Требования к базисным материалам

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 39Следующая ⇒

Использование полимерных материалов в контакте с биологическими тканями и жидкостями обязывает предъявлять к базисным полимерам повышенные требования, которые можно разделить на следующие группы:

1) общемедицинские;

2) биофизические;

3) технологические.

Общемедицинские требования определяют безвредность материала: отсутствие токсичности, раздражающего и аллергического действий, изменения рН слюны, предупреждение ухудшения гигиены полости рта.

Биофизические требования включают в возможности протеза противостоять жевательному давлению: жесткость, прочность, отсутствие деформации и наличие процессов деструкции (старения).

Технологические требования включают свойства материалов, которые оптимизируют процесс изготовления протеза: текучесть, усадка, количество остаточного мономера в связи с режимами полимеризации, твердость, прочность на изгиб и др.

Основные свойства базисных полимеров

Для успешного применения базисных полимеров в клинике ортопедической стоматологии необходимо иметь обширную информацию об их основных свойствах, достоинствах, особенностях применения и недостатках. Качество пластмасс зависит от ряда факторов, в частности от назначения полимера, способа обработки и др., поэтому кроме основных свойств необходимо знать особенности их применения, влияющие на качество готового протеза.

Общеизвестно, что на базисные материалы, составляющие основу протезов, находящихся в полости рта, постоянно воздействует комплекс факторов: физических, химических, биологических. Полимерные конструкции эксплуатируются в условиях агрессивной среды, какой является слюна, вдобавок протезы подвергаются механическому воздействию при функциональных нагрузках. Материал, из которого изготовлен протез, оказывает обратное действие на среду полости рта и весь организм в целом. Современные методы исследований дают возможность получить полное представление о свойствах материала и структуре вещества, его составе и строении, взаимодействии с другими материалами и биологическими средами.

Различают механические, технологические, физические, химические(физико-химические) и биологические свойства базисных материалов.[U8]

Под механическими свойствами материалов понимают их способность к сопротивлению различным факторам внешнего воздействия. К механическим свойствам относятся: твердость, прочность, упругость, пластичность, вязкость, истираемость и усталость.

Твердостьюназывается способность поверхностного слоя материала противостоять деформации при внедрении в его поверхность более твердого другого тела под действием определенной силы. При вдавливании предмета в материал возникают местные пластические деформации, сопровождающиеся при дальнейшем увеличении давления локальным разрушением. На сегодняшний день это одна из наиболее распространенных методик, определяющих качество различных стоматологических материалов, их пригодность для того или иного назначения.

Прочность — это способность материала сохранять целостность при действии нагрузок. Прочностные свойства материалов характеризуются пределом прочности — величиной напряжения, при которой происходит разрушение тела в условиях нагрузки, происходящего в определенном режиме роста деформации и обычно продолжающегося несколько минут. При более длительных воздействиях разрушение происходит при напряжениях, значительно меньших предела прочности. Прочность полимеров зависит от строения макромолекул, молекулярной массы и структуры полимера. Различают предел прочности материалов на разрыв, сжатие и изгиб. Предел прочности на разрыв определяется величиной приложения к испытуемому образцу сил растяжения. Наименьшая сила, обуславливающая разрыв испытуемого материала, является пределом прочности на разрыв. Пределом прочности на сжатие называется максимальная сила, действующая в направлении сжатия материала и обуславливающая его разрушение. Предел прочности на изгиб определяется величиной силы, вызывающей разрушение материала при изгибе испытуемого образца.

Истираемость[U9] — выделяют как отдельный показатель прочности. Истираемость имеет важное значение при шлифовании, полировании и других видах обработки протезов, особенно необходимо учитывать ее в области контактирующих жевательных поверхностей искусственных зубов. Для стоматологических материалов важны такие прочностные свойства, как: растяжение, твердость, ударная вязкость, хрупкость, усталостная прочность. Имеющийся арсенал базисных стоматологических пластмасс не всегда позволяет изготовить съемные зубные протезы достаточной прочности, особенно в сложных клинических случаях. Недостатками базисных материалов также являются: невысокая ударная вязкость и прочность при изгибе. Ударной вязкостью называется способность материала под действием растягивающих нагрузок вытягиваться. Этот вид деформации характеризуется тем, что исследуемый образец увеличивается по размерам в направлении приложенной силы и суживается в поперечном сечении. Кроме того, ударная вязкость полимеров — показатель, характеризующий сопротивление полимеров ударным нагрузкам и выражаемый работой, затрачиваемой на разрушение при ударе. Обычно измерения ударной вязкости проводят при ударном изгибе образца в виде балки, которая либо свободно лежит на двух опорах, либо консольно закреплена.

Под действием механических сил все тела деформируются, а при достаточно сильных или длительных воздействиях — разрушаются, поэтому помимо прочностных выделяют и деформационные свойства.Из деформационных свойств для базисных материалов имеют значение упругость, эластичность, жесткость, мягкость, пластичность, эластичная деформация.

Упругость и эластичность— это свойства материала восстанавливать свою форму и размеры после прекращения действия внешних сил. Высокой упругостью обладают эластичные полимеры для мягких слоев базисов. Упругая деформация твердых тел происходит почти мгновенно вслед за приложением внешней силы и имеет незначительную величину. Эластичные тела, например эластичные полимеры, также проявляют упругую деформацию, но соответствие между величиной усилия и величиной деформации носит другой характер: незначительное усилие вызывает значительное удлинение образца. Процесс запаздывающего перехода структурных частиц тела в новое состояние равновесия, соответствующее деформирующему усилию, называется релаксацией. Этот показатель характеризует степень восстановления формы протеза после снятия с него нагрузки. Модуль упругости материала характеризует его износоустойчивость, способность противостоять истиранию. Для каждого материала существует свой предел упругости. Пределом упругостиназывается максимальная сила, действующая на единицу поперечного сечения образца, после снятия которой исследуемый образец еще может возвратиться в первоначальное положение. В идеале модуль упругости эластичного подслоя двухслойного базиса должен соответствовать степени податливости слизистой оболочки протезного ложа или восполнять утраченную податливость. Этот показатель определяет также процент поломок протезов с жестким базисом. Упругость — важный показатель при выборе конструкционных материалов. Относительным удлинением называют величину, равную отношению абсолютного удлинения тела к первоначальной его длине.

