Краткие сведения о пластмассах.

Попытки использовать искусственные материалы для замещения утраченных зубов были известны еще в глубокой древности. Для этого использовали дерево, кости животных, минералы, металлы.

Важны этап в развитии материаловедения связан с именем Гудиера, предложившим в 1839 году способ вулканизации каучука. Этот материал с 1847 года стали использовать для изготовления базисов протезов, и он почти 100 лет был практический единственным базисом материалов.

Процесс вулканизации каучука состоит в присоединении к полим руизопрена С5Н8 по месту двойных связей серы. В результате реакции, проходящей при нагревании в вулканизаторе (+132 С), получается твердый материал – эбонит. Добавки красители и наполнителей позволяют получать материал необходимого цвета.

Зуботехнический каучук содержит около 30 % серы. Не вулканизированный каучук промышленность выпускала в виде пластин, где каучук и сера представляли собой механическую смесь. При небольшом нагревании платины обретали пластичность, что давала возможность легкого формирования из них базисы съемных протезов.

Каучук обладает достаточно большой прочностью, удовлетворительной технологичностью. Однако ему присущи существенные недостатки: пористость и связанные этим не гигиеничность, не удовлетворительные эстетические качества.

Недостатки каучука вынуждали вести непрерывный поиск новых, более совершенных материалов. Делалось попытки использовать в качестве базисного материала целлулоид, фенолформальдегидные смолы.

Однако эти материалы из-за не удовлетворительных физико-механических свойств не нашли широкого применения. Так целлулоид недостаточно тверд, сохраняет остаточную деформацию, имеет запах камфары. Фенолформальдегидная смола – бакелит – отличается неустойчивостью цвета, хрупкостью не приятным запахом, плахой технологичностью.

Значительный успех в развитии зуботехнического материаловедения произошел в конце 30 годов, когда были получены акриловые полимеры, разработана технология получения из них зубных протезов.

В нашей стране работы по получению и внедрению акриловых пластмасс вели Б.Н. Бынин, И.И. Ревзин, Д.Н. Цитрин и т. д. – 1939 г. АКР-7 первая пластмасса.

Большая группа авторов под руководствам Б.Н. Бынина и И.И. Ревзина за исследования по разработке и внедрению акриловой пластмассы была удостоена Государственной премии СССР.

В настоящее время в нашей стане и зарубежом акриловые пластмассы являются одним из основных материала. Из них изготавливают материалы для базисов, аппараты, лицевые протезы, искусственные зубы.

Препараты на основе акрилатов обладают удовлетворительной прочностью легче окрашиваются, гигиеничны, технология получения зуботехнических изделий из них значительно проще, чем из ранее применяемых материалов.

Пластмассы – это полимеры, представляющие большую группу высокомолекулярных соединений, получаемых химическим путем из природных материалов или химическим синтезом из высокомолекулярный соединений. В промышленности полимеры получают при обработке природного газа, каменного угля, нефтепродуктов, сланцев, торфа, древесины и т. д.

Одним из свойств является их высокая технологичность, способность при нагревании и давлении формоваться.

Пластмассы могут быть однокомпонентными (плексиглас, полистирол) и многокомпонентными смесями (аминопласты, и фенопласты и др.) и сополимерными.                            

В зависимости от, того, как действует на свойства пластмасс нагревание, подразделяют на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные полимеры. Термопластичные (обратимые) полимеры при нагреве размягчают, при охлаждении затвердевают без изменения всего состава. К ним относится полиметилметакрилат, полистирол, капрон, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, фторопласт, поликарбонат и др. Полиэтилен и полипропилен имеют сходные свойства. Они обладают высокой коррозийной устойчивостью, Незначительной водопоглощаемостью и газопроницаемостью. Изделия из них получают литьем, выдавливанием, прессованием. Используют в промышленности для изготовления электроизоляционных, водостойких, химических устойчивых изделий. Материалы без вредны для живых организмов, гигиены. В нашей стране и за рубежом ведутся поиски новых базисных материалов на основе виниловых оснований, полиэтилена, полипропилена. Некоторые фирмы США, ФРГ, Италии уже выступили для широких клинических испытаний ряд таких материалов (лабсан и др.).

