Нурт_Стоматологическое материаловединие

всего 2-3 минуты, в то время как для огнеупорных формовочных материалов на гипсовом связующем оно достигает 8 минут. Короткое рабочее время связа­ но с коротким временем затвердевания, так как оба эти процесса зависят от скорости реакции. Следова­ тельно, если обычно рабочее время для оттискного гипса находится в пределах 2-3 минут, то время зат­ вердевания для огнеупорных гипсовых формовочных материалов может изменяться от 20 до 45 минут.

Материалы для изготовления моделей имеют та­ кое же рабочее время, как и оттискной гипс, но время их затвердевания несколько дольше. Для оттискного гипса время твердения равно 5-Ю минутам, тогда как для автоклавированного или модельного гипса оно может длиться до 20 минут.

Изменение манипуляционных свойств или рабо­ чих характеристик гипса можно получать путем ввода различных добавок. Добавки, которые ускоряют про­ цесс затвердевания, это порошок самого гипса — ди­ гидрата сульфата кальция (<20%), сульфат калия и хлорид натрия (<20%). Эти вещества действуют как центры кристаллизации, вызывая рост кристаллов ди­ гидрата сульфата кальция. Вещества, которые замед­ ляют процесс затвердевания, это хлорид натрия (>20%), лимоннокислый калий и бура, которые пре­ пятствуют образованию кристаллов дигидрата. Эти добавки также влияют на размерные изменения при затвердевании, как будет упомянуто ниже.

Различные манипуляции при работе с системой порошок-жидкость также влияют на характеристики затвердевания. Можно изменить соотношение поро­ шок-жидкость, и при добавлении большего количе­ ства воды время затвердевания увеличится, посколь­ ку времени для получения насыщенного раствора потребуется больше, соответственно больше времени будет нужно для выпадения в осадок кристаллов ди­ гидрата. Увеличение времени перемешивания смеси шпателем приводит к уменьшению времени затверде­ вания, поскольку при этом может возникнуть разру­ шение кристаллов по мере их формирования, следо­ вательно, образуется больше центров кристаллизации.

Клиническое значение

Увеличение времени перемешивания гипса шпателем приводит к уменьшению времени затвердевания и уве­ личению расширения материала при затвердевании.

Повышение температуры оказывает минимальное действие, поскольку ускорение растворения полугид­ рата уравновешивается более высокой раствори­ мостью дигидрата сульфата кальция в воде.

гипс 215

Изменение размеров при затвердевании

Образующиеся при затвердевании кристаллы име­ ют сферолитную игольчатую форму (Рис. 3.1.1), на­ поминающую форму снежинок. По мере роста они оказывают друг на друга давление, пытаясь оттолк­ нуться друг от друга . Результатом такого действия является увеличение размеров при затвердевании гипса. Однако на самом деле материал сжимается, в том смысле, что его молярный объем уменьшается на 7,1% об., как показано в Таблице 3.1.1. При этом между кристаллами образуются большие пустоты, что приводит к значительной пористости материала. Именно с этим связано наблюдаемое увеличение размеров или расширение гипса на 0,6% объёмных.

Эта способность расширяться при затвердевании

— очень важное свойство гипса, которое позволяет применять его во многих областях ортопедической стоматологии. В частности, модели и зуботехнические штампики лучше изготавливать большего разме­ ра, чем их истинные анатомические. В этом случае коронки, мостовидные и прочие протезы не будут слишком тесными при постановке их в полости рта. Расширение оказывается полезным свойством фор­ мовочных материалов, так как оно помогает компен­ сировать усадку металлической отливки при ее охлаж­ дении.

Хотя и желательно, чтобы модели, изготовленные из обычного медицинского или высоко прочного гип­ сов, были несколько больших размеров, неконтроли­ руемое расширение этих материалов может оказаться излишним.

Р и с . 3 . 1 . 1 . Схематичное представление сферолитной

структуры дигидрата сульфата кальция

216 О С Н О В Ы С Т О М А Т О Л О Г И Ч Е С К О Г О М А Т Е Р И А Л О В Е Д Е Н И Я

Клиническое значение

Существуют различные добавки для гипса, которые применяют для достижения определенного уровня рас­ ширения материала, которое изменяется для обычного гипса в диапазоне 0,2-0.3% объемных, а для гипсовых моделей и штампиков - 0,05-0,10% объемных.

