Termopolimerų panaudojimas neišimamų dantų protezų metalinių konstrukcijų apdailai

Darbo tikslas

Darbo tikslas:

o susipažinti su termopolimerais;

o išsiaiškinti termopolimerų panaudojimą neišimamų dantų protezų metalinių konstrukcijų apdailoje.

Polimerai arba plastmasės – daugiamolekuliniai junginiai, gebantys veikiant karščiui, šviesai, spaudimui jungtis, o po to tvirtai išlaikyti jiems suteiktą formą. Terminą polimerai 1883 m. pasiūlė mokslininkas I. Bercelijus. Pramonėje polimerai iš gamtinių medžiagų: dujų, akmens anglies, naftos, skalūnų, durpių, medienos ir kt., gaminami cheminiu būdu.

Dantų protezai arba jų dalys iš polimerų arba plasmasių gaminami nuo 1937 m., kai vokiečių mokslininkas Kultceris ssukūrė dvikomponentę polimerinę medžiagą – miltelių polimerą ir skystą monomerą. Šis atradimas atvėrė plastmasei kelią į ortopedinę stomatologiją. Ir šiandien Lietuvoje bei kitose šalyse didžioji dalis įvairių metalinių dantų protezų konstrukcijų pedengiama plastmasmis, dar vadinamomis termopolimerais. Šių medžiagų pagrindą sudaro akrilinės ir metakrilinės rūgštys, dėl to medžiagos dar vadinamos akrilinėmis plastmasėmis. Plastmasės milteliai – tai polimerizuotas polimeras. Miltetliuose yra dažomųjų medžiagų – metalo oksidų bei teigiamųjų katalizatorių, kurie polimerizacijos metu suardo neigiamą monomero katalizatorių. Skystas monomeras savo sudėtyje turi neigiamą kkatalizatorių, kuris tamsiame stikliniame inde trukdo monomero molekulėms jungtis (polimerizuotis). Sumaičius miltetlius su skysčiu, monomeras suvilgo ir įsiskverbia į polimero daleles, dalinai ištirpina miltelius, o visa masė tampa homogeniška, minkšta. Plastmasė brendimo metu praeina keturias stadijas: smėlio, besitęsiančių siūlų, tešlos iir gumos. Prasidėjus polimerizacijos procesui ir vėliau polimero milteliai nesitraukia, apie 7 proc. traukiasi tik monomeras, kuris sudaro 21 proc. visos masės tūrio. Susitraukimas yra neigiamma savybė, tačiau ją kompensuoja tam tikri technologiniai procesai: tinkamas miltelių ir skysčio santykis, plastmasės subrandinimas iki presavimui tinkamos tešlos, plastmasės polimerizacinis susitraukimas ir terminis jos plėtimasis polimerizacijos metu. Dėl šių priešingų pastarųjų reiškinių galutinis gaminys po polimerizacijos, palyginti su vaškiniu modeliu, sumažėja iki 0,3-0,5 proc. Polimerizacijos eiga iki 65°C vyksta lėtai, o pasiekus 70°C temperatūrą polimerizacijos procesas labai pagreitėja ir toliau temperatūrai kylant iki 100°C prasideda polimerizacinis traukimasis bei terminis plėtimasis tuo pačiu metu. Monomero virimo temperatūra, kurios polimerizacijos metu nerekomenduojama viršyti, yra 100,3°C. Po polimerizacijos auštant nuo 100°C iki 25°C prasideda plastmasės traukimasis ((apie 3 proc.). Galiausiai plastmasės tūris padidėja apie 0,5 proc., kai į plastmasės mikrostruktūrą įsiskverbia vanduo arba burnos skysčiai, neutralizuojantys nesureagavusį laisvą monomerą, kurio apie 0,5 proc. lieka nesureagavusio visoje plastmasės struktūroje. Jeigu būsimo plastmasinio gaminio tūris yra didelis, tai nuo 25°C susidaro vidinė šiluma dėl egzoterminės reakcijos, kuri terminį plėtimosi koeficientą gali padidinti 4 proc. Šis reiškinys polimerizacijos metu būdingesnis bedančiams apatinio žandikaulio protezams.

Plastmasės polimerizacija – labai sudėtingas cheminis procesas. Norint gauti kokybišką ir estetišką protezo apdailą, visuomet reikia aatidžiai perskaityti pridedamą polimero polimerizacijos instrukciją ir nepažeisti nurodytų technologinių gamybos režimų.

