Полимеры в стоматологии реферат

Обновлено: 08.07.2024

Создание полимеров для стоматологии нередко приводит к разработке материалов, нашедших применение в других областях медицины и техники. Таким примером является разработка эпоксидных смол, а также быстротвердеющих композиций аминопероксидной системы, широко применяющихся теперь в технике и медицине.

Основными исходными соединениями для получения полимерных стоматологических материалов являются мономеры и олигомеры [моно-, ди-, три- и тетра(мет)акрилаты]. Моноакрилаты летучи, поэтому их используют в комбинации с высокомолекулярными эфирами, это позволяет уменьшить усадку полимера (см. с. 32). Ди-[три-, тетра-](мет)акрилаты содержатся в большинстве композиционных восстановительных материалов (см. гл. 6), а также в базисных пластмассах в качестве сшивагентов (см. с. 33).

Для облегчения переработки полимеров и придания им комплекса требуемых физико-механических (прочность на удар, излом, изгиб, растяжение, сжатие и др.; соответствие цвету твердых тканей зубов или слизистой оболочке полости рта, твердость, абразивная стойкость), химических (прочность соединения с искусственными зубами, минимальное содержание остаточного мономера), технологических (простота, удобство и надежность переработки) и других свойств (см. ниже) в их состав вводят различные компоненты — наполнители (см. с. 33), пластификаторы (см. с. 49), стабилизаторы, красители, сшивагента, антимикробные агенты, которые хорошо смешиваются в полимере с образованием однородных композиций и обладают стабильностью этих свойств в процессе переработки и эксплуатации полимерного материала.

Наполнители вводят для улучшения физико-механических свойств, уменьшения усадки, повышения стойкости к воздействию биологических сред. В стоматологических сополимерах в основном применяют порошкообразные наполнители (различные виды кварцевой муки, силикагели, силикаты алюминия и лития, борсиликаты, различные марки мелкоизмельченного стекла, гидросиликаты, фосфаты).

Введение в сополимерные композиции пластификаторов (см. с. 49) позволяет придать им эластические свойства, а также стойкость к действию ультрафиолетовых лучей.

Для придания полимерным стоматологическим композициям цвета и оттенков, имитирующих зубные ткани, слизистую оболочку, в их состав вводят различные красители и пигменты. Основными требованиями к ним являются их безвредность, равномерность распределения в сополимерной матрице, устойчивость в сохранении цвета под воздействием внешних факторов и биологических сред, хорошие оптические свойства.

Для получения полимеров используются радикальные и частично ионные инициаторы (чаще других применяется перекись бензоила).

Инициаторы — вещества, которые при своем разложении на свободные радикалы начинают реакцию полимеризации.

Добавление активаторов в небольших количествах к катализатору вызывает значительное увеличение активности последнего.

Активаторы (от лат. activus — деятельный) — химические вещества, усиливающие действия катализаторов.

В качестве ингибиторов чаще всего используют различные хиноны, главным образом гидрохинон.

Набор вышеперечисленных компонентов полимерных материалов определяет в конечном счете все его физико-механические свойства.

Деформационно-прочностные свойства полимерных стоматологических материалов в значительной степени изменяются под влиянием молекулярной массы и разветвлений макромолекул, поперечных сшивок, содержания кристаллической фазы, пластификаторов и прививки различных соединений.

Для оценки основных физико-механических свойств стоматологических сополимеров определяются следующие показатели:

- прочность на разрыв;

- относительное удлинение при разрыве;

- прочность при прогибе;

Одним из основных качеств сополимерных материалов является водопоглощение (набухание), которое может приводить к изменению геометрических форм базисных пластмасс, ухудшать оптические и механические свойства, способствовать инфицированию. Водопоглощение как физическое свойство проявляется при длительном пребывании базисных пластмасс (т.е. базиса протеза) во влажной среде полости рта.

Увеличение ударной прочности и эластичности хрупких сополимеров может быть достигнуто путем их совмещения с эластичными сополимерами.

К теплофизическим свойствам сополимерных материалов относятся теплостойкость, тепловое расширение и теплопроводность.

Величина теплостойкости определяет предельную температуру эксплуатации материала. Так, например, теплостойкость полиметилметакрилата по Мартенсу равна 60-80°С, а по Вика — 105-115°С. Введение неорганических наполнителей повышает теплостойкость, введение пластификаторов ее снижает.

Тепловое расширение характеризуется величиной линейного и объемного расширения.

Теплопроводность определяет способность материалов передавать тепло и зависит от природы (см. табл. 19) сополимерной матрицы, природы и количества наполнителя (пластификатора). Так, например, для полиметилметакрилата (ПММА) величина температуропроводности равна 1,19 х 107 м2/с. С повышением молекулярной массы полимеров температуропроводность возрастает. Поскольку теплопроводность ПММА очень низка, он является изолятором. Это пагубно сказывается на физиологии полости рта (см. гл. 14).

Многообразие применяемых в клинике ортопедической стоматологии полимерных материалов создает определенные трудности для создания унифицированной классификации, так как в качестве классификационного признака могут быть использованы самые разные критерии.

1.По происхождению:

- природные, или биополимеры (например, белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук);

- синтетические (например, полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы), получаемые методами полиприсоединения и поликонденсации.

2.По природе:

3.По форме молекул:

- линейные, в которых структура молекул полимера или сополимера представлена в виде длинной цепочки, состоящей из мономерных звеньев, например звеньев метилметакрилата. Такие молекулы цепочки изогнуты, переплетены, но они могут взаимно перемещать при нагревании материала. Материал склонен к растворению в соответствующих растворителях. К этой группе следует отнести отечественный базисный материал АКР-15 (Этакрил, см. с. 130);

4.По назначению:

1)основные, которые используются для съемных и несъемных зубных протезов:

- базисные (жесткие) полимеры;

- эластичные полимеры, или эластомеры (в том числе силиконовые, тиоколовые и полиэфирные оттискные массы);

- полимерные (пластмассовые) искусственные зубы;

- полимеры для замещения дефектов твердых тканей зубов, т.е. материалы для пломб, штифтовых зубов и вкладок;

- полимерные материалы для временных несъемных зубных протезов;

- полимеры реставрационные (быстротвердеющие);

К вспомогательным полимерным материалам следует отнести, как уже говорилось, некоторые оттискные массы (см. гл. 2). Из полимеров выполнены стандартные (см. гл. 2) и индивидуальные (см. гл. 5.4.) ложки для получения оттисков, стандартные и индивидуальные защитные полимерные колпачки и временные коронки (см. гл. 6) для защиты препарированных зубов.

