ЭЛАСТИЧНЫЕ ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ЭЛАСТИЧНЫЕ ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Первыми эластичными оттискными материалами в стоматологии были гидроколлоидные материалы, которые впервые появились в практике в 1925 г.С тех пор в стоматологии стали применяться многие виды эластомеров, как это видно из хронологической шкалы, представленной ниже.
Коллоиды.
Слово коллоид происходит от слова kola, что означает вещество подобное клею, маслу или похожему на них. Таким образом, физические свойства коллоида похожи на свойства клея.
Коллоидное состояние — это состояние дисперсной фазы из мельчайших частиц, находящейся в распереленном виде в другой фазе, это промежуточное состояние где-то между раствором и суспензией:.
♦ раствор — это однородная смесь, представляющая собой одну фазу;.
♦ суспензия — смесь двух различных фаз;.
♦ коллоид — гетерогенная смесь двух фаз, которые очень трудно разделить.
Различие между коллоидом и суспензией заключается в том, что дисперсионную фазу в коллоиде трудно обнаружить под микросокпом. Примерами коллидных систем могут служить следующие:.
♦ коллоидный оксид кремния в полимере.
♦ капли масла в воде.
♦ наполнители в оттискных материалах.
Размер тонкой дисперсной фазы невозможно определить точно, но он немного больше размера простой молекулы, обычно в интервале 1-500 нм.
Коллоид может быть в виде вязкой жидкости, известной под названием золь или в виде твердого вещества - гель. Если частицы расположены в воде, тогда такая суспензия называется гидроколлоид, его жидкое состояние будет называться гидрозолем, а твердое — гидрогелем. В случае гидрогеля мы имеем дело с непрерывной сеткой, в ячеках которой содержится жидкость.Твердые частицы находтся в этом случае в виде волокон или цепей, построенных из молекул.
Гидроколлоидные оттискные материалы бывают двух видов:.
♦ обратимые , например, агаровые.
♦ необратимые, например альгинатные.
Агаровые материалы.
Агар - это сульфат галактозы, который при смешивании с водой образует коллоид. Он разжижается в диапазоне температур от 7 ГС до 100°С и превращается опять в гель между 30°С и 50°С. Агар состоит из длинноцепочечных молекул с молекулярной массой около 150 ООО. Структура этого полисахарида представлена на Рис. 2.7.3. Гидроксильные (ОН) группы способны образовывать водородные связи, которые формируют структуру геля.
При нагревании эти водородные связи разрушаются , спиралевидная структура выпрямляется, и гель превращается в вязкую жидкость. Данный процесс носит обратимый характер и проходит по схеме, представленной ниже:.
гель —> золь —» гель.
нагревание охлаждение Такие материалы аналогичны термопластам , и их преимущество заключается в возможности их многократного использования.
Агар нагревают на водяной бане до тех пор, пока он не приобретет текучесть. Тогда его переносят в специальную металлическую ложку с водяным охлаждением, охлаждающая вода в которую подается тогда, когда ложку с агаровым материалом вводят в полость рта пациента. Вода, которую пропускают через ложку охлаждает агар, переводя его повторно в состояние геля, при этом он принимает рельеф и форму тканей полости рта.
Состав.
Состав и назначение отдельных компонентов агарового оттискного материала представлены в Таблице 2.7.5. Как видно из данной таблицы для образования геля нужно только небольшое количество самого агара.
Форма выпуска и применение материала.
Материал выпускают в упаковке, содержащей тубы, из которых выдавливают материал в оттискную ложку, в другом варианте материал выпускают в шприце для облегчения его применения в тонких пришеечных областях вокруг зубов. Содержание агара в оттискном материале в шприце ниже, чем в материале для помещения в ложку из туба, поэтому материал в шприце более текучий, и его легко наносить вокруг зубов непосредственно из шприца.
Когда материалы обоих типов погружают в водяную баню определенной температуры, оба материала приблизительно через 8-12 минут превращаются в вязкую жидкость, такое состояние материалов может сохраняться в течение нескольких часов. Важно не перегреть материал, чтобы не вызвать деструкцию полимера.
