Основы стоматологического материаловедения

medwedi.ru

Основы

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ВТОРОЕ ИЗДАНИЕ Ричард ван Нурт Профессор отдела Восстановительной стоматологии Шеффилдского Университета, г. Шеффилд, Англия

Второе издание

М Mosby EDINBURGH

LONDON

NEW YORK

PHILADELPHIA

medwedi.ru

ST LOUIS

SYDNEY TORONTO

2002

УДК 616.314-77 Б Б К 56.68 Н90

MOSBY

© 1994 Times Mirror International Publishers Limited © 2002 Elsvier Science Limited. Все права защищены. Права Ричарда ван Нурта, являющегося автором данной работы, декларированы им в соответствии с законом об Авторских правах, Проектах и Патентов, 1988. Никакая часть этого издания не может быть воспроизведена, храниться в системах поиска или передаваться в любой форме или электронным, механическим, фотографическим, записывающим способом без предварительного разрешения издателя (Permissions Manager, Elsvier Science Limited, Robert Stevenson House, 1-3, Baxter's Place, Leich Walk, Edinbourgh EH1 3AF) или на основании лицензионного разрешения по ограничению копирования в Великобритании, установленного Агентством по защите авторских прав, 90, Tottenham Court Road, London WIT 4LP.

Первое издание в 1994 году Второе издание в 2002 году ISBN 0 7234 3215 5 (англ.) Зарегистрировано в Каталоге Британской Библиотеки в Разделе публикаций Номер каталога этой книги можно получить в Британской библиотеке Зарегистрировано в Каталоге Конгресса в Разделе Публикаций Номер каталога этой книги можно получить в Библиотеке Конгресса Примечание Медицинские знания постоянно обновляются. По мере поступления новой информации возникает необходимость изменения методов лечения, оборудования и использования лекарственных средств. Авторы и издатели позаботились о том, чтобы информация, представленная в этой книге, являлась достоверной и соответствовала бы современным данным. Вместе с тем, читателям рекомендуется убедиться, что информация, и особенно относящаяся к использованию медикаментов, соответствует современному законодательству и стандартам клинической практики.

© 2004 Перевод и права в РФ Инкоралрус Руководитель проекта Пахомов Г.Н. Научные редакторы Добровольский П.В. Гринева ТВ. Поюровская И.Я.

ISBN 5-9900267-1-4 (русс.) 2004 Издательство КМК-Инвест

Отпечатано в ГМП «Первая Образцовая типография». Тираж 2 000 экз. Заказ 564.

Издатель придерживается политики использования бумаги, производимой из дерева при устойчивом сохранении леса

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

7

Ричард ван Н у р т

7

К читателям

8

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ Основы стоматологического материаловедения

9

1.1

Биоматериалы, биосовместимость и биомеханика

11

1.2

Исторический ракурс

14

1.3

Атомное строение вещества

19

1.4

Структура к е р а м и к и

26

1.5

Структура металлов и сплавов

32

1.6

Структура п о л и м е р о в

39

1.7

Механические свойства

49

1.8

Физические свойства

57

1.9

Химические свойства

68

1.10

Принципы адгезии

75

ЧАСТЬ ВТОРАЯ Стоматологические материалы для клиники 2.1

Стоматологические амальгамы

2.2

Полимерные к о м п о з и т ы и м о д и ф и ц и р о в а н н ы е поликислотами полимерные к о м п о з и т ы

2.3

Стеклоиономерные цементы традиционные и стеклоиономерные цементы,

87 89

модифицированные полимерами

104 132

2.4

Промежуточные п л о м б и р о в о ч н ы е материалы

149

2.5

Адгезивы для э м а л и и д е н т и н а

157

2.6

Эндодонтические материалы

174

2.7

Оттискные м а т е р и а л ы

187

medwedi.ru

6

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ Основные конструкционные и вспомогательные материалы в ортопедической стоматологии

211

3.1

Гипс

213

3.2

П о л и м е р н ы е материалы для б а з и с о в с ъ е м н ы х з у б н ы х протезов

219

3.3

Л и т е й н ы е сплавы для металлических з у б н ы х протезов

231

3.4

Стоматологическая керамика

242

3.5

Металлокерамика

261

3.6

Материалы для ф и к с а ц и и

273

3.7

Н е р ж а в е ю щ а я сталь

297

ПРЕДИСЛОВИЕ

Профессор Ричард ван Нурт П р о ф е с с о р Р и ч а р д ван Нурт — руководитель Отдела

н и к «Основы стоматологического материаловедения»,

Стоматологической п о м о щ и взрослому населению

к о т о р ы й издается во второй раз. Выбор для перевода

Ш е ф ф и л д с к о г о Университета К л и н и ч е с к о й стомато­

этого и з д а н и я на русский я з ы к был не случайным. Де­

логии (Англия).

тальное о з н а к о м л е н и е с содержанием учебника убеди­

Образование получил в Суссекском Университете

ло группу научных редакторов в том, что

его автору

(Англия), специалист в области материаловедения и

удалось г а р м о н и ч н о и з л о ж и т ь о б ш и р н ы е д а н н ы е п о

биомедицинской и н ж е н е р и и . П о о к о н ч а н и и универси­

материаловедению в сжатой, но доступной ф о р м е для

тета прошел п о л н ы й курс постдипломного образова­

п о н и м а н и я читателя, не я в л я ю щ е г о с я с п е ц и а л и с т о м в

ния и с тех п о р н е и з м е н н о трудится в Ш е ф ф и л д с к о м

этой области. Ф у н д а м е н т а л ь н ы е п о л о ж е н и я учебника

Университете, п р о й д я путь от научного сотрудника до

базируются на л и ч н о м опыте автора, стремившегося

профессора и р у к о в о д и т е л я отдела.

увязать с л о ж н ы й состав, строение и ф у н к ц и ю матери­

Первые годы с в о е й п р о ф е с с и о н а л ь н о й научной

ала с к л и н и ч е с к о й потребностью в н е м и перспектива­

карьеры он п о с в я т и л разработке м а т е р и а л о в д л я изго­

ми долгосрочного и с п о л ь з о в а н и я . Автор убедительно

товления сердечных к л а п а н о в из с и л и к о н а и полиуре­

доказывает необходимость для студентов приобрете­

тана, а также в ы с в о б о ж д е н и ю л е к а р с т в е н н ы х средств

н и я з н а н и й п о стоматологическому материаловеде­

из силиконов и а к р и л о в ы х в о л о к о н .

н и ю . Он настаивает, что только врач-стоматолог (а не

Постепенно его н а у ч н ы й и н т е р е с п е р е к л ю ч а е т с я на создание и и с п о л ь з о в а н и е с т о м а т о л о г и ч е с к и х ма­ териалов, и с 1984 года этот предмет стал о с н о в н ы м объектом его и с с л е д о в а н и й по трем н а п р а в л е н и я м : а) разработка и н д и к а т о р о в д л я к л и н и ч е с к о й оцен­ ки свойств материалов, в к л ю ч а я их д и з а й н , изучение свойств и к л и н и ч е с к о е п о в е д е н и е ;

зубной техник) п о л н о с т ь ю ответственен за использо­ вание материалов п р и о к а з а н и и любого вида стомато­ л о г и ч е с к о й п о м о щ и и, поэтому, он должен владеть ос­ н о в а м и науки о стоматологических материалах и быть п о с т о я н н о осведомлен о н о в ы х разработках, использо­ вание которых определяет успех л е ч е н и я п а ц и е н т о в . П р и научном р е д а к т и р о в а н и и этой к н и г и возника­

б) биосовместимость стоматологических материа­

ли трудности терминологического порядка, которые

лов с акцентом на и с с л е д о в а н и я м е х а н и з м о в взаимо­

характерны для

действия керамических м а т е р и а л о в и о к р у ж а ю щ е й

я з ы к любого раздела стоматологии, в том числе и в

перевода с английского на русский

биологической среды. М н о г о л е т н и й труд о п о б о ч н о м

секторе м а т е р и а л о в е д е н и я .

влиянии стоматологических м а т е р и а л о в в н а с т о я щ е е

м н о г и е п р о б л е м ы подобного рода

время представлен в И н т е р н е т е (www.shef.ac.uk/pro-

о д н а к о н е к о т о р ы е из н и х находятся вне к о м п е т е н ц и и

ject/arrp) и имеет большое п р а к т и ч е с к о е з н а ч е н и е ;

редакторской группы и требуют дальнейшего рассмот­

П о мере в о з м о ж н о с т и б ы л и преодолены,

в) создание материалов с у л у ч ш е н н ы м и адгезив­

р е н и я . В цел о м, мы полагаем, что н а с т о я щ а я книга

ными свойствами. П р е д м е т о м и с с л е д о в а н и й автора

явится н а д е ж н ы м п о с о б и е м для студентов и врачей-

были связующие вещества, п р а й м е р ы д л я металлов и

стоматологов в п р и о б р е т е н и и и м и з н а н и и й , которые

другие бондинг системы, п р е д с т а в л я ю щ и е , к а к изве­

обеспечат им уверенность выбора и и с п о л ь з о в а н и я для

стно основу современного стоматологического мате­

л е ч е н и я и п р о т е з и р о в а н и я наиболее подходящих ма­

риаловедения.

териалов для к о н к р е т н о г о пациента.

Профессор Нурт автор около 200 научных работ, большинство которых о п у б л и к о в а н о в ведущих меж­ дународных журналах, и м о н о г р а ф и й по материалове­ дению. Один из наиболее з н а ч и м ы х его трудов — учеб­

medwedi.ru

Г.Н.Пахомов, профессор, руководитель редакторской

группы

ПРЕДИСЛОВИЕ

8

К читателям Материаловедение в с т о м а т о л о г и и - наука, к о т о р о й , к

О д н о й и з п р о б л е м п р е п о д а в а н и я б ы л о отсутствие

с о ж а л е н и ю , в Р о с с и и уделяется н е д о с т а т о ч н о внима­

хорошего с о в р е м е н н о г о учебника и л и учебного посо­

н и я . З а р у б е ж н ы й о п ы т п о д г о т о в к и стоматологов по­

б и я по с п е ц и а л ь н о с т и . М н о г и е , в том числе современ­

казывает, что этот предмет студенты н а ч и н а ю т изучать

н ы е и з д а н и я п о стоматологическому материаловеде­

уже на первых семестрах обучения в университете, с

н и ю , в ы п у щ е н н ы е в последнее в р е м я , п о с в я щ е н ы в

п о с л е д у ю щ и м и з у ч е н и е м к л и н и ч е с к и х аспектов мате­

о с н о в н о м , к л и н и ч е с к и м аспектам материаловедения

р и а л о в е д е н и я на с т а р ш и х курсах. Н и к т о и н и к о г д а не

и не могут быть и с п о л ь з о в а н ы к а к у ч е б н и к и л и посо­

что с т о м а т о л о г и ч е с к о е материаловеде­

бие по этому разделу с п е ц и а л ь н о с т и . Не спасает поло­

н и е , к а к п р и к л а д н а я наука, и з у ч а ю щ а я с т р о е н и е , сос­

ж е н и я и б о л ь ш о е количество п е р е в о д н ы х и з д а н и й ,

сомневался,

тав, х и м и ч е с к и е свойства и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к и е ха­

п о с в я щ е н н ы х п р о б л е м а м стоматологического мате­

р а к т е р и с т и к и стоматологических материалов играет

р и а л о в е д е н и я . К а к б ы х о р о ш о п е р е в о д ч и к н е знал

существенную р о л ь в подготовке грамотного специа­

и н о с т р а н н ы й я з ы к , о н н е может быть с п е ц и а л и с т о м -

листа. И м е н н о от з н а н и я свойств материалов, с кото­

стоматологом для того, ч т о б ы п р а в и л ь н о употреблять

р ы м и е ж е д н е в н о работает врач-стоматолог, зависит во

терминологию. Крайне важно при редактировании

м н о г о м качество л е ч е н и я . Актуальные а с п е к т ы мате­

перевода к н и г и п о с т о я н н о е соблюдение

р и а л о в е д е н и я , т а к и л и и н а ч е , р а с с м а т р и в а ю т с я и изу­

же т е р м и н о в и о б щ е п р и н я т ы х в стоматологии назва­

одних и тех

чаются на всех п р о ф и л ь н ы х стоматологических ка­

ний и понятий.

федрах, о д н а к о н а и б о л ь ш е е в н и м а н и е там уделяется вполне к о н к р е т н ы м в о п р о с а м той и л и и н о й специаль­ ности.

К н и г а , которую вы держите в руках,

— перевод

и н о с т р а н н о г о учебника одного из самых известных

С о з д а н н а я в 2000 году, п е р в а я в Р о с с и и к а ф е д р а

с п е ц и а л и с т о в материаловедов и о с о б е н н о с т ь ю этого

факультета

и з д а н и я я в л я е т с я т о , что р е д а к т о р с к и й к о л л е к т и в

М Г М С У и м . Н.А. С е м а ш к о , ставила перед с о б о й зада­

представлен и м е н н о теми специалистами-материало­

чи и з л о ж е н и я

ведами, которых о ч е н ь мало в стоматологии России.

материаловедения

стоматологического

п р о б л е м стоматологического материа­

л о в е д е н и я , а также в о п р о с о в с и с т е м н о г о п о р я д к а к

Они

изучению с п е ц и а л ь н о с т и , в к л ю ч а я н а з в а н и я материа­

также п р а в и л ь н о е и с п о л ь з о в а н и е т е р м и н о в и назва­

лов, их к л а с с и ф и к а ц и ю и другие. Эту задачу в п е р в ы е в

н и й . Н а д е ю с ь , что эта к н и г а сможет

стоматологическом ВУЗе удалось р е ш и т ь группе мате­

п о м о щ н и к о м студентам-стоматологам в изучении ма­

риаловедов п р а к т и к о в и научных р а б о т н и к о в , кото­

т е р и а л о в е д е н и я и стать учебным п о с о б и е м по этому

р ы е сумели организовать у ч е б н ы й п р о ц е с с в универ­

разделу с п е ц и а л ь н о с т и .

ситете.

Первыми

шагами

в

этой

области

стать х о р о ш и м

были

р а з р а б о т а н н ы е н а кафедре учебные п р о г р а м м ы п о курсу стоматологическое материаловедение.

смогли обеспечить аутентичность перевода, а

В.К. Леонтьев, академик

РАМН

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ основы

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В этом разделе дается характеристика взаимосвязи микроструктуры и свойств материалов. Для того чтобы понять, почему различные материалы обладают неодинаковыми свойствами, и каким образом эти свойства отражаются на использовании материалов, необходимо знать основы научного материаловедения. Настоящая книга не содержит рекомендаций по выбору лучшего материала. Однако она поможет врачам-стоматологам овладеть основами материаловедения, а также дать представления о тех свойствах материалов, которые в большей мере относятся к их клиническому применению. В данном разделе освещаются следующие вопросы: • Каковы особенности микроструктуры материалов? • Каким образом м о ж н о представить реакцию различных материалов при действии на них функциональных нагрузок?

medwedi.ru

Глава 1.1

БИОМАТЕРИАЛЫ, БИОСОВМЕСТИМОСТЬ И БИОМЕХАНИКА

БИОМАТЕРИАЛЫ

БИОСОВМЕСТИМОСТЬ

Стоматологические восстановительные материалы, о

П р и к о н т а к т е б и о м а т е р и а л о в с т к а н я м и и л и жид­

к о т о р ы х идет р е ч ь в э т о м у ч е б н и к е , п р е д с т а в л я ю т

к о с т я м и о р г а н и з м а м е ж д у н и м и всегда п р о и с х о д я т

специальную подгруппу так называемых

р а з л и ч н о г о р о д а в з а и м о д е й с т в и я . Э т и ф о р м ы взаи­

биоматери­

алов. Когда м а т е р и а л в в о д и т с я в о р г а н и з м ч е л о в е к а

модействия

и л и н а х о д и т с я в к о н т а к т е с н и м , его о б ы ч н о называ­

мости.

ют биоматериалом.

и

составляют

предмет

биосовмести­

Биоматериалом можно называть

Биосовмеситмым н а з ы в а е т с я материал, к о т о р ы й не

л ю б о й и с к у с с т в е н н ы й и л и н е ж и в о й м а т е р и а л , соз­

обладает о т р и ц а т е л ь н ы м действием на биологические

д а н н ы й д л я в з а и м о д е й с т в и я с б и о л о г и ч е с к и м и сис­

т к а н и . Важно п о м н и т ь , что в з а и м о д е й с т в и е между ма­

темами.

т е р и а л а м и и б и о л о г и ч е с к о й средой может проходить

Существует три о с н о в н ы е области п р и м е н е н и я би­ •

стоматологические

восстановительные

материа­

л ы , к к о т о р ы м о т н о с я т с я м е т а л л и ч е с к и е и компо­

териал. Б и о л о г и ч е с к а я р е а к ц и я м о ж е т р а з в и в а т ь с я в мес­

м и к а для н е с ъ е м н о г о п р о т е з и р о в а н и я и м а т е р и а л ы

те в в е д е н и я м а т е р и а л а и л и в о т д а л е н и и от него, т.е. и м е т ь с и с т е м н ы й х а р а к т е р . С и с т е м н о е в л и я н и е ма­

имплантаты, например внутричелюстные,

имп-

т е р и а л а и м е е т о с о б о е з н а ч е н и е , п о с к о л ь к у н е всегда может рассматриваться

лантаты ч е л ю с т н о - л и ц е в ы х суставов; •

в л и я н и ю биологических т к а н е й , а вто­

рое — когда на б и о л о г и ч е с к и е т к а н и воздействует ма­

з и т н ы е п л о м б и р о в о ч н ы е м а т е р и а л ы , а также кера­ для с ъ е м н ы х зубных протезов; •

по двум н а п р а в л е н и я м . О д н о из н и х — когда материал подвергается

оматериалов:

сердечно-сосудистые и м п л а н т а т ы ы , т а к и е к а к ка-

в

качестве

клинического

с и м п т о м а , с в я з а н н о г о с его и с п о л ь з о в а н и е м , напри­

тетры, п р о т е з ы к л а п а н о в сердца и сосудов, а также

м е р , р а з л и ч н о г о р о д а к о ж н ы е и л и р е в м а т о и д н ы е ре­

материалы д л я д и а л и з а и к и с л о р о д о н а с ы щ а ю щ и е

а к ц и и о р г а н и з м а . Т а к и е р е а к ц и и могут в о з н и к а т ь

мембраны.

к а к у п а ц и е н т о в , т а к и у с т о м а т о л о г и ч е с к о г о персо­ нала. Взаимодействие

В этой к н и г е речь будет идти т о л ь к о о стоматоло­ гических в о с с т а н о в и т е л ь н ы х

материалах.

Большая

между стоматологическим

вос­

с т а н о в и т е л ь н ы м материалом и биологической средой

часть к н и г и п о с в я щ е н а двум в а ж н е й ш и м а с п е к т а м их

может п р о я в л я т ь с я в виде:

применения: их составу и х а р а к т е р н ы м свойствам.

•

п о с л е о п е р а ц и о н н о й чувствительности;

При этом будет также уделяться в н и м а н и е в о п р о с а м

•

признаков проявления токсичности;

биосовместимости и б и о м е х а н и к и м а т е р и а л о в п р и их

•

к о р р о з и и материала;

биологическом п р и м е н е н и и .

•

гиперчувствительности/аллергии.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

12

Послеоперационная

чувствительность — это

э т о й п р и ч и н е в р а з л и ч н ы х странах в п о с л е д н и е годы

местная реакция на восстановительное лечение.

слышны

О н а ч а с т о с в я з а н а с п р и м е н е н и е м н е к о т о р ы х плом­

амальгамы.

бировочных

могут

запрещению

использования

вызвать

И з в ы ш е с к а з а н н о г о м о ж н о заключить, что врачустоматологу н е о б х о д и м о и м е т ь п р о ч н ы е з н а н и я о сос­

в а в ш у ю п о с л е л е ч е б н ы х п р о ц е д у р . О д н о в р е м я счи­

таве и х и м и ч е с к и х свойствах материалов, к о т о р ы е о н и

т а л о с ь , ч т о п р и ч и н о й р а з д р а ж е н и я п у л ь п ы являют­

используют в к л и н и к е , и о в о з м о ж н ы х механизмах

исключительно

которые

к

н е б л а г о п р и я т н у ю р е а к ц и ю п у л ь п ы зуба, последо­

ся

материалов,

призывы

пломбировочные

материалы.

Однако в н а с т о я щ е е время достоверно известно, что

в з а и м о д е й с т в и я этих материалов с т к а н я м и п о л о с т и рта.

п р о н и к н о в е н и е и н ф е к ц и и в пространство между п л о м б о й и т к а н я м и зуба м о ж е т п р и в о д и т ь к воспа­ лению пульпы.

В т о м случае, е с л и врачу удается

о б е с п е ч и т ь г е р м е т и ч н о е з а к р ы т и е к а р и о з н о й по­ лости

с

помощью

пломбировочного

материала,

раздражения пульпы, к а к правило, не происходит. Поэтому профилактика проникновения бактерий в обработанную кариозную полость рассматривается как один из в а ж н е й ш и х ф а к т о р о в п р и использова­ н и и а д г е з и в н ы х п л о м б и р о в о ч н ы х м а т е р и а л о в . Од­

Клиническое значение В конечном итоге врачи-стоматологи несут полную ответственность за использование материалов при лечении своих пациентов. Они обязаны знать их состав и понимать какую реакцию может вызывать тот или иной биоматериал.

н а к о р а з д р а ж е н и е п у л ь п ы могут в ы з ы в а т ь токсичес­ кие

вещества,

содержащиеся в

пломбировочных

материалах.

БИОМЕХАНИКА

Н е к о т о р ы е м а т е р и а л ы обладают п о л о ж и т е л ь н ы м воздействием на ткани пульпы, например, гидроксид

К а к и з в е с т н о , п р о б л е м а б и о с о в м е с т и м о с т и матери­

к а л ь ц и я , с т и м у л и р у ю щ и й о б р а з о в а н и е п у л ь п о й вто­

алов с в я з а н а с р а з л и ч н ы м и а с п е к т а м и б е з о п а с н о с т и

р и ч н о г о д е н т и н а . Э т и м п о д ч е р к и в а е т с я , что биомате­

их и с п о л ь з о в а н и я , ч т о з а в и с и т от х а р а к т е р а их взаи­

р и а л ы д о л ж н ы быть н е т о л ь к о и н е р т н ы м и п о отноше­

м о д е й с т в и и с т к а н я м и о р г а н и з м а . О д н а к о существу­

н и ю к б и о л о г и ч е с к и м т к а н я м , но и с т и м у л и р о в а т ь их

ет г р о м а д н о е ч и с л о других ф а к т о р о в , к о т о р ы е могут

жизненные функции.

оказывать отрицательное влияние на эффектив­

К о р р о з и я р а с с м а т р и в а е т с я к а к нежелательная ре­

н о с т ь и с п о л ь з о в а н и я в о с с т а н о в и т е л ь н ы х материа­

а к ц и я между б и о л о г и ч е с к о й средой и биоматериала­

л о в . В э т о й с в я з и , н е о б х о д и м о з н а т ь , н а с к о л ь к о ус­

м и . Н а и б о л е е и з в е с т н о й и з таких р е а к ц и й я в л я е т с я

тойчивы окажутся материалы при воздействии сил,

к о р р о з и я амальгамовых п л о м б . О н а вызывает измене­

в о з н и к а ю щ и х п р и акте ж е в а н и я и о к к л ю з и и , п р и

ние цвета т к а н е й зуба и может быть п р и ч и н о й разру­

усадке м а т е р и а л а в п р о ц е с с е п о л и м е р и з а ц и и , и л и

ш е н и я краевых участков п л о м б ы . К о м п о з и т н ы е мате­

р а с ш и р е н и и и сжатии материала при термических

риалы

в о з д е й с т в и я х . В результате д л и т е л ь н о г о в о з д е й с т в и я

нередко

изменяют

цвет под воздействием

среды п о л о с т и рта, что п р и в о д и т к н е о б х о д и м о с т и за­

б и о л о г и ч е с к о й с р е д ы п о л о с т и рта на н е к о т о р ы е ма­

мены неэстетичных пломб. До настоящего времени

т е р и а л ы в н и х м о ж е т в о з н и к н у т ь к о р р о з и я и л и про­

остается п р о б л е м о й к о р р о з и й н о е воздействие биоло­

и з о й д е т з н а ч и т е л ь н а я а б с о р б ц и я ( п о г л о щ е н и е ) ро­

гических т к а н е й на л и т ы е к о н с т р у к ц и и съемных и

товой жидкости.

н е с ъ е м н ы х протезов, изготавливаемых из р а з л и ч н ы х

В этой связи ф у н к ц и о н а л ь н ы е свойства п л о м б и

сплавов. М а т е р и а л ы , п о д в е р г а ю щ и е с я к о р р о з и и в по­

зубных протезов зависят не т о л ь к о от свойств исполь­

л о с т и рта, в ы д е л я ю т в б о л ь ш о м количестве вредные

зуемых д л я их и з г о т о в л е н и я м а т е р и а л о в ,

вещества, к о т о р ы е могут в ы з ы в а т ь у п а ц и е н т о в раз­

к о н с т р у к ц и и , в ы б р а н н о й для восстановительного ле­

л и ч н ы е о с л о ж н е н и я м е с т н о г о и л и с и с т е м н о г о харак­

чения.

тера.

но и от

П о в е д е н и е материалов в реальных к о н с т р у к ц и я х

У ряда п а ц и е н т о в могут в о з н и к а т ь аллергические

изучает механика. И н ж е н е р ы руководствуются прин­

р е а к ц и и и л и р е а к ц и и гиперчувствительности, даже

ц и п а м и м е х а н и к и при строительстве зданий, мостов и

п р и воздействии н е б о л ь ш и х к о н ц е н т р а ц и й металлов,

всех других сооружений. Н а п р и м е р , зная свойства ма­

таких к а к ртуть, н и к е л ь и кобальт, в ы д е л я ю щ и х с я в

териала и к о н с т р у к ц и ю н е с у щ е й

результате к о р р о з и о н н ы х п р о ц е с с о в . В э т о й с в я з и , в

считать, какую нагрузку о н а сможет выдержать.

к л и н и ч е с к о й п р а к т и к е н е о б х о д и м о п р и м е н я т ь наибо­

добным

лее к о р р о з и о н н о с т о й к и е м а т е р и а л ы .

способом

балки, м о ж н о рас­

рассчитывается

По­

прочность

м н о г о п р о л е т н ы х подвесных мостов, которые не раз­

Х о р о ш о и з в е с т н о , что ртуть обладает в ы с о к о й ток­ сичностью при определенных концентрациях.

По

р у ш и л и с ь б ы под в л и я н и е м и н т е н с и в н о г о д в и ж е н и я транспорта.

medwedi.ru

БИОМАТЕРИАЛЫ, БИОСОВМЕСТИМОСТЬ И БИОМЕХАНИКА

М е х а н и к у п р и м е н и т е л ь н о к б и о м а т е р и а л а м назы­ вают биомеханикой. По с в о е й сути б и о м е х а н и к а — это

13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

применение инженерных п р и н ц и п о в к человеческому Основной целью

телу. С т о м а т о л о г и ч е с к и м п р и м е р о м н е о б х о д и м о с т и ис­

восстановительной

стоматологии

является правильное планирование,

исключающее

п о л ь з о в а н и я п р и н ц и п о в б и о м е х а н и к и я в л я е т с я пре­

н е б л а г о п р и я т н ы й исход л е ч е н и я и п р о т е з и р о в а н и я

дупреждение р а з р у ш е н и я п л о м б и р а з л и ч н о г о вида

зубов. О д н а к о следует иметь в виду, что отрицатель­

зубных протезов. Э т о о т н о с и т с я и к а м а л ь г а м о в ы м

н ы е результаты л е ч е н и я могут п р о я в л я т ь с я ш и р о к и м

п л о м б а м . Ч е т к о е о п р е д е л е н и е н е д о с т а т к о в восстано­

с п е к т р о м неудач. Я р к и м п р и м е р о м этого я в л я е т с я не­

вительного материала, и к а к и м о б р а з о м эти недостат­

э с т е т и ч н ы й вид п л о м б ы , что наблюдается п р и изме­

к и могут о п р е д е л я т ь ф о р м у п р е п а р и р о в а н н о й полос­

н е н и и цвета к о м п о з и т н о г о материала из-за его хими­

ти,

ческой

во

многих

случаях

поможет

предупредить

нестабильности в условиях биологической

н е б л а г о п о л у ч н ы е исходы п л о м б и р о в а н и я зубов. От­

среды. М а т е р и а л м о ж е т нуждаться в замене из-за того,

кол

металлокерамического

что о н вызывает аллергические р е а к ц и и и л и с и л ь н о

протеза н е р е д к о с в я з а н с н е п р а в и л ь н ы м определени­

к о р р о д и р о в а н . Э т и ф а к т о р ы о т н о с я т с я к биосовмес­

ем о к к л ю з и и , п р и в о д я щ и м к перегрузке в месте поя­

тимости

в и в ш е г о с я д е ф е к т а протеза, и п о д о б н о г о рода ослож­

оказаться недостаточно м е х а н и ч е с к и п р о ч н ы м и , что

нений

приведет к р а з р у ш е н и ю и л и с и л ь н о м у износу п л о м б ы

керамического

можно

участка

избежать

путем

правильного

или

к о н с т р у и р о в а н и я протеза. Д р у г и м п р и м е р о м м о ж е т служить р а з р у ш е н и е ад­ г е з и о н н о г о с о е д и н е н и я между п л о м б о й и зубом, кото­ рое м о ж е т в о з н и к н у т ь из-за таких с в о й с т в восстано­ вительного

материала,

как

усадка

при

его

материалов.

протеза;

это

Восстановления

может

быть

зубов могут

связано

б о р о м в о с с т а н о в и т е л ь н о г о материала, свойства кото­ применения. Таким о б р а з о м , успех л е ч е н и я и п р о т е з и р о в а н и я

ш е н н ы х н а п р я ж е н и й н а г р а н и ц е раздела пломба-зуб.

зубов зависит от следующих обстоятельств:

Недолговечность ф и к с а ц и и полимерными цементами

•

м о с т о в и д н ы х п р о т е з о в м о ж е т в о з н и к н у т ь из-за непра­ в и л ь н о й к о н с т р у к ц и и протеза, не с п о с о б н о й выдер­ никшую

проблему

не

удастся

устранить

просто

п о в т о р н ы м ц е м е н т и р о в а н и е м протеза.

п р а в и л ь н о г о в ы б о р а материалов, о с н о в а н н о г о на з н а н и и их свойств;

• •

о п т и м а л ь н о й к о н с т р у к ц и и зубного протеза; з н а н и и м е х а н и з м о в в з а и м о д е й с т в и я восстанови­ тельного материала с б и о л о г и ч е с к о й средой. Все э т и а с п е к т ы б и о с о в м е с т и м о с т и и биомехани­

П р и с о п р и к о с н о в е н и и двух п о в е р х н о с т е й о д н а и з них вызывает и с т и р а н и е м а т е р и а л а

плохой

рого не соответствуют у с л о в и я м его к л и н и ч е с к о г о

п о л и м е р и з а ц и и , п р и в о д я щ а я к в о з н и к н о в е н и ю повы­

жать ф у н к ц и о н а л ь н ы е н а г р у з к и . В э т о м случае воз­

с

к о н с т р у к ц и е й в о с с т а н о в л е н и я и л и н е п р а в и л ь н ы м вы­

другой поверх­

ки будут о с в е щ е н ы в с о о т в е т с т в у ю щ и х главах учеб­ ника.

ности. Этот п р о ц е с с и с т и р а н и я , износа, представляет собой б о л ь ш у ю п р о б л е м у д л я к о м п о з и т н ы х материа­ лов. О с н о в н о е в л и я н и е н а и з н о с о к а з ы в а е т приложен­ ная к э т о й паре м а т е р и а л о в нагрузка. В а ж н о знать, к а к

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

эта нагрузка м о ж е т р а з р у ш а т ь материал. К о н с т р у к ц и я в о с с т а н о в л е н и я в т а к о м случае д о л ж н а в ы б и р а т ь с я с

Branski J B , Puleo DA, N a n c i A (2000) Biomaterials and

таким расчетом, чтобы в л и я н и е н а г р у з к и б ы л о мини­

biomechanics of oral and maxillo-facial implants: cur­

м и з и р о в а н о , а материал д о л ж е н б ы т ь м а к с и м а л ь н о из­

rent status and future developments. Int J Oral Max-

носостойким. И м е н н о т а к и е в и д ы в з а и м о д е й с т в и я между свой­

illofac Implants 15: 15 Esquivel-Upshaw JF, Anusavice KJ (2000) Ceramic design

ствами м а т е р и а л а м и , к о н с т р у к ц и е й в о с с т а н о в л е н и й и

concepts based on stress distribution analysis. C o m -

биологической с р е д о й я в л я ю т с я п р е д м е т о м биомеха­

pend C o n t i n Educ D e n t 21: 649

ники.

Smith DC (1982) T h e biocompatibility of dental materials. In: Smith D C , Williams DF (eds) Biocompatibility of

Клиническое значение

dental materials, vol 1, ch 1. C R C Press, Boca Raton Waters NE (1992) D e n t a l biomechanics and the dental curriculum. J Dent 20: 195-198

Важно, чтобы практикующий врач-стоматолог умел определять причину неудачного восстановления зубов, вызвано ли оно недостатками материала или неправильной конструкцией.

Глава 1 . 2

ИСТОРИЧЕСКИЙ РАКУРС

ВВЕДЕНИЕ

со в р е м е н е м б ы л о утеряно, этруски о с т а в и л и в насле­ дство д а н н ы е о в ы с о к о м качестве с т о м а т о л о г и и свое­ го в р е м е н и .

М н о г и е полагают, что плохое с о с т о я н и е п о л о с т и рта

Н а р о д этрусков п р и ш е л из Б л и ж н е г о Востока и

это н е и з б е ж н а я п р о б л е м а н а ш е й с о в р е м е н н о с т и , ко­

п о с е л и л с я на т е р р и т о р и и И т а л и и . Этруски б ы л и пред­

торая порождается м н о г и м и , хотя и п р и я т н ы м и , по­

ш е с т в е н н и к а м и р и м л я н , оказав на них б о л ь ш о е влия­

р о к а м и . П и т а н и е ч е л о в е к а у ш е д ш и х столетий состав­

н и е и з а л о ж и в о с н о в ы Р и м с к о й и м п е р и и . Этруски

ляло с ы р о е м я с о и рыба, р ж а н о й хлеб и орехи, и эта

п р о с л а в и л и с ь с в о и м в ы с о ч а й ш и м мастерством.

п и щ а б ы л а н а м н о г о п о л е з н е е для зубов, чем продукты

у м е н и е н а ш л о п р и м е н е н и е и в стоматологии. По фор­

Их

п и т а н и я с о в р е м е н н о г о человека, п р о х о д я щ и е кули­

ме зубов, и з у ч е н н ы х и м и на трупах, о н и изготавлива­

нарную обработку и, м н о г и е , из к о т о р ы х содержат

ли и с к у с с т в е н н ы е зубы из золота для п р о т е з и р о в а н и я .

большие количества сахара. О д н а к о в п р о ш л о м про­

Золото обладает х о р о ш и м и э с т е т и ч е с к и м и качества­

дукты п и т а н и я столь т щ а т е л ь н о не м ы л и , к а к это де­

м и , и, к а к о д и н из наиболее ковких металлов, было

лается сейчас и, следовательно, о н и содержали боль­

д о с т у п н ы м этрускам для изготовления р а з л и ч н ы х из­

шое количество п е с к а , м е л к и х к а м е ш к о в , с к о р л у п ы ,

делий.

которые в ы з ы в а л и п о в ы ш е н н у ю и с т и р а е м о с т ь зубов. З а щ и т н ы й с л о й э м а л и зуба с р а в н и т е л ь н о т о н к и й , а дентин после его и с ч е з н о в е н и я б ы с т р о стачивался. В к о н е ч н о м итоге т р а в м и р о в а л а с ь пульпа зуба, в нее по­ падали бактерии, в ы з ы в а я в о с п а л е н и е , п р и в о д я щ е е в д а л ь н е й ш е м , к абсцессам, и этот п р о ц е с с продолжал­ ся до тех п о р , п о к а не удалялся п р и ч и н н ы й зуб. Э т о представляло для человечества о г р о м н у ю проблему, мы возвратимся к н е й н е с к о л ь к о позднее.

П о всей в и д и м о с т и р и м л я н е унаследовали интерес к с в о и м зубам, о ч е м свидетельствует о д и н из их зако­ н о в Д в е н а д ц а т и Таблиц, к о т о р ы й гласил: «виновник потери зуба у свободного

И даже р а б ы и м п е р и и б ы л и з а щ и щ е н ы э т и м зако­ н о м , но ш т р а ф в этом случае составлял 100 асе. Одна­ ко в е щ е с т в е н н ы х доказательств об и з г о т о в л е н и и ис­ кусственных

Таким образом, р а з р у ш е н и е зубов не я в л я е т с я но­

человека будет

наказан штрафом в 300 асе *»

зубов

в

Римской

империи

не

сохранилось, а существуют л и ш ь п и с ь м е н н ы е упоми­

вой проблемой, и о н а существовала со в р е м е н , сохра­

н а н и я об этом ф а к т е . Так Horace (65 лет до н о в о й эры)

нившихся в человеческой п а м я т и .

п и с а л : «колдуньи бежали н а с т о л ь к о быстро, что одна из них п о т е р я л а свои зубы». В более п о з д н и е времена

ЭТРУСКИ ( 1 0 0 0 - 6 0 0 до н.э.)

существовали у п о м и н а н и я об искусственных зубах из дерева и с л о н о в о й к о с т и .

Наиболее р а н н и е у п о м и н а н и я о л е ч е н и и болезней зу­ бов встречаются задолго до н а ш е й э р ы . И хотя многое

* древнеримская медная монета.

medwedi.ru

ИСТОРИЧЕСКИЙ РАКУРС

15

СРЕДНИЕ ВЕКА

м е щ а л свои п р о т е з ы в сосуд с водой, для устранения

М а л о и з в е с т н о , что п р о и с х о д и л о с зубоврачеванием

ф а р ф о р д л я и з г о т о в л е н и я и с к у с с т в е н н ы х зубов вмес­

до XVI столетия, и п о - в и д и м о м у

этот п е р и о д следует

то зубов т р у п о в , м о т и в и р у я тем обстоятельством, что

считать «темным в р е м е н е м для стоматологии». М ы

ф а р ф о р более э с т е т и ч е н , с его п о м о щ ь ю м о ж н о под­

плохого привкуса и запаха протеза. В 1728 году P.Fauchard п р е д л о ж и л использовать

о б я з а н ы в этот п е р и о д п о к р о в и т е л ь н и ц е б о л е з н е й зу­

б и р а т ь с о о т в е т с т в у ю щ и й цвет, и он более г и г и е н и ч е н

бов С в я т о й А п о л о н и и . Ее заставляли говорить без­

по с р а в н е н и ю с т р у п н ы м м а т е р и а л о м .

б о ж н ы е слова п о д угрозой вырвать п е р е д н и е зубы и л и

ф а р ф о р а в Е в р о п е стало в о з м о ж н ы м благодаря тому,

быть с о ж ж е н н о й н а костре. О н а избрала с о ж ж е н и е !

что с е к р е т его и з г о т о в л е н и я был п е р е д а н французс­

Это представило о п р е д е л е н н у ю проблему для ц е р к в и ,

к и м с в я щ е н н и к о м о т ц о м d ' E n t r e c o l l e , к о т о р ы й про­

Внедрение

поскольку самоубийство было запрещено, но д а н н ы й

вел н е с к о л ь к о лет в К и т а е . О д н а к о м ы д о л ж н ы б ы л и

случай о т н е с л и к воле божьей.

ждать

И м е ю т с я отдельные у п о м и н а н и я в этот период о том, что зубная боль была весьма распространен­ н ы м с т р а д а н и е м с р е д и б о л ь ш о г о ч и с л а л ю д е й . Су­

1744 года,

когда другой ф р а н ц у з по и м е н и

D u c h a t e n д о б и л с я п р е д о т в р а щ е н и я усадки ф а р ф о р а п р и его обжиге и и з г о т о в и л п е р в ы й ф а р ф о р о в ы й протез.

ществуют д а н н ы е о том, что королева Елизавета I прикрывала свое л и ц о платком, п р и н и м а я знатных персон.

К о р о л ь Луиз XIV также часто и сильно

ВИКТОРИАНСКИЙ ВЕК

страдал о т з у б н о й б о л и в м о м е н т п р и н я т и я в а ж н ы х г о с у д а р с т в е н н ы х р е ш е н и й , т а к и х к а к о т м е н а изве­

В и к т о р и а н е к р а й н е н е о д о б р и т е л ь н о о т н о с и л и с ь к но­

с т н о г о Указа ( в 1642г). В о з м о ж н о э т о в л и я л о н а его

ш е н и ю зубных п р о т е з о в и, прежде всего потому, что

решения.

о н и б ы л и с о в е р ш е н н о н е п р и г о д н ы для пережевыва­ н и я п и щ и . Тем не м е н е е , богатыми л ю д ь м и искус­ с т в е н н ы е зубы и с п о л ь з о в а л и с ь д о в о л ь н о часто. Одна­

ПЕРВЫЕ ЗУБНЫЕ ПРОТЕЗЫ (XVIII СТОЛЕТИЕ)

ко тот, факт, что искусственные зубы б ы л и абсолютно н е п р и г о д н ы д л я их о с н о в н о й ф у н к ц и и , в сочетании со стыдливостью в и к т о р и а н ц е в , способствовал появле­ н и ю у н и х п р и в ы ч к и п р и н и м а т ь п и щ у в спальне до то­ го к а к идти на з в а н ы й ужин, чтобы там за столом не

В XVIII с т о л е т и и стало в о з м о ж н ы м изготовлять моде­ ли челюстей из воска. Э т и м о д е л и и с п о л ь з о в а л и с ь в качестве ш а б л о н о в , по к о т о р ы м г р а в и р о в а л и с ь

случилось в о з м о ж н о е несчастье. XIX столетие о з н а м е н о в а н о ц е л ы м р я д о м откры­

про­

тий, к о т о р ы е и м е л и о г р о м н о е з н а ч е н и е для л е ч е н и я

тезы н е о б х о д и м о й ф о р м ы из с л о н о в о й к о с т и . В к о н ц е

з а б о л е в а н и й зубов. Первое из н и х было сделано в 1800

этого столетия м н о г и е мастера н а ч а л и гравировать от­

году д а н т и с т о м по и м е н и James Gardette из Филадель­

дельные зубы из с л о н о в о й к о с т и , но п р и б р е с т и их

ф и и . О н выгравировал п о л н ы е протезы для о д н о й

могли л и ш ь с о с т о я т е л ь н ы е л и ц а .

своей п а ц и е н т к и и п р и н е с их к н е й на до м (в те време­

Базис п р о т е з о в н и ж н е й ч е л ю с т и изготавливался из

на б ы л о п р и н я т о сдавать работы на дому), п о о б е щ а в ,

слоновой к о с т и , в к о т о р о м у к р е п л я л и с ь зубы, взятые

что через некоторое в р е м я он изготовит и п р и н е с е т ей

у трупов. Такие п р о т е з ы х о р о ш о ф у н к ц и о н и р о в а л и

п р у ж и н к и , т а к к а к у него не б ы л о в р е м е н и их сделать

особенно п р и у т я ж е л е н и и их н е б о л ь ш и м к о л и ч е с т в о м

сразу. П р и д я к п а ц и е н т к е позже с г о т о в ы м и пружин­

свинца.

Б о л ь ш у ю трудность п р е д с т а в л я л и протезы

к а м и , он п о п р о с и л вернуть ему протезы для их фикса­

верхней челюсти, так к а к о н и б ы л и т я ж е л ы и не соот­

ц и и . О д н а к о был изумлен, увидев, что о н а пользуется

ветствовали рельефу ее п о в е р х н о с т и . Д л я преодоле­

его п р о т е з а м и и не нуждается в д о п о л н и т е л ь н ы х прис­

ния этих т р у д н о с т е й и с п о л ь з о в а л и с ь п р у ж и н к и и

п о с о б л е н и я х . П а ц и е н т к а с о о б щ и л а ему, что поначалу

крючки, с о е д и н я ю щ и е обе челюсти, для того чтобы

о н а чувствовала д и с к о м ф о р т , но п о с т е п е н н о привык­

верхняя челюсть всегда и с п ы т ы в а л а силу, прижимаю­

ла к протезам.

щую ее к небу. О д н а к о , к а к м о ж н о себе представить,

П р и осмотре протезов он сразу заметил, что проте­

такая к онстр у к ц ия была с л и ш к о м г р о м о з д к о й и о ч е н ь

зы п л о т н о прилегали к с л и з и с т о й оболочке челюстей

тяжелой.

за счет к о м б и н а ц и и п р и с а с ы в а ю щ е г о э ф ф е к т а в ре­

Вполне о ч е в и д н о , что и с п о л ь з о в а н и е т р у п н ы х зу­

зультате р а з н и ц ы между а т м о с ф е р н ы м давлением и

бов было не г и г и е н и ч н о . С л о н о в а я кость я в л я е т с я по­

о б р а з о в а н н о й ж и д к о с т н о й п л е н к и , а также благодаря

ристым материалом и п о э т о м у служила и д е а л ь н ы м

силе п о в е р х н о с т н о г о н а т я ж е н и я ж и д к о с т и . П р о ч н а я

субстратом для с к о п л е н и я в н е й б а к т е р и й . И м е ю т с я

ф и к с а ц и я протезов была достигнута благодаря точно­

данные о том, что Д ж о р д ж В а ш и н г т о н регулярно по­

му соответствию их рельефа поверхности подлежащих

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

16

т к а н е й п о л о с т и рта. К с о ж а л е н и ю , эта п р о б л е м а суще­

п р е в ы ш а л а 2$. П о л о ж е н и е и з м е н и л о с ь т о л ь к о тогда,

ствует и п о н ы н е , и мы к н е й в о з в р а т и м с я н е с к о л ь к о

когда и с т е к с р о к д е й с т в и я патента в 1881 г., и д е ш е в ы е

позже.

протезы

В те времена удаление зубов представляло с о б о й

стали д о с т у п н ы д л я б о л ь ш и н с т в а л ю д е й ,

нуждавшихся в них.

огромную проблему, п о с к о л ь к у тогда еще не существо­

В н а ш е в р е м я вулканит б ы л з а м е н е н на а к р и л о в ы е

вало обезболивающих средств. С и т у а ц и я в к о р н е изме­

п л а с т м а с с ы , к о т о р ы е п о я в и л и с ь с о т к р ы т и е м синте­

нилась в 1844 году, когда с о о б р а з и т е л ь н ы й м о л о д о й

т и ч е с к и х п о л и м е р о в , и в п е р в ы е б ы л и с о з д а н ы в пери­

дантист (Horace Wells) открыл а н е с т е з и р у ю щ и й эф­

од между двумя м и р о в ы м и в о й н а м и . И в о с к также за­

фект з а к и с и азота, более ш и р о к о известного под наз­

менили

ванием веселящего газа. Однажды на о д н о й в е ч е р и н к е

качество к о т о р ы х б ы л о н а м н о г о в ы ш е , чем у воска.

многообразные

оттискные

материалы,

он обнаружил на с а м о м себе удивительное действие

Все это п о з в о л и л о получить о ч е н ь т о ч н о е п р и л е г а н и е

этого газа. О д и н из его друзей под в л и я н и е м веселяще­

и хорошую ф и к с а ц и ю зубных протезов.

го газа стал о ч е н ь агрессивен, с кем-то п о с с о р и в ш и с ь , споткнулся и с и л ь н о у ш и б ногу. Он не почувствовал н и к а к о й боли и даже не заметил с и л ь н о г о кровотече­

СОХРАНЕНИЕ ЗУБОВ

н и я из р а н ы до тех п о р , п о к а Wells не обратил его вни­ м а н и е на это. Wells сразу п о н я л свое о т к р ы т и е и на сле­ д у ю щ и й д е н ь сам себе удалил без боли зуб после воздействия веселящего газа. В результате этого м н о г о п а ц и е н т о в , страдавших от зубной боли и з б а в и л и с ь от

Е с л и 19 в е к был в р е м е н е м , когда б о л ь н ы е зубы удаля­ л и , то 20 век следует рассматривать к а к в р е м я , когда стоматологи с т р е м и л и с ь сохранить зубы. Н а п р и м е р , в 1938 г. 60% стоматологического л е ч е н и я заключалось

ранее н е п р е о д о л и м о г о недуга, благодаря з а к и с и азота.

в о б е с п е ч е н и и п а ц и е н т о в з у б н ы м и протезами, но уже

К с о ж а л е н и ю , с а м Wells не с м о г увидеть п л о д ы

к 1976 г. этот вид п о м о щ и составлял т о л ь к о 7%, а все

своего о т к р ы т и я . Ч е р е з три года о н п о к о н ч и л ж и з н ь

остальное составляли л е ч е б н ы е процедуры, направ­

с а м о у б и й с т в о м , став ж е р т в о й п р и в ы к а н и я к хлоро­

л е н н ы е на с о х р а н е н и е зубов.

форму. Но впоследствии, благодаря о т к р ы т и ю Wells,

К о н е ч н о , сама идея с о х р а н е н и я , а не удаления, по­

удаление зубов м н о г и м л ю д я м б ы л о п р о в е д е н о безбо­

р а ж е н н о г о зуба не была н о в о й . Уже в 11 веке Rhazes

лезненно.

предлагал з а п о л н я т ь п о л о с т и в зубе с м е с ь ю к в а с ц о в ,

В тот ж е п е р и о д в р е м е н и о ч е н ь н е м н о г и е м о г л и

з е м л я н о й м а с т и к и и меда. Ambrose Pare (1562г.) пред­

п о з в о л и т ь себе и м е т ь з у б н ы е п р о т е з ы и з ж е л е з а и л и

л о ж и л п р и м е н я т ь гвоздичное масло, ч т о б ы облегчать

фарфора, которые изготавливали вырезанием или

зубную боль, a Giovanni deVigo (1460-1520 гг.) предла­

П о з д н е е б ы л и р а з р а б о т а н ы другие

гал с п о м о щ ь ю л ис т о вог о золота п л о м б и р о в а т ь полос­

способы изготовления протезов, благодаря которым

ти в зубах. Pierre Fauchard (1728 г.), к о т о р ы й признает­

открылась

ся

вытачиванием.

возможность получать точные

оттиски

т к а н е й п о л о с т и рта; и тогда ж е л е з о б ы л о з а м е н е н о

многими

основоположником

стоматологии,

п о л о ж и л начало м н о г и м ее разделам, включая хирур­

на золото, которое штамповали на модели, чтобы

гические и о р т о п е д и ч е с к и е виды п о м о щ и , он предло­

п о л у ч и т ь т о н к у ю п л а с т и н к у . Б ы л о о ч е н ь т р у д н о ук­

ж и л п р и м е н я т ь с в и н е ц , олово и золото в качестве ма­

репить искусственные зубы на такой п л а с т и н к е ,

териалов д л я п л о м б и р о в а н и я .

процесс изготовления протеза становился трудоемким и длительным,

весьма

О д н а к о оставался ц е л ы й ряд серьезных пробелов в

а сами протезы были

з н а н и и зубочелюстной с и с т е м ы , к о т о р ы е сдерживали

чрезвычайно дороги.

развитие стоматологии. К н и м о т н о с и л о с ь непонима­

П о л о ж е н и е р е з к о и з м е н и л о с ь после и з о б р е т е н и я

н и е п р и ч и н в о з н и к н о в е н и я р а з р у ш е н и я т к а н е й зуба,

Charles G o o d y e a r ( п р и б л и з и т е л ь н о в 1850 г.) п р о ц е с с а

к о т о р о е , к а к д у м а л и тогда, в о з н и к а е т от «злого духа»,

в у л к а н и з а ц и и каучука. С о г л а с н о этому и з о б р е т е н и ю

овладевшего зубом. Н е к о т о р ы е полагали, что это ре­

каучук в у л к а н и з о в а л с я в присутствии с е р ы и получал­

зультат д е й с т в и я особого рода червя и предлагали раз­

ся материал, н а з в а н н ы й в у л к а н и т о м . Этот материал

л и ч н ы е н а с т о й к и , д о в о л ь н о отвратительного вкуса, с

был не только д е ш е в , но и о ч е н ь л е г о к в работе; его

целью его у н и ч т о ж е н и я .

было н е с л о ж н о ф о р м о в а т ь , чтобы о б е с п е ч и т ь хоро­

П е р в ы е с е р ь е з н ы е методы л е ч е н и я п о я в и л и с ь в

шее прилегание к модели, а, следовательно, и к подле­

с т о м а т о л о г и и т о л ь к о во в т о р о й п о л о в и н е 19-го века.

ж а щ и м т к а н я м п о л о с т и рта. О д н а к о в н е д р е н и е изоб­

К тому в р е м е н и п о я в и л а с ь в о з м о ж н о с т ь проводить

ретения в стоматологическую п р а к т и к у о к а з а л о с ь не

л е ч е б н ы е п р о ц е д у р ы на зубах у п а ц и е н т о в , не вызы­

столь с к о р ы м , к а к этого м о ж н о б ы л о бы ожидать, так

вая с и л ь н о й б о л и и д и с к о м ф о р т а , благодаря откры­

к а к к о м п а н и я Goodyear Rubber C o m p a n y — держатель

т и ю а н е с т е т и к о в . И м е н н о это о т к р ы т и е сделало воз­

всех патентов

на п р о ц е с с в у л к а н и з а ц и и , о б я з ы в а л а

всех стоматологов платить 100$

можным

использование

сверления

зубов

в

в год за их использо­

с т о м а т о л о г и и . Но т а к о й вид о б р а б о т к и зуба стали

вание, в то в р е м я к а к стоимость самого протеза не

п р и м е н я т ь , н а ч и н а я т о л ь к о с 1870 г., что не слишком

medwedi.ru

ИСТОРИЧЕСКИЙ РАКУРС

удивительно, если иметь в виду, что с в е р л е н и е зубов без а н е с т е з и и к а з а л о с ь в то время с о в е р ш е н н о невоз­ м о ж н ы м . Теперь, когда м о ж н о б ы л о п р о в о д и т ь пре­ п а р и р о в а н и е зубов, стали

17

Таблица 1 . 2 . 1 Исторические вехи развития стоматологических маиериалов

п р и м е н я т ь с я более риско­

в а н н ы е л е ч е б н ы е п р о ц е д у р ы , з а м е н и в ш и е массовое

6 0 0 до н.э.

удаление б о л ь н ы х зубов.

Этрусками изготовлен мостовидный протез из золота

1400

Первая подлинная запись о п л о м б и р о в а н и и зубов, сделанная

КОРОНКИ И МОСТОВИДНЫЕ ПРОТЕЗЫ

Johannes Arculanus из Болоньи 1500-е

Из с л о н о в о й кости гравируются зубные протезы по в о с к о в ы м моделям

1728

Fauchard предлагает использовать фарфор

К началу следующего века наметился з н а ч и т е л ь н ы й

1744

прогресс в деле восстановления б о л ь ш и х д е ф е к т о в зу­ бов

фарфоровыми

протезирования

коронками.

Такому

зубов с п о с о б с т в о в а л о

виду

1826

изобретение

изготовления пасты для п л о м б и р о в а н и я

в полости рта пациента. Ц и н к - ф о с ф а т н ы й цемент ши­ роко п р и м е н я ю т и в настоящее время. Чувство удов­

зубов 1839

исследованиям в стоматологии»

го человека, которое он написал с в о и м родителям:

(American Journal of Dental Science) 1840-е

После ленча я пошел к дантисту, и теперь у меня нет Он срезал этот зуб очень аккуратно и

1850

ся

в

обществе,

так

1879

шепелявлю

и

выгляжу

нелюдимым.

Внедрен первый цемент, цинкф о с ф а т н ы й цемент, затвердевающий

а пока я избегаю появлять­

как

Изобретение Charles Goodyear вулканита ( р е з и н ы , вулканизированной серой)

вой коронки. Я надеюсь, что он мне поставит эту ко­ ронку в следующую пятницу,

«Амальгамовая война»: использование серебряной амальгамы запрещается

безболезненно, сделал оттиск не только самого корня, но и всего пространства вокруг, и провел обжиг фарфоро­

Издан первый стоматологический ж у р н а л « А м е р и к а н с к и й ж у р н а л по

письмом президента Рузвельта, в то время еще молодо­

переднего зуба.

Taveau из Парижа предлагает использовать серебро и ртуть для

ц и н к - ф о с ф а т н о г о цемента, к о т о р ы й мог затвердевать

летворенности от л е ч е н и я м о ж н о п р о и л л ю с т р и р о в а т ь

Дюшан изготавливает первый протез из фарфора

в полости рта 1880-е 1895

19 мая 1902 года

Разработан силикатный цемент G.V.BIack публикует первое детальное исследование о свойствах амальгамы

1907 Через неделю Рузвельт п и ш е т с в о и м родителям:

W.H.Taggart из Чикаго изобретает п р а к т и ч е с к и й метод литья золотых вкладок

Мой

зуб уже

больше

не мечта,

а

свершившийся

1950-е

факт. Он был поставлен в пятницу, а его форма, цвет, блеск, рельеф поверхности просто идеальны. Я чувствую

1955

себя новым человеком и на меня уже обратили внимание три девушки!

Внедрение акриловой пластмассы для изготовления пломб и протезов Buonacore изобретает метод травления для адгезии полимеров к эмали

1970

К о м п о з и т ы начинают заменять силикатные цементы

Очевидно это был в о с х и щ е н н ы й п а ц и е н т !

1976

Нередко, при быстром в н е д р е н и и новых методов мы сталкиваемся с п о я в л е н и е м новых проблем. Анг­

1978

лийский врач-терапевт William H u n t e r п р и в л е к вни­ мание общественности к о д н о й из таких проблем.

1983

поставить какой-либо д и а г н о з до тех пор, п о к а не об­

адгезивами 1985

Разрабатываются адгезивы для дентина

1988

Внедряются м о д и ф и ц и р о в а н н ы е п о л и м е р о м стеклоиономерные

ратил внимание на их зубные протезы. Эти мостовидные протезы и коронки выглядели г р я з н ы м и и б ы л и окружены нездоровыми т к а н я м и , иногда в ужасаю-

Horn изобретает керамические виниры, которые ф и к с и р у ю т п о л и м е р н ы м и

ледствии была названа « А м е р и к а н с к о й стоматологи­ тов. Он наблюдал ряд больных, к о т о р ы м он не мог

На рынке появляются светоотверждаемые к о м п о з и т ы

Hunter обвинил ту отрасль м е д и ц и н ы , которая впос­ ей», в нанесении вреда здоровью м н о г и х его пациен­

A.Wilson изобретает с т е к л о и о н о м е р н ы й цемент

цементы 1994

На рынке появляется первый к о м п о м е р

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

18

щем с о с т о я н и и , поскольку г и г и е н и ч е с к и й уход за по­

становится м и р о в ы м стандартом для восстановитель­

л о с т ь ю рта ф а к т и ч е с к и отсутствовал.

н о й с т о м а т о л о г и и . До того момента, пока Б л э к не

В то в р е м я н и к т о не с л ы ш а л о л е ч е н и и к о р н е в ы х

о п и с а л п о д р о б н о не т о л ь к о свойства амальгам, но и

к а н а л о в , поэтому к о р н и зубов были п о р а ж е н ы разны­

то, к а к п р а в и л ь н о с н и м и работать, у этих материалов

ми п а т о г е н н ы м и м и к р о о р г а н и з м а м и . Во м н о г и х слу­

была не о ч е н ь х о р о ш а я репутация. О д н а к о с тех п о р и

чаях д а н т и с т ы ставили к о р о н к и и м о с т о в и д н ы е проте­

п о н а с т о я щ е е время амальгама является о д н и м и з

зы на зубы, п о р а ж е н н ы е с е р ь е з н ы м и з а б о л е в а н и я м и .

в а ж н е й ш и х п л о м б и р о в о ч н ы х материалов, используе­

William

мых в стоматологии. Следует отдать д о л ж н о е светло­

H u n t e r высказал

предположение,

что если

с н я т ь к о р о н к и и м о с т о в и д н ы е п р о т е з ы , а затем уда­

му и н т е л л е к т у и б л е с т я щ и м с п о с о б н о с т я м

л и т ь зубы, то с о с т о я н и е здоровья его п а ц и е н т о в обя­

п о с к о л ь к у н е к о т о р ы е и з п о л о ж е н и й его у ч е н и я мо­

зательно улучшится, и сразу же с т о л к н у л с я с упорны­

гут б ы т ь о с п о р е н ы т о л ь к о в н а с т о я щ е е в р е м я , осо­

Блэка,

ми возражениями пациентов, заплативших большие

б е н н о , если с р а в н и т ь н а ш и с о в р е м е н н ы е з н а н и я с

деньги за с т о м а т о л о г и ч е с к о е л е ч е н и е . О д н а к о у боль­

т е м и , к о т о р ы м и с т о м а т о л о г и владели на рубеже 19 и

ш и н с т в а тех, кто согласился на удаление зубных про­

2 0 в е к о в . О б э т о м м ы д о л ж н ы п о м н и т ь в с я к и й раз,

тезов, сразу же после п р о в е д е н и я этой п р о ц е д у р ы об­

когда н а р ы н к е п о я в л я е т с я н о в ы й стоматологичес­

щее

к и й м а т е р и а л (Таблица 1.2.1).

состояние

здоровья

значительно улучшилось.

Э т о з а с т а в и л о H u n t e r н а з в а т ь А м е р и к а н с к у ю Стома­ т о л о г и ю «золотым мавзолеем над г н и ю щ е й массой». Т а к и м о б р а з о м , H u n t e r п р е д л о ж и л считать зубы при­ ч и н о й всех з а б о л е в а н и й , н е п о д д а ю щ и х с я диагности­

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ке, и это п р и в е л о к тому, что в р а ч и - с т о м а т о л о г и во м н о г и х случаях стали н е о б о с н о в а н н о удалять здоро­ вые зубы.

Существует н е м а л о

методов

восстановления

зубов,

к о т о р ы м и д о л ж е н владеть врач-стоматолог. К тому же,

Ф а к т и ч е с к и , л е ч е н и е стало преобладать над удале­

стоматологи пользуются м н о ж е с т в о м разных материа­

н и е м зубов т о л ь к о с 1913 года, когда п о я в и л о с ь рент­

лов, одни из которых я в л я ю т с я твердыми и ж е с т к и м и ,

геновское оборудование,

а другие — м я г к и м и и п о д а т л и в ы м и .

изобретенное С.

Edmund

Kells. С тех пор, благодаря этому и з о б р е т е н и ю , у вра­ чей-стоматологов

появилась

возможность

Необходимо, ч т о б ы врач-стоматолог в п о л н о й ме­

опреде­

ре о ц е н и л р а з л и ч н ы е свойства стоматологических ма­

лять, здоров и л и п о р а ж е н к о р е н ь зуба. Если зуб был

териалов, к о т о р ы е делают их п р и г о д н ы м и для восста­

п р и з н а н з д о р о в ы м , его с о х р а н я л и , при н а л и ч и и пато­

н о в л е н и я зубов. Важно также иметь представление о

л о г и ч е с к и х и з м е н е н и й зуб подлежал удалению.

в о з м о ж н ы х о г р а н и ч е н и я х их п р и м е н е н и я . Только ов­ ладев э т и м и з н а н и я м и , п о д г о т о в л е н н ы й специалист сможет

выбрать

наиболее

подходящий

материал

к о н к р е т н о м у пациенту.

ПЛОМБИРОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

В с е р е д и н е 19 века с т о м а т о л о г и я в ы д е л и л а с ь в самос­ т о я т е л ь н у ю науку.

Стали появляться многочислен­

н ы е с т о м а т о л о г и ч е с к и е о б щ е с т в а , и издаваться сто­ матологические

журналы.

Одним

из

первых

м е р о п р и я т и й « А м е р и к а н с к о г о о б щ е с т в а стоматоло­ гов» стал запрет для своих ч л е н о в на и с п о л ь з о в а н и е а м а л ь г а м ы , что п р и в е л о к р а з в я з ы в а н и ю «амальгамовой в о й н ы » .

row. Oper D e n t 4: 24 Jacobscn PH (1980) T h e influence of dental materials on conservative dentistry. D e n t Update 7: 285-291 Little DA (1982) T h e relevance of prosthodontics and the science of dental materials to the practice of dentistry.

Амальгама — это с м е с ь серебра, олова и ртути, ко­ торая была о д н и м из первых п л о м б и р о в о ч н ы х мате­ риалов, используемых

G r e e n e r EH (1979) Amalgam: yesterday, today and tomor­

J D e n t 10: 300-310 Phillips RW (1976) Future role of biomaterials in dentistry

с т о м а т о л о г а м и . О д н а к о из-за

and dental education. J Dent Educ 40: 752-756

н е д о п о н и м а н и я свойств а м а л ь г а м ы в о з н и к а л о м н о г о

van N o o r t R (1985) In defence of dental materials.

п р о б л е м , с в я з а н н ы х с ее п р и м е н е н и е м . Э т о продолжа­ лось до тех пор, п о к а не п о я в и л а с ь п у б л и к а ц и я G.V. Black, в к о т о р о й он п о п ы т а л с я у п о р я д о ч и т ь рассеян­ н ы е и п р о т и в о р е ч и в ы е с в е д е н и я об амальгаме. В 1895 он публикует научную работу в двух томах, которая

B r D e n t J 158: 358-360 Williams HA (1976) The challenge tomorrow in dental care delivery. J Dent Educ 40: 587 Woodforde J (1971) T h e strange story of false teeth. Universal-Tandom, London

medwedi.ru

Глава 1.3

АТОМНОЕ СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

ВВЕДЕНИЕ

м о ж н о н е к о т о р о е п е р е м е щ е н и е н а а т о м н о м уровне з а

Все м ат ер иа лы состоят из а т о м о в и молекул, и неуди­

я в л я е т с я э н е р г и я , и связь с п о с о б н а в о з н и к н у т ь только

счет д и ф ф у з и и . Ф а к т о р , к о т о р ы й определяет

образование связи,

вительно, что между а т о м н ы м с т р о е н и е м материала и

п р и условии, что с у м м а р н а я э н е р г и я двух атомов бу­

его с в о й с т в а м и существует т е с н а я в з а и м о с в я з ь . Поэ­

дет у м е н ь ш а т ь с я п р и их с о е д и н е н и и . Это означает, что

тому особую в а ж н о с т ь п р и о б р е т а е т п р и р о д а атомов и

п о л н а я э н е р г и я молекулы д о л ж н а быть м е н ь ш е суммы

их р а с п о л о ж е н и е в молекуле. От с о ч е т а н и я атомов в

э н е р г и й двух отдельных атомов, н е з а в и с и м о от того,

молекуле зависит микроструктура твердого вещества,

к а к о й т и п с в я з и образуется в результате их соедине­

и, к а к следствие, его свойства. Следовательно, если

н и я . Н а г л я д н ы м подтверждением этому я в л я е т с я ди­

мы хотим п о н я т ь , от чего з а в и с я т свойства материала,

аграмма з а в и с и м о с т и э н е р г и и от р а с с т о я н и я между

мы д о л ж н ы представлять себе, к а к группируются ато­

атомами,

мы, образующие твердое вещество.

с б л и ж е н и е атомов влияет

которая демонстрирует,

каким

образом

на их п о л н у ю (общую)

э н е р г и ю . Т и п и ч н а я к р и в а я з а в и с и м о с т и э н е р г и и от

ВИДЫ СОЕДИНЕН!/! АТОМОВ

м е ж а т о м н о г о р а с с т о я н и я представлена на Рис. 1.3.1. Когда два атома находятся друг от друга на отдален­ н о м р а с с т о я н и и , их п о л н а я э н е р г и я равна 2Е а , где Е а —

Если п о м е с т и т ь два а т о м а р я д о м , о н и могут соеди­

п о л н а я э н е р г и я одного атома. П о мере п р и б л и ж е н и я

ниться друг с другом и о б р а з о в а т ь молекулу. Л ю б ы е

двух атомов к друг другу, их о б щ а я э н е р г и я уменьшает­

связи, о б р а з о в а н н ы е э т и м и д в у м я а т о м а м и , называ­

ся до тех пор, п о к а не достигнет своего м и н и м у м а , Е т

ются п е р в и ч н ы м и с в я з я м и . Н а п р о т и в , о н и могут от­

на р а с с т о я н и и а0. П о с л е этого, поскольку атомы рас­

толкнуться друг от друга и о с т а т ь с я в н е с в я з а н н о м

п о л о ж е н ы о ч е н ь б л и з к о по о т н о ш е н и ю друг к другу, их

виде, сохранив п р и с у щ и е им с в о й с т в а . В зависимос­

о б щ а я (полная) э н е р г и я н а ч и н а е т возрастать за счет

ти от с т е п е н и в з а и м о д е й с т в и я между а т о м а м и м о ж е т

о т т а л к и в а н и я их э л е к т р о н н ы х оболочек. П р и дальней­

возникнуть о д н о их трех и з в е с т н ы х с о с т о я н и й веще­

ш е м с б л и ж е н и и атомов их ядра начнут отталкиваться

ства: газы, ж и д к о с т и и л и твердые тела.

друг от друга, о д н а к о п р и обычных условиях тесного

Э т и состоя­

ния иначе н а з ы в а ю т ф а з а м и м а т е р и и ( ж и д к а я , твер­

с б л и ж е н и я атомов не происходит.

дая, газовая ф а з ы ) , где ф а з у м о ж н о о п р е д е л и т ь , к а к

м о ж н о говорить о ш и р о к и х пределах п р и т я ж е н и я ато­

Таким образом,

структурно о д н о р о д н у ю ( г о м о г е н н у ю ) часть систе­

мов и очень узких — для их отталкивания.

мы. Каждая ф а з а и м е е т с в о ю с о б с т в е н н у ю , строго

Условия, п р и которых два атома будут связываться

определенную, структуру и с в я з а н н ы е с н е й свой­

друг с другом, зависят от их э л е к т р о н н о г о строения,

ства. В газовой ф а з е о т н о с и т е л ь н о е с о п р о т и в л е н и е

к о т о р о е , в свою очередь, определяет их химическую

движению а т о м о в и л и м о л е к у л о ч е н ь м а л о и л и отсу­

активность. Ч е м стабильнее э л е к т р о н н о е строение,

тствует вовсе. В ж и д к о й ф а з е т а к о е с о п р о т и в л е н и е

тем и н е р т н е е атом. П р и м е р о м веществ со стабильной

значительно в ы ш е , но м о л е к у л ы все е щ е могут дви­

э л е к т р о н н о й к о н ф и г у р а ц и е й я в л я ю т с я и н е р т н ы е газы

гаться относительно друг друга д о с т а т о ч н о л е г к о . В

— аргон, гелий, н е о н , у которых почти полностью от­

твердом веществе д в и ж е н и е а т о м о в и молекул ж е с т к о

сутствует х и м и ч е с к а я активность. Их почти идеальная

ограничено л о к а л ь н ы м и к о л е б а н и я м и , хотя и воз­

и н е р т н о с т ь обусловлена п о л н ы м з а п о л н е н и е м элект-

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

20

Рис. 1.3.2. Образование водородного газа путем соедине­ ния двух атомов водорода ковалентной связью т а к о й с в я з и между двумя а т о м а м и водорода изображе­

но на Рис. 1.3.2. По мере с б л и ж е н и я двух атомов и с о в м е щ е н и я их э л е к т р о н н ы х орбит, образуется о б щ а я молекулярная орбита, на к о т о р о й два э л е к т р о н а принадлежат двум я д р а м о д н о в р е м е н н о . П о с к о л ь к у эти э л е к т р о н ы боль­

Рис. 1 . 3 . 1 . Энергия отталкивания двух атомов друг от друга в зависимости от расстояния между н и м и . Энергия каждого - Е а

шее в р е м я находятся в области с о в м е щ е н и я или пе­ р е к р ы т и я орбит, связь между н и м и я в л я е т с я высоко поляризованной.

Ионная связь

р о н а м и наружных э л е к т р о н н ы х орбит^ что не позво­ л я е т атому «присоединять»

д о п о л н и т е л ь н ы х электро­

Такие а т о м ы , как н а т р и й , легко теряют свой един­

н о в , а также — «отдавать» и л и «терять» с о б с т в е н н ы е

ственный валентный электрон.

электроны.

электронное

строение

Благодаря этому их

становится

подобным

Все а т о м ы с т р е м я т с я к э н е р г е т и ч е с к о м у состоя­

с т р о е н и ю неона. О д н а к о т а к о й атом не сможет отдать

н и ю с н а и м е н ь ш е й э н е р г и е й , и это р а в н о с и л ь н о абсо­

свой э л е к т р о н до тех п о р , п о к а р я д о м не окажется дру­

л ю т н о м у з а п о л н е н и ю самой д а л ь н е й от ц е н т р а элект­

гой атом, к о т о р ы й сможет с готовностью п р и н я т ь от­

р о н н о й о р б и т ы , н а п о д о б и е того, что наблюдается у

даваемый электрон.

и н е р т н ы х газов. Атомы н е к о т о р ы х э л е м е н т о в и м е ю т

Существуют и другие э л е м е н т ы , с п о с о б н ы е приоб­

пустоты на в н е ш н и х э л е к т р о н н ы х орбитах, в то время

рести э л е к т р о н н о е с т р о е н и е и н е р т н о г о газа после

к а к другие а т о м ы готовы отдать л и ш н и е э л е к т р о н ы .

п р и н я т и я одного д о п о л н и т е л ь н о г о э л е к т р о н а . Этими

П р и в з а и м о д е й с т в и и атомов двух разных т и п о в может

э л е м е н т а м и являются ф т о р , хлор, бром и йод, извест­

быть достигнуто такое с о с т о я н и е , п р и котором их на­

н ы е под н а з в а н и е м галогенов. Таким образом, если

ружные э л е к т р о н н ы е о р б и т ы будут п о л н о с т ь ю завер­

обеспечить взаимодействие атомов н а т р и я и хлора, то

ш е н ы . Следовательно, в о б р а з о в а н и и связи участвуют

п р о и з о й д е т п о л н ы й переход валентного э л е к т р о н а от

т о л ь к о те э л е к т р о н ы , к о т о р ы е р а с п о л о ж е н ы на внеш­

атома н а т р и я к атому хлора. Оба этих атома приобре­

них э л е к т р о н н ы х орбитах, т.е.

тут структуру и н е р т н о г о газа, п р и э т о м н а т р и й будет

валентные э л е к т р о н ы .

иметь п о л о ж и т е л ь н ы й заряд, так к а к он отдал свой от­ р и ц а т е л ь н о з а р я ж е н н ы й э л е к т р о н хлору, а хлор при­ обретет о т р и ц а т е л ь н ы й заряд за счет п р и н я т и я допол­

ВИДЫ ПЕРВИЧНЫХ СВЯЗЕЙ

н и т е л ь н о г о э л е к т р о н а от н а т р и я . Эти два и о н а будут притягиваться один к другому за счет взаимодействия

Существует три вида п е р в и ч н ы х связей: ионная

ковалентная,

и металлическая.

п р о т и в о п о л о ж н ы х э л е к т р и ч е с к и х зарядов, п р и этом их п о л н а я э н е р г и я с н и з и т с я . Р а с с м о т р е н н а я модель связи представлена на Рис. 1.3.3. — такие с в я з и между

Ковалентная связь

атомами называются ионными. В а ж н е й ш е е отличие к о в а л е н т н о й связи от ионной

К о в а л е н т н а я связь я в л я е т с я п р о с т е й ш е й и, в то же

заключается в том, что и о н н а я связь не является поля­

время, самой п р о ч н о й из трех видов связей. О н а обра­

ризованной.

зуется в том случае, если э л е к т р о н ы двух с в я з а н н ы х

тем, что и о н н ы е связи в о з н и к а ю т в результате взаимо­

атомов о б о б щ е с т в л я ю т с я т а к и м о б р а з о м , чтобы завер­

д е й с т в и я электростатических полей, окружающих ио­

ш и т ь строение э л е к т р о н н о й о б о л о ч к и каждого и з них

н ы , и эти п о л я находятся во в з а и м о д е й с т в и и с полями

до с о с т о я н и я о б о л о ч к и и н е р т н о г о газа. О б р а з о в а н и е

соседних и о н о в .

medwedi.ru

Отсутствие п о л я р и з а ц и и

объясняется

АТОМНОЕ СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Na

Na+

CI

Таблица 1 . 3 . 1 Примеры значений энергии для трех типов связей

СГ

Связь атомов Катион

21

Анион

Рис. 1.3.3. Образование и о н н о й связи м е ж д у а т о м а м и натрия и хлора

ным облаком в о к р у г атомных ядер

6.3

C-F

5,6

Н-Н

Ковалентная

4.5

Н-0

4.4

C-CI

4.0Ш

Na-CI

4.2 Ионная

3.9

Na-I

3.2

Au-Au

2.0

Cu-Cu

2.0

Ag-Ag

Металлическая связь

Энергия связи

С-С

К-Вг

Рис. 1.3.4. Образование металлической связи с электрон­

Тип связи

Металлическая

1.8

Pb-Pb

0.8

Hg-Hg

0.2

Третьим видом п е р в и ч н о й связи является металличес­ кая связь. О н а в о з н и к а е т при с и л ь н о м с б л и ж е н и и ато­ мов, о б ы ч н о в твердых телах, к о т о р ы е л е г к о отдают

н ы м и , за н и м и следуют и о н н ы е связи, и, н а к о н е ц , ме­

электроны со своих валентных э л е к т р о н н ы х оболо­

таллические. Э н е р г и я металлической с в я з и изменяет­

чек. В таких случаях, э л е к т р о н ы могут д о с т а т о ч н о сво­

ся в ш и р о к и х пределах — в н е к о т о р ы х случаях ее вели­

бодно п е р е м е щ а т ь с я в структуре твердого тела. Элект­

ч и н а б л и з к о подходит к з н а ч е н и я м энергий и о н н о й

ронные о р б и т ы в металлической связи обладают более

связи, а в других — является крайне н и з к о й . Ртуть об­

низкой э н е р г и е й по с р а в н е н и ю с э л е к т р о н н ы м и орби­

ладает о ч е н ь н и з к о й э н е р г и е й связи до т а к о й степени,

тами отдельных атомов.

что

что не с п о с о б н а удержать атомы на месте даже при

электроны в н е ш н и х э л е к т р о н н ы х о б о л о ч е к всегда на­

Это о б ъ я с н я е т с я тем,

к о м н а т н о й температуре, в результате чего о н а сущест­

ходятся на более б л и з к о м р а с с т о я н и и от того или ино­

вует в этих условиях в ж и д к о м с о с т о я н и и .

го ядра, чем н а х о д и л и с ь бы в случае и з о л и р о в а н н о г о атома. Атомы, п р е д с т а в л е н н ы е на Рис. 1.3.4, окруже­ ны облаком э л е к т р о н о в . П о д о б н о и о н н о й , металли­ ческая связь не п о л я р и з о в а н а .

Энергия связи Важнейшей х а р а к т е р и с т и к о й

с в я з и я в л я е т с я энергия

связи. Энергия связи — это количество э н е р г и и , кото­ рое должно быть п р и л о ж е н о для р а з д е л е н и я двух ато­ мов. Как п о к а з а н о на Рис. 1.3.1. э н е р г и я с в я з и равна 2Е а -Е т .

В

Таблице

1.3.1

представлены

ОБРАЗОВАНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА Ионные связи в твердом теле

типичные

значения энергии с в я з и для каждого из трех ее видов

И о н ы окружены н е п о л я р и з о в а н н ы м и электростати­

межатомных связей.

ч е с к и м и п о л я м и . Вполне вероятно, что положительно

Общая особенность, которую нетрудно заметить

и отрицательно з а р я ж е н н ы е и о н ы располагаются

в

при рассмотрении в е л и ч и н и э н е р г и и с в я з и , состоит в

пространстве так, к а к им это выгодно с точки зрения

том, что ковалентные связи я в л я ю т с я с а м ы м и проч-

д о с т и ж е н и я м и н и м а л ь н о й энергии. И о н ы могут обра-

22

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

стеклами (см. главу 1.4). Э т и м а т е р и а л ы отличаются п о в ы ш е н н о й стабильностью благодаря в ы с о к о й проч­ ности ионной связи.

Металлические связи в твердом теле Р а с п о л о ж е н и е , п о д о б н о е и о н н ы м р е ш е т к а м , может существовать и п р и н а л и ч и и м е т а л л и ч е с к о й связи. В этом случае отдельные атомы удерживаются не за счет сил п р о ч н о г о э л е к т р о с т а т и ч е с к о г о п р и т я ж е н и я , наб­ л ю д а е м о г о между а т о м а м и в и о н н ы х твердых телах, а за счет о б о б щ е н н о г о облака э л е к т р о н о в . Э т о облако п р и д а е т особые

свойства

металлам,

которые

будут

р а с с м о т р е н ы в главе 1.5.

Ковалентные связи в твердом теле Рис. 1.3.5. Структура твердой соли, образованной ионны­ ми связями между ионами натрия ( • ) и хлора (о)

Существует всего н е с к о л ь к о твердых веществ с кова­ л е н т н о й с в я з ь ю — и м и я в л я ю т с я углерод, к р е м н и й и г е р м а н и й . О с н о в н ы м о т л и ч и е м к о в а л е н т н о й с в я з и от двух других п е р в и ч н ы х с в я з е й я в л я е т с я ее

поляр­

ность. П о л я р н о с т ь обусловливает с е р ь е з н ы е ограни­ чения на возможное пространственное расположение атомов. Одним из п р и м е р о в твердого материала с ковалентн ы м и связями является алмаз, который представляет собой одну из ф о р м углерода. Электроны на внешней оболочке углерода р а с п о л о ж е н ы так, что для достиже­ н и я к о н ф и г у р а ц и и , п о д о б н о й неону, требуются четыре дополнительных электрона. В случае алмаза это дости­ гается за счет обобществления электронов соседних атомов углерода. П о л я р н о с т ь этих связей такова, что о н и направлены в сторону четырех углов тетраэдра, в центре которого находится а т о м н о е ядро углерода. Объемное строение алмаза представлено на Рис. 1.3.6. Твердые вещества с к о в а л е н т н ы м и с в я з я м и , состо­ я щ и е из одного элемента, встречаются к р а й н е редко. Ч а щ е к о в а л е н т н ы е с в я з и образуются между разными э л е м е н т а м и . П о с к о л ь к у для о б р а з о в а н и я таких связей

Рис. 1.3.6. Структура алмаза, образованная расположе­ нием углеродных связей в виде тетраэдра в трехмерном пространстве кристаллической решетки

э л е м е н т ы вступают в химическую р е а к ц и ю , образо­ вавшаяся молекула становится к р а й н е и н е р т н о й по о т н о ш е н и ю к другим молекулам того же типа, поэто­ му вся с о в о к у п н о с т ь молекул будет н е с п о с о б н о й об­ разовывать п р о с т р а н с т в е н н у ю сетку.

зовывать у п о р я д о ч е н н ы е трехмерные р е ш е т к и . Решет­

Э л е к т р о н н ы е о р б и т ы п е р е к р ы в а ю т с я и электроны с т а н о в я т с я о б щ и м и , что п р и в о д и т к п о л н о м у завер­

ка хлорида н а т р и я представлена на Р и с . 1.3.5. И о н н ы е вещества, такие, к а к хлориды, н и т р и д ы и

ш е н и ю э л е к т р о н н ы х орбит, которое делает связь меж­

о к с и д ы металлов я в л я ю т с я о с н о в н ы м и структурными

ду а т о м а м и о ч е н ь с т а б и л ь н о й . П р и таком строении

к о м п о н е н т а м и в группе материалов, известных под

отсутствуют н е з а в е р ш е н н ы е э л е к т р о н н ы е орбиты, не­

н а з в а н и е м керамики, а также в о т н о с я щ е й с я к керами­

обходимые для д а л ь н е й ш е г о с о е д и н е н и я атомов по

к е с п е ц и ф и ч е с к о й группе материалов, н а з ы в а е м о й

м е х а н и з м а м п е р в и ч н о й связи. Таким образом, ковале-

medwedi.ru

АТОМНОЕ СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

23

н т н о с в я з а н н ы е э л е м е н т ы образуют с т а б и л ь н ы е моле­

протона не экранируется окружающими электронами.

кулы, и б о л ь ш и н с т в о э л е м е н т о в , с о е д и н е н н ы х с по­

Таким о б р а з о м , п р о т о н н а к о н ц е к о в а л е н т н о й связи

м о щ ь ю к о в а л е н т н ы х связей, представляют с о б о й газ

несет п о л о ж и т е л ь н ы й заряд, и он будет притягивать

и л и ж и д к о с т ь . К э т и м с о е д и н е н и я м о т н о с я т с я вода,

э л е к т р о н ы атомов других молекул. Н е о б х о д и м ы м ус­

кислород

ловием

и

водород.

Вода

переходит

в

твердое

образования

водородной

связи

является

с о с т о я н и е п р и 0°С, и д л я того, чтобы это стало воз­

э л е к т р о о т р и ц а т е л ь н ы й атом, р а с п о л о ж е н н ы й побли­

м о ж н ы м , д о л ж н ы существовать к а к и е - т о дополни­

зости от атома водорода, к о т о р ы й в с в о ю очередь, сам

тельные с и л ы п р и т я ж е н и я между молекулами воды,

с в я з а н с э л е к т р о о т р и ц а т е л ь н ы м атомом. П р и м е р о м

но эти с и л ы не будут являться п е р в и ч н ы м и с в я з я м и .

о б р а з о в а н и я в о д о р о д н о й связи я в л я е т с я лед, где при­ сутствует

Вторичные связи

взаимодействие

между

атомом

водорода,

п р и н а д л е ж а щ и м о д н о й молекуле, и а т о м о м кислоро­ да, о т н о с я щ и м с я к другой ( Р и с . 1.3.7).

Два или большее ч и с л о а т о м н ы х ядер могут обладать общими

электронами

П р о ч н о с т ь этой связи мала — о н а составляет всего

н е п р о п о р ц и о н а л ь н о долгое

0,4 эВ ( э л е к т р о н вольт), п о э т о м у п р и нагревании до

время в о д н о м о п р е д е л е н н о м п о л о ж е н и и . Это приве­

температур в ы ш е 0°С эта связь разрывается. Б о л ь ш о е

дет к тому, что на о д н о м к о н ц е молекулы м о ж е т поя­

з н а ч е н и е в о д о р о д н о й связи состоит в том, что о н а

виться н е з н а ч и т е л ь н ы й п о в е л и ч и н е п о л о ж и т е л ь н ы й

позволяет о б ъ я с н и т ь с в о й с т в е н н у ю о р г а н и ч е с к и м мо­

заряд, а на другом к о н ц е — слабо о т р и ц а т е л ь н ы й . В ре­

лекулам, в том числе п р о т е и н а м , с п о с о б н о с т ь к ин­

зультате в о з н и к н е т э л е к т р и ч е с к и й д и с б а л а н с , называ­

т е н с и в н о й а д с о р б ц и и , и, следовательно, может рас-

емый

электрическим

диполем.

Электрические

диполи

приведут к в з а и м о д е й с т в и ю молекул друг с другом с образованием слабых связей, и з в е с т н ы х под названи­ ем сил Ван дер Ваальса. Эти о т н о с и т е л ь н о слабые свя­ зи слагаются из трех о с н о в н ы х ф а к т о р о в взаимодей­ ствия: • •

взаимодействие между п о с т о я н н ы м и д и п о л я м и ; взаимодействие между и н д у ц и р о в а н н ы м и диполя­ ми;

•

взаимодействие между м г н о в е н н ы м и д и п о л я м и . Последнее в з а и м о д е й с т в и е известно под названи­

ем дисперсионного эффекта Лондона. О н о п р о и с х о д и т в тех случаях, когда две молекулы, два и о н а и л и два ато­ ма, находятся в б л и з к о м к о н т а к т е . Э ф ф е к т и является результатом в з а и м о д е й с т в и я между их х а о т и ч н о дви­ жущимися э л е к т р о н а м и . Особым видом в з а и м о д е й с т в и я между д и п о л я м и (так н а з ы в а е м о е д и п о л ь - д и п о л ь н о е взаимодействие) является в о д о р о д н а я с в я з ь .

Атом в о д о р о д а м о ж н о

представить, к а к п р о т о н на к о н ц е к о в а л е н т н о й связи, но, в отличие от других атомов, п о л о ж и т е л ь н ы й заряд

Рис. 1.3.7. Образование водородных связей в структуре льда

Рис. 1.3.8. Первые четыре члена алифатического ряда с основной углеводородной цепью, соответствующей ф о р м у ­ ле

С

пН2п+2

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

24

с м а т р и в а т ь с я , как н е о т ъ е м л е м ы й ф а к т о р п р о ц е с с о в

зываемых мерами. М е х а н и з м о б р а з о в а н и я п о л и м е р а м и

ж и з н е о б е с п е ч е н и я . Вторичные с в я з и ф о р м и р у ю т ос­

множества твердых веществ с р а з н о о б р а з н ы м и струк­

нову молекулярного п р и т я ж е н и я в твердых телах.

турами, будет п о д р о б н о рассмотрен в главе 1.6.

Твердые тела, образованные межмолекулярными связями Существует в о з м о ж н о с т ь с о з д а н и я м н о ж е с т в а р а з н ы х

СТРУКТУРНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ АТОМОВ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ

молекул, н е к о т о р ы е из к о т о р ы х могут о б р а з о в ы в а т ь при к о м н а т н о й температуре твердые вещества. Если

Н е с м о т р я н а то, что с и л ы п р и т я ж е н и я удерживают

эти молекулы обладают д о с т а т о ч н о й д л и н о й , о н и мо­

а т о м ы на б л и з к о м р а с с т о я н и и друг от друга, в з а и м н о е

гут с о е д и н я т ь с я друг с другом за счет м н о г о ч и с л е н н ы х

о т т а л к и в а н и е я д е р означает, что р а в н о в е с н о е прост­

диполь-дипольных взаимодействий.

ранственное

Низкая

проч­

ность связи означает, что т а к и е м о л е к у л я р н ы е твердые

п о л о ж е н и е атомов достигается только

п р и с б а л а н с и р о в а н н ы х силах п р и т я ж е н и я и отталки­

вещества и м е ю т о ч е н ь н и з к у ю температуру плавле­

в а н и я . На Рис. 1.3.1 п р е д с т а в л е н о м е ж а т о м н о е прост­

н и я , в е р х н и м пределом к о т о р о й я в л я е т с я температура

р а н с т в о aQ. Д л я того, чтобы переместить а т о м ы ближе

100°С.

друг к другу и л и отдалить их друг от друга, потребует­

Д л я того, чтобы п о н я т ь , к а к образуются твердые ве­

ся в н е ш н е е усилие. Д а н н о е м е ж а т о м н о е расположе­

щества, лучше всего представить себе группу молекул,

ние соответствует р а с п о л о ж е н и ю атомов с минималь­

известную под названием л и н е й н ы х алканов. Основой

ной

их строения является п р я м а я цепь углеводоров, отвеча­

достигнуто,

ющих формуле С п Н 2п+2 , где п — любое положительное

у п о р я д о ч е н н о й п л о т н о у п а к о в а н н о й р е ш е т к и . Если

число. П р о с т е й ш и м с о е д и н е н и е м в этой группе являет­

рассматривать а т о м ы в виде с ф е р , то для того, чтобы

ся метан, строение которого отвечает формуле ( С Н 4 ) ,

представить себе п л о т н о у п а к о в а н н у ю решетку, мож­

энергией,

и

атомы

чтобы

такое

стремятся

состояние

выстроиться

было в

виде

где n= 1. Если отнять по одному атому водорода от каж­

но использовать а н а л о г и ю в виде маленьких ш а р и к о в ,

дой молекулы метана и соединить эти молекулы друг с

у п а к о в а н н ы х в коробку. Н а и б о л е е плотной упаковкой

другом н а п р я м у ю п р и п о м о щ и связи «углерод-угле­

этих ш а р и к о в будет такое с о с т о я н и е , когда о н и распо­

род», то получится этан. Этот процесс может длиться до

ложатся в с и м м е т р и ч н о м порядке, как п о к а з а н о на

образования очень крупных молекул (Рис. 1.3.8).

Рис. 1.3.9. П р и т а к о м у п о р я д о ч е н н о м р а с п о л о ж е н и и

Если материал будет состоять из очень большого

атомов

материал

называют

кристаллическим.

-, то в результате присоедине­

Важной о с о б е н н о с т ь ю кристаллических структур

н и и д о п о л н и т е л ь н ы х групп, аналогичного строения,

является то, что к а к о й бы атом мы не рассматривали в

его свойства будут м е н я т ь с я л и ш ь незначительно. По­

д а н н о й структуре, р а с п о л о ж е н и е соседних с н и м ато­

количества групп —

СН2

добные материалы известны под названием полиэти-

мов по о т н о ш е н и ю к нему всегда будет идентичным.

лены. Это н а з в а н и е состоит из двух частей: поли означа­

О б ы ч н о металлические и и о н н ы е твердые тела при

ет много, а этилен — о с н о в н о й структурный элемент

к о м н а т н о й температуре находятся в кристаллическом

цепи. Материалы со структурами подобного т и п а на­

с о с т о я н и и . Л ю б о е твердое вещество, в котором атомы

п в а ю т с я полимерами, п о с к о л ь к у о н и состоят из мно­

р а с п о л о ж е н ы н е с и м м е т р и ч н о , называется а м о р ф н ы м .

гократно п о в т о р я ю щ и х с я структурных элементов, на-

Кристаллические структуры О д н и м из п р о с т е й ш и х р а с п о л о ж е н и й атомов в прост­ ранстве является куб, в к о т о р о м атомы з а н и м а ю т по­ л о ж е н и я в восьми углах. С н о в а используя модель ша­ ров

или

сфер

представить себе

для

атомов,

можно

кубическое р а с п о л о ж е н и е

обозначения

атомов

(Рис. 1.3.10а). Каждая сфера с о п р и к а с а е т с я со своим б л и ж а й ш и м соседом, т а к и м о б р а з о м , д л и н а стороны куба равна диаметру атома. Если рассматривать прос­ той куб, с о с т о я щ и й только из части атомов внутри

Упорядоченное расположение

этого куба (Рис. 1.3.10Ь), то м о ж н о узнать, что предс­ тавляет с о б о й элементарная ячейка.

Рис. 1.3.9. Упорядоченное и неупорядоченное (хаотич­ ное) расположение атомов

Устанавливая эле­

м е н т а р н ы е я ч е й к и одна на другую, м о ж н о построить структуру трехмерного (объемного) твердого тела. В пределах структурной е д и н и ц ы атомы не нахо-

medwedi.ru

АТОМНОЕ СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

25

дятся в н е п о д в и ж н о м с о с т о я н и и — о н и с о в е р ш а ю т ко­ л е б а т е л ь н ы е д в и ж е н и я . Д о л я пространства, занимае­ мая а т о м а м и , н а з ы в а е т с я фактором упаковки, и ее лег­ ко рассчитать. Если п р е д п о л о ж и т ь , что д л и н а каждой с т о р о н ы куба составляет 2а, то объем э л е м е н т а р н о й я ч е й к и 3

составит 8а . С о о т в е т с т в е н н о , радиус каждой с ф е р ы 3

д о л ж е н быть р а в н ы м а, а объем с ф е р ы — 4/Зка . На са­ мом деле, вклад каждой с ф е р ы в э л е м е н т а р н у ю ячей­ ку составляет всего 1/8 часть от ее объема, н о , пос­ кольку эта я ч е й к а с о с т а в л е н а в о с е м ь ю т а к и м и ж е сегментами,

полный объем,

внутри я ч е й к и , будет равен

занимаемый сферами 3

4/Зпа . Таким о б р а з о м ,

Рис. 1.3.10. Строение простой кубической структуры (а) и

ф а к т о р у п а к о в к и для простой кубической решетки

вид элементарной ячейки кристаллической решетки такого

м о ж н о представить с л е д у ю щ и м и с о о т н о ш е н и я м и :

строения

фактор упаковки

=

объему атомов внутри элементарной

ячейки

деленному на объем куба. фактор упаковки

=

4/Зра =

л/6

=

0,54

3

: (2а)

3

Ф а к т о р у п а к о в к и 0,54 указывает на то, что почти 50% пространства является н е з а п о л н е н н ы м . Так как о н о пустое, существует возможность запол­ нения свободного пространства между крупными атома­

КОЦ (фактор упаковки = 0,68)

КГЦ (фактор упаковки = 0,74)

ми, атомами малых размеров. Последние будут занимать свободное пространство, не вызывая серьезных наруше­ ний кристаллической структуры. Мы вернемся к этому позже, когда будем рассматривать сплавы.

Представив

себе большое свободное пространство в этой простей­ шей структуре, возможно не вызовет удивления то, что

Рис. 1 . 3 . 1 1 . Расположение атомов в элементарных ячей­ ках кристаллической решетки к у б и ч е с к о г о объемно центри­ рованного

(КОЦ) и к у б и ч е с к о г о гранецентрированного

(КГЦ) строения

существуют другие виды построения атомов, в которых величина фактора упаковки будет большей. Два таких п о с т р о е н и я о б ы ч н о встречаются у ме­

р и ч н о и связях, включая в а ж н е й ш и е группы мате­ риалов, известных под н а з в а н и е м п о л и м е р ы .

таллов, и н а з ы в а ю т с я кубической о б ъ е м н о ц е н т р и р о -

Существует еще одна в а ж н е й ш а я группа материа­

ванной ( К О Ц ) и г р а н е ц е н т р и р о в а н н о й ( К Г Ц ) конфи­

л о в , о которой еще не б ы л о упомянуто. Это — компо­

гурациями. Эти к о н ф и г у р а ц и и представлены на Рис.

зиты, п р е д с т а в л я ю щ и е собой к о м б и н а ц и ю двух или

1.3.11. Д л я К О Ц ф а к т о р у п а к о в к и составляет 0,68, а

большего числа твердых тел. Существует много при­

для К Г Ц — 0,74. Ч е м в ы ш е ф а к т о р у п а к о в к и , тем труд­

меров к о м п о з и т н ы х материалов,

нее м а л ы м а т о м а м з а н я т ь с в о б о д н о е п р о с т р а н с т в о

так и синтетического происхождения.

между к р у п н ы м и а т о м а м и без п о в р е ж д е н и я структуры

композитов

элементарной я ч е й к и .