Полимеры входят в состав композиционных материалов (см. гл. 6), некоторых фиксирующих цементов (см. гл. 7). Многие основные и вспомогательные полимерные материалы следует отнести к группе клинических, поскольку они используются врачом на клиническом приеме.

В соответствии с приведенной выше классификацией будет построено дальнейшее изложение материала.

Содержание

1. Общие сведения о полимерах, их свойствах и применении
2.Технология литья термопластов
3. Основные характеристики термопластов:
3.1 Основные характеристики полиамидов (нейлон)
3.2 Основные характеристики полиоксиметилена(ацеталь)
3.3 Основные характеристики полипропилена
3.4 Основные характеристики безмономерных акриловых пластмасс (полиметилметакрилата)
3.5 Основные характеристики этиленвинилацетата
4. Критерии выбора материала
5. Технологии изготовления ортопедических конструкций из термопластов.
5.1.1.Технология изготовления нейлонового протеза
5.1.2.Припасовка и наложение съемного протеза в полости рта
5.1.3. Починка и изменения в конструкции нейлоновых протезов
5.2. Особенности изготовления ортопедических конструкций из полиоксиметилена
5.2.1.Технология изготовления кламмеровбюгельного протеза
5.2.3.Изготовление частичного съемного протеза с акриловыми зубами
5.3. Особенности технологии изготовления протезов из полипропилена
5.4. Технология изготовления протезов из метилметакрилатов
5.4.1. Полные съемные протезы
5.4.2. Частичные съемные протезы
5.5. Особенности технологии изготовления стоматологических конструкций из этиленвинилацетата

Прикрепленные файлы: 1 файл

1086524_690B5_referat_primenenie_sovremennyh_polimerov_v_praktike_ortopedi.docx

Московский Государственный Университет

тонкой химической технологии имени М.В.Ломоносова

Реферат на тему:

Полимеры в стоматологии

1. Общие сведения о полимерах, их свойствах и применении

2.Технология литья термопластов

3. Основные характеристики термопластов:

3.1 Основные характеристики полиамидов (нейлон)

3.2 Основные характеристики полиоксиметилена(ацеталь)

3.3 Основные характеристики полипропилена

3.4 Основные характеристики безмономерных акриловых пластмасс (полиметилметакрилата)

3.5 Основные характеристики этиленвинилацетата

4. Критерии выбора материала

5. Технологии изготовления ортопедических конструкций из термопластов.

5.1.1.Технология изготовления нейлонового протеза

5.1.2.Припасовка и наложение съемного протеза в полости рта

5.1.3. Починка и изменения в конструкции нейлоновых протезов

5.2. Особенности изготовления ортопедических конструкций из полиоксиметилена

5.2.1.Технология изготовления кламмеровбюгельного протеза

5.2.3.Изготовление частичного съемного протеза с акриловыми зубами

5.3. Особенности технологии изготовления протезов из полипропилена

5.4. Технология изготовления протезов из метилметакрилатов

5.4.1. Полные съемные протезы

5.4.2. Частичные съемные протезы

5.5. Особенности технологии изготовления стоматологических конструкций из этиленвинилацетата

1. Общие сведения о полимерах, их свойствах и применении

♦ Полимеры (от поли. + греч. meros — доля, часть) — вещества, молекулы (макромолекулы) которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев.

Полимеры (термин введен в 1883 г. Й. Я. Берцелиусом) — основа пластмасс, химических волокон, резины, лакокрасочных материалов, клеев. При этом различают 2 основных механизма получения полимеров: посредством полиприсоединения и поликонденсации.Создание полимеров для стоматологии нередко приводит к разработке материалов, нашедших применение в других областях медицины и техники. Таким примером является разработка эпоксидных смол, а также быстротвердеющих композиций аминопероксидной системы, широко применяющихся теперь в технике и медицине. Основными исходными соединениями для получения полимерных стоматологических материалов являются мономеры и олигомеры [моно-, ди-, три- и тетра(мет)акрилаты]. Моноакрилаты летучи, поэтому их используют в комбинации с высокомолекулярными эфирами, это позволяет уменьшить усадку полимера. Ди-[три-, тетра-] (мет) акрилаты содержатся в большинстве композиционных восстановительных материалов (см. гл. 6), а также в базисных пластмассах в качестве сшивагентов. Для облегчения переработки полимеров и придания им комплекса требуемых физико-механических (прочность на удар, излом, изгиб, растяжение, сжатие и др.; соответствие цвету твердых тканей зубов или слизистой оболочке полости рта, твердость, абразивная стойкость), химических (прочность соединения с искусственными зубами, минимальное содержание остаточного мономера), технологических (простота, удобство и надежность переработки) и других свойств (см. ниже) в их состав вводят различные компоненты — наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, сшивагенты, антимикробные агенты, которые хорошо смешиваются в полимере с образованием однородных композиций и обладают стабильностью этих свойств в процессе переработки и эксплуатации полимерного материала. Наполнители вводят для улучшения физико-механических свойств, уменьшения усадки, повышения стойкости к воздействию биологических сред. В стоматологических сополимерах в основном применяют порошкообразные наполнители (различные виды кварцевой муки, силикагели, силикаты алюминия и лития, борсиликаты, различные марки мелкоизмельченного стекла, гидросиликаты, фосфаты). Введение в сополимерные композиции пластификаторов позволяет придать им эластические свойства, а также стойкость к действию ультрафиолетовых лучей. Для придания полимерным стоматологическим композициям цвета и оттенков, имитирующих зубные ткани, слизистую оболочку, в их состав вводят различные красители и пигменты. Основными требованиями к ним являются их безвредность, равномерность распределения в сополимерной матрице, устойчивость в сохранении цвета под воздействием внешних факторов и биологических сред, хорошие оптические свойства.Для получения полимеров используются радикальные и частично ионные инициаторы (чаще других применяется перекись бензоила).