Šiuo metu Lietuvoje protezų apdailai ir bemetaliams protezams gaminti naudojami tokie termopolimerai: Sinma-74, Sinma-M, Superpont ir “Vitos” firmos i-CAB gaminiai. Sinmos plastmases gamina Charkovo firma “Stoma”. Sinma-M yra sudaryta iš miltetių ir skysčio, kaip ir kitos šio tipo plastmasės. Skystį sudaro monomero oligomero mišinys. Oligomerui būdinga savybė prailginti plastmasės brendimą tešlos stadijoje ir neleisti pereiti į gumos stadiją. Ši savybė leidžia modeliuoti plastmasę tiesiogiai ant metalinio protezo karkaso. Sinmos-74 monomeras – be oligomero, todėl jo polimerizacija atliekama kiuvetėje. Sinma-M taip pat galima polimerizuoti kiuvetėje. Jo paruošimas tokiai polimerizacijai pradedamas parenkant tūrinį santykį 3:1 arba milteliai ir skystys maišomi santykiu 2:1. Masė brandinama uždengtame porcelianiniame arba stikliniame indelyje. Po 20-25 min. plastmasė tampa tinkama pakavimui ir presavimui.

Jeigu Sinma-M modeliuojama ant metalinio karkaso, tai milteliai ir skystis maišomi santykiu 2:1,5. Sumaišius šiuos komponentus, po minutės jau galima pradėti modeliavimą teptuku arba mentele. Sumodeliuoto sluoksnio storis neturi viršyti 3 mm, nes polimerizacijos metu gali atsirasti įtrūkimų. Jeigu reikia sumodeliuoti storesnį sluoksnį, tai taikoma dviguba polimerizacija. Polimerizuojama “Ivomat” arba panašios konstrukcijos Kijeve gamintuose PS-1 polimerizatoriuose: šiuose aparatuose temperatūra gali būti 120°C ir sudaromas 5-6 barų slėgis, polimerizacijos laikas – 10 min. jeigu reikai aatlikti papildomą polimerizaciją koreguojant plastmasę, tai antros polimerizacijos metu temperatūra sumažinama iki 100°C, o slėgis nekeičiamas. Pakėlus slėgį polimerizatoriuje vienu baru, monomero virimo temperatūra padidėja 10°C. Polimerizuojant Sinmą-74 ir Sinmą-M kiuvetėje, presavimo metu sudaroma 80-50 kg/mm2 jėga. Po presavimo kiuvetė suveržiama veržtuvu ir dedama į šiltą vandenį. Per 40 min. vanduo palaipsniui užverda. Nesistengiama, kad vanduo smarkiai virtų. Jeigu polimerizatoriai turi temperatūros reguliatorius, tai temperatūra pakelaima iki 97°-98°C ir toliau nekeliama. Verdama 45 min. Po to baigiama virti, laikoma 20 min. auštant vandeniui. Geriausiai leisti vandeniui ataušti iki kambario temperatūros, ir tik tuomet išimti polimerizuotą gaminį gaminį. Laikantis šio režimo išvengiama vidinės plastmasės įtampos, jos deformacijos.

Metalinės konstrukcijos turi būti padengtos gruntu, kuris neleidžia kisti plastmasės spalvai ir sustabdo burnos skysčių cirkuliaciją tarp plastmasės ir metalo. Sinmos tipo plastmasėms yra sukurtas EDA-03 polimerinis gruntas, sudarytas iš milteltių ir skysčio. Prieš gruntavimą metalinis paviršius nuvalomas, pašiurkštinamas ir suvilgomas plastmasės monomero skysčiu. Sumaišytas gruntas užtepamas teptuku, saugant aktyvias recencines zonas, paskui metalinis karkasas patalpinamas į “Ivomat” polimerizatoriaus kamerą, temperatūra pakeliama iki 120°C ir sudaromas 5 barų slėgis. Po polimerizacijos grunto sluoksnis turi būti kietas, o prieš plastmasės pakavimą – sausas.

Superpont plastmasę gamina Čekijos firma “Dental”. Ši plastmasė – tai paprastas termopolimeras, sudarytas iš sseptynių pagrindinių spalvų miltelių ir skysčio. Milteliai ir skystis maišomi santykiu 2:1. Plastmasė brandinama tam tikrą laiką, tikrinant jos konsistenciją, priklausomai nuo aplinkos temperatūros, kol pasiekiama plastinė tešlos stadija. Po presavimo įveržtoje kiuvetėje polimerizuojama iš pradžių šaltame vandenyje, o per 30 min. pakeliama temperatūra iki 65°C. Tokia temperatūra išlaikoma 60 min., po to 30 min. temperatūra pakeliama iki 100°C ir dar verdama 30 min. Visas polimerizacijos laikas sudaro 2 val. 30 min. Po to nebekaitinama, bet dar laikoma 30 min. Šio tipo plastmasę yra geriau polimerizuoti polimerizatoriuose, turinčiuose automatinį temperatūros valdymą.