Несмотря на некоторые преимущества по физико-механическим показателям указанных материалов перед акриловыми пластмассами, применение их сопряжено с рядом технических трудностей и говорить об их перспективности рано.

Полихлорвинил – пластмасса обладающий механической прочностью, химической стойкостью. В промышленности используются для изготовления химически устойчивой аппаратуры, труб, фасонных деталей. Изготавливают изделия методом прессования и сварки.

В ортопедической стоматологии применяют сополимер хлорвинила и бутилакрилата – эластопласт. Этот эластичный пластик используют для изготовления боксерских шин.

Поликарбонат – материал, обладающий хорошими физико-механическими свойствами. Используют в промышленности для изготовления шестерен, электрорадодеталей. Обладает хорошими антикоррозийными свойствами, безвреден. На основе поликарбоната В.Н. Копейкиным разработана пластмасса для изготовления съемных протезов – карбодент. Изделия из поликарбоната получают методом литья, давлением и т. п. В.Л. Гроссман также разработал пластмассу на основе поликарбонатов и машину для литья.

Полиамиды (капрон, нейлон) пластика этой группы обладают высокой прочностью, термостойкостью, сопротивлением к стиранию, они технологичны, безвредны. Изделия из полиамида изготавливают методом литья под давлением, выдавливанием. Широкое применение материалы нашли при изготовлении изделий, испытующих больше трение (подшипники, шестеренки, и т. д.) для замены цветных металлов, а также в быту.

В ортопедической стоматологии использовали капроновые и нейлоновые нити для создания арматур с целью упрочения базисов съемных протезов, но широкого применения они не получили.

Фторопласты обладают высокой химической стойкостью ко всем органическим, минеральным кислотам и щелочам. Используется для изготовления химической аппаратуры, в радио и электротехнике.  

Полиакрилаты – пластмассы этой группы предоставляют собой полимеры, производные акриловой метакриловой кислот. По своей химической природе эти полимеры являются сложным эфирами указанных кислот или сополимерами их производных взятых в различных сочетаниях. Широко применяют сополимеры акриловых эфиров с другими мономерами. Пластмассой этой группы нашли наиболее широкие применения в медицине, в челюсти, в ортопедической стоматологии, поэтому они будут рассмотрены далее наиболее подробно. В народном хозяйстве акриловые пластмассы применяют в различных отраслях промышленности.     

Органическое стекло (полиметилметакрилат) –полимер, обладающий высокой светопрозрачностью, значительной прочностью, технологичностью, используются в авиа и автомобилестроении, для изготовления различных деталей, приборов и т. д.

ТЕРМОРЕАКТИВНЫЕ ПОЛИМЕРЫ. При нагреве до критической температуры (150-170 С), а некоторых случаях и без нагрева они теряют способность, вторично размягчаться, при этом некоторые компоненты претерпевают химическое изменение или разрушаются. К этому виду пластмасс относится бакелит, эминопласты, фенопласты и другие.

Фенолформальдегидная смола (бакелит) в начале 30-х годов была предложена в качестве базисного материала для съемных зубных протезов, бакалит обладает хорошим физико-механическими показателями, химической стойкостью. Бакалитовые базисные материалы (иссолан, стомалит, эфнелит) промышленность выпускала до 1940 года. Выпуск бакалитовых материалов был прекращен в связи с выявленными недостатками их: хрупкость, неустойчивостью цвета, недостаточными гигиеническими свойствами, сложностью технологических примеров работы с ними. Важным обстоятельством было то, что к этому времени начали внедрятся в практику акриловые пластики, имеющие преимущество перед бакелитовыми.