Хлорид натрия

Присутствие хлорида натрия обеспечивает дополни­ тельное пространство для образования и роста крис­ таллов. Более высокая плотность кристаллов ограни­ чивает их рост, тем самым снижая их способность отталкиваться друг от друга. Это выражается в умень­ ш е н и и расширения материала. Увеличение числа центров кристаллизации дигидрата сульфата кальция приводит к ускорению затвердевания материала. Скорость растворения полугидрата также растет, что в свою очередь ускоряет скорость реакции затверде­ вания.

При высокой концентрации (>20%) хлорид натрия оседает на поверхности кристалла и предотвращает его дальнейший рост. Это скорее снижает скорость ре­ акции, чем увеличивает ее.

Сульфат калия

Сульфат калия (K2S04) реагирует с водой и полугидра­ том с образованием «сингенита» (K2(CaS04)2 • Н 2 0) . Это соединение кристаллизируется очень быстро и способствует росту большего количества кристаллов. В результате суммарное расширение уменьшается и ускоряется реакция затвердевания. При использова­ нии для замешивания 2% раствора сульфата калия, время затвердевания уменьшится примерно с 10 до 4 минут.

Таблица 3.1.1 Изменение молярного объема при повторном поглощении воды полугидратом сульфата кальция

битором процесса затвердевания. Добавление буры ведет к образованию тетрабората кальция, который оседает на кристаллах дигидрата и предотвращает их дальнейший рост.

ЛИМОННОКИСЛЫЙ калий (цитрат калия)

Цитрат калия действует как ингибитор, и его иногда добавляют в виде дополнения к буре.

Таким образом, тщательно регулируя количество вышеуказанных добавок, можно получать гипсовые материалы с необходимой степенью расширения, точ­ ным рабочим временем и временем затвердевания, которые соответствуют различным видам назначения. Показатели расширения при затвердевании для гип­ сов приведены в Таблице 3.1.2.

Клиническое значение

Низкое расширение при затвердевании высокопрочного и супергипса делает эти материалы идеальными для штампиков и моделей при изготовлении протезов как из металла, так и из керамики.

Дигидрат сульфата кальция

Добавление небольшого количества дигидрата суль­ фата кальция дает дополнительные центры кристал­ лизации и действует как ускоритель; это вещество бу­ дет сокращать и рабочее время и время затвердевания.

Бура

Добавление буры (Na2B4Oy-10H2O) замедляет процесс затвердевания, ускорение которого было вызвано вве­ дением вышеуказанных добавок. Она является инги-

Гигроскопическое расширение

Расширение при затвердевании материала можно су­ щественно увеличить путем погружения его в воду в процессе затвердевания. При затвердевании на возду­ хе поверхностное натяжение несвязанной воды стре­ мится сблизить кристаллы, а это ограничивает их рост. Однако, когда кристаллы погружаются в воду, они мо­ гут расти более свободно, приводя в результате к боль­ шей степени расширения. Этот процесс называется

гигроскопическим расширением, его иногда применяют для обработки огнеупорных формовочных материалов на гипсовом связующем при литье сплавов, обладаю­ щих высоким коэффициентом термического расшире­ ния или высокой усадкой при твердении.

			гипс 217
Таблица 3.1.2 Расширение при затвердевании		Таблица 3.1.3 Прочность при сжатии некото­
некоторых типов гипса		рых типов гипса
Изделия	Расширение (%)	Тип гипса	Прочность (МПа)
Обычный или медицинский	0,20-0,30	Обычный или медицинский	12
гипс		гипс
Высокопрочный гипс	0,08-0,100	Высокопрочный гипс	30
Супергипс	0,05 - 0,07	Супергипс	40

СВОЙСТВА

Стабильность размеров

По завершении процесса затвердения материала, его размеры не изменяются совсем или претерпевают лишь незначительные изменения. Гипсовые модели обладают идеальной устойчивостью при хранении, хо­ тя гипс слабо растворим в воде. По этой причине не следует промывать поверхность гипсовых моделей го­ рячей водой.

Прочность при сжатии

Прочность при сжатии — механическое свойство, обычно применяемое для оценки прочности гипса. Эти показатели приведены в Таблице 3.1.3.