Относительное удлинение при разрыве — это способность материала, характеризующаяся отношением максимальных размеров образца материала в момент его разрушения к первоначальным размерам образца, выражается в процентах. Относительное удлинение относится к прочностным характеристикам базисных материалов, поэтому, чем выше это значение, тем меньше вероятность поломки протеза при его падении, знакопеременных нагрузках при жевании, остаточных напряжений, дефектах изготовления. Эластичная деформация (рековери) характеризует степень восстановления формы и размера после снятия нагрузки. Это важная характеристика деформации базисных материалов. Так, рековери сухого полимера имеет более высокие значения, чем полимера, насыщенного водой. Таким образом, протез, насыщенный водой, сломается быстрее, чем сухой.

Пластичность — свойство материала, не разрушаясь принимать форму, которую ему придают с помощью какой-либо силы, и сохранять эту форму после прекращения действия силы, т.е. развивать необратимые деформации[U10] .

Здесь оставить, на стр. 142 удалить.

Усталость материала— свойство материала разрушаться под влиянием часто повторяющихся знакопеременных сил. Полное разрушение конструкции протеза может наступить под воздействием самых минимальных, следующих друг за другом, противоположных по направлению нагрузок, т.е. таких сил, которые значительно меньше предела упругости этого материала. Жесткость и мягкость— качественные характеристики деформируемости твердых тел. К жестким относят полимерные материалы, имеющие модуль упругости выше 10³ МН/м², а к мягким — менее 10³ МН/м². Эти данные влияют на выбор базисного материала при изготовлении протеза с жестким или двухслойным базисом применительно к клиническим условиям протезного ложа.

Технологические свойства— это такие свойства материалов, которые позволяют определить, какой технической обработке может быть подвергнут материал, а также возможности наиболее эффективного его использования. К технологическим свойствам базисных материалов можно отнести: текучесть, вязкость, усадку. [U11]

Текучесть — свойство материала, находящегося в пластифицированном или расплавленном состоянии, заполнять литьевые или прессовальные формы. Это свойство играет важную роль при формовании базисов пластиночных протезов, ортодонтических аппаратов, имеющих сложную пространственную форму.

Вязкость— свойство материала менять форму под влиянием внешней среды. При формовании сложных пресс-форм некоторыми эластичными полимерами это свойство иногда отрицательно влияет на качественную формовку базиса протеза, полноту заполнения труднодоступных участков, особенно при прямом методе гипсования восковой конструкции.

Усадка — сокращение размеров тела при переходе из расплавленного состояния в твердое или из более нагретого в менее нагретое. Различают объемную и линейную усадку. Объемная усадка — уменьшение объема тела. Линейная усадка — уменьшение размеров тела в прямолинейном направлении (по длине или ширине). Степень усадки материала характеризуется отношением уменьшенного объема изделия к первоначальному его объему и выражается в процентах. Известно, что при отверждении пластмассы происходят два противоположных процесса: полимеризационная усадка и термическое расширение. Пластмассовое тесто, помещенное в горячую воду или воздух в свободном состоянии, при затвердении дает в итоге усадку до 7%, несмотря на термическое расширение на заключительном этапе отверждения. Благодаря соблюдению технологии можно уменьшить усадку до 0,2–0,5%. Это достигается целым рядом технических приемов, например с применением подпитки формы дополнительной массой, что позволяет снизить усадку, увеличить плотность материала базиса, повысить точность геометрии протеза. Поэтому при изготовлении протезов необходимо учитывать не только усадку основных и вспомогательных материалов, но и величину их теплового линейного и объемного расширения. Особенно важно учитывать этот момент при комбинации в одной конструкции различных по свойствам материалов (фиксирующие элементы, армирование базиса), т.к. из-за разности коэффициентов теплового расширения во время полимеризации могут возникать внутренние напряжения, приводящие к трещинам базиса, отслоению пластмассы, значительно снижающие его прочность. С учетом этих моментов необходимо применять такие технологии изготовления протезов, которые наиболее полно компенсируют усадку расширением конструкционных и вспомогательных материалов.

К физическим свойствам материалов можно отнести плотность, теплостойкость добавить,температуру[U12] полимеризации удалить полимеризации, расширение, теплопроводность, цвет и цветостойкость. [U13]

Плотность— это отношение массы тела к его объему, выраженные в г/см³. Этот показатель характеризует плотность вещества по отношению к воде. Зная плотность воска и полимера, можно рассчитать количество пластмассы, необходимое для замены моделировочного воска на базисный полимер при формовании базиса протеза.

Теплопроводность— передача теплоты от более нагретых участков материала к менее нагретым. Этот показатель необходимо учитывать при выборе базисных материалов, в расчете их толщины, во избежание нарушения процесса теплообмена между слизистой оболочкой протезного ложа и внешней средой.

Теплостойкость — это способность материала сохранять форму при определенной температуре. Количественная характеристика— температура, при которой в условиях действия постоянной нагрузки деформация образца не превышает предельную величину.

Цвет — это свойство материала отражать свет со своей поверхности. Для готовых протезов это очень важное качество. Чем ближе подходит по цвету материал, из которого сделан зубной протез к естественным зубам, слизистой оболочке протезного ложа, тем выше его эстетические свойства.

К химическим свойствам материалов относят их взаимодействие со средой, в которой они постоянно пребывают (в частности со средой полости рта), изменения которые в них происходят. Например, эластические свойства большинства пластмасс обусловлены процессом пластификации, возникающим во время полимеризации.

Пластификацией называется процесс повышения пластичности материала в условиях его переработки или эксплуатации. Различают внешнюю, внутреннюю и механическую пластификации. Внешняя пластификация представляет собой процесс введения пластификаторов — веществ, совмещающихся с полимером, т.е. образующих истинный раствор пластификатора в полимере. В качестве пластификатора в стоматологических материалах используют диоктилфталат, себацинаты, дибутилфталат, фталаты высших спиртов. Пластификаторы понижают температуру стеклования и температуру текучести полимера[U14] . При больших количествах содержания пластификатора снижаются такие физико-механические свойства полимера, как модуль упругости, прочность и долговечность. За счет уменьшения межмолекулярных сил в полимере повышается пластичность. Внутренняя пластификация достигается за счет сополимеризации, при которой в полимерную цепь вводятся мономерные звенья другого мономера, снижающие жесткость цепи макромолекулы. В результате выщелачивания и улетучивания пластифицированные полимеры быстро стареют. Целесообразнее применять внутреннюю пластификацию. Механическая пластификация осуществляется путем вытяжки полимера, нагретого выше температуры стеклования и охлаждения в растянутом состоянии, в результате чего повышается прочность, гибкость и морозостойкость.

