Технологическая схема изготовления зубных протезов. Краткая характеристика вспомогательных материалов. Состав, свойства и процесс твердения стоматологического гипса

В ранние годы становления стоматологии изготовление зубных протезов было достаточно редким явлением и требовало необыкновенного искусства. Зубные протезы изготавливали приблизительно, «на глазок», многократной примеркой во рту. Лишь в 1721 г. городской врач Бреславля Готфрид Пурман предложил предварительно снимать оттиск с челюстей, чтобы пользоваться им при изготовлении искусственных зубов. Оттиском называется негативное отображение формы твердых и мягких тканей полости рта, полученное с помощью специальных оттискных материалов*.

Изготовлять по оттиску гипсовую модель первым предложил Пфафф (Pfaff). Начало использования оттискных материалов и моделей-позитивов послужило отправной точкой создания технологии изготовления зубных протезов, весьма сложных и точных конструкций для восстановления зубов и зубочелюстной системы. Хотя за прошедшие несколько сотен лет технология изготовления зубных протезов и их конструкции значительно изменилась и дополнилась новыми материалами и аппаратами, общая технологическая схема в основном сохранилась (схема 15.1).

Процесс создания зубного протеза любого вида и конструкции начинается со снятия оттиска - негативного отображения твердых и мягких

* Оттиск-отпечаток, след чего-либо, получаемый надавливанием. Слепок - точная копия какого-либо предмета, произведения скульптуры и т.п., отлитая (обычно из гипса) в форме, которая снята с оригинала (Словарь русского языка. Том III, IV, изд. 3-е, М., Русский язык, 1988).

Схема 15.1. Этапы изготовления зубных протезов и вспомогательные материалы для каждого этапа

тканей рта пациента. Снятие оттиска производит врач-стоматолог на приеме пациента в ортопедической клинике. По полученному оттиску изготавливают диагностические и рабочие модели из гипса. Рабочая или мастер-модель служит для изготовления на ней зубного протеза.

Сначала протез изготавливается из временных материалов, так называемых моделировочных материалов, главным представителем которых является воск, точнее различные восковые композиции. На следующем этапе воск заменяют основным восстановительным материалом, пластмассой, керамикой, металлическим сплавом. Замену осуществляют после изготовления формы, для которой применяют обычный медицинский гипс или специальные формовочные материалы, в которых также может использоваться гипс. После замещения воска в модели зубного протеза на постоянный основной восстановительный материал готовый протез извлекают из формы, очищают от остатков формовочного материала, шлифуют и полируют. Таким образом, основные этапы технологии изготовления зубных протезов включают применение как минимум пяти видов вспомогательных материалов.

Конечно, технология изготовления зубных протезов представлена здесь в самом общем виде. Однако этого достаточно, чтобы отметить -

основным качеством, которым должны обладать вспомогательные материалы, является их способность точно воспроизводить форму и размеры тканей полости рта и конструкции зубных протезов, возмещающие отсутствующие элементы зубочелюстной системы. Такой способностью обладает гипс, вспомогательный материал, который применяют на нескольких этапах изготовления зубных протезов как клинических, так и лабораторных.

Гипс занимает ведущее место в классе вспомогательных материалов для ортопедической стоматологии. Из гипса можно получить точный оттиск (правда, в настоящее время используют более современные оттискные материалы). Он дает точную копию твердых и мягких тканей полости рта - модель. Из гипса же готовят формы для замещения временных моделировочных материалов на основные конструкционные. Также гипс входит в некоторые формовочные материалы для литья зубных протезов из металлических сплавов (рис. 15.1).

Рис. 15.1. Примеры применения гипса в качестве вспомогательного материала

Под термином «гипс» или «гипсовые материалы» понимают различные модификации сульфата кальция, водные или безводные, получаемые из сульфата кальция, который встречается в природе в виде минерала белого, серого или желтоватого цвета, химическая формула

которого представляет собой двухводный сульфат кальция. Гипс - это типичная осадочная порода, образование которой произошло выпадением в осадок сульфатных солей из растворов, обогащенных ими, в озерах и лагунах. Встречаются также залежи гипса, возникшие при выветривании горных пород.