На прочность при сжатии существенно влияет соотношение порошок-жидкость. Из вышеприве­ денных данных ясно, что уменьшение количества во­ ды, необходимого для приготовления приемлемой гипсовой смеси, существенно повышает прочность изделия при сжатии. Таким образом, на прочность при сжатии затвердевшего гипса влияет отклонение отрекомендуемого соотношения порошок-жидкость. Преимущество применения излишнего количества воды втом, что смесь получается гомогенной или од­ нородной и легко заливается. Воздух, попадающий в смесь при ее замешивании, легче удаляется из жид­ кой смеси высоко прочного и супергипса при вибра­ ции, но при этом прочность при сжатии снижается. С другой стороны, рекомендуемое меньшее количество воды приводит к получению слишком густой смеси, из которой труднее удалить пузырьки воздуха, что влечет за собой увеличение пористости и значитель­ ное снижение прочности. Также существует опас­ ность недостатка воды для полного прохождения ре­ акции затвердевания.

Таким образом, использование меньшего количе­ ства воды способно повышать прочность при сжатии, но при малом количестве воды наблюдается ухудше­ ние качества материала.

Существует явное различие в прочности гипса во влажном и сухом состоянии. В основном, в сухом сос­ тоянии прочность примерно в два раза выше, чем во влажном состоянии.

Прочность при растяжении

Прочность при растяжении обычного гипса во влаж­ ном состоянии очень низкая (примерно 2 МПа). Это обусловлено пористой и хрупкой природой гипса, в результате чего зубы и края на гипсовой модели мо­ гут легко повреждаться при грубом обращении. Проч­ ность при растяжении высокопрочного гипса в два ра­ за выше, чем прочность обычного, поэтому лучше использовать этот тип гипса для моделей при изготов­ лении мостовидных протезов и для штампиков.

Твердость и износостойкость

Твердость поверхности гипса очень низкая, поэтому этот материал очень легко царапается и истирается. В качестве альтернативных материалов для моделей изу­ чаются эпоксидные пластмассы, поскольку у них луч­ ше показатель воспроизведения деталей, они более устойчивы к истиранию и у них выше прочность при изгибе по сравнению с гипсом, но эти материалы под­ вержены полимеризационной усадке.

Клиническое значение

Если не учитывать при изготовлении моделей усадку эпоксидных пластмасс при отверждении, то получен­ ные на этих моделях литые протезы могут не соответ­ ствовать по размеру и не обеспечивать постановку про­ тезов во рту.

218 О С Н О В Ы С Т О М А Т О Л О Г И Ч Е С К О Г О М А Т Е Р И А Л О В Е Д Е Н И Я

Воспроизведение деталей поверхности

В спецификации №19 Американского Национально­ го Института Стандартов/Американской Стоматоло­ гической Ассоциации совместимость оттискных мате­ риалов и стоматологических гипсов оценивается по воспроизведению линии шириной в 20 мкм, воспро­ изведенной на модели из обычного гипса — дигидрата сульфата кальция. Так как поверхность изделий из гипса слегка пористая, мельчайшие детали поверх­ ности меньше 20 мкм воспроизводятся плохо. Однако очень четко отпечатываются макроскопические дета­ ли поверхности, хотя помешать этому могут пузырьки воздуха (например, попавшего между гипсом и оттискным материалом).

При нанесении воска на поверхность штампика для изготовления литейной формы, штампик следует увлажнить. Поскольку гипс слабо растворим в воде, некоторое количество материала на увлажненной по­ верхности растворяется, поэтому следует избегать повторной сушки и увлажнения изделия.

Таблица 3 . 1 . 4 Преимущества и недостатки гипса для изготовления моделей

Преимущества		Недостатки
Размерная	точность	Низкая прочность при
и стабильность		растяжении, хрупкость,
		низкая износостойкость
Дешевизна	материала
Хороший цветовой		Слабое воспроизведение
контраст		деталей
		Слабая смачиваемость

эластомерными оттискными материалами

Клиническое значение

Всякий раз, когда требуется повторное смачивание штампика, это необходимо делать в насыщенном вод­ ном растворе дигидрата сульфата кальция.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Преимуществам недостатки при использовании гипса для изготовления моделей в целом отражены в Табли­ це 3.1.4.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Chan ТК, Darvell BW (2001)	Effect of storage conditions
on calcium sulphate hemihydrate-containing products.
Dent Mater 17:134
Combe EC, Smith DC (1964)	Some properties of gypsum
plasters. Br Dent J 117:237
DerrienG, Le Menn G (1995)	Evaluation of detail repro­

duction for three die materials by using scanning elec­ tron microscopy and two dimensional profilometry. J Prosthet Dent 74:1

Duke P et al. (2000) Study of the physical properties of type IV gypsum, resin-containing, and epoxy die materials. J Prosthet Dent 83:466

Eames WB, Edwares CR, Buck WH (1978) Scraping resist­ ance of dental die materials: a collarison of brands. Oper Dent 3:66