Фенолформальдегидные пластмассы в промышленности используют в виде порошков с наполнителями (кварц, асбест, древесная мука), из которых методом литья под давлением получают различные изделия, а так же в качестве пропиточного материала при производстве слоистых пластиков.

ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ. При воздействии на жидкую эпоксидную смолу отвердителем она переходит в твердое неплавкое и нерастворимое соединение. Твердая смола имеет высокую механическую стойкость. Эпоксидные смолы в народном хозяйстве используют при изготовлении стеклопластиков.

Основные методы получения пластмасс: полимеризация и поликонденсация. Различие этих двух методов заключается в том, что при полимерные цепи без высвобождения побочных продуктов реакции (вода, спирт и др.). Процесс полимеризации является обратимым. При нагревании возможно разложение полимера на молекулы мономера.

При поликонденсации процесс соединения мономолекул сопровождается образованием некоторых побочных не связанных с полимером веществ. Процесс поликонденсации является необратимым. Образовавшийся полимер по структуре отличается от исходных мономеров.

Инициаторы – химически активные вещества, значительно ускоряющие активизацию молекул мономера.

Образующиеся при полимеризации цепи иметь неодинаковую длину и структуру. Так, при соединении мономолекул с одной двойной связью образуется линейные полимеры. Если мономеры имеют больше одной связи, а так же при введении в процесс специальных активных веществ, структура полимера может приобретать «сшитый» вид, характеризующийся образованием поперечных связей между основными цепями. «Сшитые» полимеры имеют, как правильно, более «сшитую» пластмассу – акрел.

Сополимеризация – полимеризация могут быт подвергнуты смеси из молекул различных мономеров. Полимеры, полученные при полимеризации отличающихся по своим свойствам различных мономеров, носят название сополимеров. Примерами сополимеров, является этакрил, эладент, бакрел, фторакс и др.

Этакрил - - сополимер метилметакрилата и метилакрилата, отличается более повышенной пряностью, полиметилметакрилата.

Эладент - сополимер метилакрилата и метилметакрилата, является эластичной пластмассой, применяемой для изготовления мягких подкладок в съемных протезов.

Поликонденсация – методом поликонденсация полимера получают из низкокалорийных соединений.

Пластификация. Для повышения эластических свойств полимеров, придания им большей пластичности в необходимых случаях в них вводят специальные вещества, способные уменьшить силы молекулярного сцепления у полимера. Такие вещества называются пластификациями. В качестве пластификаторов используют дибутилфталат, диоктилфталат и ряд низкомолекулярных веществ, способных разрыхлить цепи полимера.

АКРИЛОВЫЕ ПЛАСТМАССЫ (общие сведения). Ортопедической стоматологии акриловые пластмассы нашли широкие применение и используется как основной материал для изготовления различных видов зубных протезов. Акриловые пластмассы представляют собой сложные химические вещества – производные акриловой и метакриловой кислот, их сложных эфиров и других производных.

Для зуботехнических целей промышленность выпускает пластмассы в виде комплекта, состоящего из порошка инициатор – перекись бензоила, замутнитель окись шика двукисьтитала и жидкости лимпитор гидрохинон (0,005 %) дибутилфталат.

ПЛАСТМАССЫ ХОЛОДНОГО ОТВЕРДЕНИЯ (самотвердеющие). Пластмассы, полимеризующиеся при комнатной температуре, называют самотвердеющими. Полимеризация самотвердеющих пластмасс имеет свои особенности:

- по окончании полимеризации в массе остается до 5 % мономера, что в 10 раз больше, чем при полимеризации под тепловым воздействием;

- образующиеся полимерные цепи короче, чем при тепловой полимеризации;

- при полимеризации самотвердеющей пластмассы выделяется большое количество тепла, что может вызвать образование в массе пор и раковин;

- некоторые активаторы полимеризации (диметилпаратолуидин, паратолуосуьфиновая кислота) является химическими нестойкими веществами, в связи с чем через некоторой времени пластмасса изменяет свой цвет.