♦ Инициаторы — вещества, которые при своем разложении на свободные радикалы начинают реакцию полимеризации.

♦ Активаторы (от лат. activus — деятельный) — химические вещества, усиливающие действия катализаторов.

В качестве ингибиторов чаще всего используют различные хиноны, главным образом гидрохинон. Набор вышеперечисленных компонентов полимерных материалов определяет в конечном счете все его физико-механические свойства. Деформационно-прочностные свойства полимерных стоматологических материалов в значительной степени изменяются под влиянием молекулярной массы и разветвлении макромолекул, поперечных сшивок, содержания кристаллической фазы, пластификаторов и прививки различных соединений.

Для оценки основных физико- механических свойств стоматологических сополимеров определяются следующие показатели:

— прочность на разрыв;

— относительное удлинение при разрыве;

— прочность при прогибе;

— удельная ударная вязкость.

Важнейшей характеристикой базисного материала являются его пластичность и ударопрочность. В основном эти свойства определяют функциональные качества и долговечность протеза. Одним из основных качеств сополимерных материалов является водопоглощение (набухание), которое может приводить к изменению геометрических форм базисных пластмасс, ухудшать оптические и механические свойства, способствовать инфицированию. Водопоглощение как физическое свойство проявляется при длительном пребывании базисных пластмасс (т. е. базиса протеза) во влажной среде полости рта. Увеличение ударной прочности и эластичности хрупких сополимеров может быть достигнуто путем их совмещения с эластичными сополимерами. К теплофизическим свойствам сополимерных материалов относятся теплостойкость, тепловое расширение и теплопроводность. Величина теплостойкости определяет предельную температуру эксплуатации материала. Так, например, теплостойкость полиметил-метакрилата по Мартенсу равна 60-80°С, а по Вика — 105-115°С. Введение неорганических наполнителей повышает теплостойкость, введение пластификаторов ее снижает.Тепловое расширение характеризуется величиной линейного и объемного расширения.Теплопроводность определяет способность материалов передавать тепло и зависит от природы сополимерной матрицы, природы и количества наполнителя (пластификатора). Так, например, для полиметилметакрилата (ПММА) величина температуропроводности равна 1,19 х 107 м2/с С повышением молекулярной массы полимеров температуропроводность возрастает. Поскольку теплопроводность ПММА очень низка, он является изолятором. Это пагубно сказывается на физиологии полости рта. Многообразие применяемых в клинике ортопедической стоматологии полимерных материалов создает определенные трудности для создания унифицированной классификации, так как в качестве классификационного признака могут быть использованы самые разные критерии.

1. По происхождению:

— природные, или биополимеры (например, белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук); — синтетические (например, полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы), получаемые методами полиприсоединения и поликонденсации.

3. По форме молекул:

— линейные, в которых структура молекул полимера или сополимера представлена в виде длинной цепочки, состоящей из мономерных звеньев, например звеньев метилметакрилата. Такие молекулы-цепочки изогнуты, переплетены, но они могут взаимно перемещаться при нагревании материала. Материал склонен к растворению в соответствующих растворителях. К этой группе следует отнести отечественный базисный материал АКР-15 (Этакрил);

1) основные, которые используются для съемных и несъемных зубных протезов:

— базисные (жесткие) полимеры;

— эластичные полимеры, или эластомеры (в том числе силиконовые, тиоколовые и полиэфирные оттискные массы);

— полимерные (пластмассовые) искусственные зубы;

— полимеры для замещения дефектов твердых тканей зубов, т. е. материалы для пломб, штифтовых зубов и вкладок;

— полимерные материалы для временных несъемных зубных протезов;

— полимеры реставрационные (быстротвердеющие);

К вспомогательным полимерным материалам следует отнести, как уже говорилось, некоторые оттискные массы. Из полимеров выполнены стандартные и индивидуальные ложки для получения оттисков, стандартные и индивидуальные защитные полимерные колпачки и временные коронки для защиты препарированных зубов. Полимеры входят в состав композиционных материалов, некоторых фиксирующих цементов. Многие основные и вспомогательные полимерные материалы следует отнести к группе клинических, поскольку они используются врачом на клиническом приеме.

2.Технология литья термопластов

Литьевая машина поршневого типа: 1 - гидравлический цилиндр;

2 _ плунжер; 3 - подвижная плита; 4 - литьевая форма;

5 - неподвижная плита; 6 - сопло; 7 - торпеда; 8 - инжекционный

цилиндр; 9 - бункер; 10 - поршень; 11 - плунжер; 12 - гидравлический

цилиндр; 13 - электрообогреватель.

Для литья полимерных материалов применяются машины, основной рабочей частью которых является инжекционный цилиндр, в котором перерабатываемый материал размягчается

и под действием червяка или поршня нагнетается в литьевую форму. Указанные литьевые машины, схема которых представлена на рис. 2, применяют для литья под давлением пластмасс и