Fan PL, Powers JM, Reid ВС (1981) Surface mechanical properties of stone, resin and metal dies. J Am Deni Assoc 103:408

Paquette JM, Taniguchi T White SN (2000) Dimensional accuracy of an epoxy resin die material using two set­ ting methods. J Prosthet Dent 83:301

Whyte MP, Brockhurst PJ (1996) The effect of steam ster­ ilization on the properties of set dental gypsum models. Aust Dent J 41 : 128

Глава 3.2

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БАЗИСОВ СЪЕМНЫХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

ВВЕДЕНИЕ

С о г л а с но прогнозам старения населения Западных стран к 2025 году более половины его составят люди старше 50 лет. Несмотря на достижения в профилак­ тике стоматологических заболеваний, вероятно, что многим из этих людей для замещения утраченных зу­ бов потребуются съемные, полные или частичные, зубные протезы. В настоящее время около 32 миллио­ нов жителей Северной Америки носят такие протезы, ежегодно для протезирования пациентов изготавлива­ ется 9 миллионов полных съемных и 4,5 миллиона частичных зубных протезов. Этим пациентам важно, чтобы их обеспечили эстетичными и высоко функци­ ональными протезами, поскольку это улучшит каче­ ство их жизни.

Изготовление съемного протеза состоит из многих этапов. Первый из них — снятие оттиска, после кото­ рого следует ряд технологических этапов в зуботехнической лаборатории. К ним относится получение мо­ дели, постановка зубов, изготовление восковой модели, изготовление гипсовой формы в зуботехнической кювете и удаление, вываривание, воска, а за­ тем заполнение полученного пространства формы ма­ териалом для изготовления базисов зубных протезов или базисным материалом.

Для изготовления протезов использовалось мно­ жество материалов, включая материалы на основе целлюлозы, фенолформальдегида, виниловых пласт­ масс и эбонита. Тем не менее, все они имели различ­ ные недостатки:

Материалы на основе производных целлюлозы де­ формировались в полости рта, имели привкус камфа­ ры, которая использовалась в качестве пластификато­

ра. Камфара выделялась из протеза, вызывая образо­ вание пятен и пузырьков в базисе, а также изменение цвета протеза в течение нескольких месяцев.

Фенолформальдегидная пластмасса (бакелит) ока­ залась очень трудным в работе нетехнологичным ма­ териалом, и она также изменяла цвет в полости рта.

Виниловые пластмассы имели низкую прочность, переломы были обычным явлением, возможно, из-за усталости базисного материала.

Эбонит был первым материалом, который исполь­ зовался для массового изготовления протезов, но его эстетические свойства были не слишком хороши, по­ этому на смену ему пришли акриловые пластмассы.

Акриловая пластмасса (на основе полиметилметакрилата) в настоящее время является одним из ши­ роко используемых базисных материалов, поскольку имеет неплохие эстетические свойства, этот материал дешев и прост в работе. Но и акриловая пластмасса не является идеальным во всех отношениях материалом, так как не в полной мере отвечает требованиям к иде­ альному материалу для базиса зубного протеза, предс­ тавленных в Таблице 3.2.1.

Но акриловые пластмассы получили широкое распространение, поскольку многим требованиям Таблицы 3.2.1. они отвечают. В частности, технология изготовления протезов из акриловой пластмассы дос­ таточно простая и недорогая, протезы имеют хоро­ ший внешний вид. Помимо применения в полных съ­ емных протезах акриловую пластмассу часто применяют и для других целей, таких как изготовле­ ние индивидуальных ложек для снятия оттисков, для воспроизведения рельефа мягких тканей на литых ме­ таллических каркасах, для починки протезов, изго­ товления мягких подкладок к базисам протезов и ис­ кусственных зубов.

220 ОСНОВЫ С Т О М А Т О Л О Г И Ч Е С К О Г О М А Т Е Р И А Л О В Е Д Е Н И Я

Таблица 3.2.1 Критерии идеального материа­ ла для базиса съемных зубных протезов

Естественный вид	Технологичность
Высокая прочность,	Низкая плотность
жесткость, твердость и
ударная вязкость
Размерная стабильность	Точное воспроизведе­
	ние поверхностных
	деталей
Отсутствие запаха, привкуса	Устойчивость к
и токсичных веществ	росту бактерий
Устойчивость к поглощению	Хорошая
ротовой жидкости	теплопроводность
Хорошее прочное соеди­	Рентгеноконтрастность
нение с полимерами,
керамикой и металлами
Легко поддается починке	Легко чистится
Долговечность	Невысокая стоимость