Заключение

натурального

как натурального, Примерами

происхождения являются

к о с т н ы е т к а н и и д е н т и н , с о с т о я щ и е из коллагена (по­ л и м е р а ) и апатита ( к е р а м и ч е с к о г о вещества). Приме­ рами к о м п о з и т о в с и н т е т и ч е с к о й природы могут быть п о л и м е р ы , а р м и р о в а н н ы е с т е к л я н н ы м и волокнами, и

Существуют три о с н о в н ы х группы твердых веществ,

п о л и м е р ы , в состав которых входят частицы керами­

строение которых о с н о в а н о на трех типах п е р в и ч н о й

ческого н а п о л н и т е л я . П р и м е н е н и ю композитных ма­

связи:

териалов в стоматологии для реставрации зубов будет

•

п о с в я щ е н а глава 2.2. Другим примером использова­

• •

керамика, с т р о е н и е которой о с н о в а н о на и о н н о й связи; к е р а м и к а м о ж е т существовать в кристалли­

н и я структуры к о м п о з и т о в являются керметы, кото­

ческой и а м о р ф н о й ф о р м а х , к е р а м и ч е с к и е мате­

рые п р и м е н я ю т с я в качестве наполнителя для изго­

риалы в а м о р ф н о й ф о р м е н а з ы в а ю т с я стеклами;

товления

металлы, с т р о е н и е которых о с н о в а н о на металли­

некоторых

стеклоиономерных

цементов

(см. главу 2.3). Н а з в а н и е кермет состоит из двух час­

ческой связи

тей: кер, о з н а ч а ю щ е й керамику, и мет, которая озна­

твердые тела, о с н о в а н н ы е на к о в а л е н т н о й и вто-

чает металл.

Глава 1.4

СТРУКТУРА КЕРАМИКИ

ВВЕДЕНИЕ

м е р н ы х к о м п о з и т о в , для изготовления с т е к л о и о н о м е р н ы х ц е м е н т о в , ф о р м о в о ч н ы х материалов и стома­ тологических ф а р ф о р о в .

К е р а м и к а представляет собой с о е д и н е н и я металли­ ческих и н е м е т а л л и ч е с к и х э л е м е н т о в , и состоит из та­ ких веществ, как о к с и д ы , н и т р и д ы и с и л и к а т ы . Кера­ мические

материалы

могут

быть

кристаллическими, так и а м о р ф н ы м и ,

как

последняя

СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИКИ

группа к е р а м и к и известна под н а з в а н и е м стекол. В

к е р а м и ч е с к и х материалах о т р и ц а т е л ь н о заря­

О к с и д к р е м н и я (Si0 2 ) является о с н о в о й многих кера­

ж е н н ы е и о н ы (анионы) з н а ч и т е л ь н о отличаются раз­

мических материалов. Хотя его х и м и ч е с к а я формула

м е р а м и от п о л о ж и т е л ь н о з а р я ж е н н ы х и о н о в (катио­

д о с т а т о ч н о проста, этот материал о ч е н ь и з м е н ч и в и

нов).

В

качестве

рассмотренный кубическую

примера

ранее

можно

хлорид

привести

натрия,

гранецентрированную

уже

имеющий

структуру.

может существовать в самых разных формах.

Как

к р и с т а л л и ч е с к и й материал, он может б ы т ь в виде

Ионы

кварца, кристобалита и т р и д и м и т а , но он может быть

хлора з а н и м а ю т п о л о ж е н и я в узлах г р а н е ц е н т р и р о -

также в виде стекла, представляющего собой затвер­

ванной р е ш е т к и , в то время к а к и о н ы натрия находят­

д е в ш и й р а с п л а в оксида к р е м н и я . С п о с о б н о с т ь соеди­

ся между и о н а м и хлора, и их место нахождения мож­

нений,

но

разных модификациях,

назвать

внутрипространственным

расположением.

подобных оксиду к р е м н и я , существовать в существенно отличающихся

И о н ы н а т р и я с п о с о б н ы з а н и м а т ь такое п о л о ж е н и е

друг от друга с в о и м и с в о й с т в а м и , известна под назва­

потому, что о н и з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш е по размеру, чем

нием

полиморфизма.

и о н ы хлора, и с в о б о д н о п о м е щ а ю т с я в о с т а в ш е м с я

О к с и д к р е м н и я используется в качестве основы

пространстве э л е м е н т а р н о й я ч е й к и . Структура хлори­

для изготовления м н о г и х к е р а м и ч е с к и х материалов

да н а т р и я схематически представлена на Рис.

1.4.1.

с л о ж н о г о состава. В частности, в с о ч е т а н и и с о к с и д о м

Другим п р и м е р о м структуры этого т и п а является ок­

а л ю м и н и я он образует а л ю м о с и л и к а т а ы е стекла, ис­

сид ц и н к а , к о т о р ы й ш и р о к о используется в стомато­

пользуемые для изготовления с т е к л о и о н о м е р н ы х це­

л о г и и . Существует много других видов п р и м е н е н и я

ментов. П о д о б н ы м образом, п о л е в о ш п а т н ы е стекла

н е о р г а н и ч е с к и х к е р а м и ч е с к и х материалов в стомато­

используют для изготовления стоматологической ке­

л о г и и : их используют в качестве н а п о л н и т е л е й поли­

р а м и к и . Эти стекла представляют собой с о е д и н е н и я ,

medwedi.ru

СТРУКТУРА К Е Р А М И К И

Рис.

1.4.1.

27

Кубическая гранецентрированная структура

хлорида натрия

Рис. 1.4.3. Кристаллические ( аллотропические) превра­ щения в твердой структуре оксида к р е м н и я ( S i 0 2 )

кому, с о п р о в о ж д а ю щ и й с я и з м е н е н и е м объема мате­ риала,

известен

под

названием

ческому расплаву.

Для

того,

переход

чтобы

к

кристалли­

обнаружить

такое

п р е в р а щ е н и е твердого вещества, д о с т а т о ч н о проконт­ р о л и р о в а т ь и з м е н е н и е его объема. Простым

способом,

позволяющим

наглядно

представить это п р е в р а щ е н и е , является построение графика зависимости

изменения

удельного объема

материала (т.е. объема е д и н и ц ы массы материала) от температуры. Рис. 1.4.2. График перехода от твердого состояния к ж и д ­ кому, где Т

- температура плавления

К р и в а я на г р а ф и к е будет иметь вид,

п р е д с т а в л е н н ы й на Р и с . 1.4.2, и в точке п л а в л е н и я кристалла (т.е. при строго о п р е д е л е н н о й температуре) д и с к р е т н ы й с к а ч о к в ходе к р и в о й , к о т о р ы й до этого м о м е н т а имел

состоящие из о к с и д о в к р е м н и я и а л ю м и н и я в сочета­ нии с калием, н а т р и е м или кальцием ( п р и м е р о м тако­

п л а в н ы й характер, соответствующий

п о с т е п е н н о м у и з м е н е н и ю удельного объема. Удельный

объем

является

обратной

величиной

го соединения является н а т р и е в ы й п о л е в о й ш п а т -

плотности. Характер зависимости удельного объема от

альбит, и м е ю щ и й формулу NaAlSi 3 0 8 ).

температуры показывает, что единственным эффектом

КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ И АМОРФНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Это неудивительно, если подумать, что такой эффект

плавления кристалла является увеличение его объема. заключается в переходе от упорядоченной кристалли­ ческой структуры твердого тела к хаотичной жидкости; плотность упаковки атомов у жидкости будет значитель­ но меньшей, чем у кристаллического твердого тела. На Р и с .

1.4.3 представлена кривая зависимости

удельного объема кристаллического оксида кремния

Переходные состояния кристаллов

(Si0 2 ) от температуры. В д а н н о м примере наблюдается целый ряд п р е в р а щ е н и й в структуре твердого тела, а также р а с с м о т р е н н ы й н а м и ранее переход от твердого

При нагревании твердое вещество м о ж е т подвергаться

к жидкости. При к о м н а т н о й температуре оксид крем­

ряду превращений, с а м ы м л е г к о р а с п о з н а в а е м ы м из

н и я , S i 0 2 существует в виде кварца; при п о в ы ш е н и и

которых является с о с т о я н и е расплава. Переход крис­

температуры до 870°С кварц превращается в тридимит.

таллического вещества от твердого с о с т о я н и я к ж и д -

Д а л ь н е й ш а я т р а н с ф о р м а ц и я кварца происходит уже

28

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Рис. 1.4.4. Удельный объем при изменении температуры а м о р ф н о г о материала в твердом состоянии

Рис. 1.4.5. Кривые охлаждения материала, который мо­ жет переходить в твердое состояние с образованием (а) кристаллической структуры или (б) а м о р ф н о й структуры стекла

при температуре 147ГС —

ОБРАЗОВАНИЕ СТЕКЛА

кристобалит.

И,

наконец,

т р и д и м и т превращается в п р и температуре

1713°С

кристобалит начинает плавиться. Таким образом, по и з м е н е н и ю удельного объема мы можем определить не только точку перехода кристаллического S i 0 2 из твер­

Обладая п р а в и л ь н о й ф о р м о й , атомы стремятся к об­

дого с о с т о я н и я в ж и д к о е , но и из твердого — в твердое.

р а з о в а н и ю у п о р я д о ч е н н ы х структур. С более крупны­ ми

молекулам

сложного

строения,

получить

у п о р я д о ч е н н о е р а с п о л о ж е н и е будет н а м н о г о сложнее.

Переходные состояния стекла

Таким о б р а з о м , при т в е р д е н и и крупных беспорядоч­ ной н е п р а в и л ь н о й ф о р м ы молекул вероятность обра­

При нагревании а м о р ф н ы х твердых веществ, подобных

з о в а н и я стекла будет в ы с о к о й .

стеклу, столь резкого перехода от твердого состояния к

Д л я того чтобы началось образование кристаллов,

жидкому, который наблюдается у кристаллических ма­

д о л ж н ы присутствовать центры или ядра кристаллиза­

териалов, не происходит. Вместо этого, в точке перехо­

ции. Ц е н т р а м и к р и с т а л л и з а ц и и о б ы ч н о бывают при­

да произойдет увеличение скорости изменения удель­

меси, н а п р и м е р , ч а с т и ц ы п ы л и , от которой в реаль­

ного объема вещества (см. Рис. 1.4.4). Температура, при

ных условиях избавиться н е в о з м о ж н о . Таким образом,

которой произойдет изменение угла наклона кривой за­

если материал п о т е н ц и а л ь н о способен приобретать

висимости удельного объема от температуры, известна

у п о р я д о ч е н н у ю кристаллическую структуру, то этому

под названием температуры стеклования,

Тс. Это поня­

будут способствовать частицы п р и м е с е й .

тие о б ы ч н о — п р и м е н я е т с я и для высокомолекулярных твердых материалов (хотя и не всегда).

О к с и д к р е м н и я или кремнезем может образовы­

Следовательно, увеличение объема (и, разумеется,

вать к а к стекла, так и к р и с т а л л и ч е с к и е вещества, на

незанятого объема) не будет внезапным. Вместо этого

Рис. 1.4.5 представлены характерные для этого соеди­

объем будет увеличиваться

причем при

н е н и я к р и в ы е з а в и с и м о с т и и з м е н е н и й удельного объ­

температуре выше температуры стеклования скорость

ема от температуры. Если при охлаждении произойдет

постепенно,

увеличения объема возрастет. И, наоборот, жидкость,

кристаллизация

которая охлаждается без образования кристаллической

удельного объема (кривая а)будет иметь острый или

вещества, то

кривая уменьшения

структуры, содержит большее количество незанятого

д и с к р е т н ы й характер. Такое резкое у м е н ь ш е н и е объе­

объема. Твердые тела, образование которых проходит за

ма о б ъ я с н я е т с я « к о н ф и г у р а ц и о н н ы м сжатием», пос­

счет переходов в стекле, а не превращением кристалли­

кольку при переходе вещества от с о с т о я н и я неупоря­

ческих расплавов, будут а м о р ф н ы м и , их о б ы ч н о назы­

д о ч е н н о й ж и д к о с т и к с о с т о я н и ю кристаллического

вают стеклами. Стекла являются важнейшей группой

твердого тела происходит заметное увеличение плот­

материалов и заслуживают отдельного рассмотрения.

ности у п а к о в к и . После того, к а к з а к о н ч и т с я этап рез-

medwedi.ru

СТРУКТУРА К Е Р А М И К И

29

кого к о н ф и г у р а ц и о н н о г о с ж а т и я , объем материала

к о т о р ы й м о ж н о п р е д с т а в и т ь областью перегиба ука­

начнет п о с т е п е н н о у м е н ь ш а т ь с я за счет о б ы ч н о й тер­

занной кривой.

м и ч е с к о й усадки.

П о с к о л ь к у п е р е о х л а ж д е н н а я ж и д к о с т ь была ох­

Если к р и с т а л л и з а ц и я не п р о и з о ш л а , и з м е н е н и е

л а ж д е н а до т е м п е р а т у р ы н и ж е ее температуры стек­

к р и в о й Ь,

л о в а н и я , о н а п е р е ш л а в с о с т о я н и е , которое м о ж н о

объем ж и д к о с т и продолжает с о к р а щ а т ь с я , ч а с т и ч н о за

н а з в а т ь стеклом. И н т е р е с н о отметить, что вязкость,

объема

материала будет соответствовать

счет о б ы ч н о й т е р м и ч е с к о й усадки, а ч а с т и ч н о за счет

при к о т о р о й п р о и с х о д и т т в е р д е н и е расплава, одина­

к о н ф и г у р а ц и о н н о г о сжатия.

к о в а д л я всех стекол и с о с т а в л я е т о к о л о 10

Ж и д к о с т ь приобретает

менее открытую структуру, о д н а к о в э т о м случае отсу­

12

пуаз, хо­

тя т е м п е р а т у р а с т е к л о в а н и я м о ж е т колебаться в ши­

тствует д и с к р е т н ы й с к а ч о к удельного объема. Н и ж е

р о к и х пределах — от -89°С для г л и ц е р и н а до > 1500°С

температуры

д л я ч и с т о г о к в а р ц е в о г о стекла. Р а з л и ч и е между пере­

плавления

(Т

) будет о б р а з о в ы в а т ь с я бу­

о х л а ж д е н н о й ж и д к о с т ь ю и с т е к л о м заключается в

дет п р о д о л ж а т ь с я по мере п а д е н и я температуры до

т о м , что п о с л е д н е е и м е е т в я з к о с т ь , п р е в ы ш а ю щ у ю

д о с т и ж е н и я температуры с т е к л о в а н и я Т с , после чего

10

нестабильная

переохлажденная ж и д к о с т ь .

Сжатие

12

пуаз.

с к о р о с т ь сжатия с у щ е с т в е н н о замедлится. П р и темпе­ ратуре с т е к л о в а н и я к о н ф и г у р а ц и о н н о е сжатие

при­

о с т а н о в и т с я , и будет иметь место т о л ь к о о б ы ч н о е тер­ м и ч е с к о е сжатие. Что же ния?

происходит при температуре

стеклова­

Переохлажденная жидкость становится

нас­

т о л ь к о в я з к о й , что к о н ф и г у р а ц и о н н ы е и з м е н е н и я уже не могут п р о д о л ж а т ь с я , и структура ж и д к о с т и к а к б ы з а м о р а ж и в а е т с я . Э т о п р о и с х о д и т н е п р и од­ ном четко определенном значении температуры, а в н е к о т о р о м д и а п а з о н е т е м п е р а т у р в пределах 50°С,

6

Рис. 1.4.6. Кристаллическая структура кристобалита

Рис. 1.4.7. Схематичное представление структуры оксида к р е м н и я в д в у х м е р н о м пространстве: (а) расположение атомов, (Ь) расположение кислорода в виде треугольников

30

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Рис. 1.4.8. Схематичное представление структуры чисто­

Рис. 1.4.9. Схематичное представление структуры стекла

го к р е м н е з е м н о г о стекла в д в у х м е р н о м пространстве: (а)

из с м е с и о к с и д о в в д в у х м е р н о м пространстве: (а) располо­

расположение атомов , (Ь) расположение кислорода в виде

ж е н и е атомов, (Ь) расположение кислорода в виде треу­

треугольников

гольников

Термин

температура перехода отчасти

применяет­

ся н е в е р н о , п о с к о л ь к у на с а м о м деле п р и э т о й темпе­

собствует

образованию

кристаллического

твердого

вещества, п о с к о л ь к у для к р и с т а л л и з а ц и и требуется

ратуре н и к а к о г о п р е в р а щ е н и я м о ж е т не быть. Изме­

з н а ч и т е л ь н о е и б ы с т р о е п р о с т р а н с т в е н н о е перерасп­

н е н и я к о н ф и г у р а ц и й п р о и с х о д я т и п р и температурах

р е д е л е н и е молекул. С л е д о в а т е л ь н о , присутствие лю­

н и ж е Т , т о л ь к о из-за в ы с о к о й в я з к о с т и с к о р о с т ь этих

бого вида ц е н т р а к р и с т а л л и з а ц и и даст о ч е н ь медлен­

и з м е н е н и й к р а й н е мала, и о н и уже ни на что не могут

ный

п о в л и я т ь . Температуру с т е к л о в а н и я , то есть темпера­

к р и с т а л л и ч е с к о г о о к с и д а к р е м н и я , с т р о е н и е которых

рост,

особенно

таких

сложных

структур

туру, остывая до к о т о р о й стекло перестает подвергать­

п о д о б н о алмазу. Т а к и м о б р а з о м , п р и б ы с т р о м охлаж­

с я с у щ е с т в е н н ы м и з м е н е н и я м к о н ф и г у р а ц и й , иногда

д е н и и ж и д к о с т и в е р о я т н е е всего образуется стекло.

называют

фиктивной

температурой

стеклования.

Ни­

же э т о й температуры стекло уже не с м о ж е т с п о н т а н н о

П р о ц е с с о б р а з о в а н и я стекла и з в е с т е н под н а з в а н и е м витрификация.

стать более п л о т н ы м . В о з н и к а е т в о п р о с : «Что же п р о и с х о д и т п р и темпе­ ратуре п л а в л е н и я Т ш , что определяет н а п р а в л е н и е , п о

Стеклообразующие компоненты

к о т о р о м у пойдет п р о ц е с с т в е р д е н и я расплава, п о пути о б р а з о в а н и я стекла и л и п о пути кристаллизации?»

О с н о в н ы м к о м п о н е н т о м , п о з в о л я ю щ и м образовать­

П р и п л а в л е н и и о к с и д а к р е м н и я , образуется пре­

ся стеклу, я в л я е т с я о к с и д к р е м н и я , к о т о р ы й может

д е л ь н о в я з к а я ж и д к о с т ь , это означает, ч т о м о л е к у л ы

существовать к а к в ф о р м е стекла, так и в ф о р м е крис­

могут п е р е м е щ а т ь с я по о т н о ш е н и ю друг к другу о ч е н ь

т а л л и ч е с к о г о твердого тела.

м е д л е н н о . М е д л е н н о е п е р е м е щ е н и е молекул н е с п о -

к р и с т а л л и ч е с к и х ф о р м о к с и д а к р е м н и я , имеет строе-

medwedi.ru

Кристобалит,

о д н а из

СТРУКТУРА К Е Р А М И К И

31

н и е в ф о р м е тетраэдра, с а т о м о м к и с л о р о д а в каждом

Хотя стекла м о ж н о изготавливать из смесей крис­

углу и а т о м о м к р е м н и я в ц е н т р е . С т р о е н и е к р и с т о б а -

таллического о к с и д а к р е м н и я и металлических окси­

л и т а п р е д с т а в л е н о на Рис.1.4.6. Его структура доста­

дов, т а к о й подход к и з г о т о в л е н и ю стекла будет о ч е н ь

т о ч н о с л о ж н а , ее н е у д о б н о и с п о л ь з о в а т ь для объясне­

д о р о г о с т о я щ и м . Н а м н о г о дешевле обойдется исполь­

н и я п р о ц е с с а о б р а з о в а н и я стекла. Д л я н а г л я д н о с т и

з о в а н и е п р и р о д н ы х м и н е р а л о в с требуемой стекло­

можно

в и д н о й структурой, поскольку уже сама природа про­

и с п о л ь з о в а т ь двухмерную

модель

строения

к р и с т о б а л и т а , где все с в я з и р а с п о л о ж е н ы в о д н о й

вела

п л о с к о с т и , и у каждого а т о м а к р е м н и я о д н а с в я з ь от­ сутствует (Рис. 1.4.7).

процесс

Когда-то

витрификации. производители

применяли

только

п р и р о д н ы е п о л е в о ш п а т н ы е м и н е р а л ы , и затем добав­

П р и п л а в л е н и и о к с и д а к р е м н и я и его б ы с т р о м ох­

л я л и в их состав о к с и д ы других металлов для того,

структура н е с п о с о б н а

чтобы изготовить к е р а м и ч е с к и е н а п о л н и т е л и и стома­

образоваться за такое к о р о т к о е время, п о э т о м у о к с и д

тологические фарфоры с заданными свойствами. В

лаждении,

кристаллическая

к р е м н и я п р е в р а щ а е т с я в стекло, к о т о р о е н а з ы в а ю т

н а ш е время м н о г и е стекла изготовляются

п л а в л е н ы м к в а р ц е м (Рис. 1.4.8).

синтеза, что п о з в о л я е т улучшить к о н т р о л ь за составом

В ы с о к а я т е м п е р а т у р а п л а в л е н и я э т о г о материа­

методом

и с в о й с т в а м и материала.

ла, р а в н а я 1713°С, д е л а е т его в е с ь м а д о р о г о с т о я щ и м для м а с с о в о г о и с п о л ь з о в а н и я . Е с л и о к с и д к р е м н и я с м е ш а т ь с н е к о т о р ы м и о к с и д а м и м е т а л л о в , то э т о позволит

существенно

понизить

температуру

Девитрификация

его

плавления. П р и производстве стекол в их составе может появ­ Н а п р и м е р , если взять к о м п о з и ц и ю , состоящую из трех четвертей о к с и д а к р е м н и я и о д н о й ч а с т и ок­

л я т ь с я н е з н а ч и т е л ь н о е число кристаллов, о д н а к о ско­ рость их роста о ч е н ь мала.

сида н а т р и я , то т е м п е р а т у р а ее п л а в л е н и я с о с т а в и т всего

1339°С.

Такие стекла называются

смешанными

Когда стекло н а ч и н а е т кристаллизоваться, т а к о й процесс

называется

девитрификацией.

Девитрифика­

оксидными стеклами, а их структура п р е д с т а в л е н а на

ц и я может начаться, если стекло выдерживают при

Рис.

п о в ы ш е н н о й температуре в течение длительного вре­

1.4.9. А т о м ы м е т а л л а о б р а з у ю т п о л о ж и т е л ь н о

заряженные

порядок

м е н и , что п р и в о д и т к перестройке р а с п о л о ж е н и я мо­

строения к и с л о р о д н ы х т е т р а э д р о в , и в результате не

лекул. Стекло становится п о л у п р о з р а ч н ы м в результа­

все а т о м ы к и с л о р о д а будут д е л и т ь с я с в о и м и элект­

те

ронами с с о с е д н и м и а т о м а м и . В э т о й к о м п о з и ц и и

кристаллов. Этот процесс является о с н о в о й изготов­

оксид к р е м н и я

л е н и я с т е к л о к е р а м и ч е с к и х материалов (см. главу 3.4).

компонента,

ионы,

а

которые

будет

разрушают

и г р а т ь р о л ь стеклообразующего

оксид металла

—

роль

стекломодифи-

катора. Оксиды титана, ц и н к а , с в и н ц а и а л ю м и н и я также могут п р и н и м а т ь участие в о б р а з о в а н и и простран­ ственной сетчатой структуры стекла, и образовывать жесткие сетки. Сода ( N a 2 0 ) и известь ( С а О ) обладают

рассеяния

света

поверхностями

небольших

П р о ц е с с н а г р е в а н и я материала, п о з в о л я ю щ и й мо­ лекулам и л и атомам перераспределяться в простран­ стве, называется обжигом и играет важную роль в тех­ нологиях и з г о т о в л е н и я многих материалов.

Клиническое значение

низкой в я з к о с т ь ю расплава, вследствие чего п р и тем­ пературе с т е к л о в а н и я п р о и с х о д и т и н т е н с и в н о е разру­ шение структуры. Э т о п р и в о д и т к о б р а з о в а н и ю стек­ ла. Борный ангидрид (В 2 0 3 ) также может играть р о л ь стеклообразующего к о м п о н е н т а в ш и р о к о известных боратных стеклах.

Керамика отличается высокой стабильностью в биоло­ гической среде, и, следовательно, ее м о ж н о отнести к материалам, обладающим наибольшей биосовмести­ мостью по сравнению со всеми известными сегодня материалами.

Глава 1.5

СТРУКТУРА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

МИКРОСТРУКТУРА МЕТАЛЛОВ

ваемые границами зерен, о б ы ч н о и я в л я ю т с я дефект­ ной областью к р и с т а л л и ч е с к о й структуры металла. На Рис.

1.5.1 схематически изображен

процесс

т в е р д е н и я металла. М а л ы й размер зерен обусловлива­ Металлы

состоят

упорядоченно

из

совокупности

расположенных

в

атомов,

кристаллической

ет п о л о ж и т е л ь н ы е свойства металла, благодаря повы­ ш е н и ю его предела текучести, о д н а к о в д а н н ы й мо­

структуре. Н е с м о т р я н а т о , что м ы р а с с м а т р и в а л и

мент

п р о ц е с с к р и с т а л л и з а ц и и , к а к о б р а з о в а н и е единич­

к о т о р ы м это происходит. О д н и м из с п о с о б о в получе­

мы

не

будем

рассматривать

причины,

по

ных к р и с т а л л о в , м е т а л л ы о б ы ч н о не о б р а з у ю т еди­

н и я м е л к о з е р н и с т ы х структур является быстрое твер­

н о г о к р и с т а л л а п р и т в е р д е н и и (переходе и з состоя­

д е н и е расплава, к о т о р о е используют при литье стома­

ния,

они

тологических золотых сплавов в л и т е й н ы е ф о р м ы ,

о б р а з у ю т структуру, с о с т о я щ у ю из м н о ж е с т в а мел­

разогретые до более н и з к и х температур по с р а в н е н и ю

ких к р и с т а л л о в .

с температурой

называемого

расплавом),

вместо

этого

п л а в л е н и я сплава. Альтернативным

Это происходит потому, что внутри расплавленно­

способом п о л у ч е н и я м е л к о з е р н и с т ы х структур явля­

го металла р а с с е я н о м н о ж е с т в о ядер или центров крис­

ется о б е с п е ч е н и е множества ц е н т р о в к р и с т а л л и з а ц и и .

таллизации. Такие ядра могут образовываться при су­

Это м о ж н о получить д о б а в к о й и р и д и я к стоматологи­

щественной

четырьмя

ч е с к и м л и т е й н ы м сплавам н а основе золота. И р и д и й

а т о м а м и . Благодаря этому четыре атома с п о с о б н ы об­

создает м н о ж е с т в о центров к р и с т а л л и з а ц и и и, тем са­

р а з о в а т ь э л е м е н т а р н у ю ячейку.

м ы м , п о з в о л я е т о г р а н и ч и т ь рост зерен.

потере

тепловой

энергии Эти

элементарные

я ч е й к и растут по мере того, как все большее количе­

Детальное изучение структуры металлов, а именно,

ство атомов достигает н и з к о г о э н е р г е т и ч е с к о г о уров­

размеров кристаллов, их формы и состава, исключитель­

ня и н а ч и н а е т п р и с о е д и н я т ь с я к н и м , в результате че­

но важно для выяснения их свойств и технологии полу­

го и п р о и с х о д и т о б р а з о в а н и е кристалла. Этот п р о ц е с с

чения. Некоторые представления о структуре металлов

известен

может дать изучение металлических поверхностей под

под

названием

гомогенной

кристаллизации.

Д л я того чтобы вырастить е д и н ы й кристалл металла из всего и м е ю щ е г о с я расплава, потребуется с л о ж н о е специальное

оборудование.

электронным микроскопом в отраженном свете. Свет отражается от п о л и р о в а н н о й металлической поверхности, и характер о т р а ж е н и я будет зависеть от

Ч а щ е всего твердение и н и ц и и р у е т с я присутствием п р и м е с е й в расплаве металла. После того, к а к темпе­

н а л и ч и я на н е й н е р о в н о с т е й , п р и в о д я щ и х к его рассе­ янию.

ратура опустится н и ж е т о ч к и п л а в л е н и я , атомы метал­

Х и м и ч е с к о е воздействие на п о л и р о в а н н у ю пове­

ла станут осаждаться на этих примесях, и н а ч н е т с я об­

рхность металла (называемое травлением) также при­

разование

под

ведет к и з м е н е н и ю характера о т р а ж е н и я света. Соот­

Кристаллы

ветствующие х и м и ч е с к и е р е а к т и в ы воздействуют на

(иначе н а з ы в а е м ы е з е р н а м и ) будут продолжать свой

о п р е д е л е н н ы е области, н а х о д я щ и е с я на поверхности

рост до тех п о р , п о к а весь металл не затвердеет. Во вре­

металла в зоне п о в ы ш е н н о г о механического напряже­

названием

кристаллов. гетерогенной

Этот п р о ц е с с известен кристаллизации.

мя своего роста о н и н а ч и н а ю т сталкиваться друг с

н и я , т.е. на г р а н и ц ы зерен, в которых упаковка атомов

другом, образуя г р а н и ц ы между к р и с т а л л а м и , где ато­

не п о л н о с т ь ю упорядочена. Травление приводит к об­

мы р а с п о л о ж е н ы б е с п о р я д о ч н о . Эти г р а н и ц ы , назы­

р а з о в а н и ю к а н а в о к , р а с с е и в а ю щ и х свет, которые выг-

medwedi.ru

СТРУКТУРА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

33

л а д я т более т е м н ы м и л и н и я м и . Этот э ф ф е к т схемати­ ч е с к и и з о б р а ж е н на Рис. 1.5.2 для металла с выражен­ ной о д н о р о д н о й структурой з е р е н . Все з е р н а обладают приблизительно одинаковыми

размерами и формой;

такая структура зерен называется равноосной.

Приме­

ром металла с т а к о й структурой зерен служит д о э в т е к т о и д н а я г и п о э в т е к т о и д н а я н е р ж а в е ю щ а я сталь, пове­ рхность к о т о р о й

после т р а в л е н и я представлена на

Рис. 1.5.3. В о з м о ж н ы и другие ф о р м ы и р а з м е р ы зе­ р е н , и о ч е н ь часто о н и зависят от вида технологичес­ кой о б р а б о т к и , используемого п р и т в е р д е н и и распла­ ва. Н а п р и м е р , если р а с п л а в л е н н ы й металл заливать в ф о р м у с к в а д р а т н ы м и л и круглым с е ч е н и е м , темпера­ тура к о т о р о й будет н и ж е , чем у расплава, структура

Рис. 1 . 5 . 1 . Процесс твердения металла

затвердевшего металла будет выглядеть так, к а к пока­ зано на Рис. 1.5.4, т.е. кристаллы растут от с т е н о к фор­ мы к центру.

Полированная протравленная поверхность

М н о г и е металлы л е г к о д е ф о р м и р у ю т с я , о с о б е н н о , если о н и находятся в э л е м е н т а р н о м (т.е. чистом) сос­ т о я н и и . Это позволяет придавать им любую желаемую форму ударами молота, путем п р о к а т а , п р е с с о в а н и я или п р о т я ж к и . К р у п н ы е о т л и в к и , и з в е с т н ы е под наз­ ванием с л и т к о в , могут б ы т ь п р е в р а щ е н ы в изделия любой требуемой ф о р м ы , н а п р и м е р , в к р ы л о автомо­ биля, остов л о д к и и л и проволоку. Металл, ф о р м а которого была и з м е н е н а путем де­ ф о р м а ц и и , называется кованым. Если бы стали изучать под о п т и ч е с к и м м и к р о с к о п о м микроструктуру метал­

Рис. 1.5.2. Отражение падающего света от протравленной поверхности металла

лической п р о в о л о к и , то о н а выглядела бы так, к а к по­ казано на рисунке Рис. 1.5.5. З е р н а вытянуты в нап­ равлении п р о т я ж к и

и образуют слоистую структуру.

Таким образом, изучая м и к р о с к о п и ч е с к у ю структуру металла, м о ж н о получить о нем м н о г о и н ф о р м а ц и и .

СПЛАВЫ Элементарные

или чистые

металлы

используются

редко из-за м н о ж е с т в а о г р а н и ч е н и й , с в я з а н н ы х с их свойствами. Б о л ь ш и н с т в о ш и р о к о используемых ме­ таллов представляют с о б о й смесь двух или более ме­ таллических э л е м е н т о в , иногда с д о б а в к о й неметалли­ ческих

компонентов.

Обычно

эти

материалы

получают с п л а в л е н и е м э л е м е н т о в при температурах,

Рис. 1.5.3. Зернистая структура гипоэвтектоидной нер­ жавеющей стали

превышающих их температуру п л а в л е н и я . Такие сме­ си двух или более металлов н а з ы в а ю т сплавами. Спла­ вы, состоящие из двух э л е м е н т о в , н а з ы в а ю т бинарны­

за будет иметь с в о ю собственную, отчетливо выражен­

ми сплавами, а смесь трех э л е м е н т о в — тройными (1гли

ную структуру, и с в я з а н н ы е с ней свойства.

трехкомпонентными)

сплавами.

В обиходе, чаще всего упоминаются такие фазы,

Чаще всего сплав состоит из н е с к о л ь к и х отдель­

к а к газ, жидкость и твердое вещество, поскольку они

ных, четко определенных, твердых ф а з . Ф а з о й назы­

заметно отличаются друг от друга. Вещество может сос­

вают структурно

систе­

тоять из нескольких фаз. Например, воду м о ж н о рас­

мы, которая отделена от других частей с и с т е м ы четко

сматривать как однофазную структуру, в то время, как в

определенными ф и з и ч е с к и м и г р а н и ц а м и . Каждая ф а -

смесь воды и масла будут входить две фазы. Песок мож-

однородную

(гомогенную) часть

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

34

Радиальная структура

Равноосная структура

Рис. 1.5.4. Зернистая структура в зависимости от условий твередения расплава

Рис. 1.5.5. Вытянутые кристаллические зерна в структуре металлической проволоки, полученные в результате про­ тяжки

но рассматривать к а к о д н о ф а з н у ю систему, даже если

Твердые

растворы

замещения

он состоит из множества отдельных частиц, поскольку все частицы песка и д е н т и ч н ы по составу и структуре. В фазе м о ж е т содержаться н е с к о л ь к о к о м п о н е н ­

Е с л и а т о м ы р а с т в о р е н н о г о элемента могут непосред­ с т в е н н о заместить а т о м ы растворителя

в соответству­

тов, н а п р и м е р , с о л е в о й раствор состоит из воды и

ю щ е й ему к р и с т а л л и ч е с к о й решетке, то в таких случа­

р а с т в о р е н н о г о в н е й хлорида н а т р и я . А н а л о г и ч н о это­

ях образуется твердый раствор этих двух элементов.

му, ф а з ы в металле могут представлять с о б о й смеси

О б р а з о в а н и е такого твердого раствора в о з м о ж н о при

металлов. В состав м е д и м о ж е т входить до 4 0 % ц и н к а

следующих условиях:

без р а з р у ш е н и я ее к у б и ч е с к о й г р а н е ц е н т р и р о в а н н о й ( К Г Ц ) р е ш е т к и . Такие структуры н а з ы в а ю т твердыми растворами, и э т и структуры соответствуют ряду спе­ ц и а л ь н ы х условий (см. н и ж е ) .

• •

а т о м ы и м е ю т о д и н а к о в у ю валентность; атомы

образуют

одинаковую

кристаллическую

структуру ( н а п р и м е р , К Г Ц решетку); •

р а з м е р ы атомов отличаются друг от друга не более чем на 15%. П р и м е р т а к о й с и с т е м ы , используемой в стомато­

ТВЕРДЫЕ ФАЗЫ

л о г и и , является сплав золота и меди (Рис. 1.5.6). Д о б а в л е н и е л ю б о г о количества меди в золото во всех случаях приведет к о б р а з о в а н и ю твердого раство­

П р и с м е ш и в а н и и двух р а з н ы х металлических элемен­

ра. Таким образом, твердые растворы з а м е щ е н и я мож­

тов, п о л у ч е н н ы й м а т е р и а л может быть к а к однофаз­

но получить во всем д и а п а з о н е от 100% з о л о т а д о 100%

н ы м , т а к и м н о г о ф а з н ы м с п л а в о м . С п л а в , к о т о р ы й из

меди. Такое в о з м о ж н о потому, что оба этих металла

них образуется, зависит от р а с т в о р и м о с т и одного эле­

отвечают

мента в другом, и это о п р е д е л я е т с я к р и с т а л л и ч е с к о й

(Таблица 1.5.1).

п р и р о д о й э л е м е н т о в , а также их о т н о с и т е л ь н ы м и раз­ мерами.

всем

трем приведенным

Д р у г и м и металлами, с п о с о б н ы м и образовывать с золотом твердые растворы з а м е щ е н и я , я в л я ю т с я пла­

В сплавах могут образовываться ф а з ы трех р а з н ы х

т и н а (размер атомов = 2,775 А ), палладий (2,750 А ), и

видов: ч и с т ы й металл ( м е х а н и ч е с к а я смесь ф а з чистых

серебро (2,888 А ) ,

металлов, в х о д я щ и х в с п л а в ) , твердый раствор и л и ин­

структуру.

терметаллическое с о е д и н е н и е .

в ы ш е условиям

и м е ю щ и е К Г Ц кристаллическую

П о с л е д н и е два вида

ф а з (твердый раствор и и н т е р м е т а л л и ч е с к о е соедине­ н и е ) требуют более п о д р о б н о г о о п и с а н и я .

Твердые растворы

внедрения

Твердые растворы

в н е д р е н и я о б р а з у ю т с я в тех случаях, когда атомы

К а к уже п о н я т н о и з н а з в а н и я , т в е р д ы е растворы растворимого

Твердый раствор — это с м е с ь э л е м е н т о в на а т о м н о м

вещества

способны

проникнуть в

п р о с т р а н с т в о между а т о м а м и р а с т в о р и т е л я . Д л я то­

уровне, а н а л о г и ч н а я с м е с и ж и д к о с т е й , р а с т в о р и м ы х

го ч т о б ы э т о п р о и з о ш л о , а т о м ы р а с т в о р и м о г о эле­

одна в другой. Существует два т и п а твердых раство­

м е н т а д о л ж н ы б ы т ь н а м н о г о м е н ь ш е а т о м о в раство­

ров: твердые р а с т в о р ы з а м е щ е н и я и твердые растворы

р и т е л я . П р а к т и ч е с к и д и а м е т р а т о м а растворимого

внедрения.

э л е м е н т а д о л ж е н с о с т а в л я т ь м е н е е 60%

medwedi.ru

диаметра

СТРУКТУРА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

35

Рис. 1.5.6. Схематичное представление структуры твердо­

Рис. 1.5.7. Схематичное представление структуры твердо­

го раствора замещения

го раствора внедрения

амальгам: в сплаве для амальгамы могут содержаться

Таблица 1 . 5 . 1 Свойства золота и меди

ф а з ы Ag — Sn (Ag 3 Sn), а также, ф а з ы Си — Sn (Cu 6 Sn g ).

Диаметр

Кристал-

Валент-

Эпемент

атома (А)

лическая

ность

Аи

2.882

КГЦ

1 или 3

ф а з , о б р а з о в а н и е которых зависит от его состава и

Си

2.556

КГЦ

1 или 2

температуры п л а в л е н и я . Б ы л разработан г р а ф и ч е с к и й

структура

ФАЗОВЫЕ С п л а в может состоять из б о л ь ш о г о количества разных

способ и з о б р а ж е н и я процесса о б р а з о в а н и я ф а з , изве­ с т н ы й под н а з в а н и е м «фазовая диаграмма состояния». Н а т а к о й д и а г р а м м е о т о б р а ж е н ы все ф а з ы (включая атома р а с т в о р и т е л я .

П р и м е р о м твердого раствора

внедрения м о ж е т с л у ж и т ь с т а л ь ,

с о д е р ж а щ а я не­

ж и д к у ю ) , присутствующие п р и о п р е д е л е н н о й темпе­ ратуре в сплаве д а н н о г о состава.

большое к о л и ч е с т в о углерода, п р о н и к ш е г о в сво­ бодные п р о с т р а н с т в а к р и с т а л л и ч е с к о й р е ш е т к и же­ леза ( Р и с . 1.5.7).

Твердые растворы

Пространство для в н е д р е н и я атомов другого эле­ мента весьма о г р а н и ч е н н о , поэтому в результате вклю­

П р о с т е й ш и м и для н а ш е г о п о н и м а н и я ф а з о в ы м и ди­

чения в структуру д о п о л н и т е л ь н ы х атомов может наб­

аграммами являются бинарные диаграммы состояния.

людаться и с к а ж е н и е ( и с к р и в л е н и е ) р е ш е т к и . Д р у г и м и

П р и м е р о м т а к о й ф а з о в о й д и а г р а м м ы является прос­

элементами, с п о с о б н ы м и легко образовывать твердые

тая система, п р е д с т а в л е н н а я на Р и с . 1.5.8. Эта фазовая

растворы внедрения, я в л я ю т с я водород, азот и бор.

д и а г р а м м а составлена для двух э л е м е н т о в — меди и

Интерметаллические соединения

н и к е л я , по в е р т и к а л ь н о й оси отложена температура, а по г о р и з о н т а л ь н о й — состав смеси. Медь и н и к е л ь схожи по с в о и м свойствам, поэтому о н и могут с лег­

образуется в т о м

костью з а м е щ а т ь друг друга в к р и с т а л л и ч е с к о й решет­

случае, когда два и л и большее ч и с л о металлов п р и

ке, и образовывать т и п и ч н ы е твердые растворы заме­

смешивании образуют с о е д и н е н и е в о п р е д е л е н н о м

щ е н и я . Таким образом, п р и п о с т е п е н н о м переходе

или стехиометрическом с о о т н о ш е н и и . П р и м е р о м ме­

состава от ч и с т о й меди к чистому н и к е л ю , будет обра­

таллов, способных образовывать стехиометрические

зовываться всего одна фаза.

Интерметаллическое с о е д и н е н и е

соединения, являются н е к о т о р ы е ф а з ы в сплавах, ис­ пользуемых

для

изготовления

стоматологических

Хотя н е к о т о р ы е полагают, что температура плавле­ н и я такого сплава будет находится где-то между темпе-

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

36

Рис. 1.5.8. Ф а з о в а я д и а г р а м м а равновесия для системы Cu-Ni, соотношение к о м п о н е н т о в в к о т о р о й

Рис. 1.5.9. Кривая охлаждения расплава чистого металла

50 Си : 50 Ni

при 1300°С дает составы, обогащенные медью в ж и д к о м расплаве и обогащенные никелем - в твердом состоянии

ратурами п л а в л е н и я чистой меди и чистого н и к е л я , на самом деле это не так. Сразу с л о ж н о п о н я т ь , почему на диаграмме появляется область, в которой присутству­ ют о д н о в р е м е н н о ж и д к и й расплав и твердая фаза. Ли­ н и я , которая отделяет область только ж и д к о й ф а з ы от области, с о с т о я щ е й из ж и д к о с т и и твердой ф а з ы , на­ зывается ликвидусом или линией ликвидуса, а л и н и я , от­ д е л я ю щ а я смесь ж и д к о с т и и твердого от области, в ко­ торой присутствует только твердая фаза, известна под названием солидуса или линией солидуса. При твердении чистого металла, переход от жидко­ го в твердое с о с т о я н и е происходит при вполне опреде­ л е н н о й температуре; такой температурой является ха­ рактеризующая ф и з и ч е с к и е свойства д а н н о г о металла температура п л а в л е н и я .

Если д л я чистого металла

Рис. 1 . 5 . 1 0 . Кривая охлаждения сплава

построить кривую в координатах температура — время, она будет иметь вид, п р е д с т а в л е н н ы й на Рис. 1.5.9. П р о т я ж е н н о с т ь плато на к р и в о й соответствует пе­

Следовательно, в области, находящейся между разны­

риоду, в течение которого происходит твердение ме­

ми температурами плавления этих двух металлов, оста­

талла, а л и н и и ликвидус и солидус с о в м е с т и л и с ь в од­

ется ж и д к и й расплав, о б о г а щ е н н ы й медью, имеющий

ной точке. П р и ч и н о й о б р а з о в а н и я плато я в л я е т с я

более низкую точку п л а в л е н и я , и появляется твердая

высвобождение э н е р г и и (в ф о р м е тепла) при тверде­

фаза, о б о г а щ е н н а я никелем с более в ы с о к о й точкой

н и и материала,

плавления. В д а н н о й температурной области эти фазы

которая поддерживает п о с т о я н н у ю

температуру металла при его т в е р д е н и и . Эта э н е р г и я называется

скрытой

теплотой

плавления.

При с м е ш и в а н и и двух металлов для сплава,

кривая охлаждения

представляют собой самые стабильные соединения. Н а п р и м е р , для состава, содержащего 50% меди и

получения

50% н и к е л я , при температуре 1300°С, в твердом нике­

(Рис.

ле может содержаться не более 37 массовых процентов

выглядит иначе

1.5.10), поскольку твердение сплава происходит не при

меди. Следовательно, л ю б ы е л и ш н и е атомы меди, вы­

одной температуре, а в о п р е д е л е н н о м температурном

х о д я щ и е за пределы уровня 37%, переходят в жидкое

интервале. Ликвидус и солидус становятся раздельны­

с о с т о я н и е и с м е ш и в а ю т с я с о с т а в ш и м с я никелем. Та­

ми точками на кривой охлаждения (Рис. 1.5.10).

кая смесь твердого и ж и д к о с т и обладает более низкой

П р и ч и н а р а с ш и р е н и я интервала температур, в ко­

свободной э н е р г и е й , чем о д н о ф а з н о е с о с т о я н и е .

тором происходит переход от твердого с о с т о я н и я к

П о л о ж е н и е л и н и й солидус и ликвидус связано с

жидкому в сплаве меди и н и к е л я , заключается в том,

пределами р а с т в о р и м о с т и , и на этом о с н о в а н о пост­

что атомы этих металлов не являются и д е н т и ч н ы м и .

р о е н и е ф а з о в ы х диаграмм.

medwedi.ru

Вычерчивая для разных

Рис. 1 . 5 . 1 1 . Построение фазовой д и а г р а м м ы

Рис. 1.5.12. Фазовая диаграмма равновесия для системы Ag-Cu При п о н и ж е н и и т е м п е р а т у р ы р а с т в о р и м о с т ь ме­

композиций по эмпирическим данным серию кривых 1.5.11, м о ж н о

ди в серебре т а к ж е з н а ч и т е л ь н о п о н и ж а е т с я , и избы­

построить фазовую диаграмму, схематически предс­

т о к м е д и к а к бы в ы п а д а е т в о с а д о к , образуя вторую,

тавленную на Рис. 1.5.8. По мере с н и ж е н и я темпера­

р-фазу.

охлаждения, п р е д с т а в л е н н ы х на Рис.

туры состава 50 : 50 (50% м е д и и 50% н и к е л я ) , раство­ римость меди в никеле повышается,

А н а л о г и ч н о поведет себя серебро п р и его н и з к о й

и это будет

к о н ц е н т р а ц и и в составе сплава серебро-медь. В этом

продолжаться до температуры ~1220°С. П р и этой тем­

случае о г р а н и ч е н н а я р а с т в о р и м о с т ь серебра в меди

пературе в с я и м е ю щ а я с я медь растворится в н и к е л е с

также приведет к о б р а з о в а н и ю двухфазной структуры.

о б р а з о в а н и е м о д н о ф а з н о г о твердого раствора, обла­ дающего н а и б о л е е с т а б и л ь н о й структурой.

И н т е р е с н о й и важной частью фазовой диаграммы системы Ag — Си является с н и ж е н и е температуры лик­ видуса при получении к о м п о з и ц и и , состоящей из 72

Частичная растворимость в твердом состоянии

частей серебра и 28 частей меди (72Ag:28Cu). При тем­ пературе 780°С сплав будет состоять из трех фаз: жидкой ф а з ы , ос-фазы и Р-фазы. Эта точка называется точкой эвтектики

или

эвтектической

точкой,

а

температура,

при которой существуют все три фазы — температурой или

эвтектической

температурой.

Подоб­

Чаще бывает так, что к о м п о н е н т ы м а т е р и а л о в не об­

эвтектики

ладают д о с т а т о ч н о й р а с т в о р и м о с т ь ю для того, чтобы

н ы е к о м п о з и ц и и называются эвтектическими состава­

образовать а б с о л ю т н ы е твердые р а с т в о р ы . Примера­

ми,

или сплавом эвтектического состава.

ми таких к о м п о н е н т о в я в л я ю т с я медь и серебро, отли­

П р и охлаждении ж и д к о с т и эвтектического соста­

чающиеся р а з м е р а м и атомов, и п о э т о м у с п о с о б н ы е

ва, о н а сразу же п р е в р а щ а е т с я в две твердые фазы, без

только к ч а с т и ч н о м у р а с т в о р е н и ю друг в друге.

о б р а з о в а н и я п р о м е ж у т о ч н о й смеси жидкости с твер­

Ф а з о в а я д и а г р а м м а для э т о й с и с т е м ы представле­

дым — того, что наблюдается у сплавов неэвтектичес­

1.5.12. Д л я б о л ь ш и н с т в а с о о т н о ш е н и й

кого состава. Э т о свойство некоторых систем сплавов

между м е д ь ю и серебром, материал будет состоять из

м о ж н о использовать для о б р а з о в а н и я материалов с

двух фаз, о д н о й — о б о г а щ е н н о й серебром, и другой —

н и з к о й температурой п л а в л е н и я , н а п р и м е р , припоев.

на на Рис.

медью; д л я удобства н а з о в е м их а - ф а з о й и (3-фазой,

А н а л о г и ч н о тому, к а к п р и эвтектической темпера­

соответственно, а - ф а з а состоит, г л а в н ы м о б р а з о м , из

туре из о д н о й ж и д к о й ф а з ы образуются две твердые

серебра с н е б о л ь ш о й д о б а в к о й р а с т в о р е н н о й в н е м

ф а з ы , т а к и е же п р е в р а щ е н и я (образование двух фаз из

меди, в то в р е м я , к а к (5-фаза — из м е д и с н е б о л ь ш и м

о д н о й ) могут наблюдаться и в твердом состоянии.

количеством р а с т в о р е н н о г о в н е й серебра. При н и з к и х к о н ц е н т р а ц и я х меди в к о м п о з и ц и и

П р и м е р о м такого п р е в р а щ е н и я служит система Fe - С, ф а з о в а я д и а г р а м м а к о т о р о й представлена на Рис.

серебро-медь, вся присутствующая медь растворится в

1.5.13. Д л я к о м п о з и ц и и 0,8С : 99,2Fe, п р и температу­

серебре, п р и э т о м образуется только одна фаза. Мак­

ре 723°С твердый раствор, у-фаза, переходит в твердый

симальная р а с т в о р и м о с т ь меди в серебре составляет

раствор углерода в железе, ос-фазу, и карбид железа,

8,8 массовых п р о ц е н т о в п р и температуре 780°С.

F e 3 C . Такой переход называется эвтектической реак-

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

38

выше диаграммах, его необходимо выдержать при за­ д а н н о й температуре в течение длительного времени. На п р а к т и к е же с к о р о с т и твердения и охлаждения сплава

не

п о з в о л я ю т образовываться

равновесным

ф а з о в ы м структурам. Как б ы л о о т м е ч е н о в ы ш е , для состава, содержаще­ го 50% меди и 50% н и к е л я (50Cu:50Ni), при темпера­ туре

1300°С о д н о в р е м е н н о существуют две ф а з ы —

ж и д к а я ф а з а , о б о г а щ е н н а я медью, и твердая, состоя­ щая из 6 3 % н и к е л я и 37% меди (63Ni:37Cu). При б ы с т р о м охлаждении эти ж и д к а я и твердая фаза не смогут б ы с т р о перестроить свой состав, поэтому оста­ нется к а к а я - т о часть твердой ф а з ы , о б о г а щ е н н о й ни­ келем. По мере твердения материала, в первую оче­ редь,

будут

выкристаллизовываться

составы

с

б о л ь ш и м с о д е р ж а н и е м н и к е л я , а за н и м и начнет твер­ деть о с т а в ш а я с я ж и д к о с т ь , и эта часть материала будет богата медью. О б р а з о в а в ш а я с я твердая структура бу­ Рисунок 1.5.13 Ф а з о в а я д и а г р а м м а равновесия для сис­ темы Fe-C

дет состоять из множества кристаллов р а з л и ч н о г о сос­ тава в о ч е н ь ш и р о к о м д и а п а з о н е , но все в той же фазе. О б р а з о в а н и е твердого сплава н е о д н о р о д н о г о состава называется

композиционной

сегрегацией.

В системах с н е с к о л ь к и м и ф а з а м и в первую оче­ редь начнет твердеть та фаза, которая обладает самой в ы с о к о й температурой п л а в л е н и я , а за ней — фазы с более н и з к и м и температурами п л а в л е н и я .

По мере

т в е р д е н и я самой первой ф а з ы о н а будет стремиться образовать решетку с о п р е д е л е н н о й структурой, изве­ с т н о й под н а з в а н и е м дендритной структуры. На Рис. 1.5.14 представлена с н я т а я в растровом э л е к т р о н н о м микроскопе дендритная

структура

Со-Сг (кобальт-

хромового) сплава. От к о м п о з и ц и о н н о й сегрегации м о ж н о избавить­

Рисунок 1.5.14 М и к р о ф о т о г р а ф и я под сканирующим

ся, и, по к р а й н е й мере, ее с н и з и т ь , путем повторного

электронным м и к р о с к о п о м дендритной структуры сплава

нагрева сплава до температуры чуть более н и з к о й , чем

Со-Сг

температура солидуса, и выдержки сплава при этой температуре в течение о п р е д е л е н н о г о времени. П р о ц е с с такой т е р м и ч е с к о й обработки сплава из­ вестен под н а з в а н и е м отжига. Если мы захотим полу­

цией, и отличается от э в т е к т и к и тем, что все три ф а з ы

чить к о м п о з и ц и ю о д н о р о д н о г о (гомогенного) соста­

существуют в твердом виде.

ва,

Ф а з о в ы е п р е в р а щ е н и я или ф а з о в ы е переходы, по­

то

отжиг,

называют

требуемый

для

его

достижения,

гомогенным отжигом.

добные о п и с а н н о м у в ы ш е , играют в а ж н е й ш у ю роль в образовании микроструктуры, которая, в с в о ю оче­ редь, определяет свойства сплава. Следует отметить,

Клиническое значение

что существуют и другие виды фазовых переходов. В стоматологии д о л ж н ы использоваться не чистые металлы, а металлические сплавы, к о т о р ы м м о ж н о придавать наилучшие механические свойства.

НЕРАВНОВЕСНЫЕ СОСТОЯНИЯ Следует подчеркнуть то, что все о п и с а н н ы е выше фа­ зовые диаграммы представляют собой диаграммы фа­ зового равновесия. Для того чтобы материал мог иметь фазовую структуру, представленную на приведенных

medwedi.ru

Глава 1.6

СТРУКТУРА ПОЛИМЕРОВ

ВВЕДЕНИЕ

И с х о д н ы м материалом для получения полимера является мономер. Такие материалы, к а к п о л и э т и л е н , состоят из м н о г о к р а т н о п о в т о р я ю щ и х с я групп С Н 2 ,

Пластмассы и р е з и н а , к а к их н а з ы в а ю т в повседнев­

соединенных

ном обиходе, о б ъ е д и н е н ы о д н и м о б щ и м свойством —

(Рис. 1.6.1а). М о н о м е р , из которого получен д а н н ы й

вместе

и

о б р а з у ю щ и х д л и н н у ю цепь

они являются полимерами. П о л и м е р ы — это молекулы

п о л и м е р , называется э т и л е н о м (Рис. 1.6.1Ь).

с д л и н н о й ц е п ь ю , с о с т о я щ е й из м н о ж е с т в а повторяю­

П о л и м е р о м , похожим по структуре на полиэти­

щихся э л е м е н т о в , с т р о е н и е которых п о д р о б н о описа­

л е н , является п о л и п р о п и л е н . Он образуется при сое­

но в главе 1.3. П о л и м е р ы не изобретены в двадцатом

д и н е н и и молекул п р о п и л е н а (Рис. 1.6.2а). Пропилен

веке — ф а к т и ч е с к и , по возрасту, о н и старше человече­

отличается от этилена н а л и ч и е м м е т а л ь н о й группы

ства, и в той или и н о й ф о р м е я в л я ю т с я о с н о в н о й сос­

( С Н 3 ) , з а м е щ а ю щ е й один из атомов водорода, и при

тавляющей л ю б о й ж и в о й м а т е р и и , будь то растение

его п о л и м е р и з а ц и и образуется п о л и п р о п и л е н (Рис.

или ж и в о т н о е . П р и м е р а м и п о л и м е р о в натурального

1.6.2Ь).

или п р и р о д н о г о п р о и с х о ж д е н и я являются агар, цел­

С т р о е н и е п о л и п р о п и л е н а н е с к о л ь к о сложнее по

люлоза, Д Н К , п р о т е и н ы , натуральный каучук, колла­

с р а в н е н и ю с п о л и э т и л е н о м , при этом расположение

ген и шелк.

м е т а л ь н ы х групп может быть р а з н ы м , так как:

Однако, л и ш ь н е д а в н о мы стали п о н и м а т ь строе­ ние п о л и м е р о в и разработали методы их производ­

•

используемых в быту, я в л я ю т с я п о л и в и н и л х л о р и д , по­

•

лиэтилен, нейлон и п о л и с т и р о л . з а м е н и т е л я м и таких

они могут р а в н о м е р н о располагаться по разным сторонам цепи ( с и н д и о т а к т и ч е с к и е полимеры);

Сначала считалось, что с и н т е т и ч е с к и е п о л и м е р ы станут и с к у с с т в е н н ы м и

все они могут находиться по одну сторону цепи (изотактические полимеры);

ства. П р и м е р а м и с и н т е т и ч е с к и х п о л и м е р о в , ш и р о к о

нату­

•

их р а с п о л о ж е н и е может быть хаотическим (атактические п о л и м е р ы ) .

ральных п о л и м е р о в , как ш е л к и каучук. В н а с т о я щ е е время может быть в ы п у щ е н о м н о ж е с т в о самых разных видов синтетических п о л и м е р о в , которые смогут най­ ти применение п р а к т и ч е с к и в л ю б о й сфере жизнедея­

Ряд п о л и м е р о в , о с н о в а н н ы х на мономерах группы в и н и л а , представлен в Таблице 1.6.1. Следует отметить, что химические способы полу­

тельности человека, и п о з в о л я т удовлетворить т а к и е

чения

потребности, о которых р а н ь ш е н е в о з м о ж н о б ы л о да­

друг от друга, и переход от одной ф о р м ы вещества к

же предположить. В качестве п р и м е р а м о ж н о привес­

другой не настолько прост, н а с к о л ь к о это кажется на

разных

п о л и м е р о в с у щ е с т в е н н о отличаются

ти материалы м е д и ц и н с к о г о н а з н а ч е н и я , т а к и е к а к

первый взгляд. У каждого полимера имеются свои

мембраны для диализа и о к с и г е н а и и и , стоматологи­

собственные

ческие пломбировочные материалы.

звенья, п о д о б н о отпечаткам пальцев, и эти звенья яв-

характеризующие

его

элементарные

Рис. 1 . 6 . 1 . Полиэтилен (а), полученный из этилена (Ь)

Рис. 1.6.2. Полимеризация пропилена (а) дает полипро­ пилен (Ь)

ляются основой ш и р о к о г о р а з н о о б р а з и я свойств по­

углерода, но п о л и м е р ы могут состоять и из неоргани­

лимеров.

ческих с о е д и н е н и й , о с н о в о й которых является диок­

Самыми распространенными

п о л и м е р а м и явля­

ются те, которые состоят из о р г а н и ч е с к и х с о е д и н е н и й

сид к р е м н и я (Si0 2 ). К р е м н и й , будучи четырехвалентным, как и угле-

medwedi.ru

СТРУКТУРА ПОЛИМЕРОВ

41

Активация П о л и м е р и з а ц и я в и н и л ь н ы х с о е д и н е н и й происходит в присутствии свободных радикалов (•). Э т и , весьма реакц и о н н о с п о с о б н ы е а т о м ы или

молекулы, и м е ю щ и е

н е с п а р е н н ы й э л е к т р о н . П р о ц е с с получения свобод­ н ы х р а д и к а л о в н а з ы в а е т с я активацией. П р и м е р о м ак­

Рис. 1.6.3. Структурная формула полидиметилсилоксана

т и в а ц и и является р а з л о ж е н и е п е р е к и с н о г о соедине­ ния (пероксида). В стоматологии ч а щ е всего используется пероксид

род, с п о с о б е н о б р а з о в ы в а т ь о с н о в н у ю ц е п ь полимер­

б е н з о и л а . В о п р е д е л е н н ы х условиях молекула перок­

ного с о е д и н е н и я , в которую он входит вместе с кисло­

сида б е н з о и л а распадается на два с в о б о д н ы х радикала:

родом.

Примером кремнийорганического полимера

является п о л и д и м е т и л с и л о к с а н ( Р и с . 1.6.3). Если по­

С 6 Н 5 С О О - О О С Н 5 С 6 -> 2 ( С 6 Н 5 С О О •)

л и м е р образуется из м о н о м е р о в одного вида, то его называют

гомополимером,

а

если

в

состав

полимера

входят м о н о м е р ы р а з н о г о вида, то он н а з ы в а е т с я ге-

П о с л е д н е е с о е д и н е н и е м о ж е т разлагаться с обра­ з о в а н и е м других с в о б о д н ы х радикалов:

терополимером.

с 6 н 5 с о о • -> с 6 н 5 • + С 0 2

МЕХАНИЗМЫ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

Такие х и м и ч е с к и е с о е д и н е н и я и з в е с т н ы под наз­ ванием

инициаторов

реакции

полимеризации.

Они

способны инициировать полимеризацию виниловых м о н о м е р о в , к о т о р а я будет о п и с а н а н и ж е , и мы их о б о з н а ч и м , к а к R-. О д н а к о перед и н и ц и и р о в а н и е м п о л и м е р и з а ц и и

Общим д л я всех м о н о м е р о в , п р е д с т а в л е н н ы х в Табли­

пероксид б е н з о и л а н е о б х о д и м о активировать. Акти­

це 1,6.1, является н а л и ч и е д в о й н о й связи, которая

в а ц и я достигается путем р а з л о ж е н и я п е р о к с и д а бен­

раскрывается, п о з в о л я я м о н о м е р у с о е д и н и т ь с я с со­

зоила. Д л я р а з л о ж е н и я этого с о е д и н е н и я используют­

седним м о н о м е р о м . П р о ц е с с п о л у ч е н и я п о л и м е р о в и з

ся активаторы, такие, как:

мономеров

называется

Существует

полимеризацией.

два в о з м о ж н ы х пути п о л и м е р и з а ц и и :

•

аддитивный* и

Тепло. П р и н а г р е в а н и и в ы ш е 65°С происходит раз­ л о ж е н и е п е р о к с и д а б е н з о и л а по р е а к ц и и , предс­

конденсационный.

т а в л е н н о й в ы ш е . Этот метод используется п р и из­ готовлении

акриловых

полимерных

базисов

съемных зубных протезов (см. главу 3.2).

Аддитивная полимеризация

•

Химические

соединения.

Пероксид

бензоила

мож­

но а к т и в и р о в а т ь путем д о б а в л е н и я к нему третич­ Аддитивная полимеризация — это такое я в л е н и е , когда

ного амина, например, п,п-диметил-р-толуидина

в результате р е а к ц и и между двумя молекулами образу­

( Р и с . 1.6.4). Этот метод п р и м е н я ю т при холодном

ется большая молекула без в ы д е л е н и я п о б о ч н о г о низ­

отверждении

комолекулярного продукта ( н а п р и м е р , воды). Если

п р и р е м о н т е б а з и с о в с ъ е м н ы х зубных протезов,

реакция происходит между о д и н а к о в ы м и молекула­

изготовлении временных реставраций, фиксации

ми, то образуется гомополимер; если между р а з н ы м и —

ортодонтических аппаратов,

гетерополимер.

и н д и в и д у а л ь н ы х о т т и с к н ы х л о ж е к (см. главу 3.2).

акриловых пластмасс,

или

например,

изготовлении

Такая р е а к ц и я характерна для в и н и л ь н ы х соедине­

Этот же метод и с п о л ь з у ю т для х и м и ч е с к о г о отве­

ний, которые я в л я ю т с я р е а к ц и о н н о с п о с о б н ы м и не­

р ж д е н и я к о м п о з и т н ы х м а т е р и а л о в для пломбиро­

органическими с о е д и н е н и я м и , с о д е р ж а щ и м и двой­

в а н и я и л и в о с с т а н о в л е н и я ( р е с т а в р а ц и и ) зубов

ные связи углерод — углерод (Таблица 1.6.1). П р о ц е с с

(полимерных композитов). В набор полимерного

аддитивной п о л и м е р и з а ц и и протекает в 4 этапа:

к о м п о з и т а входят о с н о в н а я паста,

• активация;

т р е т и ч н ы й а м и н в качестве активатора, и катали-

• инициирование;

з а т о р н а я паста, с о д е р ж а щ а я п е р о к с и д б е н з о и л а в

• рост цепи;

качестве и н и ц и а т о р а ( С м . главу 2.2).

• обрыв ц е п и . •

В отечественной литературе радикальной полимеризацией

содержащая

Свет. Е щ е о д н и м методом с о з д а н и я свободных ра­ этот

процесс

называется

д и к а л о в является а к т и в а ц и я светом. Этот метод используется п р и изготовлении р е с т а в р а ц и й из

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

42

Р и с . 1.6.4. Активация ( разложение на свободные радикалы) пероксида бензоила третичным а м и н о м

светоотверждаемых

композитов.

Метод

основан

н н I I

на и с п о л ь з о в а н и и ультрафиолетового или видимо­ го света в качестве активатора р е а к ц и и полимери­

R - C - C +С = С

з а ц и и . В таких случаях для и н и ц и и р о в а н и я реак­ ции

полимеризации

применяют

н н I I

другие

и н и ц и а т о р ы , а не п е р о к с и д бензоила.

I

I

Н

Н

I

Н

н н н н I I I

I

- > R - C - C - C - C »

I

I

Н

I Н

Н

I

I

Н

Н

Другими ф о р м а м и получения свободных радика­

П о в т о р е н и е этого п р о ц е с с а снова и снова приво­

лов я в л я ю т с я : и с п о л ь з о в а н и е ультрафиолетового све­

дит к росту п о л и м е р н о й ц е п и . Этот процесс будет

та в с о ч е т а н и и с м е т и л о в ы м э ф и р о м б е н з о й н о й кис­

продолжаться до тех п о р ,

лоты, и с п о л ь з о в а н и е видимого света в сочетании с

столкнуться между собой или пока все свободные ра­

а - д и к е т о н о м и а м и н о м (см. главу 2.2).

д и к а л ы не вступят в химическую р е а к ц и ю .

Инициирование

Обрыв

Свободные радикалы вступают в р е а к ц и ю с мономе­

С в о б о д н ы е радикалы могут вступить в р е а к ц и ю с об­

ром, н а п р и м е р , с э т и л е н о м , и начинается полимери­

разованием стабильной н е й т р а л ь н о й молекулы:

цепи

зация по р е а к ц и и , п р е д с т а в л е н н о й н и ж е :

[Н]

Н

н н I I

I

I

R. + С = С

I I н н

н

н I I

R - С - С^ + R .

I

-> R — С — С •

н

пока растущие ц е п и не

I

[Н]

I -»

R - C - R

[Н]„ Н

I I н

I [H]n+l

Поскольку ч и с л о п может меняться от одной цепи полимера к другой, в результате образуется широкий

Рост цепи

д и а п а з о н молекул с ц е п я м и разной д л и н ы . В больши­ нстве случаев в смеси будет содержаться некоторое

Свободным радикалом становится м о н о м е р , который

количество непрореагировавшего мономера и некото­

в свою очередь, вступает в р е а к ц и ю с другим мономе­

рое количество олигомеров, состоящих всего из нес­

ром:

кольких п о в т о р я ю щ и х с я звеньев.

medwedi.ru

СТРУКТУРА ПОЛИМЕРОВ

43

Конденсационная полимеризация Конденсационная полимеризация происходит в тех случа­ ях, когда в результате реакции между двумя молекулами (обычно р а з н о р о д н ы м и ) образуется большая молекула с выделением побочного низкомолекулярного продукта (часто, но не всегда, последним бывают молекулы во­ ды). В данном случае присутствие м о н о м е р о в с д в о й н о й связью углерод — углерод не является обязательным. Ниже приведен пример кремнийорганического соеди­ н е н и я , в котором неорганический п о л и ме р образовался по реакции к о н д е н с а ц и и силанолов: R

R

I

I

Н О - Si - О Н + Н О - Si - О Н

I

I

R

R R

R

I

I

Рис. 1.6.5. Пример типичной кривой молекулярно-массового распределения полимера

->

вестной м а с с ы . З н а ч е н и е ч и с л о в о й средней молеку­ л я р н о й массы р а с с ч и т ы в а ю т по формуле: Н20

Н О - Si - О - Si - О Н +

I

I

R

R

М = Z.M./Z.

В э т о м случае R является о р г а н и ч е с к и м радика­

Средняя

взвешенная

молекулярная

масса, Мв

лом, н а п р и м е р , м е т а л ь н о й группой С Н 3 , а п о б о ч н ы м продуктом р е а к ц и и п о л и м е р и з а ц и и — вода.

Д л я о п р е д е л е н и я средней в з в е ш е н н о й молекуляр­ ной массы М в определяют массу каждой молекулы в образце о б щ е й м а с с ы . З н а ч е н и е средней в з в е ш е н н о й

СТРОЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ

м о л е к у л я р н о й м а с с ы рассчитывают по формуле:

Молекулярная масса Молекулярная

масса п о л и м е р а равна числу повторя­

ющихся э л е м е н т а р н ы х звеньев (т.е. степени полимери­

Разница

между

определениями

молекулярных

масс п р и т и п и ч н о м их р а с п р е д е л е н и и в полимере

зации), у м н о ж е н н о м у на молекулярную массу элемен­

представлена на Рис. 1.6.5. На определение молеку­

тарного

л я р н о й массы Мв

звена.

Как

при

аддитивной,

так и

при

к о н д е н с а ц и о н н о й п о л и м е р и з а ц и и , д л и н а ц е п и опре­

влияет присутствие полимеров с

в ы с о к о й молекулярной массой, в то время, как моле­

деляется чисто с л у ч а й н ы м и ф а к т о р а м и , п о э т о м у не

кулярная масса М ч чувствительна к присутствию по­

все цепи будут и м е т ь о д и н а к о в у ю длину, то есть, в ве­

л и м е р о в с н и з к о й м о л е к у л я р н о й м а с с о й . Например,

ществе будут присутствовать ц е п и с р а з н ы м и длина­

если с м е ш а т ь в р а в н ы х количествах два полимера А и

ми. Таким обр а з о м , молекулярная масса может быть

В, с м а с с а м и молекул М а =10000 и М ь =100000, то М в :

представлена т о л ь к о у с р е д н е н н ы м з н а ч е н и е м . Существует ряд с п о с о б о в , можно о п р е д е л и т ь

с п о м о щ ь ю которых

молекулярную

массу п о л и м е р а .

Мв = (wa х Ма + wb х Mb)/(wa + wb),

Два о с н о в н ы х с п о с о б а о п р е д е л е н и я м о л е к у л я р н о й массы п о л и м е р а н а з ы в а ю т с я « средняя числовая моле­ кулярная масса», М ч , и « средняя взвешенная молекуляр­ ная масса», М .

где wa и wb — это масса п о л и м е р о в А и В. В э т о м случае количество (общая масса) полимера А равна количеству (общей массе) полимера В, то есть w a и w b р а в н ы 1/2W. Так как М а = 10000 и М ь = 100000,

Средняя числовая

молекулярная масса,

Мч

то с р е д н ю ю в з в е ш е н н у ю молекулярную массу,

Мв,

рассчитывают следующим образом: Для определения с р е д н е й ч и с л о в о й м о л е к у л я р н о й массы М ч подсчитывают ч и с л о молекул в образце и з -

М в = ( l / 2 W x l 0 0 0 0 + 1/2 W x 1 0 0 0 0 0 ) / W = 55000

44

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Рис. 1.6.6. Разветвленный полиэтилен

Рис. 1.6.7. Частично кристаллизованный полимер

С р е д н ю ю ч и с л о в у ю м о л е к у л я р н у ю массу, М ч , со­

в ы ш е будут ж е с т к о с т ь и п р о ч н о с т ь п о л и м е р н о г о мате­ риала.

ответственно, р а с с ч и т ы в а ю т т а к и м о б р а з о м :

У таких п о л и м е р н ы х материалов, как п о л и э т и л е н , обладающих

М„ = ( п . х М . + п ь х М ь ) / ( п . + п ь ),

л и н е й н о й к о н ф и г у р а ц и е й ц е п и , слабая

связь между ц е п я м и может быть легко разорвана при н а г р е в а н и и п о л и м е р а . К а к т о л ь к о н а ч и н а ю т нагревать

где п а и п ь — ч и с л о молекул с м о л е к у л я р н о й массой

материал,

ц е п и будут с к о л ь з и т ь о т н о с и т е л ь н о друг

друга, п о л и м е р н а ч н е т размягчаться и легко деформи­

М а и М ь . В д а н н о м случае, п а = 10, а п ь =1

роваться. При охлаждении связи восстанавливаются, и п о л и м е р снова с т а н о в и т с я твердым. П р и э т о м он

Таким о б р а з о м ,

сохраняет ту форму, которую п р и о б р е л п р и повышен­ Мч = 10 х 10000 + 1 х 100000 / 11

ной температуре. Температура, п р и к о т о р о й происходит пластичес­

= 18200

кое р а з м я г ч е н и е материала за счет п е р е д в и ж е н и я мо­ лекул, н а з ы в а е т с я температурой стеклования матери­

М о л е к у л я р н а я м а с с а п о л и м е р а представляет осо­

ала (Т с ).

Такое п о в е д е н и е п о л и м е р о в н а п о м и н а е т

бую в а ж н о с т ь д л я о б ъ я с н е н и я р а з л и ч и й между физи­

п о в е д е н и е н е о р г а н и ч е с к и х стекол, о д н а к о у первых

ческими свойствами разных полимеров. Например,

температура с т е к л о в а н и я з н а ч и т е л ь н о н и ж е , чем у

п р о ч н о с т ь п р и р а с т я ж е н и и и у д л и н е н и е , требуемые

последних (см. главу 1.4).

для р а з р ы в а п о л и м е р н о г о материала, р е з к о возраста­

П о л и м е р ы , к о т о р ы е могут размягчаться и которым

ют для н е к о т о р ы х п о л и м е р о в , м о л е к у л я р н а я масса ко­

п р и н а г р е в а н и и в ы ш е температуры с т е к л о в а н и я мож­

торых находится в пределах от 50000 до 200000. Одна­

но придать нужную форму,

к о , улучшение ф и з и ч е с к и х свойств материала за счет

тичными

увеличения

п о л и м е р о в я в л я ю т с я п о л и с т и р о л , полиметилметакри-

молекулярной

массы

сопровождается

б ы с т р ы м у в е л и ч е н и е м в я з к о с т и расплава, что ведет к п о в ы ш е н и ю температуры с т е к л о в а н и я , и затрудняет технологическую переработку п о л и м е р о в .

полимерами.

н а з ы в а ю т с я термоплас­

Примерами

термопластичных

лат и п о л и э т и л е н . У м н о г и х п о л и м е р о в ц е п и макромолекул не имеют такого л и н е й н о г о с т р о е н и я , к а к у п о л и э т и л е н а . К то­ му же

и п о л и э т и л е н , ц е п и молекул которого факти­

ч е с к и п о с т р о е н ы из метильных групп, на с а м о м деле

Конфигурации цепи

имеет н е л и н е й н о е строение,

поскольку в процессе

п о л и м е р и з а ц и и могут в о з н и к н у т ь разветвления цепи П о л и м е р н ы е ц е п и удерживаются за счет в т о р и ч н ы х

(Рис. 1.6.6). Эти р а з в е т в л е н и я делают структуру поли­

связей (создаваемых с и л а м и Ван дер Ваальса), а п р и

мера о б ъ е м н о й , что препятствует свободному переме­

д о с т а т о ч н о й д л и н е ц е п е й — за счет п е р е п л е т е н и я . Ч е м

щ е н и ю ц е п е й о т н о с и т е л ь н о друг друга даже при наг­

в ы ш е м о л е к у л я р н а я м а с с а п о л и м е р а , тем сильнее бу­

р е в а н и и материала, следовательно, п о л и э т и л е н может

дут п е р е п л е т е н ы между с о б о й п о л и м е р н ы е ц е п и , тем

сохранять с в о и свойства п р и достаточно высокой тем-

medwedi.ru

СТРУКТУРА ПОЛИМЕРОВ

пературе, до тех п о р , п о к а не произойдет х и м и ч е с к о е разрушение структуры п о л и м е р а .

45

ц е п и . По мере п о в ы ш е н и я сложности строения моле­ кул п о л и м е р а (либо в результате разветвления, л и б о за

П о л и м е р ы , к о т о р ы е р а з р у ш а ю т с я при н а г р е в а н и и ,

счет боковых групп к р у п н о г о размера, которые огра­

не достигая с о с т о я н и я с т е к л о в а н и я , н а з ы в а ю т с я тер­

н и ч и в а ю т д в и ж е н и е ц е п и ) , образование в нем крис­

мореактивными

таллических областей становится все более затрудни­

полимерами.

тельным.

Кристалличность полимеров В

полимерном

материале

имеют р а з л и ч н ы е

макромолекулы

пространственные

обычно

конфигурации

Сшивание (образование сетчатой структуры)

или к о н ф о р м а ц и и , о н и могут быть скручены спираля­

Когда цепи п о л и м е р а с о е д и н е н ы с п о м о щ ь ю химичес­

ми и п е р е п л е т е н ы б е с п о р я д о ч н ы м о б р а з о м . Иногда,

ких связей, его н а з ы в а ю т сшитым. К а к уже было отме­

о д н а к о , существуют з о н ы ,

ч е н о в ы ш е , с ш и в а н и е оказывает в ы р а ж е н н о е воздей­

где

молекулы с п о с о б н ы

располагаться более пли менее параллельно др\т дру­

ствие

гу (Рис. 1.6.7). В таких случаях п о л и м е р имеет крис­

п о з в о л я е т сделать из т е р м о п л а с т и ч н о г о полимера тер­

на

свойства

полимерного

материала:

оно

таллические участки и п р о я в л я е т в н е к о т о р о й с т е п е н и

м о р е а к т и в н ы й . Еще более в а ж н ы м является то, что

свойства к р и с т а л л и ч н о с т и .

с ш и в а н и е позволяет превратить ж и д к и й п о л и м е р в

Относительное соотношение кристаллических и н е к р и с т а л л и ч е с к и х областей в п о л и м е р е зависит от его х и м и ч е с к о г о состава,

конфигурации

молекул и

технологии изготовления материала. Такие п о л и м е р ы

твердый: этот п р о ц е с с используют для отверждения м н о г и х о т т и с к н ы х материалов. Температура

стеклования

силиконовых

поли­

м е р о в н и ж е к о м н а т н о й т е м п е р а т у р ы , следователь­

не я в л я ю т с я ц е л и к о м к р и с т а л л и ч е с к и м и материала­

н о , п р и т е м п е р а т у р а х в ы ш е к о м н а т н о й э т и матери­

ми, о д н а к о о н и состоят и з б о л ь ш о г о числа небольших

а л ы ведут с е б я п о д о б н о ж и д к о с т и . П р и с ш и в а н и и

кристаллических участков, б л и з к о р а с п о л о ж е н н ы х п о

этих п о л и м е р о в , ц е п и становятся н е с п о с о б н ы м и

о т н о ш е н и ю друг к другу в а м о р ф н о й м а т р и ц е .

п е р е д в и г а т ь с я о т н о с и т е л ь н о друг друга, ч т о приво­

П о л и э т и л е н с п о с о б е н к к р и с т а л л и з а ц и и за счет

д и т к о б р а з о в а н и ю т в е р д о г о м а т е р и а л а . Образова­

регулярного и простого с т р о е н и я своей п о л и м е р н о й

ние частых с ш и в а ю щ и х молекулы связей в полиме-

Рис. 1.6.8. К о н ф и г у р а ц и и полимерных цепей ( надмолекулярная структура полимеров)

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

46

pax ведет к о б р а з о в а н и ю т в е р д ы х и х р у п к и х мате­ риалов. Если п о л и м е р состоит из о с о б е н н о д л и н н ы х и гибких

молекулярных цепей,

быть с ш и т ы м и Эти

молекулы

молекулы

С м е ш и в а н и е — это п р о ц е с с , наиболее часто использу­

могут

е м ы й для изготовления т е р м о п л а с т и ч н ы х п о л и м е р о в .

в н е с к о л ь к и х точках с в о е й д л и н ы .

Он представляет собой с м е ш и в а н и е двух и л и больше­

могут и м е т ь

эти

Смешивание

к о н ф и г у р а ц и ю в виде

го числа п о л и м е р о в перед тем, как придать полимер­

с и л ь н о с к р у ч е н н ы х с п и р а л е й , когда о н и н а х о д я т с я в

ному и з д е л и ю заданную форму. С в о й с т в а с м е ш а н н о г о

свободном состоянии,

и

могут р а с т я г и в а т ь с я н а

п о л и м е р а о б ы ч н о находятся где-то п о с е р е д и н е между

большую д л и н у (за счет р а с п р я м л е н и я с п и р а л и ) под

с в о й с т в а м и с о с т а в л я ю щ и х его к о м п о н е н т о в . Так как

действием о п р е д е л е н н о й н а г р у з к и .

смешиваемые

Когда нагрузку

полимеры

должны

обладать

способ­

снимают, ц е п и с н о в а п р и н и м а ю т с в о ю с п и р а л ь н у ю

ностью к смешиванию (то есть, с в о б о д н о совмещаться

к о н ф и г у р а ц и ю п о д в о з д е й с т в и е м с ш и в а ю щ и х попе­

друг с другом), их х и м и ч е с к и е составы д о л ж н ы быть

речных с в я з е й .

с х о ж и м и . Э т о налагает ряд о г р а н и ч е н и й на и з м е н е н и е

Величина растяжения и нагрузка,

требуемая д л я р а с т я г и в а н и я

полимера,

з а в и с я т от

д л и н ы его ц е п е й , с т е п е н и с ш и в а н и я , и п р о ч н о с т и

свойств, к о т о р о е м о ж н о было бы получить путем про­ ведения процесса с м е ш и в а н и я .

связей. Материалы, с п о с о б н ы е растягиваться на значи­ тельную длину, иногда в н е с к о л ь к о раз п р е в ы ш а ю щ у ю их начальную, н а з ы в а ю т с я эластомерами.

О н и обла­

дают с л е д у ю щ и м и о т л и ч и т е л ь н ы м и о с о б е н н о с т я м и : •

Этот материал м я г к и й и имеет н и з к и й модуль уп­ ругости ( э л а с т и ч н о с т и ) .

•

•

Альтернативой с м е ш и в а н и ю является п р о ц е с с , назы­ ваемый с о п о л и м е р и з а ц и е й .

Сополимеризация — соеди­

н е н и е двух п о л и м е р о в в процессе их совместной по­

П р о я в л я е т о ч е н ь в ы с о к и е д е ф о р м а ц и и при растя­

л и м е р и з а ц и и . Н а п р и м е р , если м о н о м е р А и м о н о м е р В с м е ш а т ь перед п о л и м е р и з а ц и е й , то о н и будут сопо-

ж е н и и (> 100%). •

Сополимеры

Эти д е ф о р м а ц и и о б р а т и м ы .

л и м е р и з о в а т ь с я с о б р а з о в а н и е м п о л и м е р н ы х цепей,

Материал используют в области температур, пре­

с о с т о я щ и х к а к из э л е м е н т а р н ы х звеньев А, так и из

в ы ш а ю щ и х температуру его с т е к л о в а н и я .

звеньев В. Последовательность с о е д и н е н и я исходных

На Р и с . 1.6.8 представлены разные к о н ф и г у р а ц и и

м о н о м е р о в , образующих п о л и м е р , может быть произ­

цепей ( н а д м о л е к у л я р н ы е структуры) п о л и м е р о в .

вольной, и в этом случае будет образовываться неупо­ рядоченный

(атактический)

сополимер,

молекулярная

цепь которого п р и в е д е н а н и ж е : -А-А-А-А-В-В-А-В-А-В-В-В-А-А-В-В-А-В-

КОМПОЗИЦИИ ПОЛИМЕРОВ

Если м о н о м е р ы более с к л о н н ы к самополимери­ з а ц и и , ч е м к с о в м е с т н о й п о л и м е р и з а ц и и , это приве­ дет к о б р а з о в а н и ю блок- сополимера, в макромолеку­ лах

которого

соединены

блоки

каждого

гомополимера: П о л и м е р ы р е д к о используются в чистом виде по тем

-А-А-А-В-В-В-В-А-А-А-В-В-В-

же самым п р и ч и н а м , по к о т о р ы м ч и с т ы е металлы ред­ ко используются по с р а в н е н и ю со с п л а в а м и . Вместо и с п о л ь з о в а н и я п о л и м е р а в чистом виде, проводятся различные м о д и ф и к а ц и и их состава для улучшения свойств п о л и м е р о в . О б о д н о й и з т а к и х м о д и ф и к а ц и й уже у п о м и н а ­ л о с ь , когда р а с с м а т р и в а л о с ь с ш и в а н и е п о л и м е р н ы х ц е п е й для п о л у ч е н и я т е р м о р е а к т и в н ы х п о л и м е р о в из термопластичных. Поскольку термореактивные п о л и м е р ы не могут р а з м я г ч а т ь с я и п р и н и м а т ь нуж­ ную форму, о н а д о л ж н а б ы т ь п р и д а н а м а т е р и а л у д о п р о в е д е н и я с ш и в а н и я , и э т о н а л а г а е т с е р ь е з н ы е ог­ раничения на технологию изготовления изделия. С у щ е с т в у ю т д р у г и е т е х н о л о г и ч е с к и е м е т о д ы изго­ товления полимерных изделий, такие, к а к смеши­ вание, сополимеризация и получение композитов.

Рис. 1.6.9. Классификация к о м п о з и т н ы х материалов ( к о м п о з и т о в ) . ( Упрощенная схема по данным Callister WD (1994) Materials science and engineering an introduction. John Wiley&Sons, New York 1994)

medwedi.ru

СТРУКТУРА ПОЛИМЕРОВ

Рис. 1.6.10. Кристаллы фторканзита при большом увели­ чении

47

Рис. 1 . 6 . 1 1 . Схематичное представления типов армирую­ щих волокон: (а) непрерывные волокна; (Ь) короткие одно­ направленные волокна; (с) беспорядочно расположенные короткие волокна

В таких системах м о ж н о получать полимеры со свой­

Обычно пластификаторы добавляют в полимеры

ствами, существенно отличающимися от свойств гомо-

для у л у ч ш е н и я их текучести (и, следовательно, техно­

полимеров в отдельности. Например, один исходный

л о г и ч н о с т и ) , а также для с н и ж е н и я хрупкости мате­

полимер может быть совершенно жестким, а другой —

риала. В качестве п р и м е р а м о ж н о привести п о л и в и -

очень гибким. Получение блок-сополимера позволит

нилхлорид,

регулировать степень жесткости конечного материала за

жестким полимером, однако добавка пластификатора

который в чистом виде является очень

счет регулирования длины блоков и относительного ко­

позволяет превратить его в гибкий материал, пригод­

личества каждого полимера в композиции.

н ы й для изготовления шлангов.

П р и м е р о м б л о к - с о п о л и м е р а является А Б С ( а к р и -

О с н о в н ы м т р е б о в а н и е м , которому д о л ж е н отве­

лонитрилбудадиенстирол), п о л у ч е н н ы й из смеси трех

чать п л а с т и ф и к а т о р , я в л я е т с я его с о в м е с т и м о с т ь с

полимеров. А к р и л о н и т р и л и стирол с о п о л и м е р и з у ю т -

полимером, и постоянство действия. Совместимость

ся, образуя с т е к л о в и д н ы й б л о к - с о п о л и м е р , и однов­

означает, что п л а с т и ф и к а т о р д о л ж е н обладать спо­

ременно бутадиен образует с ф е р и ч е с к и е эластомер-

с о б н о с т ь ю к с м е ш и в а н и ю с п о л и м е р о м , и необходи­

ные

полимерной

м ы м условием этого является о д и н а к о в ы й п о р я д о к

имеет более низкую

сил м е ж м о л е к у л я р н о г о в з а и м о д е й с т в и я в п о л и м е р е и

глобулы,

связанные

с

жесткой

матрицей. Хотя этот материал

жесткость и с о п р о т и в л е н и е крипу, чем п о л и с т и р о л , он

пластификаторе.

обладает з н а ч и т е л ь н о б о л ь ш е й п р о ч н о с т ь ю и упру­

Д л я того, чтобы п л а с т и ф и к а т о р действовал посто­

гостью, что позволяет его рассматривать в качестве

я н н о и не мог с легкостью выделяться из материала,

конструкционного материала для производства кор­

он д о л ж е н иметь н и з к о е давление паров и низкую

пусов автомобилей.

с к о р о с т ь д и ф ф у з и и через п о л и м е р .

Пластификаторы

матологии

П р и м е р о м и с п о л ь з о в а н и я п л а с т и ф и к а т о р о в в сто­ является процесс

изготовления

мягких

подкладок под с ъ е м н ы е зубные протезы, при проведе­ Если вещество с н и з к и м м о л е к у л я р н ы м весом доба­

н и и которого дибутилфталат с м е ш и в а ю т с полиме­

вить в п о л и м е р , то это приведет к с н и ж е н и ю темпера­

тил- или п о л и э т и л м е т а к р и л а т о м ( С м . главу 3.2).

туры стеклования и модуля упругости материала. Эти вещества, н а з ы в а е м ы е п л а с т и ф и к а т о р а м и , уменьша­

Композиты

ют силы п р и т я ж е н и я между ц е п я м и п о л и м е р о в , бла­ годаря чему ц е п и с т а н о в я т с я более г и б к и м и , и могут

К о м п о з и т о м называется к о м б и н а ц и я материалов, в

скользить о т н о с и т е л ь н о друг друга при температурах

к о т о р о й каждый к о м п о н е н т сохраняет свои индиви­

более низких, чем температура их с т е к л о в а н и я . Таким

дуальные ф и з и ч е с к и е свойства. И л и , что более важно,

образом, введение п л а с т и ф и к а т о р а с н и ж а е т темпера­

к о м п о з и т — это материал, состоящий из нескольких

туры стеклования материала Тс.

фаз,

При д о б а в л е н и и достаточного количества пласти­ фикатора, хрупкий п о л и м е р может превратиться в мягкий, гибкий и в я з к и й .

и м е ю щ и й улучшенные свойства п о с р а в н е н и ю

со свойствами каждой из ф а з в отдельности. В к о м п о з и т а х , с о с т о я щ и х из двух к о м п о н е н т о в , в ы д е л я ю т две

фазы

— матрицу и

наполнитель,

при

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

48

э т о м , м а т р и ц а я в л я е т с я тем к о м п о н е н т о м , к о т о р ы й с в я з ы в а е т между собой частицы н а п о л н и т е л я . Прек­ расными

п р и м е р а м и п р и р о д н ы х к о м п о з и т о в явля­

ются э м а л ь и д е н т и н : о н и с о с т о я т из о р г а н и ч е с к о й м а т р и ц ы (коллагена, п р о т е и н о в , воды) и неоргани­ ческого н а п о л н и т е л я ( г и д р о к с и л а п а т и т а ) . Можно структуре

создать

великое

композитов,

множество разных

простейшая

по

классификация

которых приведена на схеме, представленной на Рис. 1.6.9. У н а п о л н е н н ы х к о м п о з и т о в (с порошкообраз­ ными частицами н а п о л н и т е л я ) матрица может быть как т е р м о п л а с т и ч н ы м , так и т е р м о р е а к т и в н ы м поли­

Рис. 1.6.12. Структура а р м и р о в а н н ы х слоистых пласти­

мером. Частицы н а п о л н и т е л я могут быть введены в

ков; тонкие листы а р м и р у ю щ и х волокон с р а з н ы м направ­

состав такого к о м п о з и т а л и ш ь для с н и ж е н и я его себес­

л е н и е м , уложенные друг на друга

тоимости, или в ы п о л н я т ь какую-то особую роль, нап­ ример, для п р и д а н и я окраски бесцветному полимеру. Однако чаще, их используют для п о в ы ш е н и я механи­ ческой прочности п о л и м е р н ы х материалов.

аблица 1.6.2 Прочность при растяжении во­ локон и усов

Напри­

мер, включение стекла в состав полимера увеличивает жесткость материала, а в некоторых случаях п о в ы ш а е т

Материал

Тип

Графит

Усы

20 ООО

растяжении (МПа)

его механическую прочность. Текучесть эластомерных оттискных материалов м о ж н о регулировать путем вве­ дения определенных количеств наполнителя. Ф о р м а и р а с п р е д е л е н и е ч а с т и ц н а п о л н и т е л я иг­ рают н е м а л о в а ж н у ю р о л ь в м о д и ф и к а ц и и (измене­

Прочность при

Карбид к р е м н и я

Усы

20 ООО

Оксид а л ю м и н и я

Усы

1 4 0 0 0 - 2 8 000

Е-стекло

Волокна

3 500

м о ж н о в в о д и т ь не т о л ь к о ч а с т и ц ы н а п о л н и т е л я , но и

Углерод

Волокна

1 500 - 5 500

в о л о к н а и л и усы ( м о н о к р и с т а л л и ч е с к и е образова­

А р а м и д (Кевлар 4 9 )

Волокна

3 500

нии) свойств полимерных материалов.

В полимер

н и я ) . Введение в о л о к о н в п о л и м е р н у ю м а т р и ц у мо­ жет о к а з а т ь с е р ь е з н о е в л и я н и е на с в о й с т в а конечно­

н а п р и м е р , текстолиты

го

ют в ы с о к о й п р о ч н о с т ь ю в разных направлениях (Рис.

композита.

Продуманное

армирование

п о л и м е р н о й м а т р и ц ы в о л о к н а м и п р и в о д и т к значи­ тельному у в е л и ч е н и ю п р о ч н о с т и и ж е с т к о с т и мате­ риала, и, в то же с а м о е в р е м я , п о з в о л я е т с о х р а н и т ь его н и з к и й вес. Усы — это о ч е н ь т о н к и е к р и с т а л л ы , обладающие

высоким

соотношением

между своей д л и н о й и д и а м е т р о м .

П р и м е р о м усов

являются

предельно

кристаллы

фторканазита,

изображенные

на Рис. 1.6.10. Т и п и ч н ы е з н а ч е н и я пределов проч­ ности на р а с т я ж е н и е усов и в о л о к о н из р а з н ы х мате­ р и а л о в п р е д с т а в л е н ы в Таблице 1.6.2. В о л о к н а могут быть к о р о т к и м и и л и д л и н н ы м и , их м о ж н о распреде­ лить в п о л и м е р н о й м а т р и ц е с а м ы м и р а з н ы м и спосо­ бами в з а в и с и м о с т и от тех с в о й с т в , к о т о р ы е требует­ ся

1.6.12). В стоматологии чаще всего п р и м е н я ю т с я порош­ к о о б р а з н ы е н а п о л н и т е л и . Двумя с а м ы м и

важными

о б л а с т я м и и с п о л ь з о в а н и я п о р о ш к о о б р а з н ы х напол­ нителей я в л я ю т с я о т т и с к н ы е материалы и композиты на п о л и м е р н о й основе для п л о м б и р о в а н и я или рес­ т а в р а ц и и зубов. Интерес к п р и м е н е н и ю композитов растет, не т о л ь к о в качестве п л о м б и р о в о ч н ы х матери­ алов (см. главу 2.2), но и для изготовления полимер­ ных мостовидных протезов, а р м и р о в а н н ы х стеклово­ л о к н о м , а также, э н д о д о н т и ч е с к и х культевых вкладок (см. главу 2.7).

получить (Рис. 1.6.11). Примерами полимеров, армированных тканными

или

или с т е к л о п л а с т и к и ) , облада­

сетчатыми

материалами,

являются

Клиническое значение

слоистые

пластики, материалы, с о с т а в л е н н ы е из л и с т о в , уло­

Полимеры - группа материалов многоцелевого назна­

женных один на другой, каждый из которых состоит

чения. При к о м н а т н о й температуре они могут быть

из р а с п о л о ж е н н ы х в о п р е д е л е н н о м н а п р а в л е н и и во­

ж и д к и м и и твердыми, х р у п к и м и или эластичными в за­

л о к о н . Такие к о м п о з и т ы , (точнее слоистые п л а с т и к и ,

в и с и м о с т и от своего х и м и ч е с к о г о состава и строения.

medwedi.ru

Глава 1.7

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАПРЯЖЕНИЕ И ДЕФОРМАЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ При п о п ы т к е с о д и н а к о в ы м усилием растянуть сталь­

Д л я того, чтобы представить себе н а г л я д н о напряже­

м о ж н о заме­

ние и д е ф о р м а ц и ю , следует рассмотреть н а т я ж е н и е

тить, что р е а к ц и я материалов на н а т я ж е н и е будет раз­

с т е р ж н я , и з г о т о в л е н н о г о и з к о н к р е т н о г о материала.

ную п р о в о л о к у или р е з и н о в у ю ленту,

ной. Стальная п р о в о л о к а не удлинится, в то время к а к

П р е д п о л о ж и м , что на с т е р ж е н ь будет действовать си­

длина р е з и н о в о й л е н т ы может удвоиться. Следова­

ла

тельно, на п р и л о ж е н и е о д и н а к о в о й нагрузки р а з н ы е

воздействием

материалы реагируют по-разному.

(Рис. 1.7.1).

растяжения,

или этой

растягивающая нагрузки

нагрузка.