резиновых смесей. В зависимости от расположения инжекционного механизма литьевые машины подразделяют на горизонтальные, вертикальные, угловые и комбинированные. В отдельную группу принято выделять роторные литьевые машины, машины для литья двух- и многоцветных изделий и некоторые другие специфические конструкции. Сегодня для переработки термопластов выпускаются машины с объемом одной отливки от 0,5 до 30 000 см3. Наибольшее распространение нашли горизонтальные литьевые машины, предназначенные для выпуска изделий самого различного объема. Горизонтальные литьевые машины обычно являются универсальными и пригодны для переработки различных термопластов в разнообразные изделия. В поршневых литьевых машинах пластификация осуществляется в инжекционном цилиндре главным образом за счет тепла внешних нагревателей. Данный вид машин используется и в стоматологии при изготовлении протезов из термопластических материалов. Промышленность выпускает два вида стоматологических инжекционных систем: ручные и универсальные. Ручная инжекционная машина — это простое устройство, состоящее из ручного пресса, к которому присоединяется картридж с заполненным термопластическим материалом, электрического нагревателя и специальной кюветы. Картридж с материалом нагревается электрическим нагревателем до заданной температуры, что позволяет выдавливать термопластический материал в кювету.Отличительной особенностью универсальных инжекционных машин, которые используются в стоматологии является то, что материал загружается не в бункер, а в одноразовые тонкостенные алюминиевые картриджи, что позволяет изготавливать протезы из полимеров различных цветов и оттенков.Материал в картридже пластифицируется за счет нагревания от горячих стенок трансферного цилиндра и под действием поршня под давлением от 4 до 10 бар нагнетается в оформляющее гнездо пресс-формы по литьевым каналам. После отверждения изделия пресс-форма раскрывается, и отформованные изделия с литниками извлекаются.

3.1 Основные характеристики полиамидов (нейлон)

Полиамиды (нейлоны) относятся к числу наиболее распространенных полимеров.. В 1935 году группа ученых под руководством доктора ВолласаКаротерза в фирме DuPont разработала материал, состоящий из водорода, азота, кислорода и углерода. Ученые пытались найти материал, аналогичный по качественным характеристикам шелку. Открытие было сделано

Достижения и открытия химической науки прочно обосновались во всех отраслях жизни человечества. Одна из важнейших возможностей химии – это полимеризация и поликонденсация соединений, которые, в свою очередь, являются способами получения полимеров. Полимеры – это высокомолекулярные соединения, состоящие из большого количества звеньев (мономеров), связанных межу собой химическими связями. Этот термин впервые был употреблен шведским химиком Йенсом Берцелиусом в 1833 году. Уникальные полимерные соединения являются основой пластмасс, химических волокон, резины, лакокрасочных материалов, клеев. Однако помимо своего промышленного значения полимеры широко распространены и в медицине, в частности, в стоматологии. Этой теме и будет посвящена наша работа.

Именно в стоматологии распространение полимеров получило свое развитие раньше, чем в других отраслях медицины. После того, как был найден способ вулканизации каучука введением серы и способ его применения в ортопедической стоматологии для изготовления базисов съемных протезов, полимерные материалы стали незаменимыми для изготовления зубных протезов данного типа. Базис – это основной элемент съемного зубного протеза. Однако более ста лет практики использования каучука в качестве основного полимерного материала выявили все его недостатки, основным из которых является пористость каучука. Он поглощает остатки пищи, что приводит к неприятному запаху и загрязнению протеза. А также в составе каучука находится ртуть и сера. Дело в том, что после вулканизации каучука эти вещества могут остаться в его составе в свободном виде, а это уже способно токсично воздействовать на организм и вызвать химическое отравление. Кроме этого, цвет каучука не соответствует цвету слизистой оболочки полости рта и резко выделяется на ее фоне. Итак, вышеупомянутые недостатки каучука подводят нас к главному выводу: полимерный базисный материал зубного протеза должен обладать целым рядом характерных свойств:

обладать биосовместимостью с человеческим организмом, в противном случае произойдет отторжение;
легко очищаться и соответствовать требованиям гигиены;
обладать устойчивостью к накоплению бактерий на своей поверхности;
иметь низкую плотность, чтобы обеспечить легкость протеза во рту;
обладать устойчивостью к нагрузке, то есть быть достаточно прочным, чтобы не деформироваться;
обладать теплопроводностью;
удовлетворять эстетическим требованиям;
иметь высокое качество и низкую цену.

Учитывая все эти характеристики, специалисты нашли замену каучуку. Ей стали акриловые пластмассы – полимер на основе метакриловой кислоты. Эти материалы оказались гораздо гигиеничнее и практичнее каучука, а также удовлетворяли всем требованиям, выдвигающимся к материалу для базисов.

Пластмассу получают из ацетона, действуя на него синильной кислотой или ее солями, а затем метиловым спиртом или метиловым эфиром кислот. Изготовление базисов съемных зубных протезов происходит путем смешения жидкости метилметакрилата – мономера и порошка – полимера в определенных соотношениях. Кроме того, к порошку добавляют перекись бензоила (0,5—0,6%) и наполнитель — окись цинка (1,35%), которые придают пластмассе прозрачность. В результате образуется пластичная масса, которая легко формируется, а затем полимеризуется. Полимеризацию пластмассы производят в водяных банях при температуре 100° в течение 30—40 минут. При полимеризации пластмассы необходимо медленно повышать температуру и медленно охлаждать сосуд, в противном случае готовый базис протеза получится неэластичным и пористым. Итак, мы получили полиметилметакрилат – полимерный материал ля базиса зубного протеза. Сравнив его свойства с вышеупомянутыми требованиями к материалам для базисов, нужно отметить, что этот полимер имеет весьма много достоинств. Он гигиеничен, не имеет пор, легко поддается обработке, с ним прочно соединяются искусственные зубы. Однако есть и недостатки: низкий уровень прочности и эластичности. Помимо изготовления базисов зубных протезов, акриловые пластмассы используются для воспроизведения рельефа мягких тканей на литых металлических каркасах, для реконструкции протезов, а также для изготовления мягких подкладок базисов съемных протезов и искусственных зубов.

Органическая матрица – это каркас, в котором располагаются остальные компоненты, представленный гидрофобными метакрилатами (органическими молекулами разных типов, размеров и веса). Неорганический наполнитель – это силанизированные частицы неорганического вещества разного типа и размера, равномерно распределенные в матрице. Наполнитель представляет собой двуокись кремния, а частицы – соли различных металлов. Очевидно, что для получения самого композитного материала эти компоненты необходимо смешать. Однако нужно учесть, что есть возможность начала их взаимодействия и полимеризации под действием естественного света. Тогда на помощь приходят стабилизаторы, которые препятствуют этим процессам. Стабилизаторы представлены метиловым эфиром гидроквинона или гидрокситолуэном и определяют срок годности самого материала.