Таблица 3 . 2 . 2 Компоненты пластмассы горя­ чего отверждения

Порошок Шарики или гранулы полиметилметакрилата

Инициатор - пероксид бензоила Пигменты/красители Замутнители - оксиды титана/цинка Пластификатор - дибутилфталат

Синтетические волокна - нейлон/акрил Жидкость Мономер - метилметакрилат

Ингибитор - гидрохинон Сшивающий агент - диметакриловый эфир этиленгликоля

СОСТАВ И СТРУКТУРА	Выпускаются базисные пластмассы в виде материалов
	горячего и холодного отверждения.

АКРИЛОВОЙ ПЛАСТМАССЫ

Процесс отверждения при изготовлении акрилового протеза протекает за счет реакции свободно радикаль­ ной полимеризации с образованием полиметилметак­ рилата (ПММА). Мономером является метилметак­ рилат (ММА):

где Me — это СН3 . Конверсия (превращение) мономе­ ра в полимер включает в себя традиционную последо­ вательность: активацию, инициирование, рост и об­ рыв цепи, такую, как описывалось выше в Главе 1.6.

Пластмассы горячего отверждения

Эти материалы состоят из порошка и жидкости, кото­ рые после смешивания и последующего нагревания переходят в твердое состояние. Вещества, входящие в состав порошка и жидкости, приведены в Таблице

3.2.2.

Специфическая форма применения материала в виде системы порошок-жидкость обусловлена по крайней мере тремя причинами:

•Возможностью переработки материала в тестооб­ разной форме или применением технологии «тес­ та»

•Сведением к минимуму полимеризационной усад­ ки

•Снижением экзотермического эффекта, или уменьшением теплоты реакции.

Технология теста делает процесс изготовления протезов относительно простым. В кювету, содер­ жащую постановку искусственных зубов в гипсе, пакуется тестообразная масса, затем кювета зак­ рывается под давлением таким образом, чтобы из-

П О Л И М Е Р Н Ы Е МАТЕРИАЛЫ Д Л Я БАЗИСОВ СЪЕМНЫХ З У Б Н Ы Х ПРОТЕЗОВ

221

Рис. 3 . 2 . 1 . (а) Диметакриловый эфир этиленгликоля и (b) образование им поперечных связей

лишки массы выдавливались. Способность тесто­ образной массы точно прилегать к модели и прос­ тое удаление излишков, придают особенную лег­ кость в работе с а к р и л о в ы м и п л а с т м а с с а м и холодного отверждения (на стадии теста) при изго­ товлении из них специальных или индивидуальных оттискных ложек. Гранулы легче растворяются в мономере, чем шарики, тем самым сокращается время для достижения тестообразного состояния материала.

Полимеризационная усадка снижается по сравне­ нию с усадкой при полимеризации мономера, пос­ кольку большая часть материала (т.е. шарики и грану­ лы) уже заполимеризована.

Реакция полимеризации высоко экзотермична, так как значительное количество тепловой энергии (80 кДж/моль) высвобождается при превращении свя­ зей С = С в связи —С — С. Так как большая часть смеси уже находится в форме полимера, снижается потенци­ альная возможность перегрева материала. Поскольку максимальная температура полимеризации будет меньше, уменьшится также и термическая усадка ма­ териала.

Мономер относится к категории летучих и легко воспламеняющихся веществ, поэтому контейнер с ним необходимо постоянно держать в закрытом сос­ тоянии и вдали от источников открытого огня. Кон­ тейнером является флакон из темного стекла, которое продлевает срок хранения мономера, предотвращая его спонтанную полимеризацию под воздействием света.

Гидрохинон также продлевает срок хранения мо­ номера, мгновенно вступая в реакцию со свободными радикалами, которые могут спонтанно образоваться в жидкости, давая соединения устойчивых свободных радикалов, не способных инициировать процесс по­ лимеризации.

Следует избегать загрязнения полимерных шари­ ков и гранул, поскольку они на своей поверхности не­ сут пероксид бензоила, а для начала реакции полиме­ ризации требуется наличие совсем незначительного количества полимера.

Порошок полимера очень стабильный и имеет практически неограниченный срок хранения.

Сшивающий агент, такой как диметакриловый эфир этиленгликоля, вводят в состав материала для улучшения механических свойств (Рис. 3.2.1а). Он со­ единяется в некоторых местах с полимерной цепью полиметилметакрилата и образует поперечную сшив­ ку между этой и соседней цепью полимера за счет двух концевых двойных связей (Рис. 3.2.1 Ь).