Стоматологические (зуботехнические) гипсы получают прогреванием или термообработкой природного гипса, при этом в зависимости от условий термообработки получают различные его модификации. Двухводный сульфат кальция превращается в полуводный или полугидрат. Именно он является основным гипсовым продуктом, который применяется в качестве вспомогательного материала в ортопедической стоматологии. Стандарты выделяют 5 типов гипса стоматологического назначения (схема 15.2).

Схема 15.2. Классификация стоматологического гипса

Готовый зуботехнический гипс (первых трех типов, см. схему 15.2) имеет следующий состав (в массовых %): полугидрат сульфата кальция - не менее 90%, двугидрат сульфата кальция - 2-4%, примеси процесса термообработки (безводный сульфат кальция - ангидрит и др.) - 6%.

При смешивании порошка полугидрата с водой в определенном соотношении вода/порошок образуется густое тесто. Процесс твердения описывается реакцией:

Полугидрат растворяется и взаимодействует с водой по представленной выше реакции. С образованием двугидрата сульфата, растворимость которого ниже, чем полугидрата сульфата кальция (2,05 г/л и 6,5 г/л соответственно), водная фаза становится перенасыщена им, что приводит к его кристаллизации на имеющихся в суспензии центрах. Обычно гипсовые кристаллы имеют игольчатую форму, часто располагаются в радиальном направлении от центра кристаллизации в виде сферических агрегатов. Центрами кристаллизации могут быть примеси (например, остатки частиц гипса). Последующее обеднение водной фазы ионами кальция и сульфата приводит к увеличению количества полугидрата, переходящего в раствор, и, в свою очередь, осаждающегося в виде двугидрата сульфата кальция.

Процесс твердения гипса продолжается от начала смешивания порошка с водой до завершения реакции твердения, когда материал достигает своей оптимальной прочности во влажном состоянии. Можно выделить четыре стадии твердения гипса: текучую, пластичную, рыхлую и твердую.

Реакция твердения на начальной стадии вызывает уменьшение объема гипсовой смеси. При соответствующих условиях эти изменения можно непосредственно наблюдать на ранних стадиях процесса твердения, когда смесь еще жидкая. Однако когда в смеси начинает нарастать твердость и жесткость (в этот момент исчезает блеск поверхности), можно наблюдать явление изотропного расширения в результате роста кристаллов гипса.

Строго говоря, скорость гидратации во время твердения не зависит от соотношения вода/порошок (В/П) в достаточно широких пределах. Однако скорость, с которой протекают связанные с ней и описанные выше физические процессы, во многом зависит от этого соотношения, поскольку эти процессы связаны с взаимодействием в суспензии растущих из центров кристаллов гипса. Густые смеси (при низком соотношении В/П) твердеют быстрее, заметно ускоряется расширение из-за более высокой концентрации в них центров кристаллизации.

Многие соли и коллоиды способны влиять на характер твердения гипсов, изменяя скорость реакции твердения. В течение многих лет их широко использовали при разработке составов стоматологических гипсов различного назначения, в основном эмпирическим способом, так

как принципы их влияния не были до конца понятны. Сам тонкий порошок гипса является хорошим ускорителем твердения, он ускоряет кристаллообразование в гетерогенной системе. Растворимые сульфаты и хлориды (сульфаты натрия и калия, хлорид натрия) в низких концентрациях тоже являются эффективными ускорителями, очевидно повышая скорость растворения полугидрата. Однако эти же соли в более высоких концентрациях (выше 1-2%) действуют как замедлители твердения, так как в процессе твердения уменьшается количество несвязанной воды в смеси и соответственно повышается концентрация добавок.