Высокая эластичность мягкого слоя двухслойного базиса необходима для предупреждения разрывов его во время функциональных нагрузок. Эластичностьматериала базиса съемного пластиночного протеза определяется степенью релаксации напряжения. Чем выше скорость релаксации, тем меньше внутренние напряжения в эластичном слое базиса. Исследованиями доказано, что время разрушения любого материала определяется величиной действующих напряжений. Релаксация полимера — ослабление напряжения, созданного внешним воздействием, используется при формовке полимеров, здесь имеется в виду замедленная реакция материала на внешнее воздействие. Всякая деформация полимера под действием внешних сил не сопровождается мгновенной перестройкой внутренней структуры — для этого требуется некоторое время — время релаксации. Если быстро деформировать полимер и поддерживать степень деформации постоянной, то необходимое для этого напряжение постепенно уменьшается — наступает период релаксации напряжения. При нарастании степени полимеризации скорость релаксации уменьшается.

Одним из важнейших недостатков акриловых базисных полимеров является остаточный мономер. Остаточный мономер — часть мономера, не вступившего по разным причинам в реакцию полимеризации. Полимеризат всегда содержит остаточный мономер, причем количество его зависит от многих факторов: природы инициатора, температуры, времени полимеризации и др. Поскольку экстрагируемые жидкими средами из пластмассы остаточные продукты полимеризации могут оказывать вредное местное и общее воздействие на организм, вызывая воспалительные изменения слизистой оболочки протезного ложа и различные аллергические реакции организма, необходимо добиваться минимального содержания остаточного мономера в зубном протезе. Пластмассы горячего отверждения содержат около 0,5%, самотвердеющие — до 3–5% мономера. Остаточный мономер оказывает существенное влияние на прочностные и другие свойства полимера.Так, при содержании мономера более 3% происходит резкое снижение прочности, наблюдается повышенное водо-масло-спиртопоглощение, подверженность к более быстрому старению. Важную роль играет наличие в базисных пластмассах свободного и связанного мономера. Свободный мономер— это суммированное количество остаточного мономера и количество мономера, освобождающегося в процессе старения пластмасс, т.е. в процессе медленной деполимеризации и деструкции. Связанный мономер — это часть оставшегося в полимеризате мономера, связанного силами Ван-дер-Ваальса с макромолекулами. Этот мономер мигрирует к поверхности изделия и растворяется в средах, контактирующих с зубным протезом.

Под биологическими свойствами материалов понимают их влияние на окружающие живые ткани и организм в целом.

Основными физико-химическими свойствами сополимерных материалов[U15] , определяющими успех их применения в стоматологической клинике, являются водопоглощение, усадка при отверждении, адгезия между компонентами этих материалов, внутреннее напряжение, возникающее в сополимерных материалах в результате влияния перечисленных выше факторов. Величина и характер изменения этих физико-химических свойств сополимерных материалов определяется в первую очередь природой и соотношением компонентов сополимерных систем.

Все протезы длительное время находятся в полости рта во влажной среде, поэтому важными для нас показателями являются: водостойкость и водопоглощение. Водостойкостьюназывается способность полимеров сохранять свои свойства при длительном воздействии воды. При контакте с полимером вода диффундирует через поверхность внутрь материала изделия, где происходит набухание полимеров (поропласты могут поглощать воду без набухания). Поглощение воды иногда приводит к искажению формы изделия, падению его прочностных показателей и других свойств. Важно отметить, что структура и свойства полимерных материалов могут изменяться в результате экстракции водой водорастворимых ингредиентов (пластификаторов, стабилизаторов и др.)

Помимо водостойкости полимерные материалы характеризуются влагостойкостью — способностью сохранять свои свойства при длительном воздействии влажного воздуха. Пары воды, как и жидкая влага, могут вызывать набухание гидрофильных материалов в результате абсорбции. Однако чаще наблюдается накопление воды в поверхностном слое (адсорбция). В этом случае влага может проникать в микротрещины материала и способствовать его разрушению под действием расклинивающих сил. Водостойкость характеризуется водопоглощением — количеством воды, которое поглощает материал за 24 ч пребывания в воде при 18–22°С. Чаще всего водопоглощение выражают в процентах от массы образца. Процесс поглощения воды имеет диффузионный характер и зависит от отношения площади поверхности изделия к его объему. Поэтому в ряде случаев водопоглощение определяется по массе поглощенной воды, отнесенной к площади поверхности. Водопоглощение приводит к изменению геометрических форм базисов протезов, ухудшая механические свойства. Уровень водопоглощения служит косвенным показателем микроструктуры пластмассы и, очевидно, обусловливает проницаемость ее для микроорганизмов. Степень водопоглощения зависит от вида пластмассы, наличия или отсутствия в ней замутнителя, контакта пластмассового теста с водой в процессе полимеризации. Водопоглощение также зависит от количества остаточного мономера, после выхода которогоего место занимает вода. Сорбционная вода резко снижает прочность пластмасс. Снижаются такие показатели, как твердость, сопротивление вдавливанию, жесткость и др. Одновременно может происходить и потеря растворимых веществ, что, в свою очередь, ведет к изменению размеров изделия. Таким образом, водостойкость и влагостойкость полимеров зависят от природы полимера, его структуры, состава полимерной композиции, способа переработки, толщины и пористости изделия.

При полимеризации образуются пары мономера, которые не имеют выхода наружу. Это приводит к образованию пористой структуры материала, называемой газовой пористостью. Чтобы избежать газовой пористости и обеспечить изделию из акриловой пластмассы высокие механические свойства, нужно строго придерживаться температурного режима полимеризации. Кроме газовой пористости может образовываться пористость гранулярная и пористость от недостаточного сжатия.