Водяная баня для агаровых оттискных материалов обычно состоит из трех секций, в каждой поддерживается своя, отличная от других секций, температура. В одной секции бани вода подогревается до точки кипения, и такая температура используется для разжижения агара. Во второй — температура составляет 6366°С для поддержания агара в размягченном состоянии. В третьей секции бани установлена температура 46°С, такая температура нужна для термостатирования агара после его помещения в специальную с водяным охлаждением оттискную ложку. Эта последняя секция бани необходима для гарантии того, что агаровый материал охлажден до той степени, которая не может вызвать чувство дискомфорта у пациента и допустить опасность ожога тканей во рту. Благодаря относительно малой массы материала в шприце, в этом случае нет необходимости в термостатировании, и материал можно применять сразу после выдержки во второй секции бани.
Обычно содержимое туба выдавливают в оттискную ложку и помещают в водяную баню для температурной обработки. Когда агаровый материал в последней секции достаточно охладится, на это уходит около 2 минут, ложку с материалом вводят в рот пациента. Водяное охлаждение начинают подавать только с этого момента.
Температура воды для охлаждения должна быть около 13°С, чтобы охлаждение было приемлемым для пациента; если вода слишком холодная, то у пациента может возникнуть термический шок, который вызовет болевые ощущения и чувство дискомфорта. Охлаждающая вода циркулирует в специальной оттискной ложке, и через 5 минут охлаждения агар должен застыть. Тогда ложку удаляют изо рта пациента и получают точный отпечаток тканей полости рта.
Если подготовленный агаровый материал не был сразу использован по какой-либо причине, то его можно использовать повторно позднее. Иногда время для повторного размягчения материала следует увеличить, может потребоваться до 4 минут. Каждый раз, когда материал нагревают, в нем могут происходить некоторые разрушения полимерной структуры, и агар станет заметно жестче. Таким образом, агаровый материал нельзя повторно нагревать более четырех раз.
Свойства.
Благодаря своей повышенной текучести в полости рта и способности точно воспроизводить рельеф твердых и мягких тканей, что связано с гидрофильной природой материала, агар дает очень хорошее воспроизведение всех деталей поверхности. Кроме того, ближайшие к охлаждаемой поверхности ложки слои материала переходят в гель в первую очередь, а материал, который контактирует с тканями рта остается текучим в течение более длительного времени, что может компенсировать любые искажения оттиска, вызванные усадкой или случайным смещением ложки.
Модель по агаровому оттиску следует отливать немедленно; если сделать это невозможно, оттиск следу-.
Таблица 2.7.5 Состав агарового оттискногс материала
ет хранить при относительной влажности 100% с п> мощью заворачивания его во влажную салфетку. Влюбом случае модель следует отливать не позднее, чем через 1 час, т.к. с этим материалом связаны две проблемы:.
1.
Синерезис. Это процесс, в результате которого н> да выпотевает из массы материала на поверхность оттиска, а молекулы геля сближаются под действием главной движущей силы, направленной на снятие внутренних напряжений. Вода затем ипаряется с поверхности и вызывает тем самым усадку или сжатие оттискного материала.
2.
Поглощение или впитывание влаги. Процесс поглощения воды, если материал был предварительно
Рис. 2.7.3. Структура полисахарида
высушен из-за несоблюдения условий хранения. В результате этого процесса возможно возникновение искажений оттиска, т.к. внутренние напряжения, которые всегда присутствуют, будут высвобождаться в процессе водопоглощения. Материал легко удаляется из поднутрений, но следует быть очень осторожным при работе с ним, т.к. он очень легко рвется или разрывается и не способен удерживаться на стандартной оттискной ложке за счет прилипания к ее поверхности. Хотя ложку перфорируют, всегда существует возможность локального отделения материала от поверхности ложки, когда имеют дело с анатомическим рельефом тканей полости рта, отличающимся значительными поднутрениями.
Этот материал обладает высокими вязкоэластичными свойствами, поэтому ложку следует удалять резким движением (рывком) так, чтобы свести к минимуму эластичную деформацию. Это в равной мере относится ко многим другим оттискным материалам на основе полимеров. Нужно, чтобы толщина слоя оттискного материала была достаточной для исключения излишней деформации во время удаления оттиска из поднутрений.
Бура, которую добавляют в агаровый материал для контроля уровня рН, дает отрицательный побочный эффект, реагируя с модельным материалом и, таким образом, замедляя процесс его твердения; в результате поверхность модели может стать мягкой. Для устранения этого недостатка в состав материала добавляют сульфат калия. Материал не токсичен и не раздражает ткани рта пациента при тщательном выполнении инструкции по применению. Он относительно дешев, и имеются сведения, что в ряде лабораторий при дублировании моделей его неоднократно используют, до четырех раз.