стержень

Под

растянется

М о ж н о изготовить о п р е д е л е н н о й ф о р м ы предмет

П о н я т н о , что если нагрузка будет с л и ш к о м высо­

и определить его р е а к ц и ю на п р и л о ж е н и е в н е ш н е й

к о й , то с т е р ж е н ь может разрушиться (то есть, разор­

нагрузки, о д н а к о с о б р а н н ы е д а н н ы е будут о т н о с и т ь с я

ваться или д е ф о р м и р о в а т ь с я ) . Нагрузка, при которой

только к этому предмету, и на их о с н о в а н и и нельзя

произойдет разрушение

предсказать п о в е д е н и е других предметов, изготовлен­

п р о ч н о с т и с т е р ж н я , о д н а к о не л ю б о г о , а того, кото­

стержня,

является мерой

ных из того же материала, но и м е ю щ и х другую форму.

р ы й и м е е т о п р е д е л е н н ы й р а з м е р и изготовлен из

Как же о ц е н и т ь п о в е д е н и е материалов, используе­

к о н к р е т н о г о материала. Нагрузка, воздействие кото­

мых для разных целей? О ч е в и д н о , что здесь необхо­

рой стержень может выдержать без р а з р у ш е н и я , воз­

дим о б ъ е к т и в н ы й стандарт, к о т о р ы й позволит срав­

растет п р и у в е л и ч е н и и диаметра стержня, и понизит­

нивать разные м а т е р и а л ы , н е з а в и с и м о от их размера и

ся п р и у м е н ь ш е н и и его диаметра.

формы. П р и н а л и ч и и такого стандарта представится возможность

с р а в н и в а т ь свойства р а з н ы х материа­

Д л и н а , на которую в ы т я н е т с я стержень к моменту р а з р у ш е н и я , зависит о т н а ч а л ь н о й д л и н ы стержня:

лов, и предсказывать п о в е д е н и е и з г о т о в л е н н ы х из н и х

чем д л и н н е е с т е р ж е н ь д о

объектов.

б о л ь ш е он в ы т я н е т с я . Таким образом, сила и удлине­

начала и с п ы т а н и я , тем

Основой для таких о б ъ е к т и в н ы х стандартов явля­

ние не я в л я ю т с я и д е а л ь н ы м и с п о с о б а м и о ц е н к и ме­

ются показатели, н а з ы в а е м ы е напряжением и дефор­

х а н и ч е с к и х с в о й с т в материала. Д л я того, чтобы прео­

мацией. С п о м о щ ь ю этих двух показателей могут б ы т ь

долеть

представлены м е х а н и ч е с к и е свойства материалов, по­

р а з м е р о в и с п ы т ы в а е м о г о с т е р ж н я , б ы л и введены та­

этому ниже им дается более п о д р о б н о е о п и с а н и е .

кие х а р а к т е р и с т и ч е с к и е параметры, к а к н а п р я ж е н и е

зависимость

результата

испытания

от

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

50

Рис. 1 . 7 . 1 . Образец материала в виде стержня растягива­ ется в направлении продольной оси

s, и д е ф о р м а ц и я е, и им д а ю т с я с л е д у ю щ и е определе­ ния: Н а п р я ж е н и е — это сила, д е й с т в у ю щ а я на е д и н и ц у площади п о п е р е ч н о г о с е ч е н и я материала. Д е ф о р м а ц и я — это и з м е н е н и е размера е д и н и ц ы длины, вызванное приложением силы. Таким образом, если мы будем растягивать стер­ ж е н ь , то есть, п р и л о ж и м к нему силу F вдоль его дли­ н ы , то н а п р я ж е н и е а может быть о п и с а н о ф о р м у л о й : о = F/A, где А — п л о щ а д ь п о п е р е ч н о г о с е ч е н и я стержня. Е д и н и ц а м и и з м е р е н и я н а п р я ж е н и я я в л я ю т с я ньюто­ ны на кв. метр = Н/м2 = П а с к а л ь = Па. В то же самое в р е м я , п р и воздействии на стержень силы F, д л и н а с т е р ж н я и з м е н и т с я от исходной д л и н ы

Рис. 1.7.2. Три основные вида н а п р я ж е н и й : (а) растяже­ ния; (Ь) сжатия; (с) сдвига

до д л и н ы растянутого стержня. В о з н и к ш у ю в резуль­ тате этого д е ф о р м а ц и ю (относительную) м о ж н о опи­ сать ф о р м у л о й :

рузки, действующей вдоль д л и н ы с т е р ж н я ) , однако на п р а к т и к е н а п р а в л е н и е действия нагрузки может быть

е = (L, - L 0 )/L 0 Этот параметр будет б е з р а з м е р н ы м , поскольку при

л ю б ы м , и в б о л ь ш и н с т в е случаев на объект будет воз­ действовать не одна, а н е с к о л ь к о разных по величине

его подсчете д л и н у делят на длину. Существует в о з м о ж н о с т ь п р а к т и ч е с к и для л ю б о г о материала и з м е р и т ь р а с т я ж е н и е стержня под действи­

нагрузок.

Э т и н а г р у з к и в ы з ы в а ю т возникновение

с л о ж н ы х н а п р я ж е н и й в образце.

ем сил р а з н о й в е л и ч и н ы , и п о с т р о и т ь кривую зависи­

Существует три п р и н ц и п и а л ь н о разных типа нап­

мости о т н о с и т е л ь н о й д е ф о р м а ц и и о т н а п р я ж е н и я .

р я ж е н и й : н а п р я ж е н и я р а с т я ж е н и я , сжатия и сдвига.

Имея такую и н ф о р м а ц и ю , м о ж н о

Эти т и п ы н а п р я ж е н и й схематически изображены на

предсказать вели­

чину р а с т я ж е н и я в з а в и с и м о с т и от п р и л о ж е н н о й с и л ы

Р и с . 1.7.2.

(нагрузки) для стержней л ю б о й д л и н ы и с л ю б о й пло­ щадью п о п е р е ч н о г о с е ч е н и я . Более того, м о ж н о срав­

Клиническое значение

нить р е а к ц и ю разных м а т е р и а л о в на п р и л о ж е н и е оди­ наковых по величине р а с т я г и в а ю щ и х нагрузок.

Нагрузка на восстановленный зуб передается через

Н а п р я ж е н и е и д е ф о р м а ц и я не я в л я ю т с я свойства­

пломбу, что приводит к появлению в восстановитель­

ми материала, но о н и п о з в о л я ю т определить ряд меха­

н о м материале н а п р я ж е н и й и д е ф о р м а ц и й . Если вели­

нических свойств, которые без этих характеристичес­

ч и н ы этих н а п р я ж е н и й и д е ф о р м а ц и й превышают пре­

ких параметров н е в о з м о ж н о б ы л о бы о ц е н и т ь .

дельные значения, которые м о ж е т выдержать данный

выше п р и в е д е н н о м примере

На

напряжение возникло

под воздействием продольной нагрузки (то есть, наг-

материал, то в результате м о ж е т п р о и з о й т и его разру­ шение.

medwedi.ru

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Модуль упругости

(модуль

51

Юнга)

Е с л и материал находится под действием н а п р я ж е н и я , то сначала это н а п р я ж е н и е п р о п о р ц и о н а л ь н о дефор­ м а ц и и , т.е. с о о т н о ш е н и е напряжение — деформация ос­ тается п о с т о я н н ы м . И н ы м и словами, материал де­ ф о р м и р у е т с я л и н е й н о и упруго. Этот процесс может быть представлен у р а в н е н и е м : о/е = Е Данное

уравнение

п о з в о л я е т дать о п р е д е л е н и е

другому свойству материала, о б о з н а ч е н н о м у буквой Е, а и м е н н о , модулю Юнга. Модуль Ю н г а — это посто­ я н н а я в е л и ч и н а , п о к а з ы в а ю щ а я с о о т н о ш е н и е между н а п р я ж е н и е м и д е ф о р м а ц и е й в л и н е й н о й упругой об­ ласти. Модуль Ю н г а я в л я е т с я м е р о й жесткости мате­ риала. О т м е т и м , что жесткость с т е р ж н я зависит от его ф о р м ы и р а з м е р о в , а также от модуля Ю н г а материа­

Рис. 1.7.3. Кривая напряжение-деформация для пластич­ ного (ковкого) металла (о - предел прочности при растя­ жении; о - прочность при разрушении; о т - предел теку­ чести; а - предел пропорциональности)

ла, из которого этот стержень изготовлен. Так к а к модуль Ю н г а получают д е л е н и е м напря­ ж е н и я на д е ф о р м а ц и ю , а о т н о с и т е л ь н а я д е ф о р м а ц и я я в л я е т с я в е л и ч и н о й б е з р а з м е р н о й , т о модуль Юнга и м е е т ту же р а з м е р н о с т ь , что и н а п р я ж е н и е (т.е. мо­ жет б ы т ь в ы р а ж е н в Н/м

2

). З н а ч е н и я модуля Юнга

Определения некоторых механических свойств

часто бывают о ч е н ь в ы с о к и м и д л я р е а л ь н о существу­

Типичная к р и в а я напряжение — деформация для метал­

в е н 1 Н/м , а о д и н г и г а п а с к а л ь — 10 Н/м .

ю щ и х м а т е р и а л о в . Д л я у п р о щ е н и я расчетов, о б ы ч н о п о л ь з у ю т с я г и г а п а с к а л я м и ( Г П а ) . О д и н п а с к а л ь ра­ 2

9

2

ла, п о д о б н о г о л а т у н и (сплаву м е д и с ц и н к о м ) , предс­ тавлена на Р и с . 1.7.3. Эта к р и в а я м о ж е т быть исполь­

Модуль Ю н г а часто н а з ы в а ю т п р о с т о модулем уп­

зована для о ц е н к и н е к о т о р ы х свойств материала.

ругости.

Предел упругости

Прочность

и

пластическая деформация

при

разрушении

Важнейшей о с о б е н н о с т ь ю м е х а н и ч е с к о г о п о в е д е н и я

А т е п е р ь м о ж н о д а т ь о п р е д е л е н и е прочности при раз­

материалов я в л я е т с я с о о т н о ш е н и е между н а п р я ж е н и ­

рушении

ем и д е ф о р м а ц и е й . Из Р и с . 1.7.3 следует, что у латуни

это н а п р я ж е н и е , требуемое д л я р а з р у ш е н и я матери­

прямолинейная з а в и с и м о с т ь между н а п р я ж е н и е м и

ала.

материала,

ор

прочность при разрушении —

деформацией н е с о х р а н я е т с я н а п р о т я ж е н и и всей кривой. Участок к р и в о й , где з а в и с и м о с т ь между напряже­

Предел текучести и условный предел текучести

нием и д е ф о р м а ц и е й я в л я е т с я л и н е й н о й , известна под названием области линейной упругости. ласти наблюдается

упругая

деформация.

В э т о й об­ При

снятии

Н а п р я ж е н и е , п р и к о т о р о м н а ч и н а е т с я пластическая деформация,

называется

пределом

текучести,

ат.

напряжения в э т о й области, м а т е р и а л в о з в р а щ а е т с я к

П р а к т и ч е с к и , эту точку трудно н а й т и , поскольку в

своей п е р в о н а ч а л ь н о й ф о р м е .

д а н н о м случае наблюдается скорее постепенный пе­

Место, где к р и в а я начала о т к л о н я т ь с я от линей­ ной, является т о ч к о й , в к о т о р о й материал п е р е ш е л че­ рез свой предел упругости, и п р и с н я т и и н а п р я ж е н и я

реход, ч е м быстрое и з м е н е н и е н а к л о н а кривой напря­ жение — деформация. В качестве м е р ы н а с т у п л е н и я с о с т о я н и я пласти­

останется д е ф о р м и р о в а н н ы м , то есть не с о х р а н и т

ческой

свою исходную форму. Э т о я в л е н и е н а з ы в а е т с я плас­

предел текучести. Условным пределом текучести на­

деформации

используют

понятие

условный

тической деформацией, а область на г р а ф и к е — об­

зывается н а п р я ж е н и е , которому соответствует оста­

ластью пластической деформации.

т о ч н а я д е ф о р м а ц и я , р а в н а я 0,2%.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

52

Клиническое значение Если в какой-либо точке металлической реставрации ( н а п р и м е р , м о с т о в и д н о г о з у б н о г о протеза из трех еди­ ниц), напряжение растяжения превысит предел теку­ чести, то произойдет необратимая д е ф о р м а ц и я з у б н о ­ го протеза.

Предел прочности на растяжение Р е а к ц и я материала н а р а с т я ж е н и е представлена н а Р и с . 1.7.3, где п о к а з а н о м а к с и м а л ь н о е н а п р я ж е н и е , которое с п о с о б е н выдержать образец. Э т о ние

напряже­

п р и н я т о н а з ы в а т ь пределом прочности материала

на растяжение, о"пр, и н е р е д к о о н о отличается от проч­ ности при р а з р у ш е н и и , к о т о р а я , к а к уже б ы л о отмече­ но выше, соответствует н а п р я ж е н и ю в м о м е н т разру­ ш е н и я материала.

Пластичность Рис. 1.7.4. Схема испытания образца для определения Величина пластической д е ф о р м а ц и и образца при его разрушении,

п р о ч н о с т и на растяжение

называется пластичностью материала.

П л а с т и ч н о с т ь о п р е д е л я ю т путем

п р о в е д е н и я от Е д и н и ц а м и и з м е р е н и я этого показателя являются

точки р а з р у ш е н и я л и н и и , п а р а л л е л ь н о й п р я м о л и н е й ­ ному

участку д и а г р а м м ы

растяжение-деформация.

З н а ч е н и е по оси д е ф о р м а ц и и от нулевой т о ч к и до точ­

е д и н и ц ы э н е р г и и , д е л е н н ы е н а е д и н и ц ы объема, 3

Д ж / м (1 Джоуль = 1 Н / м ) .

к и , в к о т о р о й эта л и н и я пересечет ось д е ф о р м а ц и и , и

Общее количество э н е р г и и , которое может быть

будет мерой в я з к о с т и материала. Часто ее используют

п о г л о щ е н о материалом до того, к а к он разрушится,

для

обозначения

процентного удлинения

называется жесткостью материала. Ж е с т к о с т ь предс­

материала.

тавлена на г р а ф и к е п л о щ а д ь ю всей области, располо­

Упругость и жесткость материала

женной

под

кривой

напряжение 3

—

деформация.

Она

также выражается в Дж/м .

Если согнуть упругую проволоку, а затем отпустить, то она вернется в исходное с о с т о я н и е , при условии, что п р и л о ж е н н о е н а п р я ж е н и е не п р е в ы ш а е т предел упру­

МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ

гости. Возврат п р о в о л о к и в исходное с о с т о я н и е про­ исходит за счет п о г л о щ е н н о й э н е р г и и , которая высво­ бождается

при о т п у с к а н и и п р о в о л о к и .

Количество

Испытание на растяжение

энергии, которое м о ж е т б ы т ь п о г л о щ е н о и затем выс­ вобождено, я в л я е т с я п о к а з а т е л е м с п о с о б н о с т и мате­

Испытание на растяжение — это о т н о с и т е л ь н о прос­

риала к п р о я в л е н и ю п р у ж и н и с т ы х свойств.

той для п о н и м а н и я и о б ъ я с н е н и я метод испытания

Упругость — это к о л и ч е с т в о э н е р г и и , которое мо­

материала, и, в о з м о ж н о , его используют ч а щ е осталь­

жет поглотить материал без перехода в с о с т о я н и е пос­

ных. П р и п р о в е д е н и и этого и с п ы т а н и я , образец мате­

т о я н н о й ( н е о б р а т и м о й ) д е ф о р м а ц и и . Эта э н е р г и я мо­

р и а л а растягивают вдоль п р о д о л ь н о й оси с помощью

жет

—

р а с т я г и в а ю щ е г о п р и с п о с о б л е н и я и с п ы т а т е л ь н о й ма­

под л и н и е й

ш и н ы ( Р и с . 1.7.4). И с п ы т а н и е п р о в о д я т с постоянной

п р о п о р ц и о н а л ь н о г о ( л и н е й н о г о ) и з м е н е н и я упругос­

с к о р о с т ь ю , (т.е. с п о с т о я н н о й с к о р о с т ь ю растяжения

быть

деформация,

определена как

область,

по

кривой

находящаяся

напряжение

о б р а з ц а ) , а нагрузку и з м е р я ю т с п о м о щ ь ю датчика

ти, и рассчитана по формуле:

н а г р у з к и . О д н о в р е м е н н о с э т и м и з м е р я ю т удлинение, 2

соответствующее

R = Р /2Е,

п р и л а г а е м о й нагрузке.

Удлинение

м о ж н о и з м е р и т ь н е с к о л ь к и м и с п о с о б а м и , в том чис­ где R — модуль упругости второго рода, Р — предел п р о п о р ц и о н а л ь н о с т и (иначе н а з ы в а е м ы й текучести), Е - модуль Юнга.

пределом

л е , по пути д в и ж е н и я п о д в и ж н о й траверсы, или пу­ т е м п р и к р е п л е н и я к м а т е р и а л у т е н з о д а т ч и к а при о ч е н ь н и з к и х в е л и ч и н а х д е ф о р м а ц и и . Напряжение и

medwedi.ru

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

53

Рис. 1.7.5. Вид кривых напряжение-деформация для ма­ териалов различного типа. Кривые представлены не в масштабе

Рис. 1.7.6. Образование «шейки» при растяжении плас­ тичного материала

соответствующая ему д е ф о р м а ц и я могут б ы т ь рассчи­

Образование шейки при испытании на растяжение

таны п о п р и в е д е н н ы м в ы ш е ф о р м у л а м . П о э т и м дан­ ным м о ж н о п о с т р о и т ь к р и в у ю напряжение — дефор­ мация,

а по

этой

кривой

можно

определить

ряд

свойств. Т и п и ч н ы е п р и м е р ы к р и в ы х н а п р я ж е н и я - д е ­

П р и упругой д е ф о р м а ц и и

формации для некоторых материалов представлены

увеличение объема материала за счет того, что рассто­

на Рис. 1.7.5.

я н и е между а т о м а м и ,

наблюдается

небольшое

из которых состоит твердое

П р и м е р о м п л а с т и ч н о г о и л и к о в к о г о материала яв­

тело, удлиняется п р и р а с т я ж е н и и . О д н а к о при плас­

ляется м я г к а я сталь, на г р а ф и к е н а п р я ж е н и е - д е ф о р ­

т и ч е с к о й д е ф о р м а ц и и таких и з м е н е н и й объема не

мация для к о т о р о й п о к а з а н ы : область л и н е й н о й упру­

наблюдается. П р и т а к о й д е ф о р м а ц и и увеличение дли­

гости, ч е т к о о п р е д е л я е м а я точка предела текучести и

ны материала может п р и в е с т и к у м е н ь ш е н и ю площа­

высокая степень п л а с т и ч н о с т и материала. И, напро­

ди его п о п е р е ч н о г о с е ч е н и я . Это в с в о ю очередь при­

тив, на г р а ф и к е такого твердого материала, к а к гипс,

ведет

видна только л и н е й н а я область упругости, а затем

материала, которая представлена на Р и с . 1.7.6. Эта об­

происходит р а з р у ш е н и е без к а к и х - л и б о п р и з н а к о в

ласть у м е н ь ш е н и я п о п е р е ч н о г о сечения образца на­

пластической д е ф о р м а ц и и .

зывается

Многие п л а с т м а с с ы , т а к и е , к а к п о л и м е т и л м е т а к рилат, также я в л я ю т с я ж е с т к и м и м а т е р и а л а м и , о д н а к о

к

возникновению

шейкой.

локализованной

области

Часто такое я в л е н и е наблюдается

п р и р а с т я ж е н и и материалов с п о в ы ш е н н о й вязкостью (пластичных материалов).

они обладают м е н ь ш е й хрупкостью, ч е м гипс. Пове­

Результаты и с п ы т а н и й на р а с т я ж е н и е могут быть

дение эластомера, п р и м е р о м которого я в л я е т с я сили­

очень полезными при создании новых конструкций,

коновый о т т и с к н о й м а т е р и а л , о ч е н ь н е о б ы ч н о по

п о с к о л ь к у д л я того,

сравнению с д р у г и м и м а т е р и а л а м и . О к а з ы в а е т с я на

к о н с т р у к ц и и , н а х о д я щ е й с я п о д нагрузкой, необхо­

графике

д и м о з н а н и е п а р а м е т р о в упругой д е ф о р м а ц и и мате­

напряжение-деформация

у

него

отсутствует

область л и н е й н о й упругости, а область упругого вос­ становления

у э л а с т о м е р а о ч е н ь о б ш и р н а . Относи­

чтобы

предсказать поведение

риала. М а к с и м а л ь н о е н а п р я ж е н и е , которое может безо­

тельное удлинение у него з н а ч и т е л ь н о в ы ш е , чем,

п а с н о выдержать материал,

например, у стали или гипса. Э л а с т о м е р э л а с т и ч е н по

текучести. Следовательно, от предела текучести зави­

своей природе, и, п о д о б н о р е з и н е , он восстанавлива­

сит м а к с и м а л ь н а я нагрузка, которой этот материал

ет свои исходные р а з м е р ы сразу же после с н я т и я нап­

с п о с о б е н противостоять, хотя благоразумнее было бы

ряжения. Кроме того, р е з и н а обладает к р а й н е н и з к о й

включить в расчеты н е к о т о р ы й к о э ф ф и ц и е н т запаса

лрочностью при р а с т я ж е н и и .

п р о ч н о с т и . Ж е с т к о с т ь материала м о ж н о рассчитать

определяется пределом

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

54

1 Бринелль

Викерс

Кнуп

Рис. 1.7.9 Вид отпечатка индентера на поверхности образ­ ца для различных видов твердомеров териал обладает высокой пластичностью, то ему можно придавать

нужную форму, о д н а к о если пластичность

материала невысока, то создание ф о р м ы путем воздей­ ствия нагрузки будет н е в о з м о ж н ы м .

t Рис.

1.7.7.

Распределение н а п р я ж е н и й

растяжения и

сдвига в образце при определении прочности материала на сжатие

Испытание на сжатие И с п ы т а н и я на р а с т я ж е н и е проводить с л о ж н о , особен­ н о , если материал хрупкий — в таких случаях наблюда­ ется б о л ь ш о й разброс результатов. Альтернативным методом о ц е н к и п р о ч н о с т и материала является испы­ т а н и е на сжатие, которое легче провести, если матери­ ал хрупкий, так к а к в этом случае разброс результатов будет м е н ь ш и м . Другой п р и ч и н о й , по которой хруп­ кие о б р а з ц ы следует испытывать на сжатие, является тот факт, что эти материалы используются в условиях, где действуют с ж и м а ю щ и е нагрузки. На Рис. 1.7.7 схематически представлено проведе­ ние и с п ы т а н и я на сжатие. П о с к о л ь к у образец удержи­ вается за счет т р е н и я в точках контакта с опорными п л а с т и н а м и испытательного прибора, здесь наблюда­ ется у в е л и ч е н и е п л о щ а д и п о п е р е ч н о г о с е ч е н и я в середине образца, и о д н о в р е м е н н о с этим материал приобретает ф о р м у бочонка. Этот э ф ф е к т «приобре­ т е н и я ф о р м ы бочонка» приводит к возникновению очень с л о ж н о й модели распределения напряжений в материале (также представленной на Рис. 1.7.7). Ана­ л и з и р о в а т ь такую модель очень сложно. Это затрудня­

t

ет и н т е р п р е т а ц и ю результатов и с п ы т а н и й на сжатие. К о м п р о м и с с н ы м и с п ы т а н и е м является измерение

Рис. 1.7.8. Схема испытания образца для определения прочности материала на диаметральный разрыв

по модулю упругости. Н а п р и м е р , сочетание этих двух свойств (предела текучести и жесткости) позволит легко определить упругость или пружинистость ме­ таллической п р о в о л о к и . Если в т е х н о л о г и ч е с к и й п р о ц е с с и з г о т о в л е н и я продукции включены такие о п е р а ц и и , к а к прокатка, протяжка проволоки или п р е с с о в а н и е , необходимо знать величину пластической д е ф о р м а ц и и , которую материал сможет выдержать без р а з р у ш е н и я . Если ма-

так н а з ы в а е м о й диаметральной прочности, в который и з г о т о в л е н н ы й из и с п ы т ы в а е м о г о материала диск подвергают воздействию с ж и м а ю щ е й нагрузки. В ре­ зультате п р и л о ж е н и я этой нагрузки к диску, в направ­ л е н и и , п е р п е н д и к у л я р н о м н а п р а в л е н и ю приложения с ж и м а ю щ е й нагрузки, в о з н и к а ю т н а п р я ж е н и я растя­ ж е н и я , что схематически представлено на Рис. 1.7.8. Растягивающее н а п р я ж е н и е , а, рассчитывают по фор­ муле: а = 2P/JT.DT, где Р — нагрузка, D — диаметр диска, Т — толщина диска. О б ы ч н о этот метод используют для испытаний

medwedi.ru

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Рис.

1.7.10.

Расположение

образца при

55

определении

прочности на удар по Шарли. М а я т н и к с у д а р н и к о м , кото­ рый падает с определенной высоты

хрупких с т о м а т о л о г и ч е с к и х материалов, п о с к о л ь к у он прост и п о з в о л я е т получать более в о с п р о и з в о д и м ы е результаты, ч е м в случае и с п ы т а н и й на р а с т я ж е н и е .

Испытание твердости Испытание твердости —

это и з м е р е н и е сопротивле­

Время

ния п о в е р х н о с т и м а т е р и а л а в о з д е й с т в и ю инструмен­ та, в н е д р я е м о г о и л и в д а в л и в а е м о г о в п о в е р х н о с т ь (индентеров), и л и р е ж у щ е г о и н с т р у м е н т а .

Испыта­

Рис. 1.7.12. Кривая крипа, на которой м о ж н о выделить

ние твердости п р о в о д я т д л я о п р е д е л е н и я сопротив­

четыре стадии ползучести

ления м а т е р и а л а ц а р а п а н ь ю и л и с т и р а н и ю . К р о м е

пытаний при в ы с о к о й температуре

в условиях долговременных ис­

того, существует п р и б л и ж е н н а я з а в и с и м о с т ь между твердостью м а т е р и а л а и п р е д е л о м п р о ч н о с т и на рас­ тяжение. Для и с п ы т а н и й и с п о л ь з у ю т и н д е н т е р в ф о р м е ша­

Испытание на ударную прочность

рика (при и с п ы т а н и и твердости по Б р и н е л ю ) , пира­ мидки (при и с п ы т а н и и твердости по В и к к е р с у или по

Испытание на ударную прочность — это о ц е н к а сопро­

Кнуппу) и л и конуса ( п р и и с п ы т а н и и твердости по

т и в л е н и я материала м г н о в е н н о м у п р и л о ж е н и ю

Роквеллу).

рузки. С т а н д а р т н ы й образец в виде балки с насечками

Разумеется, твердость самого и н д е н т е р а

наг­

должна быть в ы ш е твердости и с п ы т ы в а е м о г о матери­

подвергают воздействию и м п у л ь с н о й нагрузки, созда­

ала. Образец вдавливают в п о в е р х н о с т ь материала в

в а е м о й м а я т н и к о в ы м к о п р о м . Схематическое изобра­

течение о п р е д е л е н н о г о периода в р е м е н и , и на поверх­

ж е н и е и с п ы т а н и я на ударную п р о ч н о с т ь представлено

ности материала остается отпечаток ш а р и к а , пира­

на Рис. 1.7.10.

мидки или конуса (Рис. 1.7.9).

М а я т н и к о в ы й к о п е р отпускают с определенной

Размер п о л у ч е н н о г о отпечатка будет зависеть от

в ы с о т ы , он ударяет и разрушает образец, который ус­

твердости испытуемого материала. Р а з м е р ы отпечатка

т а н о в л е н на параллельных опорах. Часть энергии ма­

эмпирическое

я т н и к а используется для р а з б и в а н и я образца. Если бу­

значение числа твердости. Выбор метода и с п ы т а н и я

дут и з в е с т н ы начальная высота, на которой находился

твердости до н е к о т о р о й с т е п е н и зависит от п р и р о д ы

м а я т н и к , и высота, на которую он п о д н я л с я после раз­

материала, к о т о р ы й будет подвергнут и с п ы т а н и ю .

р у ш е н и я образца, то нетрудно будет рассчитать р а з н и -

можно измерить и подсчитать из н и х

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

56

цу э н е р г и й . Эта р а з н и ц а

является мерой количества

в л и я н и е оказывает среда, в к о т о р о й проходит экспе­

э н е р г и и , которая была п о г л о щ е н а о б р а з ц о м , что и

римент. Н а п р и м е р , в к о р р о з и о н н ы х средах усталост­

вызвало его р а з р у ш е н и е . Н е с м о т р я на то, что резуль­

н а я п р о ч н о с т ь материала с н и ж а е т с я .

таты этого и с п ы т а н и я являются э м п и р и ч е с к и м и , его м о ж н о п р и м е н я т ь для о ц е н к и ударной прочности ря­

Клиническое значение

да материалов. Присутствие насечек на образце делает условия проведения и с п ы т а н и я о ч е н ь ж е с т к и м и , а также является показателем чувствительности мате­

В некоторых случаях материал м о ж е т быть достаточно

р и а л а к присутствию надрезов на его поверхности.

п р о ч н ы м , чтобы выдерживать н а г р у з к и в начале его использования в полости рта, но это не означает, что он с м о ж е т противостоять т а к и м же н а г р у з к а м в отда­

Испытание на усталостную прочность

ленные с р о к и к л и н и ч е с к о й с л у ж б ы .

Во многих п р а к т и ч е с к и х ситуациях материалы под­ вергаются

Испытание на крип (ползучесть)

воздействию п е р е м е н н ы х нагрузок ч а щ е ,

чем статических, о которых г о в о р и л о с ь в ы ш е . Посте­

Если материал долгое время находится под нагрузкой,

пенное н а к о п л е н и е н е з н а ч и т е л ь н ы х количеств плас­

то под воздействием п о с т о я н н о г о н а п р я ж е н и я он мо­

тической д е ф о р м а ц и и , в о з н и к а ю щ и х в результате воз­

жет н е п р е р ы в н о д е ф о р м и р о в а т ь с я , даже н е с м о т р я на

действия ц и к л а п е р е м е н н ы х н а п р я ж е н и й , и з в е с т н о

то, что в е л и ч и н ы действующих на него н а п р я ж е н и й

под

з н а ч и т е л ь н о н и ж е предела упругости. Эта деформа­

н а з в а н и е м усталости материала. Усталость может стать п р и ч и н о й р а з р у ш е н и я ма­

ц и я материала, з а в и с я щ а я от в р е м е н и его нахождения

териала при н а п р я ж е н и я х , в е л и ч и н а которых значи­

под нагрузкой, называется крипом, к о т о р ы й , в конеч­

тельно н и ж е предела текучести. Д л я п р о в е д е н и я ис­

н о м итоге, ведет к р а з р у ш е н и ю материала. В частнос­

пытания

образцы

т и , п о н и м а н и е этого я в л е н и я в а ж н о , если материал

материала подвергают в о з д е й с т в и ю ц и к л и ч е с к и х наг­

используют п р и температурах, п р е в ы ш а ю щ и х поло­

на

усталостную

прочность

рузок в н е к о т о р о м их д и а п а з о н е . В каждом случае

вину з н а ч е н и я температуры п л а в л е н и я или темпера­

подсчитывают ч и с л о ц и к л о в , требуемых для разруше­

туры р а з м я г ч е н и я , что, н а п р и м е р , характерно для не­

ния образцов.

которых амальгамных ф а з или многих пластических

Величину н а п р я ж е н и я в ы р а ж а ю т г р а ф и ч е с к и в ви­ де л о г а р и ф м и ч е с к о й з а в и с и м о с т и от соответствующе­ го числа ц и к л о в н а п р я ж е н и й , которое требуется для

материалов. П р и температурах на 40 — 50% меньше а б с о л ю т н о й точки п л а в л е н и я материала, к р и п нич­ т о ж н о мал.

р а з р у ш е н и я образца. К р и в а я з а в и с и м о с т и напряже­ н и я от числа ц и к л о в (кривая Н — Ч) представлена на

На Рис. 1.7.12 представлена т и п и ч н а я кривая кри­ па. На ней м о ж н о выделить 4 стадии д е ф о р м а ц и и :

Рис. 1.7.11. С у щ е с т в у ю т две ф о р м ы

поведения

материалов.

•

Для н е к о т о р ы х м а т е р и а л о в п о мере у в е л и ч е н и я чис­ ла циклов нагрузки происходит с н и ж е н и е напряже­

начальное удлинение,

возникшее

в

результате

п р и л о ж е н и я нагрузки; •

ний, которые способен выдержать материал. Однако

переходный или п е р в и ч н ы й к р и п , который стре­ мится к н е п р е р ы в н о м у увеличению;

для других м а т е р и а л о в существует у р о в е н ь н а п р я ж е ­

•

устойчивое с о с т о я н и е ( в т о р и ч н ы й к р и п ) ;

н и й , н а з ы в а е м ы й пределом выносливости, н и ж е ко­

•

третичный крип.

торого м а т е р и а л м о ж н о п о д в е р г а т ь н е о п р е д е л е н н о ­ му

числу

циклов

нагрузки,

не

вызывая

его

разрушения.

В этой главе механизмы в о з н и к н о в е н и я крипа рас­ сматриваться не будут.

Усталостная п р о ч н о с т ь в з н а ч и т е л ь н о й с т е п е н и определяется х а р а к т е р и с т и к а м и

поверхности

риала. Улучшение качества о б р а б о т к и

Клиническое значение

мате­

поверхности

или с о з д а н и е н а п о в е р х н о с т и н а п р я ж е н и й с ж а т и я механическими,

термическими

или

Механические свойства материалов м о ж н о определять

химическими

методами, п р и в о д и т к п о в ы ш е н и ю усталостной кри­ вой Н - Ч.

в ш и р о к и х пределах. Это позволяет сравнивать между собой разные стоматологические материалы, хотя зна­ чение результатов таких испытаний для к л и н и к и остает­

Кроме того, на характер к р и в о й Н — Ч в ы р а ж е н н о е

ся предметом м н о г о ч и с л е н н ы х дебатов.

medwedi.ru

Глава 1.8

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ВВЕДЕНИЕ

д е н ц и я уделять все большее в н и м а н и е эстетике рес­ т а в р а ц и й . Б о л ь ш и н с т в о п а ц и е н т о в сегодня

требуют

от врача, чтобы в о с с т а н о в л е н н ы е зубы не отличались К а ж д ы й п а ц и е н т и н д и в и д у а л е н и требует специально­

от естественных. Следовательно, все более важным

го подхода, и м а т е р и а л ы , к о т о р ы е и с п о л ь з у ю т с я в вос­

становится

с т а н о в и т е л ь н о й с т о м а т о л о г и и , не о т н о с я т с я к катего­

в ы б р а н н ы х и используемых врачом-стоматологом.

изучение

оптических

свойств материалов,

р и и товаров массового п о т р е б л е н и я . Следовательно, б о л ь ш и н с т в о м а т е р и а л о в , к о т о р ы м и пользуются вра­ ч и - с т о м а т о л о г и и зубные т е х н и к и , требуют соответ­ ствующей т е х н о л о г и ч е с к о й

переработки

перед тем,

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

к а к тот или и н о й материал затвердеет. Ч а с т о в п р о ц е с с и з г о т о в л е н и я р а з л и ч н о г о рода

Реология — это учение о текучести материалов. Теку­

р е с т а в р а ц и й входит этап с м е ш и в а н и я материалов друг

честь ж и д к о с т и и з м е р я е т с я вязкостью, текучесть твер­

с другом для п о л у ч е н и я густой п а с т ы и л и ж и д к о с т и ,

дых веществ — ползучестью ( к р и п о м ) и вязкоэластич-

которую затем м о ж н о внести в п о л о с т ь зуба и л и из ко­

ностью. К р и п уже был о п и с а н в главе 1.7, поэтому в

торой

д а н н о й главе будут р а с с м о т р е н ы только в я з к о с т ь и

моделировать з у б н о й протез, ч т о б ы придать

массе форму, к о т о р а я потребуется д л я к о н к р е т н о г о пациента.

вязкоэластичность.

Следовательно, успешное использование

стоматологических м а т е р и а л о в требует о п р е д е л е н н о г о п о н и м а н и я м е х а н и з м а п о в е д е н и я материалов при их с м е ш и в а н и и , л и т ь е и л и м о д е л и р о в а н и и анатомичес­

Вязкость

к о й ф о р м ы . О д н и м и з в а ж н е й ш и х свойств материала

Когда вещество течет под воздействием прилагаемой

является его текучесть, и з у ч е н и е м к о т о р о й занимает­

к нему нагрузки ( н а п р и м е р , сил г р а в и т а ц и и ) , молеку­

ся реология.

лы и л и а т о м ы н а ч и н а ю т к о н т а к т и р о в а т ь с соседними

Когда п а ц и е н т пьет ч а й и л и ест м о р о ж е н о е , воз­

а т о м а м и и л и молекулами. Таким о б р а з о м , и м е ю щ и е с я

никает р а з н и ц а температур в пределах одного зуба.

с в я з и могут распадаться и образовываться снова, ока­

Если температура

з ы в а я с о п р о т и в л е н и е т е ч е н и ю . Э т о сопротивление те­

вещества,

действующего

на зуб,

резко о т л и ч а е т с я от н о р м а л ь н о й (37°С), то это м о ж е т

ч е н и ю и называется вязкостью.

пульпы

Д л я таких ж и д к о с т е й , к а к вода, с и л ы связи между

зуба, н е з а щ и щ е н н о й от т е м п е р а т у р н о г о в о з д е й с т в и я .

молекулами о ч е н ь м а л ы и л е г к о преодолеваются, по­

При п о с т а н о в к е п л о м б , к о р о н о к , м о с т о в и д н ы х или

этому вода л е г к о течет под воздействием сил, прила­

вызвать б о л е з н е н н у ю р е а к ц и ю с о с т о р о н ы

съемных п р о т е з о в , н е о б х о д и м о уделять максималь­

гаемых и з в н е , и в я з к о с т ь ее н е в ы с о к а . У некоторых

ное в н и м а н и е з а щ и т е пульпы от п е р е п а д о в темпера­

других ж и д к о с т е й с и л ы межмолекулярного взаимо­

туры. С л е д о в а т е л ь н о , врач д о л ж е н и м е т ь представле­

д е й с т в и я будут н а м н о г о в ы ш е . О б ы ч н о такие силы

ние

а с с о ц и и р у ю т с я с к р у п н ы м и молекулами, н а п р и м е р ,

о

термических

свойствах

стоматологических

материалов.

м о л е к у л а м и такого и з в е с т н о г о вещества, к а к патока.

В настоящее время при восстановлении функции

М о л е к у л ы в п о д о б н ы х веществах могут переплетать­

отдельных зубов и о к к л ю з и и н а м е т и л а с ь четкая тен­

ся друг с другом, что делает ж и д к о с т ь о ч е н ь в я з к о й .

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

58

Рис. 1 . 8 . 1 . Сдвиг слоя ж и д к о с т и толщиной d, р а с п о л о ж е н ­ ного м е ж д у д в у м я твердыми пластинами. Для д в и ж е н и я верхней п о д в и ж н о й пластины относительно н е п о д в и ж н о й н и ж н е й со с к о р о с т ь ю V необходимо п р и л о ж и т ь силу F для преодоления сопротивления д а н н о г о слоя ж и д к о с т и Рис. 1.8.2. З а в и с и м о с т ь напряжения сдвига от скорости для ньютоновской ж и д к о с т и Эти я в л е н и я н а б л ю д а ю т с я у п о л и м е р о в с в ы с о к о й молекулярной массой. Когда м ы п е р е м е ш и в а е м ж и д к о с т ь , м ы приклады­ ваем

у с и л и я , к о т о р ы е создают в ж и д к о с т и напряже­

н и я сдвига, чем э н е р г и ч н е е п е р е м е ш и в а е т с я жид­ кость,

тем

выше

скорость

сдвига.

Эта

ситуация

г р а ф и ч е с к и п о к а з а н а на Рис. 1.8.1. Н а п р я ж е н и е и ско­ рость сдвига о п р е д е л я ю т с я с о о т н о ш е н и я м и : Н а п р я ж е н и е сдвига = r\s = F/A С к о р о с т ь сдвига = е = V/d Существует ряд методов и з м е р е н и я н а п р я ж е н и я сдвига путем о ц е н к и ряда с к о р о с т е й сдвига для дан­ ной ж и д к о с т и . По з н а ч е н и я м скоростей сдвига, полу­ ч е н н ы м э к с п е р и м е н т а л ь н ы м путем, строят г р а ф и к в координатах напряжение сдвига — скорость сдвига. За­ в и с и м о с т ь между н а п р я ж е н и е м и с к о р о с т ь ю сдвига для многих ж и д к о с т е й я в л я е т с я л и н е й н о й . На Рис. 1.8.3.

Графическое

1.8.2 представлена т и п и ч н а я к р и в а я для т а к о й жид­

Рис.

кости. Угол н а к л о н а к р и в о й р а в е н в я з к о с т и , т), опре­

свойств ряда ж и д к о с т е й

представление

реологических

деляемой по формуле: Ж и д к о с т и с пластической характеристикой

не бу­

Т| = н а п р я ж е н и е сдвига/скорость сдвига.

дут течь, п о к а п р и л о ж е н н о е начальное напряжение

Единицами измерения вязкости являются Паскаль

сдвига не достигнет о п р е д е л е н н о й в е л и ч и н ы . После этого течение ж и д к о с т и будет соответствовать ньюто­

секунды ( П а х ) . Вещества, для к о т о р ы х с о о т н о ш е н и е между нап­ р я ж е н и е м и скоростью п р и сдвиге н о с и т л и н е й н ы й

новскому поведению. У

дилатантных

(расширяющихся)

жидкостей

при

характер, и м е ю т один п о к а з а т е л ь в я з к о с т и д л я всего

п о в ы ш е н и и с к о р о с т и сдвига будет увеличиваться вяз­

д и а п а з о н а скоростей сдвига, и п р о я в л я ю т «ньютоно­

кость. Это означает, что чем быстрее мы будем пере­

вские» свойства текучести. О д н а к о л и н е й н о е соотно­

м е ш и в а т ь ж и д к о с т ь , тем труднее будет проводить этот

ш е н и е наблюдается далеко не у всех материалов, не­

п р о ц е с с . Текучесть таких ж и д к о с т е й невозможно ха­

которые

рактеризовать о д н и м е д и н с т в е н н ы м показателем вяз­

и м е ю т другие

отличные

представленные на Рис. 1.8.3.

характеристики,

кости.

medwedi.ru

Ф И З И Ч Е С К И Е СВОЙСТВА

59

случаях, когда в результате п е р е м е ш и в а н и я в ней про­ и з о ш л о п е р е р а с п р е д е л е н и е молекул, и при этом моле­ кулам не хватило в р е м е н и снова вернуться к своему н о р м а л ь н о м у п о л о ж е н и ю , и м е в ш е м у место до пере­ м е ш и в а н и я . Т а к и м о б р а з о м , чем дольше перемеши­ вать ж и д к о с т ь с з а д а н н о й с к о р о с т ь ю сдвига, тем ниже будет н а п р я ж е н и е сдвига, тем м е н ь ш е будет вязкость этой ж и д к о с т и . О д н а к о если ж и д к о с т ь после переме­ ш и в а н и я оставить на к а к о е - т о время, молекулы вер­ нутся к своему н о р м а л ь н о м у р а с п р е д е л е н и ю , и тогда весь п р о ц е с с м о ж н о будет п р о в о д и т ь снова. Такой тип п о в е д е н и я ж и д к о с т и называется тиксотропным. При­ мером т и к с о т р о п н о й ж и д к о с т и я в л я ю т с я красители, не с т е к а ю щ и е с к и с т и художника.

Клиническое значение Рис. 1.8.4. Характеристика т и к с о т р о п н о г о поведения жидкостей

Для некоторых жидкостей увеличение скорости

Реологические свойства материалов имеют большое значение потому, что они существенным образом опре­ деляют технологические характеристики материала.

Вязкоэластичность

сдвига не п р и в о д и т к соответствующему п о в ы ш е н и ю н а п р я ж е н и я сдвига. Э т о означает, что увеличение ско­

М н о г и е материалы по ф и з и ч е с к и м свойствам нахо­

рости

д я т с я где-то п о с е р е д и н е между в я з к о й ж и д к о с т ь ю и

с д в и г а о б л е г ч а е т п е р е м е ш и в а н и е т а к и х ве­

ществ, что отличает их от «ньютоновских» и л и д и л а н -

упругим твердым телом.

татных ж и д к о с т е й .

твердого материала с о о т н о ш е н и е между н а п р я ж е н и е м

Подобное поведение жидкости

Считается, что у упругого

п р и в о д и т к расп­

и д е ф о р м а ц и е й не зависит от каких бы то ни было ди­

н а з ы в а е м о м у «разжижением

н а м и ч е с к и х ф а к т о р о в , таких, к а к скорость приложе­

П р и м е р о м п с е в д о п л а с т и ч е с к о г о вещества

н и я нагрузки и л и с к о р о с т ь д е ф о р м а ц и и . О д н а к о если

стоматологического н а з н а ч е н и я я в л я е т с я силиконо­

материал нагружен в течение достаточного в р е м е н и , в

называют псевдопластическим, ространенному явлению, вещества».

оно

вый о т т и с к н о й материал, к о т о р ы й за счет разжижения

н е к о т о р ы х твердых веществах под воздействием наг­

при у в е л и ч е н и и с к о р о с т и сдвига будет з н а ч и т е л ь н о

рузок происходит перераспределение

легче в ы т е к а т ь из ш п р и ц а , чем вещество, не обладаю­

п р и в о д и т к и з м е н е н и ю в е л и ч и н ы д е ф о р м а ц и и мате­

щее п с е в д о п л а с т и ч н о с т ь ю .

риала. П о с л е с н я т и я нагрузки, материал не способен

молекул,

что

сразу же вернуться в исходное с о с т о я н и е . Это означа­ ет, что п о в е д е н и е материала зависит от таких факто­

Тиксотропия

ров, к а к «длительность нагрузки» и «величина прила­ гаемой нагрузки».

До настоящего м о м е н т а полагали, что если и з в е с т н ы

П р о с т ы м и э ф ф е к т и в н ы м с п о с о б о м наглядного

значения н а п р я ж е н и я и с к о р о с т и сдвига в д а н н ы й мо­

п р е д с т а в л е н и я этих свойств является использование

мент в р е м е н и , то м о ж н о определить вязкость. Д л я не­

модели, о с н о в а н н о й на к о м б и н а ц и и п р у ж и н ы и мас­

которых веществ при о п р е д е л е н н о й с к о р о с т и сдвига

л я н о г о амортизатора, п р е д с т а в л я ю щ е й собой устрой­

вязкость будет м е н я т ь с я , и если п о с т р о и т ь г р а ф и к в

ство для п о г л о щ е н и я э н е р г и и удара. Пружина играет

системе к о о р д и н а т « н а п р я ж е н и е сдвига — с к о р о с т ь

р о л ь упругого элемента, а м а с л я н ы й амортизатор —

сдвига», то м о ж н о увидеть картину, представленную

вязкого. И з м е н е н и е д е ф о р м а ц и и этой модели со вре­ менем представлено на Рис.1.8.5. Д л я пружины при­

на Рис. 1.8.4. В этом случае, в я з к о с т ь , н а б л ю д а е м а я при повы­

л о ж е н и е нагрузки приведет к моментальной деформа­

шении с к о р о с т и сдвига, отличается от т а к о в о й , п р и

ции,

снижении этой с к о р о с т и . П о д о б н о е я в л е н и е называ­

в р е м е н и д е й с т в и я нагрузки. Сразу же после снятия

которая

будет

сохраняться

в течение

всего

ется гистерезисом. В таких случаях в я з к о с т ь ж и д к о с т и

нагрузки пружина вернется в исходное состояние за

зависит от п р е д ш е с т в у ю щ и х д е ф о р м а ц и й ,

счет сил упругости. Д л я масляного амортизатора, нап­

которым

эта жидкость ранее подвергалась. Этот тип п о в е д е н и я ж и д к о с т и наблюдается в тех

р о т и в , п р и л о ж е н и е нагрузки приведет к постепенно­ му н а р а с т а н и ю д е ф о р м а ц и и в течение всего времени

60

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

д е й с т в и я нагрузки. После с н я т и я нагрузки деформа­ ц и я не исчезнет, и м а с л я н ы й а м о р т и з а т о р останется в новом положении. П р и п а р а л л е л ь н о м с о е д и н е н и и этих двух элемен­ тов м о ж н о получить простую модель в я з к о э л а с т и ч н о с т и . Р е а к ц и я т а к о й модели на нагрузку представле­ на на Рис. 1.8.6. В этой модели м а с л я н ы й а м о р т и з а т о р препятствует р е з к о й д е ф о р м а ц и и упругой п р у ж и н ы . При э т о м д е ф о р м а ц и я м а с л я н о г о а м о р т и з а т о р а пос­ т е п е н н о п о з в о л я е т пружине п р и б л и ж а т ь с я к желае­ мому с о с т о я н и ю д е ф о р м и р о в а н и я . При с н я т и и наг­ рузки,

масляный

амортизатор

препятствует

в о з в р а щ е н и ю п р у ж и н ы в исходное с о с т о я н и е , кото­ рое, в к о н ц е к о н ц о в , может б ы т ь достигнуто через оп­ ределенное время. Вязкоэластичными

свойствами

обладает группа

э л а с т о м е р н ы х о т т и с к н ы х материалов. Кривая в коор­ динатах «деформация-время» для э л а с т о м е р о в и отве­ ч а ю щ а я ей модель, о с н о в а н н а я на упругом, вязком и вязкоэластичном

элементах,

п р е д с т а в л е н а на Рис.

1.8.7. Д л я того, чтобы избежать и з б ы т о ч н о й п о с т о я н н о й д е ф о р м а ц и и этих материалов, их не следует нагружать д о л ь ш е п о л о ж е н н о г о времени. По этой п р и ч и н е эласт о м е р н ы й о т т и с к н о й материал удаляют из полости рта к о р о т к и м р е з к и м р ы в к о м . Чем быстрее будет прило­ жена и с н я т а нагрузка, тем более упругой будет реак­ ц и я материала. Рис. 1.8.5. Графическая характеристика у п р у г о г о поведе­

Клиническое значение

ния п р у ж и н ы и в я з к о г о масляного амортизатора Некоторые материалы по с в о и м свойствам занимают п р о м е ж у т о ч н о е положение м е ж д у ж и д к о с т ь ю и твер­ д ы м телом, что обуславливает их склонность к

де­

формации.

ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА При с о п р и к о с н о в е н и и с материалом мы можем почу­ вствовать холод или тепло. Э т о — р е а к ц и я материала на и с т о ч н и к тепла (в д а н н о м случае от к о н ч и к о в на­ ших пальцев) зависит от того н а с к о л ь к о легко тепло проходит с к в о з ь материал. Материал, который легко проводит тепло, называется риал,

который

тепловым

проводником тепла; мате­

препятствует п р о х о ж д е н и ю тепла -

изолятором.

Теплопроводность О д н и м из ф а к т о р о в , о п р е д е л я ю щ и х легкость, с кото­ Рис. 1.8.6. Вязкоэластичное поведение п р у ж и н ы и а м о р ­

рой тепло проходит с к в о з ь материал, является теп­

тизатора, соединенных параллельно

л о п р о в о д н о с т ь этого

medwedi.ru

материала.

Теплопроводность

Ф И З И Ч Е С К И Е СВОЙСТВА

61

( К ) — это с к о р о с т ь т е п л о в о г о п о т о к а п р и выравнива­ И

10

н и и т е м п е р а т у р н о г о г р а д и е н т а в о д и н градус; едини­

12

ц а м и и з м е р е н и я т е п л о п р о в о д н о с т и я в л я ю т с я кал-см" 1

1

-с-^С- .

Удельная теплоемкость Д л я н е к о т о р ы х м а т е р и а л о в н а ч а л ь н о е « о щ у щ е н и е хо­ лода» может б ы с т р о исчезнуть, п о с к о л ь к у материал н а ч н е т нагреваться сразу же после п о л у ч е н и я им теп­ л о в о й э н е р г и и от и с т о ч н и к а нагрева. Н а с к о л ь к о быст­ ро н а ч н е т п о д н и м а т ь с я температура материала, зави­ сит

от

его

удельной

теплоемкости.

теплоемкость — это э н е р г и я ,

Удельная

к о т о р а я требуется д л я

п о в ы ш е н и я температуры е д и н и ц ы объема материала на 1 градус Ц е л ь с и я . Таким о б р а з о м , е д и н и ц а м и изме­ 1

р е н и я удельной т е п л о е м к о с т и я в л я ю т с я к а л . г ' - ' С " . Д л я о б о з н а ч е н и я удельной т е п л о е м к о с т и исполь­ Р и с . 1.8.7. Вязкоэластичная модель р е о л о г и ч е с к о г о по­

зуют с и м в о л С р .

ведения полностью отвержденного эластомерного оттискного материала. Нагрузка, приложенная в м о м е н т to п р и ­

Температуропроводность

водит

к

мгновенному

деформация пружины D

растяжению

пружины

А,

а

запаздывает из-за противодей­

Передача тепла от горячего и с т о ч н и к а к холодному за­

ствия амортизатора С. Через некоторое время амортизато­

висит к а к от т е п л о п р о в о д н о с т и материала, так и от его

ры С и В срабатывают и приводят к дальнейшей д е ф о р м а ­

удельной т е п л о е м к о с т и . От первого п о к а з а т е л я зави­

ции.

сит с к о р о с т ь п о с т у п л е н и я тепла в материал и его вы­

м г н о в е н н о возвращается в исходное состояние. А м о р т и з а ­

хода из материала, от второго — с к о р о с т ь подъема тем­

тор С препятствует возвращению п р у ж и н ы D в исходное

пературы материала после п о с т у п л е н и я в него тепла.

состояние. Постепенно к м о м е н т у t 2 п р у ж и н а возвращает­

В

м о м е н т t1

нагрузка снимается,

пружина А

Эти з а в и с и м о с т и могут быть о б ъ е д и н е н ы т а к и м пока­

ся к своей первоначальной'длине. Некоторая величина ос­

зателем, к а к т е м п е р а т у р о п р о в о д н о с т ь ,

таточной д е ф о р м а ц и и сохраняется, так как поршень масля­

h,

который

рассчитывают по формуле: h = К/СрР,

ного амортизатора

В

не

вернулся

в свое

исходное

положение

где р — п л о т н о с т ь материала, К — т е п л о п р о в о д н о с т ь , С г — удельная т е п л о е м к о с т ь . Температуропроводность отражает с к о р о с т ь подъема температуры в о д н о й точ­ ке п р и нагреве в другой точке. Температуропровод­

бом и з м е р е н и я р а с ш и р е н и я материала является опре­

ность м о ж н о рассматривать, к а к о д и н из самых важ­

д е л е н и е н а ч а л ь н о й д л и н ы образца с п о с л е д у ю щ и м его

ных ф и з и ч е с к и х п о к а з а т е л е й , и м е ю щ и х з н а ч е н и е д л я

н а г р е в а н и е м до з а д а н н о й температуры и замером его

стоматологии.

конечной длины. Изменение

е д и н и ц ы д л и н ы при

Некоторые типичные значения вышеупомянутых

н а г р е в а н и и материала н а Г С н а з ы в а ю т к о э ф ф и ц и е н ­

свойств н е к о т о р ы х материалов п р е д с т а в л е н ы в Табли­

том л и н е й н о г о р а с ш и р е н и я а . И н а ч е этот показатель

це 1.8.1. И н т е р е с н о отметить, что о д н и м из веществ с

н а з ы в а е т с я к о э ф ф и ц и е н т о м т е р м и ч е с к о г о расшире­

низкой т е м п е р а т у р о п р о в о д н о с т ь ю я в л я е т с я вода, что

н и я ( К Т Р ) . И з м е н е н и е д л и н ы материала является нас­

делает ее п р е в о с х о д н ы м т е п л о и з о л я т о р о м . По этой

только н е з н а ч и т е л ь н ы м , что о б ы ч н о его измеряют в

причине э с к и м о с ы п р и ж е с т о к и х морозах не замерза­

м и л л и о н н ы х долях на градус Ц е л ь с и я (10" /°С). Неко­

ют в своих «иглу» — ж и л и щ а х из л е д я н ы х плит.

6

торые з н а ч е н и я а для и з в е с т н ы х материалов представ­ л е н ы в Таблице 1.8.2. Н а и л у ч ш и й материал для реставрации зубов имеет

Термическое расширение

к о э ф ф и ц и е н т т е р м и ч е с к о г о р а с ш и р е н и я одинаковый

При н а г р е в а н и и материал поглощает д о п о л н и т е л ь н у ю

лем для твердых т к а н е й зуба. Несовпадение коэффи­

(или м а к с и м а л ь н о п р и б л и ж е н н ы й ) с этим показате­ энергию, благодаря к о т о р о й п о в ы ш а е т с я амплитуда

ц и е н т о в может привести к температурному несоотве­

колебаний атомов и молекул. Следовательно, матери­

тствию, к о т о р о е , в свою очередь, ведет к образованию

ал расширяется. Н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы м с п о с о -

краевых зазоров и р а з р у ш е н и ю адгезионной связи.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

62

Таблица 1.8.1 Физические свойства стомато­ логических материалов Ср

г 3

(г/см )

1

(кал. г . 1

К

А

(кал. с м ' . с ' .

(сиг .с

'С- )

Т<)

Источник света

2

Эмаль

2.9

0.18

0.0022

0.0042

Дентин

2.1

0.28

0.0015

0.0026

Серебро

10.5

0.056

0.98

1.67

Оксид

2.5

0.20

0.003

0.006

1.0

1.0

0.0014

0.0014

кремния Вода

Таблица 1 . 8 . 2 расширения

Коэффициенты термического

Рис. 1.8.8. Восприятие внешнего вида объекта зависит от источника света, о п т и ч е с к и х свойств с а м о г о объекта и от с п о с о б н о с т и глаза отображать свет в в и д и м о й части спект­ ра на сетчатке

фО-еГС) Эмаль

12

Клиническое значение

Дентин

14

Полимерный к о м п о з и т

20-55

Герметик для ф и с с у р

80

Фарфор

12

горячей пище. Разное расширение или сжатие стомато­

С т е к л о и о н о м е р н ы й цемент

8

л о г и ч е с к и х материалов может привести к механическо­

Термические свойства стоматологических материалов м о г у т влиять на чувствительность зуба к холодной или

му разрушению реставрации. В о з н и к н о в е н и е краевого зазора может зависеть не только от коэффициента термического расширения, но и от т е м п е р а т у р о п р о в о д н о с т и материала. Д л я п о в ы ш е н и я температуры н е к о т о р ы х материа­

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

лов, таких, к а к серебро, требуется н е б о л ь ш о е количе­ ство т е п л о в о й э н е р г и и , и о н и б ы с т р о р а с ш и р я ю т с я

В р е а л ь н о м м и р е к а ж д ы й объект, к о т о р ы й мы ви­

при

д и м , я в л я е т с я результатом о т р а ж е н и я света от этого

нагревании

или

сжимаются

при

охлаждении.

К о м п о з и т н ы е в о с с т а н о в и т е л ь н ы е материалы напро­

объекта. О т р а ж е н и е в о с п р и н и м а е т с я сверхчувстви­

тив, обладают н и з к о й т е м п е р а т у р о п р о в о д н о с т ь ю . Э т о

т е л ь н ы м (в пределах о п р е д е л е н н ы х д л и н волн) фо­

обеспечивает о п р е д е л е н н у ю защиту от р а з д р а ж е н и я

т о д е т е к т о р о м , а и м е н н о ч е л о в е ч е с к и м глазом (Рис.

теплом, п о с к о л ь к у для подъема температуры материа­

1.8.8). Т а к и м о б р а з о м , у н а с есть три составляющие:

ла и его последующего р а с ш и р е н и я требуется булыпее

и с т о ч н и к света, о б ъ е к т и н а б л ю д а т е л ь . Каждая из

количество тепловой э н е р г и и . О д н а к о если будет пос­

этих с о с т а в л я ю щ и х о к а з ы в а е т в л и я н и е на то, что мы

тупать достаточное к о л и ч е с т в о тепла, это может при­

в и д и м . Е с л и п о м е с т и т ь я б л о к о перед т р е м я разными

вести к несоответствию с т е п е н и р а с ш и р е н и я - с ж а т и я

л ю д ь м и и п о п р о с и т ь их о п и с а т ь его цвет, то можно

материала по с р а в н е н и ю с твердыми т к а н я м и зуба.

п о л у ч и т ь три р а з н ы х ответа. О д н о м у из н и х оно по­

При термическом формовочного

несоответствии

материала л и т е й н о м у

огнеупорного сплаву

может

к а ж е т с я п р о с т о к р а с н ы м , другому — темно-красным, третьему — я р к о - к р а с н ы м . Ответы будут разными

произойти р а з р ы в о т л и в к и п р и охлаждении. Точность

потому, что к а ж д ы й из н и х обладает р а з н о й цветовой

прилегания к о р о н о к или м о с т о в и д н ы х протезов опре­

ч у в с т в и т е л ь н о с т ь ю и р а з н ы м п о н и м а н и е м цвета.

деляется в е л и ч и н о й усадки с п л а в о в при охлаждении. П о д о б н о этому, п р о ч н о с т ь с в я з и между металлом и

Существуют три характеристики объекта, опреде­ л я ю щ и е природу о т р а ж е н н о г о света:

к е р а м и к о й о с н о в а н а на б л и з к о м с о в п а д е н и и их коэф­ фициентов термического расширения.

Цвет. Цвет объекта, в о с п р и н и м а е м ы й нашим гла­ зом является ф у н к ц и е й (1) спектра цветов источника

medwedi.ru

Ф И З И Ч Е С К И Е СВОЙСТВА

света, п о п а д а ю щ е г о на п о в е р х н о с т ь объекта, и (2) пре­ о б р а з о в а н и я этого спектра поверхностью объекта.

63

С в е т — это э л е к т р о м а г н и т н о е и з л у ч е н и е , которое м о ж е т б ы т ь в о с п р и н я т о ч е л о в е ч е с к и м глазом. Нью­

Прозрачность. К о л и ч е с т в о и с п е к т р света, отража­

т о н (1666) в о с п р о и з в е л с п е к т р р а з н ы х цветов, нап­

емого объектом и в о с п р и н и м а е м о г о н а ш и м глазом,

р а в и в луч

зависит от с п о с о б н о с т и света проходить с к в о з ь мате­

п р е в р а т и л а его в м н о г о ц в е т н у ю полосу. Эти цвета

света на

стеклянную

призму,

которая

риал, где его п а р а м е т р ы будут м е н я т ь с я . Э т и измене­

о к а з а л и с ь и д е н т и ч н ы м и ц в е т а м радуги. Н ь ю т о н по­

н и я зависят от таких о п т и ч е с к и х с в о й с т в материала,

к а з а л , ч т о б е л ы й цвет ф а к т и ч е с к и представляет со­

как с в е т о п о г л о щ е н и е и с в е т о р а с с е я н и е , а также от

б о й к о м б и н а ц и ю ш и р о к о г о с п е к т р а ц в е т н ы х лучей. На Р и с . 1.8.9 п р е д с т а в л е н весь с п е к т р электромаг­

цвета ф о н а , р а с п о л о ж е н н о г о за объектом. Текстура поверхности

объекта.

Свет может отра­

н и т н о г о и з л у ч е н и я , от у л ь т р а ф и о л е т о в о г о до инф­

жаться от таких п о в е р х н о с т е й , как зеркало, и л и рассе­

ракрасного.

иваться во всех н а п р а в л е н и я х . В первом случае пове­

с о с т а в л я е т т о л ь к о н е б о л ь ш у ю часть п о л н о г о спектра

И з р и с у н к а в и д н о , что в и д и м ы й свет

рхность объекта окажется и д е а л ь н о о т п о л и р о в а н н о й ,

э л е к т р о м а г н и т н о г о и з л у ч е н и я . Д л и н а волн видимо­

а во втором — ш е р о х о в а т о й (матовой).

го света р а с п о л о ж е н а в д и а п а з о н е от 380 до 780 нано­ 9

м е т р о в (1 н а н о м е т р [нм] = 10~ м ) . С п е к т р в и д и м о г о света п р о х о д и т ч е р е з у л ь т р а ф и о л е т о в у ю область (от

Цвет

380 до 450 н м ) , голубую (от 450 до 490 н м ) , затем зе­ л е н у ю (от 490 до 560 н м ) , желтую (от 560 до 590 н м ) ,

Восприятие цвета глубоко с у б ъ е к т и в н о , п о с к о л ь к у представляет с о б о й

физиологическую реакцию

на

о р а н ж е в у ю (от 590 до 630 н м ) , и, н а к о н е ц , красную (от 630 д о 780 н м ) .

ф и з и ч е с к и й р а з д р а ж и т е л ь . Н а п р и м е р , если несколь­ ко ч е л о в е к п о п ы т а ю т с я в ы б р а т ь цвет пломбировоч­

Свет фокусируется

сетчатой о б о л о ч к о й

(сетчат­

к о й ) глаза, и импульсы от зрительного нерва поступа­

ного материала, с о о т в е т с т в у ю щ и й о к р а с к е натураль­

ют в г о л о в н о й мозг. В сетчатке глаза находятся два ви­

ного зуба, то их м н е н и е м о ж е т б ы т ь р а з л и ч н ы м . Э т о

да р е ц е п т о р н ы х клеток:

происходит

точно

в о с п р и я т и е р а з н ы х цветов света, и п а л о ч к и , чувстви­

воспринимает свет, а за в о с п р и я т и е м следует интерп­

т е л ь н ы е т о л ь к о к я р к о с т и (т.е. количеству) света, по­

ретация в г о л о в н о м мозге о т р а ж е н н о г о и л и рассеян­

п а д а ю щ е г о на сетчатку.

ного м а т е р и а л о м света. Этот п р о ц е с с р а з л и ч е н у раз­

представлена на Рис. 1.8.10. Из рисунка в и д н о , что

ных

цвета

лучше всего человеческий глаз в о с п р и н и м а е т види­

испытывают л ю д и , с т р а д а ю щ и е н а р у ш е н и я м и цвето­

мый свет в зелено-желтой области спектра, и хуже — в

потому,

людей.

что

Проблемы

глаз

с

недостаточно

определением

к о л б о ч к и , о т в е ч а ю щ и е за

Р е а к ц и я сетчатки

на свет

вого з р е н и я , ч т о у к а з ы в а е т на н а р у ш е н и е у н и х спо­

п р и г р а н и ч н ы х участках спектра, то есть в красной и

собности о п р е д е л е н и я цвета. С л е д о в а т е л ь н о , воспри­

с и н е й областях.

ятие не п о з в о л я е т п р о в е с т и к о л и ч е с т в е н н у ю о ц е н к у цвета, а может у с т а н о в и т ь - л и ш ь его н а л и ч и е .

10

400

К о л б о ч к и сетчатки глаза обладают порогом интен­ с и в н о с т и . Воздействие на них и н т е н с и в н о г о света с

Длина волны (nm)

Рис. 1.8.9. Спектр электромагнитного излучения

700

1 000 000

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

64

Вольфрамовая нить 100%

400

700

Длина волны ( н м )

0%

Рис. 1 . 8 . 1 0 . Относительная реакция сетчатки глаза на ви­

400

д и м у ю область э л е к т р о м а г н и т н о г о излучения

Длина волны ( н м )

700

Д н е в н о й свет

о п р е д е л е н н о й д л и н о й в о л н ы может п р и в е с т и к отк­

100%

л ю ч е н и ю этих р е ц е п т о р н ы х клеток, что, в с в о ю оче­ редь, приведет к у с т а в а н и ю глаза и с о в е р ш е н н о и н о м у в о с п р и я т и ю цвета. Тот свет, к о т о р ы й мы в и д и м , не является светом с о д н о й д л и н о й в о л н ы , а представляет с о б о й сочетание разных длин волн,

в результате которого образуется

один о п р е д е л е н н ы й цвет. Д л и н а в о л н и интенсив­ ность с п е к т р а в и д и м о г о н а м и света зависит от источ­ н и к а о с в е щ е н и я . С п е к т р ы д н е в н о г о света и л а м п ы на­ каливания

с

вольфрамовой

нитью

существенно

о

отличаются друг от друга (Рис. 1.8.11). Э т о означает,

0%

что цвет объекта будет в о с п р и н и м а т ь с я п о - р а з н о м у

400

при его о ц е н к е п р и свете от р а з н ы х и с т о ч н и к о в осве­

Длина волны ( н м )

700

щения. Д л я того, чтобы с о о б щ и т ь о цвете объекта в зуботехническую л а б о р а т о р и ю , где п а ц и е н т у изготавлива­

Рис. 1 . 8 . 1 1 . Спектры излучения от л а м п накаливания и

ют к о р о н к у и л и в и н и р , н е о б х о д и м о и м е т ь определен­

дневного света

ный

механизм

описания

цветовых характеристик

зубов п а ц и е н т а , чтобы будущая р е с т а в р а ц и я не отли­

к а х д л я с о з д а н и я п о л н о й цветовой к а р т и н ы из все­

чалась от них по цвету. М н о г и е исследователи пыта­

го трех ч е т к о о к р а ш е н н ы х н а б о р о в точек.

лись разработать метод к о л и ч е с т в е н н о й о ц е н к и цвета

•

Н а с ы щ е н н о с т ь (плотность) цвета. Это — сила цве­

и в ы р а ж е н и я его в ч и с л о в ы х в е л и ч и н а х д л я того, что­

та, и л и , и н ы м и с л о в а м и , то, н а с к о л ь к о живым

бы сделать передачу цвета п р о с т о й и т о ч н о й . В 1905

выглядит цвет. Д л я того, чтобы

году а м е р и к а н с к и й художник Генри М а н с е л л предло­

этот ц в е т о в о й параметр, в с п о м н и м , что у каждой

жил метод о п и с а н и я цветов с п о м о щ ь ю трех цветовых

т е л е в и з и о н н о й установки н а с ы щ е н н о с т ь цветово­

параметров — основного цветового тона, насыщенности

го т о н а м о ж н о регулировать ручкой настройки

цвета и светлоты.

цвета. •

•

представить себе

О с н о в н о й цветовой т о н . Представляет с о б о й цвет

Светлота (степень светлоты). Это светлость или зат е м н е н н о с т ь объекта, и з м е н я ю щ а я с я в пределах от

(т.е. длину в о л н ) , п р е о б л а д а ю щ и й ( у ю ) в спектре

черного до белого для р а с с е и в а ю щ и х или отража­

света от и с т о ч н и к а о с в е щ е н и я . П р и м е р а м и могут

ю щ и х объектов, и от ч е р н о г о до прозрачного для

быть ф и о л е т о в ы й , с и н и й , голубой, з е л е н ы й , жел­

п р о с в е ч и в а ю щ и х (светопропускающих) объектов.

тый, о р а н ж е в ы й и к р а с н ы й . Три п е р в и ч н ы х цвета, из которых м о ж н о составить остальные цвета —

В то в р е м я , к а к о с н о в н о й ц в е т о в о й тон и насы­

это к р а с н ы й , з е л е н ы й и с и н и й . Ф а к т и ч е с к и эти

щ е н н о с т ь цвета я в л я ю т с я с в о й с т в а м и самого объекта,

три цвета используются в т е л е в и з и о н н ы х установ-

светлота зависит от случайного п о п а д а н и я света, рель-

medwedi.ru

Ф И З И Ч Е С К И Е СВОЙСТВА

65

Рис. 1 . 8 . 1 2 . Цветовая система Манселла в т р е х м е р н о м пространстве с координатами цвета, насыщенности и свет­ лоты

ефа п о в е р х н о с т и объекта, а если материал пропускает свет, то и от о к р а с к и ф о н а . Следовательно, в а ж н о про­ водить о ц е н к у цвета под р а з н ы м и и с т о ч н и к а м и осве­ щ е н и я , п р и ч е м с л и ш к о м я р к и й д н е в н о й свет лучше н е использовать. На Рис. 1.8.12. представлена основа системы Ман­ селла.

Такое т р е х к о о р д и н а т н о е представление цвета

не с л и ш к о м п р а к т и ч н о . Поначалу, в этот метод описа­ ния цвета входило б о л ь ш о е ч и с л о цветных бумажных этикеток, позже он был п р е в р а щ е н в ц и ф р о в у ю систе­ му. В ц и ф р о в о й системе л ю б о й в ы б р а н н ы й цвет, визу­ ально о ц е н и в а е м ы й по атласу цветов М а н с е л л а , мо­ жет быть в ы р а ж е н к о м б и н а ц и е й буквы и ц и ф р ы . Однако и эта система имеет свои о г р а н и ч е н и я , пос­ кольку из-за ц в е т о в о й н е с т а б и л ь н о с т и к р а с о к , атлас приходится з а м е н я т ь 1 раз в 5 лет, и п р и э т о м его сле­

Рис. 1.8.13. Расцветка Вита, разделяющая эталоны цвета

дует рассматривать т о л ь к о п р и стандартных условиях

на:(а) четыре цветовых о т т е н к а - А 2 , В2, С2, D2; (Ь) степень

освещения. К р о м е того, хотя атлас и подходит для

светлоты; и (с) степень насыщенности для цвета А

оценки цвета одежды и л и к р а с к и , к о т о р ы е м о ж н о близко поднести к д и а г р а м м е цветов, он я в л я е т с я не самым удобным методом о ц е н к и цвета натуральных зубов пациента.

р о с т р а н е н и е получила ш к а л а расцветок ВИТА (Рис. 1.8.13). О н а создана на базе трех цветовых параметров:

Было п о к а з а н о , что д и а п а з о н цветов зубов челове­

о с н о в н о г о цветового тона, цветовой н а с ы щ е н н о с т и и

ка ограничен всего 2% цветового пространства Ман­

степени светлоты цвета. В н е й представлены 4 основ­

селла. С п е ц и а л ь н о для стоматологии была разработа­

н ы х цветовых тона: группа А (красновато-коричневые

на

цвета), группа В (красновато-желтые), группа С (се­

использовании ш к а л ы расцветок. Н а и б о л ь ш е е расп-

рые) и группа D (красновато-серые). Параметр свет-

на

более

простая

система,

основанная

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

66

Рис. 1 . 8 . 1 4 . Простая шкала показателя н е п р о з р а ч н о с т и

лоты представлен с е р о й ш к а л о й , и о б р а з ц ы р а с ц в е т о к располагаются в н е й в последовательности, завися­ щ е й о т того, н а с к о л ь к о светлым (белым) и л и т е м н ы м ( ч е р н ы м ) будет зуб. Третьим э л е м е н т о м ш к а л ы расц­ веток Вита я в л я е т с я цветовая н а с ы щ е н н о с т ь , отража­ ю щ а я глубину о с н о в н о г о цветового т о н а и у к а з а н н а я

Рис. 1.8.15. П р о ф и л и поверхности, полученные на про-

н о м е р а м и , р а с п о л о ж е н н ы м и возле о б о з н а ч е н и я груп­

ф и л о м е т р е , с н а б ж е н н о м с к а н и р у ю щ и м электронным мик­

п ы : А1-А4, В1-В4, С 1 - С 4 и D 1 - D 4 . Важно, чтобы выб­ р а н н а я ш к а л а р а с ц в е т о к соответствовала цветам мате­ риала,

который

предполагается

использовать для

р е с т а в р а ц и и зубов. В идеале о б р а з ц ы ш к а л ы расцве­ ток д о л ж н ы быть и з г о т о в л е н ы из того же материала,

р о с к о п о м , для (а) п о л и м е р н о г о г и б р и д н о г о композита с большим р а з м е р о м частиц (Occlusin, ICI) и (Ь) полимерно­ го к о м п о з и т а с м а л ы м р а з м е р о м частиц (Herculite XRV, Kerr UK Ltd)

что и реставрация. С в о й с т в о и з м е н е н и я цвета объекта п р и п о п а д а н и и

о н а наблюдается у э м а л и натуральных зубов. Ею мож­

на него света от р а з н ы х и с т о ч н и к о в н а з ы в а ю т метаме-

но о б ъ я с н и т ь то, почему зубы выглядят т а к и м и белы­

ризмом. М е т а м е р и з м м о ж н о наблюдать в тех случаях,

ми п р и ф л ю о р е с ц е н т н о м о с в е щ е н и и , и почему корон­

когда цвета двух объектов с р а з н ы м и светоотражатель-

ки,

н ы м и с в о й с т в а м и (с р а з н ы м и к о э ф ф и ц и е н т а м и отра­

с т а н о в я т с я с л и ш к о м з а м е т н ы м и при попадании на

мостовидные

протезы

или

пломбы

иногда

ж е н и я ) выглядят о д и н а к о в о п р и о п р е д е л е н н о м осве­

них света от ф л ю о р е с ц е н т н ы х л а м п , хотя п р и дневном

щении

и

свете цвет этих р е с т а в р а ц и й совпадает с цветом нату­

начинают выглядеть по-разному, если п о м е н я т ь ис­

р а л ь н ы х зубов. Если материал, используемый для из­

и

определенных условиях

наблюдения,

т о ч н и к о с в е щ е н и я и л и условия н а б л ю д е н и я . М н о г и е

готовления р е с т а в р а ц и и не обладает свойством флюо­

покупатели знают, что если о н и захотят подобрать се­

ресценции,

бе две вещи, с о в п а д а ю щ и е по цвету, то лучше это де­

натуральным зубом р е с т а в р а ц и я будет выглядеть бо­

лать при д н е в н о м о с в е щ е н и и , чем под светом флюо­

лее т е м н о й .

то

рядом

с

флюоренцирующим

ресцентных л а м п в магазине. Другой важной о с о б е н н о с т ь ю света я в л я е т с я то,

Клиническое значение

что некоторые объекты с п о с о б н ы п о г л о щ а т ь свет с д л и н а м и волн, н а х о д я щ и м и с я в б л и з и от ультрафиоле­

Цвет объекта - это человеческое восприятие, которое

товой области спектра (300 — 400 н м ) , а затем высво­

является ф у н к ц и е й трех переменных: источника осве­

бождать свет с бульшими д л и н а м и волн (400 — 450

щения, свойств объекта и индивидуальных особеннос­

нм).

тей наблюдателя.

Эта особенность н а з ы в а е т с я

флюоресценцией,

и

medwedi.ru

Ф И З И Ч Е С К И Е СВОЙСТВА

Светопроницаемость

67

л е г к о о ц е н и т ь относительную степень непрозрачнос­ ти интересующего материала.

Свет проходит с к в о з ь прозрачные м а т е р и а л ы ,

такие,

к а к о к о н н о е стекло, п о ч т и без и с к а ж е н и й , что означа­ ет, что вид объекта через стекло будет д о с т а т о ч н о чет­

Текстура (строение) поверхности

к и м . В н е к о т о р ы х случаях м о ж е т происходить выбо­ р о ч н о е п о г л о щ е н и е лучей с о п р е д е л е н н ы м и д л и н а м и

Глянцевый или матовый вид материала зависит от сте­

волн: на о с н о в е этого я в л е н и я б ы л и р а з р а б о т а н ы оп­

п е н и гладкости его поверхности. Эмаль имеет блестя­ щую поверхность,

тические фильтры.

поскольку о н а обладает гладкой

текстурой и отражает бульшую часть света, падающего Светопроницаемый материал,

п р о п у с к а я с к в о з ь се­

на ее поверхность. По мере у в е л и ч е н и я шероховатости

бя свет, поглощает его н е к о т о р о е к о л и ч е с т в о , и отра­

поверхности материала, р а с с е я н и е света усиливается и

жает часть лучей от с в о е й в н е ш н е й поверхности и л и

поверхность становится матовой. Э т о явление должно

в н у т р е н н и х г р а н и ц в н е о д н о р о д н о й структуре. Объ­

быть учтено при работе со стоматологическими мате­

ект, р а с с м а т р и в а е м ы й через с в е т о п р о н и ц а е м ы й (по­

р и а л а м и , поскольку реставрация будет выглядеть не­

л у п р о з р а ч н ы й ) материал, будет выглядеть искажен­

э с т е т и ч н о й из-за матовой поверхности, которая обра­

ным.

зуется

при

ее

шлифовании.

Наличие

матовой

поверхности приведет к тому, что реставрация станет Непрозрачный м а т е р и а л — это т а к о й м а т е р и а л , ко­ т о р ы й н е п р о п у с к а е т свет, н о п о г л о щ а е т , р а с с е и в а е т и л и о т р а ж а е т его от с в о е й п о в е р х н о с т и . Ц в е т объек­ та з а в и с и т от п о г л о щ а е м ы х и о т р а ж а е м ы х д л и н све­

заметно отличаться от остальных сохранившихся тка­ ней зуба. П р о с т е й ш и м способом о ц е н к и текстуры по­ верхности является визуальный осмотр материала, од­ н а к о р е л ь е ф поверхности образца м о ж н о о ц е н и т ь и

т о в ы х в о л н . Н а п р и м е р , к р а с н о е с т е к л о будет выгля­

к о л и ч е с т в е н н о , с п о м о щ ь ю прибора, называемого про-

д е т ь к р а с н ы м потому, ч т о о н о п р о п у с к а е т с к в о з ь

филометром.

с е б я к р а с н ы е с в е т о в ы е в о л н ы , но п о г л о щ а е т свет с любыми

другими длинами

волн.

Следовательно,

к р а с н о е с т е к л о м о ж е т в ы г л я д е т ь непрозрачным,

если

в с п е к т р е и с т о ч н и к а о с в е щ е н и я отсутствует к р а с н ы е световые волны, поскольку световые лучи с л ю б ы м и другими

длинами

волн

будут

поглощаться

этим

стеклом. На Рис.

1.8.14 представлена п р о с т е й ш а я ш к а л а ,

п о з в о л я ю щ а я о ц е н и т ь с т е п е н ь н е п р о з р а ч н о с т и мате­ риала. В этой системе н е п р о з р а ч н о с т ь (опаковость, заглушенность)

представляет

собой

соотношение

между с т е п е н ь ю о т р а ж е н и я д н е в н о г о света от образца

Профилометр

имеет иглу,

прикреплен­

ную к к о р о м ы с л у с д л и н н ы м плечом. Игла проходит по поверхности материала, и во время ее д в и ж е н и я производится автоматическая регистрация всех пере­ м е щ е н и й острия ш т и ф т а вверх и в н и з . На Рис. 1.8.15 представлены п р и м е р ы д в и ж е н и я иглы профилометра п о поверхностям п о л и м е р н ы х к о м п о з и т о в . Д а н н ы е , полученные с п о м о щ ь ю п р о ф и л о м е т р а , позволяют оп­ ределить степень шероховатости поверхности матери­ ала путем подсчета в е л и ч и н ы R a - среднего арифмети­ ческого о т к л о н е н и я п р о ф и л я поверхности материала: чем в ы ш е этот показатель, тем более грубой (шерохо­ ватой) будет поверхность испытываемого образца.

стандартной т о л щ и н ы ( о б ы ч н о , 1 мм) на ч е р н о м стан­ дартном

фоне и кажущейся

степенью отражения

дневного света от того же образца на белом стандарт­

Клиническое значение

ном ф о н е . К о э ф ф и ц и е н т о т р а ж е н и я белого стандарт­ ного ф о н а составляет 70% о т н о с и т е л ь н о о к с и д а маг­ ния ( С 0 7 0 ) . В о с с т а н о в и т е л ь н ы й материал с р а в н и в а ю т по этой ш к а л е с э м а л ь ю и д е н т и н о м , что позволяет

Способность материала для восстановления зубов к полированию является в а ж н ы м критерием при его вы­ боре.

Глава 1.9

ХИМИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА

ВВЕДЕНИЕ

ствуют в п р и р о д е в ч и с т о м виде. О с т а л ь н ы е металлы о б ы ч н о в с т р е ч а ю т с я в п р и р о д е в виде с о е д и н е н и й ( о к с и д ы или с у л ь ф и д ы ) , из которых их и добывают.

Среда п о л о с т и рта является

по своей

К о р р о з и я м е т а л л о в я в л я е т с я п р о ц е с с о м , обратным

п р и р о д е . М а т е р и а л ы могут растворяться в о д о й , при­

тому, к о т о р ы й и с п о л ь з у е т с я д л я и з в л е ч е н и я метал­

сутствующей в с л ю н е ,

выделять растворимые

л о в . Ч а с т о с о с т а в п р о д у к т о в к о р р о з и и металла анало­

П р и с у т с т в и е к и с л о т ы м о ж е т вызвать

г и ч е н тем с о е д и н е н и я м , из к о т о р ы х этот металл до­

компоненты.

или

агрессивной

э р о з и ю материала, в п о л о с т и рта материал м о ж е т из­

бывают.

м е н и т ь с в о ю окраску или р а з р у ш и т ь с я , он может по­

железа

тускнеть и л и подвергнуться к о р р о з и и .

п р е д с т а в л я е т с о б о й г и д р а т и р о в а н н ы й о к с и д железа.

Все э т и я в л е н и я могут о т р и ц а т е л ь н о п о в л и я т ь на

Например, природного

Обычные

ж е л е з о д о б ы в а ю т и з оксидов происхождения,

полимерные

а

ржавчина

м а т е р и а л ы также являются

химическую стабильность материалов и о г р а н и ч и т ь

н е с т а б и л ь н ы м и , п о с к о л ь к у б о л ь ш и н с т в о из них сго­

их к л и н и ч е с к у ю долговечность. П р о д у к т ы , выходя­

рает сразу же п о с л е в о з г о р а н и я , ч т о свидетельствует

щие из материалов, могут оказать вредное воздей­

о т о м , ч т о п о л и м е р ы л е г к о о к и с л я ю т с я . Процессы

ствие на б и о л о г и ч е с к о е о к р у ж е н и е : о н и могут привес­

д е с т р у к ц и и п о л и м е р о в , т а к и е , к а к набухание, раст­

ти

как

местным

реакциям,

так

и

к

системным

в о р е н и е и л и р а з р у ш е н и е к о в а л е н т н ы х с в я з е й , по су­ ти с в о е й я в л я ю т с я ф и з и к о - х и м и ч е с к и м и . Деструк­

поражениям. Стоматологическая керамика представляет собой с о е д и н е н и я н е о р г а н и ч е с к и х э л е м е н т о в с кислоро­ д о м , ч а щ е всего т а к и м и с о е д и н е н и я м и б ы в а ю т окси­ ды к р е м н и я ( S i 0 2 ) и а л ю м и н и я (А1 2 0 3 ). П р и о б ы ч н ы х условиях эти с о е д и н е н и я о б л а д а ю т в ы с о к о й хими­

ц и я п о л и м е р а м о ж е т п р о и з о й т и в результате нагрева и п о д в о з д е й с т в и е м и з л у ч е н и й , к о т о р ы е приведут к с у щ е с т в е н н о м у с н и ж е н и ю м е х а н и ч е с к и х свойств по­ л и м е р н о г о м а т е р и а л а , таких, к а к п р о ч н о с т ь или уп­ ругость.

ч е с к о й с т а б и л ь н о с т ь ю и у с т о й ч и в о с т ь ю к окисли­ т е л ь н ы м п р о ц е с с а м , к о т о р ы е с в я з а н ы с электрохи­ мической (или влажной)

коррозией.

к е р а м и к и о б ы ч н о с в я з а н о с п р о ц е с с о м ее химичес­ кого р а с т в о р е н и я . В о т л и ч и е от к е р а м и к и , м е т а л л ы не обладают с т о й к о с т ь ю к к о р р о з и и во в л а ж н о й сре­ де.

Исключение

Клиническое значение

Разрушение

составляют некоторые

благородные

металлы, т а к и е , к а к золото и п л а т и н а , к о т о р ы е суще­

Ухудшение свойств полимеров может быть вызвано абсорбцией и утратой растворимых компонентов, ме­ таллы с к л о н н ы к потускнению или к о р р о з и и , а керами­ ка может разрушаться в результате х и м и ч е с к о г о раст­ ворения.

medwedi.ru

Х И М И Ч Е С К И Е СВОЙСТВА

69

ДЕСТРУКЦИЯ ПОЛИМЕРОВ Абсорбция воды и растворимая фракция Многие

полимеры,

используемые в стоматологии,

н а п р и м е р , входящие в состав п о л и м е р н ы х компози­ тов, б а з и с о в с ъ е м н ы х зубных протезов или м я г к и х подкладок к б а з и с а м , с к л о н н ы к а б с о р б ц и и раствори­ телей, в частности, воды, а также к утрате раствори­ мых к о м п о н е н т о в . Молекулы растворителя раздвига­ ют п о л и м е р н ы е ц е п и , в ы з ы в а я набухание. П о с к о л ь к у

Рис. 1 . 9 . 1 . Схематическое представление кинетики водо­ поглощения и доли растворимой ф р а к ц и и

это п р и в о д и т к о с л а б л е н и ю с в я з е й , п о л и м е р стано­ вится более м я г к и м , с н и ж а е т с я его температура стек­ л о в а н и я и п р о ч н о с т ь . В ч а с т н о с т и , т а к о й материал, как н е й л о н , с к л о н е н поглощать влагу, что существен­ но о г р а н и ч и в а е т с р о к и службы н е й л о н о в ы х зубных щеток. Полагают, что в случае п о л и м е р н ы х компози­ тов показатель в о д о п о г л о щ е н и я является о д н и м из определяющих ф а к т о р о в , от которых з а в и с и т измене­ ние цвета этих материалов и г и д р о л и т и ч е с к а я дегра­ дация поверхности раздела между п о л и м е р н о й матри­ цей и ч а с т и ц а м и н а п о л н и т е л я .

Мягкие базисные

подкладки т е р я ю т э л а с т и ч н о с т ь в результате растворе­ ния п л а с т и ф и к а т о р о в , п о в ы ш а е т с я их с к л о н н о с т ь к крипу, и о н и могут разрушаться под воздействием ос­ мотического д а в л е н и я , которое может в о з н и к н у т ь при этих условиях. Таким образом, необходимо ограничи­ вать к а к п о г л о щ е н и е материалом влаги, так и содер­ жание в материале р а с т в о р и м ы х ф р а к ц и й . Это позво­ лит полимеру с о х р а н я т ь требуемые с в о й с т в а и

не

выделять вредные к о м п о н е н т ы , к о т о р ы е будут сни­ жать биосовместимость материала с т к а н я м и ж и в о г о организма. Простейшим методом о ц е н к и показателей водо­ поглощения и водорастворимости полимера является

перед погружением образца в воду. Перед и с п ы т а н и е м о б р а з ц ы в ы с у ш и в а ю т до п о с т о я н н о г о веса и хранят в эксикаторе. На Рис. 1.9.1 представлена к и н е т и к а абсорбции и д е с о р б ц и и . П р и ч и н о й п о я в л е н и я п и к а к р и в о й в пер­ вом ц и к л е и с п ы т а н и я является р а з н и ц а скоростей п р о н и к н о в е н и я воды в образец и выхода из него раст­ в о р и м о й ф р а к ц и и . П о г л о щ е н и е воды происходит с большей с к о р о с т ь ю , чем выход растворимых компо­ н е н т о в , поэтому сразу же после погружения образец н а ч и н а е т быстро набирать вес до точки н а с ы щ е н и я . В этой точке н а ч и н а е т с я п р о ц е с с выхода растворимой ф р а к ц и и , который м о ж н о заметить по потере веса об­ разца, выходу р а с т в о р и м о й ф р а к ц и и способствует ее растворение в п о г л о щ е н н о й воде. К о л и ч е с т в о погло­ щ е н н о й воды м о ж н о рассчитать по формуле: В о д о п о г л о щ е н и е , % масс. = (W, — W 2 )/W 2 х 100 Количество р а с т в о р и м о й ф р а к ц и и

рассчитывают

по формуле:

контроль и з м е н е н и я веса материала при его погруже­ нии в воду. Тщательный а н а л и з количества воды, пог­

Р а с т в о р и м а я ф р а к ц и я , % масс. = (W 0 - W 2 )/W 2 х 100

лощенной п о л и м е р н ы м материалом, может быть ос­ ложнен прохождением обратного процесса — потерей

Е с л и в к о н ц е ц и к л а водорастворения определить

водорастворимых к о м п о н е н т о в , таких, к а к пластифи­

объем материала, V, и величину W 2 заменить величи­

каторы или остаточные м о н о м е р ы . Оба процесса про­

ной V, то это п о з в о л и т выразить водопоглощение и

текают о д н о в р е м е н н о , хотя и с р а з н о й скоростью.

показатель водорастворимости в таких единицах, как

Большое значение для о ц е н к и этих ф а к т о р о в имеет

мкг/мм ,

то, что оба этих п р о ц е с с а п р о т е к а ю т н е з а в и с и м о о д и н

стандартом ( И С О / Д И С 4049).

от другого.

которые

рекомендованы

международным

Д л я б о л ь ш и н с т в а п о л и м е р о в величина водопог­

Поглощение и п о т е р я воды зависят от скорости диффузии воды и

3

3

л о щ е н и я составляет от 30 до 50 мкг/мм . Для поли­

водорастворимых к о м п о н е н т о в че-

м е р н ы х к о м п о з и т о в эта величина, однако, будет бо­

I рез материал. Таким образом, чем выше с к о р о с т ь диф­

лее н и з к о й из-за присутствия с т е к л о н а п о л н и т е л я , но

фузии, тем быстрее вода будет п о г л о щ а т ь с я материа­

с учетом с т е к л о н а п о л н и т е л я , количество воды, пог­

лом, тем легче будут выходить из него р а с т в о р и м ы е

л о щ е н н о й п о л и м е р о м , д о л ж н о находится в пределах

фракции. Важно отметить, что л ю б а я влага в образце,

з н а ч е н и й , п р и в е д е н н ы х в ы ш е (для полимеров). Более

поглощенная им из а т м о с ф е р ы , д о л ж н а быть удалена

в ы с о к и е з н а ч е н и я в о д о п о г л о щ е н и я , которые были

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

70

определены для некоторых полимерных композитов, могут б ы т ь о б ъ я с н е н ы :

наличием пористости или

п о л и м е р а м , из которых изготавливают хирургические ш о в н ы е материалы или биодеградируемые импланта-

с в о б о д н о г о п р о с т р а н с т в а , о б р а з о в а в ш е г о с я в резуль­

ты.

тате в ы м ы в а н и я р а с т в о р и м о й ф р а к ц и и ; гидролити­

п о л и м е р в н и з к о м о л е к у л я р н ы е продукты (углекислый

В этих случаях процесс деструкции превращает

ч е с к и м р а з р у ш е н и е м на п о в е р х н о с т и раздела между

газ, воду, соли и т.д.). Продукты, образовавшиеся в ре­

п о л и м е р о м и н а п о л н и т е л е м ; х и м и ч е с к и м растворе­

зультате распада п о л и м е р а , могут поглощаться клетка­

н и е м ч а с т и ц стекла, и с п о л ь з о в а н н ы х д л я н а п о л н е н и я

ми о р г а н и з м а и выводиться с участков и м п л а н т а ц и и .

полимера.

Клиническое значение Избыточное поглощение воды может привести к и з м е ­ нению цвета и деградации стоматологических полимер­ ных материалов.

ПОТУСКНЕНИЕ И КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ П о т у с к н е н и е — это и з м е н е н и е цвета поверхности, вы­

Разрыв связи

зываемое о б р а з о в а н и е м твердых и м я г к и х отложений,

Деструкция полимеров, вызванная разрушением ко-

ухудшает свойств материала, но вид его становится

валентных с в я з е й ,

н е п р и в л е к а т е л ь н ы м . П о т у с к н е н и е металлических по­

н а п р и м е р , сульфидов или хлоридов. Потускнение не называется разрывом связей.

Боль­

ш и н с т в о с в о й с т в п о л и м е р н о г о материала зависит от

верхностей л е г к о удаляется с п о м о щ ь ю полирования

м о л е к у л я р н о й массы п о л и м е р н ы х ц е п е й . Е с л и в по­

металла. В отличие от п о т у с к н е н и я к о р р о з и я возника­

л и м е р н о й ц е п и п р о и з о ш е л р а з р ы в к о в а л е н т н ы х свя­

ет в результате х и м и ч е с к о й р е а к ц и и между материа­

зей, то это приведет к с н и ж е н и ю м о л е к у л я р н о й м а с с ы

л о м и в е щ е с т в а м и из о к р у ж а ю щ е й среды, следова­

п о л и м е р а , что, в с в о ю очередь, обуславливает значи­

тельно, ее п о я в л е н и е с в я з а н о с более серьезными

тельное с н и ж е н и е м е х а н и ч е с к о й п р о ч н о с т и материа­

проблемами.

ла. Р а з р ы в к о в а л е н т н ы х с в я з е й может п р о и з о й т и в ре­ зультате

облучения,

нагревания

или

химического

в з а и м о д е й с т в и я с другим веществом.

П р о ц е с с к о р р о з и и н а ч и н а е т с я в результате сниже­ н и я с в о б о д н о й э н е р г и и металла при взаимодействии с ж и д к о с т ь ю и л и газом. О б ы ч н о к о р р о з и я металлов

Н е к о т о р ы е ф о р м ы э л е к т р о м а г н и т н о г о излучения,

представляет с о б о й э л е к т р о х и м и ч е с к и й процесс, про­

такие, к а к ультрафиолетовые лучи, могут п р о н и к а т ь в

т е к а ю щ и й с потерей э л е к т р о н о в (е~), вызванной реак­

п о л и м е р и воздействовать на с в я з и , у д е р ж и в а ю щ и е

цией о к и с л е н и я :

вместе отдельные звенья п о л и м е р а . О д н и м из возмож­ ных последствий м о ж е т стать и о н и з а ц и я , к о т о р а я воз­

М -> М

п+

+ пе"

никнет, если под воздействием э л е к т р о м а г н и т н о г о из­ лучения

электрон

оторвется

от

атома,

и

атом

превратится в и о н . Э т о приведет к тому, что связь с этим атомом будет р а з о р в а н а и д л и н а п о л и м е р н о й це­ пи сократится. Д р у г и м в о з м о ж н ы м последствием мо­ жет стать о б р а з о в а н и е сетчатой структуры ние):

в

этом

случае

положительным,

э ф ф е к т от

поскольку

(сшива­

излучения

будет

приведет к у л у ч ш е н и ю

механических свойств материала. П р и м е р о м положи­ тельного э ф ф е к т а от и з л у ч е н и я я в л я е т с я воздействие на п о л и э т и л е н g-лучами.