Физико-механические свойства акриловых пластмасс. Все пластмассовые зубные протезы, коронки, каппы, искусственные зубы и т. д. в полости рта испытывают значительные функциональные нагрузки. Поэтому материалы для их изготовления должны обладать высокими физико-механическими свойствами и отвечать следушим требованиям:

- иметь прочность и сопротивляемость истиранию, достаточно для противодействия нагрузкам, возникающим при жевании, быть эластичными в связи с неизбежной упругой деформацией зубных протезов;

- обладать постоянством формы и объема;

- подвергнуть шлифовке и полировке.

Пластмассы, применяемые в ортопедическом стоматологии, обладают рядом других положительных качеств: химической инертностью в условиях полости рта, отсутствием раздражающего действия на слизистую оболочку, гигиеничностью, способностью окрашиваться в нужные цвета и не изменять цвет. 

Их недостатков акриловых пластмасс следует упомянуть большой коэффициент термического расширения, не достаточная эластичность, что нередко приводят к поломкам, небольшую твердость и слабую сопротивляемость истиранию.

Пластмассы, выпускаемые промышленностью для стоматологии – это пластмассы базисные, этакрил, акрел, бакрил, фторакс, акронил.

Эластичные пластмассы. Эластичные материалы для изготовления зубных и других протезов, используется в полости рта, должна удовлетворять следующим требованиям:

- быть безвредным для организма;

- обладать способностью прочно соединяться с базисом протеза;

- сохранить эластичные свойства и постоянство объема;

- иметь хорошую смачиваемость.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом используется различные эластические пластмассы: эладент, ортосил, эластопласт, боксил, ортопласт и др.

Эластичные пластмассы, применяемые для изготовления челюстных, лицевых протезов, боксерских шин.

Пластмасса, представляющая собой сшитый акриловый сополимер, пластифицированный дибутилфталатом во время полимеризации.

Пластмасса «Синма-74» выпускается в форме комплектов, состоящих из порошка и жидкости.

Порошок – мелкодиспереный пластифицированный полиметилмета выпускается 10 цветов. Жидкость – метилметакрилат содержит сшивагент для получения необходимого цвета комплект содержит набор красителей. Методика приготовления формовочной массы и способ формовки «Синмы 74» такие же, как и у базисных пластмасс акриаловой группы.

Изделия, изготовления из «Синмы-74», отличаются повышенными физико-механическими показаниями.

При изготовлении несъемных цельнолитых протезов с пластмассовой облицовкой для формирования ретенционной поверхности на металлическом каркасе используется пластмассовые гранулы до 1 мм в диаметре, которыми посыпают восковые моделировки перед литьем.

Самотвердеющие пластмассы. К этой группе относятся пластмассы, способные полимеризоваться без внешнего нагревания.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает большое разнообразие самотвердевающих пластмасс, среди которых наиболее популярны протакрил, редонт, норакрил, стадонт, карбопласт.

Протакрил (порошок) состоит из мелкодиспереного окрашенного в розовый цвет полиметилметакрилата 1,5 % перекси бензоина и 2 % дисульфанамина. Жидкость метилметакрилат с введенным в не диметилпаратолуидном (0,1-0,2 %).

Из него изготавливают некоторые временные шины и аппараты, он применяется для исправления и починок съемных протезов.

Редонт – самотвердеющая пластмасса, представляет собой сополимер метилового и этилового эфиров метакриловой кислоты, выпускается промышленностью трех видов: редонт непрозрачный, редонт –02 неокрашенный прозрачный, редонт –0, розовый прозрачный.

Препараты Редонт применяют в клинической и лабораторной практике для исправления и починок зубных протезов, аппаратов, изготовленных из пластмасс акриловой группы методом холодного отвердения.               