У агаровых оттискных материалов имеются и недостатки, связанные с необходимостью использования специального оборудования, такого как оттискные ложки с водяным охлаждением и секционная водяная баня с определенной температурой, что требует начальных затрат на его приобретение. Кроме того, ложка с водяным охлаждением довольно массивна и может создать неудобства для пациента. Хотя сам материал в принципе можно использовать неоднократно, в наше время перекрестной инфекции к этому относятся настороженно. Также необходимо быть внимательным в работе, чтобы исключать загрязнение воды в бане. По этим причинам агаровый оттискной материал сейчас редко используют в практике.
Альгинатные оттискные материалы (альгинаты).
Основой альгинатных материалов является альгиновая кислота — продукт, получаемый из морских водорослей. Структура альгиновой кислоты очень сложна, в общем виде она показана на Рис. 2.7.4. Некоторые атомы водорода карбоксильных групп замещены на натрий, в результате чего образовалась водостойкая соль — альгинат натрия с молекулярной массой от 20 ООО до 200 ООО. Процесс твердения альгинатного материала заключается в образовании поперечных сшивок ( связей) между полимерными цепями альгината натрия. Состав типичного альгинатного оттискного материала представлен в Таблице2.7.6.
Процесс твердения (или отверждения).
При смешивании с водой происходит химическая реакция, в результате которой полимерные цепи сшиваются поперечными связями и образуется трехмерная структура. Если связи уже образовались, их нельзя разрушить , (вернув структуру в исходное линейное состояние), поэтому данный процесс отверждения альгинатов является необратимым, и альгинатный материал можно использовать только однократно по схеме: золь —> гель.
химическая реакция.
Реакция отверждения.
Дигидрат сульфата кальция поставляет ионы Са для реакции поперечного сшивания, за счет которой золь превращается в гель. Ионы кальция выделяются из частично растворимого в воде дигидрата сульфата кальция:.
(Са S0
4
) - 2Н,0 -> 2 Са
2+
+ 2 S0
4
3
" + Н
2
0.
Механизм поперечного сшивания показан на Рис. 2.7.5, его можно представить в виде реакции:.
апьгинат + д и гидрат -> сульфат + гель натрия сульфата натрия альгината.
Рабочее время и время твердения материала зависят от скорости выделения ионов кальция и их способности к сшиванию. Быстрое растворение сульфата кальция могло бы дать материал с непригодным рабочим временем, поэтому, чтобы этот недостаток преодолеть, в состав материала вводят фосфат натрия, который сдерживает взрывную начальную скорость образования кальциевых ионов. Фосфат натрия действует в этом случае как замедлитель, его количество можно изменять для получения модификаций оттискного материала с обычной и повышенной скоростью твердения. Ионы натрия образуются в результате следующей реакции:
ИОНЫ кальция в первую очередь будут реагировать с фосфатными ионами, образуя нерастворимый фосфат кальция:.
2+ 3.
ЗСа + 2 Р0 "4 _> Са3(Р04)2.
Таким образом ионы кальция, которые выделяются из дигидрата сульфата кальция вначале не участвуют в процессе сшивания, так как реагируют с фосфатными ионами. Только тогда, когда в раствор выйдет такое количество кальциевых ионов, которое окажется достаточным, чтобы прореагировал весь введенный в состав фосфат натрия, начнут поступать ионы кальция для реакции сшивания.
В процессе твердения происходит значительное изменение рН, от 11 в начале процесса до приблизительно 7. Это изменение рН было использовано в некоторых составах альгинатных материалов, в них добавляли рН-индикаторы, с помощью которых процесс отверждения можно было наблюдать визуально и таким образом оценивать рабочее время и время отверждения.
Таблица 2.7.6 Состав алыинатного оттискного материала
Свойства.
Альгинатные материалы выпускают в виде порошков, которым придают способность не пылить при смешивании, чтобы исключить какое-либо раздражающее воздействие тонких пылевидных частиц при их попадании в окружающий воздух и дыхательные пути персонала. Порошок следует энергично перемешать перед применением, чтобы не было расслоения, которое может происходить при хранении, и равномерно распределить в массе поверхностный слой, часто загрязненный следами влаги, проникающими из воздуха. Контейнер с порошком следует тщательно и как можно быстрее закрывать после взятия из него необходимой порции порошка.