Таким образом, хотя сам ПММА и является тер­ мопластичной пластмассой, включение в состав сши­ вающих агентов исключает его последующую термо­ обработку.

Пластмассы холодного отверждения

Химия этих пластмасс идентична химии пластмасс го­ рячего отверждения, за исключением того, что отве­ рждение инициируется третичным амином (напри­ мер, диметил — р — толуидином или производными сульфоновой кислоты), а не нагреванием.

Этот метод отверждения менее эффективен по сравнению с процессом горячего отверждения и дает полимер с более низкой молекулярной массой. Такое положение отрицательно сказывается на прочност­ ных свойствах материала и также повышает в нем со­ держание остаточного мономера. Показатель цветостойкости у материала холодного отверждения хуже, чем у материала горячего отверждения, платмассы хо­ лодного отверждения к тому же более склонны к по­ явлению желтизны.

Шарики полимера у этих материалов несколько меньше по размеру, чем у пластмассы горячего отве­ рждения (размер шариков у последнего около 150 мкм) с целью облегчения растворения полимера в мо­ номере для образования тестообразной массы. Этого состояния необходимо достичь до того, как начнется реакция отверждения, которая будет изменять вяз­ кость смеси, и масса приобретет излишнюю плот­ ность, препятствующую формованию материала.

Более низкая молекулярная масса также приводит

222 ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

к снижению температуры стеклования (Тс), при Тс обычно равным 75-80°С, однако не увеличивая склонность материала к деформации. Поскольку для отверждения пластмассы не используется внешний источник тепла, то величина образующихся в ней внутренних напряжений ниже. Тем не менее, матери­ ал очень восприимчив к ползучести (крипу), и это мо­ жет существенно сказаться на появлении деформа­ ций протеза при пользовании им.

жет привести к недостаточному заполнению мономе­ ром свободного пространства между его гранулами и в конечном итоге привести к ослаблению материала. Слишком большое количество мономера вызовет чрезмерную полимеризационную усадку и снижение качества прилегания протеза к протезному ложу.

Добавки к порошку склонны к оседанию на дно контейнера, поэтому перед использованием важно встряхнуть контейнер для гарантии равномерного распределения компонентов порошка.

Заливочные пластмассы холодного отверждения

Эти пластмассы холодного отверждения, достаточно жидкие при замешивании, и поэтому могут быть просто залиты в форму из гидроколлоида. Они хоро­ шо воспроизводят поверхностные детали, хотя ос­ тальные свойства их уступают формовочным акрило­ вым пластмассам холодного и горячего отверждения, поэтому они не нашли широкого применения.

Контроль цвета

Окрашивающий пигмент обычно входит в состав по­ лимерного порошка, но в некоторых случаях он может просто находиться на поверхности полимерных шари­ ков и быть смыт при слишком быстром контакте с мо­ номером. В таком случае, полимер необходимо мед­ ленно добавлять к мономеру. Малое количество порошка приведет к чрезмерно светлому цвету изде­ лия.

Светоотверждаемые базисные пластмассы

Материалы, отверждаемые видимым светом, уже бы­ ли представлены ранее. По химическим свойствам эти материалы больше похожи на композиты для восста­ новления зубов, нежели на пластмассы для изготовле­ ния базисов зубных протезов (см. Главу 2.2). Матери­ ал состоит из уретандиметакрилатной матрицы, которая содержит небольшое количество коллоидного оксида кремния для придания материалу необходи­ мой текучести или консистенции, и наполнителя из акриловых шариков, которые становятся частью взаи­ мопроникающей структуры полимерной сетки при его отверждении. Он широко используется в качестве твердого материала для перебазировки зубных проте­ зов, для изготовления индивидуальных оттискных ло­ жек и для починки сломанных протезов.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ

Соотношение порошок-жидкость

Большое значение имеет правильное соотношение порошок-жидкость (по весу в % 2,0/1,0, по объему в % 1,6/1,0). Слишком большое количество порошка мо­

Изоляция гипсовой формы

Существует опасность, что пластмасса может про­ никнуть в относительно шероховатую поверхность гипсовой формы и прилипнуть к ней. Для предотвра­ щения этого необходимо использовать изолирующее средство. В настоящее время, изолирующее средство - это обычно раствор альгината натрия, хотя некото­ рые до сих пор рекомендуют использовать оловянную фольгу.