универсальность, удобство и легкость в применении
устойчивость к нагрузке
биосовместимость с организмом — отсутствие раздражения пульпы и слизистой оболочки полости рта
приближенность к физическим и эстетическим свойствам ткани зуба
нерастворимость в ротовой жидкости
длительный срок хранения
отсутствие вредного воздействия на пациента и врача
доступная цена

Токсичность материала по отношению к пульпе зуба и ко всей полости рта зависит от качества изготовления материала, условий и сроков его хранения, а также от правильности полимеризации. Дело в том, что ни один материал не способен полимеризоваться на 100%, то есть всегда остается свободный мономер, а биологические свойства композиционных материалов в большей мере определяются именно количеством остаточного мономера, допустимый уровень которого по стандарту равен 12. Все современные композиционные материалы после полимеризации нетоксичны.

Еще одним важным фактором в применении материала является скорость работы с ним и удобство использования для самого врача. Композитный пломбировочный материал легко вносить в кариозную полость, распределять и моделировать. Скорость в работе с композиционными материалами зависит от максимальной толщины слоя и времени его полимеризации. То есть выгоднее использовать те материалы, у которых более толстый слой полимеризуется за меньшее время.

В нашей работе мы рассмотрели два вида полимерных материалов - акриловые пластмассы и композиты, которые на сегодняшний день являются ведущими в ортодонтии и терапевтической стоматологии. Важно отметить, что использование данных полимеров имеет неограниченный возрастной диапазон: стоматолог может использовать эти полимерные материалы для лечения и восстановления зубов людей абсолютно разных возрастов.

Безусловно, нельзя не сказать об огромной значимости использования полимеров в такой отрасли медицины как стоматология. Зубная полость требует тщательного и регулярного ухода и профилактики, но даже если постоянно поддерживать ее целостность соблюдением правил гигиены, риск разрушения зубов, особенно с возрастом, очень велик. Полимеры позволили стоматологии творить настоящие чудеса: даже безнадежно разрушенные или сильно поврежденные зубы подлежат восстановлению благодаря полимерным материалам. Конечно, чем ближе по своим физическим и эстетическим свойствам материал к живым тканям, тем он дороже; но медицина не стоит на месте и открывает все более новые, удобные и доступные способы замены живой тканей химической. Возможно, в ближайшем будущем, полимерные материалы найдут еще более широкое применение не только в стоматологии, но и в других отраслях медицины, и тогда, в силу своей распространенности, они станут доступны каждому.

Основные термины (генерируются автоматически): материал, отрасль медицины, зубной протез, изготовление базисов, композиционный материал, неорганический наполнитель, пластмасса, полимеризация пластмассы, противный случай, слизистая оболочка полости рта.

Минусов было достаточно много: потеря цвета, потеря физических свойств, сильная абсорбция органики и прочее. Но исследования показали и один очень важный положительный момент – пациенты оценивали такие протезы очень высоко. Отмечались очень быстрая привыкаемость, лёгкость, комфорт и удобство при использовании протеза.

Те ученые, которые обратили внимание на эту особенность, продолжили исследования. Стали появляться другие материалы. Наметился переход к созданию специализированного технологического оборудования. Основными задачами на этом этапе явились создание научных основ технологии и разработки способов управления процессом формирования качественных изделий из композиционных материалов на основе полимерных волокон. Впервые в волокнистые полимеры было добавлено стекловолокно. Далее, в 1993 г. были проведены исследования, посвященные жесткости материалов, используемых для изготовления кламмеров съемных протезов. Оказалось, что кламмеры, изготовленные из ВП, оказывают давление на зуб в 10 раз меньше, чем металлические. Это дало еще один толчок к развитию отрасли. С тех пор волокнистые полимеры исследовали всеми возможными способами в различных лабораториях, доказать физические и химические недостатки данных материалов не удалось.

Поперечное сечение профилированных волокон:

Определяющим при создании композитов является взаимодействие и взаимовлияние компонентов в элементарном объеме волокно-матрица (связующее). Чем выше необходимые свойства получаемого композита конструкционного назначения, тем более сложный комплекс требований должен выдерживаться при выборе исходных компонентов, без выполнения которых невозможно получение качественных изделий. Эти требования включают следующие характеристики:

• должно быть определенное соотношение между механическими свойствами армирующих волокон и матрицы;
• модуль упругости при растяжении и сдвиге волокон должен быть больше, чем модуль упругости матрицы E _B >E _M ; G _B >G _M ;
• прочность волокон должна быть больше чем связующего; • удлинение при разрыве волокон должно быть несколько меньше, чем матрицы;
• термические характеристики волокон (температуры плавления или разложения) должны быть выше температур переработки термопластов или отверждения реактопластов.

Взаимодействие волокон с матрицей должно обеспечивать высокую реализацию механических свойств волокон в армированном материале и его монолитность. Для этого необходимы:

• хорошая смачиваемость волокон матрицей (связующим);
• высокая адгезия между волокном и матрицей, характеризуемая сдвиговой прочностью на границе раздела волокно-матрица;
• отсутствие или минимальное изменение свойств волокон под влиянием компонентов матрицы.

Применение волокнистых полимеров в стоматологии

Волокнистые материалы в стоматологии используются для изготовления адгезивных (адгезионных) мостовидных протезов и шинирования зубов. Появление композиционных материалов, и в последующем сочетанием их с волоконными материалами, позволило создавать высокопрочные, лёгкие и эстетичные конструкции в полости рта.

Арамидное волокно
Полиэтиленовое волокно
Углеродное волокно
Стекловолокно
Шёлк

Свойства арамидных волокон определяются одновременно и химической и физической микроструктурой. Амидные связи обеспечивают высокую энергию диссоциации (на 20% выше алифатических аналогов, например нейлона), а арамидные кольца дают превосходную термостабильность. Различают 3 основных типа коммерческих арамидных волокон, присутствующих на рынке: пара-арамиды (п-арамиды), мета-арамиды (м-арамиды) и сополимеры полиамида.