Важно точно соблюдать правильное соотношение порошка и воды, для чего производитель материала поставляет с ним соответствующий мерник (мерную ложку). Легче всего смешивать материал в резиновой чашке шпателем, которым обычно пользуются для смешивания гипса.
Альгинатный материал имеет легко контролируемое рабочее время, но для разных марок материала оно может изменяться. Рабочее время и время твердения можно регулировать, изменяя температуру воды дм замешивания, например, используя подогретую воду, но лучше выбрать ту марку материала, которая имеет рабочее время и время отверждения , наиболее подходящие для специфики вашей работы, а температуру воды поддерживать между 18°С и 24°С. Типичные згачения рабочего времени и времени отверждения для альгинатных оттискных материалов обычного и быстрого отверждения приведены в таблице 2.7.7. Окончание времени отверждения в клинических условиях можно определить по потере липкости поверхности альгинатного материала. Оттиск следует подержать во рту еще 2-3 минуты после исчезновения липкости.
Рис. 2.7.4. Структура альгината натрия, водородные ионы альгиновой кислоты замещены ионами натрия
Воспроизведение рельефа поверхности альгинатными материалами не так точно, как агаровыми и эластомерными, и поэтому их не рекомендуют для снятия оттисков при изготовлении коронок и мостовидных протезов.Однако, они весьма популярны при изготовлении полных и частичных съемных протезов.
Для альгинатов характерны те же проблемы, что и для агаровых материалов, они также подвержены синерезису и водопоглощению, приводящих к невысокой стабильности размеров оттиска.
Подобно агаровым материалам, модель по альгинатному оттиску следует отливать не позднее, чем через 1 час, при этом храня оттиск завернутым во влажную салфетку.
Подобно агаровым материалам альгинаты обладают высокой вязкоэластичностью, и следует соблюдать правила извлечения оттиска для того, чтобы не получить излишнюю эластичную деформацию. Величина деформации сжатия материала, которая иногда достигает таких больших величин как 10%, может сказаться на точности оттиска при удалении его из поднутрений. Постоянная ( или остаточная) деформация в таких случаях может достигнуть величины порядка 1,5% , что уже граничит с неприемлемым изменением размеров для ряда применений оттискного материала. Остаточная деформация у альгинатов иногда превышает деформацию агаровых оттискных материалов, у которых при тех же условиях остаточная деформация составляет около 1 %.
Остаточную деформацию можно свести к минимуму, если использовать материал в тех случаях, где нет глубоких поднутрений, так как чем глубже поднутрение, тем больше деформация сжатия при извлечении из него. Применяя способ удаления оттиска резким быстрым движением (рывком), можно гарантировать то, что время воздействия на материал сжимающего напряжения будет максимально коротким, что дает преимущество,т.к. чем дольше материал находится в сжатом состоянии, тем больше будет величина остаточной деформации, что связано с вязкоэластичной природой альгинатных материалов. Некоторое вос-
Рис. 2.7.5. Реакция сшивания (поперечного сшивания) альгината натрия ионами кальция
Таблица 2.7.7 Сравнение альгинатных материалов нормального и быстрого твердения (отверждения)
становление после деформации будет происходить в любом случае сразу после удаления оттиска, когда сжимающее напряжение уже снято. Однако, хотя со временем величина остаточной деформации будет уменьшаться, но на этот положительный эффект будут накладываться размерные изменения оттиска.
Альгинатные оттискные материалы имеют более низкую прочность на раздир по сравнению с агаровыми материалами.
Клиническое значение.
Хотя при быстром приложении нагрузки, связанном с методом удаления описка одним движением или рывком, прочность материала на раздир слегка возрастает, альгинатные материалы не рекомендуются для снятия оттисков при изготовлении коронок и мостов, где опасность разрывов в описке при его извлечении весьма высока.
После извлечения изо рта пациента оттиск следует промыть, чтобы удалить остатки слюны, т.к. это может мешать процессу твердения гипсовой модели. Перед отливкой модели с поверхности оттиска следует удалить остатки воды, т.к. вода будет разжижать смесь модельного материала, и поверхность модели станет мягкой, ее легко будет повредить.
Альгинатный оттиск не следует слишком долго оставлять на модели; если оттиск высохнет, в дальнейшем его трудно будет отделить. В результате поверхность модели получится не гладкой,т.к. на ней останутся частицы альгинатного материала.
Пациенты хорошо переносят альгинатный оттискной материал. Этот материал дешев, но имеет ограниченный срок хранения из-за попадания в него влаги.