Гамма-лучи

способствуют

образованию п о п е р е ч н о - с ш и т о й структуры, которые п о в ы ш а ю т устойчивость материала к р а з м я г ч е н и ю и текучести при п о в ы ш е н н ы х температурах. Нагревание п о л и м е р н о г о материала может при­ вести к разрыву полимерных цепей. Устойчивость поли­ мера к воздействию п о в ы ш е н н ы х температур зависит от энергии связи между з в е н ь я м и п о л и м е р н о й ц е п и (см. главу 1.3 — э н е р г и я с в я з и ) . Однако в некоторых случаях р а з р ы в цепи полиме­ ра имеет положительное значение — это относится к

Рис. 1.9.2. Образование оксидов на поверхности металла

medwedi.ru

Х И М И Ч Е С К И Е СВОЙСТВА

71

В результате э т о й р е а к ц и и металл с т а н о в и т с я по­

Все металлы могут подвергаться коррозии в усло­

л о ж и т е л ь н о з а р я ж е н н ы м и о н о м . Участок, где проис­

виях а г р е с с и в н о й среды. К о р р о з и я металлов — явле­

ходит о к и с л е н и е , н а з ы в а е т с я анодом. Э л е к т р о н ы бу­

ние весьма нежелательное, поскольку о н а ослабляет

дут

перемещаться

или

станут

частью

другого

материал и может стать п р и ч и н о й разрушения. Более

х и м и ч е с к о г о вещества в результате р е а к ц и и восста­

того, продукты к о р р о з и и могут вызвать неблагоприят­

н о в л е н и я . Н а п р и м е р , если в растворе к и с л о т ы содер­

ную р е а к ц и ю т к а н е й ж и в о г о организма, как правило,

ж и т с я р а с т в о р е н н ы й к и с л о р о д , то р е а к ц и ю восста­

это п р и в о д и т к о г р а н и ч е н и ю и с п о л ь з о в а н и я металлов

новления можно записать следующим образом:

для стоматологических целей.

02 + 4 Н

+

->2Н20

Сухая коррозия

Участок, где происходит в о с с т а н о в л е н и е , называ­ ется

катодом.

В о т л и ч и е от золота и е щ е н е с к о л ь к и х благородных м е т а л л о в , п р и к о н т а к т е с к и с л о р о д о м воздуха на по­ в е р х н о с т и всех других м е т а л л о в образуется поверх­ ностная оксидная пленка (Рис.

1.9.2). И н о г д а эта

т о н к а я п о в е р х н о с т н а я о к с и д н а я п л е н к а х о р о ш о вид­ на, н а п р и м е р , н а п о в е р х н о с т и т и т а н а о н а вызывает и н т е р ф е р е н ц и ю света. Э т о с в о й с т в о о к с и д н о й плен­ к и т и т а н а и с п о л ь з у е т с я п р и и з г о т о в л е н и и ювелир­ ных и з д е л и й . Так к а к о б р а з о в а н и е п о в е р х н о с т н о г о о к с и д н о г о слоя с в я з а н о с п р и с о е д и н е н и е м к п о в е р х н о с т и ме­ талла

дополнительных

атомов

кислорода,

масса

о к и с л я е м о г о м а т е р и а л а у в е л и ч и в а е т с я . Этот п р о ц е с с м о ж н о п р о к о н т р о л и р о в а т ь . На Р и с . 1.9.3 представле­ ны три в о з м о ж н ы х результата этого э к с п е р и м е н т а . В к а к о м н а п р а в л е н и и будет п р о т е к а т ь р е а к ц и я окисле­ н и я , з а в и с и т о т с т а б и л ь н о с т и о б р а з у ю щ е й с я оксид­ ной пленки. Если о к с и д н а я п л е н к а обладает в ы с о к о й стабиль­ Рис. 1.9.3. Изменение массы металлов при о б р а з о в а н и и

ностью, происходит с а м о о г р а н и ч е н и е процесса кор­

оксидной пленки

р о з и и за счет того, что в н е к о т о р о й точке и о н а м ме-

Рис. 1.9.4. Окисление металла в водной среде. Окислитель забирает электроны с металлической поверхности в процессе (а), называемом катодным. В результате металл становится положительно з а р я ж е н н ы м (Ь). Благодаря положительному заталла

i с поверхности металла выделяются металлические и о н ы , этот процесс называется анодным (с)

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

72

Р и с . 1 . 9 . 5 . Схема п р о ц е с с а г а л ь в а н и ч е с к о й к о р р о з и и ц и н к а при его контакте с п л а т и н о й . Б л а г о р о д н ы й металл (платина) легче о к и с л я е т с я , ч е м н е б л а г о р о д н ы й металл ( ц и н к ) , т а к и м о б р а з о м , н а п о в е р х н о с т и ц и н к а возникает а н о д н ы й п р о ц е с с , и и о н ы ц и н к а выделяются в водную среду

талла п р и д е т с я н а с т о л ь к о долго д и ф ф у н д и р о в а т ь к п о в е р х н о с т и с к в о з ь т о л щ у о к с и д н о й п л е н к и , чтобы вступить в х и м и ч е с к у ю р е а к ц и ю с к и с л о р о д о м , что п р о ц е с с п р и о с т а н а в л и в а е т с я . В таких случаях быст­ р ы й поначалу н а б о р м а с с ы п о с т е п е н н о замедляется, а кривая и з м е н е н и я м а с с ы в з а в и с и м о с т и от в р е м е н и о к и с л е н и я будет и м е т ь п а р а б о л и ч е с к и й характер. В других случаях о к с и д н а я п л е н к а не обладает вы­ с о к о й с т а б и л ь н о с т ь ю . О н а р а с т р е с к и в а е т с я на поверх­ н о с т и металла и л и отслаивается, что п р и в о д и т к обна­ жению

чистого

металла

и

образованию

нового

о к с и д н о г о с л о я . В таких случаях к о л и ч е с т в о о к с и д а металла будет п о с т е п е н н о увеличиваться, а к р и в а я бу­ дет н о с и т ь л и н е й н ы й характер. В третьем случае наблюдается потеря массы метал­ ла, что встречается не так часто. Такое явление наблю­ дается при о к и с л е н и и металла при высоких температу­ рах.

Если

температура

нагрева

будет

достаточной

высокой, это приведет к и с п а р е н и ю оксидов металла

Р и с . 1.9.6. На поверхности металла в о к р у г трещины воз­

сразу же после их образования. П р и этом на поверхнос­

никает процесс к о р р о з и о н н о г о окисления (катодный про­

ти металла будет отсутствовать барьер, препятствующий

цесс), а в с а м о й трещине начинают высвобождаться ионы

дальнейшей о к и с л е н и ю . П о с т е п е н н о , по мере испаре­

(анодный процесс)

н и я оксидного слоя, металл будет терять свою массу. Эти ф о р м ы о к и с л е н и я м е т а л л о в н а з ы в а ю т с я су­ хой коррозией. М н о г и е м е т а л л ы

обладают

устой­

ч и в о с т ь ю к сухой к о р р о з и и за счет в о з н и к н о в е н и я н а и х п о в е р х н о с т и з а щ и т н о г о о к с и д н о г о с л о я . Так,

Влажная коррозия

в о е н н ы е б о м б а р д и р о в щ и к и р е з е р в н о й а в и а ц и и хра­ н я т с я в п у с т ы н е , где ж а р к о , н о , ч т о более в а ж н о ,

В л а ж н а я к о р р о з и я м о ж е т н а б л ю д а т ь с я в нейтраль­

о ч е н ь сухо. А в т о м о б и л и в ж а р к о м и сухом к л и м а т е

н о й , к и с л о й и л и щ е л о ч н о й среде. Когда металл поме­

также м е н ь ш е п о д в е р ж е н ы к о р р о з и и . О д н а к о в при­

щ а ю т во в л а ж н у ю среду, и о н ы металла и его электро­

сутствии влаги р е а к ц и я м е т а л л а на к и с л о р о д сущест­

ны выходят в воду ( Р и с . 1.9.4). О к и с л и т е л ь , кислород,

венно меняется.

р а с т в о р е н н ы й в воде, оттягивает э л е к т р о н ы от метал-

medwedi.ru

Х И М И Ч Е С К И Е СВОЙСТВА

ла. Э т о я в л е н и е н а з ы в а е т с я катодным процессом.

73

По­

находится в г а л ь в а н и ч е с к о й паре с п л а т и н о й , как по­

теря металлом э л е к т р о н о в ведет к тому, что металл

к а з а н о на Р и с . 1.9.5, то п л а т и н а начинает быстро реа­

п р и о б р е т а е т п о л о ж и т е л ь н ы й заряд. П о л о ж и т е л ь н ы е

гировать на и о н ы водорода, н а х о д я щ и е с я в кислоте, и

и о н ы н а ч и н а ю т в ы х о д и т ь с п о в е р х н о с т и металла в во­

высвобождать э л е к т р о н ы . В результате присоедине­

ду, что п р и в о д и т к в о з н и к н о в е н и ю анодного тока. Разные металлы имеют разную устойчивость к

н и я э л е к т р о н о в к и о н а м водорода образуется газ во­ д о р о д (этот п р о ц е с с я в л я е т с я к л а с с и ч е с к и м приме­

о к и с л е н и ю во в л а ж н ы х средах. О т н о с и т е л ь н а я реак­

ром катодного процесса).

ц и о н н а я с п о с о б н о с т ь м е т а л л о в н а з ы в а е т с я гальва­

в о з н и к а е т э л е к т р и ч е с к и й д и с б а л а н с . Э л е к т р о н ы на­

н и ч е с к и м р я д о м . В Таблице 1.9.1 п р е д с т а в л е н гальва­

ч и н а ю т переходить от ц и н к а к п л а т и н е . Этот переход

нический

погруженных в морскую

п р и в о д и т к о б р а з о в а н и ю и о н о в ц и н к а (анодный про­

воду. Н а и б о л е е и н е р т н ы е м е т а л л ы н а х о д я т с я в верх­

цесс), и ц и н к , н а х о д я щ и й с я в контакте с п л а т и н о й ,

ней ч а с т и э т о г о ряда. Е с л и выход и о н о в о д и н а к о в п о

н а ч и н а е т б ы с т р о разрушаться в результате к о р р о з и и .

всей п о в е р х н о с т и металла, то п р о ц е с с н а з ы в а ю т рав­

С т е п е н ь , в к о т о р о й р а з н о р о д н ы е металлы подверже­

ряд

металлов,

Между ц и н к о м и платиной

опасность

ны этой форме коррозии, зависит от относительной

(местная) коррозия,

с к о р о с т и их о к и с л е н и я . В ч а с т н о с т и , п л а т и н а являет­

которая п р и о п р е д е л е н н ы х у с л о в и я х р а з в и в а е т с я н а

ся э ф ф е к т и в н ы м о к и с л и т е л е м . У других благородных

номерной

коррозией.

Однако,

представляет л о к а л и з о в а н н а я отдельных Примерами

участках

металлической

локализованной

электрохимическая

большую

(гальваническая)

поверхности.

коррозии и

являются

щелевая

кор­

розии.

металлов этот э ф ф е к т будет менее в ы р а ж е н н ы м , поэ­ тому о н и не будут столь э ф ф е к т и в н ы м и окислителя­ ми, как платина. С о ч е т а н и е двух р а з н о р о д н ы х м е т а л л о в , ведущих с е б я п о д о б н о тому, к а к б ы л о о п и с а н о в ы ш е , называ­ ется

Гальваническая

коррозия

гальванической

ячейкой.

Гальваническая

ячейка

м о ж е т в о з н и к а т ь и в п р е д е л а х о д н о г о с п л а в а , если в его с о с т а в е присутствует ф а з а , с к о р о с т ь о к и с л е н и я

Гальваническая к о р р о з и я в о з н и к а е т при с о е д и н е н и и

к о т о р о й о т л и ч а е т с я о т с к о р о с т и о к и с л е н и я основ­

двух р а з н о р о д н ы х металлов. Это п р и в о д и т к тому, что

ного

коррозия одного из этих металлов з н а ч и т е л ь н о усили­

гальванической

вается. К л а с с и ч е с к и м п р и м е р о м г а л ь в а н и ч е с к о й корро­ зии является к о р р о з и я ц и н к а в к и с л о т е . Если ц и н к

(доминирующего) ячейки

компонента. является

Примером

взаимодействие

между ф а з а м и у, и у 2 в с т о м а т о л о г и ч е с к о й амальга­ м е , где ф а з а у 2 к о р р о д и р у е т з н а ч и т е л ь н о б ы с т р е е , чем ф а з а у,.

Рис. 1.9.7. Распространение или рост трещины в керамике в результате локального гидролиза в острие трещины

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

74

Щелевая

коррозия

б ы с т р о раствориться в воде, и для с н и ж е н и я раство­ р и м о с т и стекла в его состав д о б а в л я ю т С а О . С другой

Если в материале имеется острая т р е щ и н а или углуб­

с т о р о н ы , р а с т в о р я ю щ е е действие н е к о т о р ы х кислот,

л е н и е , з а п о л н е н н о е ж и д к о с т ь ю (Рис. 1.9.6), то в этом

п о д о б н ы х ф т о р и с т о в о д о р о д н о й ( п л а в и к о в о й ) , эффек­

пространстве о б ы ч н о наблюдается недостаток кисло­

т и в н о п р и м е н я ю т для с о з д а н и я м и к р о с к о п и ч е с к о й

рода. И о н ы металла будут растворяться и поступать в

шероховатости поверхности к е р а м и к и и улучшения

это пространство, о д н а к о из-за отсутствия к и с л о р о д а

адгезии к н е й п о л и м е р а . П р и т р а в л е н и и поверхности

э л е к т р о н ы не смогут вступать в р е а к ц и ю . Р е а к ц и я

к е р а м и к и ф т о р и с т о в о д о р о д н о й к и с л о т о й происходит

о к и с л е н и я может п р о и с х о д и т ь там, где и м е е т с я доста­

п р е д п о ч т и т е л ь н о е растворение о п р е д е л е н н ы х фаз в

точное количество кислорода. К и с л о р о д находится на

структуре к е р а м и ч е с к о г о материала.

о с н о в н о й поверхности металла, п о э т о м у э л е к т р о н ы

Химическая коррозия может серьезно влиять на

будут перетекать туда через т о л щ у металла. Таким об­

п р о ч н о с т ь к е р а м и к и . Р а з р у ш е н и е к е р а м и к и обыч­

разом, о с н о в а н и е т р е щ и н ы или углубления становит­

но с в я з ы в а ю т с т р е щ и н а м и , р а з м е р ы к о т о р ы х уве­

ся а н о д о м , а п о в е р х н о с т ь металла — катодом. Матери­

л и ч и в а ю т с я н а с т о л ь к о , ч т о м а т е р и а л п е р е с т а е т соп­

ал

ротивляться

начинает

убывать

из

основания

трещины.

воздействию

прилагаемых

к

нему

О б р а з о в а в ш и е с я продукты к о р р о з и и н а к а п л и в а ю т с я в

нагрузок.

т р е щ и н е , о г р а н и ч и в а я д а л ь н е й ш и й доступ кислорода,

д и т ь в виде в н е з а п н о г о р а с п а д а м а т е р и а л а , такого,

что побуждает п е р е м е щ а т ь с я э л е к т р о н ы к поверхнос­

к а к м г н о в е н н ы й р а с к о л х р у с т а л ь н о г о ф у ж е р а или

Разрушение

керамики

может

происхо­

ти металла. Эту р е а к ц и ю н е в о з м о ж н о о с т а н о в и т ь , и

в е т р о в о г о с т е к л а а в т о м о б и л я . Ч а с т о п р и ч и н о й по­

поэтому т а к о й вид к о р р о з и и считается с а м ы м ковар­

д о б н о г о р а з р у ш е н и я я в л я е т с я м е д л е н н о е и неза­

н ы м . То же самое может п р о и з о й т и при р а з р у ш е н и и

м е т н о е р а з р а с т а н и е т р е щ и н ы д о тех п о р , п о к а она

отдельных участков о к с и д н о й п л е н к и : п о д о б н ы й вид

не достигнет своего критического размера,

к о р р о з и и н а з ы в а е т с я точечной к о р р о з и е й .

к о т о р о г о н а ч н е т п р о г р е с с и р о в а т ь с п о н т а н н о и ка­

Не следует допускать к о н ц е н т р и р о в а н н о г о воздей­ ствия нагрузки на одну из областей металла — это мо­ жет привести к о с л а б л е н и ю металла в результате обра­ з о в а н и я и р а с п р о с т р а н е н и я т р е щ и н . Но еще б о л ь ш и й вред будет н а н е с е н материалу п о с л е д у ю щ и м развити­ ем процесса к о р р о з и и . Таким о б р а з о м , локализован­ ная к о р р о з и я представляет более серьезную угрозу для с о с т о я н и я металлов, чем р а в н о м е р н а я .

после

т а с т р о ф и ч е с к и . Х и м и ч е с к о е в з а и м о д е й с т в и е между к е р а м и к о й и о к р у ж а ю щ е й с р е д о й в о б л а с т и вер­ х у ш к и т р е щ и н ы м о ж е т у с к о р и т ь е е р а з в и т и е . Это у с к о р е н и е п р о и з о й д е т в результате в о з д е й с т в и я во­ ды и л и в о д я н о г о п а р а на с в я з ь части

трещины

Si-O-Si в верхней

кремнеземистого

стекла.

Данная

р е а к ц и я протекает с образованием гидроксидных ( г и д р о о к и с н ы х ) с о е д и н е н и й (Рис. 1.9.7). Этот про­ цесс

часто

называют

статической

усталостью.

П р и с о ч е т а н и и у с л о в и й о к р у ж а ю щ е й с р е д ы с высо­ к и м уровнем внутренних н а п р я ж е н и й в керамике,

Клиническое значение

п р о ц е с с р а з в и т и я т р е щ и н ы м о ж е т з н а ч и т е л ь н о ус­

При соответствующих условиях к о р р о з и я металлов м о ­ жет оказаться б ы с т р ы м и очень разрушительным п р о ­ цессом.

к о р и т ь с я , к а к п о д в л и я н и е м п р и л о ж е н и я нагрузки и з в н е , т а к и и з - з а в ы с о к о г о в н у т р е н н е г о напряже­ н и я . Э т о п р и в е д е т к р а з р у ш е н и ю к е р а м и к и , кото­ рое м о ж е т б ы т ь о п и с а н о , к а к в о з н и к ш е е в результа­ те

процесса

вызванного

образования напряженной

и

развития

трещин,

коррозией.

РАЗРУШЕНИЕ КЕРАМИКИ Клиническое значение В отличие от металлов, к е р а м и к а обладает в ы с о к о й устойчивостью к э л е к т р о х и м и ч е с к о й к о р р о з и и , одна­

Все материалы подвержены воздействию агрессивной

ко в некоторых случаях к е р а м и ч е с к и е материалы под­

среды полости рта, поэтому со временем их свойства

вержены х и м и ч е с к о й к о р р о з и и ( х и м и ч е с к о й раство­

м о г у т ухудшаться, т.е. м о ж е т происходить постепенная

римости).

деградация материала в отдаленные с р о к и его клини­

Например,

изготовленное

двухкомпонентное

из S i 0 2 и N a 2 0 ,

стекло,

может достаточно

ческой с л у ж б ы .

medwedi.ru

Глава 1.10

ПРИНЦИПЫ АДГЕЗИИ

Н о в ы е методы подготовки поверхности зуба, та­

ВВЕДЕНИЕ

к и е , как п р о т р а в л и в а н и е и а п п р е т и р о в а н и е с и л а н о м , д о л ж н ы быть т щ а т е л ь н о изучены для в ы я с н е н и я воз­

С м о м е н т а п о я в л е н и я в стоматологии метода кислот­

м о ж н о с т и их и с п о л ь з о в а н и я со с т е к л о к е р а м и к о й и

ного т р а в л е н и я , и с п о л ь з о в а н и е адгезивов получило

современными стоматологическими сплавами.

столь ш и р о к о е р а с п р о с т р а н е н и е , что в н а с т о я щ е е вре­

Усложнение т е х н и к и адгезии в стоматологии свя­

мя без н и х не обходится ни о д и н п р а к т и ч е с к и й врач.

з а н о с м н о г о ч и с л е н н ы м и н а п р а в л е н и я м и ее исполь­

Многие п р е д с т а в л е н и я , на к о т о р ы е в течение десяти­

з о в а н и я . Д л я того, чтобы п о л н о с т ь ю о ц е н и т ь и п о н я т ь

летий

к л и н и ч е с к о е з н а ч е н и е а д г е з и о н н ы х методов,

опиралась

восстановительная

стоматология,

врач-

потребовали пересмотра после о т к р ы т и я возможнос­

клиницист должен

тей а д г е з и о н н ы х технологий, и м н о ж е с т в о н о в ы х ме­

п р и н ц и п а х адгезии, существующих материалах и сис­

тодов и материалов б ы л и в н е д р е н ы в к л и н и ч е с к у ю

темах стоматологических адгезивов, а также об их ис­

практику.

п о л ь з о в а н и и в к о н к р е т н о й к л и н и ч е с к о й ситуации.

иметь четкое

представление

о

М о ж н о привести два примера новых методик с при­ менением адгезивов, которые могут убедительно свиде­ тельствовать о значимости адгезии материалов для прак­ тической стоматологии — и это

полимерные цементы

ЧТО ТАКОЕ АДГЕЗИЯ?

для ф и к с а ц и и мостовидных протезов и фарфоровых виИспользование этих методов стало возможным

Адгезия — это сила, которая соединяет два разнород­

благодаря новым з н а н и я м и углубленному п о н и м а н и ю

ниров.

ных материала, п р и в е д е н н ы х в б л и з к и й контакт. Адге­

не только свойств эмали и дентина, но и требований, ко­

зия отличается от когезии, которая является притяже­

торым должен отвечать материал,

н и е м между о д и н а к о в ы м и атомами или молекулами в

используемый для

связи реставрации с твердыми тканями зуба. Однако с а м и по себе эти д о с т и ж е н и я не были бы столь з н а ч и м ы м и , если за н и м и не последовало бы соз­ дание новых материалов и технологий, к о т о р ы м и мы пользуемся в н а с т о я щ е е время. Сочетание материалов

пределах одного вещества.

Адгезия между твердыми материалами

и технологий позволяет стоматологу выбрать наиболее

На а т о м н о м уровне все поверхности я в л я ю т с я неров­

оптимальный вариант из множества существующих на

н ы м и ( ш е р о х о в а т ы м и ) . Это означает, что если их при­

рынке. И хотя н о в е й ш и е методы восстановления зуб­

вести в контакт, то о н и будут соприкасаться только

ных рядов п р и м е н я ю т с я о т н о с и т е л ь н о недавно, о н и

в ы с т у п а м и на поверхностях (Рис. 1.10.1). В этих точ­

получили ш и р о к о е р а с п р о с т р а н е н и е .

ках может в о з н и к а т ь о ч е н ь в ы с о к о е давление, в ре­

В н а с т о я щ е е время существует ряд материалов, ко­

зультате которого, при отсутствии з а г р я з н я ю щ и х ве­

торые хотелось бы с о е д и н и т ь с э м а л ь ю , д е н т и н о м и

ществ,

друг с другом. П о э т о м у б ы л и р а з р а б о т а н ы многочис­

локальной адгезией или холодной сваркой. Если мы по­

может

появиться

эффект,

называемый

ленные и м н о г о ц е л е в ы е адгезивы, и в их числе — по­

п ы т а е м с я переместить путем с к о л ь ж е н и я одну пове­

лимерные к о м п о з и т ы , с т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы и

рхность по о т н о ш е н и ю к другой, то почувствуем соп­

системы адгезивов к дентину.

р о т и в л е н и е , к о т о р о е называется трением.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

76

встряхивания,

а

при

попытках

вытереть

стекло

т к а н ь ю , мы у в и д и м , что на его п о в е р х н о с т и сохраня­ ется о ч е н ь т о н к и й слой воды. Е д и н с т в е н н ы м спосо­ бом у д а л е н и я всей в о д ы с п о в е р х н о с т и стекла являет­ ся нагрев пластины. Э т и м п р и м е р о м м о ж н о п р о и л л ю с т р и р о в а т ь хоро­ ш у ю адгезию, в о з н и к ш у ю между ж и д к о с т ь ю и твер­ д ы м веществом. В д а н н о м случае адгезию м о ж н о объ­ я с н и т ь с п о с о б н о с т ь ю ж и д к о с т и образовывать очень б л и з к и й ( м е ж м о л е к у л я р н ы й ) к о н т а к т с твердым ве­ щ е с т в о м на б о л ь ш о й п л о щ а д и поверхности. Этим хо­ р о ш а я адгезия между ж и д к о с т ь ю и твердым вещест­ в о м о т л и ч а е т с я от с л а б о й

адгезии

( к о т о р а я была

о п и с а н а в ы ш е ) , в о з н и к а ю щ е й между твердыми тела­

Рис. 1 . 1 0 . 1 . Точечный контакт двух твердых поверхностей на м и к р о с к о п и ч е с к о м уровне

м и , к о т о р ы е к о н т а к т и р у ю т между с о б о й только в от­ д е л ь н ы х точках. Таким о б р а з о м , о д н и м из главных условий адге­ з и и , к о т о р ы м нельзя пренебрегать, я в л я е т с я плотный

П р и ч и н о й т р е н и я я в л я е т с я н е о б х о д и м о с т ь сдвига

к о н т а к т между двумя в е щ е с т в а м и , поскольку образо­

и л и р а з р ы в а с в я з е й , о б р а з о в а н н ы х л о к а л ь н о й адгезии.

в а н и е п р о ч н о й с в я з и в о з м о ж н о т о л ь к о при близком

О б ы ч н о п р о ч н о с т ь л о к а л ь н о й адгезии настолько вы­

м е ж м о л е к у л я р н о м к о н т а к т е . Д а н н о е требование ка­

сока, что п р о ц е с с р а з р ы в а протекает н е п о г р а н и ц е

жется п р о с т ы м , о д н а к о с его в ы п о л н е н и е м могут воз­

раздела между в ы с т у п а м и п о в е р х н о с т и , а внутри твер­

н и к а т ь п р о б л е м ы , п о с к о л ь к у о ч е н ь с л о ж н о обеспе­

дого вещества. Э т и м м о ж н о о б ъ я с н и т ь такое я в л е н и е ,

чить б л и з к и й к о н т а к т между р а з н о р о д н ы м и твердыми

к а к с т и р а н и е м а т е р и а л а в результате т р е н и я (фрикци­

в е щ е с т в а м и на м и к р о с к о п и ч е с к о м уровне, о чем уже

онный износ).

упоминалось выше.

Н е с м о т р я на то, что с и л ы т р е н и я , в о з н и к ш и е в ре­

Допустим, что для в о з н и к н о в е н и я адгезии рассто­

зультате л о к а л ь н о й адгезии, могут быть д о с т а т о ч н о

я н и е между в з а и м о д е й с т в у ю щ и м и молекулами долж­

в ы с о к и м и , о п р е д е л и т ь а д г е з и о н н у ю силу в направле­

но составлять не более 0,0007 м к м (микрометров, ина­

н и и нормали, т.е. силу, п е р п е н д и к у л я р н у ю к поверх­

че н а з ы в а е м ы х м и к р о н а м и ; в 1 мм содержится 1000

ности материала, о б ы ч н о н е в о з м о ж н о . Это о б ъ я с н я ю т

м к м ) . П о н я т н о , что адгезия между двумя твердыми ве­

возникновением

щ е с т в а м и п р а к т и ч е с к и н е в о з м о ж н а . О д н а к о ее можно

напряжений

упругости

(упругих

н а п р я ж е н и й ) материала, д е й с т в у ю щ и х в н о р м а л ь н о м

создать

н а п р а в л е н и и и и с ч е з а ю щ и х сразу же после с н я т и я

( о б ы ч н о в ж и д к о м и л и полужидком с о с т о я н и и ) , кото­

путем

использования

третьего

вещества

нагрузки на материал.

рое будет действовать, к а к промежуточная среда.

Только о ч е н ь м я г к и е металлы, т а к и е , к а к чистое

Вещество, с о е д и н я ю щ е е два материала называется

золото, могут ослабить упругие н а п р я ж е н и я за счет

адгезивом, а п о в е р х н о с т и взаимодействующих матери­

своей текучести и предотвратить р а з р у ш е н и е в облас­

алов — адгерентами и л и субстратами. Совокупность

ти с о е д и н е н и я ( л о к а л ь н о й адгезии) в результате при­

точек, в которых субстраты контактируют с адгези­

л о ж е н и и н а г р у з к и в н о р м а л ь н о м н а п р а в л е н и и . При­

в о м , н а з ы в а е т с я поверхностью раздела (Рис. 1.10.2).

мером и с п о л ь з о в а н и я этого я в л е н и я в стоматологии является п р и м е н е н и е к о г е з и о н н о г о золота.

С а м о с о б о й разумеется, что каждое явление, про­ исходящее на поверхности раздела, определяет успех и л и неудачу а д г е з и о н н о й связи. Это относится в рав­ н о й мере, к а к к адгезивам технического назначения,

Адгезия между твердым веществом и жидкостью Каждый,

безусловно,

наблюдал,

что

так и к с т о м а т о л о г и ч е с к и м адгезивам, поэтому, в пер­ вую очередь, мы д о л ж н ы рассмотреть о б щ и е требова­ н и я к адгезивам, а затем п р и с т у п и т ь к более внима­

капля воды

тельному и з у ч е н и ю м е х а н и з м о в связи.

удерживается н а н и ж н е й с т о р о н е с т е к л я н н о й плас­ т и н ы и не падает. Э т о я в л е н и е — п р и м е р адгезии во­ ды к стеклу, в о з н и к а ю щ е й за счет с и л м о л е к у л я р н о г о

Клиническое значение

п р и т я ж е н и я между двумя в е щ е с т в а м и . Такое притя­ жение вызвано вторичными связями (силами Вандер-Ваальса). Всю воду н е в о з м о ж н о удалить с пове­ рхности

пластины

даже

путем

усердного

ее

Перед соединением двух поверхностей необходимо убедиться в их идеальной чистоте, в противном случае будет н е в о з м о ж н о образование адгезионной связи.

medwedi.ru

ПРИНЦИПЫ АДГЕЗИИ

77

Рис. 1.10.3. Характер смачивания жидкостью твердой по­ верхности субстратом з а в и с и т от с м а ч и в а н и я адгезивом поверх­

Рис. 1.10.2. Терминология, применяемая для описания адгезионного соединения

ности мость

определенного —

материала.

Хорошая

смачивае­

это с п о с о б н о с т ь адгезива растекаться

по

всей п о в е р х н о с т и субстрата, что п о з в о л я е т макси­ м а л ь н о з а д е й с т в о в а т ь все

возможности

механизма

адгезии.

КРИТЕРИИ АДГЕЗИИ

В быту мы нередко наблюдаем способность или н е с п о с о б н о с т ь ж и д к о с т и смачивать поверхность мате­ риала. П р и м е р о м поверхности, которую очень сложно

Во всех и н с т р у к ц и я х по п р и м е н е н и ю адгезивов, обра­

смочить водой, является т е ф л о н (политетратфторэти-

щается в н и м а н и е на то,

чтобы с о е д и н я е м ы е поверх­

л е н , П Т Ф Э ) . Это свойство позволило использовать

ности были ч и с т ы м и и сухими. И это т р е б о в а н и е яв­

т е ф л о н для изготовления а н т и п р и г а р н ы х п о к р ы т и й

в а ж н ы м по ряду о б ъ е к т и в н ы х

соусниц и сковородок. При попадании воды на пове­

причин. Ч и с т а я и сухая поверхность материала служит

рхность т е ф л о н а , она образует ш а р и к и , которые не

ляется

чрезвычайно

гарантией п р а в и л ь н о г о о б р а з о в а н и я а д г е з и о н н о й свя­

растекаются по поверхности материала. Такое свой­

зи. Присутствие на п о в е р х н о с т и материала загрязня­

ство материала называется плохой смачиваемостью.

ющих

Рис. 1.10.3 представлены в о з м о ж н ы е варианты смачи­

веществ

будет

препятствовать

образованию

прочной с в я з и , п о с к о л ь к у с в я з ь между загрязнителем и поверхностью твердого вещества сама по себе явля­ ется слабой. Более того, з а г р я з н и т е л ь препятствует проникновению адгезивов в субстрат. В число ф а к т о р о в , в л и я ю щ и х на с п о с о б н о с т ь адгезива вступать в б л и з к и й к о н т а к т с субстратом, входят:

На

вания поверхности материала. Взаимодействие

между

субстратом

и

адгезивом

происходит под действием д в и ж у щ е й с и л ы , которая распределяет адгезив по поверхности субстрата. Этой д в и ж у щ е й силе противодействует сила сопротивления р а с т е к а н и ю адгезива по поверхности субстрата, кото­ р а я зависит от вязкости адгезива, степени шерохова­

смачиваемость субстрата адгезивом;

тости поверхности твердого материала и присутствия

вязкость адгезива;

з а г р я з н е н и й . Д в и ж у щ а я сила обеспечивается поверх­

морфология или р е л ь е ф поверхности субстрата.

н о с т н о й э н е р г и е й адгезива и субстрата (см. ниже).

Смачиваемость

Поверхностная энергия

Для того, чтобы адгезив о б р а з о в а л с в я з ь между двумя

В массе твердого вещества или жидкости, молекулы

материалами, он д о л ж е н вступить в н а с т о л ь к о близ­

подвержены д е й с т в и ю сил п р и т я ж е н и я во всех нап­

кий контакт с п о в е р х н о с т ь ю субстрата, ч т о б ы между

равлениях. Таким образом, каждая молекула находит­

адгезивом и этой п о в е р х н о с т ь ю не в о з н и к л и воздуш­

ся в с о с т о я н и и д и н а м и ч е с к о г о равновесия с окружаю­

ные пустоты, п р и с у т с т в и е к о т о р ы х п р и в е д е т к ослаб­

щими

лению связи. С п о с о б н о с т ь адгезива к о н т а к т и р о в а т ь с

вещества этот т о н к и й баланс нарушается, что приво-

ее

молекулами.

Однако

на

поверхности

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

78

Рис. 1.10.4. Контактный угол с м а ч и в а н и я 9 м е ж д у ж и д ­

Рис. 1.10.5. График Zisman.a для определения величины

костью и твердой поверхностью, где y s v - поверхностное на­

к р и т и ч е с к о й поверхностной э н е р г и и твердого тела

тяжение на границе твердой поверхности и пара, у 8| - пове­ рхностное натяжение

на границе твердой поверхности и

ж и д к о с т и и ylv - м е ж д у ж и д к о с т ь ю и п а р о м

дит к п р и т я ж е н и ю молекулы внутрь, в н а п р а в л е н и и

И з м е р е н и е к о н т а к т н о г о угла между твердым телом

о г р о м н о г о числа молекул в массе материала. Д е й с т в и е

и ж и д к о с т ь ю п о з в о л я е т о ц е н и т ь с п о с о б н о с т ь жидкос­

сил п р и т я ж е н и я внутрь материала создает э н е р г и ю на

ти с м а ч и в а т ь поверхность о п р е д е л е н н о г о субстрата.

поверхности

поверхностной

Д л я идеального с м а ч и в а н и я , о б е с п е ч и в а ю щ е г о иде­

энергией. У ж и д к о с т е й п о в е р х н о с т н у ю э н е р г и ю назы­

а л ь н ы е условия для адгезии, угол между твердой пове­

вают

рхностью и ж и д к о с т ь ю д о л ж е н быть р а в н ы м нулю. В

материала,

поверхностным

называемую

натяжением.

П о д д е й с т в и е м п о в е р х н о с т н о г о н а т я ж е н и я жид­ кость стремится п р и н я т ь с ф е р и ч е с к у ю форму.

Это

этом случае ж и д к о с т ь п о л н о с т ь ю покроет твердую по­ верхность, что п о з в о л и т создать м а к с и м а л ь н у ю проч­

п р о и с х о д и т потому, что в отличие от других ф о р м ,

ность связи между адгезивом и субстратом. Движущая

сфера обладает н а и м е н ь ш е й п л о щ а д ь ю п о в е р х н о с т и ,

сила этого процесса, и л и , и н ы м и словами, растекание

и, следовательно, м и н и м а л ь н о й п о в е р х н о с т н о й энер­

ж и д к о с т и по твердой поверхности, зависит от поверх­

гией для д а н н о г о объема ж и д к о с т и , что п о з в о л я е т

н о с т н о г о н а т я ж е н и я ж и д к о с т и и поверхностной энер­

свести к м и н и м у м у с у м м а р н у ю э н е р г и ю ж и д к о с т и . В то время, к а к поверхностное н а т я ж е н и е жидкос­

гии твердого тела. В точке, где ж и д к о с т ь соприкасает­ ся с поверхностью твердого тела, их поверхностные

ти представляет собой реальное н а п р я ж е н и е на ее по­

натяжения (энергии)

верхности, в случае твердого тела поверхностная энер­

Это р а в н о в е с и е м о ж н о в ы р а з и т ь следующим уравне­

гия связана с работой по р а с т я ж е н и ю его поверхности,

нием:

а не с п р и д а н и е м этой поверхности о п р е д е л е н н о й фор­ мы. И з м е р и т ь поверхностную э н е р г и ю твердого веще­ ства н а м н о г о сложнее, чем ж и д к о с т и . О д и н из создате­ лей у ч е н и я о с м а ч и в а е м о с т и м а т е р и а л о в ,

Зисман,

Ysv = Ysi

концепцией

критической энергии

поверхности.

V

c o s e

cos9 = (Y sv -Y sl )/Y, v ,

ко используется для о ц е н к и поверхностной э н е р г и и емую

+

Э т о у р а в н е н и е может быть преобразовано для оп­ ределения к о н т а к т н о г о угла, 9 (полученное уравнение иначе н а з ы в а ю т уравнением Юнга):

предложил подход, к о т о р ы й в н а с т о я щ е е время широ­ твердого вещества. Он разработал к о н ц е п ц и ю , называ­

д о л ж н ы быть уравновешены.

где

Ysi ~~ поверхностная э н е р г и я на поверхности

раздела между твердым телом и ж и д к о с т ь ю , ysv - пове­ рхностная

энергия

на п о в е р х н о с т и раздела между

твердым телом и паром,у 1у — поверхностная энергия на п о в е р х н о с т и раздела между ж и д к о с т ь ю и паром.

Контактный угол П р и контакте ж и д к о с т и с твердым телом, угол, обра­ з о в а н н ы й между твердой и ж и д к о й п о в е р х н о с т я м и , называют контактным углом.

К о н т а к т н ы й угол зави­

Критическая поверхностная энергия

сит от поверхностного н а т я ж е н и я ж и д к о с т и и поверх­

И з м е р и в контактный угол у ряда разных жидкостей на

н о с т н о й э н е р г и и твердого вещества ( Р и с . 1.10.4).

о д н о м и том же твердом субстрате, и построив график

medwedi.ru

i

ПРИНЦИПЫ АДГЕЗИИ

Таблица 1.10.1 Типичные значения поверхно­ стной энергии

79

вещество, с п о с о б н о е растекаться по поверхности это­ го материала. С другой с т о р о н ы , с и л и к о н о в ы е п о л и м е р ы в жид­ к о й ф о р м е х о р о ш о с м а ч и в а ю т б о л ь ш и н с т в о поверх­

Поверхностная

ностей благодаря своей н и з к о й п о в е р х н о с т н о й энер­

энергия,

гии.

хШ3Цж/м2

о т т и с к н ы х материалах.

Эти

полимеры

успешно

используются

в

Перфторлауриловая кислота

6

Метиленхлорид

16

стных э н е р г и й ряда материалов. Д л я удобства поверх­

ПТФЭ (тефлон)

18

н о с т н ы е э н е р г и и в ы р а ж е н ы в дж/м

Политрифторэтилен

22

стная э н е р г и я п е р ф т о р д и л а у р и л о в о й к и с л о т ы такова,

Этиловый спирт

24

ПВХ (поливинилхлорид)

39

В Таблице 1.10.1 представлены з н а ч е н и я поверхно­ 2

( н / м ) . Поверхно­

что по ее поверхности может растекаться только сжи­ ж е н н ы й и н е р т н ы й газ.

Вода

73

Стеклянная пластина

20

Сталь

230

Оксид железа

350

Адгезив д о л ж е н быть с о в м е с т и м с поверхностью, под­

Оксид а л л ю м и н и я

560

лежащей соединению. Н а п р и м е р , г и д р о ф о б н ы е (не

Ртуть

488

смачиваемые водой) п о л и м е р ы не склеиваются с гид­

Клиническое значение

р о ф и л ь н ы м и (смачиваемые водой) п о в е р х н о с т я м и . зависимости к о с и н у с а к о н т а к т н о г о угла от заранее из­ вестных

значений

поверхностного

натяжения

исполь­

Вязкость

зуемых ж и д к о с т е й , м о ж н о получить н а к л о н н у ю пря­ мую, у к а з ы в а ю щ у ю на л и н е й н о е с о о т н о ш е н и е между

Д л я успешного и с п о л ь з о в а н и я адгезива н е о б х о д и м о ,

этими

чтобы он мог не т о л ь к о образовать б л и з к и й контакт с

величинами.

Это

линейное

соотношение

представлено на Рис. 1.10.5. О н о показывает, что нак­

субстратом, но и л е г к о растекаться по его поверхнос­

лонная п р я м а я э к с т р а п о л и р о в а н а до п е р е с е ч е н и я с

ти, но не до т а к о й с т е п е н и , чтобы его текучестью

линией, в к о т о р о й косинус к о н т а к т н о г о угла равен 1.

нельзя было бы управлять. Д в и ж у щ а я сила р а с т е к а н и я

Если cos q = 1, то q = 0. С и т у а ц и я , в к о т о р о й контакт­

ж и д к о с т и зависит от ее с п о с о б н о с т и смачивать твер­

ный угол р а в е н 0, и я в л я е т с я условием идеального

дую поверхность. Д в и ж у щ е й силе противодействует

смачивания.

вязкость жидкости.

Нежелательно, чтобы ж и д к о с т ь

Величина п о в е р х н о с т н о г о н а т я ж е н и я , п р и кото­

имела с л и ш к о м высокую вязкость. Высокая вязкость

рой косинус к о н т а к т н о г о угла равен 1, называется

будет препятствовать легкому р а с т е к а н и ю ж и д к о с т и

критической

по п о в е р х н о с т и твердого субстрата, и ее проникнове­

поверхностной

энергией

твердого

тела.

Критическая п о в е р х н о с т н а я э н е р г и я твердого тела равна п о в е р х н о с т н о м у н а т я ж е н и ю ж и д к о с т и ,

н и ю в узкие т р е щ и н ы и щ е л и .

пол­

В ц е л о м , в е л и ч и н ы к о н т а к т н о г о угла п р я м о про­

ностью р а с т е к ш е й с я по твердой поверхности. Такая

п о р ц и о н а л ь н ы в я з к о с т и адгезива, о д н а к о это утверж­

жидкость м о ж е т б ы т ь р е а л ь н о существующей или ги­

д е н и е будет н е в е р н ы м , если адгезив представляет со­

потетической. Л ю б а я ж и д к о с т ь , п о в е р х н о с т н о е натя­

бой растворитель, с о д е р ж а щ и й д о б а в к и .

жение к о т о р о й п р и б л и ж а е т с я к к р и т и ч е с к о й поверх­

И с п о л ь з о в а н и е растворителей с н и з к и м поверхно­

ностной э н е р г и и твердого тела, будет э ф ф е к т и в н о

с т н ы м н а т я ж е н и е м , в которых растворены вещества,

смачивать его поверхность.

обладающие в ы с о к о й вязкостью, может привадить к

ж и д к о с т ь с н и з к о й пове­

и с к а ж е н н о м у представлению о к о н т а к т н о м угле. В

рхностной э н е р г и е й будет л е г к о р а с т е к а т ь с я по по­

э т о м случае, н е с м о т р я на н и з к и й к о н т а к т н ы й угол,

верхности

с о п р о т и в л е н и е р а с т е к а н и ю , обусловленное высокой

Таким о б р а з о м ,

энергией,

субстрата

с

высокой

поверхностной

п о с к о л ь к у п о в е р х н о с т ь субстрата

будет

замещена п о в е р х н о с т ь ю с б о л е е н и з к о й э н е р г и е й .

в я з к о с т ь ю ж и д к о с т и , будет препятствовать ее даль­ н е й ш е м у р а с п р е д е л е н и ю по поверхности субстрата.

Тефлон обладает о ч е н ь н и з к о й п о в е р х н о с т н о й

А н а л о г и ч н о , в ы с о к о н а п о л н е н н ы е адгезивы, та­

энергией, поэтому с л о ж н о н а й т и ж и д к о с т ь с н и з к и м

к и е , к а к п о л и м е р н ы е к о м п о з и т ы , будут с трудом расп­

поверхностным н а т я ж е н и е м , к о т о р а я могла бы эф­

ределяться по поверхности твердого вещества, что мо­

фективно смачивать п о в е р х н о с т ь э т о г о м а т е р и а л а .

жет создать впечатление о высоком поверхностном

Другим материалом с н и з к о й п о в е р х н о с т н о й э н е р г и е й

н а т я ж е н и и и плохой смачиваемости. О д н а к о субстрат

является с и л и к о н о в а я р е з и н а , и о ч е н ь с л о ж н о н а й т и

будет к о н т а к т и р о в а т ь только с н и з к о в я з к и м п о л и м е -

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

80

Рис. 1.10.7. Механическое зацепление между адгезивом и субстратом на м и к р о с к о п и ч е с к о м уровне щ е л и , п о э т о м у о д н и м и з т р е б о в а н и й , предъявляемых к адгезиву, является его с п о с о б н о с т ь затекать в углуб­ л е н и я на поверхности субстрата.

Рис. 1.10.6. Значения к о э ф ф и ц и е н т о в пенетрации раст­ воров для полоскания рта (Из работы Perdok J.F. с соавт. (1990) J.Dent. 1 8 : 1 4 7 )

В ы с о к о в я з к и е адгезивы с к л о н н ы захватывать воз­ дух, п о с к о л ь к у из-за своей п л о т н о с т и о н и не могут за­ текать в т р е щ и н ы и щ е л и , а могут только образовы­ вать

над

ними

«мосты».

При

отсутствии

воздуха

адгезив будет п р о н и к а т ь в т р е щ и н ы и щ е л и за счет ром,

к о т о р ы й с готовностью увлажнит его поверх­

д е й с т в и я к а п и л л я р н ы х сил. Д л я легкого проникнове­

ность п р и условии, что будет обладать н и з к и м поверх­

ния в них

ностным натяжением.

Распределению полимерного

н о с т н ы м н а т я ж е н и е м , что указывает на высокое ка­

адгезив д о л ж е н обладать в ы с о к и м поверх­

к о м п о з и т а по п о в е р х н о с т и субстрата будет препят­

п и л л я р н о е п р и т я ж е н и е . Д л я того, чтобы наглядно

ствовать т о л ь к о ж е с т к о с т ь н а п о л н и т е л я , но вовсе не

представить себе это я в л е н и е , м о ж н о погрузить ка­

н е с п о с о б н о с т ь п о л и м е р н о й м а т р и ц ы увлажнить рас­

п и л л я р ы (трубки с о ч е н ь малым диаметром отверстия) в ж и д к о с т и с р а з н ы м п о в е р х н о с т н ы м натяжением, в

п о л о ж е н н у ю под ней п о в е р х н о с т ь субстрата. С п о с о б н о с т ь ж и д к о с т и з а п о л н я т ь все т р е щ и н ы и щели на твердой поверхности м о ж н о о ц е н и т ь количе­ ственно, с п о м о щ ь ю коэффициента пенетрации ( К П ) ,

результате чего обнаружится, что чем выше будет по­ верхностное н а т я ж е н и е ж и д к о с т и , тем выше подни­ мется ж и д к о с т ь в к а п и л л я р е .

к о т о р ы й является ф у н к ц и е й п о в е р х н о с т н о г о натяже­

К а п и л л я р н ы м силам противодействует давление

н и я (у) и в я з к о с т и (т)). К о э ф ф и ц и е н т п е н е т р а ц и и оп­

воздуха, захваченного адгезивом, и с и л ы сопротивле­

ределяют п о у р а в н е н и ю :

н и я , в о з н и к ш и е из-за вязкости адгезива. Однако, по­ верхностное н а т я ж е н и е ж и д к о с т и д о л ж н о быть доста­

КП = yCos9/2ri К о э ф ф и ц и е н т п е н е т р а ц и и является мерой способ­

точно

низким,

для

того,

чтобы

ж и д к о с т ь могла

ности ж и д к о с т и п р о н и к а т ь в к а п и л л я р н о е простран­

э ф ф е к т и в н о смачивать субстрат. Следовательно, по­

ства, т а к и е , к а к и н т е р п р о к с и м а л ь н ы е области, д е с н е -

верхностное н а т я ж е н и е идеального адгезива должно

вые к а р м а н ы и п о р ы . На Р и с . 1.10.6 представлены

б ы т ь чуть н и ж е

значения к о э ф ф и ц и е н т о в пенетрации для разных

субстрата. П р и с о б л ю д е н и и этого условия, шерохова­

поверхностной

э н е р г и и твердого

растворов для п о л о с к а н и я рта.

тость поверхности может иметь положительное значе­ ние для улучшения п р о ч н о с т и адгезии. П л о щ а д ь поверхности шероховатого субстрата вы­

Шероховатость поверхности

ш е , ч е м гладкого, на большей п л о щ а д и поверхности

При и з м е р е н и и к о н т а к т н о г о угла исходят из предпо­

ровности

л о ж е н и я , что субстрат обладает идеально гладкой по­

строение ( м о р ф о л о г и ю ) , н а п р и м е р , на поверхности

верхностью. На с а м о м же деле поверхность субстрата

субстрата

на м и к р о с к о п и ч е с к о м уровне может быть о ч е н ь гру­

п о д н у т р е н и я , то прочность адгезии может усилиться

бой. П р е и м у щ е с т в о м грубой или шероховатой пове­

за

сможет образоваться большее число связей. Если не­

рхности является увеличение

будут

будут

иметь

присутствовать

счет микромеханического

определенное

микроскопические

сцепления.

п л о щ а д и для с о з д а н и я

адгезионного с о е д и н е н и я , о д н а к о есть и недостаток у такой

поверхности

поверхности — в о з м о ж н о с т ь захвата воздуха.

МЕХАНИЗМЫ АДГЕЗИИ

Захват воздуха может з н а ч и т е л ь н о с н и з и т ь эффектив­ ное пространство для с к л е и в а н и я , в результате чего

Во-первых, давайте п р е д п о л о ж и м , что первое усло­

произойдет ослабление связи. С о с т а в н ы м и элемента­

вие д л я адгезии, соблюдать б л и з к и й контакт на моле­

ми неровностей поверхности я в л я ю т с я т р е щ и н ы и

к у л я р н о м уровне между адгезивом и субстратом. А

medwedi.ru

ПРИНЦИПЫ АДГЕЗИИ

81

т е п е р ь п р е д с т а в и м , что будет п р о и с х о д и т ь после то­

П о н я т и е и с т и н н о й адгезии предполагает, что кро­

го, к а к м а т е р и а л ы вступят в контакт, и к а к о н и будут

ме нее существует адгезия л о ж н а я , о д н а к о в действи­

взаимодействовать. Адгезионная связь может быть

тельности адгезия л и б о существует, л и б о ее нет. Физи­

механической,

ческая и х и м и ч е с к а я

физической

или

обычно она представляет собой

химической,

но

к о м б и н а ц и ю этих

видов с в я з и .

отличаются от механической

адгезии тем, что п е р в ы е вовлекают адгезив и субстрат в м о л е к у л я р н о е взаимодействие друг с другом, в то время к а к для м е х а н и ч е с к о й такое взаимодействие на поверхности раздела двух ф а з не требуется.

Механическая адгезия П р о с т е й ш и м видом адгезии является м е х а н и ч е с к о е сцепление

компонентов

адгезива

с

Физическая адгезия

поверхностью

субстрата. Эта адгезия образуется за счет присутствия

П р и б л и з к о м контакте двух п л о с к о с т е й образуются

таких н е р о в н о с т е й поверхности, к а к углубления, тре­

в т о р и ч н ы е с в я з и за счет д и п о л ь - д и п о л ь н о г о взаимо­

щ и н ы , щ е л и , п р и р а з в и т и и которых образуются мик­

действия между п о л я р и з о в а н н ы м и молекулами (см.

роскопические поднутрения. О с н о в н ы м условием

главу

образования механической

1.3).

Величина возникших сил притяжения

о ч е н ь н е в е л и к а , даже если о н и и обладают высоким

адгезии является с п о с о б н о с т ь адгезива л е г к о прони­

з н а ч е н и е м д и п о л ь н о г о момента или п о в ы ш е н н о й по­

кать в углубления на поверхности субстрата, а затем

лярностью.

твердеть. Это условие зависит от с м а ч и в а н и я поверх­

Величина э н е р г и и связи зависит от о т н о с и т е л ь н о й

ности субстрата адгезивом, к о т о р а я , в с в о ю очередь,

о р и е н т а ц и и д и п о л е й в двух плоскостях, о д н а к о обыч­

связана с с о о т н о ш е н и е м п о в е р х н о с т н ы х э н е р г и й ма­

но эта в е л и ч и н а составляет не более 0,2 электрон-

териалов,

вольта. Э т о з н а ч е н и е н а м н о г о м е н ь ш е , чем у первич­

находящихся в контакте, определяющим

величину к о н т а к т н о г о угла с м а ч и в а н и я .

Идеальной

ных с в я з е й , таких, к а к и о н н ы е или к о в а л е н т н ы е , у

ситуацией является п о л н о е с м а ч и в а н и е субстрата ад­

которых э н е р г и я связи о б ы ч н о колеблется в пределах

гезивом. Д л я улучшения к о н т а к т а перед н а н е с е н и е м

от 2,0 до 6,0 электрон-вольт.

адгезива следует избавиться от воздуха или пара, при­

Вторичные с в я з и за счет д и п о л ь - д и п о л ь н о г о взаи­

сутствующих в углублениях. Если адгезив сможет за­

модействия в о з н и к а ю т о ч е н ь быстро (поскольку для

полнить п о д н у т р е н и я и затем затвердеть, то, естест­

их в о з н и к н о в е н и я не нужна э н е р г и я а к т и в а ц и и ) и яв­

венно, он блокируется

п о д н у т р е н и я м и ( Р и с . 1.10.7).

л я ю т с я о б р а т и м ы м и (так к а к молекулы на поверхнос­

Степень п р о н и к н о в е н и я адгезива в поднутрения зави­

ти вещества остаются х и м и ч е с к и незатронутыми). Это

сит как от д а в л е н и я , которое б ы л о п р и л о ж е н о при его

слабое

нанесении, так и от с в о й с т в самого адгезива.

разрушается при п о в ы ш е н и и температуры, и о н о не

адсорбционное

физическое

притяжение

легко

Если попытаться оторвать адгезив от субстрата, то

подходит для тех случаев, когда требуется п о с т о я н н о е

это м о ж н о сделать л и ш ь путем его разрыва, так как ад­

с о е д и н е н и е . Тем не менее, т а к и е связи, к а к водород­

гезив н е в о з м о ж н о извлечь из поднутрений. К о н ц е п ц и я

ная, могут стать в а ж н е й ш е й п р е д п о с ы л к о й к образо­

механической адгезии не противоречит условиям для

в а н и ю х и м и ч е с к о й связи.

крепления или р е т е н ц и и несъемных зубных протезов,

Из этого следует, что с о е д и н е н и е н е п о л я р н ы х жид­

используемой при их ф и к с а ц и и , за и с к л ю ч е н и е м тех

костей с п о л я р н ы м и твердыми веществами затрудне­

явлений, которые происходят на м и к р о с к о п и ч е с к о м

но, и наоборот, поскольку между этими двумя вещест­

уровне. Важное отличие между э т и м и к о н ц е п ц и я м и

вами

заключается в том, что хорошая смачиваемость не яв­

молекулярном уровне, даже п р и их близком контакте.

ляется необходимым условием м а к р о р е т е н ц и и , тогда

Такое поведение наблюдается у ж и д к и х силиконовых

как она играет определяющую роль в создании меха­

п о л и м е р о в , которые являются н е п о л я р н ы м и и поэто­

нического з а ц е п л е н и я на м и к р о с к о п и ч е с к о м уровне.

му не образуют вторичных связей с твердыми поверх­

будет

отсутствовать

взаимодействие

на

В целом, п о д н у т р е н и я часто увеличивают механи­

ностями. С в я з и с н и м и в о з м о ж н ы только при прохож­

ческую п р о ч н о с т ь с о е д и н е н и я , о д н а к о о б ы ч н о этого

д е н и и х и м и ч е с к о й р е а к ц и и с ш и в а н и я , которая создаст

недостаточно, чтобы был задействован м е х а н и з м са­

места с о е д и н е н и й между жидкостью и твердым телом.

мой ( с п е ц и ф и ч е с к о й ) адгезии. Существует ряд допол­ нительных м е х а н и з м о в адгезии, в ы з в а н н ы х физичес­ кими и х и м и ч е с к и м и п р и ч и н а м и . Термин истинная или специфическая

адгезия

обычно

используется

Химическая адгезия

для

того, чтобы о т л и ч и т ь ф и з и ч е с к у ю и х и м и ч е с к у ю адге­

Если после адсорбции на поверхности молекула дис­

зию от механической, о д н а к о от подобных т е р м и н о в

социирует, и затем ее ф у н к ц и о н а л ь н ы е группы, каждая

лучше отказаться, п о с к о л ь к у о н и не совсем т о ч н ы .

в отдельности, смогут соединяться ковалентными или

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

82

Рис. 1.10.8. Образование ковалентной связи между изоцианатом и гидроксильными и а м и н н ы м и группами на поверхнос­ ти субстрата

и о н н ы м и с в я з я м и с поверхностью, то в результате об­

связи. Это накладывает о г р а н и ч е н и я на прочность,

разуется п р о ч н а я а д г е з и о н н а я связь. Такую ф о р м у ад­

которую м о ж н о д о с т и ч ь в с о е д и н е н и и . Если проч­

гезии н а з ы в а ю т хемосорбцией,

и о н а может быть по

своей природе к а к и о н н о й , так и к о в а л е н т н о й .

ность с к л е и в а н и я или адгезионного с о е д и н е н и я ока­ жется в ы ш е п р о ч н о с т и при р а с т я ж е н и и материалов

Х и м и ч е с к а я с в я з ь отличается о т ф и з и ч е с к о й тем,

адгезива или субстрата, тогда р а н ь ш е , чем разрушится

что два с о с е д н и х атома с о в м е с т н о обладают о д н и м и и

а д г е з и о н н о е с о е д и н е н и е , произойдет р а з р у ш е н и и ко-

теми же э л е к т р о н а м и . П о в е р х н о с т ь адгезива д о л ж н а

г е з и о н н о е адгезива и л и субстрата.

быть п р о ч н о с о е д и н е н а с п о в е р х н о с т ь ю субстрата че­ рез х и м и ч е с к и е с в я з и , п о э т о м у н е о б х о д и м о присут­

к о в а л е н т н ы х с в я з е й , что происходит, н а п р и м е р , п р и

Адгезия переплетением молекул (Диффузионный механизм адгезии)

с в я з ы в а н и и р е а к ц и о н н о с п о с о б н ы х и з о ц и а н а т о в с по­

До сих п о р мы и с х о д и л и из п р е д п о л о ж е н и я , что меж­

лимерными поверхностями,

ду адгезивом и субстратом существует четко выра­

ствие р е а к ц и о н н о с п о с о б н ы х групп на обеих поверх­ ностях. В ч а с т н о с т и , это о т н о с и т с я к о б р а з о в а н и ю

содержащими

гидрок-

с и л ь н ы е и а м и н н ы е группы ( Р и с . 1.10.8).

ж е н н а я п о в е р х н о с т ь раздела. О б ы ч н о адгезив адсор­

В отличие от н е м е т а л л и ч е с к и х с о е д и н е н и й , между

бируется

поверхностью

субстрата

и

может

твердым и ж и д к и м м е т а л л а м и л е г к о образуется метал­

р а с с м а т р и в а т ь с я , к а к п о в е р х н о с т н о - а к т и в н о е веще­

л и ч е с к а я с в я з ь — этот м е х а н и з м л е ж и т в основе пая­

ство, к о т о р о е н а к а п л и в а е т с я на поверхности, но не

н и я . М е т а л л и ч е с к а я с в я з ь в о з н и к а е т за счет свобод­

п р о н и к а е т вглубь. В н е к о т о р ы х же случаях адгезив

ных

и л и о д и н и з его к о м п о н е н т о в с п о с о б н ы проникать

электронов

и

не

зависит

от

присутствия

р е а к ц и о н н о с п о с о б н ы х групп. О д н а к о эта связь воз­

внутрь п о в е р х н о с т и субстрата, а не накапливаться на

м о ж н а т о л ь к о в том случае, если металлические пове­

н е й . Следует п о д ч е р к н у т ь , что а б с о р б ц и я молекул

рхности будут и д е а л ь н о ч и с т ы м и . На п р а к т и к е это оз­

в о з н и к а е т в результате х о р о ш е г о с м а ч и в а н и я поверх­

начает,

н о с т и , а не я в л я е т с я его п р и ч и н о й .

что

для

удаления

оксидных

пленок

необходимо и с п о л ь з о в а т ь ф л ю с ы , в п р о т и в н о м случае

Е с л и а б с о р б и р о в а н н ы й к о м п о н е н т представляет

эти п л е н к и будут препятствовать к о н т а к т у между ато­

с о б о й молекулу с д л и н н о й ц е п ь ю , или образует моле­

мами металлов.

кулу с д л и н н о й ц е п ь ю после п о г л о щ е н и я субстратом, от

то в результате может п р о и з о й т и переплетение или

субстрата является м е х а н и ч е с к и й р а з р ы в х и м и ч е с к и х

в з а и м о д и ф ф у з и я молекул адгезива и субстрата, кото­

связей, о д н а к о это не означает, что в первую очередь

рое приведет к о ч е н ь в ы с о к о й адгезионной прочности

будут р а з о р в а н ы и м е н н о эти, а не другие валентные

( Р и с . 1.10.9).

Единственным

путем

отделения

адгезива

medwedi.ru

ПРИНЦИПЫ АДГЕЗИИ

83

Рис. 1 . 1 0 . 9 . Д и ф ф у з и о н н ы й переходный слой, образо ванный в з а и м н ы м переплетением молекулярных ф р а г м е н тов адгезива и субстрата Рис. 1 . 1 0 . 1 0 . Отделение ж и д к о с т и от твердой поверхнос­ ти с о б р а з о в а н и е м двух новых поверхностей Таким о б р а з о м , адгезивы д о л ж н ы с и л ь н о химичес­ ки притягиваться поверхностью субстратов д л я обес­ печения высокой адгезионной прочности.

э н е р г и е й с к л е е н н ы х поверхностей и э н е р г и я м и каж­ дой

из

этих

поверхностей

в

отдельности

(Рис.

1.10.10).

Клиническое значение

Таким о б р а з о м , работа адгезии на е д и н и ц у площа­ ди п о в е р х н о с т и м о ж н о рассчитать по формуле:

Врачу необходимо знать, к а к о й вид с в я з и он стремится получить, а для этого требуется п о н и м а н и е этапов с о з ­ дания а д г е з и о н н о г о соединения. Это п о з в о л и т избе­ жать о ш и б о к в работе.

Э т о равенство называется уравнением Дюпре. О н о означает, что работа адгезии (W ) является суммой с в о б о д н ы х п о в е р х н о с т н ы х э н е р г и й твердого тела (у ) и ж и д к о с т и (y|v) за вычетом э н е р г и и на поверхности

ПРОЧНОСТЬ АДГЕЗИОННОГО СОЕДИНЕНИЯ

раздела между ж и д к о с т ь ю и твердым телом (ysl). Из у р а в н е н и я Ю н г а

Ysv - Ysi = Ysi

Требуемая п р о ч н о с т ь адгезии м о ж е т б ы т ь достигнута за счет с о г л а с о в а н н о г о в з а и м о д е й с т в и я н е с к о л ь к и х адгезионных м е х а н и з м о в , таких к а к б о л ь ш а я п л о щ а д ь поверхности б л и з к о г о к о н т а к т а между адгезивом и

следует,

c o s e

Таким образом, работа адгезии может быть записа­ на в виде у р а в н е н и я :

субстратом, о б е с п е ч и в а ю щ а я м н о ж е с т в о участков для образования слабых в т о р и ч н ы х связей, поверхност­ ные поднутрения, с о з д а ю щ и е условия для микромеха­ нического с ц е п л е н и я .

Адгезия будет м а к с и м а л ь н о й при п о л н о м (идеаль­ н о м ) с м а ч и в а н и и , т.е. в случае, когда cosq = 1, следо­ вательно,

Теоретическая прочность П о в е р х н о с т н о е н а т я ж е н и е ж и д к о г о углеводорода 2

Имеется в о з м о ж н о с т ь определить п р и б л и з и т е л ь н о й

составляет п р и б л и з и т е л ь н о 30 мДж/м . Если предпо­

значение теоретической п р о ч н о с т и адгезионного сое­

л о ж и т ь , что с и л ы п р и т я ж е н и я убывают до нуля на

динения между ж и д к о с т ь ю и т в е р д ы м телом.

р а с с т о я н и и 3 х 10~

Предположим

единицу площади

10

метров, то сила, требуемая для то­

поверхности

го, чтобы отделить ж и д к о с т ь от твердой поверхности

твердого тела, н а х о д я щ у ю с я в контакте с ж и д к о с т ь ю .

равна работе адгезии, д е л е н н о й на расстояние, и рав­

Энергия, которая потребуется для разделения этих ма­

на 200 М Па.

териалов, будет представлять с о б о й р а з н и ц у между

Фактически,

эта в е л и ч и н а з н а ч и т е л ь н о

выше

84

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

п р и р а з д е л е н и и . Э т о у р а в н е н и е п о к а з ы в а е т , что си­ л а з а в и с и т о т в я з к о с т и и т о л щ и н ы с л о я адгезива. Ч е м в ы ш е в я з к о с т ь а д г е з и в а , и ч е м м е н ь ш е его тол­ щ и н а , т е м б о л е е в ы с о к и м д о л ж н о б ы т ь у с и л и е , тре­ б у е м о е д л я р а з д е л е н и я двух п л а с т и н . Э т о выраже­ ние также показывает, что требуемое усилие зависит от скорости отделения одной пластины от другой. П р и высоких скоростях разделения п л а с т и н воз­ н и к а ю щ е е с о п р о т и в л е н и е будет н а м н о г о большим, чем п р и н и з к и х . Адгезионная связь не способна соп­ ротивляться д л и т е л ь н о м у воздействию н и з к и х нагру­ зок, п о с к о л ь к у в к о н ц е к о н ц о в о н а разрушится из-за вязкого т е ч е н и я . Следовательно, лучшее сопротивле­ н и е сдвигу может о к а з ы в а т ь ж и д к о с т ь , которая прев­ ращается в твердое вещество, поскольку это сущест­ в е н н о п о в ы ш а е т ее устойчивость к сдвигу.

Рис. 1 . 1 0 . 1 1 . Две пластины удерживаются вместе слоем вязкой ж и д к о с т и между ними

любой, определенной в практических условиях. Н а п р и м е р , две с т е к л я н н ы х п л а с т и н ы , удерживае­ м ы е н а х о д я щ е й с я между н и м и ж и д к о с т ь ю , трудно отделить друг от друга путем о т р ы в а , о д н а к о их лег­ к о р а з д е л и т ь с д в и г а я одну п л а с т и н у п о о т н о ш е н и ю к другой, п о с к о л ь к у с о п р о т и в л е н и е сдвигу определя­ ется т о л ь к о в я з к о с т ь ю н а х о д я щ е й с я между н и м и жидкости. Т а к и м о б р а з о м , д л я ж и д к о г о адгезива недоста­ т о ч н о с м а ч и в а т ь п о в е р х н о с т ь субстрата и обеспечи­ вать х и м и ч е с к у ю с в я з ь между н и м и . О н д о л ж е н так­ же п р о т и в о с т о я т ь д е й с т в и ю р а с т я г и в а ю щ и х и с д в и г а ю щ и х у с и л и й , к о т о р ы е могут в ы з в а т ь разру­ ш е н и е в н у т р и с а м о г о адгезива. П о в ы ш е н и е в я з к о с т и может у в е л и ч и т ь с о п р о т и в л е н и е сдвигу, и на э т о м основан п р и н ц и п действия односторонних клейких лент. Когда две круглые п л а с т и н ы с о е д и н е н ы вместе на­ х о д я щ е й с я между н и м и в я з к о й ж и д к о с т ь ю ( Р и с . 1.10.11), то п р и п о п ы т к е их разделить с о о т н о ш е н и е между силой, к о т о р а я потребуется для их разделения, и вязкостью ж и д к о с т и м о ж н о выразить следующим образом: 4

3

F = 3 / 2 (nr|R /ri )(oiT./5t), где г| — это вязкость, R — радиус п л а с т и н , h — тол­ щ и н а адгезива. Не рассматривая каким образом было выведено это у р а в н е н и е , о т м е т и м , ч т о в о с н о в е его б ы л о принято допущение, заключающееся в добавлении д о п о л н и т е л ь н о г о к о л и ч е с т в а ж и д к о с т и д л я запол­ н е н и я у в е л и ч и в а ю щ е г о с я п р о с т р а н с т в а м е ж д у дву­ м я п л а с т и н а м и п о м е р е и х о т д а л е н и я друг о т друга

Реальная прочность связи Б ы л о установлено, что реальная п р о ч н о с т ь адгезион­ н о г о с о е д и н е н и я , к а к м и н и м у м , н а п о р я д о к меньше, чем полученная путем теоретических расчетов. Кроме того, нередко наблюдают, что разрыв связи происхо­ дит чаще всего не по поверхности раздела между адге­ з и в о м и субстратом, а внутри адгезива, что является не адгезионным, а когезионным разрушением. Там же, где р а з р у ш е н и е действительно носит адге­ з и о н н ы й характер, наиболее в е р о я т н о й причиной его в о з н и к н о в е н и я м о ж н о считать н е с п о с о б н о с т ь адгези­ ва обеспечить б л и з к и й контакт с субстратом, и поэто­ му взаимодействие на м о л е к у л я р н о м уровне оказыва­ ется н е в о з м о ж н ы м . П р е п я т с т в и я м и д л я хорошего к о н т а к т а могут быть з а г р я з н е н и я субстрата, или зах­ ват воздуха и л и и н о г о газа на поверхности раздела. В этом случае разрушение адгезионного контакта может происходить по поверхности раздела, возникающее в результате о б р а з о в а н и я и роста пустот в ослабленных участках вдоль г р а н и ц ы а д г е з и о н н о г о соединения. Здесь следует еще раз подчеркнуть важность чистоты поверхностей для получения п р о ч н о г о адгезионного соединения. В действительности, п р о ч н о с т ь многих адгезион­ н ы х связей зависит в б о л ь ш е й степени от концентра­ ц и й н а п р я ж е н и я в адгезиве и л и на поверхности разде­ ла между адгезивом и субстратом, чем от локальных сил п р и т я ж е н и я , действующих на поверхности разде­ ла. О с о б е н н о это о т н о с и т с я к таким случаям, когда ад­ г е з и о н н о е с о е д и н е н и е подвергается воздействию аг­ р е с с и в н ы х в е щ е с т в , с о д е р ж а щ и х с я в окружающей среде, и л и к о н ц е н т р а ц и и в ы с о к и х напряжений. О б ы ч н о адгезивы обладают более низкими механи- I ч е с к и м и с в о й с т в а м и (т.е. пределами прочности на р а с т я ж е н и е и на сдвиг), чем субстраты, с которыми ;

medwedi.ru

ПРИНЦИПЫ АДГЕЗИИ

85

о н и с в я з а н ы , следовательно, в а ж н е й ш у ю р о л ь могут

д и м о и з м е н и т ь поверхность одного или обоих компо­

играть поверхностные и внутренние дефекты адгезива,

н е н т о в для с о з д а н и я п р о ч н о й связи. Иногда для этих

от которых и будет зависеть п р о ч н о с т ь а д г е з и о н н о г о

целей используются промежуточные вещества, спо­

соединения.

с о б н ы е о б р а з о в ы в а т ь связи с о б о и м и материалами.

Н а п р и м е р , если на поверхности или внутри адге­ зива, с в я з а н н о г о с субстратом, и м е ю т с я многочислен­

Такие

вещества

называются

связывающими

вещества­

ми или аппретами.

н ы е д е ф е к т ы , т о вероятность о б н а р у ж е н и я д е ф е к т а к р и т и ч е с к о г о размера будет возрастать по мере увели­ ч е н и я площади поверхности адгезива. По той же при­ ч и н е следует стремиться к м и н и м а л ь н о й т о л щ и н е на­ н е с е н н о г о слоя адгезива. П л е н к а н а н о с и м о г о адгезива

Связывающие вещества аппреты

д о л ж н а быть о ч е н ь т о н к о й , н о этому мешает введение

Будучи и о н н о й по природе, поверхность стекла легко

в адгезив ч а с т и ц н а п о л н и т е л я для п о в ы ш е н и я его

адсорбирует воду, образуя х о р о ш о с в я з а н н ы й поверх­

прочности.

н о с т н ы й с л о й , т о л щ и н а которого образована множе­

Существует еще одна п р и ч и н а , по которой количе­

ством

молекул.

При промышленном

производстве

ство н а н о с и м о г о адгезива д о л ж н о быть м и н и м а л ь н ы м .

стекла н е в о з м о ж н о избежать о б р а з о в а н и я этого слоя

Это — усадка при твердении адгезива. П р и усадке адге­

воды.

зива в о з н и к а ю т с и л ы сжатия, которые действуют в н а п р а в л е н и и от поверхности субстрата.

В результате, п р и с м е ш и в а н и и стекла с полимер­

Если силы

н ы м с в я з у ю щ и м для п о л у ч е н и я к о м п о з и т а , независи­

сжатия будут достаточно в ы с о к и м и , то это может при­

мо от того, к а к и м будет этот к о м п о з и т — наполнен­

вести к отрыву адгезива от субстрата сразу же после его

ным

отверждения. Но даже, если в н а ч а л ь н ы й п е р и о д после

а р м и р о в а н н ы м в о л о к н а м и , п о л и м е р не будет смачи­

отверждения адгезива, несмотря на действие усадоч­

вать поверхность стекла, и с в я з ь между матрицей и на­

ных сил сжатия, с в я з ь будет сохраняться,

со временем

п о л н и т е л е м окажется слабой. В результате механичес­

н а к о п л е н и е н а п р я ж е н и й может привести к разруше­

к и е свойства полученного к о м п о з и т а будут крайне

порошкообразными

частицами

или

н и ю адгезионного с о е д и н е н и я . Чем т о н ь ш е слой адге­

н и з к и м и , поскольку стекло не сможет противостоять

зива. тем меньше будет его усадка.

д е й с т в и ю нагрузок, а будет просто з а п о л н я т ь простра­ нство. Д л я о б е с п е ч е н и я связи между матрицей и на­

Клиническое значение Нередко в совместимых с субстратами системах адге­ зивов, таких, как протравленная кислотой эмаль - по­ лимер, происходит разрушение связи. Это связано с неправильным выполнением или невыполнением ка­ ких-то процедур, поскольку при тщательном выполне­ нии условий обеспечения адгезии прочность связи между адгезивом и субстратом будет очень высокой.

п о л н и т е л е м д о л ж н ы быть р а з р а б о т а н ы соответствую­ щ и е методы удаления а д с о р б и р о в а н н о й воды. О д н и м из подходов к р е ш е н и ю этой п р о б л е м ы является ис­ пользование специальных аппретов.

Связывающее

вещество и л и аппрет , н а н е с е н н о е на стекло, вытеснит воду с его поверхности, и образует связь со стеклом более

прочную,

чем

существовавшую ранее

связь

между стеклом и водой. Ф у н к ц и е й аппрета является в ы т е с н е н и е адсорби­ р о в а н н о й воды и создание п р о ч н о й химической связи между о к с и д н ы м и группами на поверхности стекла и п о л и м е р н ы м и р а д и к а л а м и связующего. Д л я подобных

ПРОМОТОРЫ АДГЕЗИИ

целей ш и р о к о используется с и л а н , состав которого м о ж н о представить о б щ е й ф о р м у л о й : R-Si-X 3 ,

Нередко в о з н и к а е т необходимость в с о е д и н е н и и двух материалов,

где R — о р г а н и ч е с к а я ф у н к ц и о н а л ь н а я группа, X —

которое невозможно осуществить при

гидролизуемые группы, с в я з а н н ы е с с и л а н о м . Пос­

нормальных условиях, поскольку эти м а т е р и а л ы не

л е д н и е являются п о с р е д н и к а м и , поскольку они гид-

обладают х и м и ч е с к и м сродством и, следовательно, не

ролизуются с о б р а з о в а н и е м с и л а н о л а по реакции:

смачивают друг друга. R-Si-X 3 + З Н 2 0 -> R-Si(OH) 3 + ЗНХ

Примером такого я в л е н и я в стоматологии являют­ ся попытка создать п р о ч н у ю и долговечную с в я з ь между ч а с т и ц а м и стекла, и с п о л ь з у е м ы м и в качестве

Эти

тригидроксилсиланолы

обладают

способ­

наполнителя, и п о л и м е р н о й м а т р и ц е й . Для того, что­

ностью вытеснять воду с поверхности стекла и образо­

бы они образовывали п р о ч н у ю связь (силы физичес­

вывать на ней водородные связи с г и д р о к с и л ь н ы м и

кой адсорбции будут я в н о н е д о с т а т о ч н ы м и ) , необхо-

группами. П р и в ы с у ш и в а н и и стекла, покрытого сила-

86

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

л о м и с и л а н о л о м ; (2) между п о л и м е р о м и органичес­ к о й ф у н к ц и о н а л ь н о й группой. Н а и б о л е е часто в

качестве а п п р е т и р у ю щ и х ве­

ществ используются такие с о е д и н е н и я , к а к у-метакрилоксипропилтриэтоксисилан, и у-меркаптанопропилтриметоксисилан.

Праймеры Праймеры,

п о д о б н о аппретам,

представляют собой

другую группу веществ, разработанных для усиления с п о с о б н о с т и поверхности субстрата к адгезионному в з а и м о д е й с т в и ю . О б ы ч н о п р а й м е р ы используются в с о ч е т а н и и с адгезивами. Т и п и ч н ы м п р и м е р о м и с п о л ь з о в а н и я праймера яв­ ляется г е р м е т и з а ц и я поверхности д е р е в я н н о г о изде­ Рисунок 1.10.12 Образование водородной связи м е ж д у силаном и г и д р о к с и л ь н ы м и г р у п п а м и на поверхности (а), на которой после высушивания образуются ковалентные связи с выделением воды (Ь)

л и я перед п о к р ы т и е м клеем. Если поверхность дерева не будет загерметизирована, адгезив может впитаться в п о р ы на его поверхности, и на склеиваемой поверх­ н о с т и ничего не останется. Существует множество п р и м е р о в использования п р а й м е р о в в стоматологии, в том числе ф о с ф о р н а я кислота,

используемая для т р а в л е н и я

поверхности

ном, вода и с п а р я е т с я и между с и л а н о л о м и поверх­

э м а л и , м н о ж е с т в о к о н д и ц и о н е р о в для д е н т и н а , кото­

ностью стекла п р о и с х о д и т р е а к ц и я к о н д е н с а ц и и . Две

рые используются в с о ч е т а н и и с д е н т и н н ы м и адгези­

1.10.12.

вами. К с о ж а л е н и ю , авторы многих стоматологичес­

После о б р а з о в а н и я к о в а л е н т н о й с в я з и ее уже невоз­

ких п у б л и к а ц и й и у ч е б н и к о в по стоматологии не

стадии этой р е а к ц и и представлены на Р и с .

видят р а з н и ц ы между а п п р е т а м и и п р а й м е р а м и , и час­

можно разрушить гидролизом. Теперь, если с о е д и н и т ь п о л и м е р н у ю матрицу со

то з а м е н я ю т о д и н т е р м и н другим.

стеклом, о б р а б о т а н н ы м с и л а н о м , о р г а н и ч е с к а я функ­ ц и о н а л ь н а я группа, R, вступит в р е а к ц и ю с полимер­ ным связующим с образованием прочной связи. Для успешного прохождения этого п р о ц е с с а в а ж н о , чтобы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

органическая ф у н к ц и о н а л ь н а я группа была совмести­ ма со с в я з у ю щ и м , которое в ы п о л н я е т роль полимер­

Адгезия

ной матрицы в н а п о л н е н н о й системе.

нельзя о б ъ я с н и т ь с п о м о щ ь ю одной единственной мо­

представляет собой

с л о ж н о е явление.

Ее

Такой подход позволяет получить п р о ч н у ю и ус­

дели. О б р а з о в а н и е а д г е з и о н н о й связи зависит от мно­

тойчивую к влаге связь. Без аппрета с в я з ь могла бы

жества ф а к т о р о в , в редких случаях она обеспечивает­

быстро разрушиться по мере п р о н и к н о в е н и я воды в

ся каким-то одним механизмом.

полимер и п о в т о р н о й ее а д с о р б ц и и

на поверхности

стекла, п р и в о д я щ е й к з а м е щ е н и ю полимера. Связь, представленная на Р и с . 1.10.12, была бы

Клиническое значение

очень ж е с т к о й , если радикал с ф у н к ц и о н а л ь н ы м и группами был б ы с л и ш к о м к о р о т к и м . Н а п р я ж е н и я , в о з н и к а ю щ и е в результате усадки при твердении по­

Адгезия стала о д н и м из краеугольных камней стомато­

лимера или возможного температурного сжатия мате­

л о г и и . В терапевтической стоматологии она позволяет

риала, могут оказаться д о с т а т о ч н о в ы с о к и м и для раз­

герметизировать з а з о р ы м е ж д у краями пломб и твер­

рушения такой связи.

д ы м и т к а н я м и зуба. В ортопедической стоматологии

Эту п р о б л е м у м о ж н о л е г к о

преодолеть путем и с п о л ь з о в а н и я о р г а н и ч е с к и х ф у н -

она дает в о з м о ж н о с т ь использовать новые материалы

киональных групп, с о с т о я щ и х из молекул б о л ь ш е й

и технологии. Не существует такой области стоматоло­

д л и н ы . П р и достаточной д л и н е молекул м о ж н о полу­

г и и , в которой в той или иной степени не использова­

чить необходимую

лись бы наши углубленные представления о межмоле­

степень гибкости.

Поверхность,

созданную п р и м е н е н и е м аппретов, разумно рассмат­

к у л я р н о м взаимодействии на границе раздела двух

ривать, как две поверхности раздела: (1) между стек­

материалов.

medwedi.ru

ЧАСТЬ ВТОРАЯ Стоматологические материалы для клиники В настоящее время в стоматологических клиниках используется большое количество разнообразных материалов. Очень важно соблюдение технологии при обращении с этими материалами, а также полное понимание целевого клинического их предназначения. Неправильное использование стоматологических материалов и нарушение технологии их применения являются основными причинами неудачных исходов восстановительного лечения. Наоборот, четкое понимание состава и химической природы стоматологических материалов, адекватная оценка их физических и механических свойств могут свести к минимуму эту проблему.

Глава 2 . 1

СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ АМАЛЬГАМЫ

ВВЕДЕНИЕ

гам в к о н ц е 60-х годов и до н а с т о я щ е г о в р е м е н и , а на­ иболее важные д о с т и ж е н и я о с в е щ е н ы подробнее.

П е р в о н а ч а л ь н о е и с п о л ь з о в а н и е амальгам в начале де­ вятнадцатого века, когда для ее п р и г о т о в л е н и я ис­ п о л ь з о в а л и с ь и с п а н с к и е или м е к с и к а н с к и е серебря­ н ы е м о н е т ы путем с м е ш и в а н и я их с ртутью, и м е л и н е б л а г о п р и я т н ы е последствия. С тех п о р и п о н ы н е к п р и м е н е н и ю амальгам о т н о с и л и с ь не о д н о з н а ч н о , од­ н а к о амальгамы используются и до н а с т о я щ е г о време­

СТРУКТУРА ТРАДИЦИОННЫХ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ АМАЛЬГАМ

ни в е ж е д н е в н о й к л и н и ч е с к о й п р а к т и к е . Разработка и внедрение амальгам в значительной с т е п е н и с в я з а н а с и м е н е м о д н о г о из н а и б о л е е извест­ ных с т о м а т о л о г о в м и р а — Г.В.Блэка (G.V.Black), ко­ торый

осознавал

необходимость

изучения свойств

амальгам с т е м , ч т о б ы улучшать их п р о ч н о с т ь и дру­

Состав Амальгама образуется п р и с м е ш и в а н и и ртути с дру­

гие качества, в а ж н ы е для к л и н и ч е с к о г о п р и м е н е н и я .

гим металлом или металлами. Ртуть при к о м н а т н о й

В н а ч а л е 20 с т о л е т и я б л а г о д а р я его и с с л е д о в а н и я м

температуре н а х о д и т с я в ж и д к о м с о с т о я н и и (затвер­

уже м о ж н о б ы л о п р о и з в о д и т ь а м а л ь г а м ы с достаточ­

девает при 39°С н и ж е нуля) и л е г к о вступает в реак­

но точно заданными рабочими характеристиками. С т е ч е н и е м в р е м е н и н а ш е п р е д с т а в л е н и е о мате­

ц и ю с т а к и м и м е т а л л а м и , как серебро, о л о в о и медь с о б р а з о в а н и е м твердых материалов.

Когда врач-сто­

риалах этого класса з н а ч и т е л ь н о р а с ш и р и л о с ь , одна­

матолог выбирает из с т о м а т о л о г и ч е с к и х амальгам ка­

ко до к о н ц а 60-х годов XX века в

этой о б л а с т и поя­

кую-то о п р е д е л е н н у ю , в к о н е ч н о м счете, он выбира­

состав стоматологической

ет тот с п л а в , с к о т о р ы м будет с м е ш а н а и прореагирует

в и л о с ь мало н о в о г о , и

а м а л ь г а м ы о с т а в а л с я п р а к т и ч е с к и н е и з м е н н ы м в те­ ч е н и е п о с л е д н и х п я т и д е с я т и лет. В с р а в н и т е л ь н о не­

ртуть. Строго говоря,

под т е р м и н о м стоматологическая

д а в н и й п р о м е ж у т о к в р е м е н и создатели а м а л ь г а м час­

амальгама подразумевается материал,

то

ся в результате р е а к ц и и между ртутью и сплавом. Этот

предлагали

новые

варианты

их

состава.

образовавший­

С е р ь е з н у ю к о н к у р е н ц и ю т р а д и ц и о н н о м у примене­

сплав может отличаться л и б о по составу, л и б о по фор­

н и ю амальгам с о с т а в и л о с т р е м и т е л ь н о е п о я в л е н и е

ме, а п р о и з в о д и т е л и стоматологических амальгам ис­

новых п л о м б и р о в о ч н ы х м а т е р и а л о в , т а к и х к а к поли­

пользуют это р а з н о о б р а з и е , для производства широ­

мерные композиты и стеклоиономерные цементы.

к о г о спектра к о н е ч н о й п р о д у к ц и и .

И, хотя э т о п р и в е л о к

н о в ы м и с с л е д о в а н и я м по

а м а л ь г а м а м , работа в р а ч а - с т о м а т о л о г а стала еще бо­ лее т р у д н о й , п о с к о л ь к у в ы б о р л у ч ш е г о из всех дос­ тупных м а т е р и а л о в п о у м е р е н н о й ц е н е с т а н о в и л с я все с л о ж н е е .

Сплав Используемый

В д а н н о м подразделе о т р а ж е н ы разработки амаль­

в т р а д и ц и о н н ы х стоматологических

амальгамах сплав состоит из

medwedi.ru

серебра, олова, меди,

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

90

Таблица 2.1.1 Состав традиционной стомато­ логической амальгамы % от общего

Компонент

состава

Ад

67-74

Sn

25-28

Си

0-6

Zn

0-2

нд

0-3

ц и н к а и иногда ртути. П р и м е р н ы й состав традицион­ н о й а м а л ь г а м ы п р и в е д е н в Таблице 2.1.1. С е р е б р о я в л я е т с я о с н о в н ы м к о м п о н е н т о м , прису­

Рис. 2 . 1 . 1 . Фазовая д и а г р а м м а для системы Ag-Sn

т с т в у ю щ и м в с о е д и н е н и и с о л о в о м в ф о р м е интерме­ таллического

с о е д и н е н и я Ag 3 Sn, о б ы ч н о называемо­

го у-фазой. Ф а з о в а я д и а г р а м м а для с и с т е м ы Ag-Sn п р и в е д е н а на Р и с . 2.1.1. О н а показывает, что

Ag 3 Sn

является третьей ч и с т о й ф а з о й в системе и п о э т о м у ей п р и с в о е н г р е ч е с к и й с и м в о л у. Эта у-фаза л е г к о реагирует с ртутью с образовани­ ем амальгамы. М е д ь д о б а в л я ю т для п о в ы ш е н и я проч­ ности и твердости амальгамы, но более в ы р а ж е н н ы й э ф ф е к т наступает п р и у в е л и ч е н и и к о н ц е н т р а ц и и ме­ ди более 6%, на

этом мы о с т а н о в и м с я п о з ж е . Ц и н к

присутствует к а к п р и м е с ь , с о х р а н и в ш а я с я от

перво­

начального п р о и з в о д с т в а сплава и, к а к считают, он не вносит к а к о г о - л и б о п о л е з н о г о качества в п р о ц е с с е а м а л ь г а м и р о в а н и я . И н о г д а д о б а в л я е т с я ртуть для уве­ л и ч е н и я с к о р о с т и р е а к ц и и т в е р д е н и я амальгамы, та­ кой

прием

называют

предамальгамированием.

С п л а в используют в ф о р м е п о р о ш к а , р а з м е р и ф о р м а ч а с т и ц к о т о р о г о о ч е н ь в а ж н ы для п о л у ч е н и я

Рис. 2.1.2. Схематическое представление неправильной и сферической ф о р м ы частиц сплавов, используемых в амальгамах.

хороших рабочих х а р а к т е р и с т и к и к о н е ч н ы х свойств пломбы. К а к п о к а з а н о н а Р и с . 2.1.2. п о р о ш о к сплава выпускают в двух ф о р м а х —

опилок

и сферических

частиц.

р е а к ц и о н н у ю с п о с о б н о с т ь их поверхности по отноше­ н и ю к ртути. Следствием этого является чрезмерно в ы с о к а я скорость р е а к ц и и затвердевания, если не при­

Частицы в форме опилок

м е н я ю т тепловую обработку ( с н и м а ю щ у ю внутренние н а п р я ж е н и я ) , п о м е щ а я п о р о ш о к в к и п я щ у ю воду.

Частицы н е п р а в и л ь н о й ф о р м ы получают п р и обра­ ботке на т о к а р н о м станке

твердой заготовки сплава.

Полученную стружку размалывают, а затем

Сферические

частицы

просеива­

ют, и только соответствующий размер ч а с т и ц исполь­

Производство

зуется в качестве

порошка для амальгамирования

и н ы м путем. Р а з л и ч н ы е и н г р е д и е н т ы сплава сплавля­

П о р о ш о к сплава для амальгамы бывает трех т и п о в

р о й к а п е л ь к и затвердевают в н е б о л ь ш и е сферические

- грубого, среднего и тонкого и з м е л ь ч е н и я , и каждый

ш а р и к и р а з л и ч н о г о размера. П р е и м у щ е с т в а м и этого

ртутью.

сферических частиц

осуществляется

ют, а затем р а с п ы л я ю т в и н е р т н у ю атмосферу, в кото­

несколько отличные рабочие характерис­

метода производства я в л я ю т с я отсутствие стадии пос­

тики. С а м и частицы п о р о ш к а после механической то­

ледующей м а ш и н н о й о б р а б о т к и и в о з м о ж н о с т ь прос­

карной обработки находятся под действием внутрен­

того и легкого и з м е н е н и я состава сплава. И что важно

них

для п р о и з в о д и т е л я — получение частиц точного раз-

имеет свои

напряжений,

что

придает

повышенную

СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ АМАЛЬГАМЫ

91

мера вполне д о с т и ж и м о , а с т о и м о с т ь производства м и н и м и з и р о в а н а . С л и ш к о м б о л ь ш и е или с л и ш к о м м е л к и е ч а с т и ц ы , к о т о р ы е бракуют на этой стадии, о т п р а в л я ю т на п о в т о р н ы й ц и к л и з г о т о в л е н и я сфери­ ческого п о р о ш к а .

Ртуть Ртуть, п р е д н а з н а ч е н н а я для п р и г о т о в л е н и я амальга­ м ы , д о л ж н а быть о ч е н ь ч и с т о й , в п р о т и в н о м случае образуется п о в е р х н о с т н ы й з а г р я з н е н н ы й с л о й , кото­ р ы й мешает р е а к ц и и затвердевания. П о этой п р и ч и н е ее подвергают т р о й н о й п е р е г о н к е . Чистота ртути оп­ ределяется при простом осмотре. Если обнаруживает­ ся тусклая

поверхность, не о б л а д а ю щ а я

высоким

уровнем о т р а ж е н и я , то такую ртуть считают загряз­ ненной.

Реакция затвердения Р е а к ц и я затвердевания, п р о т е к а ю щ а я между Ag-Snс п л а в о м и ртутью, и н и ц и и р у е т с я э н е р г и ч н ы м переме­ ш и в а н и е м этих двух и н г р е д и е н т о в . С м е ш и в а н и е вы­ зывает р а с т в о р е н и е наружного слоя ч а с т и ц сплава в ртути с о б р а з о в а н и е м двух новых ф а з , которые стано­ вятся т в е р д ы м и п р и к о м н а т н о й температуре. Р е а к ц и я протекает

Рис. 2 . 1 . 3 . Схематическое представление микрострукту­ ры амальгамы на основе сплава с неправильной ф о р м о й частиц

по следующему у р а в н е н и ю : му материалу. Хотя в амальгаме обязательно будет не­ которое количество пор, в х о р о ш о к о н д е н с и р о в а н н о м материале их, как п р а в и л о , бывает мало.

СВОЙСТВА ТРАДИЦИОННОЙ АМАЛЬГАМЫ К а к следует из этой р е а к ц и и , не все частицы спла­ ва р а с т в о р я ю т с я в ртути. Н а п р о т и в ,

з н а ч и т е л ь н о е их

При подготовке этой главы, мы не намеривались рас­

количество остается вне р е а к ц и и , так что окончатель­

смотреть все свойства стоматологических амальгам.

ная

структура

затвердевшего

непрореагировавщих

частиц

материала у-фазы,

из

Здесь будут обсуждаться т о л ь к о те из них, которые

удерживаемых

состоит

в а ж н ы для к л и н и ч е с к о г о и с п о л ь з о в а н и я и разработки

матрицей, с о с т о я щ е й из у,-фазы, в которую вкрапле­ ны участки у 2 -фазы ( Р и с . 2.1.3). М е д ь в п о р о ш к е сплава присутствует в ф о р м е от­

новых сплавов.

Прочность

дельных участков Cu 3 Sn и остается, в о с н о в н о м , в та­ ком же виде в амальгаме в составе н е п р о р е а г и р о в а в -

П р о ч н о с т ь амальгам к р а й н е важна, так как пломба

ших частиц.

д о л ж н а противостоять з н а ч и т е л ь н ы м нагрузкам, воз­

В случае с ф е р и ч е с к и х ч а с т и ц медь распределяется

н и к а ю щ и м п р и ж е в а н и и , и любое ее с н и ж е н и е может

в сплаве р а в н о м е р н о , а с а м и ч а с т и ц ы м о ж н о рассмат­

привести к н а р у ш е н и ю краевого прилегания пломбы

ривать к а к т р е х к о м п о н е н т н ы й сплав серебра, олова и

и даже отколу значительного ее фрагмента.

меди. П о э т о м у в к о н е ч н о й структуре амальгамы из

Хотя н а и б о л ь ш е е в н и м а н и е уделяется конечной

сплава со с ф е р и ч е с к и м и ч а с т и ц а м и медь не находится

п р о ч н о с т и на сжатие затвердевшего материала,

в отдельной ф а з е , а р а в н о м е р н о распределена по все-

не

в е р о я т н о , что

medwedi.ru

впол­

более в а ж н о й характеристикой

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

92

Таблица 2 . 1 . 2 Прочность на разрыв различ­ ных фаз амальгамы

ство сплава будет р а с т в о р е н о в ртути, тем выше в амальгаме присутствие ф а з , с о д е р ж а щ и х ртуть. Поэ­ тому и с п о л ь з о в а н и е ч р е з м е р н о малых размеров

час­

тиц противопоказано. Фаза

Прочность на разрыв

(МПа) у

170

Y,

130

Ъ

ка ртути во время в н е с е н и я п л о м б ы в обработанную полость является и с к л ю ч и т е л ь н о в а ж н ы м этапом вос­ с т а н о в л е н и я зуба.

2 20

Амальгама

Следует всегда и м е т ь в виду, что н е з а в и с и м о от то­ го, какая ф о р м а сплава используется, удаление избыт­

Текучесть и ползучесть

60

В свое время был выдвинут постулат о том, что избыточ­ ная текучесть амальгамы под воздействием повторяю­ щихся о к к л ю з и о н н ы х нагрузок, может вызвать уплоще­ амальгамы, является

п р о ч н о с т ь на р а з р ы в и время

ние контактных точек, нависание краев и сползание материала пломбы с поверхности зуба на

достижения конечной прочности. К а к м о ж н о себе представить, к о н е ч н а я п р о ч н о с т ь

край. Это в

свою очередь могло приводить к разрушениям по краям

амальгамы будет зависеть от свойств, входящих в нее

пломбы. Когда определяют показатель текучести амаль­

ф а з . Н е п р о с т о о п р е д е л и т ь свойства трех о с н о в н ы х ф а з

гамы, то определение о б ы ч н о проводят в короткие сро­

амальгамы, н о и з м е р е н и я микротвердости п о з в о л я ю т

ки через небольшое время после с м е ш и в а н и я .

установить, что у-фаза и у,-фаза и м е ю т сходную вели­

Более подходящим измерением является определе­

чину м и к р о т в е р д о с т и , в то в р е м я , к а к у 2 -фаза значи­

ние показателя ползучести. Это — текучесть амальга­

тельно мягче. К а к б ы л о установлено и с п ы т а н и я м и ,

м ы , вызываемая длительно действующей нагрузкой.