Гранулярная пористость может возникнуть в результате неправильного соотношения порошка и жидкости во время подготовки пластмассового теста. Она чаще проявляется в тонких участках формы, где пополнение испарившейся части мономера за счет более глубоко расположенного слоя затруднено. Пористость от недостаточного сжатия возникает в результате низкого давления в пресс-форме в период полимеризации массы. Кроме вышеуказанных недостатков в процессе полимеризации акриловой пластмассы могут возникнуть внутренние напряжения,которые резко понижают механические свойства пластмассы. Напряжения появляются главным образом вследствие неравномерной толщины базисной пластинки, резкого охлаждения кюветы после полимеризации, наличия вмонтированных в пластмассовые изделия деталей из материалов, коэффициент термического расширения которых отличается от такового для акриловой пластмассы (металлические дуги, фарфоровые зубы, арматура, стекло- металлические, полимерные или углеволоконные сетки, ретенционные элементы, магниты и т.д.). Внутренние напряжения способствуют деформации базиса. Для устранения напряжений необходимо стремиться к моделированию базиса равномерной толщины, медленному охлаждению кюветы после полимеризации. Не следует допускать пребывания изделий в условиях низких температур без закрепления их в постоянной форме.

При полимеризации базиса по общеизвестной методике в водяной бане наблюдается много отрицательных изменений материала: разрыхляется его структура, возникают специфические напряжения, пористость, особенно поверхностная, которую можно наблюдать на поверхности протеза в виде белесоватой пленки. Большая полимеризационная усадка, постоянное высыхание и последующее смачивание протеза в процессе пользования приводят к старению пластмассы.

Пластмассовые протезы испытывают значительные знакопеременные нагрузки, что приводит к появлению микротрещин и, следовательно, к поломкам. А.И. Дойников считает, что одним из факторов, способствующих разрушению съемного протеза, является его напряженно-деформированное состояние.

Важными параметрами при выборе полимера являются термические характеристики: теплостойкость и теплопроводность. Величина теплостойкости определяет предельную температуру эксплуатации полимерных материалов, т.е. те предельные температуры, при которых базисный материал выдерживает определенную нагрузку в течение заданного времени. Рабочие температуры использования полимерных базисных материалов, а также процессы их обработки (шлифовка, полировка и т.д.) должны лежать в пределах их теплостойкости. В противном случае будут происходить изменения механических характеристик этих материалов и их геометрических размеров.

Теплопроводность характеризует способность материалов передавать тепло и зависит от природы полимерной матрицы, природысвойстви количества наполнителя. С повышением молекулярной массы полимеров теплопроводность возрастает. Термические характеристики влияют на многие свойства базисных материалов: усадку, возникновение дефектов при изготовлении протезов (внутренние напряжения и др.), передачу тепла от горячей пищи к тканям — теплопроводность.

Как известно, все материалы подвержены процессам старения, что отрицательно влияет на их физико-механические свойства. В основе старения сополимеров лежат различные физико-химические процессы, связанные с разрывом макромолекулярных цепей и образованием более низкомолекулярных продуктов. Процессы эти называются деструкцией и протекают в полимерных композициях под воздействием биологических сред, механических напряжений, довольно значительных перепадов температур. Процессы деструкции резко снижают физико-механические свойства сополимеров и, кроме того, могут служить источниками вредных для организма токсических соединений. Процессы деструкции также могут приводить к изменению физических свойств сополимеров, что является причиной появления хрупкости полимерных композиций и, как следствие, — потере работоспособности полимеров, т.е. происходит старение материала.

При ошибках и небрежности возможно появление пористости пластмасс (газовой и сжатия). Пористость может перечеркнуть все предыдущие этапы изготовления съемного протеза. Поэтому производители рекомендуют жестко придерживаться технологии полимеризации.[U16] Это важно пусть останется

Таким образом, наличие большого количества современных базисных полимеров обязывает специалистов ортопедической стоматологии быть информированными об основных свойствах, достоинствах и недостатках, технологии применения стоматологических полимеров.

3.2.4. Жесткие базисные полимеры[U17]

Съемный зубной протез — изделие с базисом из полимерного материала, главнейшей отличительной особенностью которого является, с одной стороны, его индивидуальность, а с другой — массовость производства. На практике было апробировано большое количество материалов в качестве базисных. Однако от большинства из них пришлось отказаться в силу различных причин. И на сегодняшний день основные материалы, применяемые в качестве базисных, — акриловые пластмассы и их сополимеры. Основными исходными соединениями для получения полимерных стоматологических материалов являются мономеры и олигомеры (моно-, ди-, три- и тетраметакрилаты).

Для придания заданных свойств в отдельные рецептуры пластмасс могут вводиться различные ингредиенты: наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, сшивагенты, антимикробные агенты, антиоксиданты и т.д.

Наполнители — вещества, придающие изделию прочность, твердость, теплопроводность, стойкость к действию агрессивных сред, липкость и другие физико-механические свойства. По происхождению наполнители делятся на органические и минеральные, по структуре — на порошкообразные и волокнистые. При наличии химической связи наполнителя и полимера первый называют активным, при отсутствии таковой — инертным. Наилучший эффект достигается при применении активных наполнителей.

Пластификаторы — вещества, придающие материалам пластичность в процессе обработки и обеспечивающие эластичность готового изделия. Они также обеспечивают легкое смешивание в полимере сыпучих ингредиентов, регулируют клейкость полимерной композиции, снижают ее вязкость и температуру формования. В качестве пластификаторов используют дибутилфталат, диоктилфталат, трикрезалфосфат и ряд других низкомолекулярных веществ, способных разрыхлять цепи полимеров.

Стабилизаторы — вещества, тормозящие старение полимеров за счет снижения скорости химических процессов, влияющих на их старение. Применяются оксиданты, препятствующие окислению; фотостабилизаиоры, ингибирующие фотолиз и фотоокисление; антиарды, препятствующие старению под действием излучения и т.д.

Красители применяют для окрашивания материалов, получения эстетического эффекта и имитации мягких и твердых тканей. Базисные материалы окрашивают под цвет слизистой оболочки. Искусственным зубам придают цвет зубов пациента, экзопротезам — гармоничный эффект кожных покровов. Красители должны обладать высокой дисперсностью, отсутствием склонности к миграции на поверхность изделия, стойкостью к ротовой жидкости. Для окраски полимеров используют различные органические красители и пигменты.