Преимущества арамидных волокон:

Недостатки:

• жёлто-коричневый цвет; • набухание и как следствие потеря прочности; • маленький срок эксплуатации (до 6 лет); • отсутствие адгезии к композитам; • модуль упругости меньше, чем у композиционных пломбировочных материалов

Полиэтиленовое волокно – термопластичный полимер этилена. Является органическим соединением и имеет длинные молекулы с ковалентными связями между атомами углерода.

Самая распространённая в мире пластмасса. Представляет собой воскообразную массу белого цвета (тонкие листы прозрачны и бесцветны). Химически- и морозостоек, изолятор, не чувствителен к удару (амортизатор), при нагревании размягчается (80-120°С), при охлаждении застывает, адгезия (прилипание) – чрезвычайно низкая.

Несмотря на широко проводимые исследования, прочность волокон из полиэтилена долгое время была невелика, хотя модуль упругости у них был высок. Однако после разработки гельтехнологии для получения полиэтилена, которую ряд исследователей относят к числу наиболее крупных достижений полимерной науки восьмидесятых годов, прочность волокон превысила эту величину и продолжает увеличиваться по сей день. Высокопрочные высокомодульные полиэтиленовые волокна, полученные по гельтехнологии, относятся к новым волокнистым материалам с высоким уровнем специфических свойств. Им нет равных по показателям удельной прочности и удельной массы. Они устойчивы к действию УФ-облучения, многих химических реагентов (в том числе кислот и щелочей), их прочность практически не изменяется в атмосфере с повышенной влажностью. Устойчивость к истиранию и изгибу примерно в 20 раз выше, чем у волокон из арамидов.

Преимущества: • высокая прочность • прозрачно-белый цвет • биосовместимость

Недостатки:

• отсутствие химической связи с композиционными пломбировочными материалами; • низкий модуль упругости; • нетехнологичность (сложность работы с волокном)

Выпускается промышленностью: Ribbond(Ribbond), Connect(Kerr), Construct(Kerr)

Углеродное волокно – материал, состоящий из тонких нитей диаметром от 5 до 15 мкм, образованных преимущественно атомами углерода. Атомы углерода объединены в микроскопические кристаллы, выровненные параллельно друг другу. Выравнивание кристаллов придает волокну большую прочность на растяжение. Углеродные волокна характеризуются высокой силой натяжения, низким удельным весом, низким коэффициентом температурного расширения и химической инертностью.

Наиболее прочные углеродные волокна, представляющие собой продукты карбонизации исходных углеродсодержащих волокон, получают из полиакрилонитрильного, вискозного и пекового сырья. Углеродные волокна состоят из графитоподобных микро фрагментов, объединяемых зонами с аморфным и турбостратным углеродом, и содержат в своем составе практически лишь атомы углерода. Своеобразие этих волокон заключается в том, что организация графитоподобных фрагментов отражает структуру органического полимера.

Преимущества:

• высокая прочность; • биосовместимость; • высокий модуль упругости

Недостатки:

• отсутствие химической связи с композиционными пломбировочными материалами; • чёрный цвет

Стекловолокно (стеклонить) – волокно или комплексная нить, формуемые из стекла. В такой форме стекло демонстрирует необычные для себя свойства: не бьётся и не ломается, а вместо этого легко гнётся без разрушения. Это позволяет ткать из него стеклоткань .

Стеклянные волокна изготавливаются быстрым охлаждением расплавов стекломассы, фиксирующим в волокнах аморфную структуру однородной жидкости. Они дешевы, хорошо отработан процесс изготовления пластиков на их основе.
Типичный состав основных волокнообразующих стёкол:

Стекловолокно значительно увеличивает такие параметры изделия, как жесткость, прочность к механическим нагрузкам, устойчивость к ползучести, твердость и теплостойкость, усталостная прочность. Повышает плотность, износостойкость и неизменность размеров изделия.
Строение SiO ₂ :

а) в виде кварцевого кристалла; б) в виде кварцевого стекла

Преимущества:

• высокая прочность; • биосовместимость; • высокий модуль упругости; • прозрачно-белый цвет; • химически соединяется с композиционными пломбировочными материалами после обработки стекловолокна силаном

Недостатки:

• сложность работы (требует достаточных мануальных навыков)

Выпускается промышленностью: Glasspan (Glasspan), Glassdent (Украина), Glassarm (Россия), Fiber-SplintML (Polydentia), J-Fiber (JenD LLC)

Шёлк — мягкая ткань из нитей, добываемых из кокона тутового шелкопряда. Длина шёлковой нити (шелковины) из одного кокона достигает 800—1000 м. Нить имеет треугольное сечение и, подобно призме, преломляет свет, что вызывает красивое переливание и блеск.

В настоящее время крупнейшим производителем шёлка является Китай (около 50 % всего мирового производства).

Шелковые нити используются в терапевтической и хирургической стоматологи, их удобно завязывать, так как материал мягкий, гладкий, он удобен для пациента. Узлы из шелковых нитей очень прочные. Швы из шелка лучше завязывать хирургическим узлом. Несмотря на большое достоинство шелковых швов, они имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что они являются частой причиной воспаления слизистой оболочки полости рта. Воспалительные реакции обусловлены непосредственным контактом чужеродного протеина шелка с подслизистой тканью.

Основные требования к шелковым швам следующие:

• шелковые лигатуры необходимо удалить сразу же после заживления раны, на 5—7 день, и не позднее, чем на 10-й день; • под лоскутом должно быть как можно меньшее количество шелка; • шелковые лигатуры не должны быть использованы при наличии воспаления тканей, при использовании костных трансплантатов, мембран, обладающих свойствами направленной тканевой регенерации.