Обработка

Существует две проблемы в процессе изготовления зубных протезов из акриловых материалов, на кото­ рые следует обращать особенное внимание, первый - возникновение пористости, и второй — образование внутренних напряжений в пластмассе во время терми­ ческой обработки.

Пористость

Проблема, с которой наиболее вероятно столкнется каждый при изготовлении акриловых зубных проте­ зов, это образование пористости в процессе термооб­ работки. Существует две главные причины пористос­ ти: одна, связанная с полимеризационной усадкой, - усадочная пористость, и вторая — с летучестью моно­ мера, — газовая пористость.

П О Л И М Е Р Н Ы Е МАТЕРИАЛЫ Д Л Я БАЗИСОВ СЪЕМНЫХ З У Б Н Ы Х ПРОТЕЗОВ

223

Усадочная п о р и с т о с т ь

Усадочная пористость происходит потому, что моно­ мер в процессе обработки сжимается примерно на 20% своего объема. Применяя материал в виде систе­ мы порошок-жидкость, эта усадка минимизируется, и составляет около 5-8 процентов. Однако это не ска­ зывается на величине линейной усадки, которая ис­ ходя из объемной усадки должна быть порядка 1,5- 2%, а фактически составляет не более 0,2-0,5%. Предполагается, что это связано с тем, что основная часть усадки материала обусловлена снижением тем­ пературы, от температуры полимеризации до комнат­ ной, а не полимеризационной усадкой. Чтобы акти­ визировать процесс полимеризации, температуру в кювете необходимо поднять выше 60°С, пероксид бензоила при этом разлагается с образованием сво­ бодных радикалов (см. Главу 1.6). С самого начала реакции отверждения она продолжает генерировать собственное тепло (как результат экзотермической реакции). Это может повысить температуру акрило­ вого материала намного выше отметки 100°С.

В условиях процесса горячего отверждения пластмасса в состоянии заполнять пространства, создаваемые полимеризационной усадкой при отве­ рждении. Течение массы происходит под действием давления, которое она постоянно испытывает в про­ цессе обработки. Формование материала для базиса зубного протеза с некоторым избытком гарантирует постоянное давление на материал в закрытой форме. Это давление поддерживается в течение всего цикла обработки.

Пластмасса становится твердой, как только темпе­ ратура опускается ниже температуры ее стеклования, в этой точке полимеризационная усадка материала за­ вершается. От этой точки и далее свой вклад в наблю­ даемые изменения размеров базиса зубного протеза вносит термическая усадка. Пластмассы холодного отверждения должны обеспечить лучшее прилегание протеза, так как температура их обработки значитель­ но ниже (около 60°С по сравнению со 100°С для пласт­ массы горячего отверждения). Однако прилегание мо­ жет нарушаться, т.к. обычно имеется риск появления ползучести материала из-за более низкой температу­ ры стеклования Тс.

Поэтому важно, чтобы достаточное количество массы паковалось в форму для гарантии того, что ма­ териал в процессе обработки постоянно находится под давлением. Это позволит сжать любые пустоты, присутствующие в смеси, а также скомпенсирует усад­ ку при отверждении. Таким образом, паковку массы в форму следует производить только тогда, когда она достигнет тестообразного состояния, если сделать это раньше, сильная текучесть формовочной массы пос­ лужит причиной быстрого снижения давления.

Наличие локализованной пористости может быть вызвано плохим смешиванием компонентов или преждевременной паковкой материала в форму до достижения тестообразного состояния. Связанная с этим неравномерная усадка может привести к дефор­ мации зубного протеза.

Газовая п о р и с т о с т ь

Как отмечалось выше, при полимеризации происхо­ дит экзотермическая реакция. Это может вызвать рост температуры пластмассы выше отметки 100°С, что превышает температуру кипения мономера. Если температура повысится до завершения процесса по­ лимеризации, образуется газообразный мономер — он является причиной газовой пористости. Количество вырабатываемого тепла зависит от объема перераба­ тываемой пластмассы, количества мономера и ско­ рости ее нагревания от внешнего источника. Прояв­ ления газовой пористости можно избежать, контролируя подъем и обеспечивая медленное повы­ шение температуры.

Клиническое значение

Полимеризация должна проводиться медленно (для предотвращения образования газовой пористости) и под давлением (для избежания образования усадочной пористости), и таким образом, чтобы температура ак­ рилового материала при изготовлении зубного протеза

никогда не превышала 100°С.