Сшивагенты — вещества, которые образуют поперечные связи между молекулами для повышения прочности полимерных материалов. Сшивагенты используются в некоторых конструкционных материалах.

Антимикробные агенты — добавки, препятствующие зарождению и размножению микроорганизмов в полимерных материалах или на их поверхности. Эти вещества должны быть достаточно эффективными в чрезвычайно малых концентрациях.

Антиоксиданты — антиокислители — это природные или синтетические вещества, способные тормозить или предотвращать процессы, приводящие к старению полимеров.

Кроме того, иногда вводятся компоненты, способствующие рентгенконтрастности, устойчивости при хранении и др.

Многие компании, производящие полимеры, разрабатывают и внедряют в производство пластмассы различного назначения.

В нашей стране для изготовления базисов съемных протезов получили широкое распространения пластмассы горячей полимеризации. Полимеризация — процесс образования макромолекулы (полимера) за счет соединения между собой большого числа молекул мономера без выделения каких-либо побочных низкомолекулярных веществ. Например, полиметилметакрилат, полистирол.

Реакция полимеризации проводится под действием катализаторов процесса. В зависимости от механизма процесса различают свободнорадикальную, анионную и катионную полимеризации. В стоматологии чаще применяют свободно-радикальную полимеризацию.

В стоматологии метод поликонденсации не применяется. Полимеры, получаемые при полимеризации различных мономеров, обладающих исходными свойствами, называют сополимерами. Они широко применяются в ортопедической стоматологии, например: «Этакрил», «Эладент», «Бакрел», «Фторакс». «Этакрил» — сополимер метилметакрилата, этилметакрилата и метилакрилата. Он более прочный, чем полиметилметакрилат.

Сущность метода — полимеризация предварительно эмульгированного мономера в специальном резервуаре с мешалкой внутри. В резервуар наливают воду и мономер в соотношении 2:1; в качестве эмульгатора применяется крахмал, катализатор — перекись бензоила (0,3% от общего количества мономера). Массу нагревают до 84 °С и постоянно размешивают. Мономер полимеризуется, в результате чего образуются шарики правильной формы, но разного диаметра. Размер их зависит от скорости вращения мешалки и температуры. Затем массу центрифугируют, высушивают и просеивают, если надо — окрашивают органическими и неорганическими красителями. В качестве замутнителя используют окись цинка (1,2— 1,5%) или двуокись титана (0,35—0,5%). В порошок для базисов протезов к смеси (вода мономер) добавляют дибутилфталат — для придания пластмассе эластичности. Порошок используют для получения пластмассового теста (полимер+мономер), из которого делают базисы протезов.

Процесс полимеризации — это экзотермическая реакция, поэтому форму нагревают так, чтобы температура внутри массы не достигла 100 °С. Кювету помещают в воду комнатной температуры, нагревают до 80 °Св течение 60—70 минут, потом нагрев ускоряют и доводят температуру до 100 °С, кипятят 50—60 минут, затем кювету охлаждают в той же воде.

Полимеры горячей полимеризации имеют высокие прочностные характеристики, цветостабильны, могут использоваться также для литьевого прессования. Для седловидных частей бюгельных протезов выпускают пластмассу холодной полимеризации с удлиненным рабочим временем. Для починок и перебазировок великолепно подходит специальная самотвердеющая пластмасса, рабочее время которой сокращено, а полимеризация проходит при температуре чуть выше комнатной. При этом пластмассы бывают разных цветов(от бесцветной до розовой), могут сразу иметь в порошке прожилки, имитирующие сосуды слизистой оболочки. Пластмассы расфасовываются в контейнеры разного объема. При работе с любой пластмассой можно добиться наивысшего качества, проводя полимеризацию под давлением от 3 до 5 атм.

В настоящее время в стоматологии в качестве жестких базисных материалов широкое применение получили синтетические пластмассы. Пластмассы— материалы, основу которых составляют полимеры, находящиеся в период формирования изделий в вязкотекучем или высокоэластичном, а при эксплуатации— в стеклообразном состоянии. Большое внимание специалистов уделялось работам по совершенствованию акриловых базисных материалов. Можно выделить следующие направления этих работ:

· сополимеризация акрилатов;

· изменения в режимах переработки полимер-мономерных акриловых композиций при производстве зубных протезов;

· полный отказ от акрилатов и применение для изготовления базисов литьевых термопластов или других материалов неакриловой природы, например полиуретана.

Наиболее результативным для улучшения физико-механических свойств базисных материалов оказался метод сополимеризации, в особенности привитой сополимеризации.

Сополимеризация — процесс образования макромолекул из двух и более мономеров.

Интенсивность научных исследований в области новых базисных полимерных материалов свидетельствует как о важности, так и о трудности создания высокопрочного, удобного, дешевого материала для стоматологии, без коренных изменений технологических приемов. Создание более совершенных полимерных базисных материалов проводят следующими методами:

· сшиванием сополимерных молекул метилметакрилата;

· получением сополимерных композиций;

· введением пластифицирующих добавок.

В зависимости от назначения базисные пластмассы подразделяют на четыре группы:

l 1) пластмассы для базисов съёмных протезов;

l 2) пластмассы для мягких слоёв базисов;

l 3) пластмассы для перебазирования и починки съёмных протезов;

l 4) конструкционные пластмассы - самотвердеющие полимеры, используемые для изготовления ортодонтических аппаратов и в челюстно-лицевом протезировании.

Конструкционные базисные пластмассы в зависимости от их товарной формы подразделяют на три основных типа:

l 1) пластмассы типа порошок-жидкость;

l 2) пластмассы типа гель;

l 3) термопластические литьевые пластмассы

Пластмассы, также подразделяются на пластмассы:

холодной полимеризации,

горячей полимеризации,

световой полимеризации

Основным материалом для базисов пластиночных протезов являются пластмассы горячего отверждения, но тенденция развития энергосберегающих технологий требует разработки и применения технологий холодного отверждения базисных материалов. В последнее время стали доступны литьевые акриловые пластмассы холодной полимеризации — типичные представители второго поколения базисных пластмасс.