Superpont plastmasei yra sukurtas “Konalor” polimerinis gruntas, tinkantis ir kitiems termopolimerams. Šis gruntas sudarytas iš įvairių spalvų ir skyčių. Milteliai ir skystis yra maišomi iki kremo konsistencijos ir teptuku užtepamas nuvalytas, pašiurkštintas paviršius. Užtepus gruntą, metalinė konstrukcija džiovinama elektrinėje krosnelėje, kuri įkaitinama iki 130-140°C temperatūros. Neturint krosnelės, galima kaitint spiritinės lemputės liepsna. Šis gruntas tvirtai prilimpa prie metalinio paviršiaus, o polimerizacijos metu susijungia ir su plastmase.

Vokietijos firmos sukurta akrilinė plastmasė i-CAB dar neseniai pasirodė Lietuvos rinkoje. Ji pagaminta pagal “Vita” spalvų raktą, pasižymi estetiškumu, atsparumu trinčiai ir yra daugiau matinė negu skaidri. Polimerizuojama dviem būdais: kiuvetėje ir “Ivomat” tipo polimerizatoriuje. Pirmuoju atveju miltelių ir skusčio maišymo santykis pagal svorį

yra 2,35:1,0. Maišymo laikas – 20 sek. Brinksta uždarame inde 10-15 min. Po presavimo kiuvetė suveržiama veržtuvu ir įkišama į šaltą vandenį. Per 45 min. vanduo užvirinamas iki 100°C ir dar verdama 30 min. Paskui vandenyje ataušinama.

Jeigu i-CAB plastmasė modeliuojama tiesiogiai ant karkaso, tai miltelių ir skysčio santykis svorio vienetais yra 2:1. Rekomenduojama pirmiausiai į indą įpilti monomero, paskui polimero miltelių. Maišymo laikas – 15-20 min., polimerizuojant “Ivomat” polimerizatoriuje, temperatūra – 110-120°C, slėgis – 5-6 barai, polimerizacijos laikas – 15-20 mmin. Rekomenduojama lėtai ataušinti. Modeliavimo metu žemesnė aplinkos temperatūra ir didesnis monomero kiekis prailgina modeliavimo laiką. Metalo konstrukcijai gruntuoti tinka EDA-03 ir Konalor gruntas.

Visuose plastmasės gaminiuose po polimerizacijos išlieka didesnio ar mažesnio laipsnio įtampa, kuri yra ryškiausia tose vietose, kur plastmasė susiliečia su kita medžiaga, pvz., metaliniu karkasu. Šie reiškiniai susidaro dėl nevienodo medžaigų linijinio ir tūrinio išsiplėtimo koeficiento šilumos metu. Labiausiai vidinė įtampa išryškėja ploniausiuose plastmasės sluoksniuose, kur gali susidaryti mikroįtrūkimai. Laikantis aušinimo režimo, šį reiškinį galima sumažinti.

Be to, vvisiems polimerams yra būdingas senėjimo procesas ir nedidelis depolimerizacijos reiškinys.

Pažeidžiant polimerizacijos režimą ir tkitus technologinius gamybos etapus, plastmasės strukūroje gali susidaryti 3-jų rūšių porėtumas: dujinis, suspaudimo ir granuliacinis.

Dujinis porėtumas išryškėja, kai monomeras išgaruoja besipolimerizuojančios plastmasės viduje, pvz., jei kiuvetė patalpinama įį verdantį vandenį. Dujinis porėtumas taip pat būna storuose plastmasės sluoksniuose, kai dėl egzoterminės reakcijos susidaro papildoma šiluma, kuri negali pasišalinti iš vidinio plastmasės sluoksnio.

Suspaudimo porėtumas susidaro dėl nepakankamos presavimo jėgos arba pačios plastmasės trūkumo.

Granuliacinis porėtumas išryškėja, kai brendimo metu pritrūksta monomero. Tai gali atsitikti, kai plastmasė brandinama nehermetiškame inde. Monomeras išgaruoja iš viršutinio suoksnio, o patekęs į plastmasės struktūrą jos paviršiuje sudaro “marmurinius” intarpus. Jeigu plastmasės gaminys porėtas, tai jį tenka perdaryti, kad polimerinė apdaila būtų geros kokybės ir estetiška.

Išvados

o Termopolimerai gali būti panaudojami neišimamų dantų protezų metalinių konstrukcijų apdailoje;

o Gausus termopolimerų pasirinkimas:

o Sinma-74;

o Sinma-M;

o Superpont;

o i-CAB.

o Kiekvienas iš šių termopolimerų turi atskirą naudojimo instrukciją;

o Nesilaikant medžiagai keliamų reikalavimų, galimos gamybinės nesekmės (pvz., porėtumas, mikroįtrūkimai).

Literatūra

o Stominfo, Kaunas, 2004/1