В ортопедической стоматологии гипс - это полуводный (или обожженный гипс) CaSO4x2H2O. В соответствии с требованиями ГОСТ Р51887-2002, ИСО 6873, все стоматологические гипсы подразделяются на пять классов, согласно их назначению и твердости:
I класс - мягкий гипс или гипс для оттисков: быстро твердеет и обладает наименьшим расширением.
II класс - медицинский гипс обычной твердости. Часто используется для создания моделей.
III класс - твердый гипс: высокопрочный гипс. В сравнении с предыдущими классами гипса обладает большей прочностью, применяется для создания рабочих моделей.
IV класс - сверхтвердый гипс: сверхпрочный гипс для моделей с низким показателем расширения.
V класс - особотвердый гипс. Показатели расширения могут регулироваться за счет добавления синтетических материалов. Используется при изготовлении моделей, требующих особо высокой точности.
Каждый последующий класс гипса отличается от предыдущего размером частиц, количеством добавленных стабилизирующих элементов, более высокой прочностью [11, с. 177]. Однако, одного из своих основных свойств ни один класс гипса не теряет - это расширение гипса при затвердевании.
Существуют виды искусственных коронок, при создании которых, это свойство гипса даже полезно: расширение гипсового штампика обеспечит наиболее точное создание штампованной коронки, расширение гипсовой модели позволит припасовать коронку в полости рта, которая не будет оказывать давления на рядом стоящие зубы, обеспечит достаточное пространство для внесения цемента [19, с. 113].
Однако при создании цельнокерамических конструкций расширение гипса даже на доли микрометров увеличат пространство для цемента, что приведет к неплотному прилеганию цельнокерамической коронки к культе и уступу зуба, а это основной параметр обеспечения сохранности цельнокерамических реставрации, их особенность.
На сегодняшний день внедрение в медицинскую практику силиконовых полимерных материалов обусловлено их не токсичностью, высокими техническими свойствами, возможностью создания композитов холодной вулканизации, морозо-и теплостойкостью, эластичностью и отсутствием усадки. Их химическая природа — кремниево-органические полимеры.
В стоматологии материалы на основе силиконовых полимерных материалов используются в качестве подкладок для базисных протезов, изоляционных лаков и т.д.
Рис. 1. Силиконовый оттискный материал Bonasil
Особое значение приобрели материалы, отличающиеся высокой эластичностью и отсутствием заметной усадки. Силиконовые материалы выпускают в виде паст помещённых в тубы, и жидких катализаторов, при смешивании которых в комнатных условиях в течение нескольких минут образуется из паст эластичный продукт вулканизации - вулканизат.
Силиконовые материалы должны иметь следующие основные медико-технические свойства:
- необходимая пластичность материала до начала структурирования;
- высокая эластичность вулканизата (~R=1,7 рековери);
- величина объёмной усадки не более 0,2 % через 6 часов;
- время вулканизации 4-6 минут;
- необходимая прочность материала - сопротивление разрыву не менее 10 МПа;
- высокая оттискная эффективность материала должна быть достигнута за счет его ширины 0,04 мм[18, с. 161].
Силиконовые оттиски представляют собой наполненные компаунды холодной вулканизации. Состав компаунда включает следующие компоненты (размеры частиц наполнителей не превышают 5-10мкм): каучук СКТН - линейный пполидиметилсилоксан, который в качестве концевых групп содержит ОН - группы, наполнители, полимер и вещества, которые являются стабилизаторами.
Для оттискных материалов вулканизационная система катализатор – сшивагент должна вызывать особый вид процесса вулканизации, отличающийся наличием определенного индукционного периода, сменяющимся периодом резкого увеличения скорости реакции, в течении которого процесс структурирования практически завершается. Наличие индукционного периода обеспечивает длительное хранение пасты в высокопластичном состоянии. Используют оловоорганические и другие эфирные катализаторы.
Оттискные материалы с коротким временем вулканизации – 4-6 минут – содержат в качестве катализаторов дибутилоловодилауринат или диэтилоловодикаприлат. Неполные вулканизаты кремнийорганического каучука не обладают необходимой прочностью на разрыв – всего 2-3 МПа. Для повышения упруго-прочностностных свойств, уменьшения усадки или липкости, создания необходимой консистенцией силиконовые компаунды должны иметь наполненные.
Усиливающее воздействие на силиконы оказывают почти все минеральные наполнители, повышая их прочность на разрыв в 18-20 МПа и уменьшив усадку. Используют в качестве наполнителя диатомит, аэросил, окись магния, окись магния, окиси цинка и др. Для усиления показателей можно использовать в качестве активных наполнителей органокремнеземы (до 27 Мпа).