прочность на р а з р ы в у 2 -фазы составляет всего некото­

Ползучесть зависит от предела текучести материала и

рую д о л ю от п р о ч н о с т и исходной у-фазы, в то время,

температуры о к р у ж а ю щ е й среды

как показатель п р о ч н о с т и н а разрыв у - ф а з ы з а н и м а е т

серьезную проблему, когда температура превышает по­

промежуточное п о л о ж е н и е между э т и м и показателя­

л о в и н у з н а ч е н и я температуры плавления материала.

ми ф а з ы

у и у2 (Таблица 2.1.2).

и превращается в

Поскольку ф а з ы амальгамы имеют очень низкие

Это значит, что слабым з в е н о м в структуре амаль­

температуры плавления (около 80°С), а пломбы подвер­

гамы является у 2 -фаза, и для получения более п р о ч н о й

гаются периодическим нагрузкам, есть условия для про­

амальгамы ее д о л ю в к о н е ч н о м составе следует сво­

явления ползучести. Наиболее подвержены ползучести

дить д о м и н и м у м а . К о л и ч е с т в о образующихся у - ф а ­

фазы, содержащие ртуть — у,-фаза и у 2 -фаза. Поэтому

зы и у 2 -фазы с и л ь н о зависит от с о д е р ж а н и я ртути в

при более низком содержании в структуре амальгамы

к о н е ч н о й к о м п о з и ц и и . Чем б о л ь ш е ртути, тем слабее

этих фаз (что достигается при хорошей конденсации)

будет материал, п о с к о л ь к у в результате увеличится ко­

амальгама будет менее подвержена ползучести.

личество более слабых ф а з . Количество ртути в амальгаме степени от с о б л ю д е н и я

зависит в б о л ь ш е й

технологии ее с м е ш и в а н и я ,

Коррозия

чем от чего-либо другого. Д о л ж н ы м образом прове­ денная к о н д е н с а ц и я амальгамы п р и в о д и т к с н и ж е н и ю

К о р р о з и я амальгам в среде полости рта является об­

(менее 50%) с о д е р ж а н и я ртути Ф о р м а ч а с т и ц сплава

щ е п р и з н а н н ы м я в л е н и е м . Нередко, коррозию амаль­

также оказывает в л и я н и е на к о н е ч н о е с одер жа ни е

гамы считают п о л о ж и т е л ь н ы м ф а к т о р о м , поскольку

ртути в п р и г о т о в л е н н о й амальгаме. С о о т н о ш е н и е ко­

продукты к о р р о з и и п о м о г а ю т достичь хорошего (бо­

личества сплава и ртути в амальгаме, п р и г о т о в л е н н о й

лее плотного) краевого п р и л е г а н и я . Тем не менее,

из сплава со с ф е р и ч е с к и м и ч а с т и ц а м и , в ы ш е ,

к о р р о з и я по краям п л о м б ы , вызванная образованием

чем в

амальгаме из сплава в виде о п и л о к , потому что первый

гальванической я ч е й к и в зоне краевой щели, может

материал легче конденсируется. Д л я сплава со сфери­

вызвать быстрое ухудшение свойств амальгамы. Про­

ческими частицами к о н е ч н а я — 4 5 %

цесс к о р р о з и и о с о б е н н о тесно связан с gj-фазой.

концентрация

ртути легко достижима.

Считается, что у 2 -фаза является более электроот­

Размер частиц также важен. Выбор м е н ь ш е г о раз­ мера частиц для определенного

количества сплава,

который необходимо амальгамировать,

приводит к

р и ц а т е л ь н о й , чем у-фаза и у,-фаза. Это означает, что в присутствии раствора электролита у 2 -фаза будет слу­ ж и т ь анодом гальванической я ч е й к и и постепенно

тому, что большая его поверхность подвергается воз­

растворяться.

действию ртути. Это значит, что чем большее количе­

уравнению:

Эта р е а к ц и я

пойдет по следующему

СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ АМАЛЬГАМЫ

93

О б ы ч н о о б р а з о в а н и е о к с и д о в помогает с н и з и т ь скорость процесса к о р р о з и и за счет о б р а з о в а н и я за­ щ и т н о г о п о в е р х н о с т н о г о п о к р ы т и я . Тем не м е н е е , в щ е л и между амальгамой и т к а н я м и зуба о к с и д ы на по­ верхности амальгамы не образуются, так к а к поверх­ ность з а к р ы в а ю т продукты процесса к о р р о з и и , кото­ рые выпадают в осадок. Этот п р о ц е с с весьма к о в а р е н , поскольку выделение с в о б о д н о й ртути позволяет про­ должиться р е а к ц и и с у-фазой и д о п о л н и т е л ь н ы м об­ р а з о в а н и е м большего количества У | - ф а з ы и у 2 -фазы. Этот п р о ц е с с з н а ч и т е л ь н о ослабит структуру амальга­ мы и может п р и в е с т и , к а к часто указывают в литера­ туре, к к р а е в ы м отколам п л о м б ы . Рис. 2 . 1 . 4 . Схематическое представление м и к р о с т р у к т у ­ ры д и с п е р с н о - ф а з о в о й амальгамы. Ореол

Клиническое значение

вокруг сфери­

ческих частиц показывает Cu-Sn-фазу

Н е д о с т а т к о м т р а д и ц и о н н ы х видов а м а л ь г а м ы являет­ ся невысокая

прочность, излишняя ползучесть и

о б ы ч н о г о сплава. Выбор с ф е р и ч е с к о й ф о р м ы ч а с т и ц

коррозия.

был с дел ан с учетом того, что в э к с п е р и м е н т е легче б ы л о м е н я т ь состав с ф е р и ч е с к и х ч а с т и ц ,

нежели

сплава, требующего д о п о л н и т е л ь н о г о и з м е л ь ч е н и я в о п и л к и . О д н о в р е м е н н о б ы л о учтено п р е и м у щ е с т в о , с в я з а н н о е с более л е г к о й к о н д е н с а ц и е й амальгамы

АМАЛЬГАМЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ МЕДИ

при и с п о л ь з о в а н и и

сплава со с ф е р и ч е с к и м и части­

цами. К а к о к а з а л о с ь позже, увеличение с о д е р ж а н и я ме­ ди в сплаве п р и в е л о к м о д и ф и к а ц и и р е а к ц и и схваты­

Из п р и в е д е н н о г о в ы ш е обсуждения свойств традици­

в а н и я , что о к а з а л о с ь к р а й н е п о л е з н ы м для увеличе­

онных

н и я п р о ч н о с т и амальгамы.

стоматологических амальгам, м о ж н о сделать

вывод о т о м , что их улучшение может быть достигнуто путем увеличение п р о ч н о с т и за счет с н и ж е н и я коли­

Первая р е а к ц и я была такой же, к а к и для традици­ о н н ы х сплавов, но за н е й следовала вторая р е а к ц и я :

чества У | - ф а з ы и у 2 -фазы. И д е а л ь н ы м вариантом бы­ ло бы п о л н о е удаление слабой и н е с т о й к о й по отно­ ш е н и ю к к о р р о з и и у 2 -фазы из структуры амальгамы. При этом з н а ч и т е л ь н о с н и з и л с я бы и показатель пол­ зучести.

Таким о бразом, к о н е ч н а я амальгама содержала ма­ ло или совсем не содержала у 2 -фазы. Структура амаль­ гамы показана на Р и с . 2.1,4. П е р в о н а ч а л ь н о полагали, что вся у 2 -фаза была

Амальгамы, упрочненные дисперсной фазой

удалена этой р е а к ц и е й , но затем было установлено, что н е з н а ч и т е л ь н а я ее часть все же остается. Эта м о д и ф и к а ц и я р е а к ц и и твердения привела к

В начале 60-х годов б ы л и п о п ы т к и п о в ы с и т ь проч­

целому ряду и н т е р е с н ы х и важных и з м е н е н и й свойств

ность с т о м а т о л о г и ч е с к и х а м а л ь г а м ,

амальгамы, а и м е н н о :

увеличивая

в

сплаве с о д е р ж а н и е меди. И д е я состояла в т о м , чтобы

•

медь д е й с т в о в а л а к а к д и с п е р с н а я д о б а в к а для увели­

•

чения п р о ч н о с т и а м а л ь г а м ы . Д л я этого с п л а в (в ос­

к более в ы с о к о й п р о ч н о с т и на сжатие; к более быстрому затвердеванию до полного завер­ шения;

новном серебро и медь) со с ф е р и ч е с к и м и ч а с т и ц а м и

•

к с н и ж е н и ю ползучести ;

и в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м меди д о б а в и л и к о п и л к а м

•

к п о в ы ш е н и ю к о р р о з и о н н о й стойкости.

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

94

Другие составы высокомедных амальгам

П р о и з в о д и т е л ь о п р е д е л я е т т а к и е п а р а м е т р ы амаль­

Улучшение а м а л ь г а м ы по такому пути п р и в е л о к соз­

гам к а к ее состав,

д а н и ю одного из ее видов, с о д е р ж а щ е й п о р о ш о к спла­

сплава.

ва

Роль производителя а также р а з м е р и ф о р м а частиц

целиком из сферических частиц и с высоким содержа­

нием меди.

Такой

подход о б ъ е д и н я е т

преимущества

Состав

л е г к о й к о н д е н с а ц и и а м а л ь г а м ы с д о с т о и н с т в а м и , упо­ м я н у т ы м и в ы ш е , и в н а с т о я щ е е время в ы п у щ е н ряд м а р о к а м а л ь г а м ы такого т и п а . П о р о ш о к в этих амальгамах состоит из сферичес­ ких ч а с т и ц и

Н а и б о л е е в ы р а ж е н н ы е р а з л и ч и я в составе связаны с с о д е р ж а н и е м меди в сплаве. П е р в ы й в о п р о с , кото­

представляет с о б о й т р е х к о м п о н е н т н ы й

сплав серебра, олова и меди. Р е а к ц и я т в е р д е н и я выг­

р ы й может быть задан, звучит так: «Должен ли я ис­ пользовать традиционный

сплав для амальгамы или обо­

гащенный медью ?».

лядит следующим образом: Д а н н ы е , полученные при к о н т р о л и р у е м ы х клини­ Ag-Sn-Cu + Hg —> Ag-Sn-Cu + у] + Cu 6 Sn 5

ческих и с п ы т а н и я х , о д н о з н а ч н о показывают, что ре­ зультаты и с п о л ь з о в а н и я амальгам с в ы с о к и м содержа­

Н е ж е л а н и е м н о г и х врачей-стоматологов отказать­

н и е м меди з н а ч и т е л ь н о лучше, ч е м о б ы ч н ы х . Частота

сплава с п о р о ш к о м в виде опи­

краевых о т к о л о в у них н а м н о г о н и ж е , чем у традици­

л о к и п е р е й т и к сферическому, п р и в е л а к выпуску

о н н ы х с п л а в о в с н и з к и м с о д е р ж а н и е м меди, хотя са­

сплава с высоким содержанием меди и только с части­

мо по себе это не о б я з а т е л ь н о означает, что с р о к служ­

цами в виде опилок. Состав этих с п л а в о в в о с н о в н о м та­

бы

ся от и с п о л ь з о в а н и я

к о й же к а к и для всех с ф е р и ч е с к и х с п л а в о в , за исклю­ чением

большего

содержания

меди,

этих двух видов амальгам будет р а з л и ч н ы м . Следует п о м н и т ь , что т р а д и ц и о н н ы е амальгамы

которое

о т л и ч а л и с ь в ы с о к о й устойчивостью в течение многих

находится в пределах от 12 до 30%. О д н а к о следует за­

лет, а с р о к и с о х р а н е н и я их ф у н к ц и и , превышающие

метить, что до сих п о р н е и з в е с т н а о п т и м а л ь н а я

кон­

ц е н т р а ц и я меди в сплаве.

10 лет, у к а з ы в а ю т на б о л ь ш и е п о т е н ц и а л ь н ы е возмож­ ности амальгам. В к л и н и к е ч а щ е наблюдают преждев­

Д л я тех с т о м а т о л о г о в , к о т о р ы е п р е д п о ч и т а ю т ис­

р е м е н н о е в ы п а д е н и е амальгамовых п л о м б , связанное

п о л ь з о в а н и е д и с п е р с н о - ф а з о в ы й т и п с п л а в а , суще­

с н а р у ш е н и я м и т е х н и к и п л о м б и р о в а н и я . Тем не ме­

ствует ц е л ы й ряд с п л а в о в

из с м е с и о п и л о ч н ы х и

нее, н а б л ю д е н и я показывают, что в руках опытных

с ф е р и ч е с к и х ч а с т и ц , в к о т о р ы х оба вида ч а с т и ц име­

врачей и при с о б л ю д е н и и п р а в и л п р и м е н е н и я амаль­

ют о д и н и тот же с о с т а в т р е х к о м п о н е н т н о г о с п л а в а

гамы с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м меди результаты лече­

Ag-Sn-Cu.

н и я н а м н о г о лучше. П о ч е м у амальгамы с в ы с о к и м содержанием меди п о к а з ы в а ю т л у ч ш и е результаты в к л и н и к е пока неяс­ н о . У этих т и п о в амальгамы з н а ч и т е л ь н о снижен по­

ВЫБОР И ПРИМЕНЕНИЕ АМАЛЬГАМ

ж е н и я частоты краевых отколов, но не совсем ясно,

В выборе п о д х о д я щ е й а м а л ь г а м ы д о л ж н ы учитывать­

ж е н н у ю ползучесть ц е л и к о м ответственными за улуч­

ся две о с н о в н ы х группы ф а к т о р о в , а и м е н н о :

ш е н и е свойств амальгамы. В е р о я т н о , здесь следует

•

быть п р а г м а т и к а м и и в о с п р и н и м а т ь это как улучше­

казатель ползучести и также п о в ы ш е н а коррозионная стойкость. Оба эти м о м е н т а считались п р и ч и н о й сни­ м о ж н о ли считать м е н ь ш у ю в е л и ч и н у к о р р о з и и и сни­

•

ф а к т о р ы , на к о т о р ы е оказывает в л и я н и е т о л ь к о производитель;

н и е рабочей х а р а к т е р и с т и к и амальгам, какие бы при­

ф а к т о р ы , к о т о р ы е зависят т о л ь к о от условий рабо­

ч и н ы за э т и м бы не стояли.

ты с материалом в к л и н и к е . Каждая группа ф а к т о р о в будет о к а з ы в а т ь большое

Е щ е о д н о й чертой, характерной для амальгам с

в л и я н и е на рабочие х а р а к т е р и с т и к и и к л и н и ч е с к и й

в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м меди, является их более высо­

результат п р и м е н е н и я

кая п р о ч н о с т ь на сжатие по с р а в н е н и ю с традицион­

амальгам.

Качество пломб из амальгамы в к л и н и к е зависит в

н ы м и с п л а в а м и . Уже через о д и н час после постановки

равной степени от п р а в и л ь н о г о в ы б о р а сплава и от

п л о м б ы амальгама с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м меди име­

соблюдения с т о м а т о л о г и ч е с к и м п е р с о н а л о м правил

ет п р о ч н о с т ь на сжатие в два раза в ы ш е , чем традици­

работы с амальгамой на всех стадиях п л о м б и р о в а н и я

о н н а я амальгама, а это может внести свой вклад в сни­

— от момента д о з и р о в а н и я п о р о ш к а сплава и ртути до

ж е н и е частоты о б р а з о в а н и я б о л ь ш и х дефектов пломб.

окончательного п о л и р о в а н и я .

Тем не м е н е е , следует отметить, что показатели конеч-

СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ АМАЛЬГАМЫ

95

н о й п р о ч н о с т и на сжатие могут не т а к с и л ь н о разли­

н о м с х в а т ы в а н и и . К а ж е т с я , что ч а с т и ц ы среднего или

чаться

т о н к о г о п о м о л а будут более п р и е м л е м ы м компромис­

(Таблица 2.1.3).

В составе амальгамы с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м меди отсутствует ц и н к . П о с к о л ь к у и з в е с т н о , что ц и н к яв­

сом в д а н н о м случае. О з а б о ч е н н о с т ь п о поводу ф о р м ы ч а с т и ц продик­

л я е т с я п р и ч и н о й п о с т е п е н н о г о р а с ш и р е н и я амальга­

тована

м ы , п р и п о п а д а н и и в нее с л ю н ы , это с т а н о в и т с я до­

с п л а в о в в виде о п и л о к и л и со с ф е р и ч е с к о й ф о р м о й

полнительным

ч а с т и ц и л и , в о з м о ж н о , смесью из этих двух сплавов.

преимуществом

высокомедной

необходимостью

выбора

между п о р о ш к а м и

Это в б о л ь ш е й с т е п е н и в о п р о с л и ч н о г о п р е д п о ч т е н и я ,

амальгамы.

но н е к о т о р ы е утверждают, что с и с т е м ы со сферичес­ О д и н недостаток, о т м е ч е н н ы й у н е к о т о р ы х из вы­

к и м и с п л а в а м и легче к о н д е н с и р у ю т с я , п о с р а в н е н и ю

с о к о м е д н ы х амальгам, заключается в том, что их пове­

с п о р о ш к а м и из сплава с н е п р а в и л ь н о й ф о р м о й час­

рхность более п о д в е р ж е н а п о т у с к н е н и ю .

т и ц . Э т о тот в о п р о с , на к о т о р ы й могут ответить толь­ ко сами врач и-стоматологи, если они готовы испытать в работе р а з л и ч н ы е т и п ы амальгам.

Размер частц и их форма Клиническое значение Вопрос о р о л и размера и ф о р м ы частиц д о л ж е н быть тщательно р а с с м о т р е н , п о с к о л ь к у эти п а р а м е т р ы оп­ ределяют не т о л ь к о рабочие

х а р а к т е р и с т и к и сплава,

но также в л и я ю т и на состав к о н е ч н о й затвердевшей амальгамы.

В настоящее время имеется достаточно клинических данных, свидетельствующих о преимуществах амальгамы с в ы с о к и м содержанием меди по сравнению с д р у г и м и вида­ ми амальгам.

Наблюдается т е н д е н ц и я к п р и м е н е н и ю сплавов с сильно и з м е л ь ч е н н ы м и т о н к о д и с п е р с н ы м и частица­ ми, п о с к о л ь к у их л е г к о ф о р м и р о в а т ь в полости зуба,

Роль стоматологического персонала

чтобы затем добиться хорошего п о л и р о в а н и я поверх­ ности. Тем не м е н е е , м а л ы й р а з м е р ч а с т и ц п о р о ш к а

К факторам,

означает большее к о л и ч е с т в о п р о р е а г и р о в а в ш е й со

о т н о с я т с я следующие: п р а в и л ь н о е с о о т н о ш е н и е спла­

сплавом ртути, что даст более в ы с о к о е к о н е ч н о е со­

ва и ртути;

которые зависят от работы стоматолога,

держание ртути, и поэтому большее с о д е р ж а н и е у, - и

д о з и р о в а н и е и с о б л ю д е н и е с о о т н о ш е н и я порош­

у 2 -фаз. В д о п о л н е н и е к этому п р о ч н о с т ь на сжатие

ка сплава и ртути;

этих амальгам в р а н н и е с р о к и з н а ч и т е л ь н о н и ж е , ч е м

смешивание или растирание ;

амальгам,

конденсирование;

и з г о т о в л е н н ы х из более к р у п н ы х ч а с т и ц

сплава.

придание формы и полирование.

В н е к о т о р ы х и с с л е д о в а н и я х б ы л о п о к а з а н о , что применение о ч е н ь т о н к о г о п о р о ш к а сплава п о в ы ш а е т

Соотношение

и частоту краевого откола п л о м б , что на с а м о м деле, является п р о т и в о п о к а з а н и е м к его и с п о л ь з о в а н и ю . В п р о т и в о п о л о ж н о с т ь этому более грубо помоло­

Оптимальное соотношение порошка сплава и ртути достигается с использованием различного типа мерни­

тые с п л а в ы трудно ф о р м и р о в а т ь в п о л о с т и , поскольку

ков или путем с м е ш и в а н и я амальгамы, предварительно

частицы л е г к о с м е щ а ю т с я с п о в е р х н о с т и при началь­

дозированной и расфасованной в капсулы. Капсулиро-

medwedi.ru

96

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

ванная форма амальгамы имеет те преимущества, что

о б / м и н с м е ш и в а н и е м о ж е т п р о д о л ж а т ь с я 20 секунд и

врачу не нужно беспокоиться о соблюдении правильно­

более. О б щ е й р е к о м е н д а ц и е й я в л я е т с я строгое соб­

го соотношения порошка и ртути (поскольку о н о за­

л ю д е н и е в р е м е н и с м е ш и в а н и я а м а л ь г а м ы . Отрица­

ф и к с и р о в а н о в процессе производства). Кроме того,

тельное в л и я н и е на ее к а ч е с т в о в б о л ь ш е й мере связа­

значительно уменьшается опасность пролива ртути на

но с с о к р а щ е н и е м п р о ц е с с а с м е ш и в а н и я , тогда к а к

подготовительных стадиях перед внесением амальгамы

и з б ы т о ч н о е время с м е ш и в а н и я влияет м е н ь ш е .

в полость зуба. К сожалению, капсулированная амаль­

о б н а р у ж и в а е т с я , что амальгама схватывается слиш­

гама намного дороже ее стоимости в п о р о ш к е .

Если

ком б ы с т р о , то н е о б х о д и м о увеличить, а не умень­

Таким о б р а з о м , о б ъ е м н ы й дозатор я в л я е т с я более

ш и т ь время с м е ш и в а н и я , к а к это часто думают. Более

удобным и д о с т у п н ы м по с т о и м о с т и , о д н а к о выбор

п р о д о л ж и т е л ь н о е время с м е ш и в а н и я дает более плас­

сплава о г р а н и ч и в а е т с я при э т о м т о л ь к о т о н к о и з м е л ь -

тичную смесь с удлиненным рабочим временем.

ч е н н ы м и п о р о ш к а м и , п о с к о л ь к у амальгамы со сред­ не-

или грубоизмельченными частицами

порошка

Время с м е ш и в а н и я также влияет на о б ъ е м н ы е из­ м е н е н и я п л о м б ы , которые происходят при схватыва­

с к л о н н ы давать неустойчивую смесь. С другой сторо­

н и и а м а л ь г а м ы . В идеальном случае материал д о л ж е н

н ы , п р и м е н е н и е о б ъ е м н о г о дозатора или

мерника

давать н е б о л ь ш о е р а с ш и р е н и е после схватывания, это

обеспечивает с в о б о д н ы й выбор с о о т н о ш е н и я поро­

улучшает краевое п р и л е г а н и е п л о м б ы и п о н и ж е т кра­

ш о к : ртуть, что в а ж н о для тех врачей-стоматологов,

евую п р о н и ц а е м о с т ь .

которые предпочитают н а ч и н а т ь п л о м б и р о в а н и е

бо­

До внедрения в практику капсулированной амаль­

лее м я г к о й а м а л ь г а м о й . Увеличенное к о л и ч е с т в о рту­

гамы и амальгамосмесителей, т р а д и ц и о н н ы е амальга­

ти не представляет п р о б л е м ы при в ы с о к о й с т е п е н и

мы содержали довольно крупные частицы сплава, ко­

к о н д е н с и р о в а н и я а м а л ь г а м ы . Важно, чтобы была по­

торые

лучена д о с т а т о ч н о п л а с т и ч н а я смесь, которая обеспе­

амальгамы приводил к наибольшему ее р а с ш и р е н и ю в

чит н о р м а л ь н у ю р е а к ц и ю а м а л ь г а м и р о в а н и я и удоб­

конце твердения. Д и н а м и к а и з м е н е н и й размера во вре­

ство в работе с н е й . Во всех случаях следует избегать

мени показана на Р и с . 2.1.5.

работы с сухой смесью. В ц е л о м ,

соотношение 1 : 1

п о р о ш к а к ртути считается о п т и м а л ь н ы м при исполь­ зовании сплавов с частицами неправильной формы ( о п и л к и ) , но для с п л а в о в из с ф е р и ч е с к и х частиц тре­ буется большее к о л и ч е с т в о сплава по о т н о ш е н и ю к ртути из-за м е н ь ш е й с у м м а р н о й п л о щ а д и поверхнос­ ти с ф е р и ч е с к и х ч а с т и ц .

смешивали вручную. Этот метод приготовления

П р и п р о н и к н о в е н и и ртути в сплав отмечается пер­ воначальное у м е н ь ш е н и е объема амальгамы. По мере образования у,-фазы происходит р а с ш и р е н и е амальга­ мы, что с в я з а н о с тем, что у, кристаллы растут навстре­ чу друг другу и о к а з ы в а ю т давление, которое имеет об­ щее направление наружу и

противодействует усадке

материала. Этот процесс наблюдается только в прису­

М е н ь ш е е количество ртути в д а н н о м случае не оз­ начает, что не потребуется удаления и з б ы т к а ртути.

тствии достаточного количества ртути, которую сме­ шали со сплавом для образования пластичной смеси.

Важно, чтобы к о н е ч н о е с о д е р ж а н и е ртути б ы л о низ­

Введение в ы с о к о с к о р о с т н ы х механических амаль­

к и м , н а с к о л ь к о это в о з м о ж н о , а т е х н и к а конденсиро­

гамосмесителей, материалов с н и з к и м с о о т н о ш е н и е м

вания была бы х о р о ш о в ы п о л н е н а .

ртуть: сплав, сплавов с м а л ы м р а з м е р о м частиц и

Смешивание

амальгамы при затвердевании.

плотной

к о н д е н с а ц и и и с м е с и о б е с п е ч и л о усадку

С м е ш и в а н и е я в л я е т с я о д н и м из наиболее важных эта­ пов п р и г о т о в л е н и я а м а л ь г а м ы , п о л н о с т ь ю з а в и с я щ е е

Конденсирование

от персонала. П р а в и л ь н о е с м е ш и в а н и е обеспечивает полного амальгамирования.

Н а и б о л е е в а ж н ы м и т р е б о в а н и я м и к технике конден­

Длительность с м е ш и в а н и я зависит к а к от т и п а ис­

пластичность смеси и

с и р о в а н и я я в л я ю т с я следующие: избыток ртути дол­

пользуемого сплава, так и от системы д о з и р у ю щ е г о

жен быть удален по в о з м о ж н о с т и полностью; пломба

устройства и смесителя. С ф е р и ч е с к и е с п л а в ы могут

не д о л ж н а иметь пор; о п т и м а л ь н о е краевое прилега­

смешиваться быстро и, в ц е л о м , требуют более корот­

ние д о л ж н о предупреждать п о я в л е н и е чувствитель­

кого времени с м е ш и в а н и я . Это с в я з а н о с тем, что та­

ности после п л о м б и р о в а н и я .

кие частицы легче у в л а ж н я ю т с я по с р а в н е н и ю с час­ т и ц а м и сплава н е п р а в и л ь н о й ф о р м ы .

К о н е ч н о е содержание ртути (45%) в пломбе может быть достигнуто при и с п о л ь з о в а н и и сплава с порош­

Продолжительность смешивания зависит от типа

ком в виде о п и л о к . Следует указать, что с н и ж е н и е со­

скоростью

д е р ж а н и я ртути в пломбе ниже 50% не оказывает суще­

в р а щ е н и я 4000 о б / м и н и ходом о к о л о 50 мм время

ственного в л и я н и я на показатель прочности на сжатие

смесителя.

Для

амальгамосмесителя

со

а м а л ь г а м и р о в а н и я может б ы т ь всего 5 секунд. Д л я

амальгамы (через 24 часа). О д н а к о этим можно дос­

более м е д л е н н ы х систем со с к о р о с т ь ю в р а щ е н и я 2600

тичь у м е н ь ш е н и я показателя ее ползучести. Высокая

СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ АМАЛЬГАМЫ

97

ф о р м и р о в а н и я поверхности п л о м б ы , чем сплавы с н е п р а в и л ь н о й ф о р м о й частиц. Необходимость п о л и р о в а н и я амальгам при пов­ торном

визите

п а ц и е н т а остается д и с к у с с и о н н ы м

в о п р о с о м . Н е к о т о р ы е утверждают, что полирование п л о м б необходимо л и ш ь для улучшения ее эстетики, а другие утверждают, что это важно и для удаления по­ верхностного слоя п л о м б ы , в к о т о р о м содержится на­ и б о л ь ш е е количество ртути. В литературе имеется м н е н и е и том, что весьма т о н к и й п о в е р х н о с т н ы й слой содержит в избытке у,ф а з ы и у 2 -фазы и он довольно с к о р о истирается, и, следовательно, п о л и р о в а н и е не имеет з н а ч е н и я для улучшения качества пломб. Ряд исследователей счита­ л и , что обработку п л о м б необходимо проводить только

Р и с . 2 . 1 . 5 . Д и н а м и к а изменения размера у обычной (тра­ диционной) смешанной вручную амальгамы (а) и совре­ менной, смешанной на амальгамосмесителе (Ь)

с п о м о щ ь ю полиров, тогда к а к другие утверждали, что п о л и р о в а н и е амальгамы способствует образование бо­ гатого ртутью поверхностного слоя, что п о в ы ш а е т ве­ роятность

появления

коррозии

или

разрушения

пломб. Тем не менее, более поздние исследования по­ п р о ч н о с т ь в р а н н и е сроки с н и ж а е т вероятность боль­

казывают, что с у м м а р н ы й э ф ф е к т от п о л и р о в а н и я

ших о т к о л о в амальгамы в течение первых нескольких

пломб п о в ы ш а е т п р о ч н о с т ь их поверхности, снижает

часов после н а л о ж е н и я п л о м б ы . Это п р и м е н и м о в рав­

пористость и вероятность п о я в л е н и я коррозии, кроме

н о й степени и к системам со с ф е р и ч е с к и м и сплавами,

того также улучшается краевое прилегание амальгамы.

за и с к л ю ч е н и е м того, что к о н е ч н о е содержание ртути в таких амальгамах д о л ж н о п р и б л и ж а т ь с я к 40%.

П о с к о л ь к у поверхность с ф о р м и р о в а н н о й амальга­ мы весьма рельефна, требуется ее к о н е ч н а я обработка

В а ж н ы м и п р и е м а м и при к о н д е н с и р о в а н и и явля­

— п о л и р о в а н и е п л о м б ы , которую врач должен провес­

ются: п р и л о ж е н и е м а к с и м а л ь н о г о усилия, использо­

ти л и б о в д е н ь п л о м б и р о в а н и я зуба (с и с п о л ь з о в а н и е м

вание соответствующих по размеру и н с т р у м е н т о в для

полира) и л и н а з н а ч и т ь п а ц и е н т у п о в т о р н ы й прием.

конденсации

амальгамы и в н е с е н и е ее в к а р и о з н у ю

И с п о л ь з о в а н и е п о л и р о в э ф ф е к т и в н о для п л о м б и з

полость н е б о л ь ш и м и п о р ц и я м и . И хотя о б ы ч н о реко­

амальгамы с н е п р а в и л ь н о й ф о р м о й ч а с т и ц сплава, и

мендуемое д а в л е н и е п р и к о н д е н с и р о в а н и и составляет

чем д о л ь ш е

30-40 Н , это не означает, что п р и более слабом давле­

го п р и л е г а н и я м о ж н о достичь.

нии будут плохие результаты,

поскольку н и з к о е дав­

ление может быть к о м п е н с и р о в а н о в н е с е н и е м амаль­ гамы

небольшими

полируется пломба, тем лучшего краево­

порциями.

Внесение

больших

п о р ц и й материала п р и в о д и т не т о л ь к о к у в е л и ч е н и ю количества у - ф а з ы и у 2 -фазы, но также вызывает по­

НЕДОСТАТКИ АМАЛЬГАМОВЫХ ПЛОМБ

вышенную пористость пломбы. К о н д е н с и р о в а н и е амальгам со с ф е р и ч е с к и м спла­

И с п о л ь з о в а н и е амальгам стало предметом глубоких

вом требует другого подхода по с р а в н е н и ю с порошка­

дискуссий непосредственно после разработки и внед­

ми сплавов с н е п р а в и л ь н о й ф о р м о й частиц. Посколь­

р е н и я новых п о л и м е р н ы х к о м п о з и т о в и стеклоионо-

ку п о л у ч а е м а я

в

этом

случае

амальгама

обладает

мерных цементов. Н е к о т о р ы е с п е ц и а л и с т ы предлага­

большей п л а с т и ч н о с т ь ю , требуются м е н ь ш и е усилия

ли

дня к о н д е н с и р о в а н и я п л о м б ы и следует и с п о л ь з о в а т ь

О д н а к о , п р и н и м а я во в н и м а н и е ,

вообще

прекратить

использование

амальгам.

что амальгамы эф­

максимальные р а з м е р ы и н с т р у м е н т о в , учитывая фор­

ф е к т и в н о и с п о л ь з о в а л и с ь в стоматологической прак­

му к а р и о з н о й п о л о с т и . О д н а к о обеспечить идеальное

тике уже более 100 лет, эта точка з р е н и я представляет­

краевое п р и л е г а н и е

ся д о в о л ь н о э к с т р е м а л ь н о й . Тем не менее, у амальгам

пломбы

трудно, что с в я з а н о с

грубым з е р н о м структуры с ф е р и ч е с к и х сплавов.

есть ц е л ы й ряд недостатков.

Формирование

Неудовлетворительная эстетика

и

полирование пломбы

Способность к ф о р м и р о в а н и ю амальгамовой п л о м б ы

Амальгама является металлической пломбой и ее об­

зависит от размера и ф о р м ы ч а с т и ц сплава. В целом,

щ и й вид в полости рта мало привлекателен, хотя, если

сферические

ее

сплавы

требуют м е н ь ш и х усилий для

более регулярно полировать, чем это делается на

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

98

практике, то она может выглядеть совсем неплохо. По­

Не вызывает с о м н е н и й , что

п а ц и е н т ы подверже­

л у ч е н н ы й после п о л и р о в а н и я блеск теряется со време­

ны м е н ь ш е м у риску вдыхания паров ртути по сравне­

нем из-за потускнения поверхности пломбы. Несмотря

нию со стоматологическим персоналом.

на п о в ы ш е н и е требований к эстетичности восстанов­

п р о и с х о д и т н е к о т о р о е п о с т у п л е н и е ртути путем вды­

л е н и я , для п л о м б и р о в а н и я жевательных зубов большее

хания ее паров во время в н е с е н и я з а м е ш а н н о й амаль­

значение имеет прочность п л о м б и р о в о ч н о г о материа­

гамы в полость зуба, н о , к а к полагают, к о н ц е н т р а ц и я

ла, и это является важным обстоятельством для исполь­

паров ртути з н а ч и т е л ь н о н и ж е порога в 50 мкг/м . Од­

Конечно,

3

н а к о , имел место ряд случаев, когда у п а ц и е н т о в наб­

зования амальгамы и в настоящее время.

людалась в ы р а ж е н н а я р е а к ц и я на присутствие амаль­ гамы

Токсичность ртути

полости

рта,

что

можно

объяснить

У н е к о т о р ы х п а ц и е н т о в может наблюдаться выражен­

Вполне п о н я т н о , что ртуть я в л я е т с я в ы с о к о токсич­ н ы м в е щ е с т в о м . Ее п р и м е н е н и е требует н а и б о л ь ш е г о внимания.

в

з а м е д л е н н о й гиперчувствительной р е а к ц и е й к ртути.

Основными источниками загрязнения

ртутью и т о к с и ч е с к о г о воздействия могут б ы т ь следу­ ю щ и е обстоятельства:

ная реакция с типичными

с и м п т о м а м и аллергии, и

врач-стоматолог д о л ж е н знать об этом и быть готов с п р а в и т ь с я с т а к и м с о с т о я н и е м больного. В литерату­ ре также б ы л и с о о б щ е н и я о л и х е н о и д н ы х р е а к ц и я х на с л и з и с т о й о б о л о ч к е полости рта, с в я з а н н ы х с пломби­ р о в а н и е м амальгамой: в таких случаях рекомендуют удаление пломб из амальгамы и, о с о б е н н о п р и нали­

•

с л у ч а й н ы е п р о л и т и я ртути;

•

н е с о б л ю д е н и е г и г и е н ы в работе ;

•

п р я м о й к о н т а к т с ртутью;

ч и и н е п о с р е д с т в е н н о г о контакта между п л о м б о й и очагом п о р а ж е н и я . Н е к о т о р ы м и и с с л е д о в а н и я м и у с т а н о в л е н о , что

•

амальгамосмесители;

•

н а л о ж е н и е н о в ы х и удаление старых п л о м б .

ртутные и с п а р е н и я могут возникать при акте жевания и к о р р о з и и амальгамы. О д н а к о в среднем, суммарное

Н а и б о л ь ш у ю о п а с н о с т ь представляют п а р ы ртути,

поступление ртути из амальгамовых пломб в организм

а их и с т о ч н и к о м я в л я е т с я п р о л и т а я ртуть в рабочем

значительно ниже порогового уровня 30 мкг/сутки, ре­

к а б и н е т е . И с п о л ь з о в а н и е к а п с у л и р о в а н н о й амальга­

к о м е н д о в а н н о г о Всемирной о р г а н и з а ц и е й здравоох­ р а н е н и я . Тем не менее, у некоторых п а ц и е н т о в уро­

мы м и н и м и з и р у е т этот р и с к . Р а б о т н и к и стоматологического кабинета подвер­

вень поступления ртути в организм может значительно

ж е н ы наибольшему риску от загрязнения п о м е щ е н и й

п р е в ы ш а т ь его

ртутью, поскольку этот материал используется в каж­

ф у н к ц и е й ж е в а н и я и бруксизмом. In vitro было показа­

среднее з н а ч е н и е , и связывают это с

додневной работе. Если произойдет пролитие ртути,

н о , что о т б е л и в а ю щ и е средства на основе карбамида

о н а д о л ж н а быть н е м е д л е н н о убрана, так как любое ее

могут увеличивать высвобождение ртути из амальгамо­

количество с п о с о б н о испаряться. Предельно допусти­

вых пломб. Таким образом,

мой к о н ц е н т р а ц и е й ртути в воздухе

на наличие у них с и м п т о м о в ртутной интоксикации

для возникнове­ 3

н и я отрицательного э ф ф е к т а является 50 мкг/м . Из опыта работы на производствах,

использующих ртуть,

к пациентам с жалобами

следует относиться с д о л ж н ы м в н и м а н и е м . К продолжающемуся и с п о л ь з о в а н и ю амальгам от­

например, при производстве ртутных термометров, из­

ношение

вестно, что при п р е в ы ш е н и и указанного в ы ш е порога

М н о г и е полагают, что ртуть из остатков пломб может

появляются п р и з н а к и отравления ртутью. О н и включа­

загрязнять окружающую среду и увеличивать суммар­

Е в р о п е й с к и х стран

весьма неоднозначно.

ют судороги ног, зудящую сыпь, избыточное потоотде­

ную ртутную нагрузку в сообществе. Эти аргументы

ление, п о в ы ш е н и е сердцебиения, п о в ы ш е н и е темпера­

могут способствовать п о л н о м у п р е к р а щ е н и ю исполь­

туры тела,

раздражительность, бессонницу, головные

з о в а н и я амальгамы, п о к а не придет п о н и м а н и е того,

боли, хроническую усталость и нервную д и с ф у н к ц и ю .

что вследствие такого р е ш е н и я стоимость стоматоло­

Для

профилактики

загрязнения

помещений

ртутью рекомендуются следующие м е р о п р и я т и я :

гического л е ч е н и я резко возрастет. Хотя применение ртути в стоматологии составляет по объему всего 3% от общего количества ртути, используемой во всем мире

• • •

и с п о л ь з о в а н и е технологии, и с к л ю ч а ю щ е й п р я м о й

для разных целей, стоматологический персонал дол­

контакт с ртутью;

ж е н строго соблюдать гигиенические правила работы

использование герметичных механических амаль-

с ртутью,

гамосмесителей;

после п л о м б и р о в а н и я и в ы с в е р л и в а н и я старых пломб.

хранение ртути и остатков амальгамы под водой в небьющихся

герметически закрытых контейне­

рах; •

немедленная уборка п р о л и т о й ртути.

включая у т и л и з а ц и ю отходов амальгамы

Н е о б х о д и м о все же подчеркнуть, что вопрос о би­ о с о в м е с т и м о с т и амальгам достаточно серьезен и тре­ бует п о с т о я н н о г о п о и с к а альтернативных сплавов. О д н и м из таких альтернативных з а м е щ а ю щ и х ртуть

СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ АМАЛЬГАМЫ

металлов я в л я е т с я галлий, к о т о р ы й стоит на втором

99

к и й привкус, а также ускорять к о р р о з и о н н о е разруше­

месте п о н а и б о л е е н и з к о й температуре п л а в л е н и я

ние металла, обладающего большим

после ртути. При о б р а з о в а н и и сплава галлия с оловом

т е л ь н ы м п о т е н ц и а л о м . Поэтому, несмотря на редкое

и и н д и е м сплав находится в ж и д к о м с о с т о я н и и

при

к о м н а т н о й температуре. П о р о ш к и сплава, и м е ю щ е г о

электроотрица­

п р о я в л е н и е такого ф е н о м е н а , использование разно­ р о д н ы х металлов в полости рта не рекомендуется.

состав п о х о ж и й на состав с п л а в о в для с о е д и н е н и я со ртутью, с м е ш и в а ю т с я с э т о й ж и д к о с т ь ю и в результате получается смесь, которую м о ж н о к о н д е н с и р о в а т ь в п о л о с т и зуба. Галлиевый сплав обладает с р а в н и т е л ь н о

Отсутствие адгезии

х о р о ш и м и ф и з и ч е с к и м и и м е х а н и ч е с к и м и свойства­

Н е о б х о д и м о с т ь п р е п а р и р о в а н и я я щ и к о о б р а з н о й по­

м и . О д н а к о ч р е з м е р н о е р а с ш и р е н и е при с хв а т ыв а нии

л о с т и в зубе с р е т е н ц и о н н ы м и п у н к т а м и для пломби­

и н и з к и е рабочие

р о в а н и я амальгамой является ее с е р ь е з н ы м недостат­

качества требуют з н а ч и т е л ь н о г о

улучшения этого материала до того, к а к он может

ком.

быть р е к о м е н д о в а н для з а м е н ы амальгамы.

з а к а н ч и в а т ь с я в пределах здоровых т к а н е й зуба, сле­

Существует и другое н а п р а в л е н и е п о и с к а нового

При

этом

препарирование

полости должно

дуя ш и р о к о и з в е с т н о м у п р и н ц и п у — «расширение для

п л о м б и р о в о ч н о г о материала, и с к л ю ч а ю щ е е исполь­

предупреждения».

з о в а н и е ж и д к о г о металла, путем

подвергается с о м н е н и ю , поскольку амальгамой не­

холодной сварки

Этот подход в н а с т о я щ е е время

п р е д в а р и т е л ь н о о б р а б о т а н н ы х и п о к р ы т ы х серебром

в о з м о ж н о возместить здоровые т к а н и зуба. Н о в ы е ме­

частиц. Холодная сварка происходит в тех местах, где

тоды п р е п а р и р о в а н и я п о л о с т и , н а ц е л е н н ы е на макси­

имеется к о н т а к т «серебро-серебро» между ч а с т и ц а м и .

м а л ь н о в о з м о ж н о е с о х р а н е н и е здоровых т к а н е й зуба,

Этому процессу способствует обработка ч а с т и ц сла­

уже р а з р а б о т а н ы , но о н и не могут быть ис пол ь зован ы

бой к и с л о т о й д л я удаления всех з а г р я з н я ю щ и х ве­

для работы с амальгамой, не о б л а д а ю щ е й свойствами

ществ с п о в е р х н о с т и , к о т о р ы е могут м е ш а т ь холодной

а д г е з и о н н ы х восстановительных материалов.

сварке. О д н а к о здесь имеется проблема, с в я з а н н а я с н е о б х о д и м о с т ь ю п р и м е н е н и я б о л ь ш о й с и л ы конден­ сирования,

при к о т о р о й может п р о и з о й т и с л и я н и е

ч а с т и ц серебра. И хотя этот материал имеет б о л ь ш и е п е р с п е к т и в ы для ш и р о к о г о и с п о л ь з о в а н и я , о н все еще находится на стадии р а з р а б о т к и .

Недостаточная прочность и ударная вязкость К а к указывалось в ы ш е , амальгамы о ч е н ь хрупки, и относятся

к группе п л о м б и р о в о ч н ы х материалов с

н и з к о й п р о ч н о с т ь ю на разрыв. Поэтому амальгаму ре­

Высокая термопроводность

комендуется использовать для п л о м б и р о в а н и я боль­ ших к а р и о з н ы х полостей,

Я в л я я с ь м е т а л л и ч е с к и м материалом, амальгамы име­

п е н ь ее

так к а к это снижает сте­

н а к л о н а и и з г и б а , ч т о , в с в о ю очередь,

ю т о ч е н ь в ы с о к у ю т е р м о п р о в о д н о с т ь . К а к известно,

с н и ж а е т величину внутренних р а с т я г и в а ю щ и х напря­

по

жений.

этой

причине

может

чувствительность пульпы

возникать

повышенная

из-за г и д р о д и н а м и ч е с к о г о

П о э т о м у п р и п р е п а р и р о в а н и и необходимо

удалять б о л ь ш и е о б ъ е м ы т к а н е й зуба, чтобы избежать

э ф ф е к т а и п р о н и к н о в е н и я ротовой ж и д к о с т и через

т о н к о г о п о п е р е ч н о г о сечения амальгамовой пломбы в

краевую щель, а также из-за у с к о р е н и я тока ж и д к о с т и

л ю б о м участке. Это означает, что края я щ и к о о б р а з н о й

вверх и в н и з по д е н т и н н ы м к а н а л ь ц а м . В то же время,

полости д о л ж н ы находится

следует заметить, что с этой п р о б л е м о й л е г к о справ­

лости.

ляются

под углом 90° ко дну по­

П о э т о м у и с п о л ь з о в а н и е амальгамы в неболь­

методов

ш и х к а р и о з н ы х полостях п р о т и в о п о к а з а н о , и в этих

п р е п а р и р о в а н и я полости и и с п о л ь з о в а н и я л а к о в и

случаях предпочтительнее будет п р и м е н е н и е альтер­

п р о к л а д о к (см. главу 2.4).

нат ивног о материала типа п о л и м е р н о г о композита.

Гальванические эффекты

Ограниченный срок службы пломб из стоматологических амальгам

путем

применения рациональных

Если две м е т а л л и ч е с к и е п л о м б ы из разных металлов с р а з л и ч н о й в е л и ч и н о й э л е к т р о о т р и ц а т е л ь н о с т и нахо­

Сотни

дятся в н е п о с р е д с т в е н н о й близости друг к другу в

ежегодно. П о л о в и н у из них

э л е к т р о п р о в о д я щ е й среде ( п р и м е н и т е л ь н о к полости

п л о м б . О п р е д е л е н и е срока службы пломб из амальгам

рта этой средой является с л ю н а ) , в о з м о ж н о образова­

я в л я л о с ь задачей целого ряда клинических исследова­

ние г а л ь в а н и ч е с к о й я ч е й к и . Э л е к т р и ч е с к и й т о к мо­

н и й , согласно к о т о р ы м установлено, что в среднем он

жет вызвать д и с к о м ф о р т в полости рта и металличес­

составляет от 4 до 5 лет.

medwedi.ru

тысяч

амальгамовых

пломб

накладываются

составляет замена старых

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

100

З а м е ч е н о также, что с р о к службы п л о м б из амаль­

п р и з м , м о ж н о добиться м и н и м а л ь н о г о удаления здо­

гамы о б р а т н о п р о п о р ц и о н а л е н их размеру. Р е ш е н и е

р о в о й т к а н и зуба. Этот метод позволяет также обеспе­

э т о й п р о б л е м ы усложняет тот факт, что п р и каждой

чивать о п т и м а л ь н ы й угол н а к л о н а ( п р и б л и ж а я с ь к

замене амальгамовой п л о м б ы р а з м е р ы п о л о с т и увели­

90°) с т е н к и п о л о с т и по о т н о ш е н и ю к ее дну. Следует

ч и в а ю т с я , по м е н ь ш е й мере, на 0,5 мм, п р и в о д я к не­

всегда п о м н и т ь , что острые углы (стенка-дно) полости

о б х о д и м о с т и увеличивать и размеры п л о м б . В о б щ е м

способствуют отколу амальгамы по к р а ю п л о м б ы .

м о ж н о утверждать, что чем м е н ь ш е пломба, тем доль­ ш е о н а сохранится.

В н а с т о я щ е е время существуют адгезивы, позволя­ ю щ и е добиться п л о т н о й связи амальгамы с т к а н я м и

Из всех упомянутых выше недостатков наибольшую обеспокоенность вызывают короткий с р о к сохраннос­

зуба. Такая с в я з ь

обеспечит д о п о л н и т е л ь н у ю подде­

ржку, к а к самой пломбе, так и бугров жевательной по­

ти амальгамовых пломб и значительное удаление тка­

верхности, что у п р о ч н я е т в о с с т а н о в л е н н у ю коронку

ней зуба при их наложении. Пути

зуба. О д н а к о , долговечность такого адгезива пока не

продления

срока

службы пломб будут рассмотрены в следующем разделе.

изучена, поэтому к о н ф и г у р а ц и я полости д о л ж н а быть т а к о й , чтобы и с к л ю ч и т ь места, с п о с о б н ы е вызвать пе­

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПЛОМБ ИЗ АМАЛЬГАМЫ

реломы п л о м б ы . П р и о ч е н ь о с л а б л е н н ы х буграх луч­ ше использовать такие альтернативные методики вос­ с т а н о в л е н и я , к а к золотые или ф а р ф о р о в ы е вкладки.

Эмаль зуба без опоры на дентин В течение последних трех д е с я т и л е т и й методы плом­ б и р о в а н и я зубов амальгамой н е о д н о к р а т н о подверга­

С о б л ю д е н и е правила с о з д а н и я вертикальных с т е н о к и

л и с ь к р и т и ч е с к о м у анализу. На о с н о в а н и и этого ана­

п л о с к о г о дна при ф о р м и р о в а н и и я щ и к о о б р а з н о й по­

лиза

замены

лости может привести к отколу э м а л и проксимально­

амальгамовых п л о м б , и в о с н о в н о м о н и сводятся к

го участка зуба, как это п о к а з а н о на Р и с . 2.1.6. Лишен­

были

определены

показания

для

следующему:

ная о п о р ы э м а л ь откалывается и в этом месте быстро образуется в т о р и ч н ы й к а р и е с .

•

перелом зуба,

Остаточный

•

вторичный кариес,

•

откол части б о л ь ш о й амальгамовой п л о м б ы ,

•

н а р у ш е н и е краевого п р и л е г а н и я .

кариес

При ф о р м и р о в а н и и полости крайне важно удалить все п о р а ж е н н ы е к а р и е с о м т к а н и . Если этого не сделать,

Н а р у ш е н и е краевого п р и л е г а н и я может в о з н и к а т ь

кариес легко распространится в д е н т и н е , что приведет

из-за откола одного из краев п л о м б ы или края э м а л и .

к отколу н а в и с а ю щ е й эмали, а под в л и я н и е м бактери­

Из п е р е ч и с л е н н ы х ф а к т о р о в наиболее частой причи­

альных т о к с и н о в в о з н и к н е т воспаление пульпы.

ной з а м е н ы п л о м б из амальгамы считается в т о р и ч н ы й кариес, т р е б у ю щ и й о к о л о 70% з а м е н ы п л о м б .

Вторичный кариес

Н е к о т о р ы е из этих неудач н е и з б е ж н ы , будучи свя­ з а н н ы м и , с н е с о в е р ш е н с т в о м свойств амальгам, но

Загрязнение

других можно избежать, если учитывать п о к а з а н и я к ее п р и м е н е н и ю и использовать р а ц и о н а л ь н ы е техни­

З а г р я з н е н и е полости

ческие п р и е м ы п л о м б и р о в а н и я , включая надлежащее

п р и л е г а н и е п л о м б ы к краям полости.

к р о в ь ю или с л ю н о й нарушает

формирование кариозной полости.

Неправильное

Перелом зуба

применение

матрицы

Плохо н а л о ж е н н а я п о л о с к а - м а т р и ц а может быть при­

Ослабленная структура

зуба

чиной образования

проксимального

нависающего

края п л о м б ы или плохих к о н т а к т н ы х пунктов сопри­ Чем больше удаляют т к а н е й зуба, тем слабее он стано­

к а с а ю щ и х с я зубов. Н а в и с а ю щ и е края пломб вызыва­

вится. Амальгама действует к а к э ф ф е к т и в н ы й восста­

ют с к о п л е н и е зубного налета, что приводит к образо­

н о в и т е л ь н ы й материал утраченных т к а н е й зуба, но, не

в а н и ю вторичного кариеса.

обладая адгезивными с в о й с т в а м и , о н а не способству­

локализуется под д е с н о й , то это, к а к п р а в и л о , приво­

ет у к р е п л е н и ю структуры зуба. Поэтому всегда следу­

дит к в о с п а л е н и ю мягких т к а н е й а, в к о н ц е концов,

ет п р и м е н я т ь щ а д я щ и е м е т о д и к и , путем

приводит к потере к о с т н о й т к а н и и о б р а з о в а н и ю дес-

минималь­

ного п р е п а р и р о в а н и я т к а н е й зуба. Препарируя э м а л ь зуба, п а р а л л е л ь н о н а п р а в л е н и ю

невого к а р м а н а .

Если н а в и с а ю щ и й край

Избыточное стягивание полоски-

м а т р и ц ы может вызвать перелом зуба, который был

СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ АМАЛЬГАМЫ

101

о ч е н ь ослаблен удалением б о л ь ш о г о количества тка­

п о р а ж е н и е о г р а н и ч е н о только п р о к с и м а л ь н о й пове­

ней при препарировании полости.

рхностью и этот метод п р е п а р и р о в а н и я обычно назы­ вают краевым п р е п а р и р о в а н и е м .

Нарушение

техники

конденсирования

К а к уже у к а з ы в а л о с ь , н е д о с т а т о ч н о е

Острые внутренние углы

конденсирова­

н и е п р и в о д и т к п о р и с т о с т и а м а л ь г а м ы , и з б ы т к у со­

Н а л и ч и е острых внутренних углов полости концент­

д е р ж а н и я в н е й ртути, а оба э т и ф а к т о р а с н и ж а ю т ее

рирует н а п р я ж е н и е в этих местах, что увеличивает

п р о ч н о с т ь . К р а е в о е п р и л е г а н и е будет т а к ж е неудов­

р и с к перелома, к а к зуба, т а к и п л о м б ы подобно тому,

летворительным,

к а к это п о к а з а н о на Рис. 2.1.7.

увеличивая

риск возникновения

П о э т о м у острые углы

в т о р и ч н о г о к а р и е с а и к о р р о з и и п л о м б ы . Д л я обеспе­

полости следует скруглять, п р и д а в а я им грушеобраз­

чения

ную ф о р м у с учетом глубины к а р и о з н о г о поражения,

соответствующего

конденсирования

очень

важно, чтобы амальгама была хорошо смешана при

а в ц е л о м н е о б х о д и м о избегать п р е п а р и р о в а н и я по­

правильно выбранном времени работы амальгамос-

л о с т е й со с т е н к а м и под острым углом.

м е с и т е л я . О ч е н ь в а ж н о избегать с о к р а щ е н и я време­ ни с м е ш и в а н и я ,

так

как это

п р и в е д е т к сухости

а м а л ь г а м о в о й с м е с и , к о т о р а я будет п л о х о конденси­

Краевые отколы Неправильные углы стенка полости поверхность

роваться.

Большие переломы амальгамы

О с н о в н о й п р и ч и н о й откола края п л о м б ы является

Неглубокое

препарирование

н е п р а в и л ь н о е ф о р м и р о в а н и е угла с т е н к и полости зу­ ба по о т н о ш е н и ю к ее поверхности, п р и в о д я щ е г о

С т о м а т о л о г и ч е с к и е амальгамы и м е ю т о ч е н ь н и з к у ю

к

отколу к р а я э м а л и и л и п л о м б ы . Откол амальгамы ча­

п р о ч н о с т ь на р а з р ы в . Неглубокое п р е п а р и р о в а н и е до­

ще всего происходит п р и н а л и ч и и острого краевого

пускается т о л ь к о п р и о ч е н ь н е б о л ь ш и х к а р и о з н ы х по­

угла. Это происходит потому, что амальгама в в ы с ш е й

лостях, когда п л о щ а д ь поверхности мала по сравне­

степени хрупкий

н и ю с глубиной п о л о с т и .

п р о ч н о с т ь н а разрыв (60-70 М П а ) . Л ю б ы е в н е ш н и е

При больших кариозных

материал

и имеет очень низкую

(мезиально-окклюзионно-дис-

нагрузки, в ы з ы в а ю щ и е изгиб э м а л и п р и в о д я т к отко­

тальные) глубина полости д о л ж н а обеспечить опти­

лу т о н к и х краев п л о м б ы . В п р о т и в о п о л о ж н о с т ь этому

полостях т и п а М О Д м а л ь н ы й объем

п л о м б ы , с тем, ч т о б ы п р о т и в о с т о я т ь

и з г и б а ю щ и м силам.

Это может потребовать значи­

края вкладок из сплава золота не откалываются, пос­ кольку этот материал в я з о к и пластичен. П о э т о м у для предупреждения откола (эмали или пломбы) следует

тельного п р е п а р и р о в а н и я здоровых т к а н е й зуба.

ф о р м и р о в а т ь край полости под углом более 70°, так как это позволяет избежать о б р а з о в а н и я т о н к о г о края

Неретенционные ящикообразные полости на проксимальных поверхностях

амальгамы. П р а к т и к а ф о р м и р о в а н и я п е р п е н д и к у л я р н ы х сте­

Неудачи п л о м б и р о в а н и я

кариозных полостей

ДО или М О Д часто с в я з а н ы с

МО,

о т к о л о м проксималь­

н о к полости п р и в о д и т к о б р а з о в а н и ю на жевательной поверхности острых углов (Рис. 2.1.8а). И з м е н и т ь уг­

ного ее ф р а г м е н т а от о к к л ю з и о н н о г о . До н е к о т о р о й

лы н а п р а в л е н и я с т е н о к по

с т е п е н и это с в я з а н о с тем, что п р о ч н о с т ь п л о м б ы из

в о з м о ж н о , так к а к это может привести к п е р ф о р а ц и и

амальгамы на изгиб н и з к а , а о к к л ю з и о н н а я нагрузка

рога пульпы (Рис. 2.1.86). П р и е м л е м ы м методом ре­

н а п р а в л е н а на в ы д а в л и в а н и е

пломбы

в

наружном

всей глубине полости не­

ш е н и я э т о й п р о б л е м ы является

ф о р м и р о в а н и е ост­

н а п р а в л е н и и . Острые в н у т р е н н и е л и н е й н ы е углы на­

рых углов только в слое э м а л и , к а к это п о к а з а н о на

рушают п р и н ц и п ф о р м и р о в а н и я я щ и к о о б р а з н о й по­

Рис. 2.1.86.

лости, что может п р и в о д и т ь к перелому пломб. Пони­ зить

риск

такого

осложнения

можно

путем

п р е п а р и р о в а н и я р е т е н ц и о н н ы х пунктов на латераль­

П р и н е г л у б о к и х п о л о с т я х ж е в а т е л ь н о й поверх­ ности

нет необходимости создания

угла (полость-

п о в е р х н о с т ь ) в 90°, п о с к о л ь к у и з л и ш н ю ю амальгаму

ных стенках и п р и д е с н е в о м участке д н а п о л о с т и . Эта

м о ж н о удалить п р и з а в е р ш е н и и ф о р м и р о в а н и я е е

м а н и п у л я ц и я обеспечивает у к р е п л е н и е п л о м б ы в по­

к о н т у р о в , и в э т о м случае не будет д о п о л н и т е л ь н о й

лости, о б е с п е ч и в а я ее устойчивость п р о т и в сил, нап­

нагрузки на амальгаму со стороны

р а в л е н н ы х на в ы д а в л и в а н и е и с м е щ е н и е п л о м б ы в

н и с т о в . Угол к р а я а м а л ь г а м ы станет т у п ы м , что при­

п р о к с и м а л ь н о м н а п р а в л е н и и . Т а к и м образом, допол­

даст

нительное п р е п а р и р о в а н и е

ф и с с у р ж е в а т е л ь н о й по­

поддержке

верхности не требуется в том случае, когда п е р в и ч н о е

материала.

medwedi.ru

краю

дополнительную подлежащей

зубов-антаго­

прочность

массы

благодаря

пломбировочного

102

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Пузырьки

газообразного

водорода

образуются

внутри амальгамы. Давление с течением времени увеличивается по мере о б р а з о в а н и я все большего ко­ личества водорода, который остается в ф о р м е пузырь­ ков. П о с т о я н н о е увеличение д а в л е н и я приводит к рас­ ш и р е н и ю пузырьков и всей п л о м б ы . Это происходит на р а н н е й стадии твердения м е д л е н н о схватывающих­ ся амальгам, так к а к о н и не с п о с о б н ы противостоять этому д а в л е н и ю до м о м е н т а п о л н о г о затвердевания. Р а с ш и р е н и е может п о в ы с и т ь давление на пульпу или вызвать в о з в ы ш е н и е п л о м б ы над уровнем поверхности зуба. П о в ы ш е н и е д а в л е н и я на пульпу может быть при­ Рис. 2 . 1 . 6 . Если дно п р о к с и м а л ь н о й я щ и к о о б р а з н о й по­

чиной болезненных ощущений, а возвышение пломбы

лости в области десны з а к о н ч е н о т а к и м о б р а з о м (а), тогда

— краевых отколов. П р и значительных разрушениях

лишенная опоры эмаль откалывается (Ь) и это приведет к

зуба р а с ш и р е н и е п л о м б ы может также приводить

вторичному кариесу. Снятие ф а с к и с эмали (с) предупре­

перелому с отделением бугра жевательной поверхнос­

дит такое развитие с о б ы т и й , но необходимо также сделать

ти. Этот недостаток м о ж н о свести к м и н и м у м у приме­

бороздку в десневом дне дентина, чтобы противодейство­

нением качественной изоляции и использованием

вать смещению п л о м б ы в п р о к с и м а л ь н о м направлении.

амальгамы с быстрым схватыванием.

к

Избыток, недостаток амальгамы в полости и издержки ее завершающего моделирования Заполнение полости с избытком пломбировочного материала, а затем

направильное

формы пломбы для обеспечения

моделирование

п л а в н о г о перехода

от п о в е р х н о с т и зуба к п о в е р х н о с т и п л о м б ы , может п р и в е с т и к тому, что на их г р а н и ц е п о я в и т с я выступ. Р а н о и л и п о з д н о п р о и з о й д е т о т к о л этого выступа, что создаст в и д и м о с т ь краевого п е р е л о м а п л о м б ы . Это побудит с т о м а т о л о г а к з а м е н е п л о м б ы , в то вре­ м я , к а к , в е р о я т н е е всего, с о ш л и ф о в ы в а н и е поверх­ Рис. 2 . 1 . 7 . Острые внутренние линейные углы (а) могут привести к отколу бугра жевательной поверхности (Ь) при большой о к к л ю з и о н н о й нагрузке. Разрывающее напряже­

н о с т и п л о м б ы будет д о с т а т о ч н ы м д л я у с т р а н е н и я та­ кого дефекта. Поэтому правильное моделирование п о в е р х н о с т и п л о м б ы п о с л е в н е с е н и я ее в п о л о с т ь зу-

ние концентрируется в этом л и н е й н о м угле; его м о ж н о зна­ чительно снизить з а к р у г л е н и е м (с).

Б о л ь ш о е в н и м а н и е д о л ж н о быть уделено препари­ р о в а н и ю краев полости с тем, ч т о б ы не у м е н ь ш а т ь слой д е н т и н а под э м а л ь ю . Не рекомендуется также создавать острые углы

Отсроченное

края амальгамы.

расширение

П р и работе с ц и н к с о д е р ж а щ и м и с п л а в а м и , попа­

Рисунок 2 . 1 . 8 Тупой угол полость-поверхность(а) дает

дание с л ю н ы в материал во в р е м я в н е с е н и я их в по­

острый угол у края п л о м б ы , что приведет к перелому края,

лость зуба может п р и в е с т и к феномену, известному

и поэтому он должен быть с к о р р е к т и р о в а н . Ha (Ь) угол по­

как отсроченное р а с ш и р е н и е . Р е а к ц и я воды с ц и н к о м

лость-поверхность более близок к идеальному, но это мо­

может выглядеть следующим образом:

жет привести к п е р ф о р а ц и и пульпы. Приемлемая ситуация приведена на (с), где к о р р е к т и р о в к а ограничена эмалью

Н20 + Zn

ZnO + Н,

без увеличения общего размера полости.

СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ АМАЛЬГАМЫ

ба п о м о ж е т и з б е ж а т ь н е о п р а в д а н н о г о п о в т о р н о г о ле­ ч е н и я . В р а в н о й с т е п е н и это о т н о с и т с я и к недоста­

103

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

т о ч н о м у з а п о л н е н и ю п о л о с т и п л о м б и р о в о ч н ы м ма­ териалом или

нерациональному моделированию,

п р и в о д я щ е м у к о б р а з о в а н и ю острых углов и о т к о л а м к р а е в э м а л и зуба.

Brown D (1984) T h e development of improved amalgams. Br Dent J 157: 427 Brown D (1988) Dental amalgams. Br Dent J 164: 253

Ползучесть и коррозия амальгамы

Cruickshank-Boyd DW, Patel S (1980) High copper con­ tent amalgams. D e n t U p d a t e June: 237 Elderton RJ (1984) N e w approaches to cavity design. Br

П р о б л е м ы , с в я з а н н ы е с и с п о л ь з о в а н и е м амальгамы,

Dent J 157: 421

уже обсуждались в деталях, к а к с учетом недостатков

Elderton RJ (1984) Cavo-surface angles, amalgam margin

ее механических и ф и з и ч е с к и х свойств, так и слож­

angles and occlusal cavity preparation. Br Dent J 156:

ности работы с н е ю в к л и н и к е . Б о л ь ш у ю часть небла­ гополучных исходов п л о м б и р о в а н и я зубов с исполь­ зованием амальгамы

можно

п р е д у п р е д и т ь путем

т щ а т е л ь н о г о п р е п а р и р о в а н и я полости и с о б л ю д е н и я методов п л о м б и р о в а н и я . В долгосрочном аспекте

319 Eley BM, Cox SW (1988) Mercury poisoning from dental amalgam — an evaluation of the evidence. J Dent 16: 90 Grajower R, Novickas D (1988) T h e amalgam margin

амальгамы м о ж н о считать н е н а д е ж н ы м материалом.

angle,

Неудачи п л о м б и р о в а н и я а м а л ь г а м о й , с в я з а н н ы е с

occlusal enamel, a pilot study on extracted teeth. J Oral

о с о б е н н о с т я м и этого материала, — это прежде всего ползучесть и к о р р о з и я , п р и в о д я щ и е о б ы ч н о к отколу края п л о м б ы .

marginal breakdown and adjacent caries in

Rehabil 15: 257 Hamilton CJ et al (1983) Marginal fracture not a predictor of longevity. J Prosthet D e n t 50: 200 Letz H,Vrijhoef MA (1984) Long-term influences on mar­ ginal fracture of amalgam restorations. J Oral Rehabil

Клиническое значение

11: 95 Letzel H et al (1997) T h e influence of the amalgam alloy on

В идеальном случае выбранный сплав амальгамы должен

the survival of amalgam

обладать очень малой ползучестью или совсем не иметь

analysis of multiple controlled clinical trials. J Dent

ее, а также обладать высокой устойчивостью к к о р р о з и и . Лабораторные и клинические данные указывают на то, что из всех амальгам предпочтение следует отдать амаль­ гаме, содержащей цинк и высокий процент меди.

restorations:

a secondary

Res 76:1787 Mahler DB (1997) The high-copper dental amalgam alloy. J D e n t Res 76: 537 Mahler D B , Nelson LW (1994) Sensitivity answers sought in amalgam alloy microleakage study. J Am Dent Assoc 125: 282

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Mjor IA (1985) Frequency of secondary caries at various anatomical locations. Oper Dent 10: 88 Papadogiannis Y, Boyer D B , Lakes RS (1987) Creep of

С т о м а т о л о г и ч е с к и е амальгамы продолжают оставать­ ся п л о м б и р о в о ч н ы м материалом в ы б о р а

во многих

к л и н и ч е с к и х ситуациях. Если уделять б о л ь ш о е вни­ м а н и е выбору материала и технике работы с н и м , пра­ вильно

оценивать

присущие

ему н е д о с т а т к и ,

то

amalgam at low stresses. J Dent Res 66: 1569 Roulet J - F (1997) Benefits and disadvantages of toothcoloured alternatives to amalgam. J Dent 25: 459 Sarkar NK (1978) Creep, corrosion and marginal fracture of amalgam fillings. J Oral Rehabil 5: 413

а м а л ь г а м ы могут еще в течение м н о г и х лет ш и р о к о и

Shaini FJ et al (2001) A comparison of the mechanical

э ф ф е к т и в н о использоваться в к л и н и ч е с к о й п р а к т и к е .

properties of a gallium-based alloy with a spherical high-copper amalgam. Dent Mater 17: 142

Клиническое значение

Staninec M, Hold M (1988) Bonding of amalgam to tooth structure: tensile adhesion and microleakage tests. J

В связи с тем, что все эстетически приемлемые материа­

Prosthet Dent 59: 397

лы альтернативные амальгаме требуют большего времени

Xu H H K et al (1999) Three-body wear of a hand-consoli­

пломбирования зубов и включают более сложные методы

dated alternative to amalgam. I Dent Res 78: 1560

работы с н и м и и учитывая, что амальгамы обладают убе­ дительно

доказанной

клинической э ф ф е к т и в н о с т ь ю ,

этот материал следует считать наиболее удобным для пломбирования жевательной группы зубов .

medwedi.ru

Глава 2 . 2 .

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ

ВВЕДЕНИЕ К о м п о з и т ы , к а к и следует из этого н а з в а н и я , состоят из с м е с и двух и л и более материалов. К а ж д ы й из этих материалов в н о с и т свой вклад в о б щ и е свойства ком­ позита и присутствует в виде отдельной ф а з ы в его структуре (см. раздел 1.6.). К о м п о з и т ы , основу кото­ рых составляют п о л и м е р ы , я в л я ю т с я наиболее широ­ ко используемыми м а т е р и а л а м и в стоматологии, пос­ кольку о н и п р и м е н и м ы в р а з л и ч н ы х к л и н и ч е с к и х ситуациях, н а ч и н а я от п л о м б и р о в о ч н о г о материала, ц е м е н т а для ф и к с а ц и и , м а т е р и а л о в д л я н е п р я м ы х вкладок, для ф и к с а ц и и металлических о б л и ц о в о к на эндодонтических ш т и ф т а х и д л я культевых вкладок. Относительно недавно к довольно большому списку стоматологических материалов на п о л и м е р н о й основе д о б а в и л с я е щ е о д и н класс — м о д и ф и ц и р о в а н ­ ные п о л и к и с л о т а м и п о л и м е р н ы е к о м п о з и т ы и л и для краткости — к о м п о м е р ы . В д а н н о й главе мы рассмот­ рим к о м п о з и т ы на п о л и м е р н о й о с н о в е , а затем озна­ к о м и м читателя с п а р а м е т р а м и , по к о т о р ы м компоме­ ры отличаются от п о л и м е р н ы х к о м п о з и т о в .

СОСТАВ И СТРУКТУРА К о м п о з и т н ы е восстановительные материалы на поли­ мерной основе (в с о к р а щ е н н о й ф о р м е — к о м п о з и т ы ) , которые используются в стоматологии, содержат три основных к о м п о н е н т а , а и м е н н о :

• • •

органическую п о л и м е р н у ю матрицу; неорганический наполнитель; с в я з ы в а ю щ и й агент и л и аппрет. П о л и м е р образует матрицу к о м п о з и т н о г о матери­ ала, с о е д и н я я в единую структуру отдельные частицы н а п о л н и т е л я , с в я з а н н ы е с матрицей с п е ц и а л ь н ы м ве­ щ е с т в о м — а п п р е т о м (Рис. 2.2.1).

Полимерная матрица Полимер является химически активным компонентом композита. П е р в о н а ч а л ь н о это ж и д к и й м о н о м е р , ко­ т о р ы й превращается в ж е с т к и й п о л и м е р за счет реак­ ции п о л и м е р и з а ц и и радикального типа. И м е н н о эта его с п о с о б н о с т ь превращаться из пластической массы в ж е с т к и й твердый материал позволяет применять к о м п о з и т д л я в о с с т а н о в л е н и я зубов. Для п л о м б и р о в а н и я передних и жевательных групп зубов наиболее часто используется мономер Б и с - Г М А , к о т о р ы й получают п р и взаимодействии б и с ф е н о л а - А и глицидилметакрилата. Этот мономер о б ы ч н о называют по и м е н и его открывателя мономе­ р о м Б о у э н а (Bowen). Его молекулярная масса намного больше, чем молекулярная масса метилметакрилата, что п о з в о л я е т с н и з и т ь п о л и м е р и з а ц и о н н у ю усадку ( Р и с . 2.2.2). В е л и ч и н а п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки у метилметакрилата составляет 22 об.%, а у Б и с - Г М А 7,5 об.%. В ряде к о м п о з и т о в вместо Б и с - Г М А исполь­ зуют уретандиметакрилат (УДМА). Бис-ГМА и уретандиметакрилатный мономеры я в л я ю т с я очень в я з к и м и ж и д к о с т я м и из-за их высо-

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ к о м п о з и т ы

105

Рис. 2 . 2 . 1 . Структура к о м п о з и т н ы х восстановительных материалов

Рис. 2.2.2.Полимеризационная усадка материалов на ос­ нове малых и больших м о н о м е р о в

ких м о л е к у л я р н ы х масс. П р и д о б а в л е н и и даже не­

т е м ы п о р о ш о к - ж и д к о с т ь (7 о б . % ) . Введение боль­

б о л ь ш о г о количества н а п о л н и т е л я образуется слиш­

ш о г о количества с т е л я н н ы х н а п о л н и т е л е й значи­

к о м плотная паста к о м п о з и т а , что не позволяет при­

т е л ь н о с н и ж а е т усадку, так к а к

м е н и т ь такой материал в к л и н и к е . Д л я п р е о д о л е н и я

пользуемого

этого недостатка в к о м п о з и ц и ю д о б а в л я ю т м о н о м е р ы

у м е н ь ш а е т с я , а н а п о л н и т е л ь не участвует в про­

с низкой

вязкостью,

связующего

мономерами-разба­

цессе п о л и м е р и з а ц и и . Тем не менее, усадку невоз­

вителями, т а к и е к а к м е т и л м е т а к р и л а т ( М М А ) , этиле-

м о ж н о устранить п о л н о с т ь ю , ее в е л и ч и н а будет за­

нгликольдиметакрилат (ЭДМА) и триэтиленгликоль-

висеть от п р и р о д ы и с п о л ь з у е м о г о м о н о м е р а и

диметакрилат применяется

называемые

количество ис­

мономерного

(ТЭГДМА). последнее

Наиболее

соединение.

часто

Химические

количества введенного н а п о л н и т е л я . 2.

М е т а к р и л а т н ы е п о л и м е р ы и м е ю т б о л ь ш о й коэф­

структуры н е к о т о р ы х из этих м о н о м е р о в представле­

фициент

ны в Таблице 2.2.1.

80 х 10 /°С). Этот к о э ф ф и ц и е н т с н и ж а е т с я при

6

теплового

расширения

(примерно

Д л я того, чтобы о б е с п е ч и т ь необходимую продол­

д о б а в л е н и и н е о р г а н и ч е с к о г о н а п о л н и т е л я , имею­

жительность срока хранения композита, необходимо

щ е г о к о э ф ф и ц и е н т р а с ш и р е н и я , п р и м е р н о рав­

предотвратить его п р е ж д е в р е м е н н у ю п о л и м е р и з а ц и ю .

н ы й т а к о в о м у для т к а н е й зуба (8-10 х 10 /°С).

В качестве

ингибитора, (замедлителя п р о ц е с с а поли­

_6

3.

м е р и з а ц и и ) используется г и д р о х и н о н , о б ы ч н о в коли­ честве 0 , 1 % и л и м е н ь ш е .

4.

П о л и м е р н а я м а т р и ц а содержит также системы ак­ тиватор/инициатор рждения.

И с п о л ь з о в а н и е таких тяжелых металлов, как ба­ р и й и с т р о н ц и й , в к л ю ч е н н ы х в стекло, придает

для о б е с п е ч е н и я процесса отве­

Применение конкретных компонентов в

Н а п о л н и т е л и могут улучшить такие механические свойства, к а к твердость и п р о ч н о с т ь на сжатие.

материалу р е н т г е н о к о н т р а с т н о с т ь . 5.

Н а п о л н и т е л ь представляет с о б о й идеальное сред­

этой системе зависит от т и п а предусмотренной для

ство для д о с т и ж е н и я эстетических параметров —

д а н н о г о материала р е а к ц и и о т в е р ж д е н и я , которая мо­

цвета, п р о з р а ч н о с т и и ф л ю о р е с ц е н ц и и .

жет происходить х и м и ч е с к и м путем

или

активацией

о т в е р ж д е н и я в и д и м ы м светом.

Разработка технологии введения н а п о л н и т е л я яв­ ляется о с н о в н ы м н а п р а в л е н и е м с о в е р ш е н с т в о в а н и я материалов, что и привело к с о з д а н и ю к о м п о з и т о в се­ годняшнего дня.

Наполнитель Д л я улучшения свойств к о м п о з и т о в в их состав вводи­

Аппрет

ли р а з н о о б р а з н ы е н а п о л н и т е л и . В к о н ц е 50-х годов в качестве н а п о л н и т е л я использовали к в а р ц , к о т о р ы й

Для того, чтобы к о м п о з и т имел приемлемые механи­

был введен в к о м п о з и ц и ю п л о м б и р о в о ч н о г о материа­

ческие свойства, к р а й н е в а ж н о , чтобы наполнитель и

ла на основе метилметакрилата. Введение наполните­

п о л и м е р н а я м а т р и ц а б ы л и п р о ч н о связаны друг с дру­

лей дает пять о с н о в н ы х п р е и м у щ е с т в , а и м е н н о :

гом. Если эта связь нарушается, развивающиеся при нагрузке н а п р я ж е н и я не распределяются равномерно

1.

метилметакрилата приводит к

по всему объему материала; поверхность раздела фаз

б о л ь ш о й п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадке (21 об.%) да­

действует к а к п е р в и ч н ы й и с т о ч н и к разрушения, при­

же при и с п о л ь з о в а н и и п о л и м е р - м о н о м е р н о й сис­

водя к р а з р у ш е н и ю всего композита.

Полимеризация

medwedi.ru

106

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

в

о б р а з о в а н и ю т р е щ и н . А поскольку п о л и м е р ы облада­

п о л и м е р связующего вещества. В качестве такого ап­

Надежное

с о е д и н е н и е достигается

введением

ют н е в ы с о к о й т р е щ и н о с т о й к о с т ь ю , это делает компо­

претирующего вещества п р и м е н я ю т к р е м н и й о р г а н и -

зит в ц е л о м в о с п р и и м ч и в ы м к усталостным разруше­

ческие с о е д и н е н и я ( с и л а н ы ) , о д н и м из наиболее час­

н и я м (Рис. 2.2.4).

то используемых в с т е к л о н а п о л н е н н ы х п о л и м е р н ы х композитах

является

Фундаментальная

п р о б л е м а заключается в том,

у-метакрилоксипропилтриме-

что п о л и м е р ы г и д р о ф о б н ы , а к в а р ц е в ы е стекла гидро­

т о к с и л а н и л и у - М П Т С для к р а т к о с т и , х и м и ч е с к а я

ф и л ь н ы благодаря поверхностному слою гидроксиль-

структура которого п о к а з а н а на Рис. 2.2.3 (см.также

ных групп, с в я з а н н ы х со стеклом. П о э т о м у у полиме­

раздел 1.10).

ра

нет

естественного

сродства

с

поверхностью

К р а й н е в а ж н о , ч т о б ы с в я з ь между п о л и м е р о м и

к р е м н и е в о г о стекла, необходимого д л я с о е д и н е н и я с

частицами н а п о л н и т е л я была п р о ч н о й и долговечной.

н и м (Рис. 2.2.5). Р е ш и т ь эту проблему м о ж н о путем

Во-первых, при отсутствии этой с в я з и , н а п р я ж е н и е не

п р и м е н е н и я подходящего с в я з ы в а ю щ е г о реагента. В

будет передаваться от п о л и м е р а к с т е к л я н н о м у напол­

качестве такого реагента был в ы б р а н к р е м н и й о р г а н и -

нителю и, вследствие этого, его б о л ь ш а я часть

ч е с к и й аппрет, потому что у него имеются

будет

концевые

приходиться н е п о с р е д с т в е н н о на п о л и м е р н у ю матри­

г и д р о к с и л ь н ы е группы,

к о т о р ы е притягиваются гид-

цу. Это может приводить к и з л и ш н е й п л а с т и ч е с к о й

р о к с и л ь н ы м и группами поверхности стекла. На дру­

д е ф о р м а ц и и , износу и о т к о л а м п л о м б . Во-вторых, не­

гом к о н ц е молекулы аппрета присутствует метакри-

достаточно п р о ч н а я связь между п о л и м е р о м и части­

латная

цами стеклянного н а п о л н и т е л я

м о н о м е р а м и связующего за счет р а с к р ы т и я углерод-

может п р и в о д и т ь к

группа,

которая

способна

соединяться

с

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ

107

Рис. 2.2.4. СЭМ участка с недостаточной связью (показа­ но стрелками) между полимерной матрицей и стеклянным наполнителем м е р и з а ц и и и н г р е д и е н т ы . В о д н о й пасте

Рис. 2.2.3. Структура силанового аппрета до и после ак­ тивации кислотой

д о л ж е н был

содержаться активатор, т а к о й к а к т р е т и ч н ы й а м и н , а в другой — и н и ц и а т о р , о б ы ч н о п е р о к с и д бензоила (см. раздел 1.6., в к о т о р о м подробнее представлена эта система о т в е р ж д е н и я ) .

ной д в о й н о й связи ( Р и с . 2.2.6). Р е а к ц и я к о н д е н с а ц и и

В начале 70-х годов п о я в и л и с ь к о м п о з и т ы , акти­

на г р а н и ц е между стеклом и к р е м н и й о р г а н и ч е с к и м

вируемые ультрафиолетовым (УФ) светом. В этих ма­

а п п р е т о м обеспечивает ковалентную с в я з ь с и л а н а с

териалах УФ свет использовался для с о з д а н и я свобод­

поверхностью стекла ( Р и с . 2.2.7). Улучшение качества

ных радикалов,

связи между п о л и м е р о м и с т е к л я н н ы м н а п о л н и т е л е м

п о л и м е р и з а ц и и . Э н е р г и и УФ света б ы л о достаточно

обеспечило у с п е ш н у ю

разработку устойчивых к из­

для р а з р у ш е н и я центральной связи метилового э ф и р а

носу к о м п о з и т н ы х п л о м б и р о в о ч н ы х материалов, ко­

б е н з о и н а и с о з д а н и я двух п е р в и ч н ы х радикалов. Та­

необходимых для запуска процесса

торые теперь м о ж н о п р и м е н я т ь к а к для передних, так

ким о б р а з о м , д о с т а т о ч н о б ы л о иметь только одну пас­

и для жевательных групп зубов.

ту, которая не отверждается до тех пор, п о к а ее не под­ вергнут д е й с т в и ю УФ света. О д н а к о б ы л о выявлено н е с к о л ь к о серьезных недостатков при и с п о л ь з о в а н и и отверждаемых УФ светом систем. УФ свет мог вызы­

НАПРАВЛЕНИЯ РАЗРАБОТКИ КОМПОЗИТОВ

вать ожоги м я г к и х т к а н е й и вреден для з р е н и я . Поэто­ му нужна была защита, и требовалось о с т о р о ж н о е об­ ращение

при

работе

с

аппаратами

для

УФ

отверждения. И с т о ч н и к о м УФ света является дорогая Беглое р а с с м о т р е н и е и з м е н е н и й в к о м п о з и т а х в тече­ ние последних двадцати лет указывает на два важных н а п р а в л е н и я в их разработке, а и м е н н о :

ртутная разрядная л а м п а , при ее с т а р е н и и выход све­ товой э н е р г и и п о с т е п е н н о с н и ж а е т с я , а глубина отве­ р ж д е н и я о г р а н и ч е н а из-за в ы с о к о й степени поглоще­ н и я света п р и прохождении через композит.

•

н о в ы е п о л и м е р н ы е технологии;

•

новые технологии в п р и м е н е н и и н а п о л н и т е л е й .

Тем не менее, идея иметь л и ш ь одну пасту, которая может отверждаться когда это необходимо, была хоро­ шо в о с п р и н я т а стоматологами и открыла путь для

Новые полимерные технологии

внедрения композитов, активируемых видимым светом (ВСА), в которых источником свободных радикалов

Способы

полимеризации

стал к а м ф о р о х и н о н . Энергия возбуждения у него ниже, чем у метилового э ф и р а бензоина, поэтому свет в голу­

Процесс, с п о м о щ ь ю которого паста к о м п о з и т а прев­

бой части спектра с д л и н о й волны -460-480 нм оказал­

ращается в твердый материал, является п р о ц е с с о м по­

ся очень э ф ф е к т и в е н . П р и м е н е н и е такого света для от­

лимеризации м о н о м е р н о й м а т р и ц ы полимера.

верждения имеет преимущество в

В р а н н и х п о к о л е н и я х к о м п о з и т о в этот п р о ц е с с

использовании

более дешевого источника света с кварцевой галогено-

был обеспечен выпуском материала в виде двух паст,

вой л а м п о й , которая оказывает не такое вредное воз­

смешивание которых давало необходимые для п о л и -

действие как УФ облучение. Видимый свет лучше про-

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

108

Рис. 2 . 2 . 5 . Схематическое представление молекул м о н о -

Рис. 2 . 2 . 6 . Схематическое представление силанового ап-

мера ( М А ) , отталкиваемых поверхностью стекла из-за п р и -

прета, обеспечивающего связь м е ж д у метакрилатным по-

сутствия на ней г и д р о к с и л ь н ы х г р у п п (ОН)

л и м е р о м и г и д р о к с и л и р о в а н н о й поверхностью стекла

Рис. 2 . 2 . 7 . Нанесение и конденсация силана на поверхности кварцевого стекла

никает через композит, обеспечивая большую глубину отверждения.

Безопасность

В аппаратах используют с п е ц и а л ь н ы е

фильтры для отсечения УФ и и н ф р а к р а с н о г о участков

Б е с п о к о й с т в а по поводу недостаточной безопасности

спектра света на выходе, что позволяет избежать ожога

использования

мягких тканей и избыточного подъема температуры на

вого света

облучаемой поверхности.

ВСА систем. И с п о л ь з о в а н и е т е р м и н а «видимый свет»

Методы 2.2.2.

отверждения

суммированы

в

Таблице

в ы с о к о и н т е н с и в н о г о ультрафиолето­

удалось избежать при

внедрении новых

вселяет чувство безопасности, так как это тот самый свет, воздействию которого мы подвергаемся постоян-

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ

109

н о . Тем не менее, рекомендуется избегать п р я м о г о воз­

это з а щ и щ а т ь глаза, что позволяет легко устранить

д е й с т в и я света от аппаратов светового отверждения,

в о з м о ж н о е вредное воздействие отверждающего света.

которые излучают в и д и м ы й свет весьма в ы с о к о й ин­ т е н с и в н о с т и , так к а к голубой участок его спектра мо­ жет вызвать повреждение глаз. В ы с о к о и н т е н с и в н ы й

Цветовое восприятие

свет сам по себе может оказать вредное действие на сетчатую оболочку глаза, имеется также потенциаль­

Существует еще одна трудность, о к о т о р о й должны

н а я о п а с н о с т ь повредить сетчатку из-за «вредного воз­

быть о с в е д о м л е н ы врачи-стоматологи, это то, к чему

действия синего света». О д н а к о на сегодня еще мало

может п р и в е с т и п р о д о л ж и т е л ь н о е воздействие высо­

известно об этом свете и о том, н а с к о л ь к о серьезной

к о и н т е н с и в н о г о света. Э к с п о з и ц и я света может нару­

эта проблема может стать в будущем. Самое лучшее —

ш и т ь цветовое в о с п р и я т и е врача, а это означает, что

medwedi.ru

110

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Рис. 2 . 2 . 8 . Недостаточная п о л и м е р и з а ц и я светоотвержда-

Рис. 2 . 2 . 9 . Спектр света, излучаемый аппаратом для отве­

е м о г о к о м п о з и т н о г о материала у основания п р о к с и м а л ь ­

рждения в и д и м ы м светом

ной я щ и к о о б р а з н о й полости в ы б о р к о м п о з и т а подходящего оттенка м о ж е т стать настоящей проблемой, особенно,

при постановке

множественных пломб или изготовлении виниров п р я м ы м методом п о с л о й н о г о н а н е с е н и я к о м п о з и т а .

Ингибирование отверждения

кислородом

П о л и м е р не отверждается п р и в з а и м о д е й с т в и и с воз­ духом, а его п о в е р х н о с т ь остается л и п к о й . Э т о имеет свои преимущества при выполнении так называемой п о с л о й н о й т е х н и к и н а н е с е н и я , о б е с п е ч и в а ю щ е й хо­ р о ш у ю с в я з ь слоев к о м п о з и т а . О д н а к о п р о б л е м а оста­ ется после н а н е с е н и я последнего с л о я . Е с л и

можно

п р и м е н и т ь п о л о с к и - м а т р и ц ы , то этого о б ы ч н о доста­ т о ч н о для и с к л ю ч е н и я доступа к и с л о р о д а , и п о л и м е р будет п о л н о с т ь ю отвержден во всем объеме, в к л ю ч а я и поверхностный слой. Для большинства

полимер­

ных к о м п о з и ц и й этот и н г и б и р о в а н н ы й к и с л о р о д о м

Рис. 2 . 2 . 1 0 . Отражение, рассеивание и поглощение света при облучении им к о м п о з и т а

воздуха п о в е р х н о с т н ы й с л о й о ч е н ь т о н о к , его глубина составляет не более н е с к о л ь к и х м и к р о н . Его легко стереть в а т н ы м т а м п о н о м , н а п р и м е р , так делают п р и н а н е с е н и и ф и с с у р н о г о герметика. Но есть т а к и е

по­

лимерные композиции, в которых ингибирование к и с л о р о д о м п р о ц е с с а о т в е р ж д е н и я п р о я в л я е т с я в бо­ лее з н а ч и т е л ь н о й с т е п е н и , в э т о м случае потребуется с п е ц и а л ь н ы й гель для того, чтобы предотвратить кон­ такт отверждаемой п о л и м е р н о й п о в е р х н о с т и с кисло­ родом воздуха.

п р и облучении УФ светом глубина отверждения зна­ ч и т е л ь н о м е н ь ш е , ч е м это получается с в и д и м ы м све­ том. П р и и с п о л ь з о в а н и и УФ систем имеется опасность н е п о л н о г о о т в е р ж д е н и я п л о м б и р о в о ч н о г о материала в глубоких полостях, что я в л я е т с я их серьезным не­ достатком

о с о б е н н о п р и п л о м б и р о в а н и и жеватель­

н ы х зубов. Д л я отверждаемых УФ светом композитов м а к с и м а л ь н а я глубина отверждения н е м н о г и м более

Ограниченная

глубина отверждения

2,0 м м , в то в р е м я к а к для ВСА к о м п о з и т о в возможна глубина о т в е р ж д е н и я до 3-4 мм с хорошим источником

Еще о д н а п р и ч и н а , по к о т о р о й В С А к о м п о з и т ы вы­ т е с н и л и УФ с и с т е м ы , состоит в том, что достигаемая

света и при соблюдения правил

работы с материалом.

Тем не м е н е е , глубина о т в е р ж д е н и я п р и исполь-

1

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ

111

з о в а н и и обеих с и с т е м о г р а н и ч е н а , и п о э т о м у всегда

Ц е л ы й ряд ф а к т о р о в влияет на глубину отверждения,

существует о п а с н о с т ь , что более глубокие с л о и плом­

а именно:

бы не будут п о л н о с т ь ю о т в е р ж д е н ы . Э т о о с о б е н н о проблематично

при

проксимальных

пломбировании

полостей

композитами

жевательных

•

Тип композита. Свет н а п р а в л е н и падает на ком­

зубов

п о з и т — он отражается, рассеивается и поглощает­

(Рис. 2.2.8). К л и н и ч е с к и п л о м б ы в ы г л я д я т эстетич­

ся (Рис. 2.2.10), и эти п р о ц е с с ы о г р а н и ч и в а ю т глу­

но, однако основание композитной пломбы может

б и н у п р о н и к н о в е н и я света. Это о ч е н ь в а ж н о для

отверждаться н е п о л н о с т ь ю , о с о б е н н о , п р и исполь­

т е м н ы х о т т е н к о в к о м п о з и т а , поэтому особое вни­

зовании

металлической матрицы. Для достижения

м а н и е н е о б х о д и м о уделять глубине отверждения

о п т и м а л ь н ы х м е х а н и ч е с к и х с в о й с т в требуется высо­

к о м п о з и т а , используя м е т о д и к у в н е с е н и я матери­

к а я с т е п е н ь к о н в е р с и и д в о й н о й с в я з и С = С в поли­

ала п о р ц и я м и и у д л и н е н и я в р е м е н и облучения

м е р н о й м а т р и ц е , а это с в я з а н о к а к со в р е м е н е м отве­

светом.

р ж д е н и я , т а к и с м о щ н о с т ь ю и с т о ч н и к а света д л я

•

Качество источника света. Отверждение п о л и м е р а

активации процесса полимеризации. Любая степень

в ВСА композитах наиболее э ф ф е к т и в н о иници­

н е з а в е р ш е н н о с т и п р о ц е с с а о т в е р ж д е н и я я в и т с я при­

ируется светом с д л и н о й в о л н ы в д и а п а з о н е 450-

ч и н о й н е п р о ч н о г о о с н о в а н и я п л о м б ы , и это м о ж е т

500 нм. И с т о ч н и к света д о л ж е н быть сконструиро­

п р и в е с т и к о т к о л а м п л о м б ы . И м е н н о из-за недоста­

ван так,

точной опоры в п р и ш е е ч н о й области, вызываемой

световой м о щ н о с т и в д и а п а з о н е о к о л о 460-480 нм,

р а с т в о р е н и е м н е о т в е р ж д е н н о г о материала,

т.е. там, где находится м а к с и м у м п о г л о щ е н и я кам-

развива­

ется в т о р и ч н ы й к а р и е с .

чтобы

н а выходе

ф а р о х и н о н а (Рис. 2.2.9).

излучать

максимум

П о э т о м у недостаточно

Существует ряд п о з и ц и й , на к о т о р ы е н е о б х о д и м о

иметь высокую м о щ н о с т ь на выходе светового по­

обратить особое в н и м а н и е . И с т о ч н и к света, использу­

тока, он д о л ж е н иметь эту м о щ н о с т ь в нужном ди­

е м ы й для ВСА к о м п о з и т о в , более т о ч н о определяется

апазоне длин волн. М о ж е т также происходить и

к а к источник голубого света, а не видимого света с иск­

ухудшение

лючительно высокой интенсивностью. Д л я

качествен­

в а ж н о , чтобы параметры выходящего света, харак­

ного и с т о ч н и к а в и д и м о г о света выходное излучение

т е р и з у ю щ и е качество его работы, проверялись ре­

работы

самого

источника,

поэтому

д о л ж н о иметь соответствующий спектр , представлен­

гулярно. Сейчас для этой ц е л и предложен ряд не­

н ы й на Рис. 2.2.9.

дорогих измерителей светового потока.

Д л я всех к о м п о з и т о в , отверждаемых светом, прев­

•

Используемый метод.

Наконечник

световода дол­

р а щ е н и е пасты в твердый материал базируется на спо­

ж е н располагаться к а к м о ж н о ближе к поверхнос­

собности света п р о н и к а т ь в толщу материала и ини­

ти п л о м б ы , поскольку э ф ф е к т и в н о с т ь отвержде­

циировать

ния

отверждение

во

всем

объеме

пломбы.

резко

падает

при

отведении

его

от

Степень, до к о т о р о й свет может п р о н и к а т ь в компо­

поверхности. На с а м о м деле и н т е н с и в н о с т ь света

зит, о г р а н и ч е н а , п о э т о м у и глубина, на которую про­

на е д и н и ц у п л о щ а д и поверхности падает обратно

исходит отверждение материала, имеет свои пределы.

п р о п о р ц и о н а л ь н о квадрату расстояния от источ-

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

112

н и к а света до этой поверхности, к а к это п о к а з а н о

2 м м , рекомендуется п о с л о й н о е внесение в нее плом­

на Рис. 2.2.11. Н у ж н о т щ а т е л ь н о избегать загряз­

б и р о в о ч н о г о материала и,

нения

отверждения д о л ж н а быть п о с л о й н о й .

к о н ц а световода к о м п о з и т о м , так к а к это

соответственно,

техника

снизит э ф ф е к т и в н о с т ь отверждения при последу­ ющем

использовании

аппарата.

Следует т а к ж е

строго придерживаться и н с т р у к ц и и производите­

Аппараты для светового отверждения

ля по времени светового о т в е р ж д е н и я , ни в коем случае не с о к р а щ а я его, так к а к при э т о м , матери­

К р о м е о п и с а н н о г о выше аппарата для светового отве­

ал может остаться н е д о о т в е р ж д е н н ы м . Размер све­

р ж д е н и я с к в а р ц е в о й галогеновой л а м п о й , на р ы н к е

товода может оказаться недостаточных р а з м е р о в

имеется

для б о л ь ш и х п л о м б , чтобы сразу охватить поверх­

н и м о т н о с я т с я а п п а р а т ы со светодиодом, излучаю­

ность всей п л о м б ы , и может п о я в и т ь с я соблазн ве­

щ и м голубой свет (голубой L E D ) , аргоновый лазер­

е р н ы м с п о с о б о м обработать поверхность. Этого не

н ы е и п л а з м е н н ы е ( к с е н о н о в ы е ) дуговые л а м п ы .