Преимущества:

• высокая прочность; • прозрачно-белый цвет

Недостатки:

• набухание и потеря прочности на 90 %

В связи с усилившимся в последнее время интересом к композиционным материалам с металлическими матрицами проводится интенсивная работа по созданию совместимых с металлами волокон из карбида кремния, окиси циркония или алюминия. 50-летний опыт технологической работы со стеклопластиками, показал, что способы изготовления полимерных композиционных материалов с углеродными и борными волокнами в достаточной степени отработаны. Изучены основные механические характеристики угле - и боропластиков, накоплен опыт их опробования и летной эксплуатации в деталях, не являющихся критическими с точки зрения безопасности конструкции.

Волокнистые полимеры обладают оптимальной эластичностью, что позволяет изготавливать протезы без металлических крючков. Такие протезы во много раз прочнее акриловых пластмасс, безопасны и значительно более эстетичны, чем металлические конструкции. Также они вызывают меньше аллергических реакций у пациентов, чувствительных к акрилу, винилу, латексу и металлам.

К материалам, применяемым в медицине требования особые. Протез полости рта – инородное тело, которое организм стремится отторгнуть. Переваривание пищи начинается здесь, а значит, слюна является агрессивной жидкостью, под ее действием даже собственная эмаль зубов разрушается. Жевание сопровождается многократным давлением на плоскость с силой до 100 кг/см2. Протез не должен выделять токсины или нарушать вкусовые ощущения. Цвет поверхности, форма и объем остаются неизменными долгое время.

Стандарты безопасности пластмассы

Для всех видов протезирования применяются специальные композитные составы, разрешенные после многолетних испытаний. Применение полимеров регламентирует ГОСТ 31574-2012. Его требования соответствуют международным – ISO 4049:1988 для пломбировочных материалов и ISO 10477:1992 выбор материала для мостовидных протезов или коронок.
Определяющими показателями надежности ортопедических составов являются показатели:

прочность;
твердость;
упругость:
вязкость;
пластичность;
текучесть.

Применение полимеров в стоматологии

Все пластмассы, для ортопедии можно разделить на группы, по выполняемым функциям.

Материалы, из которых делают протезы
Пластичные композиции для оттисков и формирования модели для отливки, создания ложек, защитных колпачков и временных коронок.
Клинические средства – герметики, пломбировочные составы и средства для адгезии в месте соединения материала с зубной тканью.

Есть признаки, по которым определяют, можно ли применить полимер в зубопротезировании. Состав не должен поглощать воду, постоянно находясь во влажной среде.
В химическом соединении регламентируется остаточное количество мономеров, не вступивших в реакцию полимеризации. В процессе эксплуатации они вымываются, оказывая вредное влияние на организм.
Тесто для прессования должно быть однородным. Температура и давление в процессе формования и отверждения заготовки влияют на качество искусственных зубов, отсутствие микропор.
Всем этим признакам отвечают специальные составы. Основа ортопедическая пластмассы базовый полимер. Наполнители - вещества, придающие материалу особые свойства:

Наполнители – мука из кремниевых минералов с высокой твердостью, стекла, гидросиликатов.
Пластификаторы – придают эластичность, предупреждают старение на свету.
Красители и пигменты, создающие имитацию по окрасу.
Инициаторы и активаторы, призванные продолжить реакцию полимеризации отдельных свободных радикалов.

ГОСТ определяет, суммарное количество наполнителей не должно становиться больше 50 %.

Требования к материалам, из которых делают базис протеза

Все части инородной пластины вставной челюсти, корректировки врожденных дефектов требуют мягкой прокладки, не вызывающей раздражения внутренних оболочек. Эластичные материалы – неотъемлемая часть протеза. Синтез полимеров с заданными свойствами обеспечивает подбор базиса для съемных пластинчатых челюстей. Готовая пластина должна плотно прилегать к живым тканям, не травмируя их. При установке в полость рта протез должен немного изменять форму, быть упругим. Пластик не должен иметь собственного запаха, вкуса, легко очищаться от налета, не меняя цвета.
Промышленность производит стоматологические пластики на нескольких видов:

акриловые;
полихлорвиниловые;
каучуковые;
фторкаучуковые.

Виды современных зубопротезных пластмасс

Вековой опыт применения каучука в производстве вставных челюстей выявил множество недостатков протезов. Материал эластичный пористый, он собирал в порах пищевые остатки, а гниение их вызывало дурной запах и раздражение слизистой оболочки рта. Были и другие важные причины, заставившие искать новый материал, более гигиенический.
На практике было установлено, наиболее полно отвечают задаче протезирования пластмассы на основе акрилатов. Термопластический материал не содержит токсинов, не вызывает аллергию. Реакция полимеризации в них протекает наиболее полно, не оставляя одиночных мономеров.

Полиамид (нейлон)

Структурная форма полимера линейная, но напоминают плоский зигзаг. Строение и водородные связи обеспечивают высокую температуру плавления. ~NH-(CH2) 6-NH-C(O)-(CH2)4-C(O)~ имеет основной радикал, амидную группу -NH-C(O)-. Ее связь с ароматическим или алифатическим кольцом обеспечивает прочность, жесткость, устойчивость к высокой температуре и полную нейтральность к химическим веществам. Запатентованное название состава Valplact, предлагается в 4 цветовых вариантах.

Полиоксиметилен (ацетал)

Синтетическая смола линейного строения свернута в молекулярные клубки. Полимер по прочности соперничает с металлом. Химическая формула [-CH20-], полиформальдегид, полиметиленоксид. Вещество твердое, молекулярная масса 10 000-30 000 единиц. Формуется протез методом литья.
В стоматологии материал применяют в чистом виде, без химических добавок. Состав эластичный, плотно прилегает к зубам, надежно фиксируя протез. Запатентованное название продукта – Dental D.

Этиленвинилацетат

Термопластичный сополимер Flexidy синтезирован из винилацетата и этилена. Используется для изготовления протекторов для спорта и мундштуков для дайвинга. Полимер выпускается с жесткостью 80,65 и 50 единиц. В стоматологии используется мягкий прозрачный состав для исправления прикуса. В набор ухода за изделием входят ароматизирующие жидкости.