Пластификатор является регулятором пластичности исходной массы и эластичностью готового оттиска. Хороший пластификатор – это вазелиновое масло, которое имеет высокий пластифицирующий эффект и в количестве от 1 до 5% практически не влияет на скорость вулканизации материала. Принадлежащие к стоматологическим оттискным материалам свойства имеют несколько особенностей: приятный запах, определенный вкус и цвет. Чтобы сделать это, используют пигменты и мятное масло.
Рис. 2. Двухслойный силиконовый оттиск получен стандартной оттискной ложкой
В материалах с I по IV группу количество наполнителя уменьшается от 70 до 35%. Оттискные материалы из силикона имеют следующие свойства: усадка, остающаяся деформация, время вулканизации, жизненная прочность, эластичность и коэффициент термического расширения. При этом, усадка силиконовых материалов происходит с момента смешивания пасты со смесью катализатора и сшивагентом. Эта усадка вызвана процессом вулканизации полидиметиласилоксана. Вероятно, это не имеет никакого отношения к клинической усадке, так как материал контактирует с зубами и находится в оттискной ложке. Под этим подразумевается продолжающаяся усадка после выведения отпечатка из полости рта. В этот период усадка характеризуется продолжающейся во времени завершении вулканизацией, так и охлаждением оттисков до комнатной температуры. При температуре 22-37 °С тепловой коэффициент линейного расширения для силиконово-полимидных оттискных материалов равен 2,2*10-4, для температурной зоны 22-37 °С.
Наиболее заметное увеличение объема продукта происходит в течение первого часа после приготовления пасты. На повышение температурного режима влияет резкое ускорение процесса структурирования силиконовых компаундов. Скорость вулканизации зависит также от количества взятой катализатора, причем с увеличением количества катализатора скорость роста сначала увеличивается, а затем снижается.
В процессе повышения температуры 22 до 37 градусов Цельсия скорость вулканизации возрастает для различных силиконовых материалов в 2,5 раза. При комнатной температуре время отверждения силиконовых материалов составляет от 4 до 6 минут. При получении более точного оттиска не стоит спешить с извлечением оттиска из ротовой полости.
Качество оттиска и точность модели зависят от упруго-прочностных свойств вулканизатора. Основное значение имеет эластичная деформация, сопротивляемость разрыву, пластичность.
После снятия оттисков с мягких и твердых объектов, имеющих поднутрения или тонкие разделяющие участки, вулканизат должен быть прочным, эластичным и не давать остаточной деформации более 3- 4 %. При комнатной температуре вулканизация (отверждение) силиконового оттискного компаунда происходит сшивкой линейного полидиметилсилоксана с образованием в нем полимера сетчатой структуры.
Рис. 3. Микрорельеф протезного ложа на силиконовом оттиске
Силиконовые оттискные массы имеют ряд недостатков:
- возможность токсического эффекта (С-силикон);
- высокая чувствительность катализаторов А-силиконовых к внешним факторам[21, с. 176].
Смеси, в состав которых введены окись цинка и эвгенол (гваякол), нашли применение в стоматологической практике как пломбировочный и оттискный материалы. При взаимодействии эвгенола с окисью цинка или другими окисями металлов образуется кристаллическое вещество, не растворяющееся в органических растворителях (бензоле, эфире и др.). Чтобы придать смеси необходимую консистенцию, удобную для применения в полости рта, в его состав вводят некоторые наполнители.
Цинкоксидэвгеноловые материалы выпускают в виде комплекта, состоящего из двух различных по составу паст в тубах. Такая фасовка облегчает дозировку паст при замешивании. Пасты окрашивают в различные цвета, что облегчает определения однородности замеса при смешивании паст.
К цинкоксидэвгеноловым материалам предъявляют следующие основные медико-технические требования:
- паста в момент введения её в полость рта должна обладать высокой пластичностью, позволяющей почти без компрессии освобождать оттиски со слизистой оболочки и воспроизводить рельеф с точностью до 2-3 мк;
- структурирование должно в основном завершаться в течение 3-5 минут;
- усадка не должна превышать 0,1-0,15 % после 24 часов экспозиции;
- паста не должна раздражать слизистую оболочку полости рта[16, с. 115].
К основным компонентам цинкоксидэвгеноловых оттискных материалов относятся: окись цинка, эвгенол, наполнители и ускоритель структурирования, канифоль, бальзам для ослабления раздражающей силы эвгенола, пластификатор, красители.
Процесс структурирования цинкоксидэвгеноловых систем заключается в химической реакции взаимодействия окиси цинка с эвгеналом. Продукт реакции – эвгенолят цинка – представляет собой кристаллическое вещество, не плавясь, разлагает при температуре 240-245 °C. Эвгенолят цинка не растворяется ни в одном из органических растворителей (бензин, толуол, эфир и другие).