следует делать, так к а к н е в о з м о ж н о определить, к а к долго о с в е щ а л а с ь каждая к о н к р е т н а я зона по­ верхности. Если обработка в е е р н ы м с п о с о б о м все же проведена,

н е о б х о д и м о п р о д о л ж и т ь световое

облучение п л о м б ы , чтобы п о я в и л а с ь уверенность, что световые п я т н а от аппарата для отверждения н а д е ж н о п е р е к р ы в а ю т друг друга. Ряд производителей рекомендует проводить свето­ вое отверждение за о ч е н ь короткое время, н а п р и м е р , в течение 20 с, т а к к а к в к о н е ч н о м итоге м о ж н о полу­ чить э к о н о м и ю времени для о к о н ч а т е л ь н о г о отверж­ д е н и я материала. Этого времени может быть доста­ точно

там,

где

присутствует

очень

тонкий

слой

к о м п о з и т а , но при п л о м б и р о в а н и и полостей больших размеров этого времени будет я в н о недостаточно . Время облучения светом для п о л н о ц е н н о й полимери­ з а ц и и д о л ж н о составлять, по к р а й н е й мере, 40-60 с. В ситуациях, когда нет хорошего доступа, напри­ мер, к д и с т а л ь н ы м п о в е р х н о с т я м при

М О Д пломбах

из к о м п о з и т о в для жевательных зубов, применять

вспомогательные

необходимо

приспособления

для

ц е л ы й ряд аппаратов с другими л а м п а м и . К

Аппарат L E D со светодиодом голубого света имеет о д н о преимущество, з а к л ю ч а ю щ е е с я в том, что он из­ лучает только о ч е н ь у з к и й участок спектра в диапазо­ не д л и н волн 460-480 нм. П о э т о м у э н е р г е т и ч е с к и он в ы с о к о э ф ф е к т и в е н и может работать от небольшого п е р е з а р я ж а е м о г о аккумулятора, что делает его очень м о б и л ь н ы м . О д н а к о эта ш и р и н а световой полосы мо­ жет оказаться с л и ш к о м узкой

для некоторых компо­

зитов, которые отверждаются в и д и м ы м светом, но в состав которых входит не к а м ф а р о х и н о н , а другое ве­ щество, для которого о п т и м а л ь н ы е условия отвержде­ н и я требуют д л и н ы волны света, выходящей за р а м к и этой полосы спектра. Если это так, то к о м п о з и т не бу­ дет отвержден и л и , что е щ е хуже, будет отвержден только частично, создавая впечатление с о в е р ш е н н о твердого материала. Аргоновый лазер имеет то преимущество, что он излучает очень в ы с о к о и н т е н с и в н ы й свет, который может быть п р и м е н е н для и н и ц и и р о в а н и я полимери­ з а ц и и . Аргоновый лазер дает большую глубину и сте­ п е н ь отверждения за более к о р о т к и й промежуток вре­

улучшения отверждения — такие к а к с в е т о п р о в о д я -

м е н и , чем а п п а р а т ы для отверждения с галогеновой

щие к л и н ь я и п р о з р а ч н ы е м а т р и ц ы . С л и ш к о м про­

л а м п о й . На первый взгляд это может показаться прив­

должительное время о с в е щ е н и я не приводит, о д н а к о ,

л е к а т е л ь н ы м , поскольку п о я в л я е т с я в о з м о ж н о с т ь су­

к у в е л и ч е н и ю глубины отверждения. Т о л щ и н а слоя

щественно

отверждения д л я о п р е д е л е н н о г о вида к о м п о з и т а в со­

путем с н и ж е н и я э к с п о з и ц и и и числа слоев пломбы.

сократить время

светового отверждения

четании с к о н к р е т н ы м и с т о ч н и к о м света достигает

О д н а к о быстрое отверждение может ухудшить целост­

своего м а к и м у м а ,

невозможно превысить

н о с т ь с и с т е м ы — полимер-зуб, поскольку при т а к о м

(Рис. 2.2.12). Таким образом, увеличение времени экс­

процессе п о л и м е р и з а ц и и не происходит релаксации

п о з и ц и и более 60 с не п о в ы ш а е т э ф ф е к т и в н о с т ь отве­

п о л и м е р и з а ц и о н н ы х внутренних н а п р я ж е н и й .

рждения .

м о ж н о , и с п о л ь з о в а н и е импульсного режима, а не ре­

который

И н т е р п р е т а ц и я литературных д а н н ы х о

глубине

отверждения, весьма затруднительна. Тем более, что еще не существует универсального метода определе­ ния глубины отверждения. В этой с в я з и получаемые д а н н ы е р а з н ы м и авторами зависят от методики ее оп­ ределения и, следовательно, с р а в н е н и е д а н н ы х лите­

жима постоянного

излучения лазера,

Воз­

сможет улуч­

ш и т ь ситуацию. О д и н серьезный недостаток всех этих аппаратов состоит в их стоимости, которая на п о р я д о к п р е в ы ш а е т цену о б ы ч н о г о кварцево-галогенового и светодиодного аппаратов. П л а з м е н н ы е дуговые а п п а р а т ы

для светового от­

ратурных и с т о ч н и к о в п р а к т и ч е с к и н е в о з м о ж н о . Об­

верждения могут давать п р и б л и з и т е л ь н о такую же вы­

щее

придерживаться

сокую и н т е н с и в н о с т ь света, к а к аргоновый лазер, но

заключается в том, что отверждаемый слой не должен

при м е н ь ш е й с т о и м о с т и . Тем не менее, к а к и с аргоно­

правило,

превышать

которого

следует

2 мм т о л щ и н ы , время световой экспози­

вым лазером быстрое п р е в р а щ е н и е к о м п о з и ц и и в по­

ции д о л ж н о быть не менее 40 с. Если полость, глубже

л и м е р может вызвать в ы с о к и е усадочные н а п р я ж е -

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И

ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ

113

н и я , а узкая полоса излучаемого спектра может озна­ чать, что н е к о т о р ы е к о м п о з и т ы вообще не смогут отверждаться.

Полимеризационная

усадка

К а к уже было отмечено ранее, д а в н о п р и з н а н н ы м и с е р ь е з н ы м недостком к о м п о з и т о в является полимери­ з а ц и о н н а я усадка. По сути, целая область адгезионной т е х н и к и в о с с т а н о в л е н и я зубов возникла из-за этого недостатка к о м п о з и т о в , существующие для

поскольку п р а к т и ч е с к и все

восстановительной стоматологии

к о м п о з и т ы и м е ю т усадку, которая приводит к образо­ в а н и ю краевой щели (Рис. 2.2.13). К о м п о з и т ы сами по себе не обладают м е х а н и з м а м и , противодействующи­ ми в о з н и к н о в е н и ю к а р и е с а ,

Рис. 2 . 2 . 1 3 . СЭМ краевой щели, образовавшейся из-за п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки к о м п о з и т а

в противоположность

с т е к л о и о н о м е р н ы м цементам и амальгамам. П о э т о м у щель, однажды с ф о р м и р о в а в ш и с ь , обуславливает по­ явление

микропроницаемости,

что м о ж е т б ы с т р о

привести к развитию вторичного кариеса. Следует отметить, что при разработке а п п а р а т о в для светового отверждения о с н о в н о е в н и м а н и е б ы л о с ф о к у с и р о в а н о на м а к с и м а л ь н о в о з м о ж н о м увеличе­ н и и с т е п е н и к о н в е р с и и м о н о м е р а , что в свою очередь увеличивало в е л и ч и н у

п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки.

П о л и м е р и з а ц и о н н а я усадка композита зависит от типа применяемых м о н о м е р о в и их количества в исход­ ной неотвержденной пасте композита. В большинстве стоматологических композитов используются полиме­ ры с п р и м е р н о с р а в н и м ы м и величинами полимериза­ ционной усадки. В целом, чем больше в составе стек­ л я н н о г о н а п о л н и т е л я , тем более н и з к а я к о н е ч н а я усадка возникнет при отверждении. Однако стеклонаполненные к о м п о з и т ы не всегда имеют более низкие значения усадки по с р а в н е н и ю с м и к р о н а п о л н е н н ы м и

Рис.

2.2.14.

Сравнение объемной п о л и м е р и з а ц и о н н о й

усадки ряда к о м п о з и т н ы х п л о м б и р о в о ч н ы х материалов. Данные получены из технической литературы, предостав­ ленной Voco G m b H , Cuxhaven, Германия

полимерами. В последних применяются предваритель­ но полимеризованные н а п о л н е н н ы е микронаполните­ лем частицы, которые могут вести себя также, к а к стек­ лянные частицы обычного наполнителя. В и д е а л ь н о м случае

о ц е н к и п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки, на Рис. 2.2.15. п о к а з а н о , к а к другой

производитель п о - и н о м у инте­

рпретирует усадку одних и тех же к о м п о з и т о в . Тем не

п о л и м е р и з а ц и о н н а я усадка

менее, п о н я т н о , что с о в р е м е н н а я технология полиме­

композита д о л ж н а быть к а к м о ж н о н и ж е , поскольку

ров п о н и ж а е т границу п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки до

это улучшает краевое п р и л е г а н и е ,

з н а ч е н и й о к о л о 2,0 о б . % .

с н и ж а е т вероят­

ность разрыва связи с т к а н я м и зуба и у м е н ь ш а е т р и с к развития в т о р и ч н о г о кариеса.

О б ы ч н ы е амальгамы

Н е с м о т р я на б о л ь ш и е д о с т и ж е н и я в области соз­ дания

адгезивных

стоматологических

материалов

почти устраняют эту проблему потому, что дают не­

(см. раздел 2.5.), п о л и м е р и з а ц и о н н а я усадка остается

большое р а с ш и р е н и е при схватывании, а образующа­

о с н о в н ы м и с т о ч н и к о м внутренних разломов пломб,

яся в д а л ь н е й ш е м щель, в свою очередь, з а п о л н я е т с я

п р и в о д я щ и х к п о я в л е н и ю видимых белых л и н и й или

продуктами п р о ц е с с а к о р р о з и и . У амальгам с высо­

н е в и д и м ы х т р е щ и н в эмали и пломбе у их краев. Пос­

ким с о д е р ж а н и е м

отверждения

л е д н и е становятся в и д и м ы м и только п р и клиничес­

имеет п о р я д о к 0,1 о б . % по с р а в н е н и ю с 2-3 о б . % у

ком осмотре п р и и с п о л ь з о в а н и и т р а н с - и л л ю м и н а ц и и

композита. Часто в с т р е ч а ю щ и е с я з н а ч е н и я полиме­

и у в е л и ч е н и и . Во время процесса схватывания усадоч­

меди

усадка п о с л е

ризационной усадки п р и в е д е н ы на Рис. 2.2.14. Одна­

ные н а п р я ж е н и я развиваются из-за того, что материал

ко к этим д а н н ы м следует подходить о с т о р о ж н о , пото­

удерживается в полости с и л о й адгезии к ее стенкам.

му что трудно н а й т и н а д е ж н ы й метод к о л и ч е с т в е н н о й

Эти н а п р я ж е н и я могут оказаться д о с т а т о ч н ы м и для

medwedi.ru

114

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

создаст особую проблему, если к о м п о з и т н а я пломба располагается н и ж е десневого уровня ных

в проксималь­

полостях.

Клиническое значение Рекомендация — применение к о м п о з и т о в целесооб­ разно только в т о м случае, если края пломб находятся в пределах эмали.

Д л я п р е о д о л е н и я этих проблем предлагался ряд р е ш е н и й , к о т о р ы е включали и с п о л ь з о в а н и е химичес­ к и отверждаемых к о м п о з и т о в н а д н е я щ и к о о б р а з н о й Рис. 2.2.15.

Сравнение объемной п о л и м е р и з а ц и о н н о й

усадки ряда к о м п о з и т н ы х п л о м б и р о в о ч н ы х материалов. Данные получены из технической литературы, предостав­ ленной Dentsply Detrey G m b H , Konstanz, Германия

полости, т а к к а к полагали, что усадка проходит в нап­ р а в л е н и и к стенкам полости. И с п о л ь з о в а н и е послой­ н о й т е х н и к и в н е с е н и я материала в к о м б и н а ц и и с от­ верждением через зуб — является другим подходом, к о т о р ы й , к а к полагают, будет способствовать полиме­ р и з а ц и о н н о й усадке в н а п р а в л е н и и к стенкам полос­ т и , а не от них ( Р и с . 2.2.17). Другой п о т е н ц и а л ь н о й п р о б л е м о й является усад­ ка, которая может вызвать сдвиг внутрь жевательных бугорков зуба т а к и м образом, что в них создастся б о л ь ш о е н а п р я ж е н и е . П р е д п о л о ж и т е л ь н о этот эф­ ф е к т считался п р и ч и н о й п о в ы ш е н н о й чувствитель­ н о с т и пульпы зуба после п л о м б и р о в а н и я композитом жевательных зубов. Этот э ф ф е к т может еще усилить­ с я , если во время в н е с е н и я к о м п о з и т н о г о материала в полость жевательных зубов

п р и м е н я л и с л и ш к о м на­

тянутую полоску-матрицу. О ч е в и д н о , что устранение или, по к р а й н е й мере, з н а ч и т е л ь н о е с н и ж е н и е п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки п о л и м е р н о й м а т р и ц ы композита, я в и т с я существен­ н ы м прогрессом. П р е д п р и н я т ы е п о п ы т к и для того, чтобы избежать и л и м и н и м и з и р о в а т ь последствия по­ л и м е р и з а ц и о н н о й усадки, п о л н о г о успеха еще не при­ Р и с . 2 . 2 . 1 6 . Образование щели вследствие п о л и м е р и з а ­

н е с л и . Пути в о з м о ж н о г о улучшения краевой целост­

ц и о н н о й усадки

ности к о м п о з и т н ы х реставраций включают: •

разработку более с о в е р ш е н н ы х адгезивов для ден­ т и н а и методик их п р и м е н е н и я для п о в ы ш е н и я

разрыва с в я з и по г р а н и ц е раздела, и все преимущест­ ва а д г е з и о н н о й с и с т е м ы будут утрачены. В особеннос­

с т о й к о с т и адгезионного шва по о т н о ш е н и ю к по­

ти это характерно для связи с д е н т и н о м , которая ме­

л и м е р и з а ц и о н н о й усадке;

нее

прочна,

чем

та,

которая

достигается

с

•

п р о т р а в л е н н о й э м а л ь ю , и к а к следствие, усадка имеет т е н д е н ц и ю к н а п р а в л е н и ю в сторону поверхности раз­ дела

п р о т р а в л е н н а я эмаль-адгезив в том случае, если

использование

низкомодульного

тель н а п р я ж е н и й ; •

замедление скорости р е а к ц и и п р и м е н е н и е м аппа­

связь с д е н т и н о м разрушается ( Р и с . 2.2.16). Щ е л ь , ко­

ратов для светового отверждения

торая образуется между п л о м б о й и д е н т и н о м , может

м ы м «мягким стартом».

стать

причиной

повышения

прокладочного

материала, к о т о р ы й будет работать к а к поглоти­

с так называе­

послеоперативной

чувствительности из-за г и д р о д и н а м и ч е с к о г о эффек­

Продолжаются

разработки

н о в ы х адгезивов для

та. Если л ю б о й из краев находится в д е н т и н е , тогда

д е н т и н а , но п о - в и д и м о м у усовершенствования адге­

р а з р ы в связи приведет к краевой п р о н и ц а е м о с т и . Это

з и в о в и м е ю т естественные о г р а н и ч е н и я , связанные с

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И М О Д И Ф И Ц И Р О В А Н Н Ы Е ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ

115

тем, что а д г е з и о н н а я сила с в я з и сможет к о м п е н с и р о ­ вать н а п р я ж е н и я на г р а н и ц е раздела до какого-то пре­ дела, и в о з м о ж н о этот предел уже достигнут в лучших вариантах с о в р е м е н н ы х адгезивов. И д е я и с п о л ь з о в а т ь подкладку-основу с н и з к и м модулем упругости несет в себе о т р и ц а т е л ь н ы й момент, с о с т о я щ и й в том,

что

н а п р я ж е н и я , в о з н и к а ю щ и е п р и о к к л ю з и о н н ы х наг­ рузках, могут распределяться н е р а в н о м е р н о , посколь­ ку передача н а п р я ж е н и й

через поверхность раздела

между зубом и п л о м б о й затруднена, и функциональ­ н ы е нагрузки на п л о м б у могут вызывать в ы с о к и е нап­ р я ж е н и я в л ю б о м месте структуры зуба. Третий подход о с н о в а н на идее о т о м , что с н и ж е н и е с к о р о с т и реак­ ц и и даст больше в р е м е н и для того, ч т о б ы концентра­ ц и и н а п р я ж е н и й в к о м п о з и т е , в ы з в а н н ы е полимери­ з а ц и о н н о й усадкой, смогли перераспределиться более р а в н о м е р н о за счет с о х р а н е н и я в течение более дли­ тельного в р е м е н и текучести материала

и возможнос­

ти р е л а к с а ц и и н а п р я ж е н и й . Этот подход разработке

привел к

р а з л и ч н ы х в а р и а н т о в светоотверждающих

а п п а р а т о в с «мягким стартом», в к о т о р ы х и з м е н е н и я м о щ н о с т и и з л у ч е н и я отверждающего света

от време­

ни происходят по э к с п о н е н ц и а л ь н о й , ступенчатой и колебательный

(осциллирующей)

Рис. 2 . 2 . 1 7 . В о з м о ж н ы е варианты пломбирования прок­ симальной полости я щ и к о о б р а з н о й ф о р м ы и м и н и м и з а ­ ция влияния п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки. Направления нап­ ряжений,

вызванных

полимеризационной

усадкой,

указаны стрелками

зависимости

(Рис. 2.2.18). К л и н и ч е с к а я э ф ф е к т и в н о с т ь всех этих подходов п о к а остается п р е д м е т о м научных дискус­ сий, о т р а ж е н н ы х в п у б л и к а ц и я х . П о с к о л ь к у введение с т е к л я н н о г о н а п о л н и т е л я к а к средства с н и ж е н и я п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки, веро­ я т н о , уже д о ш л о до своего л о г и ч е с к о г о к о н ц а (см. ни­ же), р е ш е н и е д о л ж н о быть н а й д е н о и л и в разработке н о в ы х п о л и м е р о в , к о т о р ы е будут давать о ч е н ь малую усадку, и л и не будут давать ее совсем по з а в е р ш е н и и п о л и м е р и з а ц и и . Ц е л ы й ряд р а з л и ч н ы х п о л и м е р н ы х систем сейчас исследуются, но ни одна из н и х не дала еще п р а к т и ч е с к и х результатов. О н и включают жид­ кокристаллические мономеры и олигомеры,

с раск­

р ы в а ю щ и м и с я к о л ь ц а м и , такие к а к о к с и р а н ы , с п и р о орто-эфиры,

спиро-орто-карбонаты

и

силораны,

рассмотрение и обсуждение которых выходит за пре­ делы н а ш е г о учебника.

Рис. 2 . 2 . 1 8 . З а в и с и м о с т и интенсивности светового потока от времени для аппаратов светового отверждения с « м я г к и м стартом»

Состав

Новые технологии в применении наполнителей

Н а и б о л е е часто п р и м е н я е м ы м наполнителем до пос­ леднего в р е м е н и был к в а р ц , но сегодня в большинстве

Недостатком р а н н и х п о к о л е н и й к о м п о з и т о в я в л я л а с ь

к о м п о з и т о в используют о д и н из видов стеклянных

шероховатость п о в е р х н о с т и даже после окончатель­

н а п о л н и т е л е й на основе оксида к р е м н и я , включая

ного п о л и р о в а н и я и н и з к а я и з н о с о с т о й к о с т ь . Оба эти

к о л л о и д а л ь н ы й о к с и д к р е м н и я , а также литий-алю­

недостатка п р я м о с в я з а н ы с в ы б о р о м н а п о л н и т е л я в

м и н и й - с и л и к а т н ы е стекла и силикатные стекла, со­

составе к о м п о з и т а . Ф а к т о р ы , к о т о р ы е представляют

д е р ж а щ и е барий или с т р о н ц и й .

интерес п р и выборе щие:

н а п о л н и т е л я , я в л я ю т с я следую­

Состав стекла имеет большое значение, так как от него в первую очередь зависит цвет композита. Пока­

•

состав;

затель п р е л о м л е н и я стекла должен быть очень близок

•

размер частиц.

к показателю п р е л о м л е н и я полимера, чтобы избежать

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

116

сильного р а с с е и в а н и я

света, что в свою очередь мо­

жет привести к плохой эстетике и малой глубине отве­

Традиционные композиты Т р а д и ц и о н н ы е к о м п о з и т ы содержат с т е к л я н н ы й на­

рждения. Включение

бария

или

стронция

обеспечивает

п о л н и т е л ь со с р е д н и м размером частиц 10-20 мкм и

р е н т г е н о к о н т р а с т н о с т ь к о м п о з и т о в , а это помогает

м а к с и м а л ь н ы м размером

д и а г н о с т и к е в т о р и ч н о г о кариеса. К в а р ц я в л я е т с я са­

есть один недостаток, з а к л ю ч а ю щ и й с я в том, что сос­

м ы м твердым м а т е р и а л о м , и с п о л ь з у е м ы м в качестве

т о я н и е о т п о л и р о в а н н о й поверхности оказывается не­

н а п о л н и т е л я , но к о м п о з и т ы с н и м не обладают рент-

удовлетворительным, о н а имеет тусклый вид из-за то­

г е н о к о н т р а с т н о с т ь ю . С и л и к а т н ы е стекла з н а ч и т е л ь н о

го,

мягче, что улучшает в н е к о т о р о й с т е п е н и с п о с о б н о с т ь

поверхностью, поскольку вокруг них п о л и м е р убыва­

композита к полированию.

ет при п о л и р о в а н и и и износе (Рис. 2.2.19).

что

частицы

40 м к м . У этих к о м п о з и т о в

наполнителя

выдаются

над

Микронаполненные полимеры

Средний размер частиц и их распределение

П е р в ы е м и к р о н а п о л н е н н ы е п о л и м е р ы были выпуще­ ны в к о н ц е 70-х годов. О н и содержали к о л л о и д н ы й

С р е д н и й размер ч а с т и ц и характер р а с п р е д е л е н и я час­

о к с и д к р е м н и я со средним размером частиц 0,02 мкм

т и ц по размеру имеют б о л ь ш о е з н а ч е н и е , так как это

и с к о л е б а н и я м и размера от 0,01 до 0,05 м к м . Этот

определяет к о л и ч е с т в о н а п о л н и т е л я , которое м о ж н о

очень м а л е н ь к и й размер частиц н а п о л н и т е л я означа­

д о б а в и т ь к полимеру без потери н е о б х о д и м ы х рабочих

ет, что к о м п о з и т может быть о т п о л и р о в а н до очень

характеристик

гладкого с о с т о я н и я поверхности, и что очень большая

или технологичности материала. Раз­

мер частиц также о к а з ы в а е т з н а ч и т е л ь н о е в л и я н и е на

площадь

качество

композитной

п о л и м е р о м . Эта б о л ь ш а я площадь поверхности (по

п л о м б ы . Х о р о ш о известно, чем более м е л к и е по раз­

с р а в н е н и ю с о б ы ч н о и с п о л ь з о в а в ш и м с я в композитах

полирования

поверхности

поверхности

наполнителя

контактирует с

меру ч а с т и ц ы н а п о л н и т е л я введены в состав, тем бо­

н а п о л н и т е л е м ) означает, что очень трудно получить

лее гладкой будет

высокое с о д е р ж а н и е н а п о л н и т е л я в к о м п о з и т е , так

поверхность самого к о м п о з и т а .

( С о о т н о ш е н и е твердости н а п о л н и т е л я и п о л и м е р н о й

к а к требуется большое количество полимера для сма­

м а т р и ц ы я в л я е т с я еще о д н и м ф а к т о р о м , к о т о р ы й сле­

ч и в а н и я с у м м а р н о й поверхности ч а с т и ц этого напол­

дует учитывать, когда о ц е н и в а ю т качество полирова­

н и т е л я . Если этот м и к р о н а п о л н и т е л ь добавить к по­

ния).

лимеру в т а к о м количестве, чтобы была сохранена С а м ы м п е р в ы м н а п о л н и т е л е м в к о м п о з и т а х был

к в а р ц со средним р а з м е р о м ч а с т и ц до 70 м к м . Переход на более м я г к и е стекла позволил с н и з и т ь размер час­ т и ц н а п о л н и т е л я , а подбор подходящего с о ч е т а н и я их

п р и е м л е м а я текучая к о н с и с т е н ц и я , тогда максималь­ ное его количество, которое удастся ввести, может быть п о р я д к а 20 о б . % (Рис. 2.2.20). Д л я о б е с п е ч е н и я о п т и м а л ь н о г о с о д е р ж а н и я на­

размеров сделал в о з м о ж н ы м существенное увеличе­

полнителя

б ы л а р а з р а б о т а н а д в у х с т а д и й н а я техно­

н и е с т е п е н и н а п о л н е н и я полимера. Высокое содержа­

л о г и я его

в в е д е н и я . Вначале с п о м о щ ь ю о д н о й из

н и е н а п о л н и т е л я до 74 о б . % , используется в компози­

доступных технологий готовится материал с очень

тах для

в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м н а п о л н и т е л я . Этот материал

жевательных

зубов,

а для

передних зубов

количество н а п о л н и т е л я в составе материала находит­

затем

ся в д и а п а з о н е 55-60 о б . % . Вполне о ч е в и д н о , что вы­

ч а с т и ц 10-40 м к м , к о т о р ы й в п о с л е д у ю щ е м исполь­

сокое содержание н а п о л н и т е л я не о п р а в д а н о для ком­

зуется к а к н а п о л н и т е л ь в п о л и м е р н о й м а т р и ц е гото­

п о з и т о в , п р е д н а з н а ч е н н ы х для передних зубов, т а к

вого к о м п о з и т а . Таким о б р а з о м , в к о н е ч н о м итоге

к а к в этом случае придется пожертвовать э с т е т и к о й ,

получают

что не столь в а ж н о для к о м п о з и т о в , восстанавливаю­

з и т н о г о н а п о л н и т е л я (Рис. 2.2.21). Хотя н а п о л н е н и е

щих жевательные зубы.

п р е д п о л и м е р и з о в а н н ы м и ч а с т и ц а м и может быть та­

полимеризуется

композит,

и

и з м е л ь ч а е т с я до

содержащий частицы

размера

компо­

к о й же в ы с о к о й с т е п е н и , к а к и т р а д и ц и о н н ы х ком­ п о з и т о в с к р у п н ы м и ч а с т и ц а м и , с у м м а р н о е содер­

КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПОЗИТОВ С т о м а т о л о г и ч е с к и е к о м п о з и т ы м о ж н о разделить на

жание

наполнителя

остается

значительно

ниже

( п р и м е р н о 50 о б . % ) .

Гибридные или смешанные композиты

четыре о с н о в н ы х группы по природе и размеру частиц

Гибридные

наполнителя.

н а п о л н и т е л я со с р е д н и м р а з м е р о м 15-20 м к м , а так-

композиты

содержат к р у п н ы е частицы

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ

117

же н е б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о к о л л о и д н о г о о к с и д а крем­ н и я с р а з м е р о м ч а с т и ц 0,01-0,05 мкм (Рис. 2.2.22). Следует о т м е т и т ь , что п р а к т и ч е с к и все к о м п о з и т ы сегодня с о д е р ж а т н е б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о коллоидно­ го о к с и д а к р е м н и я , но их с в о й с т в а в о ч е н ь значи­ тельной степени определяются основным наполни­ телем с более к р у п н ы м р а з м е р о м ч а с т и ц .

Гибридные композиты с малым размером частиц Улучшенные методы п о з в о л и л и измельчать стекло до частиц р а з м е р о м , з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш и м , чем это бы­ ло в о з м о ж н о ранее. Это п р и в е л о к в н е д р е н и ю компо­ зитов со с р е д н и м размером ч а с т и ц н а п о л н и т е л я мень­ ше 1 мкм и т и п и ч н ы м р а с п р е д е л е н и е м р а з м е р о в в диапазоне 0,1-6,0 м к м , к о т о р ы е сочетают с микрона­ полнителем

—

коллоидным

оксидом

Рис. 2 . 2 . 1 9 . Частицы наполнителя выступают над поверх­ ностью из-за преимущественного удаления полимерной матрицы

кремния

(Рис. 2.2.23). М е н ь ш и е р а з м е р ы ч а с т и ц н а п о л н и т е л я позволяют э т и м к о м п о з и т а м лучше п о л и р о в а т ь с я до гладкой б л е с т я щ е й поверхности, чем тем, которые со­ держат более

крупные ч а с т и ц ы .

П о л и р о в а н и е этих

композитов дает х о р о ш и е результаты, блестящую от­ полированную поверхность,

потому что любая неров­

ность поверхности, в о з н и к ш а я из-за присутствия час­ тиц н а п о л н и т е л я ,

будет

меньше

длины волны

видимого света (0,38-0,78 м к м ) . Предложенная в ы ш е к л а с с и ф и к а ц и я п о к р и т е р и ю распределения

частиц

по

их

размеру

схематично

представлена на Рис. 2.2.24. Д л я того, чтобы увели­ чить количество н а п о л н и т е л я до м а к с и м а л ь н о г о , су­ ществует в о з м о ж н о с т ь выбрать н а п о л н и т е л и с двумя или более т и п а м и р а с п р е д е л е н и я р а з м е р о в ч а с т и ц , ко­ торые могут в з а и м н о сочетаться. Н а п о л н и т е л ь с мень­ шей дисперсностью ч а с т и ц з а п о л н и т пространства,

Рис. 2.2.20. Гомогенная структура микронаполненного композита

оставшиеся между к р у п н ы м и ч а с т и ц а м и н а п о л н и т е л я (Рис. 2.2.25). Это означает, что увеличивается плот­

правил. По существу п о л и м е р н ы е к о м п о з и т ы самос­

ность упаковки н а п о л н и т е л я в к о м п о з и т н о м восста­

тоятельно не приклеиваются к эмали или дентину.

новительном

Чтобы д о с т и ч ь этого требуется протравливание эмали

материале, п р и этом с р е д н и й размер

частиц наполнителя будет у м е н ь ш е н .

ф о с ф о р н о й кислотой

и н а н е с е н и е на д е н т и н специ­

Если нет о п а с е н и й , что эстетическое качество вос­

ального адгезива. П р и п о с л о й н о м внесении материа­

становления пострадает, то к о м п о з и т ы м о ж н о приме­

ла и строгом с о б л ю д е н и и т е х н и к и светового отверж­

нять для п л о м б и р о в а н и я к а к передних, так и жева­

дения

тельных зубов.

п р и м е р н о в три раза больше в р е м е н и , чем пломбиро­

постановка

композитной

пломбы

займет

в а н и е амальгамой полости п р и б л и з и т е л ь н о такого же размера. П р и и с п о л ь з о в а н и и к о м п о з и т н ы х материа­

СВОЙСТВА

л о в требуется с о с о б о й точностью в ы п о л н я т ь все эта­ пы п л о м б и р о в а н и я , а пациенту соблюдать тщатель­ ную гигиену полости рта потому, что в о з н и к н о в е н и е

Рабочие характеристики

вторичного кариеса при т а к о м восстановлении более вероятно,

и в о з н и к ш е е п о р а ж е н и е имеет тенденцию

Несмотря на внедрение отверждения в и д и м ы м све­

прогрессировать быстрее, чем п р и другом виде плом­

том, внесение в к а р и о з н у ю полость к о м п о з и т н ы х по­

б и р о в о ч н о г о материала.

лимеров требует сторогого с о б л ю д е н и я о п р е д е л е н н ы х

М н о г о исследований было проведено по реологии

medwedi.ru

118

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Рис. 2 . 2 . 2 1 . Гетерогенная структура м и к р о н а п о л н е н н о г о

Рис. 2 . 2 . 2 2 . Структура г и б р и д н о г о к о м п о з и т а , состояще­

полимерного композита с использованием предполимери-

го из больших частиц наполнителя в п о л и м е р н о й матрице,

зованных частиц, которые добавлены к полимеру, содержа­

содержащей коллоидный оксид к р е м н и я

щему небольшое количество коллоидного оксида

кремния

п о л и м е р н ы х к о м п о з и т о в . В идеале вязкость композита

Пакуемые к о м п о з и т ы п р о и з в о д я т с я при неболь­

должна быть такой, чтобы его м о ж н о было конденси­

шом увеличении с о д е р ж а н и я н а п о л н и т е л я на 1-2 об.%

ровать в больших полостях и, в то же самое время, он

путем

мог затекать бы в трудно доступные пространства. С

Д о с т и ч ь этого д о в о л ь н о трудно, потому что содержа­

изменения реологии

полимерной

матрицы.

одной стороны материал не д о л ж е н течь под действи­

ние н а п о л н и т е л я в б о л ь ш и н с т в е к о м п о з и т о в уже на­

ем собственного веса, чтобы ему м о ж н о было прида­

ходится на предельно высоком уровне, а простое до­

вать форму, а с другой — под действием небольшого

бавление

в н е ш н е г о давления он должен легко течь. По сравне­

к о м п о з и т рыхлым и

н и ю с о стоматологическими амальгамами к о м п о з и т ы

Увеличенная вязкость пасты к о м п о з и т а может быть

п р и л и п а ю т к инструментам, и это может п о м е ш а т ь

достигнута н е с к о л ь к и м и с п о с о б а м и :

большего

количества

н а п о л н и т е л я делает

вызовет о б р а з о в а н и е

трещин.

д о с т и ж е н и ю хорошего краевого п р и л е г а н и я пломбы. Для улучшения технологических свойств к о м п о з и т о в

•

путем у в е л и ч е н и я д и а п а з о н а распределения час­

и тем с а м ы м краевого п р и л е г а н и я , в к о н ц е 90-х годов

т и ц по размеру, что улучшает плотность у п а к о в к и ,

были в ы п у щ е н ы так н а з ы в а е м ы е «текучие» (маловяз­

н а п р и м е р , п р и м е н е н и е н а п о л н и т е л я с тримодаль-

кие) к о м п о з и т ы . И почти о д н о в р е м е н н о на р ы н к е по­ я в и л и с ь «пакуемые» (конденсируемые плотные) ком­ позиты.

Повышая

вязкость

этих

композитов,

н ы м распределением ч а с т и ц по размеру; •

м о д и ф и к а ц и е й ф о р м ы ч а с т и ц н а п о л н и т е л я таким образом, чтобы

исследователи пытались достичь рабочих характерис­

частицы могли сцепляться, зат­

рудняя с к о л ь ж е н и е о д н о й частицы относительно

тик этих материалов, н а п о м и н а ю щ и х амальгаму.

другой и тем т о р м о з я течение пасты;

Д л я того, чтобы получить текучие к о м п о з и т ы , про­

•

м о д и ф и к а ц и е й п о л и м е р н о й матрицы т а к и м обра­

изводителям потребовалось у м е н ь ш и т ь количество на­

зом, чтобы создавалось более прочное межмолеку­

полнителя в их составе, а чтобы избежать чрезмерного

л я р н о е п р и т я ж е н и е ( н а п р и м е р , замещая гидрок-

с н и ж е н и я неорганической ф а з ы , размер частиц стек­

сильные

л я н н о г о н а п о л н и т е л я был увеличен. Текучие компози­

о б р а з о в а н и я водородной с в я з и ) , и за счет этого

ты могут показаться трудными в работе

и м е н н о из-за

их низкой вязкости. Поэтому такие материалы идеаль­

группы

Бис-ГМА

водородом

для

увеличивалась вязкость; •

добавлением диспергаторов (добавка, регулирую­

но подходят для небольших полостей, препарируемых

щая реологические свойства), которые снижают

воздушно-абразивным

вязкость и позволяют ввести больше наполнителя.

методом, для восстановления

края пломбы, а также для п о л и м е р н ы х материалов профилактического н а з н а ч е н и я . О д н а к о не рекомен­ дуется

использовать данные

материалы,

имеющие

Однако увеличение содержания может не

повлиять на друге

наполнителя не

параметры материала.

уменьшенное содержание н а п о л н и т е л я с частицами

К о м п о з и т ы становятся менее п р о з р а ч н ы м и , качество

больших размеров, там, где в о з м о ж н о действие

п о л и р о в а н и я ухудшается и, несмотря на большее со­

кой о к к л ю з и о н н о й нагрузки или и с т и р а н и я .

высо­

д е р ж а н и е н а п о л н и т е л я , по механическим свойствам

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И М О Д И Ф И Ц И Р О В А Н Н Ы Е ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ

119

эта в е л и ч и н а н е п о с т о я н н а я и зависит, в большей сте­ п е н и , от с т е п е н и отверждения. Б ы л о показано, что н е к о т о р ы е из веществ, выделяемые из композитов, я в л я ю т с я ц и т о т о к с и ч н ы м и , и в связи с э т и м в отда­ л е н н ы е с р о к и могла в о з н и к н у т ь

гиперчувствитель­

ность, с в я з а н н а я с п р и м е н е н и е м п о л и м е р н ы х компо­ зитов.

Однако

этих данных недостаточно,

сделать вывод о том, что п р и м е н е н и е

чтобы

материалов

представляет н е п р и е м л е м ы й р и с к для здоровья паци­ ента, п о с к о л ь к у к о л и ч е с т в о высвобождаемых веществ о ч е н ь мало, а случаи гиперчувствительности, связан­ ной с п о л и м е р н ы м и к о м п о з и т а м и достаточно редки. Некоторые опасения высказывались в отношении п р и м е н е н и я бисфенола-А и производных бисфенола-А в составе к о м п о з и т н ы х восстановительных материалов,

Р и с . 2 . 2 . 2 3 . К о м п о з и т с наполнителем из небольших по размеру частиц

так к а к эти материалы, к а к было показано, были спо­ собны вызывать и з м е н е н и я в эстроген-чувствительных органах и клетках. Однако, исследования выщелачива­ ющихся к о м п о н е н т о в показали, что это в большей сте­

о н и н е лучше универсальных к о м п о з и т о в , н а п р и м е р ,

п е н и низкомолекулярные м о н о м е р ы , такие как М М А и

м и к р о г и б р и д н о г о типа. А поскольку ухудшению более

ТЭГМА, а не олигомеры типа Б и с - Г М А и УДМА. В свя­

всего п о д в е р ж е н ы эстетические характеристики, про­

зи с этим д а н н а я проблема не стала предметом широко­

изводители выпускают только ограниченное

число

го обсуждения, как применение амальгам. В настоящее

цветовых оттенков. П о э т о м у д а н н ы е материалы и м е ю т

время признано, что н и к а к о й угрозы п р и м е н е н и я поли­

ограниченное

мерных композитов не существует.

применение

и рекомендуются для

п л о м б и р о в а н и я полостей II класса небольшого и сред­ него размера. В связи с в ы с о к о й в я з к о с т ь ю материала могут

возникать

трудности

краевого

прилегания

Водопоглощение и растворимость

пломб, и, кроме того, существует о п а с н о с т ь присут­

К о м п о з и т ы д о л ж н ы иметь н и з к и й показатель водо­

ствия п у з ы р ь к о в воздуха по краю и в массе п л о м б ы . По

п о г л о щ е н и я . Е с л и к о м п о з и т может абсорбировать во­

этой п р и ч и н е б ы л о предложено вначале н а н о с и т ь тон­

ду, з н а ч и т он с п о с о б е н абсорбировать и другие компо­

к и й с л о й текучего к о м п о з и т а н а д н о п р о к с и м а л ь н о

н е н т ы р о т о в о й ж и д к о с т и , что приведет к и з м е н е н и ю

р а с п о л о ж е н н о й я щ и к о о б р а з н о й полости, а после это­

его цвета.

го завершить п л о м б и р о в а н и е пакуемым к о м п о з и т о м . Следует заметить, что оба к о м п о з и т а , и текучий и пакуемый, были р а з р а б о т а н ы , исходя из п о ж е л а н и й практических врачей-стоматологов,

к о т о р ы м хоте­

В о д о п о г л о щ е н и е с в я з а н о со с п о с о б н о с т ь ю поли­ мерной

м а т р и ц ы а б с о р б и р о в а т ь воду.

н а п о л н и т е л ь с а м не

Стеклянный

абсорбирует воду , но может ад­

сорбировать ее на с в о ю поверхность.

П о э т о м у вели­

лось иметь к о м п о з и т ы со с п е ц и а л ь н ы м и р а б о ч и м и ха­

ч и н а в о д о п о г л о щ е н и я з а в и с и т от с о д е р ж а н и я поли­

р а к т е р и с т и к а м и . Тем не м е н е е , эти к о м п о з и т ы не об­

мера в к о м п о з и т е и качестве с в я з и между п о л и м е р о м

ладают у л у ч ш е н н ы м и ф и з и ч е с к и м и и м е х а н и ч е с к и м и

и н а п о л н и т е л е м . Учитывая это, н а в е р н о е ,

свойствами. На с а м о м деле, текучие к о м п о з и т ы име­

связывать величину водопоглощения

разумнее

с содержанием

ют более н и з к и е м е х а н и ч е с к и е свойства, а пакуемые —

п о л и м е р а в к о м п о з и т е . З н а я п о к а з а т е л ь водопогло­

боле н и з к и е эстетические свойства по с р а в н е н и ю с

щ е н и я одного п о л и м е р а , м о ж н о о ц е н и т ь связана л и

универсальными к о м п о з и т а м и .

в е л и ч и н а в о д о п о г л о щ е н и я к о м п о з и т а только с поли­ м е р н о й м а т р и ц е й , и л и о н а н е о п р а в д а н н о высока.

Биосовместимость

Д а н н ы е , п р и в е д е н н ы е в Таблице 2.2.3, показывают, что если п р и н я т ь во в н и м а н и е содержание наполни­

П о л и м е р н ы е к о м п о з и т ы и м е ю т с л о ж н у ю структуру, и

теля в в о с с т а н о в и т е л ь н о м материале, то значительные

поэтому н е к о т о р ы е к о м п о н е н т ы состава и продукты

р а з л и ч и я между в е л и ч и н о й с о р б ц и и воды для целого

разрушения могут выделяться из материала. К э т и м

ряда к о м п о з и т о в становятся о ч е в и д н ы м и .

веществам о т н о с я т с я остаточные м о н о м е р ы и о л и г о -

В о д о п о г л о щ е н и е для п о л и м е р а находится в преде­

меры, растворители, т а к и е д о б а в к и , к а к УФ стабили­

лах 40-45 мкг/мм , а для двух к о м п о з и т о в из этой таб­

заторы, п л а с т и ф и к а т о р ы и и н и ц и а т о р ы .

л и ц ы с о р б ц и я воды в 2-3 раза в ы ш е , чем можно было

Имеются

3

данные о т о м , что к о л и ч е с т в о выделяемых из компо­

ожидать. Возникает в о п р о с — «куда идет эта дополни­

зитов веществ могут составлять до 2% по массе, хотя

тельная вода?»

medwedi.ru

120

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Рис. 2.2.25. Бимодальное распределение частиц по раз­ меру ся, что приведет к п о в ы ш е н и ю и з н о с а . Таким обра­ з о м , сочетание таких характеристик, к а к высокое со­ д е р ж а н и е н а п о л н и т е л я и в ы с о к и й показатель водо­ поглощения,

должно

вызывать

беспокойство относительно

определенное

качества композита.

Часто предполагают, что в о д о п о г л о щ е н и е может к о м п е н с и р о в а т ь д о н е к о т о р о й степени полимеризац и о н н у ю усадку, но процесс п о г л о щ е н и я воды доста­ точно медленный,

занимающий много месяцев до

своего з а в е р ш е н и я . Это л е г к о м о ж н о показать рассчетным путем, зная к о э ф ф и ц и е н т д и ф ф у з и и воды в к о м п о з и т е D, к о т о р ы й о б ы ч н о имеет п о р я д о к 1,25 х

Рис. 2.2.24. Классификация к о м п о з и т о в по типу напол­ нителя; на горизонтальной оси размер частиц в логариф­ м и ч е с к о м масштабе

9

2

1

\0~ см с" . Д л я образца материала 2 мм т о л щ и н ы дос­ тижение

равновесного

водопоглощения

потребует

166 суток, а в образце т о л щ и н о й 5 мм необходимое время для д о с т и ж е н и я р а в н о в е с и я п р е в ы ш а е т 3 года.

композита,

Таким образом, п о г л о щ е н и е воды не сможет предуп­

(после пересчета, исходя из количества присутствую­

редить н а р у ш е н и е п о г р а н и ч н о й с в я з и , так же, как не

щего в нем н а п о л н и т е л я ) , могут быть с в я з а н ы с нес­

сможет

к о л ь к и м и п р и ч и н а м и . В о з м о ж н о , что материал содер­

п р о и с х о д я щ е й в м о м е н т отверждения. К о н е ч н о , не­

жит ф р а к ц и ю с в ы с о к о й р а с т в о р и м о с т ь ю , которая и

большое набухание приведет к некоторому улучше­

Высокие значения

оставляет пространства,

водопоглощения

з а п о л н я е м ы е водой (это мо­

жет быть с в я з а н о с н е п о л н ы м отверждением полиме­ ра). В д о п о л н е н и е к этому п о л и м е р может содержать

противодействовать

и

мгновенной

усадке,

н и ю краевого п р и л е г а н и я п л о м б ы , но вполне вероят­ н о , что это наступит с л и ш к о м поздно. Учитывая это, очень важно, чтобы при и з м е р е н и и

воздушные пустоты, о б р а з о в а в ш и е с я при замешива­

показателей

н и и или н а л о ж е н и и п л о м б ы . Еще одной п р и ч и н о й

т о н к и е образцы для того, чтобы в р е а л ь н ы й отрезок

высокого в о д о п о г л о щ е н и я мог быть гидролитический

в р е м е н и достичь равновесного с о с т о я н и я в сорбции

водопоглощения

были

приготовлены

распад связи между н а п о л н и т е л е м и п о л и м е р о м , кото­

воды. Кроме того, для с р а в н е н и я д а н н ы х по водопог-

рый приводит к а б с о р б ц и и воды на поверхности час­

л о щ е н и ю в расчет следует п р и н и м а т ь и количество

тиц н а п о л н и т е л я . Это может привести к двум в а ж н ы м

стеклонаполнителя.

последствиям. Во-первых, по мере того, к а к утрачива­ ется связь между ч а с т и ц а м и н а п о л н и т е л я и полиме­ ром, наполнитель будет терять свою э ф ф е к т и в н о с т ь упрочняющего к о м п о н е н т а материала, п р и в о д я в ре­ зультате к р а з р у ш е н и ю п л о м б ы . Во-вторых, поверхно­ стная прочность частицы н а п о л н и т е л я будет снижать­

Коэффициент теплового расширения Д л я того, чтобы н а п р я ж е н и я в композите, возникшие в результате температурных колебаний и связанных с ни­ ми р а с ш и р е н и й и с о к р а щ е н и й к о м п о з и т н о й пломбы,

ПОЛИМЕРНЫЕ К О М П О З И Т Ы И М О Д И Ф И Ц И Р О В А Н Н Ы Е П О Л И К И С Л О Т А М И П О Л И М Е Р Н Ы Е К О М П О З И Т Ы

121

были м и н и м а л ь н ы м и , к о э ф ф и ц и е н т теплового расши­

дят к краевому о к р а ш и в а н и ю . Устранение краевой ще­

рения композита должен быть близок к этому показа­

ли п о л н о с т ь ю предупреждает этот тип окрашивания.

телю твердых т к а н е й зуба. С т е к л я н н ы й наполнитель

Если краем является эмаль, то устранить эту проблему

имеет низкий к о э ф ф и ц и е н т теплового р а с ш и р е н и я , в

м о ж н о путем кислотного протравливания для созда­

то время как у полимера он высок, поэтому, чем боль­

ния связи с эмалью.

ше неорганического н а п о л н и т е л я в композите, тем ни­

эмалью и к о м п о з и т о м достаточно прочная и долговеч­

же будет к о э ф ф и ц и е н т р а с ш и р е н и я . Поскольку в мик-

н а я , она позволяет достичь хорошей герметичности по

ронаполненных

композитах

больше

С в я з ь между протравленной

содержится

краю пломбы и предупредить п р о н и к н о в е н и е органи­

полимера, причем не только в виде матрицы, но и на

ческих веществ. О б ы ч н о рекомендуют использование

предполимеризованных частицах н а п о л н и т е л я , коэф­

н е н а п о л н е н н о г о полимера в качестве адгезива, так как

фициент их теплового р а с ш и р е н и я высок по сравне­

это помогает улучшить краевое прилегание.

нию с таковым у с т е к л о н а п о л н е н н ы х композитов.

И з м е н е н и е цвета всей поверхности композита мо­

Примерные в е л и ч и н ы к о э ф ф и ц и е н т о в теплового

жет быть с в я з а н о с ее шероховатостью и вероятно про­

расширения некоторых, и м е ю щ и х с я в продаже, ком­

исходит с т е м и п о л и м е р н ы м и к о м п о з и т а м и , в кото­

позитов представлены в Таблице 2.2.4, в к о т о р о й также

рых

приведено с р а в н е н и е с к о э ф ф и ц и е н т о м т е п л о в о г о

наполнителя.

расширения эмали в виде их о т н о ш е н и я .

пространствах между в ы с т у п а ю щ и м и частицами на­

использованы

большие

Органические

по

размеру

частицы

вещества застревают в

п о л н и т е л я и трудно удаляются при чистке зубов. По­ л и р о в а н и е п о д х о д я щ и м а б р а з и в о м , т а к и м к а к пасты с

Рентгеноконтрастность

о к с и д о м а л ю м и н и я , д о л ж н о удалить это поверхност­ ное о к р а ш и в а н и е . Важно, чтобы п о л и р о в а н и е было

Когда композиты используют в качестве пломбиро­

проведено в н е с к о л ь к о этапов, н а п р и м е р , вначале ал­

для жевательных зу­

м а з н ы м и н с т р у м е н т о м с размером абразива 20 мкм,

бов, их рентгеноконтрастность представляет особую

затем пастой с ч а с т и ц а м и р а з м е р о м 7 м к м и оконча­

важность. Определение кариеса под р е н т г е н о п р о з р а ч -

тельная ( ф и н и ш н а я ) обработка пастой с частицами

ной композитной п л о м б о й п р а к т и ч е с к и н е в о з м о ж н о ,

р а з м е р о м 1 м к м . Это даст о п т и ч е с к и гладкую полиро­

вочного материала, и о с о б е н н о ,

что позволит к а р и о з н о м у процессу развиваться дли­

ванную поверхность м и к р о н а п о л н е н н ы х к о м п о з и т о в

тельное время до его о б н а р у ж е н и я . У некоторых ком­

без к а к и х - л и б о я м о к и ц а р а п и н , так м о ж н о отполиро­

позитов рентгеноконтрастность н и ж е , чем у д е н т и н а ,

вать и гибридные к о м п о з и т ы с н е б о л ь ш и м и по разме­

что не очень х о р о ш о , потому что не позволяет с по­

ру ч а с т и ц а м и н а п о л н и т е л я . Иногда наблюдают тем­

мощью рентгеновских лучей

ный

обнаружить наличие ка­

риеса. Тем не менее, еще не известно к а к о й оптималь­ ной

рентгеноконтрастностью

должен

обладать

изрытый участок нарушения

цвета,

который

в о з н и к из-за в с к р ы т и я воздушных пузырьков по мере и з н о с а к о м п о з и т а . Такое н а р у ш е н и е цвета не может

композит, поскольку и з б ы т о ч н а я рентгеноконтраст­

быть л е г к о удалено, и лучше заменить

ность может п о т е н ц и а л ь н о м а с к и р о в а т ь кариес, рас­

отверждаемым к о м п о з и т о м , не оставляя в материале

полагающийся под п л о м б о й . Все-таки, к о м п о з и т дол­

«замороженных»

жен

л ю д е н и ю правил н а л о ж е н и я п л о м б ы .

иметь,

по

крайней

мере

такую

же

рентгеноконтрастность, к а к эмаль. Н е к о т о р ы е компо­ зиты, не у д о в л е т в о р я ю щ и е

этому требованию,

не

должны использоваться в качестве п л о м б и р о в о ч н о г о материала для жевательных зубов.

пломбу свето-

пузырьков воздуха,

благодаря соб­

И з м е н е н и е цвета всего объема или бины

п л о м б ы представляет особую

большой глу­

проблему, если

она изготовлена из к о м п о з и т а химического отвержде­ н и я т и п а паста-паста с а м и н н ы м активатором. Изме­ н е н и е цвета т а к о й реставрации происходит медленно в

течение

продолжительного

времени,

придавая

Соответствие по цвету

пломбе отчетливо желтую окраску. Этот вид наруше­

Эстетические качества к о м п о з и т о в хорошо известны.

н и я к о м п о н е н т о в в матрице полимера, так и абсорб­

ния цвета возникает к а к из-за химического разруше­ Самые ранние к о м п о з и т ы страдали и з м е н е н и е м цве­

ции ротовой ж и д к о с т и .

та, которое может проявляться в трех видах:

в и д и м ы м светом, имеют з н а ч и т е л ь н о большую цвето­

К о м п о з и т ы , активируемые

вую стабильность. П о д о б н о в н е д р е н и ю в практику пакуемых и теку­

•

изменение цвета по краю п л о м б ы ;

•

изменение цвета всей поверхности;

чих к о м п о з и т о в , п р о д и к т о в а н н о е клинической необ­

• изменение цвета всего объема п л о м б ы .

ходимостью, производители разработали и выпустили

Изменение цвета по краю о б ы ч н о появляется при

целый ряд новых к о м п о з и т о в с в ы с о к и м и эстетичес­

наличии щели между пломбой и т к а н я м и зуба. Остат­

к и м и качествами. Эти к о м п о з и т ы наполнены части­

ки органических веществ п р о н и к а ю т в щель и приво­

цами с м и н и м а л ь н ы м размером - не более 2 мкм и

medwedi.ru

122

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

прочности на сжатие материала часто цитируется в литературе. К с о ж а л е н и ю , публикуемые д а н н ы е быва­ ет трудно и н т е р п р е т и р о в а т ь из-за н е о д н о з н а ч н о с т и возможных вариантов разрушения

при с ж а т и и , а

именно: П л а с т и ч н ы е материалы могут р а с п л ю щ и т ь с я , на­ поминая пластилин; •

Такие хрупкие материалы, к а к стекло и к а м е н ь , могут разлететься в разные с т о р о н ы ;

•

Д л и н н ы е и т о н к и е о б р а з ц ы могут изогнуться в продольном н а п р а в л е н и и . Нетрудно представить н а с к о л ь к о с л о ж н ы е напря­

ж е н и я могут в о з н и к а т ь в образцах материалов при ис­ п ы т а н и и их на сжатие. И если задать себе вопрос, раз­ рушаются л и п л о м б ы п о к а к о м у - л и б о и з п р и в е д е н н ы х в ы ш е в а р и а н т о в , то ответ, вероятно, будет отрицатель­ н ы м . С к о р е е всего реставрации будут разрушаться от р а с т я ж е н и я (из-за д е й с т в и я и з г и б а ю щ и х сил), так как к о м п о з и т ы и м е ю т о ч е н ь м а л е н ь к и й предел прочности на р а с т я ж е н и е или р а з р ы в . Таким о б р а з о м , прочность на сжатие является плохим показателем сопротивляе­ мости материала р а з р у ш е н и ю , поскольку

не сущест­

вует простой в з а и м о с в я з и между п р о ч н о с т ь ю на сжа­ тие материала и его пределом прочности на разрыв.

* Показатель в о д о п о г л о щ е н и я для п о л и м е р а получен п р и д о п у щ е н и и , что стекло не абсорбирует воду, и вычислен из расчета о б ъ е м н о г о с о ­ д е р ж а н и я п о л и м е р а (%) из последнего столбца.

Прочность при диаметральном разрыве или диаметральная прочность Если п л о м б и р о в о ч н ы е материалы с б о л ь ш е й вероят­

Переработана из д а н н ы х п у б л и к а ц и и Oysaed Н., Ruyter I.E. ( 1 9 8 6 ) .

н о с т ь ю р а з р у ш а ю т с я в р е ж и м е р а с т я ж е н и я , то более р а з у м н о и з м е р я т ь предел их п р о ч н о с т и на разрыв, а не

с р е д н и м о к о л о 0,6 м к м , что делает их в е л и к о л е п н о по­

на сжатие.

л и р у е м ы м и . В н а с т о я щ е е время имеется целая «артис­

свойства

К с о ж а л е н и ю , определять п р о ч н о с т н ы е

тическая» палитра с б о л ь ш и м р а з н о о б р а з и е м матери­

трудно, и такое и с п ы т а н и е дает б о л ь ш о й разброс дан­

ала по цвету и п р о з р а ч н о с т и .

ных. П р и ч и н о й этого является в ы с о к а я чувствитель­

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

д е ф е к т о в и небольших поверхностных т р е щ и н , кото­

на р а з р ы в для хрупких материалов крайне

ность хрупких материалов к присутствию внутренних р ы е н е в о з м о ж н о устранить. Вследствие этого предел прочности на р а з р ы в к о м п о з и т о в зависит от качества п о л и р о в а н и я поверхности.

Прочность на сжатие

Испытание для определения диаметральной прочнос­ ти является альтернативным методом при измерении

Если с р а в н и в а т ь п р о ч н о с т ь на сжатие ряда компози­

предела прочности на разрыв материала. И хотя и при

тов и амальгам с этим показателем для э м а л и и денти­

этом

на, то окажется, что эти материалы о ч е н ь близки (Таб­

сложные

лица

в о с п р о и з в о д и м ы , а изучаемое свойство легко изме­

2.2.5). И н т е р е с н о отметить, что к о м п о з и т ы для передних

испытании

в образцах материала возникают

напряжения,

но

результаты

достаточно

рить. П о этим п р и ч и н а м д а н н ы е п о диаметральной

по п р о ч н о с т и на

прочности стоматологических материалов часто при­

сжатие с к о м п о з и т а м и для жевательных зубов, н о , тем

водят в литературе. И н т е р е с н о отметить, что этот тест

зубов и м е ю т сходные показатели

не менее, р е к о м е н д а ц и и по их и с п о л ь з о в а н и ю различ­

о б ы ч н о п р и м е н я ю т для хрупких материалов. Значит,

н ы . Важно п о н я т ь

если п р и в о д я т д а н н ы е д и а м е т р а л ь н о й п р о ч н о с т и , а не

з н а ч и м о с т ь этой о ц е н к и . Будучи

о т н о с и т е л ь н о п р о с т о й , для

измерения,

величина

т р а д и ц и о н н о г о предела прочности на сжатие, это ука-

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ

123

композиты

Таблица 2 . 2 . 4 Коэффициент теплового расширения ( а ) для некоторых композитов и относительная разница (D) в сравнении с коэффициентом теплового расширения эмали

Материал

(Производитель)

6

Тип

Эмаль

а,хШ .°С

D

11,4

1,00

Z-100 ( З М Dental P r o d u c t s )

Гибрид

22,5

1,97

Adaptic ( J o h n s o n & J o h n s o n )

Обычный

25,7

2,25

Herculite (Kerr)

Гибрид с м а л ы м и ч а с т и ц а м и

32,6

2,86

Silux Plus ( 3 M Dental P r o d u c t s )

Микронаполненный

41,6

3,65

Delton ( J o h n s o n & J o h n s o n )

Без наполнителя

90,3

7,92

Данные из п у б л и к а ц и и Verslius A.,et al. ( 1 9 9 6 ) Dent Mater 1 2 ( 5 ) : 2 9 0 - 2 9 4 (за и с к л ю ч е н и е м Delton).

зывает на то, что и с с л е д о в а н н ы й материал хрупок и поэтому страдает от недостатка п р о ч н о с т и при ударе.

Износ

Т и п и ч н ы е в е л и ч и н ы д и а м е т р а л ь н о й п р о ч н о с т и для

И з н о с — это п р о ц е с с , при котором материал смещает­

ряда к о м п о з и т о в п р и в е д е н ы в Таблице 2.2.6. Из этих

ся или удаляется при д е й с т в и и сил, в о з н и к а ю щ и х при

цифр видно, что т р а д и ц и о н н ы е к о м п о з и т ы для восста­

т р е н и и двух поверхностей одна о другую. В полости

новления передних зубов и м е ю т величины

рта могут иметь место износа, представленные н и ж е .

прочности

при диаметральном разрыве б л и з к и е к п о к а з а т е л я м и прочности с о в р е м е н н ы х к о м п о з и т о в для жевательных групп зубов. Но к л и н и ч е с к и й о п ы т показывает, что традиционные

композиты

имеют

недостатки

Абразивный

износ

при

пломбировании жевательных зубов. Д а н н ы е по диа­

Когда две поверхности трутся одна о другую, более

метральной п р о ч н о с т и , к а к и показатели

твердая из них может вызвать образование углублений

прочности

на сжатие, не я в л я ю т с я п р я м ы м п о к а з а н и е м к приме­

и ж е л о б к о в или срезать часть материала с другой пове­

нению к о н к р е т н о г о к о м п о з и т а , так к а к не позволяют

рхности. Этот п р я м о й к о н т а к т н ы й износ известен под

прогнозировать его свойства в к л и н и ч е с к и х условиях.

названием

В связи с тем, что к о м п о з и т ы все чаще используют

тел,

истирание

при

абразивном

контакте

двух

и происходит он в полости рта при наличии не­

для п л о м б и р о в а н и я жевательных зубов, частота отко­

посредственного контакта зубов. В к л и н и к е это назы­

лов пломб будет, в е р о я т н о , возрастать по

вают

причинам,

которые р а с с м а т р и в а л и с ь в этой главе.

стираемостью зубов.

А б р а з и в н ы й и з н о с м о ж е т также п р о и с х о д и т ь при з а п о л н е н и и п р о с т р а н с т в а между двумя поверхностя­

Твердость

м и а б р а з и в н о й г и д р о с м е с ь ю , даже при отсутствии прямого

контакта

между двумя т в е р д ы м и

поверх­

Твердость поверхности с т о м а т о л о г и ч е с к о г о материала

н о с т я м и . Э т о т т и п и з н о с а н а з ы в а ю т истиранием при

может быть измерена н е п о с р е д с т в е н н о с п р и м е н е н и ­

абразивном контакте трех тел,

ем ряда методик, а полученные результаты использо­

п о л о с т и рта п р и ж е в а н и и , а п и щ а в ы с т у п а е т в каче­

ваны для сравнения р а з л и ч н ы х к о м п о з и т о в .

и п р о и с х о д и т он в

Раньше

стве а б р а з и в н о г о агента. ( З у б н ы е п а с т ы д е й с т в у ю т

полагали, что твердость является н а д е ж н ы м показате­

к а к а б р а з и в н а я г и д р о с м е с ь между з у б н о й щ е т к о й и

лем сопротивляемости износу к о м п о з и т а , и это, от­

зубом.).

части, справедливо. Исходные акриловые п о л и м е р ы б ы л и весьма мяг­ кими материалами, но их твердость и устойчивость к

Усталостное

изнашивание

износу были значительно улучшены д о б а в л е н и е м на­ полнителя. И з м е р е н и я твердости вначале п о з в о л я л и

П о в т о р н ы е нагрузки на зубы вызывают циклические

судить об износостойкости материала, но в н а с т о я щ е е

н а п р я ж е н и я , которые со временем могут привести к

время это с о о т н о ш е н и е н а р у ш и л о с ь , к а к т о л ь к о стали

росту усталостных т р е щ и н . Эти т р е щ и н ы часто обра­

применять новые п о к о л о н е и я к о м п о з и т о в с в ы с о к и м

зуются под поверхностью, а затем, сливаясь выходят

содержанием н а п о л н и т е л е й .

на поверхность материала.

medwedi.ru

124

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Коррозионный

износ

р о м я в л я ю т с я н е о б х о д и м ы м и свойствами композита, предназначаемого

для

пломбирования

жевательной

Х и м и ч е с к о е воздействие на к о м п о з и т может произой­

группы зубов. О д н а к о , следует оговориться, что эти

ти по типу гидролитической деструкции полимера,

п а р а м е т р ы с а м и по себе не гарантируют материалу его

р а з р у ш е н и я м е ж ф а з н о й структуры п о л и м е р - н а п о л н и ­

износостойкость.

тель и л и э р о з и и его п о в е р х н о с т и . Вполне о ч е в и д н о , что к а ж д ы й и з п е р е ч и с л е н н ы х в ы ш е м е х а н и з м о в вовлечен в п р о ц е с с и з н о с а компо­

Д л я изучения и з н о с о с т о й к о с т и материала в каче­ стве альтернативного подход

м о ж н о п р и н я т ь методы

л а б о р а т о р н о г о м о д е л и р о в а н и я к л и н и ч е с к и х условий.

зитов. В месте о к к л ю з и о н н о г о к о н т а к т а о с н о в н ы м и

К с о ж а л е н и ю , о ч е н ь трудно смоделировать все усло­

м е х а н и з м а м и и з н о с а будут а б р а з и в н о е и с т и р а н и и п р и

в и я в п о л о с т и рта, к о т о р ы е могут а к т и в н о влиять

к о н т а к т е двух тел и усталостное, в то в р е м я к а к п р и от­

п р о ц е с с износа. И хотя in vitro был и с п ы т а н ц е л ы й ряд

на

сутствии п р я м о г о к о н т а к т а д о м и н и р у ю щ и м будет ис­

методов для и з м е р е н и я с к о р о с т и и з н о с а , ни один из

тирание незакрепленным абразивом, находящимся в

них, к а к б ы л о н а й д е н о , н е может быть использован

к о н т а к т е с двумя п о в е р х н о с т я м и , т.е. п р и взаимодей­

для д о с т а т о ч н о т о ч н о г о

с т в и и трех тел. К о р р о з и о н н ы й и з н о с может наблю­

т о й к о с т и к о м п о з и т о в при восста новлении и м и жева­

даться в обеих ситуациях, а в с о ч е т а н и и с нагрузками,

тельных зубов в условиях in vivo.

создающими напряжения,

прогнозирования

износос­

может п р и в е с т и к образо­

Другим к а м н е м преткновения является проблема

в а н и ю н а п р я ж е н н о - к о р р о з и о н н о й т р е щ и н ы . Трещи­

разработки надежного лабораторного теста износостой­

на м е д л е н н о увеличивается и п р и в о д и т к р а з р у ш е н и ю

кости, способного давать хорошую корреляцию с кли­

материала.

н и ч е с к и м и д а н н ы м и , которые сами по себе исключи­

П о с к о л ь к у и з н о с я в л я е т с я м н о г о ф а к т о р н ы м про­ ц е с с о м , его н е л ь з я определять с п о м о щ ь ю и з м е р е н и я какого-то одного параметра.

Б ы л а з а м е ч е н а слабая

к о р р е л я ц и я между м е х а н и ч е с к и м и с в о й с т в а м и и из­ н о с о м , а н е к о т о р ы е из ф и з и ч е с к и х свойств, т а к и е к а к н и з к о е в о д о п о г л о щ е н и е , могут быть т о л ь к о показате­ л я м и п о т е н ц и а л ь н о й устойчивости к износу, особен­ но, в отношении коррозионного износа. В целом, в ы с о к а я с т е п е н ь н а п о л н е н и я , гладко по­ лируемая поверхность, устойчивый к гидролизу поли­ мер и п р о ч н а я с в я з ь между н а п о л н и т е л е м и п о л и м е -

тельно трудны для получения и интерпретации.

Из

многих переменных показателей, которые следует при­ нимать во внимание, разная степень износа у разных пациентов является о д н о й из наиболее трудных для по­ н и м а н и я . Тем не менее, было показано, что существует значительное различие в скорости износа между окклюз и о н н ы м и к о н т а к т н ы м и з о н а м и и бесконтактными участками. В этой связи следует отметить, что любые ц и ф р о в ы е д а н н ы е о скорости износа бессмысленны до тех пора, пока они не сопровождаются и н ф о р м а ц и е й о методах, использованных п р и их определении. Размер п л о м б ы может также оказать в л и я н и е на скорость износа, в е р о я т н о , из-за большей площади п р я м о г о к о н т а к т а поверхности зуба и п л о м б ы . Необ­ ходимо учитывать также,

что б о л ь ш и е по размеру

п л о м б ы ставят на жевательные зубы, подвергающиеся н а и б о л ь ш и м о к к л ю з и о н н ы м нагрузкам. Таким образом, даже п о л у ч е н н ы е in vivo данные, я в л я ю т с я л и ш ь о р и е н т и р о в о ч н ы м и в о ц е н к е способ-

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ

ности к о м п о з и т н ы х п л о м б жевательных зубов проти­

композиты

125

состоит в том, что большая часть работы по воссозда­

востоять износу. С и т у а ц и я о с л о ж н я е т с я и тем, что до

нию анатомической формы и межзубного контакта де­

н а с т о я щ е г о в р е м е н и еще н е р а з р а б о т а н о о б щ е п р и н я ­

лается техником в зуботехнической лаборатории.

того метода о п р е д е л е н и я и з н о с а in vivo, и п о э т о м у по­ лученные

результаты

следует

интерпретировать

Д р у г и м п о л о ж и т е л ь н ы м м о м е н т о м является пол­

с

ное о т в е р ж д е н и е на всю глубину, п о с к о л ь к у процесс

Лучшим

и з м е р е н и е м устойчивости к о м п о з и т н ы х

situ. Тем не м е н е е , п р а к т и к а показывает, что пробле­

материалов

большой осторожностью.

о т в е р ж д е н и я ведется в условиях л а б о р а т о р и и , а не in

к износу на жевательных зубах является

ма п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки п о л н о с т ь ю не реша­

оценка их клинического состояния. Несмотря на значи­

ется и с и с п о л ь з о в а н и е м вкладок. Даже т о н к и й слой

тельные улучшения п л о м б и р о в о ч н ы х материалов за

фиксирующего полимера,

последние годы, все же следует избегать п р и м е н е н и я

в ы с о к и е усадочные н а п р я ж е н и я , к о т о р ы е нарушат

м о ж е т вызвать достаточно

композитов в тех участках, где будет п р я м о й о к к л ю з и -

а д г е з и о н н у ю с в я з ь , о с о б е н н о с в я з ь с д е н т и н о м . Ос­

о н н ы й контакт, подвергающийся значительным функ­

т а ю т с я т а к ж е с о м н е н и я в о т н о ш е н и и качества связи

ц и о н а л ь н ы м нагрузкам. Поскольку о к к л ю з и я должна

между п о л и м е р н ы м ц е м е н т о м и с а м о й вкладкой. Ла­

проверяться до начала л е ч е н и я ,

н е о б х о д и м о также

бораторный процесс отверждения для композитных

максимально м и н и м и з и р о в а т ь наличие центральных

в к л а д о к н а с т о л ь к о э ф ф е к т и в е н , что остается совсем

или скользящих контактов, а лучше вообще их избегать.

н е м н о г о н е п р о р е а г и р о в а в ш и х м е т а к р и л а т н ы х групп на их п о в е р х н о с т и для р е а к ц и и с п о л и м е р н ы м це­ м е н т о м (см. раздел 3.6.).

КОМПОЗИТЫ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ЗУБОТЕХНИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЯХ

М н о г и е к о м п л е к т ы п о л и м е р н ы х к о м п о з и т о в для работы в зуботехнических л а б о р а т о р и я х используют по существу

те же к о м п о з и т ы , к о т о р ы е п р и м е н я ю т

для п р я м о г о п л о м б и р о в а н и я . Вследствие этого они страдают от б о л ь ш и н с т в а тех же самых недостатков, что и к о м п о з и т ы для прямого п л о м б и р о в а н и я , огра­ н и ч и в а ю щ и х сферу их п р и м е н е н и я . Таким образом, созданные в лаборатории

непрямые композитные

р е с т а в р а ц и и следует п р и м е н я т ь только в тех случаях, где и п р я м о е п л о м б и р о в а н и е м о ж н о б ы л о п р и з н а т ь вполне д о п у с т и м ы м .

Непрямые композитные виниры, вкладки и накладки Пломбирование зубов п р я м ы м методом с использова­ нием к о м п о з и т н ы х м а т е р и а л о в с о п р я ж е н о со многи­

Армированные волокном композиты

ми с л о ж н о с т я м и . Прежде всего, в н е с е н и е к о м п о з и т о в

К о м п о з и т н ы е полимеры с д и с п е р с н ы м порошкообраз­

в полость зуба — это д о в о л ь н о трудоемкая работа сама

н ы м наполнителем обладают

по себе. П р и э т о м , требуется т о ч н о е в о с п р о и з в е д е н и е

ностью для изготовления из них к о р о н о к и мостовид-

соответствующих

контактов

недостаточной проч­

зубов-антагонистов.

ных протезов. А р м и р о в а н н ы е в о л о к н о м композиты

Композиты дают п о л и м е р и з а ц и о н н у ю усадку и к р о м е

(АВК) дают возможность получения материалов с вы­

того существует р и с к н е п о л н о г о о т в е р ж д е н и я п л о м б ы

с о к о й прочностью и высокой жесткостью, и вместе с

из-за о г р а н и ч е н н о й глубины о т в е р ж д е н и я . О д н и м из

тем очень малой массой. В течение 90-х годов XX века

способов п р е о д о л е н и я этих с л о ж н о с т е й является ис­

был разработан целый ряд полимерных систем, арми­

пользование н е п р я м ы х к о м п о з и т н ы х р е с т а в р а ц и й —

рованных в о л о к н о м , для п р и м е н е н и я к а к в зуботехни­

вкладок, накладок и в и н и р о в . .

ческих лабораториях, так и в к л и н и ч е с к о й практике.

Вкладки из композита изготавливают в зуботехни-

О н и б ы л и в ы п у щ е н ы в разных формах (Таблица 2.2.7).

ческой лаборатории зубным техником по оттиску, сни­

О д н о н а п р а в л е н н ы е волокна позволяют изготавливать

маемому врачом-стоматологом.

многозвеньевые

Использование вкла­

док особенно э ф ф е к т и в н о , если требуется заменить

конструкции протезов, а сетчатые и

плетенные ф о р м ы способны выдерживать напряжения

несколько пломб на жевательных зубах в одном квад­

в разных направлениях одновременно. АВК имеют зна­

ранте или восстановить н е ф у н к ц и о н и р у ю щ и е жева­

чительно большую прочность на изгиб и сопротивле­

тельные бугорки. Во всех других о т н о ш е н и я х показания

ние удару по с р а в н е н и ю с н а п о л н е н н ы м дисперсными

к использованию к о м п о з и т н ы х вкладок не отличаются

частицами полимером при условии хорошего смачива­

от показаний для прямого п л о м б и р о в а н и я жевательной

н и я в о л о к о н и высокого их содержания.

группы зубов. Преимущество этого типа реставраций

А В К п о к а з а н ы для изготовления ш и н , мостовид-

medwedi.ru

ОСНОВЫ

126

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

ных п р о т е з о в , к о р о н о к и с ъ е м н ы х п р о т е з о в . О д н а к о

условия для м е х а н и ч е с к о г о удержания п л о м б ы или

к л и н и ч е с к и й о п ы т их п р и м е н е н и я еще д о в о л ь н о ог­

создать р е т е н ц и ю д л я ф и к с а ц и и п л о м б ы . П р и этом,

раничен.

чем больше размер реставрации, тем выше степень п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки при п л о м б и р о в а н и и ком­ п о з и т о м и н и ж е ш а н с ы для д о с т и ж е н и я хорошей кра­

КЛИНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИТНЫХ РЕСТАВРАЦИЙ

евой г е р м е т и з а ц и и . Усадка в ходе п о л и м е р и з а ц и и вы­ зывает о т р ы в к о м п о з и т а от с т е н о к полости. Несмотря на то, что п р о т р а в л е н н а я эмаль п р о ч н о связывается с п л о м б и р о в о ч н ы м материалом, х и м и ч е с к о е соедине­ н и е с д е н т и н о м не обеспечивает достаточно п р о ч н о й с в я з и , с п о с о б н о й п р о т и в о с т о я т ь с и л а м , возникаю­ щ и м в результате усадки. Это может привести к усиле­

П о к а з а н и я к п р и м е н е н и ю к о м п о з и т н ы х реставраций

н и ю краевой п р о н и ц а е м о с т и и п о с л е о п е р а ц и о н н о й

прежде всего с в я з а н ы с их в о з м о ж н о с т я м и получения

чувствительности. И даже в том случае, когда большая

хорошего эстетического э ф ф е к т а . Э т и материалы иде­

часть или все края проходят по эмали (где хорошая

а л ь н о подходят для пломб на передних зубах (в том

связь и г е р м е т и з а ц и я в о з м о ж н ы ) , н а р у ш е н и е соеди­

числе и режущего края резцов),

для в о с с т а н о в л е н и я

н е н и я с д е н т и н о м приведет к п р о н и к н о в е н и ю жид­

проксимальных поражений, абразивных и эрозивных

кости в краевую щель и под пломбу. Это может при­

п о р а ж е н и й зубов.

вести

Для жевательных зубов п р и м е н е н и е к о м п о з и т о в ог­ раничено. Это с в я з а н о с проблемой краевой герметиза­ ц и и в тех случаях, когда край не приходится на эмаль,

к

послеоперационной

чувствительности,

в ы з ы в а е м о й т о к о м ж и д к о с т и по д е н т и н н ы м каналь­ цам

в

те

моменты,

когда

пломба

подвергается

д е й с т в и ю нагрузки или при и з м е н е н и и температуры.

как, н а п р и м е р , при глубоких п р о к с и м а л ь н ы х полостях.

О т р и ц а т е л ь н ы м ф а к т о р о м , усугубляющим состоя­

И з н о с и подверженность пломб отколу также являются

н и е краевой герметизации, является несоответствие

недостатками в п р и м е н е н и и к о м п о з и т о в и, о с о б е н н о

к о э ф ф и ц и е н т о в р а с ш и р е н и я п л о м б и р о в о ч н о г о мате­

при их больших размерах. Б о л ь ш и е пломбы д о л ж н ы

риала и т к а н е й зуба. Эта проблема присуща всем ком­

противостоять большим о к к л ю з и о н н ы м нагрузкам и

позитам и, хотя ее ч а с т и ч н о решают путем увеличения

износу при прямом контакте с зубами-антагонистами.

степени н а п о л н е н и я с т е к л я н н ы м и ч а с т и ц а м и с ма­

Поэтому композитные

пломбировочные

л ы м к о э ф ф и ц и е н т о м р а с ш и р е н и я , в целом проблема

являются

м а т е р и а л о м для

идеальным

материалы первичного

п л о м б и р о в а н и я р а н н и х кариозных поражений.

остается н е р а з р е ш е н н о й . К о м п о з и т ы являются хрупкими материалами с низ­

В основе в о с с т а н о в л е н и я зубов к о м п о з и т н ы м и ма­

кой прочностью и по сути их свойства не превосходят

териалами л е ж и т п р и н ц и п адгезии. Ф и к с а ц и я пломб

амальгаму. П р о ч н о с т ь пломбы из композитных матери­

благодаря а д г е з и о н н ы м свойствам к о м п о з и т о в , а не за

алов зависит от их способности образовывать связь с

счет механической р е т е н ц и и , способствует

т к а н я м и зуба. Если эта связь нарушается, вероятность

сохране­

н и ю структуры зуба, усилению прочности его к о р о н к и

разрушения пломб значительно возрастает,

и с о з д а н и ю барьера для краевой п р о н и ц а е м о с т и . Поэ­

при высоких о к к л ю з и о н н ы х нагрузках. Надежность и

особенно

тому важно, чтобы эти материалы использовали толь­

долговечность адгезионной связи значительно снижа­

ко в тех ситуациях, где могут быть достигнуты условия

ются по мере увеличения размера реставрации.

для в ы с о к о к а ч е с т в е н н о й а д г е з и о н н о й связи. Далее о с т а н о в и м с я на

примерах

противопоказа­

н и й к п р и м е н е н и ю к о м п о з и т н ы х материалов.

Не использовать композит для больших пломб

Не рекомендуется глубокое придесневое препарирование зуба П р о к с и м а л ь н ы е реставрации, н е з а в и с и м о о т т о г о рас­ полагаются ли о н и

на передних или жевательных зу­

бах, могут распространяться под десну т а к и м образом,

Ч а щ е всего б о л ь ш и е по размеру п л о м б ы ставятся при

что о с н о в а н и е полости переходит в д е н т и н и цемент

в о с с т а н о в л е н и и жевательных зубов при необходимос­

к о р н я зуба. В таких обстоятельствах очень трудно, а

ти з а м е н ы амальгамовых р е с т а в р а ц и й . П о с к о л ь к у та­

может и совсем н е в о з м о ж н о , обеспечить плотное кра­

кие полости о б ы ч н о з н а ч и т е л ь н о больше, чем при

евое прилегание и получить качественную герметиза­

первичных к а р и о з н ы х п о р а ж е н и я х , к о м п о з и т ы не яв­

ц и ю даже п р и и с п о л ь з о в а н и и с п е ц и а л ь н ы х адгезион­

ляются

ных систем для д е н т и н а .

полноценным

восстановительным

материа­

лом для таких условий. П р и п л о м б и р о в а н и и амальга­ мой

полость

препарируется

так,

чтобы

создать

Следовательно, весьма высока вероятность усиле­ н и я м и к р о п р о н и ц а е м о с т и и с в я з а н н ы х с н е й проблем

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИКИСЛОТАМИ ПОЛИМЕРНЫЕ

окрашивания, поражения кариесом и повышенной

композиты

127

Недостаточный контроль влаги

чувствительности. И хотя б ы л о п р е д л о ж е н о сначала заполнять д н о к а р и о з н о й п о л о с т и с т е к л о и о н о м е р н ы м цементом,

существует в е р о я т н о с т ь р а з р у ш е н и я це­

Адгезионной с в я з и между т к а н я м и зуба и композита­ ми д о с т и ч ь н е в о з м о ж н о , если поверхность зубных

оставит к р а й

т к а н е й п о к р ы т а влагой. Е с л и по к а к и м - л и б о причи­

к о м п о з и т н о й п л о м б ы без п о д д е р ж к и , что и я в и т с я

н а м полость не удается тщательно высушить следует

причиной выпадения пломбы.

и с п о л ь з о в а т ь другой п л о м б и р о в о ч н ы й материал.

мента через к а к о е - т о в р е м я , которое

Недостаточное количество периферической эмали

Привычный бруксизм/жевание Интенсивное

и з н а ш и в а ю щ е е действие, связанное с

Связь к о м п о з и т а с п р о т р а в л е н н о й э м а л ь ю весьма эф­

б р у к с и з м о м , в ы з ы в а ю т к р а й н е быстрое стирание лю­

фективна, и ее р а з р ы в мало вероятен.

бой к о м п о з и т н о й п л о м б ы , и м е ю щ е й о к к л ю з и о н н ы й

П р и больших р а з р у ш е н и я х к о р о н к и зуба, остается

контакт, и л и если она в контакте с т а к и м и н о р о д н ы м

недостаточное к о л и ч е с т в о э м а л и д л я о б е с п е ч е н и я на­

телом, к а к курительная трубка. П л о м б и р о в а н и е зубов

дежной ф и к с а ц и и п л о м б ы , и в этих случаях приходит­

с и с п о л ь з о в а н и е м к о м п о з и т о в п р о т и в о п о к а з а н о до

ся рассчитывать т о л ь к о на связь с д е н т и н о м . О д н а к о ,

тех п о р , п о к а п а ц и е н т не избавится от этой п р и в ы ч к и .

эта связь очень н е н а д е ж н а , и т а к и м образом повыша­ ется вероятность н а р у ш е н и я краевой герметизации под воздействием н а п р я ж е н и й , в ы з в а н н ы х полимери­

Клиническое значение

зационной усадкой, из-за несоответствия к о э ф ф и ц и ­ ентов термического р а с ш и р е н и я п л о м б ы и т к а н е й зу­

Внедрение полимерных к о м п о з и т н ы х п л о м б и р о в о ч н ы х

ба, а также в результате д е й с т в и я о к к л ю з и о н н ы х

материалов оказало о г р о м н о е влияние на практику

нагрузок.

восстановительной стоматологии. М н о г и е достижения

В идеальном случае п о л и м е р н ы е к о м п о з и т ы долж­ ны использоваться в пределах краев э м а л и ной

п р и пол­

сохранности. Е д и н с т в е н н ы м и с к л ю ч е н и е м из

этого правила могут быть а б р а з и в н о - э р о з и о н н ы е по­

новой технологии основаны на использовании к о м п о ­ зитных материалов. Их клиническое п р и м е н и е м н о г о г ­ ранно и р а з н о о б р а з н о , оно будет продолжать разви­ ваться по мере дальнейшего улучшения свойств

ражения, к о т о р ы е не подвергаются воздействию вы­

к о м п о з и т н ы х материалов. Однако, есть определенные

соких н а п р я ж е н и й ,

о г р а н и ч е н и я в использовании этой группы материалов

хотя и в этих случаях д о с т и ж е н и е

хорошей адгезии п р о б л е м а т и ч н о .

и очень важно, чтобы они не игнорировались.

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

128

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИКИСЛОТОЙ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ (КОМПОМЕРЫ)

ченный

полимеризационноспособный

мономер

с

к а р б о к с и л ь н ы м и группами, к о т о р ы й с о п о л и м е р и з у ется с т а к и м д и м е т а к р и л а т н ы м м о н о м е р о м , к а к и м яв­ ляется УДМА (Рис. 2.2.26). В качестве альтернативы можно использовать сополимер метакрилированной п о л и к а р б о н о в о й к и с л о т ы , п р и м е н я в ш е й с я в некото­ рых м о д и ф и ц и р о в а н н ы х п о л и м е р о м стеклоиономер­

О д н о й и з главных о с о б е н н о с т е й с т е к л о и о н о м е р н ы х ц е м е н т о в я в л я е т с я их с п о с о б н о с т ь обеспечить про­ д о л ж и т е л ь н о е в ы д е л е н и е ф т о р и д о в , к о т о р ы е могут за­

ных цементах (см. раздел 2.3.). Последним

ингредиентом,

необходимым

для

о б е с п е ч е н и я в ы с в о б о ж д е н и я фторида, я в л я е т с я вода.

щ и щ а т ь п р и л е ж а щ и е к п л о м б е т к а н и зуба от кариеса.

О н а не присутствует в исходных материалах, но появ­

Полимерные композитные

м а т е р и а л ы н е обладают

л я е т с я в результате п о г л о щ е н и я материалом из среды

ф т о р и д ы в течение продолжи­

полости рта. С о р б ц и я воды обусловливает к и с л о т н о -

свойством выделять

тельного п е р и о д а в р е м е н и . Д о б а в л е н и е ф т о р и д а оло­

о с н о в н у ю р е а к ц и ю между стеклом и к а р б о к с и л ь н ы м и

ва к п о л и м е р н о м у к о м п о з и т у обеспечивает в ы д е л е н и е

группами

ф т о р и д а л и ш ь в течение н е с к о л ь к о недель, но затем

м е д л е н н о г о , н о п о с т о я н н о г о в ы с в о б о ж д е н и я фтори­

о н о п р е к р а щ а е т с я . П е р в о н а ч а л ь н ы й выход фторида,

да, что до этого б ы л о н е в о з м о ж н о с п о л и м е р н ы м и

происходит н е п о с р е д с т в е н н о и з п о в е р х н о с т н о г о слоя

композитами.

сополимера,

она

обеспечивает м е х а н и з м

п л о м б ы и его и с т о ч н и к быстро и с т о щ а е т с я , так к а к

Ч т о б ы облегчить д и ф ф у з и ю воды в материал через

ф т о р и с т о е с о е д и н е н и е не может д и ф ф у н д и р о в а т ь че­

м а т р и ц у и о д н о в р е м е н н о д и ф ф у з и и и о н о в ф т о р и д а из

рез матрицу п о л и м е р а с д о с т а т о ч н о й с к о р о с т ь ю , что­

матрицы,

бы поддержать необходимую с к о р о с т ь п о с т у п л е н и я

м а т р и ц ы п р и д а ю т более г и д р о ф и л ь н ы е характеристи­

этого вещества.

к и , чем у о б ы ч н о используемых в п о л и м е р н ы х компо­

Модифицированные поликислотами полимерные

некоторым

из

используемых полимеров

зитах ( н а п р и м е р , д о б а в л я я д и м е т а к р и л а т г л и ц е р и н ) .

к о м п о з и т ы , о б ы ч н о н а з ы в а е м ы е к о м п о м е р а м и , явля­

И хотя к о м п о м е р ы и м е ю т обе р е а к ц и и — и ради­

ются ф а к т и ч е с к и п о л и м е р н ы м и к о м п о з и т н ы м и мате­

к а л ь н о й п о л и м е р и з а ц и и и к и с л о т н о - о с н о в н у ю , толь­

р и а л а м и , к о т о р ы е б ы л и м о д и ф и ц и р о в а н ы т а к и м об­

ко первая из н и х запускает п р о ц е с с отверждения этих

разом,

высвобождать

материалов. Н а з н а ч е н и е к и с л о т н о - о с н о в н о й р е а к ц и и

з н а ч и т е л ь н ы е к о л и ч е с т в а ф т о р и д а в течение длитель­

обеспечить в ы с в о б о ж д е н и е и о н о в ф т о р и д а в течение

н о г о п е р и о д а в р е м е н и . Д л я того ч т о б ы д о с т и ч ь этого,

п р о д о л ж и т е л ь н о г о периода.

чтобы

получить

возможность

н е к о т о р ы е технологии и з г о т о в л е н и я стеклоиономер­ ных цементов были использованы при изготовлении модифицированных полимерных композитов.

Состав Состав т и п и ч н о г о к о м п о м е р а приведен в Таблице 2.2.8.

Клиническое значение Следует подчеркнуть, что хотя к о м п о м е р и может рас­ сматриваться как гибрид полимерного композита и стеклоиономерного цемента, он существенно отличает­ ся от м о д и ф и ц и р о в а н н о г о полимером стеклоиономер­ ного цемента.

Материал о с н о в а н н а п о л и м е р н о й к о м п о з и ц и и , отверждаемой по механизму р а д и к а л ь н о й п о л и м е р и з а ц и и ,

И с х о д н ы м материалом для к о м п о м е р а служит по­

активируемым голубым светом в присутствии к а м ф о -

л и м е р н ы й композит, в то в р е м я к а к для модифициро­

рохинона. О д н а к о , есть ц е л ы й ряд важных р а з л и ч и й

в а н н о г о п о л и м е р о м с т е к л о и о н о м е р н о г о цемента ис­

п р и с р а в н е н и и его с п о л и м е р н ы м к о м п о з и т а м и .

ходным

материалом

служит

стеклоиономерной

Одно из р а з л и ч и й состоит в присутствии стекла,

цемент. Таким образом, существует спектр материалов

которое сходно по составу с ф т о р с о д е р ж а щ и м и стек­

от с т е к л о и о н о м е р н о г о ц е м е н т а до п о л и м е р н ы х ком­

л а м и , и с п о л ь з у е м ы м и в с т е к л о и о н о м е р н ы х цементах.

п о з и т о в , что и п р и в е д е н о в Таблице 2.2.9.

Это а л ю м о ф т о р с и л и к а т н о е стекло подвергается воз­ действию кислотой

и является источником ионов

фтора. О д н а к о этого одного будет недостаточно, т а к к а к необходимы н е к о т о р ы е средства, д л я того, чтобы фторид был выделен из стекла. Д л я этого требуются

Свойства Высвобождение

фторида

и о н ы водорода, с п о с о б н ы е растворять стекло т а к и м же образом, к а к это происходит в процессе отвержде­

К а к было отмечено, материалы, о т н о с я щ и е с я к клас­

н и я с т е к л о и о н о м е р н ы х ц е м е н т о в . В качестве источ­

су к о м п о м е р о в ,

н и к а и о н о в водорода используется с п е ц и а л ь н о полу­

дать ф т о р и д в течение

обладают с п о с о б н о с т ь ю высвобож­ п р о д о л ж и т е л ь н о г о периода

ПОЛИМЕРНЫЕ К О М П О З И Т Ы И М О Д И Ф И Ц И Р О В А Н Н Ы Е П О Л И К И С Л О Т А М И П О Л И М Е Р Н Ы Е К О М П О З И Т Ы

129

времени. О д н а к о п о с р а в н е н и ю с о с т е к л о и о н о м е р н ы -

долгосрочного противокариозного действия стеклоио­

ми ц е м е н т а м и и м о д и ф и ц и р о в а н н ы м и п о л и м е р о м

н о м е р н ы х цементов, и чего, к а к было показано, невоз­

стеклоиономерными цементами компомеры имеют

м о ж н о достичь с компомерами.

более низкую с п о с о б н о с т ь в ы с в о б о ж д е н и я фторида. Количественно в ы с в о б о ж д е н и е ф т о р и д а п о д в е р ж е н о

Рабочие

характеристики

высокой ва р иа бе ль но ст ь ю от одного продукта к друго­ му; оптимальное в ы с в о б о ж д е н и е ф т о р и д а , необходи­

Ч т о делает материал у д о б н ы м в работе — с л о ж н ы й

мое для с о з д а н и я а н т и к а р и е с о г е н н ы х условий вокруг

в о п р о с , т а к к а к н а рабочие характеристики материала

краев реставрации еще д о л ж н о быть о п р е д е л е н о . Кро­

влияют многие свойства,

ме того, м е с т н ы е условия могут и м е т ь с у щ е с т в е н н о е

( н а п р и м е р , текучесть и с к л о н н о с т ь к ползучести),

влияние на к о л и ч е с т в о в ы с в о б о ж д а е м о г о ф т о р и д а ,

л и п к о с т ь , рабочее в р е м я и в р е м я отверждения. Тем не

включая реологические,

так как н е к о т о р ы е м а т е р и а л ы в к и с л о й о к р у ж а ю щ е й

менее, о б щ е е м н е н и е п р а к т и к у ю щ и х врачей-стомато­

среде будут более п о д в е р ж е н ы р а с т в о р е н и ю , ч е м дру­

логов таково, что к о м п о м е р ы и м е ю т х о р о ш и е рабочие

гие.

х а р а к т е р и с т и к и , и их л е г к о в н о с и т ь в полость зуба без Все высвобождающие фторид п л о м б и р о в о ч н ы е ма­

териалы выдают достаточно высокие количества фто­

п р и л и п а н и я к и н с т р у м е н т а м , им л е г к о придать необ­ ходимую форму, которую о н и держат.

рида в первые несколько недель, но п о с т е п е н н о его ко­ личество становится все меньше и меньше. Неизвестно,

Адгезия

будет ли достаточным для обеспечения з а щ и т ы от кари­ озной атаки убывающее количество высвобождаемого

В отличие от обычных стеклоиономерных цементов и

фторида в течение ряда лет э к с п о з и ц и и п л о м б ы в среде

модифицированных полимером стеклоиономерных

полости рта. Было п о к а з а н о , что стеклоиономерные це­

цементов, к о м п о м е р ы не и м е ю т естественного срод­

менты имеют способность вторично поглощать фторид

ства к эмали и дентину и д о л ж н ы использоваться в со­

из среды полости рта и высвобождать его на более позд­

четании с д е н т и н н ы м адгезивом. Д л я у п р о щ е н и я рабо­

ней стадии. Таким образом реставрация может действо­

ты п р и и с п о л ь з о в а н и и такого адгезива, традиционно

вать как резервуар фторида, к о т о р ы й регулярно воспол­

п р и м е н я е м о г о с к о м п о з и т а м и , рекомендуется не про­

няется при использовании местных фторсодержащих

водить протравливание дентина и эмали. Это может

средств. Это может быть очень в а ж н ы м качеством для

несколько о с л а б и т ь силу связи, и следует иметь в виду,

medwedi.ru

130

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

что такое м о ж н о допустить только в условиях пломб, не испытывающих большие нагрузки. Некоторые компо­

Механические свойства

меры поставляются со своим ф и р м е н н ы м адгезивом,

М е х а н и ч е с к и е свойства к о м п о м е р о в в целом уступают

характеристики которого такие же, как и у самопрот­

п о л и м е р н ы м к о м п о з и т а м в п р о ч н о с т и на сжатие, диа­ метральной п р о ч н о с т и и п р о ч н о с т и на изгиб. Это иск­

равливающих п р а й м е р о в , приведенных в разделе 2.5.

лючает их и с п о л ь з о в а н и е в ситуациях, где в о з м о ж н о

Полимеризационная

усадка

действие в ы с о к и х нагрузок, н а п р и м е р , при восстанов­ л е н и и резцового края передних зубов. Устойчивость к

Усадка по своему з н а ч е н и ю сходна с усадкой компо­

износу у н и х в ы ш е , чем у с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов

зитных

водопоглощение

и модифицированных полимером стеклоиономерных

также не с и л ь н о отличается от такового для полимер­

ц е м е н т о в . О д н а к о , при с р а в н е н и и с п о л и м е р н ы м и

ного композита,

к о м п о з и т а м и о н и имеют п о н и ж е н н у ю износостой­

полимеров

(~2-2,5

об.%),

3

находясь в пределах 40 м к г / м м .

К о м п о м е р ы отличаются о т п о л и м е р н ы х к о м п о з и т о в

кость. Э т о , в о з м о ж н о , с в я з а н о с и с п о л ь з о в а н и е м бо­

п о с к о р о с т и в к л ю ч е н и я воды. К а к указывалось ранее

лее к р у п н ы х ч а с т и ц н а п о л н и т е л я , чем о б ы ч н о приме­

в д а н н о й главе, д и ф ф у з и я воды через п о л и м е р н у ю

нят

матрицу очень м е д л е н н а , и требуется м н о г о лет для

недостаточно

того, чтобы п л о м б а из к о м п о з и т а достигла равновес­

с т е к л я н н ы м н а п о л н и т е л е м и п о л и м е р о м из-за проте­

ного с о д е р ж а н и я воды. В к о м п о м е р е г и д р о ф и л ь н а я

кающей окислительно-восстановительной реакции на

полимерная

этой г р а н и ц е .

матрица

обеспечивает

более

быстрый

в

полимерных

композитах,

прочной

в

пограничной

сочетании связью

с

между

путь для а б с о р б ц и и воды, а р а в н о в е с и е для водопогло­ щ е н и я может быть достигнуто в течение н е с к о л ь к и х д н е й , а не недель, м е с я ц е в и л и даже лет.

Применение Д л я о б е с п е ч е н и я выхода ф т о р и д а из к о м п о м е р а при­

Клиническое значение Быстрое водопоглощение к о м п о м е р о в позволяет к о м ­ пенсировать п о л и м е р и з а ц и о н н у ю усадку п о л и м е р н о й матрицы в течение нескольких дней и помогает снизить р и с к в о з н и к н о в е н и я краевой щели.

ходится соглашаться

с н е к о т о р ы м ухудшением меха­

нических свойств этих материалов по с р а в н е н и ю с по­ лимерными

композитами.