Стадент – самотвердеющая пластмасса, аналогичная по своему составу редонту. Обладает повышенной адгезией к твердым тканям зубов.

Стадот используется для изготовления временных на зубных шин при лечении пародонта, иногда премоляров челюстей.                   

Норакрил – самотвердеющая пластмасса акриловой группы, применяемая для пломбирования зубов. Выпускаются: «Норакрил-100» и «Норакрил-65».

Акрилоксид. Акрилоксид предоставляет собой самотвердеющую пластмассу на основе акриловой, эпоксидной смол. Он состоит из порошка и жидкости. Применяется для пломбирования зубов при кариесе, клиновидных дефектах и других разрушениях коронковой части зуба. Он может Бренеллю около 25 кгс/мм2, предел прочности около 500 кгс/мм2.

Порошок представляет собой сополимер трех сложных эфиров, метилового и этилового эфиров метакриловой кислоты (соответсвенно 89 и 8%) и метилового эфира акриловой кислоты (2%).

Полимер пластифицируются в ходе полимеризации двумя способами: внутренний пластификации за счет введения макромолекулу метакрилата и наружной – добавлением дебутилфталата до 1 % для употребления используются только мелкодисперсные фракции порошка, просеивающиеся через сита имеющий на 1 см2 2500 отверстий. Добавке красящих пигментов и двуокиси титана делают порошок не прозрачным и придают ему приятную розовую окраску.

Жидкость состоит из смеси 3 мономеров: метил метакрилата, этилметикрилата и метилакрилата, взятых соотношениях соответственно 89,8 и 2 %. Жидкость содержит ингибитор гидрохинон (0,005%) и пластификатор дубутилфталат (%).

Этакрил выпускается в оригинальной упаковке: жидкость в темном флаконе.

АКРЕЛ – базисная пластмасса, является сополимером со «сшитами» полимерами, что придает ему повышение физико-технические свойства. Образование сетчатой (сшитой) структуры полимера происходит в процессе полимеризации с помощью сшивагента (метилолметакриламида).

В пластмассе акрел сшивагент введен в мономер и участвует в реакции только при полимеризации формовочной массы. При промышленном получении порошка сшивагент неводят, так как получаемая структура приобретает повышенную теплостойкость, большую твердость и полимер теряет способность набухать в метилметакрилате. Использование таких порошков возможно только при высокой температуре и давлении и невозможно в условиях обычной зуботехнической лабораторий.

Пластмасса акрел состоит из мелкодисперного порошка полиметилметакрилата, пластифицированного дидибутилфталатом (1-3 %) и жидкости метилметакрилата, содержащей сшивагент ингибитор гидрохинон. Препарат окрашен розовый цвет. В качестве замутнителя используется двуокись титана или цинка 1,3 %. Препарат имеет оригинальную упаковку.

Бакрил – новая высокопрочная акриловая пластмасса для базисов съемных протезов, имеющая по сравнению с другими повышенную устойчивость к растрескиванию, используется для реставрации пластмассовых коронок.

 

Иллюстративный материал.

 

5.Литература:

 

1.Дойников А.И., Синицын В.Д. Зуботехническое материаловедение- М; Медицина.  

208с.

2.Копейкин В.Н., Демнер Л.М. Зубопротезная техника-М; 416с.

3.Трезубов В.Н.,Штейнгард М.З. Мишнев Л.М. Ортопедическая стоматология.

Прикладное материаловедение.М., Медицина. 324с.

4.Рузуддинов С.Р.,Исендосова Г.Ш., Жаубасова А.Ж. Материаловедение в   

ортопедической стоматологии. Алматы, 200с.

 

6. Контрольные вопросы ( обратная связь ).

1. Виды несъемных конструкции зубных протезов.

2. Виды съемных конструкции зубных протезов.

3. Классификация основных материалов.

4. Сплавы металлов.

5. Базисные пластмассы.

6. Самотвердеющие пластмассы.