Как правило, процесс структурирования цинкоксидэвгеноловой системы не является единственным в своем роде. Эвгенол может быть заменен некоторыми другими фенолозамещёнными, а окись цинка – окисью некоторых других металлов. Изготовленная из ZnO-цинкоксидэвгеноловой системы (на 1 моль ZnO – 2 моля эвгенола) не структурируется, для этого необходим большой избыток ZnO.
При этом влияние на скорость структурирования оказывают следующие факторы: природа окиси цинка; влажность, температура (повышение влажности сокращает время структурирования материала), ввод солей - ускорителей структурировании, отношение окись цинка к эвгенолу (количество вещества из первой и второй тубы), продолжительность смешения паст. Малую усадку дает цинкоксидэвгеноловый оттискной материал, который имеет линейную усадку в 0,1-0,15% после 24-часовой экспозиции.
При помощи этого обеспечивается получение исключительно точных оттисков и моделей. Они имеют небольшую остаточную деформацию в 0,6% и прочность на разрыв составляет 8,5-9,5 кгс/см2.
Цинкоксидэвгеноловные оттискные массы используются:
- как подкладочные материалы для защиты от пульпы;
- в качестве временных пломб;
- для временного закрепления несъемных конструкций;
- для снятия функциональных оттисков с использованием индивидуальной ложки с незначительными поднутриями или без поднутрений, в качестве компрессионных, так и разгрузочных оттисков.
Отличительные особенности цинкоксидэвгеноловых оттискных материалов:
- быстрое затвердевание в условиях полости рта;
- до начала структурирования материал имеет высокую пластичность;
- отсутствует токсичность.
- безусадочность.
В качестве недостатков цинкоксидэвгеноловых оттискных материалов можно отметить следующие:
- хрупкость и ломкость после затвердевания;
- отсутствие адгезии к оттискным ложкам.
- неприятный привкус и сильный запах эвгенола.
- очень трудно найти соотношение между компонентами массы в тубах, которые необходимы для заданной скорости затвердевания[17, с. 180].
В настоящее время в связи с бурной индустрией производства эластомеров область применения цинкоксидэвгеноловых материалов значительно сократилась, поэтому сегодня выпускаются весьма ограниченный ассортимент этих оттискных материалов.
Отличительными преимуществами данной группы оттискных материалов является их размягчение и затвердение только под влиянием изменения температурного режима. В процессе нагревания они размягчаются, при охлаждении же затвердевают. Многокомпонентные системы создаются на основе природных и синтетических смол, наполнителей, модифицирующих добавок, пластифицирующего и красителя. Термопластичные массы разделяются на:
- обратимые;
- необратимые.
Рис. 4. Формы выпуска термопластических оттисков
Первые, при многократном нагревании и охлаждения во время снятия оттисков сохраняются пластические свойства, вторые же – при многократном температурном воздействии утрачивают пластичность, и по этой причине непригодны для повторного использования. Первая термопластическая оттисковая масса – Стене была предложена Стенсом еще в 1860 году. Отечественной медициной были созданы термопластические смеси для производства медицинских изделий №1,2,3,4 и Акродент, Ортокор, Стомапласт, Дентафоль, масса Керра.
Термомассы должны соответствовать следующим требованиям:
- размягчать при температуре, не вызывающей болезненные ощущения тканей полости рта;
- в интервале «рабочих» температурах не быть липкими;
- при более высокой температуре затвердевание происходит быстрее, чем при более низкой;
- с помощью размягчённого состояния можно получить однородную массу;
- легко обрабатываться инструментами;
- малый объем материала (в процессе затвердевания он не должен превышать 0,1%);
- плавность и эластичность во время введения в полость рта, а также пластичность после схватывания;
- легкость введения в полость рта и вывод из нее;
- точное воспроизведение рельефа мягких и твердых тканей полости рта и отсутствие деформации при выведении оттиска из ротовой полости;
- отсутсвие вредного воздействия на организм в результате протекания химических, физических и термических процессов;
- отсутствие неприятных запахов или вкусов;
- легко отделяются от гипса и других материалов при раскрытии моделей[16, с. 180].
Рис. 5. Термопластический оттискный материал Xantygen
В качестве термопластического вещества применяются парафин, стеарин, гуттаперча, пчелиный воск, церезин и другие материалы.
Ведением синтетических или природных смол (копал, шеллак, полиизобутилен, канифоль, пентаэритритовый или глицериновый эфиры канифоли, резинаты канифоли) достигается повышение твёрдости после затвердевания массы. За счёт различной комбинации смол и термопластического вещества готовят смесь, имеющую температуру размягчения 50-70 °С.
Кроме смол и восков, являющихся связующими веществами термопластичных оттискных материалов, в состав последних вводят наполнители, представляющие собой химически инертные вещества. Наполнители сообщают материалу ряд новых технических свойств.