Поэтому

области

п р и м е н е н и я к о м п о м е р о в отличаются от п р и м е н е н и я к о м п о з и т о в . Ф а к т и ч е с к и , п о к а з а н и я для его примене­ н и я не отличаются от п о к а з а н и й для стеклоиономер­ ных цементов и м о д и ф и ц и р о в а н н ы х п о л и м е р о м стек­ л о и о н о м е р н ы х ц е м е н т о в . П о с к о л ь к у их механические свойства и и з н о с о с т о й к о с т ь н е с к о л ь к о хуже таковых у

ПОЛИМЕРНЫЕ К О М П О З И Т Ы И М О Д И Ф И Ц И Р О В А Н Н Ы Е П О Л И К И С Л О Т А М И П О Л И М Е Р Н Ы Е К О М П О З И Т Ы

полимерных к о м п о з и т о в , но лучше, чем у стеклоио­ номерных цементов и м о д и ф и ц и р о в а н н ы х полиме­ ром стеклоиономерных ц е м е н т о в , их и с п о л ь з о в а н и е возможно л и ш ь п р и н и з к и х н а п р я ж е н и я х (прокси­ мальные полости, а б р а з и в н о - э р о з и о н н ы е поражени­ ях, кариес

временных зубов и в р е м е н н ы е п л о м б ы

131

Gilbert JA (1987) Posterior composites: an ethical issue. Oper D e n t 12: 79-81 Guggenberger R, W e i n m a n n W (2000) Exploring beyond methacrylates. Am J D e n t 13: 82D H o f m a n n N et al (2000) Comparison between a plasma arc light source and conventional halogen curing units

постоянных зубов). В н а с т о я щ е е в р е м я к о м п о м е р ы

regarding flexural strength, modulus, and hardness of

относятся к группе ш и р о к о п р и м е н я е м ы х пломбиро­

photoactivated resin composites. Clin Oral Invest 4:

вочных материалов. Э т о м у с п о с о б с т в о в а л и их высо­

140

кие эстетические качества, с о п о с т а в и м ы е с полимер­

Lambrechts P, Braem M, Vanherle G (1987) Evaluation of

ными композитами, с п о с о б н о с т ь к в ы с в о б о ж д е н и ю

clinical performance for posterior composite resins and

фторида и простая процедура д л я о б р а з о в а н и я адгези­ онного соединения с т к а н я м и зуба.

dentine adhesives. Oper D e n t 12: 53—78 Leinfelder KF (1995) Posterior composite resins. J Am

Однако в литературе б ы л и с о о б щ е н и я об избыточ­

D e n t Assoc 126: 663

ном гигроскопическом р а с ш и р е н и и к о м п о м е р о в . Это,

Lutz F (1995) T h e postamalgam age. Oper D e n t 20: 218

по-видимому, происходит из-за высокого с о д е р ж а н и я

Lutz F, Phillips RW, Roulet JF, Setcos JC (1984) In vivo

в них гидрофильных п о л и м е р о в . В то время, к а к такое

and in vitro wear of potential posterior composites. J

свойство препятствует о б р а з о в а н и ю краевой щ е л и в

D e n t Res 63: 914-920

полостях V класса, о н о может способствовать разру­

M o r i n D, de Long R, Douglas WH (1984) Cusp reinforce­

шению керамических к о р о н о к , если к о м п о м е р будет

m e n t by the acid-etch technique. J D e n t Res 63: 1075-

использован в качестве ц е м е н т а для их ф и к с а ц и и .

1078 O m e r O E , Wilson N F , Watts DC (1986) Radiopacity of posterior composites. J D e n t 14: 178—179

Клиническое значение

Oysaed H, Ruyter IE (1986) Water sorption and filler char­ acteristics of composites for use in posterior teeth. J

Компомеры предназначенные для ф и к с а ц и и не реко­ мендуется использовать для цельнокерамических рес­ тавраций.

D e n t Res 65: 1315-1318 Peutzfeldt A (1997) Resin composites in dentistry: the m o n o m e r systems. E u r J Oral Sci 105: 97 Pires J A F et al (1993) Effects of curing tip distance on light intensity a n d composite resin microhardness. Quintes­ sence Int 24: 517

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Schmalz G (1998) T h e biocompatibility of non-amalgam

Asmussen ЕА (1983) Factors affecting the color stability of

Silikas N, Eliades G, Watts DC (2000) Light intensity

dental filling materials. Eur J Oral Sci 106: 696 effects on resin-composite degree of conversion and

restorative resins. Acta O d o n t o l Scand 4 1 : 11—18 Asmussen EA (1985) Clinical relevance of physical, chem­ ical and bonding properties of composite resins. Oper Dent 10: 61

shrikage strain. D e n t M a t e r 16: 292 Soderholm KJ, Mariotti A (1999) BIS-GMA-based resins in dentistry: are they safe? J Am D e n t Assoc 130: 201

CDMIE (1986) The effects of blue light on the retina and

Tarle Z, Meniga A, Ristic M et al (1998) T h e effect of p h o -

the use of protective filtering glasses. J Am D e n t Assoc

topolymerization m e t h o d on the quality of composite resin samples. J Oral Rehabil 25: 436

112: 533-535 Choi KK, Condon JR, Ferracane JL (2000) T h e effect of

Vallitu PK (1998) T h e effect of glass fibre reinforcement on

adhesive thickness on polymerization contraction stress

the fracture resistance of a provisional fixed partial den­ ture. J Prosthet D e n t 79: 125

of composite. J Dent Res 79: 812 Davidson CL, de Gee AJ (1984) Relaxation of polymeriza­

Van Dijken JWV (1986) A clinical evaluation of anterior

tion contraction stresses by flow in dental composites. J

conventional, microfiller and hybrid composite resin

Dent Res 63: 1 4 6 - 1 4 8

fillings. Acta Odontol Scand 44: 357-367

Eliades G C , Vougiouklakis G J , C a p u t o AA (1987) Degree of double bond conversion in light-cured composites.

Van N o o r t R (1983) Controversial aspects of composite restorative materials. Br D e n t J 155: 380-384 Watts D C , A m e r O, Combe EC (1984) Characterisation of

Dent Mater 3: 19-25 Freilich MA et al (1999) Composition, architecture and mechanical properties of fibre-reinforced composites.

visible-light-activated composite systems. Br Dent J 156: 209-215

In: Freilich MA et al (eds) Fibre-reinforced composites in clinical dentistry, ch 2. Quintessence, Chicago

medwedi.ru

Глава 2 . 3 .

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ ТРАДИЦИОННЫЕ И СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРАМИ Введение

вали в о с н о в н о м для п л о м б и р о в а н и я э р о з и о н н ы х де­

С т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы ( С И Ц ) , часто также на­

н о к и мостовидных протезов. В настоящее время за

Поначалу с т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы использо­ ф е к т о в зубов, а также к а к цемент для ф и к с а ц и и коро­

зываемые

цементами,

счет разработки б о л ь ш о г о ряда м о д и ф и к а ц и й эти ма­

материалы,

териалы п р и м е н я ю т в к л и н и к е гораздо ш и р е , в част­

с о с т о я щ и е из п о р о ш к а и ж и д к о с т и , п р и с м е ш и в а н и и

ности д л я п л о м б и р о в а н и я полостей III класса, для

которых получают п л а с т и ч н у ю массу,

п л о м б и р о в а н и я полостей жевательных зубов в молоч­

представляют

стеклополиалкенатными собой

восстановительные

схватывающу­

юся до о б р а з о в а н и я твердого тела.

н о м прикусе, в качестве о с н о в и прокладок при плом­

С т е к л о и о н о м е р н ы е цементы б ы л и впервые описа­ ны Wilson и Kent в 1971 году, и их считали естествен­ ным продолжением развития и новым поколением

б и р о в а н и и п о с т о я н н ы х зубов, а также для п р я м ы х к о р н е в ы х вкладок. С р а в н и т е л ь н о недавно п о я в и л с я модифицирован­

цинк-поликарбоксилатных цементов, выпускавшихся

н ы й вариант

с к о н ц а 60-х годов. Ц и н к - п о л и к а р б о к с и л а т н ы е це­

д е н и я в него п о л и м е р а , к о т о р ы й позволил отверждать

с т е к л о и о н о м е р н о г о цемента путем вве­

менты п р о и з о ш л и от ц и н к - ф о с ф а т н ы х ц е м е н т о в бла­

материал при облучении светом. Эта группа материа­

годаря о т к р ы т и ю

фосфорной

л о в известна под н а з в а н и е м м о д и ф и ц и р о в а н н ы х по­

кислоты на п о л и а к р и л о в у ю (см. раздел 2.6.). Стекло­

лимерами стеклоиономерных цементов ( М П С И Ц ) ,

и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы вначале были п р е д л о ж е н ы в ка­

хотя иногда их называют г и б р и д н ы м и п о л и м е р н ы м и

честве

материалов, с п о с о б н ы х з а м е н и т ь с и л и к а т н ы е

с т е к л о и о н о м е р а м и , но п р а в и л ь н о е н а з в а н и е все же

цементы, которые уже о к о л о 80 лет п р и м е н я л и с ь в

модифицированные полимерами стеклоиономерные

п р а к т и ч е с к о й стоматологии и п о с т е п е н н о вытесня­

ц е м е н т ы . Эта группа материалов заслуживает специ­

л и с ь к о м п о з и т а м и н а п о л и м е р н о й основе.

ального р а с с м о т р е н и я .

возможности

замены

К двум о с н о в н ы м свойствам с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов, к о т о р ы е обеспечили в о з м о ж н о с т ь их широ­ кого п р и м е н е н и я в к л и н и ч е с к о й п р а к т и к е , относится их с п о с о б н о с т ь о б р а з о в ы в а т ь а д г е з и о н н у ю

связь с

эмалью и д е н т и н о м , а также высвобождать ф т о р и д из

ХИМИЯ СТЕКЛОИОНОМЕРНЫХ ЦЕМЕНТОВ

стекла, входящего в состав цемента. Таким образом, стеклоиономерные

цементы

сочетают

адгезионные

свойства ц и н к - п о л и к а р б о к с и л а т н ы х ц е м е н т о в со спо­ собностью к в ы с в о б о ж д е н и ю ф т о р и д а — свойством

Состав

силикатных ц е м е н т о в . В з а и м о о т н о ш е н и я между эти­

С т е к л о и о н о м е р н ы й ц е м е н т является весьма привле­

ми р а з л и ч н ы м и м а т е р и а л а м и схематично представле­

к а т е л ь н ы м материалом прежде всего потому, что на

ны на Рис. 2.3.1.

его основе имеется в о з м о ж н о с т ь получить огромное

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ ТРАДИЦИОННЫЕ И СТЕКЛО-ИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРАМИ 133

Рис. 2 . 3 . 1 . Схематическое представление в з а и м о о т н о ш е ний между р а з л и ч н ы м и с т о м а т о л о г и ч е с к и м и цементами на

Р и с . 2 . 3 . 2 . Состав стекла, и с п о л ь з у е м о г о в стеклоиономерных цементах

основе порошков оксида цинка и а л ю м о с и л и к а т н о г о стекла, а также ж и д к о с т е й , состоящих из ф о с ф о р н о й и п о л и а к р и ­ ловой кислот

разнообразие

в а р и а н т о в состава, и э т и м он принци­

пиально отличается

от ц и н к - ф о с ф а т н о г о

цемента.

Стекло

Основными к о м п о н е н т а м и с т е к л о и о н о м е р н о г о це­

Стекла для с т е к л о и о н о м е р н ы х ц е м е н т о в содержат три

мента являются стекло, п о л и к и с л о т а , вода и в и н н а я

о с н о в н ы х к о м п о н е н т а : о к с и д к р е м н и я (Si0 2 ) и оксид

кислота.

а л ю м и н и я (А1 2 0 3 ), к о т о р ы е п е р е м е ш и в а л и с ф л ю с о м

Состав стекла м о ж н о м е н я т ь в о ч е н ь ш и р о к о м ди­

ф т о р и д а к а л ь ц и я ( C a F 2 ) , к а к п о к а з а н о на Рис. 2.3.2.

придавая ему р а з л и ч н ы е свойства, и допол­

Состав стекла в о с н о в н о м о г р а н и ч е н ц е н т р а л ь н о й об­

нительно к этому, есть в о з м о ж н о с т ь получать путем

ластью ф а з о в о й д и а г р а м м ы потому, что старались по­

сополимеризации б о л ь ш о е ч и с л о к о м б и н а ц и й поли­

лучить п о л у п р о з р а ч н о е стекло.

апазоне,

кислот. В п р о т и в о п о л о ж н о с т ь этому ц и н к - ф о с ф а т н ы е

Смесь, к о т о р а я содержит также ф т о р и д ы н а т р и я и

цементы, о п т и м и з и р о в а н н ы е по с о о т н о ш е н и ю поро­

а л ю м и н и я , ф о с ф а т ы к а л ь ц и я и л и а л ю м и н и я к а к до­

шок - жидкость и к о н ц е н т р а ц и и ф о с ф о р н о й кисло­

п о л н и т е л ь н ы е ф л ю с ы , сплавляется п р и в ы с о к о й тем­

ты, практически не поддаются с о в е р ш е н с т в о в а н и ю .

пературе, и р а с п л а в л е н н а я масса затем резко охлажда­

Вполне очевидно, что ш и р о к и е в о з м о ж н о с т и для соз­

ется

дания м о д и ф и к а ц и й с т е к л о и о н о м е р о в несут в себе

ч а с т и ц п о р о ш к а зависит от ц е л и его последующего

как положительные, т а к и о т р и ц а т е л ь н ы е м о м е н т ы и

п р и м е н е н и я . Д л я п л о м б и р о в о ч н ы х материалов мак­

и измельчается до т о н к о г о п о р о ш к а . Размер

это отразилось в и с т о р и и р а з в и т и я с т е к л о и о н о м е р н ы х

с и м а л ь н ы й р а з м е р ч а с т и ц составляет 50 м к м , в то вре­

цементов, н а ч и н а я с 70 —х годов.

мя к а к для ф и к с а ц и и и п р о к л а д о к — менее 20 мкм.

Поэтому нельзя б ы л о утверждать, что с о з д а н и е стеклоиономерных ц е м е н т о в

с самого начала прохо­

дило гладко. Доказательством этому может служить

С к о р о с т ь в ы с в о б о ж д е н и я и о н о в из стекла, что яв­ ляется в а ж н ы м ф а к т о р о м в

схватывании, раствори­

мости и в ы с в о б о ж д е н и и фторида, является функцией

тот факт, что предлагаемые сегодня на р ы н к е матери­

к о н к р е т н о г о вида стекла (см. н и ж е ) . Стекло также иг­

алы этого класса п р и н ц и п и а л ь н о отличаются от тех,

рает о с н о в н у ю роль в эстетике п л о м б ы , так к а к она за­

которые были п р е д л о ж е н ы в с а м о м начале их клини­

висит от обоих ф а к т о р о в — к о э ф ф и ц и е н т а преломле­

ческого п р и м е н е н и я . Р а н н и е м а т е р и а л ы с о с т о я л и из

н и я стекла и присутствия в н е м пигментов.

порошка стекла, к которому д о б а в л я л и к о н ц е н т р и р о ­ ванный

раствор

полиакриловой

кислоты.

AS РА

Поликислота

(Dentsply De Trey Ltd, Weybridge, В е л и к о б р и т а н и я ) — так назывался первый материал, в ы п у щ е н н ы й в 1976

И м е е т с я б о л ь ш о й ряд аналогов полиакриловой кис­

году.

л о т ы , к о т о р ы й п р и сочетании с вариантами м о л е ^ .

medwedi.ru

134

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

и устойчивость к влаге. О г р а н и ч и в а е т рост этих пока­ зателей к о н с и с т е н ц и я п а с т ы цемента. Вязкость жид­ к о с т и ц е м е н т а зависит о т к о н ц е н т р а ц и и п о л и к и с л о т ы и ее м о л е к у л я р н о й м а с с ы , к о т о р а я может и з м е н я т ь с я от 10 ООО до 30 ООО. В и н н а я к и с л о т а является в а ж н ы м к о м п о н е н т о м с т е к л о и о н о м е р н о г о цемента, так к а к о н а оказывает существенное в л и я н и е на рабочее вре­ мя и в р е м я твердения.

Ф о р м а выпуска Порошок-жидкость М н о г и е с т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы состоят из по­ р о ш к а стекла, к к о т о р о м у добавляют

соответствую­

щ у ю ж и д к о с т ь . П р о и з в о д с т в о п о р о ш к а о п и с а н о вы­ ше,

а

жидкость

является

водным

раствором

п о л и а к р и л о в о й к и с л о т ы и л и п о л и м а л е и н о в о й и вин­ н о й кислот. О д н а к о у т а к о й к о м п о з и ц и и в с к о р о м вре­ м е н и был в ы я в л е н ряд недостатков, что потребовало внести в нее н е к о т о р ы е и з м е н е н и я . О д н и м из недостатков была и з б ы т о ч н а я раствори­ мость с т е к л о и о н о м е р н о г о цемента в с л ю н е , сочетаю­ щ а я с я с его з а м е д л е н н о й р е а к ц и е й схватывания. Не я с е н также вопрос о п т и м а л ь н о г о с о о т н о ш е н и я поро­ шок-жидкость.

Н е к о т о р ы е п р о и з в о д и т е л и снижают

с о д е р ж а н и е п о р о ш к а цемента, для того чтобы полу­ чить гладкую к р е м о п о д о б н у ю массу, о д н а к о это при­ водит к з а м е д л е н и ю схватывания и п о л у ч е н и ю более

Рис. 2.3.3. Кислоты , используемые в составах стеклоио­ номерных цементов

о с л а б л е н н о г о цемента, к о т о р ы й в з н а ч и т е л ь н о й сте­ п е н и п о д в е р ж е н р а с т в о р е н и ю ( Р и с . 2.3.4).

Безводные

цементы

л я р н о и м а с с ы и структуры дает в о з м о ж н о с т ь с о з д а н и я о г р о м н о г о числа м о д и ф и к а ц и й . В с о в р е м е н н ы х ком­

Сегодня м н о г и е с т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы отверж-

позициях

даются после д о б а в л е н и я в п о р о ш о к необходимого

н а и б о л е е часто используют п о л и к и с л о т ы ,

которые я в л я ю т с я с о п о л и м е р а м и а к р и л о в о й и и т а к о -

количества д и с т и л л и р о в а н н о й воды. С т е к л я н н ы й по­

новой кислот или акриловой и малеиновой кислот

р о ш о к содержит д о б а в к и в ы с у ш е н н о й при заморажи­

( Р и с . 2.3.3).

в а н и и п о л и к и с л о т ы и п о р о ш к а в и н н о й к и с л о т ы . Пер­

Относительно

новой

модификацией

является

вый

продукт,

изготовленный

по

такому

методу,

с т е к л о и о н о м е р н ы й цемент, о с н о в о й которого служит

п о я в и л с я на р ы н к е

с о п о л и м е р в и н и л ф о с ф о н о в о й к и с л о т ы . Эта к и с л о т а

ц е м е н т о в , н а з ы в а е м ы е безводными, содержат п о р о ш о к

на м н о г о сильнее других, используемых в производ­

и ж и д к о с т ь . П о р о ш о к состоит из а л ю м о с и л и к а т н о г о

стве с т е к л о и о н о м е р н ы х ц е м е н т о в , п о э т о м у состав це­

стекла, к которому добавляют поликислоту и винную

мента на основе этой к и с л о т ы руется

с

целью

получения

т щ а т е л ь н о контроли­ хороших

рабочих

в 1981 году. Н о в ы е к о м п о з и ц и и

кислоту в сухом п о р о ш к о о б р а з н о м виде, а жидкостью я в л я е т с я п р о с т о д и с т и л л и р о в а н н а я вода.

характеристик; предполагается также , что в э т о м слу­ чае м о ж н о получить материал с п р о ч н о с т ь ю , обеспе­

Капсулы

ч и в а ю щ у ю более высокую долговечность, а также по­ в ы ш е н н у ю водостойкость.

О б щ е п р и з н а н н о , что д о с т и ж е н и е точного соотноше­

Д л я с и л и к а т н ы х ц е м е н т о в существует оптималь­

н и я п о р о ш о к - ж и д к о с т ь все еще остается с л о ж н о й за­

ная к о н ц е н т р а ц и я в о д н о г о раствора к и с л о т ы , н о для

дачей. Д л я получения к а ч е с т в е н н о й массы пломбиро­

Ч е м более в ы с о к и е

в о ч н о г о материала требуется э н е р г и ч н о е с м е ш и в а н и е ,

к о н ц е н т р а ц и и п о л и к и с л о т ы п р и м е н я ю т с я в составе

для того, чтобы обеспечить п о л н о е введение п о р о ш к а

с т е к л о и о н о м е р н о г о цемента, тем в ы ш е его п р о ч н о с т ь

в ж и д к о с т ь . О д н и м из путей р а ц и о н а л ь н о г о р е ш е н и я

с т е к л о и о н о м е р о в — это не так.

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ ТРАДИЦИОННЫЕ И СТЕКЛО-ИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРАМИ 135

этого вопроса является и с п о л ь з о в а н и е предваритель­ но д о з и р о в а н н ы х капсул. Состав п о р о ш к а р а з л и ч н ы х капсул не обязательно одинаков, поэтому их с о д е р ж и м о е не рекомендуется смешивать между собой. Н а п р и м е р , для о б е с п е ч е н и я наиболее

благоприятных

рабочих

и

физических

свойств, п л о м б и р о в о ч н ы е материалы и м е ю т большие по размеру ч а с т и ц ы с т е к л я н н о г о н а п о л н и т е л я , ч е м це­ менты для ф и к с а ц и и протезов. С х о д н ы м образом и ис­ пользуемые ж и д к о с т и могут отличаться по составу для того, чтобы подходить к к о н к р е т н о й составу стекла и придавать цементу нужное рабочее в р е м я и в р е м я его схватывания. С э т и м в о п р о с о м детально о з н а к о м и м с я позже, при р а с с м о т р е н и и п р а к т и ч е с к о г о приготовле­ ния и и с п о л ь з о в а н и я р а з л и ч н ы х составов цемента.

Клиническое значение Трудности д о з и р о в а н и я и смешивания т о ч н о г о количе­ ства порошка и ж и д к о с т и для с т е к л о и о н о м е р н ы х це­

Рис. 2 . 3 . 4 . Влияние и з м е н е н и й соотношения порошокж и д к о с т ь на свойства с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов

ментов м о ж н о преодолеть путем использования д о з и ­ рованных капсул, с п о м о щ ь ю которых м о ж н о добиться высокой

в о с п р о и з в о д и м о с т и результатов работы.

ет с н а р у ж н ы м с л о е м стекла. Этот с л о й обедняется и о н а м и а л ю м и н и я , к а л ь ц и я , н а т р и я и фторида, так что

остается

только

гель

двуоксида

кремния

(Рис. 2.3.6). И о н ы водорода, к о т о р ы е освобождаются из кар­

Реакция отверждения

б о к с и л ь н ы х групп по мере д и ф ф у з и и в стекло поли­ к и с л о т н о й ц е п и , о т в е т с т в е н н ы за потерю стеклом ио­

Отверждение

стеклоиономерных

типу с л е д у ю щ е й

ц е м е н т о в идет по

окислительно-восстановительной

M O S i 0 2 + Н2А

алюминия

и

фторида.

Реакция

кислота

МА + S i 0 2 + Н 2 0

с о с т о я н и я материала. П о л у п р о з р а ч н о с т ь отвержден-

соль

ного цемента вначале не в и д н а и проявляется не ра­

силикагель

Процесс о т в е р ж д е н и я включает три п р о т и к а ю щ и е

нее, чем через 24 часа после п л о м б и р о в а н и я . И хотя материал кажется твердым сразу после зат­

почти о д н о в р е м е н н о стадии: •

кальция,

ется н е к о т о р о е в р е м я для д о с т и ж е н и я стабильного

реакции: стекло

нов

отверждения цемента — м е д л е н н ы й п р о ц е с с и требу­

вердевания ( о б ы ч н о в течение 2-3 м и н в зависимости

растворение;

•

образование геля;

от целевого н а з н а ч е н и я — в качестве его пломбиро­

•

затвердевание и л и отверждение.

в о ч н о г о цемента и л и для ф и к с а ц и и ), он достигнет

Это происходит из-за р а з л и ч н ы х с к о р о с т е й , с ко­

своих к о н е ч н ы х ф и з и ч е с к и х и механических свойств

торыми и о н ы высвобождаются из стекла, и с к о р о с т и

только в течение одного месяца.

образования солевой м а т р и ц ы (Рис. 2.3.5). К а к в и д н о из этого г р а ф и к а и о н ы к а л ь ц и я в ы с в о б о ж д а ю т с я

Образование

геля

быстрее, чем и о н ы а л ю м и н и я . Это происходит пото­ му, что и о н ы к а л ь ц и я о ч е н ь н е п р о ч н о с в я з а н ы со

Первоначальное

структурой стекла, в то в р е м я к а к и о н ы а л ю м и н и я об­

действием и о н о в кальция, которые, будучи двухвалент­

разуют часть р е ш е т к и стекла, которую труднее разру­

н ы м и и в начале в избытке, реагируют активнее с кар­

шить. А солевую м а т р и ц у к а к раз и образуют и о н ы

б о к с и л ь н ы м и группами кислоты, чем трехвалентные

схватывание

связано

с

быстрым

кальция и а л ю м и н и я . И о н ы н а т р и я и ф т о р и д а не при­

ионы а л ю м и н и я (Рис. 2.3.7). Эта фаза желапшнизащи

нимают участия в п р о ц е с с е о т в е р ж д е н и я , но соединя­

или схватывания в процессе р е а к ц и и отверждения.

ются с образованием н е с в я з а н н о г о ф т о р и д а н а т р и я .

Ряд процессов может происходить, если пломба не з а щ и щ е н а от действия внешних факторов во время

Растворение

этой критической фазы. И о н ы а л ю м и н и я могут диф­ фундировать из материала, и цемент может их лишить­

жидкий к о м п о н е н т м а т е р и а л а или воду сме­

ся, таким образом, утрачивается возможность образо­

шивают с п о р о ш к о м , р а с т в о р е н н а я к и с л о т а реагиру-

вания поперечных связей с цепочками полиакриловой

Когда

medwedi.ru

136

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

н о с т ь цемента. В отличие от и о н о в к а л ь ц и я трехвале­ н т н ы е и о н ы а л ю м и н и я обеспечивают высокую сте­ пень сшивания

п о л и м е р н ы х молекул п о п е р е ч н ы м и

с в я з я м и (Рис. 2.3.8). В п е р и о д о б р а з о в а н и я а л ю м и н и е в ы х солевых мос­ т и к о в вода связывается в геле двуоксида к р е м н и я , ко­ торый

окружает

нерастворенное

остаточное

ядро

каждой ч а с т и ц ы стекла. Когда ц е м е н т п о л н о с т ь ю про­ реагирует, п о к а з а т е л ь его растворимости становится м и н и м а л ь н ы м . К о н е ч н а я структура стеклоиономера п о к а з а н а на Рис. 2.3.9. В нее входят ч а с т и ц ы стекла, каждая из которых окружена гелем двуоксида крем­ н и я в матрице из п о п е р е ч н о - с в я з а н н о й полиакрило­ вой к и с л о т ы . В то время к а к в других п л о м б и р о в о ч н ы х матери­ Рис. 2 . 3 . 5 . Различные с к о р о с т и высвобождения ионов

алах

из стекла

и о н о в , в с т е к л о и о н о м е р н ы х цементах

стекло д о л ж н о

противостоять

высвобождению контролируе­

мое высвобождение и о н о в кальция и а л ю м и н и я явля­ ется в а ж н ы м свойством для затвердения. П р а в и л ь н ы й

Рис. 2 . 3 . 7 . Ф а з а г е л е о б р а з о в а н и я в п р о ц е с с е о т в е р ж ­ дения Рис. 2 . 3 . 6 . Начальные стадии реакции отверждения стек­ л о и о н о м е р н о г о цемента кислоты. Если теряется вода, не происходит заверше­ н и я р е а к ц и и отверждения.

В обоих случаях в результа­

те п л о м б и р о в о ч н ы й материал будет ослабленным. До­ полнительная влага может абсорбироваться пломбой, но в ней могут быть остатки крови или с л ю н ы , что при­ ведет к ухудшению эстетических свойств п л о м б ы , ко­ торая будет тусклой с в ы р а ж е н н ы м белым оттенком. Загрязнение влагой может вызвать появление дефектов пломбы. Поэтому, следует избегать п р о н и к н о в е н и я в пломбу к а к з а г р я з н е н н о й влаги, так и ее пересыхания.

Затвердевание После ф а з ы о б р а з о в а н и я геля наступает фаза тверде­ н и я , которая может продолжаться до 7 д н е й . Требует­ ся о к о л о 30 м и н д л я того в з а и м о д е й с т в и я с и о н а м и

Рис. 2 . 3 . 8 . Ф а з а окончательного затвердевания в процес­

алюминия,

се отверждения

к о т о р ы е о б е с п е ч и в а ю т к о н е ч н у ю проч­

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ ТРАДИЦИОННЫЕ И СТЕКЛО-ИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРАМИ 137

выбор стекла д л я п р о и з в о д с т в а с т е к л о и о н о м е р о в обеспечивает п о л у ч е н и е х о р о ш и х его рабочих харак­ теристик, н и з к о й р а с т в о р и м о с т и , соответствующего в ы с в о б о ж д е н и я ф т о р и д а и э с т е т и ч н о с т и пломб.

Клиническое значение Стеклоиономерные цементы отверждаются медленно, в этот период необходима их изоляция от воздействия среды полости рта, чтобы избежать растворения или загрязнения.

СВОЙСТВА Рабочие характеристики

Рис. 2.3.9. Структура стеклоиономерного цемента

Состав стекла в з н а ч и т е л ь н о й мере влияет на п р о ц е с с отверждения с т е к л о и о н о м е р а и в к о н е ч н о м итоге оп­ ределяет п р и е м л е м о с т ь р а б о ч и х х а р а к т е р и с т и к це­ мента. С о о т н о ш е н и е Al : Si в стекле д л я стеклоионо­ мерных ц е м е н т о в в ы ш е , чем в стекле д л я с и л и к а т н ы х цементов, так к а к п о л и а к р и л о в а я кислота и ее анало­ ги намного слабее ф о с ф о р н о й к и с л о т ы . О д н и м из ре­ зультатов п о в ы ш е н и я этого с о о т н о ш е н и я является уменьшение рабочего в р е м е н и цемента. Однако более р а н н и е составы с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов были с к л о н н ы к п р о л о н г и р о в а н н о м у рабо­ чему времени и в р е м е н и твердения. Эта с е р ь е з н ы й не­ достаток р а н н и х в а р и а н т о в ц е м е н т а был в о с н о в н о м устранен за счет введения в состав с т е к л о и о н о м е р а оптимальной к о н ц е н т р а ц и и в и н н о й к и с л о т ы . К а к по­ лагают, в и н н а я кислота имеет две ф у н к ц и и . Прежде всего, она быстро реагирует с и о н а м и к а л ь ц и я , высво­ бождаемыми из стекла, с о б р а з о в а н и е м тартрата каль­ ция, что обеспечивает э ф ф е к т у д л и н е н и я рабочего времени. За этим следует увеличение с к о р о с т и обра­ зования поперечных связей а л ю м и н и я с п о л и а к р и л а том, что ускоряет отверждение ( Р и с . 2.3.10). Изменяя состав стекла и размер частиц, а также вводя винную кислоту, в п о с л е д н и е годы б ы л и значи­ тельно улучшены рабочие характеристики ц е м е н т о в (Таблица 2.3.1). Вследствие этих и з м е н е н и й состава стеклоиономерные ц е м е н т ы теперь обладают более выраженным «острым» твердением.

Адгезия Одним из достоинств с т е к л о и о н о м е р н о г о ц е м е н т а яв­ ляется возможность в н е с е н и я в п о л о с т ь всей м а с с ы восстановительного материала (нет необходимости в послойном и последовательном в н е с е н и и ) , к о т о р ы й

Рис. 2 . 3 . 1 0 . Влияние винной кислоты на кривую вязкостьвремя при отверждении стеклоиономерного цемента

способен образовать связь с д е н т и н о м и эмалью. Выс­ казывалось п р е д п о л о ж е н и е , что и о н ы полиакрилата л и б о реагируют со структурами апатита (замещая ио­ ны к а л ь ц и я и ф о с ф а т а и создавая промежуточный слой из п о л и а к р и л а т н ы х , кальциевых и фосфатных и о н о в ) , л и б о связываются непосредственно с кальци­ ем апатита ( Р и с . 2.3.11). А д г е з и о н н а я связь с д е н т и н о м может обеспечи­ ваться м е х а н и з м о м в о д о р о д н о й связи с коллагеном в с о ч е т а н и и с и о н н о й связью с апатитом в структуре дентина. Адгезионная прочность этой связи при сдвиге не о с о б е н н о в ы с о к а я (2-7 М П а ) , но клиничес­ к и й о п ы т указывает на ее долговечность, если мате-

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

138

Таблица 2.3.1 Рабочие характеристики старых и новых стеклоиономерных цементов

Р и с . 2 . 3 . 1 1 . Механизмы адгезии стеклоиономерных це­ ментов риал был и с п о л ь з о в а н для в о с с т а н о в л е н и я д е ф е к т а , в ы з в а н н о г о э р о з и е й э м а л и . К а к и м и б ы н е б ы л и осо­ бенности процесса образования связи, она настолько п р о ч н а , что п р и отрыве с т е к о л о и о н о м е р н о г о ц е м е н т а л и н и я р а з р у ш е н и я о б ы ч н о проходит ч е р е з цемент, а не

по границе раздела адгезионного соединения.

Главным

недостатком

в адгезионном

соединении

с т е к л о и о н о м е р н о г о ц е м е н т а о к а з ы в а е т с я его н и з к а я прочность,

которая

имеет

порядок

7

МПа

при

р а с т я ж е н и и , и это с в я з а н о с х р у п к о й п р и р о д о й дан­ ных м а т е р и а л о в . Ч т о б ы д о б и т ь с я х о р о ш е й с в я з и с д е н т и н о м , его поверхность вначале д о л ж н а б ы т ь обработана конди­ ц и о н е р о м . Л у ч ш и м к о н д и ц и о н е р о м я в л я е т с я полиак­ р и л о в а я кислота, хотя т а н и н также о к а з а л с я эффек­ тивным.

Типичные

значения

прочности

связи

с

д е н т и н о м п р и р а с т я ж е н и и п р и в е д е н ы в Таблице 2.3.2. О с н о в н о й целью о б р а б о т к и с т е н о к п о л о с т и явля­ ется с о з д а н и е ч и с т о й и гладкой их п о в е р х н о с т и . Ли­

п л о м б и р о в о ч н о г о материала.

м о н н а я кислота не д о л ж н а использоваться, так как

ных ц е м е н т о в определяется ц в е т о в о й г а м м о й стекла.

о н а открывает д е н т и н н ы е к а н а л ь ц ы , увеличивая про­

Его также

н и ц а е м о с т ь д е н т и н а и вероятность р а з д р а ж е н и я пуль­

п и г м е н т о в , н а п р и м е р , о к с и д а железа или ч е р н о г о уг­

пы зуба. К р о м е того, о н а деминерализует д е н т и н , что

лерода.

может привести

к ухудшению

связи

с

апатитами

можно

В то время,

Цвет стеклоиономер­

изменять добавлением

цветных

к а к цвет не представлял б о л ь ш о й

структуры д е н т и н а .

п р о б л е м ы , п о л у п р о з р а ч н о с т ь с т е к л о и о н о м е р н ы х це­

Эстетика

ходила к дентину, чем к э м а л и . И поэтому с эстети­

ментов в р а н н и х п о к о л е н и я х материала больше под­ ческой точки зрения стеклоиономерные

Главное

требование

к любому

цементы

восстановительному

всегда считались хуже п о л и м е р н ы х к о м п о з и т о в . Це­

материалу, п р е д н а з н а ч а е м о м у д л я п р и м е н е н и я на пе­

м е н т ы выглядели л и ш е н н ы м и блеска и безжизненны­

редних зубах, с о с т о и т в т о м , что он д о л ж е н х о р о ш о

м и , и это о г р а н и ч и в а л о их п р и м е н е н и е к а к пломбиро­

подходить по цвету, ч т о б ы его трудно б ы л о о т л и ч и т ь

вочного материала на видимых поверхностях зубов.

от о к р у ж а ю щ и х т к а н е й зуба. Этого м о ж н о д о б и т ь с я

Существуют две п р и ч и н ы н е п р о з р а ч н о с т и стеклоио­

при

номерных цементов, а именно:

соответствующей

полупрозрачности

и

цвете

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ ТРАДИЦИОННЫЕ И СТЕКЛО-ИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРАМИ 139

1. Ф а з о в о е р а з д е л е н и е стекла. Эта п р о б л е м а до неко­

С т е к л о и о н о м е р н ы е цементы менее восприимчивы

торой с т е п е н и может быть п р е о д о л е н а с н и ж е н и е м

к о к р а ш и в а н и ю по с р а в н е н и ю с с и л и к а т н ы м и цемен­

с о д е р ж а н и я а л ю м и н и я , к а л ь ц и я и ф т о р и д а в стек­

тами,

ле, но о д н о в р е м е н н о это о т р и ц а т е л ь н о сказывает­

предшествовали и м . П р и с р а в н е н и и с композитами

которые

как восстановительные

материалы

ся на п р о ч н о с т и материала и удлиняет как рабочее

преимущества стеклоиономерных цементов по цве-

время, так и время о т в е р ж д е н и я .

тостойкости о б ъ я с н я л и большей адгезией матрицы к

Н е с о в п а д е н и е к о э ф ф и ц и е н т а п р е л о м л е н и я . Эта

стеклу с т е к л о и о н о м е р н о г о цемента по сравнению со

2.

проблема может р е ш а т ь с я путем с н и ж е н и е м со­

связью между п о л и м е р о м и наполнителем в компози­

держания алюминия и повышением содержания

те. О д н а к о , за последние годы к о м п о з и т ы были значи­

фторида. О д н а к о , последнее приведет к разделе­

тельно улучшены

нию ф а з . В ц е л о м , с т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы с

поверхностному о к р а ш и в а н и ю . Было также установ­

хорошими

л е н о , что о к р а ш и в а н и е краев вокруг пломб из стекло­

оптическими

свойствами

обладают

более устойчивы к

и о н о м е р н о г о цемента менее выражено, чем у поли­

плохими х а р а к т е р и с т и к а м и о т в е р ж д е н и я . Прозрачность восстановительного материала мо­ жет быть охарактеризована

и сегодня они

и измерена путем о ц е н к и

мерных

композитов.

Это может быть отражением

более п р о ч н о й связи, между с т е к л о и о н о м е р н ы м це­

непрозрачности. Непрозрач­

м е н т о м и т к а н я м и зуба. Другой ф а к т о р , который вно­

ность равна нулю для прозрачного материала, а значе­

сит свой вклад в п о в ы ш е н н у ю цветостойкость стекло-

обратной ей ние лу.

величины

—

1,0 соответствует белому непрозрачному материа­ Непрозрачность

или

контрастное

отношение

и о н о м е р о в , связан с тем, что усадка при твердении с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов может быть значительно

определяется к а к о т н о ш е н и е и н т е н с и в н о с т и отражен­

м е н ь ш е , чем у п о л и м е р н ы х к о м п о з и т о в . Действитель­

ного света от материала, п о м е щ е н н о г о на темном ф о н е ,

но,

к интенсивности отраженного света от материала, по­

к и с л о т н о - о с н о в н о й р е а к ц и и с ш и в а н и я поликислот­

мещенного на белом ф о н е с известным к о э ф ф и ц и е н ­

ных ц е п е й , т.е. процесса с м е н ь ш е й усадкой, чем поли­

том отражения (70% для стоматологического цемента).

м е р и з а ц и я . Следовательно к о н ц е н т р а ц и и н а п р я ж е н и й

Контрастное о т н о ш е н и е не является а б с о л ю т н ы м свойством материала, так к а к о н о зависит от толщи­ ны материала и с п е к т р а л ь н о г о состава

падающего

света. Этот п о к а з а т е л ь , о б о з н а ч е н н ы й как С 0 70 (см. раздел 1.8.), дает среднее з н а ч е н и е д л я э м а л и 0,39 и

с т е к л о и о н о м е р н ы е материалы твердеют за счет

на границе раздела цемент-зуб будет н и ж е , и адгезион­ ное с о е д и н е н и е будет более устойчивым к и з м е н е н и я м окружающей среды.

Растворимость

среднее з н а ч е н и я для д е н т и н а 0,70. Р а н н и е компози­ ции стеклоиономерных ц е м е н т о в п о к а з ы в а л и значе­

Высокая растворимость в полости рта силикатных це­

ния С 0 70 в интервале 0,7-0,85. Этот п а р а м е т р был

м е н т о в я в л я л а с ь их о с н о в н ы м отрицательным качест­

улучшен, и сейчас его з н а ч е н и я п р и б л и ж а ю т с я к эма­

вом. До н е к о т о р о й степени это м о ж н о отнести к неп­

ли с С„ 70 р а в н ы м 0,4 для н е к о т о р ы х новых составов.

р а в и л ь н о м у п р е п а р и р о в а н и ю к а р и о з н ы х полостей и

На непрозрачность материала влияет п о г л о щ е н и е

неаккуратности в работе с материалом. Хотя в целом

им воды, которая с н и ж а е т с т е п е н ь н е п р о з р а ч н о с т и ,

это относится в той и л и и н о й степени ко всем стома­

делая материал более п р о з р а ч н ы м .

т о л о г и ч е с к и м цементам, и с т е к л о и о н о м е р н ы е цемен­

Таким о б р а з о м ,

клинически, реставрация может выглядеть более тем­

ты не я в л я ю т с я и с к л ю ч е н и е м .

ной после контакта со с л ю н о й .

С о б л ю д е н и е т е х н и к и п л о м б и р о в а н и я является од­

Выбор подходящего цвета и п р о з р а ч н о с т и предс­

н и м и з э ф ф е к т и в н ы х методов с н и ж е н и я растворимос­

тавляет трудную задачу, так к а к на эти свойства влия­

ти материала. П р о ц е с с ы , п р и в о д я щ и е к потере мате­

ют оптические свойства подлежащего материала. В

риала

некоторых случаях лучше отказаться от более проз­

зависят от множества ф а к т о р о в , таких как состав це­

в п о л о с т и рта, д о в о л ь н о с л о ж н ы е , так к а к

рачного материала, а выбрать более н е п р о з р а ч н ы й ,

мента, техника п л о м б и р о в а н и я и характер среды по­

позволяющий м а с к и р о в а т ь п о д л е ж а щ и е с и з м е н н ы м

лости рта. П р и ч и н ы растворения с т е к л о и о н о м е р н о г о

темным цветом ткани зуба. В таких случаях стеклоио­

цемента м о ж н о распределить по трем

номерные цементы я в л я ю т с я н а и б о л е е п о д х о д я щ и м

тегориям:

пломбировочным материалом.

основным

ка­

•

растворение не полностью отвержденного цемента;

соответствие

•

долговременная эрозия;

цвета и прозрачности эмали и с т е к л о и о н о м е р н о г о це­

•

Очень важно,

чтобы

подобранное

мента сохранялось в с п е ц и ф и ч е с к и х условиях среды полости рта в течение длительного времени. Потеря

абразивное действие. Растворение не п о л н о с т ь ю отвержденного

или

незрелого цемента происходит в период протекания

эстетического качества материала может быть обус­

процесса отверждения, к о т о р ы й может длиться в тече­

ловлена его о к р а ш и в а н и е м , что в б о л ь ш и н с т в е случа­

ние 24 часов. Временная защита слоем лака на основе

ев потребует замены пломбы.

н и т р о ц е л л ю л о з ы , полиметилметакрилата или полиа-

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

140

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

мида может оказаться э ф ф е к т и в н о й д л я у м е н ь ш е н и я р а с т в о р е н и я в э т о й стадии. Этот з а щ и т н ы й с л о й дол­ ж е н сохраниться по к р а й н е й мере 1 ч а с , т а к к а к имен­

Высвобождение фторида

но это в р е м я требуется для с т е к л о и о н о м е р н о г о цемен­ та,

чтобы

приобрести

свойства,

характерные для

п о л н о с т ь ю о т в е р ж д е н н о г о материала.

В настоящее

время есть н е к о т о р ы е п р о т и в о р е ч и я , к а к п о вопросу

Р а с т в о р е н и е п л о м б и р о в о ч н ы х материалов в полости рта считается

о т р и ц а т е л ь н ы м свойством, так к а к это

п р и в о д и т к их р а з р у ш е н и ю . О д н а к о в случае стеклои-

качества, т а к и по вопросу п р о д о л ж и т е л ь н о с т и защи­

о н о м е р о в п р и э т о м также высвобождается фторид,

ты р а з л и ч н ы м и л а к а м и . В

что с у щ е с т в е н н о п о в ы ш а е т р е з и с т е н т н о с т ь к возник­

этой ц е л и используется

н е к о т о р ы х к л и н и к а х для

светоотверждаемый п о л и м е р

н о в е н и ю к а р и е с а э м а л и , п р и л е ж а щ е й к пломбе. В ли­

без н а п о л н и т е л я , т а к к а к он изолирует п л о м б у на бо­

тературе продолжается д и с к у с с и я о п р о т и в о к а р и о з -

лее д л и т е л ь н о е время.

н о м д е й с т в и и с т е к л о и о н о м е р о в . В частности, еще не

В ы с о к о е с о о т н о ш е н и е п о р о ш о к - ж и д к о с т ь также

в ы я с н е н о с в я з а н о ли это т о л ь к о с выходом фторидов

поскольку

и л и также с другими ф а к т о р а м и , н а п р и м е р , с высво­

ускоряет п р о ц е с с о т в е р ж д е н и я , в то в р е м я , к а к жид­

б о ж д е н и е м и н ы х и о н о в , а н т и м и к р о б н ы м и свойства­

к и й замес обладает п р я м о п р о т и в о п о л о ж н ы м эффек­

ми и л и с х о р о ш е й адгезией. Тем не м е н е е , п о п ы т к и

том и вдобавок о т р и ц а т е л ь н о с к а з ы в а е т с я на механи­

б ы л и п р е д п р и н я т ы придать свойства, п р и с у щ и е толь­

ческих свойствах п л о м б ы ( Р и с . 2.3.4).

ко с т е к л о и о н о м е р н ы м ц е м е н т а м , амальгамам и ком­

способствует с н и ж е н и ю р а с т в о р и м о с т и ,

По з а в е р ш е н и и отверждения (обычно в течение 23

суток,

что

проявляется

в

резком

п о з и т н ы м материалам.

снижении

Перед врачом-стоматологом сегодня стоит задача

количества водовыщелачиваемых веществ из материа­

сделать п р а в и л ь н ы й в ы б о р между с т е к л о и о н о м е р н ы -

ла), цемент сохраняется в таком с о с т о я н и и , не подвер­

ми ц е м е н т а м и и к о м п о з и т а м и , учитывая, что первые

гаясь растворению. С этого времени материал перехо­

менее п р о ч н ы , но в о п р е д е л е н н о й с т е п е н и обеспечи­

дит в долгосрочную фазу, уровень растворения которой

вают защиту т к а н е й зуба о к р у ж а ю щ и х пломбу,

определяется условиями среды полости рта пациента.

л е д н и е , будучи более с т а б и л ь н ы м и и п р о ч н ы м и , но не

Потеря материала в э т о й фазе м о ж е т усиливаться

а пос­

обладают п р о т и в о к а р и о з н ы м и свойствами.

при воздействии кислот или п о в ы ш е н н о м истирании п л о м б ы . В е р о я т н о с т ь з н а ч и т е л ь н о г о к и с л о т н о г о воз­ д е й с т в и я может быть о ч е н ь с у щ е с т в е н н о й в участках

Клиническое значение

н а к о п л е н и я зубного налета, н а п р и м е р у к р а я д е с н ы . С т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы обладают б о л ь ш е й ус­ тойчивостью

к воздействию кислот

по с р а в н е н и ю с

с и л и к а т н ы м и ц е м е н т а м и , н а что указывает с н и ж е н и е

Стеклоиономерный цемент обладает свойством высво­ бождения фторида, высокой адгезивностью и предназ­ начен для объемного (не послойного) пломбирования

з а г р я з н е н и я их п о в е р х н о с т и . С т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы ш и р о к о применяют­ ся там, где о н и могут подвергаться м е х а н и ч е с к о м у с т и р а н и ю и л и а б р а з и и , н а п р и м е р , а б р а з и в н о м у воз­ д е й с т в и ю зубной щ е т к о й . Эти материалы и м е ю т пло­

КЛИНИЧЕСКОЕ

ПРИМЕНЕНИЕ

хую и з н о с о с т о й к о с т ь , что о г р а н и ч и в а е т область их п р и м е н е н и я , их не р е к о м е н д у ю т п р и м е н я т ь в качест­ ве п о с т о я н н о г о в о с с т а н о в и т е л ь н о г о м а т е р и а л а для

Стеклоиономерные

жевательных зубов.

целью

В тесте in vitro, в к о т о р о м о б р а з ц ы ц е м е н т а закреп­ лялись небольшими держателями,

на к о т о р ы е нап­

равлялась струя ж и д к о с т и и з р а з в е д е н н о й к и с л о т ы ,

цементы

удовлетворения

разрабатывались

потребности

с

клинической

п р а к т и к и в материале с ш и р о к и м с п е к т р о м примене­ н и я , а входящие в этот класс

материалы и м е л и бы

р а з л и ч н ы е свойства.

попытались оценить потерю материала при сочетании

И хотя все э т и м а т е р и а л ы с о з д а н ы на е д и н ы х

абразивного и к и с л о т н о г о в о з д е й с т в и я . По получен­

п р и н ц и п а х , с о с т а в к а ж д о г о и з н и х о п р е д е л я е т каче­

н ы м результатам сделано з а к л ю ч е н и е , что ц е м е н т ы на

ства, н а и б о л е е п о д х о д я щ и е д л я к о н к р е т н о г о приме­

основе п о л и а к р и л о в о й к и с л о т ы более устойчивы к аб­

н е н и я , и о ч е н ь в а ж н о и х ч е т к о п о м н и т ь . Клиничес­

разивно-эрозивному воздействию, чем цементы на

кие п о к а з а н и я для п р и м е н е н и я стеклоиономерных

основе п о л и м а л е и н о в о й к и с л о т ы . О д н а к о , это наблю­

цементов

дение о с н о в ы в а е т с я т о л ь к о на л а б о р а т о р н о м тесте, и

н о м р а з д е л е будут р а с с м о т р е н ы т о л ь к о пломбиро­

для окончательного з а к л ю ч е н и я требуются клиничес­

в о ч н ы е м а т е р и а л ы , о к р а ш е н н ы е в ц в е т а натураль­

кого и с п ы т а н и я .

н ы х зубов.

о т р а ж е н ы в Таблице 2.3.3, о д н а к о в дан­

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ ТРАДИЦИОННЫЕ 1/1СТЕКЛО-ИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРАМИ 141

Пломбировочные материалы, окрашенные в цвета натуральных зубов

Таблица 2.3.3 Клиническое применение стек­ лоиономерных цементов Пломбировочные материалы, окрашенные в цвета на­ туральных зубов

Общие данные

• Абразивные и э р о з и в н ы е п о р а ж е н и я В настоящее время существуют три группы материа­ лов: • •

т р а д и ц и о н н ы е с и с т е м ы п о р о ш о к - ж и д к о с т ь с по­

• Кариес жевательной поверхности временных зубов

л и к и с л о т а м и в в о д н о м растворе;

• Временные п л о м б ы на передних и жевательных

безводные с и с т е м ы с в ы с у ш е н н о й к и с л о т о й в сос­ таве п о р о ш к а ;

•

• Полости III класса с вовлечением дентина корня

• Восстановления режущего края передних зубов

и н к а п с у л и р о в а н н ы й материал. И н к а п с у л и р о в а н н ы й материал обеспечивает точ­

ное с о о т н о ш е н и е п о р о ш о к - ж и д к о с т ь , требует актива­ ции капсулы и с м е ш и в а н и я в амальгамосмесителе. Некоторые

свойства

ряда

постоянных зубов

стеклоиономерных

пломбировочных ц е м е н т о в , о к р а ш е н н ы х в цвета нату­

• Основы и п р о к л а д к и для полостей • Цементные основы под к о м п о з и т ы , амальгамы и керамику • Заполнение поднутрений

ральных зубов, п р е д с т а в л е н ы в Таблице 2.3.4. К а к сви­

Цементы для фиксации

детельствуют д а н н ы е э т о й т а б л и ц ы , р а з л и ч и я между

• Цементирование к о р о н о к и мостовидных протезов

ними не столь с у щ е с т в е н н ы , чтобы о п р е д е л и т ь пре­ восходство одного материала над другим. Характерной о с о б е н н о с т ь ю всех этих материалов является н и з к а я величина их диаметральной прочнос­ ти, которая свидетельствует о н и з к о й прочности этих материалов при р а с т я ж е н и и . И поэтому стеклоионо­ мерные цементы не д о л ж н ы использоваться там, где

Таблица 2.3.4 Прочность на сжатие и проч­ ность при диаметральном разрыве некоторых стеклоиономерных цементов для пломбирова­ ния зубов

возможны воздействия в ы с о к и х растягивающих нап­ ряжений, таких как при в о с с т а н о в л е н и и режущих кра­ ев передних зубов, бугорков жевательных поверхнос­ тей и для штифтовых к о р н е в ы х вкладок. случаях,

В тех же

Материал

Прочность

Прочность

(Производитель)

на сжатие,

при диамет-

МПа

ральном

когда пломба поддерживается со всех сторон

тканями зуба, с т е к л о и о н о м е р н ы й ц е м е н т з а щ и щ е н ( в

на

некоторой степени) от б о л ь ш и х силовых нагрузок. Размер частиц п о р о ш к а стекла обеспечивает дос­ тижение высокого с о о т н о ш е н и я п о р о ш о к - ж и д к о с т ь . Это улучшает показатели п р о ч н о с т и на сжатие и диа­ метральную прочность этих м а т е р и а л о в (показатели прочности значительно в ы ш е , чем у ц е м е н т о в для це­ ментирования

коронок и прокладочных цементов,

описываемых ниже). Р а с т в о р и м о с т ь материала также

разрыве,

МПа Chemfill-ll (De Trey) 2 3 0

19

Ketac-Fil (ESPE)

170

10

Legend (SS White)

220

16

Opus-Fil (DSD)

220

18

RGI (Rexodent)

220

16

понижается по мере в о з р а с т а н и я с о о т н о ш е н и я поро­ шок-жидкость. вается еще в б о л ь ш е й с т е п е н и , если поверхность эма­

Выбор оттенка цвета

ли будет в ы с у ш е н а после и з о л и р о в а н и я зуба.

Эстетические качества с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов

л е н и я губной поверхности передних зубов при об­

И с п о л ь з о в а н и е с т е к л о и о н о м е р о в для восстанов­ долгое время считались их н е д о с т а т к о м , но последние

ш и р н ы х к а р и о з н ы х п о р а ж е н и я х не рекомендуется. В

изменения составов п р и в е л и к з н а ч и т е л ь н ы м улучше­

таких случаях следует п р и м е н я т ь к о м п о з и т н ы е мате­

ниям.

р и а л ы . Тем не менее, для п а ц и е н т о в с высоким рис­

Выбор оттенка п л о м б и р о в о ч н о г о материала следу­

к о м в о з н и к н о в е н и я кариеса зубов предпочтительней

ет производить до и з о л и р о в а н и я зубов и препарирова­

будет с т е к л о и о н о м е р н ы й цемент,

ния полости. Цвет к о ф ф е р д а м а , если он используется,

ф т о р и д ы , хотя

изменяет цвет зуба. Это и з м е н е н и е оттенка увеличи-

ческих качеств будет труднее.

medwedi.ru

высвобождающий

при этом добиться желаемых эстети­

ОСНОВЫ

142

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Другой аспект эстетики с т е к л о и о н о м е р н ы х цемен­

Очистку поверхности

поражения

следует проводить

тов заключается в и з м е н е н и и цвета в процессе отверж­

ж и д к о й суспензией пемзы в воде в течение нескольких

д е н и я . В целом, оттенок становится н е м н о г о темнее

секунд мягкой р е з и н о в о й ч а ш е ч к о й или щеткой. С по­

после п о л н о г о окончательного отверждения материа­

верхности д о л ж н ы быть тщательно удалены любые ос­

ла. Это п о т е м н е н и е , к а к полагают, с в я з а н о с усилени­

татки о р г а н и ч е с к о й природы.

ем

рабатывается в течение 30 секунд к о н д и ц и о н е р о м ,

прозрачности материала по мере з а в е р ш е н и я его

Далее поверхность об­

твердения, которое может продолжаться до 24 часов.

п р е д с т а в л я ю щ и м собой в о д н ы й раствор полиакрило­

Препарирование

т а м п о н о м л е г к и м п р о т и р а ю щ и м д в и ж е н и е м . Эта про­

вой к и с л о т ы . К о н д и ц и о н е р н а н о с и т с я м я г к и м ватным

Высокие

полости

адгезионные

цедура обеспечит чистоту поверхности,

свойства

стеклоиономерных

также

и приведет

к о т к р ы т и ю д е н т и н н ы х канальцев. Некоторые

ц е м е н т о в п о з в о л я ю т использовать щ а д я щ и й подход

с п е ц и а л и с т ы утверждают, что открытие д е н т и н н ы х ка­

п р и обработке к а р и о з н о й п о л о с т и для п л о м б и р о в а н и я

нальцев п р о т и в о п о к а з а н о , так к а к увеличивает прони­

зуба. Д л я этой цели требуется л и ш ь м и н и м а л ь н о е уда­

цаемость д е н т и н а и увеличивается вероятность реак­

л е н и е т к а н е й зуба без с о з д а н и я р е т е н ц и о н н ы х пунк­

ц и и пульпы. Это, очевидно, не будет проблемой у

тов внутри полости или «ласточкиного хвоста» на же­

п а ц и е н т о в , у которых в анамнезе не отмечалось повы­

вательной

ш е н н о й чувствительности, так как д е н т и н н ы е каналь­

поверхности.

И

полостях б о л ь ш и х р а з м е р о в

только при

кариозных

ретенционные

пункты

цы с к л е р о з и р о в а н ы и в пульповой камере образовался

могут способствовать лучшей ф и к с а ц и и п л о м б ы . П р и

в т о р и ч н ы й д е н т и н . В то же время у п а ц и е н т о в с жало­

замене п л о м б ы необходимо п о л н о е удаление старой

бами на п о в ы ш е н н у ю чувствительность обработку по­

реставрации,

не препарируя

з д о р о в ы е т к а н и зуба.

верхности д е н т и н а кислотой проводить не следует. Ос­

К р а я п о л о с т и д о л ж н ы быть п е р п е н д и к у л я р н ы м и п о

тается

о т н о ш е н и ю к поверхности зуба, а не с к о ш е н н ы м и .

предварительной а п п л и к а ц и и п о л и а к р и л о в о й кисло­

противоречивым

подход к н е о б х о д и м о с т и

ты на поверхность дентина. В некоторых исследовани­ ях б ы л о п о к а з а н о , что такая процедура улучшит проч­

Изолирование

ность связи с д е н т и н о м , в то время, к а к в других

С т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы я в л я ю т с я гидрофильны­

работах такого э ф ф е к т а не получено.

ми м а т е р и а л а м и , и п о э т о м у рекомендуется тщатель­ ное и з о л и р о в а н и е п о л о с т и во время ее обработки и пломбирования.

Загрязнение остатками крови или

с л ю н ы может н а р у ш и т ь адгезию п л о м б ы , ее проч­ н о с т ь и э с т е т и ч е с к и й вид. Следует подчеркнуть, что соблюдение

Полости III, V класса и другие кариозные поражения

т е х н и к и п л о м б и р о в а н и я зуба с т е к л о и о -

П о з а в е р ш е н и и п р е п а р и р о в а н и я к а р и о з н о й полости,

н о м е р н ы м ц е м е н т о м исключает в ы п а д е н и е п л о м б ы ,

ее с т е н к и п о к р ы т ы т.н. с м а з а н н ы м слоем д е н т и н а , ко­

так к а к с в я з ь ц е м е н т а с д е н т и н о м и эмалью, по своей

т о р ы й д о в о л ь н о п р о ч н о с в я з а н с п о д л е ж а щ и м денти­

п р о ч н о с т и б л и з к а к о г е з и о н н о й п р о ч н о с т и самого це­

ном.

мента.

к а к в н е м содержатся о р г а н и ч е с к и е остатки. Для этой

Этот слой д о л ж е н быть обязательно удален, так

цели используется п о л и а к р и л о в а я кислота, которая

Препарирование

поверхностей

дентина

оказалась э ф ф е к т и в н ы м к о н д и ц и о н е р о м поверхности д е н т и н а . Взамен этой кислоте предлагались

и ряд

Наи­

других к о н д и ц и о н е р о в , н а п р и м е р , л и м о н н а я кислота,

б о л ь ш и е р а з л и ч и я в структуре д е н т и н а отмечаются

ЭДТА и хлорид железа. О д н а к о их н а н е с е н и е после

Структура поверхности д е н т и н а н е о д н о р о д н а . между

участками, п р е п а р и р о в а н н ы м и для удаления

п р е п а р и р о в а н и я д е н т и н а может явиться п р и ч и н о й ос­

кариозных тканей, и склерозированным дентином.

л о ж н е н и й , о которых уже у п о м и н а л о с ь в ы ш е .

Патологическая стираем ость и эрозионные поражения

Защита пульпы Более ш и р о к о е п р и м е н е н и е с т е к л о и о н о м е р н ы х це­

Эти п о р а ж е н и я , р а с п о л а г а ю щ и е с я ,

в при ш е е ч н о м

ментов в последние годы способствовало п р о я в л е н и ю

участке зуба, требуют восстановительного л е ч е н и я для

интереса к н е к о т о р ы м проблемам и с п о л ь з о в а н и я это­

непосредственной з а щ и т ы пульпы и улучшения внеш­

го материала. В их числе — проблема токсического

него вида. Поскольку с т е к л о и о н о м е р н ы е цементы об­

воздействия на пульпу, а также необходимость нало­

ладают в ы с о к о й адгезией, ф о р м и р о в а н и я полости не

ж е н и я п р о к л а д к и п р и п л о м б и р о в а н и и э т и м цемен­

требуется, п р е п а р и р о в а н и е проводится л и ш ь для полу­

том. По н а ш е м у опыту известно, что п р я м о й контакт

ч е н и я гладкой (при эрозиях) и ч и с т о й поверхности.

цемента с пульпой вызывает л о к а л и з о в а н н ы й некроз

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ ТРАДИЦИОННЫЕ И СТЕКЛО-ИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРАМИ 143

и явится причиной угнетения процесса рекальцифи-

ред началом работы предотвратит его уплотненение.

к а ц и и в э т о м участке. О д н а к о в тех случаях, когда ос­

И з б ы т о к п о р о ш к а на с т е к л я н н о й п л а с т и н к е для заме­

т а т о ч н ы й слой д е н т и н а сохранен, п р о и з о й д е т форми­

ш и в а н и я нельзя ссыпать обратно в ф л а к о н . П о р о ш о к

рование д е н т и н н о г о мостика. Е с л и же полость очень

быстрым д в и ж е н и е м перемещается шпателем в жид­

глубокая и в ней и м е ю т с я

кость и не более, чем двумя п о р ц и я м и . М а к с и м а л ь н о е

м и к р о в с к р ы т и я пульповой

камеры, рекомендуется о с т о р о ж н о удалить вручную

время з а м е ш и в а н и я 20 секунд. Введения большого ко­

к а р и о з н ы е массы и н а л о ж и т ь повязку из гидроокиси

личества п о р о ш к а с самого начала следует избегать,

кальция на зону п р о е к ц и и пульпы. П о с л е этого п р и

так к а к это создаст видимость удовлетворительно гус­

благоприятной с и т у а ц и и м о ж н о з а п о л н и т ь полость

того замеса даже в том случае, если с о о т н о ш е н и е поро­

стеклоиономерным цементом.

ш о к - ж и д к о с т ь может быть с л и ш к о м н и з к и м .

К л и н и ч е с к и е н а б л ю д е н и я показывают, что у от­

П р и и с п о л ь з о в а н и и предварительно дозирован­

дельных п а ц и е н т о в отмечается п о в ы ш е н н а я чувстви­

ной капсулы, ее следует встряхнуть перед а к т и в а ц и е й .

тельность пульпы при п л о м б и р о в а н и и зубов стеклои­

С м е ш и в а н и е д о л ж н о проводиться в высокоскорост­

ономерных

ном

цементами.

До

настоящего

времени

механизм ее в о з н и к н о в е н и я не я с е н . Н е к о т о р ы е ис­

амальгамосмесителе,

обычно

работающем

на

с к о р о с т и в пределах 4000 об./мин в течение 10 секунд.

следователи предполагают, что это может быть связа­

Весь процесс а к т и в а ц и и , с м е ш и в а н и я и внесения ма­

но с т е х н и ч е с к и м и о с о б е н н о с т я м и работы, индивиду­

териала в полость зуба

альной

ких-либо задержек.

чувствительностью

пациента,

микробным

загрязнением или даже м и к р о б н о й и н в а з и е й .

должен выполняться без ка­

Н е о б х о д и м о избегать загрязнения пломбировоч­

Однако м н о г и е исследователи указывают на низ­

ных материалов с л ю н о й во время введения в полость,

уровни присутствия м и к р о б о в при использова­

отверждения и к о н е ч н о й обработки. Полость и окру­

нии с т е к л о и о н о м е р н ы х ц е м е н т о в , что не наблюдалось

ж а ю щ а я ее зона д о л ж н а быть сухой, но не следует из­

при использовании ц и н к - ф о с ф а т н о г о и л и ц и н к - п о -

л и ш н е в ы с у ш и в а т ь поверхности пломбы.

кие

ликарбоксилатного ц е м е н т о в . Это указывает на выра­ женные а н т и м о к р о б н ы е свойства п р о к л а д о ч н ы х стек­

Шлифование

и

полирование

лоиономерных ц е м е н т о в . Тем не менее, для всех т и п о в стеклоиономерного цемента, если о н и используются у

По и с т е ч е н и и о п р е д е л е н н о г о инструкцией времени

пациентов с п о в ы ш е н н о й чувствительностью или п р и

для п о л н о г о отверждения п л о м б ы , необходимо уда­

очень глубоких к а р и о з н ы х п о р а ж е н и я х , рекомендует­

л и т ь матрицу, если она использовалась, а пломбу, не­

ся применение прокладок.

м е д л е н н о п о к р ы т ь в о д о н е п р о н и ц а е м ы м л а к о м . Нане­

В к л и н и ч е с к о й п р а к т и к е нередки случаи, когда в

с е н и е л а к а з а щ и т и т ее от з а г р я з н е н и я с л ю н о й и

самой глубокой части п о л о с т и не удается п о л н о с т ь ю

дегидратации. Эта стадия идеальна для проведения

удалить р а з м я г ч е н н ы е массы из-за в о з м о ж н о й перфо­

м е х а н и ч е с к о й обработки п л о м б ы ш л и ф о в а н и е м . Од­

рации пульпы. В этих случаях следует также использо­

н а к о удаление

вать гидроокись к а л ь ц и я , которая благодаря стимули­

б о р м а ш и н ы в этот п е р и о д может о к о н ч а т е л ь н о нару­

рующей

ш и т ь структуру поверхности п л о м б ы , что сделает не­

способности

к

образованию

вторичного

избыточного

материала с

помощью

дентина и щ е л о ч н о с т и , хорошее средство в этих обс­

в о з м о ж н ы м добиться хорошего ее п о л и р о в а н и я в бу­

тоятельствах.

дущем.

Гидроокисью к а л ь ц и я

закрывают дно

полости, оставляя достаточно п о в е р х н о с т и д е н т и н а и

Поэтому большой

избыток

быть удален о с т р ы м лезвием.

п л о м б ы может

П о с к о л ь к у материал

эмали на стенках полости для о б е с п е ч е н и я п р о ч н о й

еще достаточно м я г о к и связь с т к а н я м и зуба очень

связи со с т е к л о и о н о м е р н ы м ц е м е н т о м .

т о н к а я , процесс в ы р а в н и в а н и я должен осуществлять­

При н а л и ч и и п л о т н о г о с л о я с к л е р о з и р о в н н о г о дентина на дне к а р и о з н о й полости нет необходимости в использовании г и д р о о к и с и к а л ь ц и я . Но обработки полости л и м о н н о й или ф о с ф о р н о й к и с л о т а м и следует также избегать.

ся в н а п р а в л е н и и от п л о м б ы к зубу, а н и к а к ни наобо­ рот. П р и м е н е н и е ручных и н с т р у м е н т о в

для иссече­

н и я и з л и ш к а материала также чревато опасностью н а р у ш е н и я целостности края п л о м б ы . Предполагалось, что после начального отвержде­ н и я обработка может производиться в р а щ а ю щ и м и с я

Позирование,

смешивание

и

пломбирование

и н с т р у м е н т а м и , т а к и м и к а к белый к а м е н ь или гибки­ ми д и с к а м и , п о к р ы т ы м и т о н к и м слоем вазелина. Ис­

При использовании для п р и г о т о в л е н и я п л о м б ы

по­

п о л ь з о в а н и е водного о р о ш е н и я на этой стадии не ре­

рошка и жидкости необходимо строго придерживать­

комендуется,

ся инструкции производителя, д о б и в а я с ь , чтобы не­

р а с т в о р е н и ю . Заключительную обработку не следует

обходимое

количество

порошка

смешивалось

с

так

как

материал

еще

подвержен

пытаться проводить в д е н ь п л о м б и р о в а н и я . Лучше это оставить до следующего п о с е щ е н и я пациента пред­

жидкостью. Энергичное встряхивание ф л а к о н а с п о р о ш к о м пе­

почтительнее в течение 24 часов.

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

144

Р я д о м и с с л е д о в а н и й п о к а з а н о , что если к о н е ч н а я

Использование

вазелина, д л я предохранения по­

обработка в ы п о л н я е т с я всего через 8 минут, с о с т о я н и е

верхностного слоя п л о м б ы не э ф ф е к т и в н о , так как он

поверхности будет очень п л о х и м н е з а в и с и м о от того,

быстро в ы м ы в а е т с я ротовой ж и д к о с т ь ю .

к а к и м и н с т р у м е н т о м она обрабатывалась, в том числе

С т е к л о и о н о м е р н ы й материал очень чувствителен

и с п р и м е н е н и е м вазелина. С и т у а ц и я м о ж е т изме­

также к в ы с у ш и в а н и ю , в результате которого происхо­

ниться в с в я з и с р а з р а б о т к о й в п е р с п е к т и в е быстро от-

дит его дегидратация. И з о л и р о в а н и е зуба с помощью

верждающихся м а т е р и а л о в , но до н а с т о я щ е г о време­

к о ф ф е р д а м а на длительное время, может привести к

ни,

ранняя

конечная

обработка

иономерных

цементов противопоказана.

в ы р а ж е н н о й дегидратации п л о м б ы , с большой после­ дующей усадкой материала, что в свою очередь может

Ч е р е з 24 ч а с а м а т е р и а л о т в е р ж д а е т с я в доста­

явиться п р и ч и н о й дефектов п л о м б ы или ее выпадения.

т о ч н о й с т е п е н и д л я з а в е р ш а ю щ е й о б р а б о т к и , ко­

Таким образом, с т е к л о и о н о м е р н ы е материалы, ис­

т о р у ю в ы п о л н я ю т л и б о т о н к и м а л м а з н ы м и л и 12-

пользуемые для восстановлении зубов (пломбы, вклад­

гранным вольфрам-карбидным бором. Это должно

к и , накладки) д о л ж н ы быть з а щ и щ е н ы слоем лака.

в ы п о л н я т ь с я в присутствии достаточного количе­ ства в о д ы , ч т о б ы и з б е ж а т ь д е г и д р а т а ц и и . К э т о м у

Клинические

качества

м о м е н т у п р и с у т с т в и е в о д ы п р и о б р а б о т к е допусти­ м о , т а к к а к п о в ы ш е н н а я р а с т в о р и м о с т ь в в о д е ха­

С т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы п р е д н а з н а ч е н ы для ле­

р а к т е р н а для р а н н е г о периода т в е р д е н и я . Заклю­

ч е н и я а б р а з и в н ы х и э р о з и в н ы х п о р а ж е н и й зубов, а

чительное

также для ф и к с а ц и и к о р о н о к , мостов и вкладок. С

полирование

может

целым рядом абразивных дисков

осуществляться о п я т ь в присут­

ствии воды.

р а з р а б о т к о й н о в ы х и у с о в е р ш е н с т в о в а н н ы х материа­ л о в д а н н о г о класса с п е к т р их п р и м е н е н и я расширяет­

О д н а к о идеально гладкой поверхности в результа­ те ее п о л и р о в а н и я

у и о н о м е р н о г о ц е м е н т а получить

ся. В н а с т о я щ е е в р е м я с т е к л о и о н о м е р н ы е цементы используют также д л я п л о м б и р о в а н и я полостей III и

н е в о з м о ж н о н е з а в и с и м о от того, к а к о й бы метод не

н е б о л ь ш и х по размеру п о л о с т е й

и с п о л ь з о в а л с я . Это с в я з а н о с б о л ь ш и м р а з м е р о м час­

о н н ы х п о л о с т е й ( о с о б е н н о в м о л о ч н ы х зубах), в каче­

V класса, окклюзи­

т и ц стекла, используемого в составе этих ц е м е н т о в .

стве к о р н е в ы х вкладок и

адгезивных прокладок под

композитные пломбы.

Защита поверхности пломбы

И х о с н о в н ы е д о с т о и н с т в а к а к м а т е р и а л о в для п л о м б и р о в а н и я — легкость в н е с е н и я в полость одной

Д л я з а щ и т ы п о в е р х н о с т и п л о м б ы к р а й н е в а ж н о при­

п о р ц и е й , в ы с о к и е адгезивные свойства, противокари-

м е н е н и е лака. Растворы п р и р о д н ы х и с и н т е т и ч е с к и х

о з н а я з а щ и т а благодаря в ы с в о б о ж д е н и ю фторида, хо­

п о л и м е р о в (ацетат ц е л л ю л о з ы ) о б ы ч н о рекомендуют

рошо известны клиницистам.

п р и г о т о в л и в а т ь в таких о р г а н и ч е с к и х растворителях,

Однако,

полагают, что еще н е д о с т а т о ч н о было

как э ф и р , ацетон или хлороформ. Полиуретановые

опубликовано клинических исследований,

л а к и , к о т о р ы е п о л и м е р и з у ю т с я п р и к о н т а к т е с водой,

н о с т и по о т д а л е н н ы м результатам л е ч е н и я зубов с

и н и т р о ц е л л ю л о з н ы е (лак д л я н о г т е й ) , могут также

к а р и о з н ы м и п о р а ж е н и я м и I I I и V к л а с с о в . Поэтому

в част­

и с п о л ь з о в а т ь с я к а к альтернативное слабо проницае­

о к о н ч а т е л ь н ы е в ы в о д ы о б э ф ф е к т и в н о с т и лечения

мое и менее р а с т в о р и м о е з а щ и т н о е п о к р ы т и е .

делать еще трудно. Н е к о т о р ы е успехи, достигнутые для

при использовании стеклоиономерных цементов в

эмали или дентина, которые поставляют с компози­

п л о м б и р о в а н и и п о л о с т е й V классов, о т р а ж е н ы на

тами, обеспечивают эффективную герметичность и

Р и с . 2.3.12.

Светоотверждаемые

полимерные

д о с т а т о ч н о долгую з а щ и т у цементу.

адгезивы

О д н а к о их суще­

К с о ж а л е н и ю , в б о л ь ш и н с т в е и с с л е д о в а н и й по

с т в е н н ы м н е д о с т а т к о м я в л я е т с я то, что н е б о л ь ш о й

о ц е н к е первых составов ц е м е н т о в не содержится ин­

слой адгезива м о ж е т остаться, о с о б е н н о у к р а я дес­

формации

н ы , и его не удастся убрать на более п о з д н е й стадии.

н и ю с о о т н о ш е н и я п о р о ш о к - ж и д к о с т ь п р и замешива­

К р о м е того, шиться

п о д в л и я н и е м к и с л о р о д а м о ж е т нару­

процесс

полимеризации при

нии

о

цемента

в ы п о л н е н и и т р е б о в а н и й по соблюде­ или

защиты

пломбы

в

период

отверждении

длительного ее отверждения. Таким образом, причи­

адгезива, в результате чего п о в е р х н о с т н ы й с л о й пок­

ны п о я в л я ю щ и х с я д е ф е к т о в п л о м б и их выпадения

р ы т и я не о т в е р д и т с я и о с т а н е т с я л и п к и м . Н о , если

б ы л и с в я з а н ы не только с качеством материала, но и

н а н о с и т ь адгезивы т о л ь к о т о н к и м с л о е м , о н

я в л я л и с ь следствием о ш и б о к в методике работы с эти­

будет удаляться.

легко

П р о б л е м у м о ж н о б ы л о бы разре­

м и о с о б е н н ы м и материалами.

ш и т ь п р и и с п о л ь з о в а н и и п о л о с к и - м а т р и ц ы , но та­

Д л я о б ъ е к т и в н о й о ц е н к и э ф ф е к т и в н о с т и стеклои-

к о й с п о с о б с л и ш к о м г р о м о з д к и й . Д а л ь н е й ш е е шли­

о н о м е р н ы х ц е м е н т о в н у ж н ы д о п о л н и т е л ь н ы е резуль­

ф о в а н и е и п о л и р о в а н и е м о ж н о также п р о в о д и т ь в

таты отдаленных к л и н и ч е с к и х

течение 24 часов.

числе с п р и м е н е н и е м н о в ы х к о м п о з и ц и й .

наблюдений,

в том

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ ТРАДИЦИОННЫЕ И СТЕКЛО-ИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРАМИ 145

Стеклоиономерные для восстановления зубов.

цементы

полостей

Однако пломбирование

не

рекомендуются

II класса п о с т о я н н ы х временных моляров

оказалось у с п е ш н ы м . Д л я этих ц е м е н т о в достаточно минимальное п р е п а р и р о в а н и е полости, а краевая гер­ метичность за счет адгезионных свойств и способ­ ность выделять ф т о р и д ы могут к о м п е н с и р о в а т ь в не­ которой с т е п е н и о г р а н и ч е н и я в рабочем в р е м е н и . Весьма о б е щ а ю щ и е результаты были получены

при

использовании новых в ы с о к о вязких стеклоиономер­ ных цементов, к о т о р ы е иногда н а з ы в а ю т конденсиру­ емыми с т е к л о и о н о м е р н ы м и ц е м е н т а м и для л е ч е н и я временных зубов. Эти ц е м е н т ы и м е ю т более в ы с о к у ю вязкость за счет д о б а в л е н и я п о л и а к р и л о в о й к и с л о т ы к порошку и у м е н ь ш е н н о г о размера частиц самого по­ рошка (~3 м к м ) . О д н и м из главных д о с т о и н с т в этих цементов является их сходство с амальгамой по м а н и пуляционным х а р а к т е р и с т и к а м .

И хотя их прочност­

ные свойства мало и з м е н и л и с ь по с р а в н е н и ю с обыч­ ными

стеклоиономерными

цементами,

их

из публикаций за период 1977-1983 гг.

устойчивость к износу в ы ш е , что б ы л о достигнуто пу­ тем снижения размера ч а с т и ц стекла. К э т и м материа­ лам относятся следующая п р о д у к ц и я и в ы п у с к а ю щ и е ее фирмы:

д е н т и н о м о д и н а к о в о й п р о ч н о с т и . Перед внесением кермета в полость зуба, поверхность

д е н т и н а реко­

мендуется обрабатывать п о л и а к р и л о в о й

кислотой в

качестве к о н д и ц и о н е р а . Продукция

Производитель

Chemflex Fuji IX Hi-Fi Ketac-Molar

Dentsply, Weybridge, Великобритания GC UK Ltd, Великобритания Shofu, Tonbridge, Великобритания ESPE UK Ltd, Knutsford, Великобритания

Состав и форма выпуска С е р е б р я н ы е керметы выпускаются

в ф о р м е компози­

ц и и п о р о ш о к - ж и д к о с т ь , в двух отдельных флаконах для ручного с м е ш и в а н и я и в предварительно дозиро­ в а н н о й к а п с у л и р о в а н н о й ф о р м е , при которой капсу­ лы для с м е ш и в а н и я п о м е щ а ю т с я в в ы с о к о с к о р о с т н ы е амальгамосмесители. В н е к о т о р ы х к о м п о з и ц и я х по­

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ СЕРЕБРО-СЕРЕБРЯНЫЕ КЕРМЕТЫ

р о ш о к является п р о с т о й смесью стекла и серебра, в то время, к а к в других серебро введено в состав стеклян­ ных частиц п о р о ш к а . П о с л е д н и й в а р и а н т д е л а ю т из с м е с и стекла и се­ ребра

равных объемов

(17,5/82,5

масс.%).

Размер

ч а с т и ц ы серебра п р и м е р н о 3-4 м к м . С м е с ь ф о р м у ю т в ш а р и к и , а затем с п е к а ю т п р и 800°С до тех п о р , по­ ка с т е к л о и с е р е б р о не с п л а в я т с я вместе и образуют п л о т н у ю с м е с ь . С п е к ш е е с я твердое в е щ е с т в о затем

По своей природе стекло крайне хрупкое и способ­

р а з м а л ы в а ю т д о п о л у ч е н и я ч а с т и ц н у ж н о г о размера

но разрушаться относительно легко по с р а в н е н и ю с

д л я с м е ш и в а н и я и м а н и п у л я ц и й . Ч а с т и ц ы округля­

металлами. В этой связи, возникла идея включения се­

ю т с я в п р о ц е с с е и з м е л ь ч е н и я , что помогает смеши­

ребра в стекло для увеличения ударной вязкости созда­

ванию с

ваемого материала. Серебро д о л ж н о

ч а с т и ц а с о д е р ж и т с м е с ь стекла и серебра т е с н о свя­

действовать как

поликислотами.

Таким образом,

каждая

поглотитель н а п р я ж е н и й , а также улучшить характе­

з а н н ы х друг с другом п р о ц е с с о м с п е к а н и я . Допол­

ристики износостойкости.. По другим свойствам мате­

н и т е л ь н о , п р и б л и з и т е л ь н о 5%, вводится T i 0 2

риала, таким к а к п р о ч н о с т ь на сжатие, с о п р о т и в л е н и е

улучшения

эстетики,

этот

оксид является

для

белым

изгибу и растворимость, с е р е б р я н ы е керметы, практи­

п и г м е н т о м . Ж и д к о с т ь с о с т о и т и з водного раствора

чески не отличаются от с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов.

сополимера акриловой и/или малеиновой кислоты

Как и с т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы , с е р е б р я н ы е керметы с п о с о б н ы образовывать с в я з ь с э м а л ь ю и

(37%) и в и н н о й к и с л о т ы ( 9 % ) . Устойчивость керметов к износу

medwedi.ru

достаточна для

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

146

того, чтобы п л о м б и р о в а т ь н е б о л ь ш и е полости I клас­

к о м п о з и т о в врачи-стоматологи стали утверждать, что

са. Вместе с тем, и м е ю щ и е с я н е о п у б л и к о в а н н ы е дан­

рабочие х а р а к т е р и с т и к и с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов

ные свидетельствуют о т о м , что к е р м е т ы не могут про­

д а л е к и от идеальных. Тем не менее, этот материал

тивостоять

многоповерхностных

продолжает использоваться из-за того, что он высво­

П о э т о м у их п р и м е н е н и е в з н а ч и т е л ь н о й

бождает ф т о р и д и имеет в ы с о к и е адгезионные свой­

полостях.

износу

в

больших

степени о г р а н и ч е н о л е ч е н и е м р а н н и х к а р и о з н ы х по­

ства.

р а ж е н и й . И з - з а большого с о д е р ж а н и я серебра в час­

рабочие х а р а к т е р и с т и к и ц е м е н т о в введением в их сос­

тицах п о р о ш к а , п л о м б а обладает х о р о ш е й р е н т г е н о -

тав п о л и м е р а , к о т о р ы й полимеризуется под действи­

контрастностью,

ем голубого света от аппарата светового отверждения.

что

очень

важно

для

ранней

д и а г н о с т и к и в т о р и ч н о г о кариеса.

Производители нашли

возможность улучшить

Э т и м а т е р и а л ы стали и з в е с т н ы под н а з в а н и е м моди­

Также к а к у с т е к л о и о н о м е р н ы х ц е м е н т о в высво­

ф и ц и р о в а н н ы х п о л и м е р о м с т е к л о и о н о м е р н ы х цемен­

бождение ф т о р и д а происходит и у к е р м е т о в , что обес­

тов. И хотя иногда их также н а з ы в а ю т гибридами или

печивает з а щ и т у от к а р и е с а п р и л е ж а щ е й к пломбе

светоотверждаемыми

э м а л и . О д н а к о , и м е ю т с я д а н н ы е о т о м , что высвобож­

м и , эти т е р м и н ы не следует использовать, так как они

д е н и е ф т о р и д а у керметов не столь в ы с о к о е , к а к у

н е д о с т а т о ч н о т о ч н ы и могут

стеклоиономерных цементов, и

и м е ю т с я в виду к о м п о м е р н ы е материалы.

э т и м а т е р и а л ы не

о б е с п е ч и в а ю т п р о ф и л а к т и ч е с к и й э ф ф е к т в той степе­ н и , к а к это наблюдается у с т е к л о и о н о м е р н ы х цемен­ тов. В ц е л о м , к л и н и ч е с к и е н а б л ю д е н и я показывают, что долговечность

стеклоиономерными

цемента­

внести путаницу, если

Состав

керметовых п л о м б не оправдала

Этот материал выпускают к а к в ф о р м е системы поро­

о ж и д а н и я , что п о р о д и л о с о м н е н и е в целесообразнос­

ш о к - ж и д к о с т ь , с п о р о ш к о м из рентгеноконтрастного

ти и с п о л ь з о в а н и я этого материала и, о с о б е н н о в связи

ф т о р а л ю м о с и л и к а т н о г о стекла и фотоактивируемой

с

ж и д к о с т и в т е м н о м ф л а к о н е (для з а щ и т ы от окружаю­

п р о д о л ж а ю щ и м с я улучшением т р а д и ц и о н н ы х стек­

л о и о н о м е р н ы х ц е м е н т о в и с о з д а н и е м стеклоиономер­

щего света), а также в к а п с у л и р о в а н н о й ф о р м е . Сос­

ных цементов, модифицированных полимерами.

тав ж и д к о с т и может м е н я т ь с я от одного продукта к другому, н о , в о б щ е м , представляет собой

водный

раствор г и д р о ф и л ь н ы х м о н о м е р о в , н а п р и м е р , гид-

Клиническое значение

р о к с и э т и л м е т а к р и л а т а ( Н Е М А , Г Э М А ) , полиакрило­

Клиническая э ф ф е к т и в н о с т ь серебряных керметов ока­ залась неудовлетворительной и свидетельствует о т о м , что дальнейшее их применение нецелесообразно.

п а м и , в и н н о й к и с л о т ы и ф о т о и н и ц и а т о р а . Выбор по­

вой к и с л о т ы и л и с о п о л и м е р а п о л и а к р и л о в о й кислоты с н е к о т о р ы м и п р и с о е д и н е н н ы м и метакрилоксигрупл и м е р а о г р а н и ч е н тем ф а к т о м , что стеклоиономерные цементы являются водоосновными

материалами, и

п о э т о м у п о л и м е р должен быть водорастворимым. ГЭ­

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ

МА я в л я е т с я очень э ф ф е к т и в н ы м г и д р о ф и л ь н ы м мо­ н о м е р о м в э т о м о т н о ш е н и и , так к а к он л е г к о раство­ ряется в воде.

Реакция отверждения К и с л о т н о - о с н о в н а я р е а к ц и я отверждения является по существу той же самой, что и для стеклоиономерных ц е м е н т о в , и она и н и ц и и р у е т с я при с м е ш и в а н и и по­

Н е к о т о р ы е из главных недостатков стеклоионо­

р о ш к а и ж и д к о с т и . Этот материал отличается от дру­

мерных цементов м о ж н о суммировать с л е д у ю щ и м об­

гих с т е к л о и о н о м е р н ы х ц е м е н т о в тем, что эта реакция

разом:

идет н а м н о г о медленнее, создавая более длительное рабочее время.

•

Быстрое

к о р о т к о е рабочее время и п р о д о л ж и т е л ь н о е время отверждения;

мом

отверждение

фотоотверждения,

обеспечивается

вызывающим

механиз­

полимериза­

•

н и з к а я п р о ч н о с т ь и н и з к а я ударная вязкость;

ц и ю Г Э М А , и для с о п о л и м е р - с о д е р ж а щ и х материа­

•

растрескивание при высыхании;

лов

•

плохая с о п р о т и в л я е м о с т ь воздействию кислот.

с в я з е й через п о д в е с н ы е метакрштатные группы, как

С п о я в л е н и е м активируемых светом п о л и м е р н ы х

с м е ш и в а н и я , материал может быть отвержден в тече-

—

о б р а з о в а н и е м д о п о л н и т е л ь н ы х поперечных

п о к а з а н о на Р и с . 2.3.13. Таким образом сразу после

СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ ТРАДИЦИОННЫЕ И СТЕКЛО-ИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРАМИ 147

ние

30 секунд светом. Если на материал не воздей­

ствуют светом, он будет с а м о с т о я т е л ь н о отверждаться в течение 15-20 минут. Следует о ц е н и т ь , что светоактивируемая р е а к ц и я

полимеризации

предшествует

образованию а л ю м и н и е в ы х солевых м о с т и к о в . Поэ­ тому эти материалы п р о д о л ж а ю т отверждаться по ме­ ханизму к и с л о т н о - о с н о в н о й р е а к ц и и в т е ч е н и е неко­ торого времени п о с л е того, к а к з а в е р ш и л с я п р о ц е с с полимеризации. Как известно, некоторые системы отверждаются по механизму редокс-реакции ( реакции холодного отве­ рждения окислительно-восстановительного типа) и со­ держат в комплекте активатор и и н и ц и а т о р , а в одном случае даже с п р и м е н е н и е м технологии микроинкапсу­ лирования. В этом кроется их преимущество, так как в случае невозможности п р о н и к н о в е н и я света от источ­ ника на всю глубину п л о м б ы , редокс-реакция обеспе­ чит полную глубину отверждения полимерного матери­ ала. Это означает, что при использовании таких систем нет необходимости в п о с л о й н о м н а н е с е н и и модифици­ рованных полимером стеклоиономерных цементов. Однако следует п р о я в л я т ь о с т о р о ж н о с т ь и пом­ нить, что такой материал все же может отверждаться не на всю глубину, что требует его п о с л о й н о г о внесе­ ния в полость, и он м о ж е т давать п о л и м е р и з а ц и о н н у ю

Р и с . 2 . 3 . 1 3 . Сочетание а к т и в и р у е м о г о светом процесса п о л и м е р и з а ц и и , создающего м е ж м о л е к у л я р н ы е попереч­ ные с в я з и , и к и с л о т н о - о с н о в н о г о м е х а н и з м а при отверж­ дении м о д и ф и ц и р о в а н н о г о п о л и м е р о м с т е к л о и о н о м е р ­ ного цемента

усадку, которая может н а р у ш а т ь с в я з ь с т к а н я м и зуба. также для основ и прокладок под к о м п о з и т ы , амальга­

Свойства

мы и к е р а м и ч е с к и е реставрации. П р и использовании в сочетании с к о м п о з и т а м и эти цементы создают проч­

Добавление п о л и м е р о в к с т е к л о и о н о м е р н ы м цемен­

ную связь с п р о к л а д к о й , и поэтому не возникает необ­

там значительно улучшает м н о г и е их свойства. Поэто­

ходимости в протравливании поверхности модифици­

му такие известные п р е и м у щ е с т в а с т е к л о и о н о м е р н ы х

р о в а н н о г о п о л и м е р о м стеклоиономерного цемента.

цементов, как с п о с о б н о с т ь о б р а з о в ы в а т ь связь с ден­

Эти материалы стали очень п о п у л я р н ы м и , и в

тином и эмалью, а также высвобождать ф т о р и д , ус­

перспективе о н и могут з а м е н и т ь с т е к л о и о н о м е р н ы е

пешно сочетаются

ц е м е н т ы в качестве п л о м б и р о в о ч н о г о материала и

с удлиненным рабочим временем

и быстрым отверждением после о с в е щ е н и я в и д и м ы м

многих видов о с н о в и п р о к л а д о к под пломбы. Моди­

светом.

ф и ц и р о в а н н ы е п о л и м е р о м с т е к л о и о н о м е р н ы е цемен­

Пломбу также м о ж н о п о л и р о в а т ь непосред­

ственно после ее отверждения.

ты по с в о и м качествам превосходят

Многие полагают, что п р о ч н о с т ь , у с т о й ч и в о с т ь к высушиванию и в о з д е й с т в и ю к и с л о т ы м о д и ф и ц и р о ­

ные

цементы

при

стеклоиономер­

восстановлении

жевательных

п о с т о я н н ы х зубов, в р е м е н н ы х зубов и с о п о с т а в и м ы с

стеклоиономеров значительно

н о в ы м и к о н д е н с и р у е м ы м и с т е к л о и о н о м е р н ы м и це­

улучшены. С в я з ь с э м а л ь ю и д е н т и н о м т а к а я же хо­

м е н т а м и . Н е к о т о р ы е из этих последних пломбировоч­

рошая, если не в ы ш е ,

ных материалов п е р е ч и с л е н ы н и ж е .

ванных п о л и м е р о м

чем с т е к л о и о н о м е р н ы х це­

ментов, так как п о л и м е р н ы й к о м п о н е н т п р и д а е т до­ полнительную п р о ч н о с т ь на р а з р ы в о т в е р ж д е н н о м у цементу. В Таблице 2.3.5 п р и в е д е н ы с р а в н и т е л ь н ы е данные двух видов м а т е р и а л о в о д н о г о и того же про­ изводителя.

Применение Модифицированные п о л и м е р о м с т е к л о и о н о м е р н ы е цементы внедрены сравнительно н е д а в н о и б ы л и раз­ работаны специально для прямого п л о м б и р о в а н и я , а

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

148

Таблица 2 . 3 . 5 Сравнение свойств стеклоионо­ мерного цемента (СИЦ) и стеклоиономерного цемента, модифицированного полимером (МПСИЦ)

Клиническое значение Современные стеклоиономерные цементы имеют зна­ чительно улучшенные

свойства по сравнению с перво­

начальными цементами ASPA. Они э ф ф е к т и в н о приме­ няются в стоматологической практике. Работа по их совершенствованию продолжается. Внедрение конден­ сируемых с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов и модифициро­ ванных п о л и м е р о м с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов свиде­ тельствует о т о м , что в перспективе могут появиться еще более улучшенные к о м п о з и ц и и этих материалов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА Atkinson AS, Pearson GJ (1985) T h e evolution of glass— ionomer cements. Br Dent J 159:.335 Billington RW, Williams JA, Pearson GJ (1990) Variation in powder/liquid ratio of a restorative glass—ionomer c e m e n t used in dental practice. Br Dent J 169: 164 Ellis J, Anstice M, Wilson AD (1991) T h e glass polyphosph o nat e cement: a novel glass—ionomer cement based on polyvinyl phosphonic acid). Clin Mater 7: 41 Espelid I.Tveit AB, Tomes K H , Alvheim H (1999) Clinical behaviour of glass ionomer restorations in

primary

teeth. J D e n t 27: 437 Имеются

с у щ е с т в е н н ы е р а з л и ч и я в составе и

свойствах этих материалов. М о д и ф и ц и р о в а н н ы е по­ лимером

стеклоиономерные

цементы

отличаются

Frankenbcrger R, Sindel J,

Kramer N (1997) Viscous

glass—ionomer cements: a new alternative to amalgam in the primary dentition? Quintessence Int 28: 667

друг от друга в з а в и с и м о с т и от количества и т и п а вве­

Kilpatrick N M , Murray JJ, M c C a b e JF (1995) The use of

д е н н о г о в их состав п о л и м е р н о г о к о м п о н е н т а и от ис­

a reinforced glass—ionomer cermet for the restoration

п о л ь з о в а н н ы х м е х а н и з м о в о т в е р ж д е н и я . Таким обра­ зом,

к а ж д ы й м а т е р и а л будет и м е т ь т а к и е р а б о ч и е

характеристики,

к о т о р ы е лучше всего удовлетворят

т р е б о в а н и я к о н к р е т н о г о врача-стоматолога.

of primary molars: a clinical trial. Br D e n t J 179: 175 Knibbs PJ (1988) Glass—ionomer cement: 10 years of clin­ ical use. J Oral Rehabil 15: 103 M c K i n n e y J E , Antonucci J M , Rupp NW (1988) Wear and microhardness

of a

silver-sintered

glass—ionomer

cement. J D e n t Res 67: 831

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

McLean JW, Gasser О (1985) Glass—cermet cements. Quintessence Int 16: 333-343 Paterson RC, Watts A (1987) Toxicity to the pulp of a

Стеклоиономерные цементы

в з н а ч и т е л ь н о й мере

способствовали р а з в и т и ю в о с с т а н о в и т е л ь н о й стома­

glass—ionomer cement. Br Dent J 162: 110 QvistV,

Lauerburg

L,

Poulson

A,Teglers

PT

(1997)

тологии. Сегодня врачам д о с т у п н о б о л ь ш о е количест­

Longevity and cariostatic effects of everyday conven­

во к о м п о з и ц и й ц е м е н т о в , п р е д н а з н а ч е н н ы х для мно­

tional glass—ionomer and amalgam restoration in pri­

гочисленных

вариантов

их

применения.

