Реакция полимеризации акриловой базисной пластмассы — это процесс разрыва двойных связей в молекуле метилового эфира метакриловой кислоты (мономера) и построения крупной линейной молекулы ПММА (полимера).
При более высокой температуре эта реакция проходит полнее, и в пластмассе остается меньше остаточного мономера.
Помимо температуры, существенную роль играют условия, при которых проводится полимеризация. На всех промышленных предприятиях, где перерабатывают пластмассы (в том числе акриловые) в промышленные изделия, полимеризацию проводят только в сухой среде. При полимеризации во влажной среде происходит водонабухание пластмасс и в отрицательном плане изменяются прочностные показатели. Имеется значительное число экспериментальных и клинических лабораторных исследований, показывающих, что протезы, полимеризация которых была проведена в воде, содержат больше остаточного мономера, имеют большое число пор, менее прочны и в большей степени подвергаются микробиологическому загрязнению.
Полимеризацию порошковых акриловых пластмасс в воде в процессе изготовления зубных протезов рекомендовал И. И. Ревзин (1949). Это положение, необоснованное с физико-механических и биологических позиций, вошло в учебники и инструкции. За прошедшие 40 лет со времени использования акриловых пластмасс в ортопедической стоматологии воспитались поколения зубных техников и врачей, которые свыклись с данной технологией и ежедневно ее применяют в зуботехническом производстве.
В последние десятилетия в печати опубликовано много сообщений, в которых авторы предлагают с целью улучшения качества базисов протезов, и в частности с целью уменьшения пор, проводить полимеризацию в специальных камерах в воде или в масле под давлением или под давлением сжатого воздуха. В этих предложениях заложена мысль, что давление уплотнит пластмассу [Гернер М. М. и соавт., 1984]. Действительно, давление уплотняет пластмассу, но при этом качество базисов протезов не улучшается. При повышенном давлении заформованная пластмасса, сжимается со всех сторон. Она уплотняется за счет сжатия воздушных пор, но при этом поры и мономер из пластмассы не вытесняются. Нетрудно представить, что если положить мокрую тряпку в закрытую камеру и создать давление в сотни атмосфер, то тряпка останется влажной. Вода из нее не вытеснится. При большом давлении в пластмассу проникает вода, масло или воздух. Если учесть, что при полимеризации объем пластмассы уменьшается до 20 % по отношению к количеству взятого мономера [Гернер М. М. и др., 1984], то при этом безусловно возникает (хотя и незначительное) отрицательное давление.
Это усиливает проникание окружающей жидкости или воздуха в пластмассу. После снятия давления вода, масло, воздух выделяются наружу, нарушая плотность поверхностного слоя. В лаборатории высоких давлений Э. Я. Варес провел полимеризацию образцов из пластмассы этакрил под давлением выше 100 атм. При электронной микроскопии шлифов установлено, что частички порошка были резко деформированы, что свидетельствует о большой силе сжатия, и тем не менее между ними были видны мельчайшие воздушные поры. Следовательно, повышенное давление не вытесняет поры. Оно способствует только уменьшению газовой пористости. Повышенное давление широко используется при процессе создания пластмасс. В процессе переработки пластмасс применяется усиленное сжатие материала в пресс-формах, но давление в среде, окружающей пресс-форму, не повышается [Копылов В. В., 1983].
Если проводится литьевое прессование, то давление, оказывемое на пластмассу, распространяется изнутри кнаружи, а так как наружной стенкой пресс-формы является пористый гипс, то понятно, что в гипс вытесняются и воздух, и мономер, что следует рассматривать как положительный факт, препятствующий водонабухаемости пластмассы.
Результаты экспериментальных исследований, проведенные Э. Я. Варес и В. И. Тищенко (1979), дают основание утверждать, что после полимеризации в сухой среде при температуре 120 °С прочность образцов из пластмассы АКР-15 при разрыве увеличивается на 6,5 %, при статическом изгибе — на 12 %. Уменьшается общее число пор в базисах протезов в 6 раз, а у поверхности, прилежащей к слизистой оболочке,— в 11 раз меньше по сравнению с базисами, полимеризацию которых проводили в кипящей воде.
Для биологической оценки качества пластмассы, полимеризованной разными методами, Э. Я. Варес и В. И. Тищенко (1982) провели эксперимент на 24 белых крысах. Животным подкожно вводили по 4 образца; 2 из пластмассы, полимеризованной в воде, и 2 — из пластмассы, полимеризованной в сухой среде. Животных забивали в срок 1, 2, 3, 7, 30 и 60 дней и изучали реакцию элементов соединительной ткани. На гистологических препаратах было совершенно четко видно, что вокруг образцов пластмассы после.
полимеризации в условиях сухой среды в первые дни. лейкоцитарная и макрофагическая реакции были менее выраженны, а в последующем соединительнотканная капсула образовалась быстрее. Экспериментальные исследования позволяют утверждать, что после полимеризации в сухой среде акриловая пластмасса оказывает менее раздражающее действие на ткани.
А. В. Павленко (1981) провел экспериментальные исследования с использованием метода химического анализа и доказал, что содержание остаточного мономера в образцах при полимеризации в сухой среде снижается до 0,2 %, что безусловно следует расценивать как положительное явление. Он же провел опыты по изучению скорости проникновения тепла внутрь кюветы при условии полимеризации во влажной и сухой среде. Оказалось, что в центре кюветы, помещенной в сушильный шкаф, температура повышалась до + 100 °С в 2 раза медленнее, чем в кюветах, помещенных в кипящую воду. И это, как мы покажем в дальнейшем, играет весьма положительную роль.