Полимеры холодного отверждения, по сравнению с полимерами горячей полимеризации, имеют значительные преимущества. Помимо небольшой полимеризационной усадки и незначительного процента остаточного мономера, они обладают превосходством в точности. При этом необходимо отметить, что добиться выше описанных результатов возможно только при условии строгого соблюдения рекомендованных производителем методик полимеризации. Пластмассы холодного отверждения также имеют меньшие показатели внутренних напряжений, а значит и более стабильные геометрические размеры базиса протеза. Они показывают оптимальные физические свойства, отсутствие тепловых напряжений и др. Их можно использовать не только для изготовления съемных протезов, но и для базисов ортодонтических аппаратов, лабораторного перебазирования и починок протезов.

Модификация акриловых полимеров остается основным путем совершенствования базисных материалов, с помощью которого можно достичь повышения ударной и усталостной прочности базисов съемных протезов. Примерами такой модификации являются: добавка каучуковой фазы в частицы-шарики порошка, введение в состав материала высокомодульных волокон. Введение высокомодульных полиэтиленовых волокон в базисный материал оказалось более эффективным в достижении повышенной ударной прочности материала, при этом не ухудшались его эстетические свойства, как в случае добавления углеродных волокон (Поюровская И.Ю.).

Воздействие на процесс полимеризации пластмассы электромагнитного поля радиочастотного диапазона заметно уменьшило содержание в ней остаточного свободного мономера и улучшило ее физические качества.

В связи с несовершенством имеющихся материалов разрабатываются различные способы модификации базисных пластмасс, благодаря которым изменяются их физико-механические свойства, увеличивается прочность соединения пограничного слоя между твердым и мягким слоем базиса протеза.

Акриловые материалы благодаря сочетанию таких свойств, как небольшая плотность (1,18), стойкость к ротовой жидкости, слабым щелочам и кислотам, биологическая индифферентность, механическая прочность, отличные эстетические свойства, способность формования при небольших давлениях (5–8 МН/м²) и низкой температуре (100°С) в течение последних 40 лет были и остаются основными конструкционными материалами. В настоящее время работы по созданию более эффективных конструкционных пластмасс в основном проводятся в аспекте направленного изменения и более глубокого изучения их свойств, а также оптимизации технологии изготовления протезов.

За рубежом наиболее широко применяются такие олигомеры, как эпоксидиакрилаты, уретандиакрилаты, олигокарбонатдиакрилаты. Среди других классов олигомерных связующих, применяемых в стоматологических пластмассах, известны метакрилоксиэтилфосфат и другие фосфорсодержащие олигомеры, повышающие адгезию к подложке, а также связующие, содержащие фосфазеновый олигомер.

В стоматологических фотоотверждаемых материалах чаще используют дикетоны, в т.ч. бензоил и его эфиры, кетам, производные алкилфенолов и пр. В качестве восстановителей могут применяться третичные амины, вторичные спирты, тиолы, дизамещенные амины, тетразамещенная мочевина и другие соединения. Что касается третьего компонента (наполнителя), то он, реагируя с матричными мономерами, обеспечивая высокую степень совместимости наполнителя и матрицы, создает высокие прочностные свойства стоматологических материалов. Наполнителями могут служить модифицированные аэросилы (кремнеземы), другие органические и неорганические вещества, вводимые при производстве материалов для придания им определенных свойств. Например, некоторые композиты наполняются модифицированными кремнеземами МВДХС и ГВС-9. Однако технологии работы с данными материалами не получили в практике широкого применения из-за высокой стоимости оборудования и расходных материалов по сравнению с традиционными.

Новым направлением в совершенствовании базисных материалов является применение пластмасс светового отверждения, имеющих структуру взаимопроникающей полимерной сетки и отверждающихся под действием голубого света с длиной волны 400–800 нм. Преимущество этого материала — отсутствие в нем остаточного мономера. Данные материалы по сравнению с материалами химического отверждения имеют лучшие физико-химические, прочностные и биологические свойства, дают незначительную усадку при полимеризации, обладают малым коэффициентом термического расширения, высокой стойкостью при истирании, минимальной растворимостью, устойчивостью цвета, безвредным воздействием на ткани протезного ложа. Однокомпонентная форма их выпуска в виде одной пасты не требует дополнительного введения компонентов и перемешивания непосредственно перед применением, что обеспечивает их гомогенность, отсутствие пузырьков воздуха и т.д. Светоотверждаемые композиционные материалы имеют неограниченное рабочее время, т.к. фотополимеры отверждаются «по команде» только после облучения ультрафиолетовым светом, что позволяет формовать материал при низкой исходной вязкости в отличие от материалов химического отверждения, в которых вязкость начинает нарастать после смешивания компонентов.

В высоконаполненные фотополимеризующиеся композиции входит, как минимум, три компонента:

1) связующие, содержащие в молекуле по крайней мере одну двойную связь, способную к радикальной полимеризации;

2) фотоинициирующая система;

3) наполнитель.

В качестве связующих применяют олигомеры на основе (мет-) акриловой кислоты или других ненасыщенных соединений, позволяющих получать полимерные системы с высокой степенью сшивки, которые характеризуются меньшей реакционной усадкой, а следовательно, и меньшими внутренними напряжениями, более высокой прочностью и меньшей истираемостью, более низким коэффициентом водопоглощения. Крупный размер молекул олигомера не позволяет выходить им в полость рта.

Отверждение высоконаполненных фотополимеризующихся композиций проводят, как правило, светом ртутной лампы (длина волны 200–800 нм) или галогеновой лампой накаливания с вольфрамовой нитью. Использование галогеновой лампы накаливания наиболее предпочтительно, т.к. оборудование менее громоздко, нет жесткого ультрафиолетового излучения, не образуется озон, а при работе в полости рта невозможно вызвать у больного эритемный ожог. Время полимеризации составляет от 20 до 180 с, в зависимости от толщины слоя полимера. Полимер выпускается в виде пластин толщиной 2 мм, упакован в защищенный от света пакет.

Из отечественных материалов для изготовления жестких базисов протезов в настоящее время используются твердые пластмассы горячей, холодной и СВЧ- полимеризации. В последние годы большое распространение получили фотополимерные материалы. В целях повышения основных свойств, а именно — высокой прочности, эластичности и химической стойкости созданы тройные сополимеры, фторсодержащие акриловые сополимеры, обладающие повышенной прочностью и химической стойкостью. Отечественной промышленностью предлагаются прочные акриловые пластмассы для базисов протезов, имеющие по сравнению с другими повышенную устойчивость к растрескиванию, стираемости, большую ударную вязкость и высокую прочность на изгиб и обладающие хорошей технологичностью.

Широкой популярностью в случае аллергического статуса пациента, а также для сзготовления индивидуальных ложек широко используется бесцветная базисная пластмасса, содержащая антистаритель тинувин, предохраняющий пластмассу от разрушения под воздействием агрессивных сред и повышающий её прочность и прозрачность. Несмотря на постоянное повышение физико-механических свойств современных базисных материалов, клинические наблюдения показывают существенное количество поломок съемных пластиночных протезов после первого года пользования: от 3,6 до 10,4%.

Для ремонта и исправлений базисов съемных пластиночных протезов используют материалы холодного отверждения. Мягкие пластмассы и изделия из них ремонту не подлежат, возможна лишь полная замена слоя.

Среди жестких базисных полимеров импортного производства можно выделить базисный материал на основе гидрофильных полимеров, который содержит биосовместимый гидрооксиэтил-метакрилат. Свойства данного материала позволяют слюне равномерно растекаться по всей поверхности базиса, способствуя ретенции протеза. Водосорбционные свойства материала обеспечивают увеличение его объема в полости рта и таким образом, по мнению изготовителя, компенсируют полимеризационную усадку, что, по нашему мнению, глубоко ошибочно.

В последнее время широкое распространение получила насыпная технология изготовления базисов протезов, ортодонтических аппаратов и индивидуальных ложек. Для этой цели используются низкотемпературные пластмассы и полимеризация под давлением воздуха.

Проблема взаимоотношения тканей полости рта с материалами, из которых изготавливаются зубные протезы, остается одной из основных в клинике ортопедической стоматологии. В здоровых тканях полости рта сбалансированы биохимические процессы, что сохраняет структуру тканей и поддерживает ее функцию, а между тем материалы, применяемые для изготовления зубных протезов, вызывают в тканях человека различные адаптивные реакции. Особенно выражена реакция при пользовании съемными пластиночными протезами. Практически вся слизистая оболочка полости рта под съемным протезом в разной степени имеет признаки «борьбы» с инородным телом.

В полости рта в области расположения протезов часто можно наблюдать воспаление слизистой оболочки, получившее название «акрилового стоматита». Основной причиной этих нарушений является технологическая невозможность полной полимеризации мономера. Даже при точном соблюдении технологии изготовления съемных протезов из акриловой пластмассы на основе полиметилметакрилата (порошок — жидкость) в базисе протеза остается до 0,5% неполимеризованного мономера. Экспериментально подтверждена токсичность акриловых пластмасс, обусловленная содержанием в них остаточного мономера. Остаточный мономер вызывает аллергические реакции локального и общего характера. В настоящее время имеются работы, подтверждающие случаи возникновения у некоторых пациентов, пользующихся съемными протезами с базисом из акриловой пластмассы, нарушения свертывающей системы крови, связанные с изменением состояния тромбоцитов, и доказана возможность развития бластоматозного роста в тканях протезного ложа. При нарушении режима полимеризации в базисе протеза может содержаться от 3,4% до 8% свободного мономера, который выделяется из протеза в течение 5 лет. При попадании мономера в слюну вследствие вымывания или истирания пластмассы возникают условия для проявления в полости рта токсико-аллергических реакций.

Кроме того, базисы из акриловых пластмасс обладают микропористостью, которая возникает по технологическим причинам — вследствие усадки, происходящей в процессе полимеризации. Микрофлора, заполняющая поры в базисах протезов, вызывает изменения микробного равновесного состояния, что является причиной возникновения воспалительных процессов. Также акриловые протезы неустойчивы к переменным жевательным (механическим) нагрузкам, имеют недостаточную прочность при статическом изгибе, низкую удельную ударную вязкость, что приводит к частым поломкам протезов. Следует отметить, что акриловые пластмассы имеют довольно большую усадку (6–8%), что может выражаться в несоответствии внутренней поверхности базиса протеза и протезного ложа. Только тщательное соблюдение технологии полимеризации может снизить процент усадки до 1,5%.

Тем не менее, акриловые пластмассы до сих пор являются наиболее распространенным, часто единственным, материалом для изготовления базисов съемных протезов, т.к. они недорогие, имеют простую технологию и не требуют дорогостоящего оборудования.

Таким образом, остаются причины, оправдывающие поиск новых материалов для изготовления базисов съемных зубных протезов.

Эластичные базисные полимеры

Благодаря достижениям современной органической химии, клиническая стоматология получила возможность применять эластичные (мягкие) базисные материалы. Врачу ортопеду, зубному технику необходимо знать ассортимент эластичных полимеров, их достоинства и недостатки.

Показания к применению эластичных полимеров:

● наличие в полости рта костных выступов и экзостозов, покрытых тонкой атрофированной слизистой оболочкой;

●значительная или полная резорбция альвеолярных гребней и альвеолярной части с наличием продольных складок слизистой оболочки.

Эластичные полимеры используют:

● при изготовлении лицевых и челюстных протезов;

– для исправления аномалий зубочелюстной системы;

– при устранении врожденных дефектов;

– в восстановительной хирургии при зияющих дефектах глотки и шейного отдела пищевода;

● для выявления мест избыточного давления при пользовании съемными протезами;

● для получения анатомических и функциональных оттисков беззубых челюстей;

● для оформления края базиса протеза с проведением функциональных проб по Гербсту.Правильно!

[U18] Наличие мягких, эластичных слоев жесткого базиса протеза не только улучшает жевательную эффективность, но и создает ощущение комфорта. Они предохраняют слизистую оболочку от травмирования базисом протеза, способствуют улучшению ретенции, сокращению сроков адаптации.

В зависимости от показаний эластичный слой располагают:

· по всей поверхности протеза;

· по границам базиса протеза;

· в отдельных участках базиса протеза;

· под искусственными зубами в съемном пластиночном протезе, создавая амортизатор, имитирующий пародонт;

· в качестве эластичного кольцевого кламмера при одиночно стоящих опорных зубах.

Эластичные полимеры помимо общих должны соответствовать следующим специфическим медико-техническим требованиям:

· обеспечивать прочное и долговременное соединение с жестким базисом, при этом обладать минимальной адсорбирующей способностью по отношению к слюне и пищевым продуктам;

· обладая высокой пластичностью, должны плотно прилегать к слизистой оболочке протезного ложа при функциональных нагрузках, не вызывая ее раздражения, амортизировать жевательное давление, т.е. создавать комфортное пользование протезом;

· не должны содержать ни внешних, ни внутренних пластификаторов, в целях предупреждения их вымывания;

· должны обладать хорошей смачиваемостью, сохранять постоянство объема;

· должны быть стабильно эластичными при пользовании и хранении;

· обладать высокой износоустойчивостью, цветостойкостью, не растворяться в полости рта.

Классификация эластичных материалов для базисов протезов [U19]

В зависимости от природы материала:

· акриловые;

· поливинилхлоридные или на основе винилхлорида с бутилакрилатом;

· силоксановые или силиконовые;

· полифосфазеновые флюорэластомеры (фторкаучуки).

В зависимости от условий полимеризации:

· пластмассы высокотемпературной полимеризации;

· пластмассы низкотемпературной полимеризации.

Акриловые эластичные пластмассы. Акриловыеэластичные пластмассы могут иметь 4[U20] формы выпуска:

а) комплект порошка и жидкости;

б) эластичные пластины;

в) в виде геля.

г) в виде ламинированного геля или в катриджах.

Комплекты порошка с жидкостью могут быть высоко- и низкотемпературной полимеризации. Порошок представляет собой сополимеры акриловых мономеров (метил-, этил-, бутилакрилат; гидроэфиры метакриловой кислоты и др.).

Жидкость для приготовления формовочной массы бывает двух видов:

1) смесь акриловых мономеров или метилметакрилат (может содержать пластификатор — диоктилфталат или другие, а также некоторые органические растворители);

2) смесь акриловых мономеров — жидкость для быстротвердеющих пластмасс.

Эластичные пластины для базиса поставляются в виде бесцветных или окрашенных в розовый цвет пластинок (100×65×1 мм) для верхней челюсти и (100×65×2 мм) для нижней челюсти. Оптимальной эластичности материал достигает в полости рта при 37^оС. Акриловыеэластичные пластмассы технологичны и прочно соединяются с твердым слоем базиса. Существенным недостатком акриловых пластмасс можно считать их относительно быстрое старение, проявляющееся потерей эластичности.

Особенностями гелевого эластичного полимера являются не только индифферентность и технологичность, но и форма выпуска. Мягкая базисная пластмасса выпускается в готовом для применения состоянии, не требует смешивания компонентов и длительного замешивания.

Поливинилхлоридные материалыявляются родоначальниками эластичных полимеров и выпускаются в комплектации порошок–жидкость и в виде ламинированного геля.

Материалы обоих типов представляют сополимеры винилхлорида с другими мономерами, относятся к пластмассам высокотемпературной полимеризации. В качестве сополимеров могут использоваться акрилаты, винилацетат и др. Эластичность достигается за счет внешней пластификации.

Поливинилхлоридныематериалы лучше противостоят истиранию, чем акриловые и силиконовые, прочнее, чем силиконовые, крепятся к жесткому базису, но менее прочно, чем акриловые. Однако наличие в составе полихлорвиниловых композиций пластификатора обусловливает и недостатки, присущие пластмассам с внешней пластификацией — миграцию пластификатора и старение.

Силиконовые базисные материалыотличаются высокой и стабильной эластичностью. Кроме того, силиконовый материал холодной полимеризации технологичен, позволяет изготавливать эластичный слой базиса в условиях клиники, минуя зуботехническую лабораторию. Материалы инертны и не набухают в ротовой жидкости. Они не поддаются воздействию микрофлоры полости рта, не содержат пластификаторов, которые, как правило, вымываются. Поэтому они сохраняют эластичность в отдельных случаях в течение ряда лет.

Силиконовые материалы холодной вулканизации представляют собой наполненные силиконовые композиции. Поставляются в виде пасты и жидкости катализатора. В комплект материала могут входить 1–3 жидкости. Первые две — катализаторы вулканизации, третья — грунтовый адгезив. Паста содержит силиконовый каучук, в качестве наполнителя — органокремнеземы, краситель. В качестве катализаторов используются метил-триацето-оксисилан, хелатные соединения титана и алюминия, аминосилана. Силиконовые материалы обладают высокой степенью эластичности, которая длительно сохраняется, повышают адгезию протеза к слизистой оболочке протезного ложа в несколько раз.

Недостатки силиконовых полимеров: недостаточное сращение с базисом протеза, невысокая прочность на разрыв, слабо противостоят истиранию, трудно корректируются, имеют слабые амортизирующие свойства и высокую стоимость, препятствующую широкой распространенности материалов. Повышение показателей механической прочности достигается за счет подбора каучука с оптимальной молекулярной массой и использования усиливающих наполнителей.

Полифосфазеновые флюорэластомеры (фторкаучуки). Базисные эластичные пластмассы на основе фторкаучуков хорошо соединяются с акрилатами и имеют высокие физико-механические показатели — обладают хорошим амортизирущим эффектом, т.е. являются хорошим дробителем нагрузки. Они долго не теряют эластичности, не вбирают в себя жидкости, запахи. Недостатком является сложность и несовершенство технологии изготовления съемных пластиночных двухслойных протезов. Производство материалов этой группы дорогостоящее и экологически опасное, поэтому выпуск этих материалов временно прекращен.

К общим недостаткам эластичных базисных полимеров относятся:

· быстрое старение, проявляющееся в потере эластичности, прочности;

· невозможность полирования эластичного подслоя, рыхлость, делающая их негигиеничными;

· отсутствие оптимального краевого прилегания эластомеров к жестким базисным пластмассам;

· сложность обработки эластомеров режущим инструментом и связанные с этим проблемы с коррекцией базиса протеза.

Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 381; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 9 10 11 12 131415 16 17 18 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!