Поюровская. Стоматологическое материаловедение

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,

1988).

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.

Кпреимуществам 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.

Кнедостаткам 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