Поливинилхлоридные материалы

Соединения винилхлорида с другим мономером позволяют получить стоматологический полимер. Для формования протеза используют порошок и жидкость. Порошок – сополимер винилхлорида с бутакрилатом с присадкой из двуокиси титана. Готовят тесто, добавляя диоктифталат. Материал отечественный, называется Эладент -100 или ПМ-01, используется для изготовления прокладок, двойных протезов.

Силикон

Полимер состоит из 3000-10000 силановых звеньев и откосится к кислородосодержащим кремнеорганическим соединениям. Материал абсолютно нетоксичен для человека. Зубной протез из него не травмирует полость, отлично прилегает и используется только как базисная прокладка под зубы из твердого акрилата. Из эластомера готовят прокладку по месту установки. Съемные протезы из силикона удобно устанавливать, они неотличимы от естественного зубного ряда, но требуют частой замены – разнашиваются. Кроме того, нагрузка на здоровые зубы увеличивается, материал обладает сильными амортизирующими свойствами. Силиконовые полимерные материалы в стоматологии известны под названиями Ортосил, Моллосил, Моллопласт-Б.

Фторкаучуки, полифосфазеновые флюорэластомеры

Рассматриваемый эластомер лишен недостатков обычного каучука – слабой амортизации и короткого срока эксплуатации протеза. Материал надежно соединяет жесткие части, не вбирает запахов и не подлежит быстрому износу. Торговое название состава Новус, поставляется пластинами, ламинированными в пленку, хранится в холодильнике.

Состав и свойство оттискной массы и ложек для слепков

Чтобы выполнить отливку протеза из термопласта, нужно подготовить форму – 3d ротовой полости точной формы. Раньше использовали быстрозастывающий материал гипс, а снятую форму называли слепком. Сначала подбирают стандартную или индивидуально изготовленную оттискную ложку, соответствующую строению челюсти.
Ложки отливают из пластмассы, выбранной для протезирования. На ложе выкладывается пастообразный состав, инструмент вводится в полость, и производятся действия, позволяющие получить точный слепок дефектного места или мельчайшие очертания и форму нёба.
Оттискная масса, попадая в рот, не должна вызывать рвотный рефлекс, быть пластичной, держать форму. Составы входят в область вспомогательных эластомеров.
Альгинат натрия – состав, основанный на набухании мелкодисперсного порошка, для удержания формы состав сшивается малорастворимыми минеральными солями бария, свинца, кальция. В РФ продукт известен под торговой маркой Стомальгин.
Силиконовые эластомеры, представляют смесь базовой пасты и катализатора. Состав застывает в течение 3-4 минут. Полимер применяют для первичного оттиска, индивидуальных ложек и коррекционной обработки, в зависимости от плотности пасты.
Полисульфидный каучук, тиокол, торговое название марки тиодент. состав хорошо разводится, застывает в течение 2 минут, держит форму. Однако такие пасты хранятся недолго, имеют неприятный запах.
Полиэфирные составы средней вязкости с кремнеземом – наполнителем, гликольэтерфталатом – пластификатором. Особенность – наиболее точный оттиск, сохраняющий размеры в течение месяца и возможность повторного использования.

Искусственные пластмассовые зубы

Защитная облицовка несъемных протезов

Ремонт зубов часто связан с установкой несъемных протезов – мостов, коронок. В конструкции используются родные зубы, как опоры. Но их препарируют, снимают верхний защитный слой. Поэтому твердые ткани поврежденных зубов нужно защитить.
Чтобы надеть коронку на единичный зуб, для посадки используется акриловая пластмасса. На поврежденные препарированием зубы защищаются готовыми колпаками. Используются прозрачные и гибкие временные коронки из поликарбонатного нейлона.
Для создания моста требуется формование с получением точного оттиска. Полученная конструкция служит мостом между опорными зубами. Для защиты места внедрения используют полимерный состав Провипонт-DC:

Диметакрилатный тройной состав в точной пропорции.
Двуокись кремния.
Цеолит в качестве катализатора и стабилизатора.

Паста и катализатор смешиваются и наносятся на пластину. В течение 2 минут покрытие подрезают, формируя поверхность. Есть и другие комплекты, отличающиеся способом нанесения, более удобным использованием.

Стоматологические полимеры для клиники

Прежде чем удалить больной зуб, его долго лечат, пытаясь сохранить. Здесь используются пломбировочные составы, коррекционные накладки, виниры. Опытным путем установлено, сополимерные полимеры лучше, чем другие материалы подходят для ремонта зуба на любой стадии кариеса.
Пломба находится в жестких условиях эксплуатации:

несет равную нагрузку с натуральным биоматериалом, при этом является инородным телом.
На пломбу воздействует окружающая, влажно-агрессивная среда.
Происходит деструктирование материала под суммарными факторами, пломба выпадает, что говорит о низкой адгезии между пломбирующим материалом и костной тканью.

Исследования показали, начальный сополимерный метилметакрилат обладал слабой адгезией и высоким коэффициентом температурного расширения.
Новый материал включал эпоксидные смолы. Получались замазки, лишенные перечисленных недостатков, но долго твердеющие.
Положительные свойства объединили синтезом эпоксидно-метакриловых сополимеров. Этот пломбировочный материал устроил практиков, известен как Bis-GMA или акрилоксид. С его появлением стало возможно устранять сколы на эмали, формировать резак на штифте. Добавление наполнителей позволило получить пастообразный состав, без выделения летучих токсинов.
Нанокомпозиты стоматологи считают лучшим материалом для лечения зубов. Один из них компомер – универсальный композит мономера, полиакриловой кислоты и смолы плюс перекиси амина и бензоила. Состав представляет стеклоиономерный цемент, однороден, прочен, устанавливается на жевательные зубы.

Несъемные декоративные микропротезы

Неровности и дефекты зубов в зоне улыбки поддаются исправлению. Возможно длительное лечение или быстрая корректировка с помощью специальных зубных пластинок – виниров. Сверкать белозубой улыбкой может любой. Каждый такой компонент – отдельный микропротез, выполняющий облицовку зуба.

Где заказать стоматологические полимеры

Читайте также: