую термообработку.
Пластмассы холодного отверждения
Химия этих пластмасс идентична химии пластмасс горячего отверждения, за исключением того, что отверждение инициируется третичным амином (например, диметил — р — толуидином или производными сульфоновой кислоты), а не нагреванием.
Этот метод отверждения менее эффективен по сравнению с процессом горячего отверждения и дает полимер с более низкой молекулярной массой. Такое положение отрицательно сказывается на прочностных свойствах материала и также повышает в нем содержание остаточного мономера. Показатель цветостойкости у материала холодного отверждения хуже, чем у материала горячего отверждения, платмассы холодного отверждения к тому же более склонны к появлению желтизны.
Шарики полимера у этих материалов несколько меньше по размеру, чем у пластмассы горячего отверждения (размер шариков у последнего около 150 мкм) с целью облегчения растворения полимера в мономере для образования тестообразной массы. Этого состояния необходимо достичь до того, как начнется реакция отверждения, которая будет изменять вязкость смеси, и масса приобретет излишнюю плотность, препятствующую формованию материала.
Более низкая молекулярная масса также приводит к снижению температуры стеклования (Тс), при Тс обычно равным 75-80°С, однако не увеличивая склонность материала к деформации. Поскольку для отверждения пластмассы не используется внешний источник тепла, то величина образующихся в ней внутренних напряжений ниже. Тем не менее, материал очень восприимчив к ползучести (крипу), и это может существенно сказаться на появлении деформаций протеза при пользовании им.
Заливочные пластмассы холодного отверждения
Эти пластмассы холодного отверждения, достаточно жидкие при замешивании, и поэтому могут быть просто залиты в форму из гидроколлоида. Они хорошо воспроизводят поверхностные детали, хотя остальные свойства их уступают формовочным акриловым пластмассам холодного и горячего отверждения, поэтому они не нашли широкого применения.
Светоотверждаемые базисные пластмассы
Материалы, отверждаемые видимым светом, уже были представлены ранее. По химическим свойствам эти материалы больше похожи на композиты для восстановления зубов, нежели на пластмассы для изготовления базисов зубных протезов. Материал состоит из уретандиметакрилатной матрицы, которая содержит небольшое количество коллоидного оксида кремния для придания материалу необходимой текучести или консистенции, и наполнителя из акриловых шариков, которые становятся частью взаимопроникающей структуры полимерной сетки при его отверждении. Он широко используется в качестве твердого материала для перебазировки зубных протезов, для изготовления индивидуальных оттискных ложек и для починки сломанных протезов.
Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт
Клинические варианты показаний и применения лечебных аппаратов (окклюзионных капп)
Этапы изготовления съемного протеза нижней челюсти. Этапы 1 2
Этапы изготовления съемного протеза нижней челюсти. Этапы 3 4
Этапы изготовления съемного протеза верхней челюсти. Этапы 1 2
Протезирование детей в период временного прикуса
Материалы для фиксации
Материалы для перебазировки зубных протезов
Нержавеющая сталь
Цинк-поликарбоксилатные цементы
Полимерные материалы для фиксации металлических протезов
Соединение полимерных материалов с керамикой
Пломбировочные (реставрационные) материалы