Напряжения при обработке

Ограничения, налагаемые на изменения линейных размеров пластмассы гипсовой формой, неизбежно вызовут внутренние напряжения. Такие напряжения могут проявиться в виде искривления, образования микротрещин, искажения базиса зубного протеза. Хо­ тя многие напряжения, возникшие в процессе усадки при отверждении, могут быть сняты за счет текучести материала при температуре выше температуры стек­ лования, некоторые напряжения в нем сохранятся изза действия термической усадки. Внутренние напря­ жения можно свести к минимуму при использовании акриловых (но не фарфоровых) зубов (чтобы пол­ ностью исключить явление неравномерности усадки при охлаждении), а также путем медленного охлажде­ ния кюветы.

Высвобождение внутренних напряжений может вызвать мелкие поверхностные дефекты в пластмассе

— микротрещины, которые могут проявляться в виде

224 ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Рис. 3.2.2. Образование разрушающей трещины в резуль­

тате действия микротрещин

белесоватости и помутнения поверхности базиса зуб­ ного протеза. Микротрещина это локализованная об­ ласть сильной пластической деформации полимера, в которой могут присутствовать микропустоты. На этой стадии это еще не трещина, поскольку в отличие от трещины этот участок все еще может выдерживать напряжение. Тем не менее, микротрещины могут при­ вести к разрушению полимера. По мере увеличения размеров пустот в области микротрещин, они отделя­ ются друг от друга только тонкими нитями полимера до тех пор пока, наконец, не произойдет их оконча­ тельный разрыв, и образуется трещина (Рис. 3.2.2). Та­ кие трещины под воздействием внешней нагрузки бу­ дут разрастаться, что в конечном итоге приведет к разрушению зубного протеза.

Микротрещины могут образоваться в ответ на воз­ действие тепла (при полировке, например), неравно­ мерной усадки вокруг фарфорового зуба, или в резуль­ тате воздействия растворителей, таких как, например, спирт.

Клиническое значение

Образование поперечных связей между полимерными цепями в результате добавления диметакрилового эфи­ ра этиленгликоля уменьшает вероятность образования микротрещин.

СВОЙСТВА

Биосовместимость

В целом, П М М А относится к весьма биосовместимым материалам, и лишь у некоторых пациентов мо­ гут возникать аллергические реакции. Наиболее ве-

роятно, что это связано с вымыванием различных компонентов из базиса зубного протеза, и в частнос­ ти, различных остаточных мономеров или бензойной кислоты. Аллергическая реакция может проявляться местно, чаще всего это случается с зубными протеза­ ми из пластмасс холодного отверждения из-за высо­ кого содержания остаточного мономера. Иногда этот недостаток можно преодолеть, подвергнув зубной протез дополнительной полимеризации. Однако здесь существует опасность возможной деформации протеза, из-за уменьшения внутреннего напряже­ ния, образовавшегося в процессе его первой обра­ ботки.

Если у пациента в анамнезе отмечена гиперчув­ ствительность к метакриловым пластмассам, то следу­ ет рассмотреть вопрос об использовании такого аль­ тернативного материала, как поликарбонат.

Размерная стабильность и точность

Учитывая, что зубной протез контактирует с податли­ выми мягкими тканями полости рта, может возник­

нуть вопрос, а почему столь важно,	чтобы протез не
изменял формы этих тканей? На	самом деле, этот

вопрос более всего относится к фиксации зубного про­ теза, если под этим термином понимается способ­ ность сопротивления воздействию сил, направленных на смещение зубного протеза в направлении окклю­ зии. В этом отличие понятия фиксации от стабильнос­ ти съемного протеза, которая определяется как соп­ ротивление смещению в горизонтальном направлении.

Факторы, определяющие фиксацию зубного про­ теза в полости рта, по своему существу имеют физи­ ческую природу. Анатомические факторы, такие как поднутрения, являются больше помехой, чем преиму­ ществом, поскольку базис протеза — это жесткий ма­ териал, который не может заполнять эти простран­ ства. У некоторых пациентов для обеспечения лучшей фиксации протеза может потребоваться хирургичес­ кое удаление имеющихся поднутрений.

Наиболее подходящим объяснением факторов, обеспечивающих фиксацию зубного протеза, является объяснение их на модели вязкотекучести (как дано в Главе 1.10), которую можно представить следующим уравнением:

для диска радиусом R и толщиной слоя слюны h. Адгезия зубного протеза к слизистой оболочке

обеспечивается слюной, и чем больше площадь пове­ рхности, тем лучше сцепление, (т.е. величина R долж­ на быть максимально большой, насколько это воз-