Новые

модифицированные полимером стеклоиономерные ц е м е н т ы ввели в п р а к т и к у материалы с превосходным

mary teeth: three-year results. J Dent Res 76: 1387 Smales RJ (1981) Clinical use of ASPA glass—ionomer cement. Br D e n t J 151: 58

качеством. О д н а к о , эти улучшения еще недостаточны,

Smith DC (1968) A new dental cement. Br Dent J 125: 381

чтобы о н и могли к о н к у р и р о в а т ь с п о л и м е р н ы м и ком­

Walls AWG (1986) Glass polyalkeonate (glass—ionomer)

п о з и т а м и для в о с с т а н о в л е н и я режущего края перед­ них зубов и п л о м б и р о в а н и я п о с т о я н н ы х жевательных зубов.

cements: a review. J Dent 14: 231 Wilson A D , Kent BE (1972) A new translucent cement for dentistry. Br D e n t J 132: 133-135

Глава 2.4

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПЛОМБИРОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

м и н и м у м а объем о с н о в н о г о п л о м б и р о в о ч н о г о матери­

ВВЕДЕНИЕ

ала в полости или з а п о л н и т ь и м е ю щ и е с я в ней поднут­

Большое разнообразие п л о м б и р о в о ч н ы х материалов

ж и в о й д е н т и н , они в ы п о л н я ю т профилактическую,

р е н и я . П р и н а н е с е н и и промежуточных материалов на (например, амальгамы, к о м п о з и т н ы е п о л и м е р ы , стек­

паллиативную или терапевтическую ф у н к ц и и . Выбор

лоиономерные ц е м е н т ы и м о д и ф и ц и р о в а н н ы е поли­

лака для полости, о с н о в ы или прокладки должен быть

мером стеклоиономерные ц е м е н т ы ) накладываются

обоснован

на дентин в непосредственной б л и з о с т и от пульпы.

того, требуется четко п о н и м а т ь в о з м о ж н ы й механизм

Поскольку эти тельное влияние на группа

материалов

материалы могут иметь отрица­

необходимостью защиты

пульпы.

Кроме

взаимодействия между с о д е р ж а щ и м и с я в них компо­

пульпу зуба, была разработана

н е н т а м и и п л о м б и р о в о ч н ы м и материалами в конкрет­

под

ной к л и н и ч е с к о й ситуации.

названием

промежуточные

пломбировочные материалы (П П М ) (или материалы для основ и прокладок под пломбы) д л я н а н е с е н и я их на дентин до п л о м б и р о в а н и я полости о с н о в н ы м восста­ новительным материалом. Эти материалы включают

ЗАЩИТА ПУЛЬПЫ

лаки для полостей, о с н о в ы и п р о к л а д к и , а поскольку предполагается, что о н и там останутся п о с т о я н н о , эти материалы не следует путать с в р е м е н н ы м и пломбиро­

Д л я того, чтобы п р а в и л ь н о выбрать, какой из проме­

вочными материалами.

жуточных

Различие между о с н о в а м и для пломбируемых

по­

материалов использовать для конкретной

восстановительной процедуры, важно п о н я т ь природу

лостей и прокладками состоит в том, что п е р в ы е — это

и м е х а н и з м ы в о з м о ж н о г о отрицательного влияния на

густо замешанный материал,

пульпу. И з в е с т н ы три в о з м о ж н ы х источника раздра­

толстый слой которого

вносится в подготовленную п р е п а р и р о в а н и е м кариоз­

ж е н и я пульпы, а и м е н н о :

ную полость, а прокладки — это т о н к и й слой материа­ ла, наносящийся на п р е п а р и р о в а н н ы й д е н т и н . Таким

•

т е р м и ч е с к и е раздражители;

образом термином

полости обозначает­

•

х и м и ч е с к и е раздражители;

ся изолирующий материал, т о н к и м слоем (менее 0,5

•

бактериальные и эндотоксические.

прокладка для

мм) которого покрывается д е н т и н

для сохранения

пульпы в здоровом с о с т о я н и и , благодаря его адгезии с

Роль первых двух ф а к т о р о в давно и неоспоримо

тканями зуба или а н т и м и к р о б н о м у д е й с т в и ю . В отли­

п р и з н а н а , а с р а в н и т е л ь н о недавно было показано, что

чие от этого, основа для полости — э т о материал д л я за­

третий ф а к т о р , в е р о я т н о , наиболее важен в появлении

мещения дентина, который позволяет у м е н ь ш и т ь до

р а з д р а ж е н и я пульпы.

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

150

Термические раздражители

т о к с и ч н о с т ь может б ы т ь с в я з а н а с н и з к и м рН некото­ рых м а т е р и а л о в , таких как ц и н к - ф о с ф а т н ы е и цинк-

В и н т а к т н о м зубе и з м е н е н и я температуры передаются

поликарбоксилатные цементы.

пульпе через э м а л ь и д е н т и н . М е х а н и з м р а з д р а ж е н и я заключается в т о м , что болевые а ф ф е р е н т н ы е волок­ на могут п р и н и м а т ь т е р м и ч е с к и е р а з д р а ж и т е л и и вы­

Бактерии и эндотоксины

зывать болевую р е а к ц и ю . Такое п р я м о е т е р м и ч е с к о е раздражение пульпы, о д н а к о , мало в е р о я т н о , за иск­

З н а ч и т е л ь н ы й и н т е р е с и м н о г о д и с к у с с и й вызывает

л ю ч е н и е м с и т у а ц и й п р и п р е п а р и р о в а н и и п о л о с т и или

такое

при п о в ы ш е н и и температуры в результате экзотерми­

н и ю , этот т е р м и н не с о в с е м т о ч н о характеризует про­

явление

как

микропроницаемость.

К

сожале­

ч е с к о й р е а к ц и и о п р е д е л е н н о й части п л о м б и р о в о ч н ы х

н и к н о в е н и е р о т о в о й ж и д к о с т и , м и к р о б о в и их токси­

материалов, н а х о д я щ и х с я в н е п о с р е д с т в е н н о й бли­

ч е с к и х п о б о ч н ы х продуктов

зости от пульпы. П р и о б н а ж е н и и д е н т и н н ы х каналь­

м а т е р и а л о м и с т е н к а м и п о л о с т и . К а к было найдено,

цев может наблюдаться течение ж и д к о с т и п о д е н т и н -

эти ф а к т о р ы и я в л я ю т с я

ным

пульпы.

канальцам,

которое

обычно

называют

г и д р о д и н а м и ч е с к и м э ф ф е к т о м . И м е н н о этот п р о ц е с с обуславливает п о в ы ш е н и е

между пломбировочным и с т о ч н и к о м раздражения

В э к с п е р и м е н т а х на стерильных животных было

чувствительности у ш е й к и

п о к а з а н о , что р е а к ц и я пульпы на н е к о т о р ы е матери­

зуба, которую в о з м о ж н о устранить путем и з о л я ц и и

алы с у щ е с т в е н н о отличалась от той р е а к ц и и , которая

этого места. Н а в е р н я к а г и д р о д и н а м и ч е с к и й э ф ф е к т

наблюдается у ж и в о т н ы х с н о р м а л ь н о й микробной

вызывает к р а т к о в р е м е н н у ю л а т е н т н у ю боль, вызывае­

ф л о р о й . Н а п р и м е р , ц и н к - ф о с ф а т н ы е цементы не

мую т е р м и ч е с к и м р а з д р а ж е н и е м

под а м а л ь г а м о в ы м и

п л о м б а м и даже самых малых размеров.

вызвали в о с п а л е н и я пульпы (и даже сопровождались

Если д е н т и н -

о б р а з о в а н и е м д е н т и н н о г о мостика) при нанесении на

н ы е к а н а л ь ц ы о т к р ы т ы , а под амальгамовой п л о м б о й

вскрытую пульпу в отсутствии м и к р о б о в . В противо­

образовалась н е б о л ь ш а я щ е л ь , в д е н т и н н ы х канальцах

п о л о ж н о с т ь этому у к о н т р о л ь н ы х ж и в о т н ы х отмеча­

н а ч и н а е т с я отток ж и д к о с т и в н и з п о к а н а л ь ц а м при

лось р е з к о е в о с п а л е н и е пульпы и образование абсцес­

з а к р ы т и и и о т к р ы т и и э т о й щ е л и под д е й с т в и е м нагру­

сов. Другие м а т е р и а л ы п р и в о д и л и к воспалительной

з о к на пломбу. Это м о ж е т происходить вследствие рас­

р е а к ц и и пульпы и у стерильных животных, что демо­

ш и р е н и я и с ж а т и я амальгамы при воздействии край­

нстрирует важную роль х и м и ч е с к о й т о к с и ч н о с т и .

них температур или при о к к л ю з и о н н о й нагрузке. П о э т о м у н а н е с е н и е л а к а или т о н к о й п р о к л а д к и н а д н о п о л о с т и делается для

приостановки движения

ж и д к о с т и по д е н т и н н ы м к а н а л ь ц а м , а не для теплои­ з о л я ц и и , к а к это думали р а н ь ш е .

Более глубокое п о н и м а н и е механизма токсическо­ го воздействия на пульпу не исключает того, что изо­ л я ц и я н е к о т о р ы х материалов от подлежащего дентина соответствующей

прокладкой

необходима,

чтобы

п о л н о с т ь ю з а щ и т и т ь ее от п о в р е ж д е н и й . Тем не ме­ нее, если в п р о ш л о м думали, что первостепенной

Химические раздражители

ролью промежуточных материалов была защита пуль­

Многие с т о м а т о л о г и ч е с к и е материалы, которые име­

риалов, то в н а с т о я щ е е время больше в н и м а н и я уде­

пы от т о к с и ч е с к о г о действия п л о м б и р о в о ч н ы х мате­

ют к о н т а к т с д е н т и н о м , могут выделять т о к с и ч е с к и е по о т н о ш е н и ю к пульпе вещества. Их т о к с и ч н о с т ь мо­ жет определяться их о р г а н и ч е с к о й структурой, л и б о

ляется

п р е д у п р е ж д е н и ю воздействия

микробных

т о к с и н о в . В этой связи, п р и м е н е н и е промежуточных материалов имеет целью:

уровнем р Н . О д н о время полагали, что а к р и л о в ы е п о л и м е р ы

•

устранение в о з м о ж н о с т и для п р о н и к н о в е н и я мик­

в ы з ы в а ю т р а з д р а ж е н и е пульпы при п л о м б и р о в а н и и

робов в пульпу зуба с и с п о л ь з о в а н и е м

без п р о к л а д к и . О д н а к о тесты на т о к с и ч н о с т ь позволя­

н о й т е х н и к и т а к и м образом, чтобы не существова­

ют сделать вывод, что эти материалы х о р о ш о перено­

ло м и к р о п р о с т р а н с т в а

сятся м я г к и м и т к а н я м и пульпы.

материалом и т к а н я м и зуба;

ры

широко

использовали

в

А к р и л о в ы е полиме­ качестве

костных

ц е м е н т о в п р и к о с т н о й п л а с т и к е в области бедра без

•

адгезион­

между пломбировочным

создание п р о т и в о м и к р о б н о г о барьера для защиты пульпы от их бактериальных т о к с и н о в .

к а к и х - л и б о п о б о ч н ы х в о с п а л и т е л ь н ы х р е а к ц и й . Это говорит о том, что т о к с и ч е с к о е воздействие на пульпу с в я з а н о с д р у г и м и к о м п о н е н т а м и этих материалов. Д о н е д а в н е г о в р е м е н и б о л ь ш и н с т в о исследовате­

Ф а к т о р адгезии настолько важен, что этому вопро­ су с п е ц и а л ь н о п о с в я щ е н а глава 2.5. В д а н н о й главе мы рассмотрим только использование лаков, основ и

лей не учитывали в л и я н и е м и к р о б н о й и н в а з и и , кото­

прокладок.

р а я , к а к с е й ч а с полагают, играет о с н о в н у ю р о л ь в воз­

этих материалов, а затем р а с с м о т р и м , вопросы их кли­

никновении

нического применения.

воспаления

пульпы.

Однако

Сначала

обсудим

химические

свойства

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПЛОМБИРОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

151

Кальции-гидроксидные цементы

Клиническое значение Первостепенная роль прокладочного материала состоит в защите пульпы путем создания барьера для м и к р о б ­ ного проникновения и предупреждения движения ж и д ­ кости вниз по дентинным канальцам.

Состав и компоненты материала Этот материал существует в виде двух паст белого или слегка желтоватого цвета. О д н а паста содержит смесь гидроксида к а л ь ц и я (50%),

о к с и д а ц и н к а (10%) и

сульфонамида (40%). Вторая состоит из д и с а л и ц и л а т а

ЛАКИ, ОСНОВЫ И ПРОКЛАДКИ ДЛЯ ПОЛОСТЕЙ

бутиленгликоля (40%) с р а з л и ч н ы м к о л и ч е с т в о м дву­ о к и с и титана и сульфата к а л ь ц и я .

Механизм

твердения

Категорию о с н о в и прокладок для полостей представ­

Р а в н ы е объемы двух паст с м е ш и в а ю т вместе в течение

ляют следующие группы материалов:

30 секунд, после чего материал схватывается и тверде­

• лаки;

д е н и я для этих м а т е р и а л о в еще

• цементы с г и д р о к с и д о м к а л ь ц и я ;

ностью,

• цементы на основе оксида ц и н к а ;

о б р а з о в а н и я хелатных связей между оксидом ц и н к а и

• стеклоиономерные ц е м е н т ы ;

д и с а л и ц и л а т о м бутиленгликоля.

ет п р и б л и з и т е л ь н о в течение 2 минут. Механизм твер­

• модифицированные

но

полагают,

что

он

не р а с к р ы т пол­ включает

реакцию

п о л и м е р о м стеклоиономер­

ные цементы;

Свойства

• светоотверждаемые п о л и м е р ы .

Эти материалы имеют н и з к у ю п р о ч н о с т ь на сжатие,

Лаки для полостей

о к о л о 20 М П а . О д н а к о этого достаточно для того, что­ бы противостоять д а в л е н и ю , которое возникает при конденсации

Представление о материале и составе

Цемент ственно

амальгамовых пломб.

имеет

после

высокую

его

щелочность

замешивания

со

непосред­ значением

Лаки для полостей п р е д с т а в л я ю т с о б о й п р о з р а ч н у ю

рН 11-12. Полагают, что и м е н н о это свойство цемента

и л и слегка желтоватую ж и д к о с т ь , с о д е р ж а щ у ю при­

стимулирует с п о с о б н о с т ь пульпы зуба к отложению

родные п о л и м е р ы , т а к и е к а к к о п а л , к а н и ф о л ь и сан­

вторичного д е н т и н а . При наложении пасты

дарак, или с и н т е т и ч е с к и е п о л и м е р ы , т а к и е к а к по­

м и к р о в с к р ы т и я пульпы, в ней наблюдается трехслой­

на очаг

листирол. П о л и м е р ы р а с т в о р я ю т в с п и р т е , э ф и р е

н ы й н е к р о з т к а н е й т о л щ и н о й о к о л о 1,5 мм, который в

и л и ацетоне, и н а н о с я т н а д н о п о л о с т и к и с т о ч к о й

д а л ь н е й ш е м минерализуется, п р е в р а щ а я с ь в кальци­

и л и ватным т а м п о н о м . П о с л е и с п а р е н и я раствори­

н и р о в а н н у ю ткань.

теля на поверхности о с т а е т с я т о н к а я п л е н к а поли­

По мере о б р а з о в а н и я д е н т и н о п о д о б н о г о слоя и

мера. Этот процесс м о ж н о п о в т о р я т ь т р и ж д ы для

с н и ж е н и я раздражающего воздействия на пульпу лю­

обеспечения о д и н а к о в о г о по т о л щ и н е п о к р ы т и я по­

бого т и п а раздражителя, ф о р м и р о в а н и е вторичного

лимером.

дентина

Применение

Цементы на основе оксида цинка

Лаки имеют следующие о с н о в н ы е н а з н а ч е н и я :

прекращается.

Используемые в стоматологии ц е м е н т ы на основе ок­ сида ц и н к а приготавливаются путем с м е ш и в а н и я по­

• создание барьера для п р о н и к н о в е н и я химических • предупреждение п р о н и к н о в е н и я поверхностного слоя

рошка и жидкости. П о р о ш к и являются основаниями, а ж и д к о с т и — кислотами. П р и их с м е ш и в а н и и идет

веществ; компонентов

к и с л о т н о - о с н о в н а я р е а к ц и я по общей формуле :

п л о м б и р о в о ч н о г о материа­

ла, когда он еще находится в н е о т в е р ж д е н н о м сос­ тоянии.

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

152

Рис. 2 . 4 . 1 . Реакция образования хелатной связи между оксидом цинка и эвгенолом с образованием эвгенолята цинка

В п р о п о р ц и о н а л ь н о м о т н о ш е н и и , в этих цементах

ц и и необходимы малые количества воды, которая за­

преобладает п о р о ш о к , и поэтому в к о н е ч н о м матери­

тем с т а н о в и т с я п о б о ч н ы м продуктом р е а к ц и и отверж­

але содержатся н е п р о р е а г и р о в а в ш и е ч а с т и ц ы порош­

д е н и я . О т в е р ж д е н н ы й материал содержит непрореа-

ка, удерживаемые в солевой матрице.

г и р о в а в ш и й о к с и д ц и н к а и эвгенол. Материал выпускают

Цинк-оксид-эвгенольные

цементы

быстро твердеющие

двух т и п о в — медленно и

ц е м е н т ы . М е д л е н н о твердеющий

цемент отверждается о к о л о 24 часов, а для быстрого требуется всего 5 минут. Время твердения зависит от

Группа ц и н к - о к с и д - э в г е н о л ь н ы х ц е м е н т о в представ­ лена большим

р а з н о о б р а з и е м составов для примене­

н и я п о соответствующим п о к а з а н и я м .

Немодифицированный цинк-оксид-эвгенольный

природы п о р о ш к а , размера его ч а с т и ц и добавления таких ускорителей, к а к ацетат ц и н к а или уксусная кислота.

Свойства

цемент

О т в е р ж д е н н ы й ц е м е н т имеет рН в интервале от 6,6 до 8,0, и

Его в ы п у с к а ю т в виде белого п о р о ш к а , с о с т о я щ е г о из

он мало или совсем не влияет на пульпу при

п о к р ы т и и им д н а полости. Присутствие свободного

оксида ц и н к а и до 10% оксида м а г н и я , к о т о р ы й сме­

эвгенола обеспечивает а н т и м и к р о б н ы й

шивают с

т к а н е й пульпы и за счет этого

собой

прозрачной жидкостью, представляющей

эвгенол с о л и в к о в ы м или х л о п к о в ы м маслом.

Последние добавляют, чтобы с м я г ч и т ь вкус эвгенола и и з м е н и т ь вязкость ж и д к о с т и .

о щ у щ е н и я . Тем не менее, цемент не для

э ф ф е к т для

с н и м а ю т с я болевые рекомендуется

и с п о л ь з о в а н и я при вскрытой пульповой камере,

так как п р я м о й контакт с ней может вызывать опреде­ ленное

раздражение.

О д н и м из о с н о в н ы х недостатков цинк-оксид-эв­

Процесс отверждения

генольных ц е м е н т о в является их высокая раствори­

Ц е м е н т замешивают, добавляя п о р о ш о к к жидкости

бождается, и так к а к он растворяет материал, цемент

н е б о л ь ш и м и п о р ц и я м и до получения п л о т н о й кон­

п о с т е п е н н о разрушается. У него также слабые меха­

мость в ротовой жидкости. Эвгенол п о с т о я н н о высво­

с и с т е н ц и и . Это д о л ж н о з а н и м а т ь о к о л о одной минуты

н и ч е с к и е свойства — п р о ч н о с т ь на сжатие составляет

п р и с о о т н о ш е н и и п о р о ш о к - ж и д к о с т ь п р и м е р н о 3:1.

всего только 15 М П а . Это в сочетании с в ы с о к о й раст­

П е р в о н а ч а л ь н о о к с и д ц и н к а абсорбирует некото­

воримостью делает его н е п р и г о д н ы м для применения

рое количество эвгенола, к о т о р ы й остается в поверх­

в качестве основы и прокладки в полости. Известно,

н о с т н о м слое ч а с т и ц п о р о ш к а и реагирует с образова­

что эвгенол также замедляет отверждение полимеров,

н и е м а м о р ф н о г о эвгенолята ц и н к а ( Р и с . 2.4.1). О н

поэтому эвгенол-содержащие цементы не могут быть

связывает ч а с т и ц ы , н е п р о р е а г и р о в а в ш е й п о р ц и и по­

и с п о л ь з о в а н ы при п л о м б и р о в а н и и зубов с восстано­

р о ш к а между с о б о й . Д л я и н и ц и и р о в а н и я этой реак­

в и т е л ь н ы м и материалами на основе полимеров.

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПЛОМБИРОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Применение Медленно о т в е р ж д а ю щ и й с я ц е м е н т о б ы ч н о исполь­ зуется для з а п о л н е н и я к о р н е в о г о канала. Его различ­ ные модификации будут п о д р о б н о представлены

в

главе 2.6. Быстро о т в е р ж д а ю щ и й с я ц е м е н т в основ­ ном используют для п е р и о д о н т а л ь н ы х повязок.

Стеклоиономерные и модифицированные полимером стеклоионо­ мерные прокладочные цементы В последние годы к о н ц е п ц и я и с п о л ь з о в а н и я стеклои­ о н о м е р н ы х цементов в качестве прокладок для компо­ зитных реставраций приобрела ш и р о к о е п р и з н а н и е . Стеклоиономерная

Модифицированный цинк-оксид-эвгенольный Для устранения

некоторых

153

прокладка

способна

образовать

связь с д е н т и н о м , а к о м п о з и т может быть связан со стеклоиономерным

цемент недостатков

цинк-оксид-эвгенольного цемента были

цементом

и

протравленной

эмалью. Полагают, что способность этих цементов к обычного созданы и

в ы д е л е н и ю фторида обеспечивает дополнительную за­ щиту эмали и дентина, которые прилежат к пломбе.

внедрены м о д и ф и ц и р о в а н н ы е составы этого материа­

В настоящее время имеется ш и р о к и й выбор стек­

ла, имеющие п о в ы ш е н н у ю п р о ч н о с т ь на сжатие и по­

л о и о н о м е р н ы х прокладочных цементов. Их химичес­

ниженную растворимость. М о д и ф и к а ц и и состояли в

к и е свойства подробно обсуждаются в главе 2.3. Все

добавлении полимеров к п о р о ш к у и/или к жидкости:

эти материалы я в л я ю т с я р е н т г е н о к о н т р а с т н ы м и , что о с о б е н н о важно, когда их используют для пломбиро­

•

10% гидрогенизированной с м о л ы или к а н и ф о л и

в а н и я жевательных зубов. П р е д п р и н и м а ю т с я попыт­ к и , с о к р а т и т ь их рабочее время и время твердения для

добавляют к порошку; • полистирол иди метилметакрилат, р а с т в о р е н н ы е в

того , чтобы у м е н ь ш и т ь время о ж и д а н и я до внесения в полость п л о м б и р о в о ч н о г о материала.

жидкости цемента.

Медленное

твердение м о ж н о считать о т р и ц а т е л ь н ы м свойством

Свойства и п р и м е н е н и е

прокладочных

Добавленный полимер п о в ы ш а е т предел п р о ч н о с т и

м е н н ы х затрат.

материалов,

особенно

при

работе с

к о м п о з и т а м и , т р е б у ю щ и м и и без того больших вре­

на сжатие до 40 М П а . Это достаточно в ы с о к и й уро­

Большое значение имеет качество связи между стек­

вень для материала, к о т о р ы й используют в качестве

л о и о н о м е р н ы м и цементами и композитами. Для прок­

основы или прокладки. Его м о ж н о также использо­

ладок, которые требуют протравливания стеклоионо­

вать как временный п л о м б и р о в о ч н ы й материал, так

мерного

как он менее растворим в полости рта, чем о б ы ч н ы й

получить прочную связь с композитным полимером,

цинк-оксид-эвгенольный цемент.

материала

фосфорной

кислотой,

чтобы

процесс протравливания должен продолжаться не более 20 сукунд. Лучшие условия для протравливания созда­

ЭБК цемент

ются п р и м е н е н и е м более вязкого травящего геля в шприце. Его нужно осторожно нанести на 20 секунд на

Другой модификацией ц и н к - о к с и д - э в г е н о л ь н о г о це­

поверхность эмали, после чего всю поверхность (вклю­

мента является

Э Б К цемент, к о т о р ы й представляет

чая и стеклоиономерный цемент) подвергают дополни­

собой комплект из белого п о р о ш к а и розоватой жид­

тельному травлению гелем в течение 20 секунд. Следует

кости. Порошок состоит их оксида ц и н к а (60 -75%),

иметь в виду, что чрезмерное травление стеклоиономер­

спеченного кварца или глинозема (20-35%) и гидроге­

ного цемента может вызвать образование микроскопи­

низированной смолы или к а н и ф о л и (6%). В жидкости

ческих трещин поверхности и проникновение в него

— 37% эвгенола и 6 3 % э т о к с и б е н з о й н о й к и с л о т ы

кислоты, которую невозможно удалить при промывании

(ЭБК). Компонент Э Б К стимулирует о б р а з о в а н и е

полости. Это может приводить к повышению чувстви­

кристаллической структуры в цементе, которая прида­

тельности пульпы и разрушению пломбы. Предпочти­

ет большую прочность уже отвержденному материалу.

тельней использовать полимер с низкой вязкостью для того, чтобы получить прочную связь между композитом

Свойства и п р и м е н е н и е

и стеклоиономерным цементом.

При использовании указанных в ы ш е д о б а в о к и моди­

ем, м о ж н о п о л н о с т ь ю избежать, используя модифи­

фикаций удается достичь значительного улучшения

ц и р о в а н н ы е п о л и м е р о м с т е к л о и о н о м е р н ы е цемент­

П р о б л е м ы , с в я з а н н ы е с избирательным травлени­

предела прочности на сжатие (60 М П а ) и с н и ж е н и я

н ы е п р о к л а д к и , которые не требуют протравливания

растворимости. Это делает Э Б К ц е м е н т ы п р и г о д н ы м и

для д о с т и ж е н и я п р о ч н о й с в я з и с п о л и м е р н ы м и ком­

для прокладок и в качестве в р е м е н н ы х пломбировоч­

п о з и т а м и . Т и п и ч н ы е п р и м е р ы такой продукции, вы­

ных материалов.

пускаемой в настоящее время, показаны ниже.

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

154

Продукция

Производитель

Полости

минимальной

глубины

Vitrebond Photak-bond Baseline VLC Fujibond LC

ЗМ Dental, L o u g h b o r o u g h , Великобритания ESPE UK Ltd, Knutsford, Великобритания Dentsply, Weybridge, Великобритания GC UK Ltd, Newport Padnell, Великобритания

Д л я к а р и о з н ы х п о р а ж е н и й такого типа полость долж­ на быть о т п р е п а р и р о в а н а только на глубину, достаточ­ ную для з а п о л н е н и я соответствующей массой амаль­ гамы. Не рекомендуется без достаточных показаний удалять здоровый д е н т и н , в том числе и для создания места для п о м е щ е н и я прокладочного материала, так

в

как благодаря слою сохранившегося дентина нет угро­

том, что о н и о б е с п е ч и в а ю т прочную адгезию между

зы т е р м и ч е с к о г о р а з д р а ж е н и я пульпы. Не следует так­

Преимущество

этих

материалов

заключается

зубом и к о м п о з и т н ы м п о л и м е р о м благодаря большей

же вносить в полость и з л и ш н е е количество прокла­

к о г е з и о н н о й п р о ч н о с т и по с р а в н е н и ю с ранее приме­

д о ч н о г о материала, так это приведет к уменьшению

н я в ш и м и с я с т е к л о и о н о м е р н ы м и ц е м е н т н ы м и прок­

массы амальгамы, вследствие чего в пломбе могут по­

ладками.

я в и т ь с я р а з л и ч н о г о рода д е ф е к т ы . П р и мелких к а р и о з н ы х полостях защита пульпы

Полимеры, отверждаемые видимым светом За последнее время на р ы н к е п о я в и л с я ц е л ы й ряд по­

н е о б х о д и м а для п р е д о т в р а щ е н и я тока жидкости в д е н т и н н ы х канальцах, в о з н и к а ю щ е г о в результате окк л ю з и о н н о г о д а в л е н и я , теплового р а с ш и р е н и я метал­ ла и п р о н и к н о в е н и я м и к р о б о в в н и з по дентинным ка­ нальцам.

л и м е р н ы х материалов для о с н о в и прокладок, место

Д л я этой цели на всю поверхность дентина полос­

которых среди материалов д а н н о г о н а з н а ч е н и я еще не

ти н а н о с и т с я т о н к и м слоем лак, который эффектив­

я с н о . Предполагают, что по своим свойствам о н и бу­

но герметизирует д е н т и н н ы е к а н а л ь ц ы , предупреждая

дут похожи на светоотверждаемые материалы, с неко­

д в и ж е н и е ж и д к о с т и и с н и ж а я в о з м о ж н о с т ь появления

торым

терапевтическим

воздействием

в

результате

в ы с в о б о ж д е н и я к а л ь ц и я и фторида.

м и к р о п р о н и ц а е м о с т и . И хотя л а к будет постепенно растворяться (будучи т о л щ и н о й всего несколько мик­

В к л ю ч е н н ы е в эту группу материалы — п о л и м е р ы

р о н о в ) , п о с т е п е н н о е отложение продуктов коррозии

Б и с - Г М А , с о д е р ж а щ и е гидроксид к а л ь ц и я , ф о с ф и н о -

амальгамы п о м о ж е т герметизировать края и обеспе­

вые п о л и м е р ы , с о д е р ж а щ и е с т е л я н н ы й н а п о л н и т е л ь с

чить п р о т и в о м и к р о б н ы й барьер.

высвобождающимся

фторидом,

а также

полимеры

Б и с - Г М А с гидроксидом кальция и высвобождающее

Кариозные полости в дентине средней глубины

ф т о р и д стекло. Ч е м эти материалы отличаются от светоотверждаемых к о м п о з и т о в (другим, чем п р и р о д о й

При р а с п р о с т р а н е н и и

н а п о л н и т е л я ) еще не в ы я с н е н о .

того уровня, который относят к минимальному, появ­

Поскольку наполнители

покрыты

полимерной

ляется

угроза

к а р и о з н о г о процесса глубже

непосредственного

температурного

о б о л о ч к о й , их в л и я н и е на о к р у ж а ю щ и е т к а н и остает­

раздражения пульпы. Это о с о б е н н о относится к вос­

ся д и с к у с с и о н н ы м в о п р о с о м , хотя п о л и м е р ы могут

п а л е н н о й пульпе, порог температурного раздражения

быть достаточно

которой с н и ж е н .

проницаемыми,

чтобы

материал

смог высвобождать некоторое количество ф т о р и д а и

П р и н а л и ч и и к а р и о з н о й полости нет необходи­

гидроксида к а л ь ц и я . Тем не менее, у этих материалов

мости с т и м у л и р о в а н и я роста репаративного дентина,

не были в ы я в л е н ы особые преимущества перед мно­

так к а к этот процесс уже происходил в ответ на кари­

гими другими о с н о в а м и и п р о к л а д к а м и .

озную атаку и даже при устранении п р я м о г о раздра­ жителя пульпы. Х о р о ш и м выбором в такой ситуации явится

ВЫБОР ПРОМЕЖУТОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

модифицированный цинк-оксид-эвгеноль-

н ы й цемент, так как эвгенол обладает

успокаиваю­

щ и м действием на в о с п а л е н н у ю пульпу и уничтожает л ю б ы е остаточные бактерии в полости. Этот материал также обладает в ы с о к и м и т е п л о и з о л я ц и о н н ы м и свой­ ствами. Далее н а н о с и т с я лак, так к а к прокладка не покрывает весь о б р а б о т а н н ы й д е н т и н .

Амальгамы

Глубокий

кариес

Выбор материала для п р о к л а д к и до в н е с е н и я амальга­ мовой п л о м б ы зависит от глубины к а р и о з н о й полости

При о п а с н о с т и в с к р ы т и я пульпы целесообразно не

— малой, средней или б о л ь ш о й .

удалять р а з м я г ч е н н ы й слой д е н т и н а с п о с о б н ы й к ре-

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПЛОМБИРОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

155

генерации. К а к п р а в и л о , этот с л о й д о в о л ь н о трудно

при и с п о л ь з о в а н и и с т е к л о и о н о м е р н о г о

удалить ручным и н с т р у м е н т о м .

м о д и ф и ц и р о в а н н о г о п о л и м е р о м стеклоиономерного

В этих случаях реко­

цемента или

мендуется п р и м е н я т ь ц е м е н т из гидроксида к а л ь ц и я ,

цемента м е т о д о м «сэндвич-техники» или применени­

которым покрывают с а м ы е глубокие участки полос­

ем адгезивов для д е н т и н а .

ти. Этот цемент стимулирует о б р а з о в а н и е в т о р и ч н о г о дентина и р е м и н е р а л и з а ц и ю и н ф и ц и р о в а н н о г о , но живого дентина. Затем

полость заполняют цинк-ок-

сид-эвгенольным ц е м е н т о м в качестве о с н о в ы и пок­

Восстановление режущего края резцов и фиссурные герметики

рывают и з о л я ц и о н н ы м л а к о м . Несмотря на все и з л о ж е н н о е в ы ш е , п р и м е н е н и е

П р и необходимости восстановить небольшие дефек­

прокладок под амальгаму стало предметом существен­

ты э м а л и , н а п р и м е р , при отколах угла режущего края

ных разногласий. Е щ е в 1980 году Osborn высказался о

передних зубов или при н а н е с е н и и фиссурных герме-

том, что в основах и прокладках под амальгамовые

т и к о в , и с п о л ь з о в а н и е о с н о в и п р о к л а д о к не требует­

пломбы

нет необходимости. Кроме того, во многих

ся. Обработка полости в этом случае ограничивается

исследованиях было отмечено, что в т о р и ч н ы й кариес

т е х н и к о й к и с л о т н о г о п р о т р а в л и в а н и я эмали, которая

является основной п р и ч и н о й в ы п а д е н и я амальгамо­

п о л н о с т ь ю предупреждает

вых пломб. За последние годы р а с п р о с т р а н е н н о с т ь ка­

м и к р о п р о н и ц а е м о с т и и о п и с а н а в начале этого разде­

риеса зубов и характер его развития и з м е н и л и с ь в зна­

ла учебника.

чительной с т е п е н и .

Это

прежде

всего

связано

в о з н и к н о в е н и е краевой

с

широким использованием ф т о р и д о в в различных фор­ мах, и улучшением гигиены полости рта. Вторичный кариес в настоящее время по убеждению многих авто­ ров практически не встречается у п а ц и е н т о в после пломбирования зубов с и с п о л ь з о в а н и е м высокомед­ ных амальгам. Вполне вероятно, что п р и м е н е н и е этой амальгамы также способствовало с н и ж е н и ю уровня распространенности кариеса зубов среди н а с е л е н и я .

Профилактическая

полимерная

пломба

При начальных к а р и о з н ы х поражениях, разрушаю­ щих э м а л ь зубов

и

затрагивающих поверхностный

с л о й д е н т и н а , края пломбы находятся полностью в пределах э м а л и . П о э т о м у травление э м а л и обеспечит надежную краевую герметичность.

В таких случаях

нет необходимости з а щ и щ а т ь поверхность дентина от воздействия т о к с и ч е с к и х веществ. А в связи с тем, что

Композиты

к о м п о з и т является х о р о ш и м т е п л о и з о л я т о р о м , не воз­ никает и п р о б л е м а т е р м и ч е с к о г о раздражения пуль­

Полностью отвержденный к о м п о з и т п р а к т и ч е с к и не

пы. В о т л и ч и е от э м а л и , д е н т и н не рекомендуется об­

обладает цитотоксичностью, а в о с п а л е н и е пульпы под

рабатывать

пломбами из этих материалов, как п р а в и л о , в о з н и к а е т

т р а в я щ е г о раствора, так как при этом будет удален за­

из-за проникновения м и к р о о р г а н и з м о в и эндотокси­

щ и т н ы й с м а з а н н ы й слой, к о т о р ы й образовался во

фосфорной

кислотой

в

качестве

нов. Для преодоления п р о б л е м ы м и к р о п р о н и ц а е м о с ­

время п р е п а р и р о в а н и я зуба, что снова приведет к отк­

ти было разработано н е с к о л ь к о р а з н о в и д н о с т е й адге­

р ы т и ю д е н т и н н ы х к а н а л ь ц е в . Следствием этого явит­

зионной техники, три из которых п р и м е н я ю т с я в

ся з н а ч и т е л ь н о е увеличение п р о н и ц а е м о с т и дентина. П о э т о м у р а з у м н о з а щ и т и т ь поверхность дентина от

настоящее время:

воздействия к и с л о т ы . Для д о с т и ж е н и я этого сущест­ вует н е с к о л ь к о путей.

• кислотное протравливание э м а л и ; • основа из С И Ц / М П С И Ц ;

Л а к и из п р и р о д н ы х смол и ц и н к - о к с и д - э в г е н о л ь н ы й цемент не могут использоваться, так как они ме­

• адгезивы для дентина.

шают отверждению к о м п о з и т н о г о полимера. Для этой Кислотное п р о т р а в л и в а н и е э м а л и о б е с п е ч и в а е т

цели рекомендуются

синтетические лаки

(например,

хорошую краевую герметизацию, и сегодня о н о явля­

полистирольный лак).

ется рутинной процедурой при и с п о л ь з о в а н и и компо­

ния полости

зитного полимерного п л о м б и р о в о ч н о г о материала.

ности зуба вокруг п о к р ы в а ю т с я т о н к и м слоем лака.

Для

Затем по к р а ю полости создается скос и только эта по­

того

чтобы

избежать

послеоперационной

П о з а в е р ш е н и и препарирова­

вся ее поверхность и эмаль на поверх­

чувствительности, очень важно не только получить

верхность скоса остается открытой для травления кис­

хорошую краевую герметизацию, но и о б е с п е ч и т ь хи­

л о т о й . О д н а к о , этот способ оставляет основную массу

мическую связь пломбы со с т е н к а м и и д н о м полости.

п л о м б ы н е с в я з а н н о й с д е н т и н о м . Поэтому существу­

Патологических и з м е н е н и й в пульпе, к а к п р а в и л о , не

ет другой вариант, предусматривающий использова­

отмечается при обеспечении н а д е ж н о й с в я з и поли­

ние с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов или модифициро­

мерного композита с д е н т и н о м . Это м о ж н о достичь

ванных

medwedi.ru

полимером

стеклоиономерных

цементных

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

156

прокладок, причем п о с л е д н и й является более эффек­

быть связан с д е н т и н о м посредством адгезива

т и в н ы м материалом, поскольку с п о с о б е н отверждать­

с т е к л о и о н о м е р н о й ц е м е н т н о й прокладки. При абра­

ся «по команде»

или

(светом). С улучшением адгезивов

з и в н ы х п о р а ж е н и я х д е н т и н остается обнаженным в

д л я д е н т и н а все большее ч и с л о стоматологов приме­

течение п р о д о л ж и т е л ь н о г о периода и это вызывает

н я ю т и м е н н о эти м а т е р и а л ы . П о д о б н о л а к а м о н и за­

о б р а з о в а н и е в т о р и ч н о г о д е н т и н а , который защищает

щ и щ а ю т д е н т и н о т воздействия к и с л о т ы , о д н а к о при

пульпу от в н е ш н и х раздражителей. В этой ситуации

этом обеспечивается с в я з ь п л о м б ы с д е н т и н о м . Таким

используется метод с э н д в и ч а , когда стеклоимономер-

образом

н ы й цемент н а н о с и т с я н е п о с р е д с т в е н н о на дентин и

п о л н о с т ь ю предупреждается в о з н и к н о в е н и е

микропроницаемости

за счет

связи

материала с

затем п о к р ы в а е т с я п о л и м е р н ы м к о м п о з и т о м . До не­

э м а л ь ю путем к и с л о т н о г о ее т р а в л е н и я и связи с ден­

давнего в р е м е н и это б ы л о более э ф ф е к т и в н ы м сред­

т и н о м с п о м о щ ь ю д е н т и н о в ы х адгезивов. Другие т и п ы

ством связи п о л и м е р н о г о к о м п о з и т а с дентином, чем

адгезивов для д е н т и н а и механизм их действия будут

и с п о л ь з о в а н и е д е н т и н о в ы х адгезивов. О д н а к о следует

подробно рассмотрены

отметить, что б ы с т р ы й прогресс отмечен и в соверше­

в разделе 2.5.

н с т в о в а н и и этих адгезивов для

д е н т и н а , так что сле­

дует регулярно а н а л и з и р о в а т ь новые д а н н ы е по этой проблеме.

Кариес проксимальных и жевательных поверхностей Б о л ь ш и е р а з м е р ы к а р и о з н ы х полостей и вероятность того, что не все края п л о м б ы будут располагаться в пределах э м а л и , создают о п а с н о с т ь

возникновения

м и к р о п р о н и ц а е м о с т и т о к с и ч е с к и х агентов и воспале­

Стеклоиономерные цементы и модифицированные полимером стеклоиономерные цементы

н и я пульпы. О б е с п е ч е н и е краевой герметичности ста­ н о в и т с я еще

более трудным, если край уходит под

десну и р а с п р о с т р а н я е т с я на д е н т и н к о р н я . И если т е х н и к а к и с л о т н о г о т р а в л е н и я для с в я з и

П р и в е д е н н ы е в ы ш е д а н н ы е о прокладочных материа­ лах, п р и м е н и м ы и ко всему классу этих пломбировоч­ ных материалов. П р о к л а д к и для них вообще не требу­

к о м п о з и т о в с э м а л ь ю о ч е н ь э ф ф е к т и в н а , то с денти­

ется

ном п о д о б н о г о с о е д и н е н и я не получается. Поэтому

угрозой м и к р о в с к р ы т и я пульпы, а в этом случае мо­

за

исключением

очень

глубоких полостей с

будет н е п р а в и л ь н ы м полагаться л и ш ь на а д г е з и о н н у ю

жет потребоваться ц е м е н т на основе гидроксида каль­

связь, о б е с п е ч е н н у ю п р е п а р а т а м и для д е н т и н а , чтобы

ц и я (см. раздел 2.6.).

гарантировать г е р м е т и ч н о с т ь всех краев п л о м б ы . Од­ н а к о следует и м е т ь в виду,

что м и к р о п р о н и ц а е м о с т ь

все же будет происходить. Э т о н е и з б е ж н о . В таких си­ туациях г и д р о к с и д к а л ь ц и я явится н а и л у ч ш и м прок­ л а д о ч н ы м м а т е р и а л о м . Его следует н а н о с и т ь л и ш ь на

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

ЛИТЕРАТУРА

н е б о л ь ш у ю часть д е н т и н а , оставляя о т к р ы т о й основ­ ную его п о в е р х н о с т ь для а д г е з и о н н о й с в я з и . С т е к л о и о н о м е р н ы е прокладочные материалы мо­

Fisher FJ,

M c C a b e JF (1978) Calcium hydroxide base

гут вызвать у м е р е н н о е воспаление пульпы в результате

materials:

н а н е с е н и я их н е п о с р е д с т в е н н о после п р е п а р и р о в а н и я

between chemical structure and antibacterial proper­

д е н т и н а . И хотя адгезионная связь с д е н т и н о м ограни­ чивает м и к р о п р о н и ц а е м о с т ь , м и к р о б ы были обнару­ ж е н ы в порах под п л о м б и р о в о ч н ы м материалом, так как он не обладает

а н т и б а к т е р и а л ь н ы м свойством.

Поэтому разумно з а щ и т и т ь л ю б ы е участки, располо­ ж е н н ы е б л и з к о к пульпе, цементом с гидроксидом к а л ь ц и я до н а н е с е н и я с т е к л о и о н о м е р н о й прокладки и

an

investigation

into

the

relationship

ties. Br Dent J 144: 341 HiltonTJ (1996) Cavity sealers, liners and bases: current philosophies and indications for use. Oper Dent 21:4 Mahler D B , Marantz RL (1980) Clinical assessments of dental amalgam restorations. Int Dent J 30: 327 Oilo G (1984) Early erosion of dental cements. Scand J Dent Res 92: 539

к о м п о з и т н о г о восстановительного материала.

Osborne JW (1980) Dental amalgam: clinical behaviour up

Абразивные

Smith DC (1971) Dental cements. D e n t Clin North Am

to eight years. Oper Dent 5: 9

и

эрозионные

поражения

IS: 3 П о с к о л ь к у этот тип п о р а ж е н и я включает протяжен­ н ы е участки д е н т и н а , п о л и м е р н ы й к о м п о з и т д о л ж е н

Wilson AD (1978) The chemistry of dental cements. Chem Soc Rev 7: 265

Глава 2.5

АДГЕЗИВЫ ДЛЯ ЗМАЛИ И ДЕНТИНА

х а н и ч е с к о й связи п о л и м е р о в с эмалью, которые

ВВЕДЕНИЕ

ш и р о к о используются сегодня при пломбирова­ нии полимерными композитами и компомерами

Создание класса адгезивов и адгезионных технологий

передних и жевательных зубов, ф и к с а ц и и поли­

в восстановительной стоматологии дало м н о г о преи­

мерными

муществ клинической п р а к т и к е , к к о т о р ы м м о ж н о от­

в и н и р о в и ортодонтических брекетов ( с к о б ) . •

нести такие как:

материалами

мостовидных

протезов,

Стеклоиономерные цементы и модифицирован­ н ы е п о л и м е р о м с т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы с их

• улучшение э с т е т и к и в о с с т а н о в л е н и я

способностью

• сохранение натуральных т к а н е й зуба

д е н т и н о м и с п о л ь з у ю т с я в качестве п р я м ы х адге­

• упрочнение о с л а б л е н н о й структуры зуба

з и в н ы х р е с т а в р а ц и й , а также в качестве связан­

• снижение краевой п р о н и ц а е м о с т и

н ы х с д е н т и н о м о с н о в под к о м п о з и т н ы е пломби­

• снижение в е р о я т н о с т и в о з н и к н о в е н и я чувстви­

образовывать связь с

ровочные материалы и

эмалью и

ф и к с и р у ю щ и х цементов

для н е п р я м о г о в о с с т а н о в л е н и я .

тельности пульпы • расширение в о з м о ж н о с т е й в в о с с т а н о в и т е л ь н о й

П р е п а р а т ы для о б р а з о в а н и я адгезионной связи с

стоматологии.

д е н т и н о м имеют непростую и с т о р и ю . Многие из них

В последние годы б ы л и разработаны и в ы п у щ е н ы

р а з в и т и я их с в о й с т в а с о в е р ш е н с т в о в а л и с ь .

п о я в л я л и с ь и исчезали, но на каждой стадии своего

многочисленные и р а з н о о б р а з н ы е адгезивы и адгези­ онные системы, многие из которых не смогли выдер­ жать проверку временем. Такие адгезивы были не спо­

Можно

считать, что некоторые из с о в р е м е н н ы х адгезивов для д е н т и н а , к о т о р ы е представлены на р ы н к е , действи­ тельно выдержали и с п ы т а н и е временем.

собны удовлетворить весьма серьезные требования,

Вопрос о том, почему н е к о т о р ы е материалы и ме­

которые предъявлялись к н и м к а к к адгезивам для сто­

тоды долго используются в к л и н и ч е с к о й практике, а

матологии. Согласно э т и м т р е б о в а н и я м стоматологи­

другие п о я в л я ю т с я , чтобы

ческие адгезивы д о л ж н ы :

в а н и е , связан с к о н к р е т н ы м и т р е б о в а н и я м и , которым

з а к о н ч и т ь свое существо­

д о л ж н ы отвечать адгезивы, а и м е н н о — образовывать • образовывать

прочную

адгезионную

связь

с

связь с р а з л и ч н ы м и материалами ( н а п р и м е р , компо­ зитами, металлами, к е р а м и к о й ) , а также

эмалью и дентином; • образовывать надежную адгезионную с в я з ь в ко­

с эмалью и

дентином.

роткие сроки и на продолжительное время; • препятствовать п р о н и к н о в е н и ю б а к т е р и й ;

П р и н ц и п ы адгезии обсуждались в разделе 1.10., ас

• быть безопасными п р и и с п о л ь з о в а н и и ;

а д г е з и о н н ы м и свойствами стеклоиономерных цемен­

• быть простыми в п р и м е н е н и и . К адгезионным с и с т е м а м ,

которые

тов мы имели дело в разделе 2.3. Поэтому в данной выдержали

• Адгезионные системы для

главе будут р а с с м о т р е н ы только методы образования с в я з и к о м п о з и т о в и п о л и м е р о в с эмалью и дентином

проверку временем, относятся: эмали,

включающие

технику кислотного п р о т р а в л и в а н и я для микроме­

с п р и м е н е н и е м препаратов, обеспечивающих адгезию к дентину.

medwedi.ru

158

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

гексагональную структуру ( Р и с . 2.5.2), затрудняющую с о в е р ш е н н о п л о т н у ю без пустот их упаковку. Прост­ ранства, о с т а ю щ и е с я между кристаллами, заняты во­ д о й и о р г а н и ч е с к и м материалом. Б о л ь ш а я часть воды п р о ч н о с в я з а н а в структуре э м а л и и не легко удаляет­ с я п р и в ы с у ш и в а н и и . П о в е р х н о с т н ы й слой эмали имеет т е н д е н ц и ю содержать больше неорганического материала, ч е м более глубокие слои, и з а щ и щ е н слоем пелликулы толщиной около 1 мкм.

Техника кислотного травления П о в е р х н о с т ь э м а л и имеет н е о д н о р о д н у ю структуру, которую м о ж н о в и д о и з м е н и т ь п р и н а н е с е н и и на нее к и с л о т н ы х агентов.

Э т о было впервые обнаружено

Buonocore в 1955 году. Он п р и ш е л к выводу, что

при

н а н е с е н и и раствора ф о с ф о р н о й к и с л о т ы на поверх­ н о с т ь э м а л и о н а с т а н о в и т с я более с п о с о б н а к адгези­ о н н о м у с о е д и н е н и ю с другими материалами. Именно

СВЯЗЬ С ЭМАЛЬЮ Структура эмали Эмаль является наиболее минерализованной тканью в ч е л о в е ч е с к о м о р г а н и з м е и о н а у н и к а л ь н а в том смыс­ ле, что имеет в н е к л е т о ч н о е п р о и с х о ж д е н и е . Зрелая э м а л ь зуба человека содержит 96% м и н е р а л о в , 1% ор­ ганических веществ и

3%

воды

по массе

(Таблица

2.5.1). М и н е р а л ь н а я ф а з а состоит из м и л л и о н о в мел­ ких

кристаллов

гидроксилапатита

с

формулой

Саш(Р04)6(ОН)2, плотно упакованных в форме призм, с о е д и н е н н ы х в единую структуру

о р г а н и ч е с к о й мат­

рицей. Благодаря ионному замещению (например, ф о с ф а т а ) апатит э м а л и по с о о т н о ш е н и ю С а : Р (1,6 : 1) не соответствует чистому апатиту (2:1). П р и з м ы гидроксилапатита удлиненные в форме стержней д и а м е т р о м в пределах 5 м к м . В п о п е р е ч н о м сечении они напоминают форму замочной скважины, с г о л о в к о й и хвостом. Р а с п о л а г а ю т с я п р и з м ы перпен­ д и к у л я р н о п о в е р х н о с т и зуба ( Р и с . 2.5.1). Кристаллы гидроксилапатита имеют уплощенную

Рис. 2 . 5 . 2 . Структура и упаковка кристаллов а п а ш а эмали

АДГЕЗИВЫ ДЛЯ ЭМАЛИ И ДЕНТИНА

159

в это время и была разработана техника к и с л о т н о г о

н и й с ее поверхности. Это обеспечивает

травления для о б е с п е ч е н и я с в я з и к о м п о з и т н ы х плом­

смачиваемость эмали адгезивом (см. раздел 1.10.).

лучшую

бировочных материалов с э м а л ь ю . Результатом кис­

Типичная величина поверхностного

лотного травления я в л я е т с я увеличение шероховатос­

п о л и м е р н о г о адгезива составляет 34-38 мДж/м .

натяжения 2

ти поверхности э м а л и на м и к р о с к о п и ч е с к о м уровне

Н е о б р а б о т а н н а я э м а л ь имеет более низкую энер­

(Рис. 2.5.3) и п о в ы ш е н и е п о в е р х н о с т н о й э н е р г и и ,

гию по с р а в н е н и ю с э т и м и з н а ч е н и я м и , и, таким

улучшающей ее с м а ч и в а е м о с т ь (см. н и ж е ) .

образом, не создаются условия для хорошего сма­ ч и в а н и я . О б ы ч н о поверхность эмали покрыта сло­

Основной недостаток к о м п о з и т о в заключается в свой­

ем пелликулы, которая имеет к р а й н е низкое зна­

ствами по о т н о ш е н и ю к т к а н я м зуба, п о с к о л ь к у поли­

ч е н и е п о в е р х н о с т н о й э н е р г и и (28 мДж/м ). Этот

меры неполярны. М о д и ф и к а ц и я поверхности эмали

слой удаляют к и с л о т о й , и в результате, открывает­

кислотным п р о т р а в л и в а н и е м позволяет образоваться

ся п о д л е ж а щ а я поверхность э м а л и с ее высокой

настолько тесной м и к р о м е х а н и ч е с к о й с в я з и между

э н е р г и е й поверхности (42 мДж/м ). П о к а эта пове­

том, что сами о н и не обладают а д г е з и о н н ы м и

2

2

эмалью и полимерным к о м п о н е н т о м к о м п о з и т а , нас­

рхность, о б л а д а ю щ а я в ы с о к о й э н е р г и е й , будет ос­

колько удается достичь м е ж м о л е к у л я р н о г о взаимо­

таваться сухой,

действия между н и м и .

няться с

э м а л ь ю . Таким образом, по своей сути адгезия по­

стоматологических технологий, в ч и с л е которых —

л и м е р а к э м а л и , после ее к и с л о т н о г о травления,

герметизация фиссур, н е п о с р е д с т в е н н о е приклеива­

н о с и т м е х а н и ч е с к и й характер.

ние ортодонтических брекетов, ф и к с а ц и я м о с т о в и д исследований было п о с в я щ е н о и з у ч е н и ю взаимодей­

Микромеханическое взаимное

с ц е п л е н и е обеспечит п р о ч н у ю с в я з ь полимера с

Это открытие п о з в о л и л о создать ш и р о к у ю гамму

ных протезов и тонких о б л и ц о в о к — в и н и р о в . М н о г о

п о л и м е р сможет хорошо соеди­

ней.

Клинические аспекты

ствия между протравленной э м а л ь ю и п о л и м е р а м и , благодаря которым

в н а с т о я щ е е в р е м я т е х н и к а кис­

С о ч е т а н и е п о в ы ш е н н о й шероховатости поверхности

лотного травления является с о с т а в н о й частью восста­

и у в е л и ч е н н о й с п о с о б н о с т и к с м а ч и в а н и ю ее полиме­

новления зубов с и с п о л ь з о в а н и е м к о м п о з и т о в .

р о м , в ы з в а н н ы е к и с л о т н ы м п р о т р а в л и в а н и е м эмали,

Как уже упоминалось, н а н е с е н и е достаточно силь­

обеспечивают п р о ч н у ю ее связь с к о м п о з и т о м . Одна­

ного кислотного раствора (такого, к а к ф о с ф о р н а я

к о , к а к и п р и л ю б о й к а ж у щ е й с я на п е р в ы й взгляд

кислота) на эмаль зубов и з м е н я е т свойства ее поверх­

простой технологии, могут допускаться о ш и б к и при

ности. Это происходит двумя путями, а и м е н н о :

ее в ы п о л н е н и и до тех п о р , п о к а врач не станет строго

I.

в ы п о л н я т ь все правила для о б е с п е ч е н и я надежной

Процесс травления у в е л и ч и в а е т ш е р о х о в а т о с т ь поверхности э м а л и . П р и н а н е с е н и и на нее фос­

связи. Р а з л и ч а ю т н е с к о л ь к о стадий

форной кислоты и н и ц и и р у е т с я к и с л о т н о - о с н о в ­

к и с л о т н о г о п р о т р а в л и в а н и я , к о т о р ы е м о ж н о обозна­

ная реакция, при к о т о р о й г и д р о к с и л а п а т и т пере­

чить с л е д у ю щ и м образом:

ходит в раствор и, п р и э т о м могут р а з в и в а т ь с я

•

выбор п а ц и е н т а ;

различные и з м е н е н и я л о к а л ь н о г о характера.

В

•

очистка э м а л и ;

частности, отмечается р а с т в о р е н и е п р и з м по пе­

•

н а н е с е н и е т р а в я щ е г о состава.

для проведения

риферии (Рис. 2.5.3) и в их ц е н т р а л ь н о й части. Кроме того, образуются у ч а с т к и б е с п р и з м е н н о й структуры эмали. С х е м а т и ч е с к и

м о д е л ь травле­

Выбор

пациента

ния показана на Р и с . 2.5.4. С у м м а р н ы й э ф ф е к т

Первое п р а в и л о в д о с т и ж е н и и х о р о ш е й адгезивной

указанных изменений п о в е р х н о с т и э м а л и приве­

с в я з и состоит в том, что соответствующие поверхнос­

дет к увеличению ее ш е р о х о в а т о с т и и,

соответ­

ти д о л ж н ы быть с в о б о д н ы м и от з а г р я з н е н и й . П р и на­

ственно, к увеличению п л о щ а д и а д г е з и о н н о г о со­

л и ч и и на н и х м и к р о с к о п и ч е с к и х остатков воды или

единения. В этом случае п о я в л я е т с я в о з м о ж н о с т ь

с л ю н ы , д о б и т ь с я п о л у ч е н и я п р о ч н о й с в я з и будет не­

образования

возможно.

связи с и з м е н и в ш е й с я структурой

В ы с о к о п о л я р н а я природа поверхностных

поверхности на основе м и к р о м е х а н и ч е с к о г о вза­

з а г р я з н е н и й не п о з в о л и т н е п о л я р н о м у полимеру тес­

имного сцепления. Ш е р о х о в а т о с т ь п о в е р х н о с т и

но с о п р и к а с а т ь с я с поверхностью э м а л и .

обеспечивает

дополнительное

преимущество,

состоящее в том, что у в е л и ч и в а е т с я п л о щ а д ь для возможного соединения за счет м е х а н и з м о в хи­ мической адгезии, даже если т о л ь к о за счет вто­ ричных химических связей. 2. Кислота обладает э ф ф е к т о м п о в ы ш е н и я поверх­ ностной энергии эмали путем удаления загрязне­

Лучшим методом

предупреждения загрязнения

п о в е р х н о с т и э м а л и я в л я е т с я п р и м е н е н и е коффер­ д а м а , а в тех случаях, к о г д а к о ф ф е р д а м использо­ вать н е в о з м о ж н о , п р и м е н е н и е а д г е з и в н ы х техноло­ гий

для

восстановления

зубов

вообще

не

рекомендуется. Техника к и с л о т н о г о т р а в л е н и я не рекомендуется

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

160

и будут препятствовать смачиваемости поверхности эмали полимером. З а в е р ш а е т с я п р о ц е с с о ч и с т к и тщательным промы­ в а н и е м водой и

в ы с у ш и в а н и е м участка травления

эмали.

Нанесение травящего состава Б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о и с с л е д о в а н и й было посвящено поиску

и о ц е н к е н а и б о л е е э ф ф е к т и в н о г о метода

п р о т р а в л и в а н и я поверхности э м а л и . Рис. 2 . 5 . 3 . СЭМ поверхности эмали после протравлива­ ния 3 5 % р а с т в о р о м ф о с ф о р н о й кислоты в течение 40 с

После в ы с у ш и в а н и я поверхности эмали и надле­ ж а щ е г о и з о л и р о в а н и я зуба от с л ю н ы , водный раствор ф о с ф о р н о й к и с л о т ы в качестве т р а в я щ е г о состава на­ н о с и т с я на э м а л ь в а т н ы м т а м п о н о м . Следует заме­ тить, что между э ф ф е к т и в н о с т ь ю протравливания и к о н ц е н т р а ц и е й ф о с ф о р н о й к и с л о т ы существует об­ ратная з а в и с и м о с т ь . В ы с о к и е ее к о н ц е н т р а ц и и менее э ф ф е к т и в н ы для

получения

требуемого

характера

т р а в л е н и я . О п т и м а л ь н ы м и оказались концентрации в пределах 30-40%. И з б ы т о ч н о в ы с о к и е концентрации ф о с ф о р н о й к и с л о т ы в ы з ы в а ю т слабые изменения по­ верхности э м а л и , в е р о я т н о , потому, что

недостаточ­

ное присутствие воды и быстрая ее р е а к ц и я с побоч­ н ы м и продуктами, замедляют скорость растворения Рис. 2 . 5 . 4 . Влияние ф о с ф о р н о й кислоты на эмаль с уда­ лением п е р и ф е р и ч е с к о й и центральной частей п р и з м

м и н е р а л о в э м а л и . Поэтому, раствор ф о с ф о р н о й кис­ л о т ы , п о с т а в л я е м ы й в наборе ц и н к - ф о с ф а т н о г о це­ мента, не рекомендуется к и с п о л ь з о в а н и ю , так как он имеет ч р е з м е р н о

также к и с п о л ь з о в а н и ю у п о ж и л ы х и тяжело больных п а ц и е н т о в и у детей с п о в ы ш е н н о й э м о ц и о н а л ь н о й чувствительностью.

высокую к о н ц е н т р а ц и ю кислоты

( п р и б л и з и т е л ь н о 65%). Важно, чтобы поверхность э м а л и не протиралась во в р е м я т р а в л е н и я , так к а к э м а л е в ы е п р и з м ы , кото­ р ы е н а ч и н а ю т выступать над поверхностью, очень хрупкие и могут л о м а т ь с я п р и м а л е й ш е й нагрузке. П р о т и р а ю щ е е д в и ж е н и е приведут к разлому призм, а

Технику к и с л о т н о г о протравливания не следует пытать­

бороздки и т р е щ и н ы для о б р а з о в а н и я полимерных тя­

ся проводить у пациентов, для которых эта процедура

ж е й будут з а к р ы т ы их о б л о м к а м и .

м о ж е т занимать с л и ш к о м м н о г о в р е м е н и .

Важно также чтобы остатки ф о с ф о р н о й кислоты и все продукты р е а к ц и и , о б р а з о в а в ш и е с я во время про­ цесса т р а в л е н и я , б ы л и тщательно удалены. К сожале­

Очистка эмали

н и ю , часто эта процедура в ы п о л н я е т с я небрежно, тог­ да к а к д л я п о л н о г о в ы м ы в а н и я к и с л о т ы требуется

К а к и с л ю б ы м и другими адгезионными соединени­

и н т е н с и в н о е о р о ш е н и е участка т р а в л е н и я большим

я м и очень важно, чтобы поверхность эмали, покры­

к о л и ч е с т в о м воды. П о с л е этого необходимо высуши­

тая с л о е м п е л л и к у л ы и , в о з м о ж н о , з у б н ы м н а л е т о м

вание

б ы л а т щ а т е л ь н о о ч и щ е н а д о н а ч а л а п р о ц е с с а трав­

сухой поверхности. Если для и з о л я ц и и зуба использу­

ления.

ются ватные т а м п о н ы , их следует з а м е н и т ь для обес­

Если этого не сделать, то п о л и м е р э ф ф е к т и в н о

(не менее 20 секунд) до получения абсолютно

п е ч е н и я сухого п о л я .

вступает в с в я з ь с з а г р я з н е н и я м и , а не с эмалью. Очистку э м а л и лучше всего проводить взвесью п е м з ы и воды со щ е т к о й п р и м е р н о в течение 30 секунд. Сле­ дует избегать и с п о л ь з о в а н и я рекомендованных

п р о ф и л а к т и ч е с к и х паст,

различными

производителями,

Поскольку вода является в ы с о к о п о л я р н ы м веществом,

поскольку о н и могут содержать в своем составе масла,

то неполярный п о л и м е р не соединится с влажной по­

которые остаются на поверхности э м а л и после ч и с т к и

верхностью эмали.

АДГЕЗИВЫ ДЛЯ ЭМАЛИ И ДЕНТИНА

Удаление влаги

при в ы с у ш и в а н и и участка прот­

равленной эмали увеличит с м а ч и в а е м о с т ь поверхнос­ ти полимером

и п о з в о л и т ему л е г к о з а п о л н я т ь мик­

ропространства,

образовавшиеся

в

процессе

травления. Важно, чтобы в о з д у ш н а я струя пистолета, используемого для в ы с у ш и в а н и я , не содержала масла и воды. Протравленная и в ы с у ш е н н а я э м а л ь д о л ж н а

161

Клиническое значение Если нарушение связи произошло вдоль адгезионной границы между эмалью и п о л и м е р о м , то это указывает на загрязнение поверхности эмали до внесения поли­ мера.

иметь тускло-белый цвет, н а п о м и н а ю щ и й и н е й .

Нанесение ненаполненных полимеров Когда полимер н а н о с я т на сухую и х о р о ш о протрав­

АДГЕЗИОННОЕ СОЕДИНЕНИЕ С ДЕНТИНОМ

ленную поверхность э м а л и , он л е г к о з а п о л н я е т все неровности поверхности и образует п о л и м е р н ы е тя­ жи, которые п р о н и к а ю т в э м а л ь на глубину до 30 м к м . Это дает очень э ф ф е к т и в н у ю с в я з ь микромеханичес­ кого взаимосцепления.

Д е н т и н включает в себя п р и м е р н о 70% неорганичес­

Большинство с п е ц и а л и с т о в р е к о м е н д у ю т нано­ сить

Структура дентина

на поверхность э м а л и п о л и м е р с н и з к о й вяз­

ких веществ, 20% — о р г а н и ч е с к о г о материала и 10% воды (Таблица 2.5.1). Н е о р г а н и ч е с к и й материал в ос­

костью (т.е. либо н е н а п о л н е н н ы й Б и с - Г М А , л и б о

н о в н о м представлен г и д р о к с и л а п а т и т о м , органичес­

один из многих п о л и м е р н ы х адгезивов для д е н т и н а )

кий — преимущественно коллагеном. Характерной

до внесения композита. С м ы с л п р и м е н е н и я такого

о с о б е н н о с т ь ю д е н т и н а является н а л и ч и е в н е м ден­

промежуточного полимера-адгезива в т о м , что н и з к а я

т и н н ы х к а н а л ь ц е в , п р о х о д я щ и х по всей его т о л щ е .

вязкость адгезионного агента о б е с п е ч и в а е т лучшее

Н а л и ч и е этих канальцев делает д е н т и н п р о н и ц а е м ы м

проникновение в м и к р о с к о п и ч е с к и е п р о с т р а н с т в а

для м е д и к а м е н т о в , х и м и ч е с к и х веществ и т о к с и н о в ,

протравленной эмали, чем это может б ы т ь достигнуто

которые могут достигать

при прямом нанесении к о м п о з и т а .

повреждения.

Смачиваемость эмали п о л и м е р н ы м к о м п о з и т о м и ненаполненным п о л и м е р о м н и з к о й в я з к о с т и одина­ ково хорошая, но в ы с о к а я в я з к о с т ь к о м п о з и т о в пре­ пятствует равномерному р а с т е к а н и ю его по поверх­ ности эмали. К р о м е т о г о ,

его в ы с о к а я

вязкость

мешает образованию т я ж е й за счет з а т е к а н и я в мик­ ропространства эмали и вызывает

о б р а з о в а н и е воз­

душных включений. Это имеет д в о я к о е последствие: создаются зоны и н г и б и р о в а н и я п р о ц е с с а отвержде­ ния полимера и формируется п о г р а н и ч н ы й дефект, который может быть п р и ч и н о й последующего разру­ шения связи.

пульпы зуба и вызывать ее

Н е о д н о р о д н ы й состав д е н т и н а делает его особен­ но трудным субстратом для о б р а з о в а н и я адгезионной с в я з и . Второй п р о б л е м о й является р а з л и ч н ы й уровень д а в л е н и я между пульпой и д е н т и н о м на дне кариоз­ н о й п о л о с т и , в ы з ы в а ю щ и й истечение ж и д к о с т и и з д е н т и н н ы х к а н а л ь ц е в . Это обстоятельство делает не­ в о з м о ж н ы м добиться полного в ы с у ш и в а н и я полости. С другой с т о р о н ы , на м о ж е т

избыточное в ы с у ш и в а н и е денти­

привести

к

необратимому повреждению

пульпы. При эрозивных поражениях,

поверхностный

слой дентина обычно склерозируется,

нередко он

п о к р ы т з у б н ы м н а л е т о м , и, в о з м о ж н о , к а м н е м . Важ­ н о , ч т о б ы эти о т л о ж е н и я

Прочность связи или адгезионная прочность

б ы л и удалены д о с о з д а н и я

адгезионного соединения с дентином с помощью п е м з ы и воды. К р о м е того, п о в е р х н о с т ь д е н т и н а мо­ жет б ы т ь также п о к р ы т а с л о е м р а з р у ш е н н о г о денти­

При четком соблюдении техники т р а в л е н и я э м а л и ,

на,

обеспечивается прочная связь между э м а л ь ю и компо­

( Р и с . 2.5.5).

зитом.

известного

под

названием

смазанного

слоя

С м а з а н н ы й слой состоит в о с н о в н о м из ж е л а т и н о -

Она настолько э ф ф е к т и в н а , что отделить п о л и м е р

подобного коагулированного белка т о л щ и н о й 0,5-5

от эмали практически н е в о з м о ж н о . О д н а к о это не оз­

м к м , к а к правило, з а г р я з н е н н о г о м и к р о о р г а н и з м а м и ,

начает, что неудач, связанных п р о б л е м о й связи э м а л и

участвовавшими в кариозном процессе.

с пломбировочным материалом не бывает. П р и э т о м

о б р а з о в а н и я с в я з и с д е н т и н о м м о ж н о суммировать

очень важно установить п р и ч и н ы ее н а р у ш е н и я и та­

следующим о б р а з о м :

ким образом определить наиболее слабое з в е н о в адге­

•

зионном соединении.

Проблемы

д е н т и н является г и д р о ф и л ь н ы м , в то время как б о л ь ш и н с т в о адгезивов — г и д р о ф о б н ы ;

medwedi.ru

162

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

лее не о с л о ж н я т ь эту проблему,

в дальнейшем, при

о б с у ж д е н и и этих п р е п а р а т о в мы будем использовать т е р м и н о л о г и ю , к о т о р а я н а и б о л е е часто используется в с т о м а т о л о г и ч е с к о й литературе — д е н т и н н ы е конди­ 1

ц и о н е р ы , п р а й м е р ы и герметики . Позже мы обсу­ дим, возможные

к о м б и н а ц и и этих разных компо­

н е н т о в , о б л е г ч а ю щ и х их и с п о л ь з о в а н и е в клинике.

Роль кондиционера, праймера и герметика для дентина Рис. 2.5.5. СЭМ смазанного слоя дентина

Кондиционер

дентина

О с н о в н о е н а з н а ч е н и е д е н т и н н ы х кондиционеров сос­ • • •

дентин является живой тканью;

тоит в м о д и ф и к а ц и и с м а з а н н о г о слоя, образующегося

д е н т и н содержит к а к н е о р г а н и ч е с к и е , т а к и орга­

на д е н т и н е в процессе п р е п а р и р о в а н и я полости или в

н и ч е с к и е вещества;

результате и с п о л ь з о в а н и я а б р а з и в н ы х паст. Одной из главных отличительных черт адгезионных систем для

д е н т и н п о к р ы т с м а з а н н ы м слоем.

д е н т и н а является большое разнообразие кондиционе­

Компоненты адгезивов для дентина

ров, которые и с п о л ь з о в а л и в течение многих лет. Они включали

малеиновую

кислоту,

ЭДТА,

щавелевую,

с дентином

ф о с ф о р н у ю и азотную к и с л о т ы . Все эти препараты яв­

предполагает и с п о л ь з о в а н и е п р а й м е р о в и связываю­

л я ю т с я к и с л о т а м и , и о н и в р а з л и ч н о й степени, моди­

Образование адгезионного соединения

щих веществ, к а к э т о обсуждалось в главе 1.10. Адге­

ф и ц и р о в а л и с м а з а н н ы й слой д е н т и н а . Нанесение кис­

з и о н н ы е с и с т е м ы д л я д е н т и н а содержат т р и

лоты

важных

праймер;

•

с в я з ы в а ю щ е е вещество;

•

герметик.

дентина

вызывает

р ы в а ю т с я д е н т и н н ы е к а н а л ь ц ы , и образуется демине­ р а л и з о в а н н ы й п о в е р х н о с т н ы й слой дентина обычно

О д н а к о в с т о м а т о л о г и ч е с к о й литературе встреча­ ется н а з в а н и е п р а й м е р ы , к о т о р ы м о б о з н а ч а ю т конди­ ционеры для дентина, которых

свойства дентина.

с о с т о я щ и е из н а б о р а кислот, с модифицируют Связывающие

поверхность

вещества

—

и

это

и м е н н о т е к о м п о н е н т ы , к о т о р ы е о б е с п е ч и в а ю т прик­ л е и в а н и е и л и адгезию к дентину, и о н и и з в е с т н ы в с т о м а т о л о г и ч е с к о й литературе и в п р о и з в о д с т в е под названием

поверхность

Это приводит к его р а с т в о р е н и ю , в результате чего отк­

•

помощью

на

к и с л о т н о - о с н о в н у ю р е а к ц и ю с гидроксилапатитом.

компонента:

ЭДТА, к о т о р ы й обладает м я г к и м к и с л о т н ы м действи­ ем, характерно т о л ь к о частичное раскрытие канальцев (Рис. 2.5.7), в то время к а к при воздействии азотной кислоты,

наблюдается

их и н т е н с и в н о е раскрытие

(Рис. 2.5.8). Этот э ф ф е к т схематически представлен на п о п е р е ч н о м срезе д е н т и н а на Рис. 2.5.9.

герметика — запол­

Н е к о т о р ы е из д е н т и н н ы х к о н д и ц и о н е р о в могут

н я т ь д е н т и н н ы е к а н а л ь ц ы и г е р м е т и з и р о в а т ь поверх­

содержать в своем составе глутаровый альдегид, также

ность д е н т и н а , с о з д а в а я п о в е р х н о с т н ы й с л о й , содер­

п р е д н а з н а ч е н н ы й д л я м о д и ф и к а ц и и д е н т и н а . Он хо­

ж а щ и й метакрилатные группы,

который обеспечит

р о ш о известен к а к с ш и в а ю щ и й агент для коллагена и

с в я з ь с п о л и м е р о м к о м п о з и т а . Этот к о м п о н е н т назы­

ш и р о к о используется д л я дубления ш к у р в производ­

вают п о - р а з н о м у :

к л е й , п о л и м е р и л и адгезив. Пос­

стве к о ж и . П р о ц е с с п о п е р е ч н о й с ш и в к и создает более

л е д н и й т е р м и н о с о б е н н о вводит в заблуждение, т а к

п р о ч н ы й д е н т и н н ы й субстрат, улучшая прочность и

к а к н а с а м о м деле адгезию о б е с п е ч и в а е т связываю­

стабильность

щ е е . П у т а н и ц а в т е р м и н о л о г и и д л я р а з л и ч н ы х ком­

н е к о т о р ы е о п а с е н и я п р и и с п о л ь з о в а н и и глутарового

п о н е н т о в а д г е з и о н н ы х систем д л я д е н т и н а в н о с и т до­

альдегида, о с н о в а н н ы е на ряде наблюдений в другш

праймеры.

полнительные

Функция

глубиной 4 м к м (Рис. 2.5.6). Чем сильнее была кисло­ та, тем более в ы р а ж е н получаемый эффект. Так, для

трудности

для

понимания

других,

ч а с т о и с п о л ь з у ю щ и х с я т е р м и н о в . Поэтому, ч т о б ы бо­

коллагеновой

о б л а с т я х его п р и м е н е н и я ,

структуры.

Существуют

свидетельствовавших о

тканевом некрозе.

' В отечественной литературе термин герметик применяется для обозначения материалов для изолирующих покрытий углубленийi фиссур поверхности жевательных зубов с целью профилактики кариеса. В адгезионных системах или наборах для дентина этот ж териал обычно называют адгезив.

АДГЕЗИВЫ ДЛЯ ЭМАЛИ И ДЕНТИНА

163

Праймеры Роль праймера состоит в его д е й с т в и и к а к адгезива в составе препаратов для с о е д и н е н и я с д е н т и н о м , так как он представляет средство, о б е с п е ч и в а ю щ е е соеди­ нение гидрофобных к о м п о з и т о в и к о м п о м е р о в с гид­ рофильным д е н т и н о м . Т а к и м о б р а з о м ,

праймеры

действуют как п о с р е д н и к и и состоят из б и ф у н к ц и о ­ нальных м о н о м е р о в , р а с т в о р е н н ы х в соответствую­ щем растворителе. Б и ф у н к ц и о н а л ь н ы й м о н о м е р фак­ тически является м о д и ф и к а т о р о м , к о т о р ы й с п о с о б е н соединяться с двумя р а з л и ч н ы м и м а т е р и а л а м и . Эта ситуация аналогична п р и м е н е н и ю а п п р е т о в для обра­ ботки стеклянных н а п о л н и т е л е й в композитах, где в качестве а п п р е т о в

используется

силан

(см.

главу

ПО.). Общая формула м о д и ф и к а т о р а в д е н т и н н ы х праймерах приведена н и ж е : Метакрилатная группа ( М ) — Разделительная группа (S) — Р е а к ц и о н н а я группа (R) M-S-R Метакрилатная группа ( М ) с п о с о б н а взаимодей­ ствовать со с в я з у ю щ и м в п о л и м е р н ы х к о м п о з и т а х и образовывать п р о ч н у ю ковалентную связь. Д р у г и м и словами, метакрилатная группа д о л ж н а служить на­ дежным средством для с о п о л и м е р и з а ц и и с мономе­ рами композита. Разделительная группа (S) д о л ж н а обеспечивать необходимую гибкость молекулам аппрета, создавая условия для п р о я в л е н и я х и м и ч е с к о й а к т и в н о с т и реак­ ционных групп. Если эта молекула с л и ш к о м жесткая (из-за ограничений ее п р о с т р а н с т в е н н о г о с т р о е н и я ) , у нее может отсутствовать с п о с о б н о с т ь р е а к ц и о н н о й группы найти наиболее выгодную к о н ф о р м а ц и ю для взаимодействия, что приведет в л у ч ш е м случае к нару­ шениям механизма с в я з и , а в худшем к тому, что для связи будет доступно т о л ь к о о г р а н и ч е н н о е число мест. Реакционные группы (R) я в л я ю т с я п о д в е с н ы м и или концевыми п о л я р н ы м и г р у п п а м и . Ряд поляр­ ных ф у н к ц и о н а л ь н ы х

групп

приведен

в

Таблице

2.5.2. Полярность с в я з и я в л я е т с я с л е д с т в и е м асим­ метричного р а с п р е д е л е н и я в н е й э л е к т р о н о в . Реак­ ции между п о л я р н ы м и м о л е к у л а м и п р о и с х о д я т в ре­ зультате

действия

положительными и

сил

притяжения

отрицательными

между

их з а р я д а м и

жет о б р а з о в ы в а т ь с я с в я з ь — с а п а т и т о м д е н т и н а или

(см. раздел 1.З.). Т а к и м о б р а з о м , п о д в е с н ы е и конце­

с к о л л а г е н о м . В н е к о т о р ы х случаях могут б ы т ь вов­

вые полярные группы в а п п р е т е могут взаимодей­

л е ч е н ы обе с в я з и .

ствовать с п о д о б н ы м и

полярными молекулами в

И хотя все а п п р е т ы , используемые в составе ден-

дентине, такими к а к г и д р о к с и л ь н ы е группы а п а т и т а

т и н н ы х п р а й м е р о в , содержат п о л я р н ы е р е а к ц и о н н ы е

и аминогруппы к о л л а г е н а . П р и т я ж е н и е м о ж е т но­

группы, о н и могут меняться от одного препарата к

сить

другому.

чисто ф и з и ч е с к и й х а р а к т е р , но

иногда оно

Все о н и

п р е д н а з н а ч е н ы для образования

приводит к о б р а з о в а н и ю х и м и ч е с к о й с в я з и . Приро­

п р о ч н о й с в я з и с д е н т и н о м , но производители и иссле­

да такой р е а к ц и о н н о й группы о п р е д е л я е т с ч е м м о -

дователи еще не н а ш л и н а и л у ч ш и й состав праймера.

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

164

В Таблице 2.5.3 п р и в е д е н ы п р и м е р ы а п п р е т о в на осно­ ве г и д р о к с и э т и л м е т а к р и л а т а ( Г Э М А ) , н а и б о л е е часто п р и м е н я ю щ и х с я в составе п р а й м е р о в . ГЭМА способен проникать в деминерализований д е н т и н и о б р а з о в ы в а т ь с в я з ь с к о л л а г е н о м путем вза­ имодействия с гидроксильными

и аминогруппами

коллагена. Д е й с т в и е связующего вещества в растворе п р а й м е р а состоит в с о з д а н и и сетчатой надмолекуляр­ н о й структуры п е р е п л е т е н н ы х

полигидроксиэтилме-

такрилата и коллагена ( Р и с . 2.5.10). О ч е н ь в а ж н о , чтобы п р а й м е р был с п о с о б е н пол­ ностью проникать и насыщать деминерализованный слой коллагена. Если этого не происходит, тогда оста­ ется т о н к и й с л о й д е м и н е р а л и з о в а н н о г о

коллагена.

Этот слой не будет у п р о ч н е н п о л и м е р о м и образуется слабая м е ж ф а з н а я з о н а . Д л я того, ч т о б ы д о с т и ч ь хоро­ ш е й глубины п р о н и к н о в е н и я , а п п р е т р а с т в о р я ю т в

Рис. 2 . 5 . 9 . Схема поперечного среза дентина после ап­

этаноле или а ц е т о н е . Эти растворители о ч е н ь а к т и в н о

пликации к и с л о т н о г о праймера

з а м е щ а ю т воду по мере п р о н и к н о в е н и я в деминерали­ з о в а н н ы й д е н т и н , увлекая с с о б о й сам аппрет. Одна­

дентина

к о , в а ж н о , чтобы д е н т и н не был и з б ы т о ч н о деминера­

реждая отделение п о л и м е р а от с т е н о к дентинных ка­

лизован,

так к а к глубина д е м и н е р а л и з а ц и и

г и д р о ф о б н ы х свойств, тем с а м ы м , предуп­

может

н а л ь ц е в в результате п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки и

стать с л и ш к о м б о л ь ш о й для п о л н о г о п р о н и к н о в е н и я

обеспечивая о б р а з о в а н и е п л о т н о г о удерживания в ка­

праймера.

нальцах

Для насыщения деминерализованного дентина, важно,

чтобы д о с т а т о ч н о е

количество дентинного

п о л и м е р н ы х т я ж е й . Н а п р и м е р , метакрилат-

н ы е к о н ц е в ы е группы п р а й м е р а на основе ГЭМА мо­ гут образовывать

связи с п о л и м е р н ы м герметиком,

п р а й м е р а б ы л о н а н е с е н о на его поверхность. Д л я это­

когда его впоследствии н а н о с я т на подготовленную

го могут потребоваться м н о г о с л о й н ы е п о к р ы т и я и

поверхность д е н т и н а .

достаточное время для п р о н и к н о в е н и я и в п и т ы в а н и я

Поверхность д е н т и н а , т а к и м образом, тщательно

п р а й м е р а . Следует также избегать и з б ы т о ч н о г о давле­

запечатывают п о л и м е р о м , к о т о р ы й связан с ним через

н и я струей воздуха, п о с к о л ь к у в д а н н о й с и т у а ц и и тре­

праймер. А

буется л и ш ь н е ж н о е и с п а р е н и е растворителей.

п р о ч н о с в я з а н с п о л и м е р н ы м к о м п о з и т о м . Получен­

герметик, в свою очередь, теперь будет

н ы й слой в з а и м о п р о н и к н о в е н и я д е н т и н а и полимера обычно обозначают

как гибридную зону,

которая схе­

Клиническое значение

м а т и ч н о представлена на Р и с . 2.5.11.

Метод нанесения праймера определяет вероятность

г е р м е т и к о в п р е д с т а в л я ю т с о б о й с м е с ь Бис-ГМА и

Большинство возникновения микропроницаемости.

составов

дентинных

Г Э М А . Введение Г Э М А п о м о г а е т улучшить смачи­ вание

Дентинный

последних

герметиком

поверхности дентина.

герметик

П е р в ы е д е н т и н н ы е герметики б ы л и п р о с т ы м и светоо т в е р ж д а е м ы м и и л и д в о й н о г о отверждения н е н а п о л -

Несмотря на некоторую способность с а м о г о герметика

ненными полимерными

проникать в дентинные канальцы и создавать этим до­

к о м п о з и ц и я м и н а основе

б и с - Г М А или УДМА. И хотя а п п л и к а ц и я такого н е н а -

полнительную м и к р о м е х а н и ч е с к у ю связь, прочность

п о л н е н н о г о п о л и м е р а , к а к Б и с - Г М А н а протравлен­

этой связи в к о н е ч н о м состоянии зависит от праймера.

ную к и с л о т о й поверхность д е н т и н а п р и в о д и т к обра­ зованию полимерных тяжей,

такая механическая

связь, к а к б ы л о установлено, не давала н е о б х о д и м о й п р о ч н о с т и с о е д и н е н и я п о л и м е р а и д е н т и н а . Главное

Соединение с влажным дентином

р а з л и ч и е состоит в т о м , что в случае отсутствия прай­ мера г и д р о ф о б н ы й п о л и м е р будет плохо смачивать и

С в я з ы в а ю щ и й агент или аппрет, к а к к о м п о н е н т адге­

растекаться на поверхности г и д р о ф и л ь н о г о д е н т и н а .

з и о н н о й с и с т е м ы для д е н т и н а , п р и м е н я ю т в виде

Д е й с т в и е п р а й м е р а состоит в п р и д а н и и поверхности

раствора в летучих растворителях — этаноле или аце-

АДГЕЗИВЫ ДЛЯ ЭМАЛИ И ДЕНТИНА

тоне. Эти растворители с п о с о б н ы о ч е н ь а к т и в н о заме­ щать воду в д е н т и н е , и в процессе о б р а з о в а н и я сое­ динения они увлекают адгезив в слои д е н т и н а вместе с собой. П о э т о м у нет н е о б х о д и м о с т и в и з б ы т о ч н о й дегидратации п о в е р х н о с т и д е н т и н а ,

к о т о р а я может

оказаться пагубной для него. Ч р е з м е р н о е высушива­ ние дентина может п р и в е с т и к р а з р у ш е н и ю коллаге­ на в деминерализованном слое, к о т о р ы й с о е д и н и т с я с минерализованным д е н т и н о м с о б р а з о в а н и е м плот­ ной структуры, трудно п р о н и ц а е м о й для п р а й м е р а (Рис. 2.5.12). П р и и з б ы т о ч н о й д е г и д р а т а ц и и д е н т и н а , остатки коллагена могут восстанавливаться в присут­ ствии воды. В противоположность этому, если деминерализо­ ванный слой коллагена остается

у в л а ж н е н н ы м , сох­

раняется его п о р и с т а я структура, и п р а й м е р может легко проникать в этот с л о й , образуя межмолекуляр­ ную «переплетенную» с в я з ь ( Р и с . 2.5.13). Таким обра­ зом, требуется удалять т о л ь к о и з б ы т о ч н у ю влажность поверхности. О д н а к о и н с т р у к ц и и п р о и з в о д и т е л е й бу­ дут различаться в з а в и с и м о с т и от состава п р а й м е р а . Некоторые п р а й м е р ы содержат воду в качестве носи­ теля и в этом случае в о з м о ж н о , что деминерализован­ ный коллаген после в ы с у ш и в а н и я сможет п о в т о р н о в достаточной с т е п е н и у в л а ж н я т ь с я для того,

чтобы

праймер п р о н и к в коллагеновую структуру.

1! -

Клиническое значение

Эффективность праймера в а д г е з и о н н ы х системах для дентина в образовании г и б р и д н о й з о н ы зависит не только от п р и м е н я е м ы х б и ф у н к ц и о н а л ь н ы х м о н о м е ­ ров и входящих в состав растворителей, но также и от содержания воды в дентине.

Техника тотального протравливания В то время, когда впервые п о я в и л и с ь д е н т и н н ы е адге­ зионные системы и п р е п а р а т ы , м н о г и е были серьезно озабочены травлением п о в е р х н о с т и д е н т и н а . До раз­ работки таких препаратов врачи-стоматологи н е р е д к о принимали п а ц и е н т о в с ж а л о б а м и на п о в ы ш е н н у ю чувствительность после п р о т р а в л и в а н и я э м а л и кисло­ той, которая попадала и на д е н т и н . Полагали, что это было связано с г и д р о д и н а м и ч е с к и м э ф ф е к т о м и воз­ можно п р о н и к н о в е н и е м к и с л о т ы в пульпу. П о э т о м у было много возражений п р о т и в п р о т р а в л и в а н и я ден­ тина. Разработка д е н т и н н ы х а д г е з и в о в о б е с п е ч и л а гер­ метичное закрытие п о в е р х н о с т и и п о з в о л и л а пре­ дупредить

возникновение

чувствительности. гидродинамического

Это

послеоперационной

объясняется

эффекта при

отсутствием

наличии

связи

medwedi.ru

165

166

ОСНОВЫ

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Р и с . 2 . 5 . 1 2 . Деминерализованная поверхность дентина после высушивания воздухом к а к э м а л и , т а к и д е н т и н а о д н о в р е м е н н о в течение 20 секунд

35%

раствором

фосфорной

кислоты.

Эта

п р о ц е д у р а д о л ж н а п р о в о д и т ь с я сразу же после за­ в е р ш е н и я п р е п а р и р о в а н и я т к а н е й зуба. Интактная э м а л ь , без п р е п а р и р о в а н и я , требует обычного спо­ соба т р а в л е н и я .

Ф о р м ы выпуска адгезионных систем для дентина Трехстадийный

процесс

П р и разработке некоторых из р а н н и х вариантов ден­ т и н н ы х адгезивов была поставлена цель образовать п р я м у ю связь адгезива со с м а з а н н ы м слоем дентина. О д н а к о , представляя с о б о й слой

разрушенной ден-

т и н н о й т к а н и , этот слой оказался

не

подходящим

субстратом для п р я м о й связи с адгезивом. Первыми препаратами для с о е д и н е н и я с д е н т и н о м , показавши­ ми э ф ф е к т и в н ы е результаты, б ы л и препараты, обра­ зующие гибридную зону в с о е д и н е н и и , разработан­ н ы е в середине 80-х годов. О н и б ы л и в виде комплекта н е с к о л ь к и х отдельных

материалов,

которые

могли

п р и м е н я т ь с я по трехстадийной технологии (mpexcmaмежду д е н т и н о м и п л о м б о й . П о с т е п е н н о стало яс­

дийные системы), с о с т о я щ и е из к о н д и ц и о н е р а денти­

н ы м , ч т о п р и м е н е н и е 3 5 % р а с т в о р а ф о с ф о р н о й кис­

на, п р а й м е р а и д е н т и н н о г о герметика (адгезива), наз­

л о т ы п р и в о д и л о к м и н и м а л ь н о м у ее п р о н и к н о в е ­

н а ч е н и е и ф у н к ц и и которых о п и с а н ы в ы ш е . Примеры

нию в дентин

некоторых в ы п у с к а ю щ и х с я

(4-5

мкм),

и

мало

вероятно,

что

систем представлены в

к и с л о т а в т а к о м случае могла д о с т и ч ь п у л ь п о в о й ка­

Таблице 2.5.4. Д е н т и н н ы м к о н д и ц и о н е р о м обычно яв­

меры.

Б ы л а п р е д л о ж е н а р а з д е л ь н а я т е х н и к а прот­

ляется 3 5 % раствор ф о с ф о р н о й к и с л о т ы ; праймером

р а в л и в а н и я , к о т о р а я в к л ю ч а л а и з о л и р о в а н н о е прот­

может быть л и б о о д н о к о м п о н е н т н ы й светоотверждае-

равливание дентина фосфорной

кислотой

низкой

мый б и ф у н к ц и о н а л ь н ы й м о н о м е р в растворителе или

к о н ц е н т р а ц и и и л и п р и м е н е н и е ЭДТА. О д н а к о , про­

смесь двух

цесс о к а з а л с я с л о ж н ы м , т р е б у ю щ и м б о л ь ш и х вре­

Герметиком д е н т и н а может также быть однокомпоне­

химически

отверждаемых полимер

компонентов.

м е н н ы х затрат. В к о н ц е к о н ц о в , п о я в и л а с ь к о н ц е п ­

н т н ы й светоотверждаемый

ц и я т о т а л ь н о г о п р о т р а в л и в а н и я , т.е. п р о т р а в л и в а н и е

отверждаемый и, часто, д в о й н о г о отверждения. Таким

или

химически

АДГЕЗИВЫ ДЛЯ ЭМАЛИ И ДЕНТИНА

167

в о д н о м случае п р а й м е р и г е р м е т и к (Таблица 2.5.5), а в другом — д е н т и н н ы й к о н д и ц и о н е р с п р а й м е р о м (Таб­ лица 2.5.6). П е р в ы й в а р и а н т часто н а з ы в а ю т д е н т и н н ы м адгезивом в одном флаконе, а в т о р о й — самопрот­ равливающим

праймером.

В о д н о ф л а к о н о в ы х адгезионных системах манипу­ л я ц и я кислотного протравливания до пропитывания праймером/адгезивом в ы п о л н я е т с я п о - п р е ж н е м у от­ дельно. После к и с л о т н о г о т р а в л е н и я б ы л о необходи­ м о добиться о д н о в р е м е н н о г о п р о в е д е н и я

процесса

г и б р и д и з а ц и и д е м и н е р а л и з о в а н н о г о д е н т и н а и герме­ т и ч н о г о з а п е ч а т ы в а н и я д е н т и н н ы х к а н а л ь ц е в . Д л я то­ го, чтобы достичь этого во многих о д н о ф л а к о н о в ы х системах требуется м н о г о к р а т н ы е а п п л и к а ц и и п р а й мера/адгезива. Это обеспечит п о л н о е н а с ы щ е н и е де­ м и н е р а л и з о в а н н о г о д е н т и н а смесью п о л и м е р о в , ко­ торые находятся в праймере/адгезиве.

образом, в одной у п а к о в к е с и с т е м ы может б ы т ь п я т ь

Клиническое значение

шприцев/флаконов. Сложность и с п о л ь з о в а н и я

этих трехстадийных

адгезионных систем обусловлена не т о л ь к о б о л ь ш и м

Снижение числа манипуляций для двухстадийных сис­ тем по сравнению с трехстадийными а д г е з и о н н ы м и

числом флаконов в о д н о м наборе, к о т о р ы е л е г к о мож­

препаратами для соединения с д е н т и н о м оказалось не

но перепутать, но и тем, что процедура требует до 8-10

столь э ф ф е к т и в н ы м , как м о ж н о было ожидать

различных м а н и п у л я ц и й . П о э т о м у и врачи, и произ­ водители заинтересованы в системе, которая н а м н о г о бы упростила процесс с о е д и н е н и я восстановительных материалов с д е н т и н о м .

П р е и м у щ е с т в а о д н о ф л а к о н о в ы х адгезионных сис­ тем заключаются в следующем: •

П р а к т и к у ю щ и й врач-стоматолог работает л и ш ь с о д н и м ф л а к о н о м , а не с м н о ж е с т в о м , использую­

Клиническое значение

щихся при работе с трехстадийной с и с т е м о й ; •

Не может быть о ш и б к и в очередности использова­ ния к о м п о н е н т о в .

Вполне логично предположить, что упрощение процес­ •

са создания связи с д е н т и н о м приведет к получению

Л е г к о п р о в е р и т ь н а л и ч и е всех к о м п о н е н т о в пре­ парата а д г е з и о н н о й с и с т е м ы .

более стабильных и надежных результатов при восста­

Существует л и ш ь о д н о п р о т и в о п о к а з а н и е к ис­

новлении зубов.

п о л ь з о в а н и ю о д н о ф л а к о н о в о й с и с т е м ы , когда пучок света г е н е р и р у е м ы й Разработка новых п р е п а р а т о в для с о е д и н е н и я с

а п п а р а т о м д л я светового отве­

р ж д е н и я не с п о с о б е н п р о н и к а т ь в п о л н о м объеме,

дентином уже привела к выпуску ш и р о к о г о ассорти­

как, н а п р и м е р , п р и ф и к с а ц и и п о л и м е р о м ш т и ф т о в

мента адгезионных систем, с у п р о щ е н н о й процедурой

или

применения и с о х р а н е н и е м х о р о ш е й с в я з и между

пломбы.

дентином и восстановительными м а т е р и а л а м и . В ре­ зультате появилось большое

количество двухстадий-

ных адгезионных систем для д е н т и н а .

использовании

адгезива

под

амальгамовые

Н е к о т о р ы е п р о и з в о д и т е л и считают, что при плом­ б и р о в а н и и к о м п о м е р а м и н е б о л ь ш и х полостей кис­ л о т н о е п р о т р а в л и в а н и е м о ж н о не проводить, а приме­ нять

йвухстадийный процесс

однофлаконовые

адгезивы,

нанося

их

н е п о с р е д с т в е н н о на э м а л ь и д е н т и н . И хотя этот метод не п о в л и я е т на п р о ч н о с т ь с в я з и к о м п о м е р а с денти­

Как упомянуто выше, трехстадийные с и с т е м ы состо­ яли из кондиционера, п р а й м е р а и герметика. Сниже­

н о м , с в я з ь с э м а л ь ю будет проблематична. И з в е с т н а по к р а й н е й мере о д н а стоматологичес­

ние числа компонентов может быть достигнуто за счет

кая ф и р м а (Dentsply), которая

совмещения их ф у н к ц и й . Д л я этого б ы л о использова­

д и й н ы й д е н т и н н ы й к о н д и ц и о н е р для использования

но два различных подхода.

Были разработаны новые

с к о м п о м е р а м и . Он состоял из водного раствора ита-

двухстадийные препараты, в которых к о м б и н и р о в а л и

к о н о в о й и м а л е и н о в о й кислот и требовал проведения

medwedi.ru

выпустила двухста-

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

168

малого ч и с л а м а н и п у л я ц и й . О д н а к о серьезную кон­

н а н е с е н и е м и л и а п п л и к а ц и е й на поверхности эмали

куренцию

и д е н т и н а без п р е д в а р и т е л ь н о й обработки (Табли­

ему

составили

одностадийные

адгезивы

для к о м п о м е р о в . К р о м е того, не с о в с е м я с н о , в к а к и х

ца 2.5.7). П р о ц е д у р а с о з д а н и я адгезионного соедине­

случаях

н и я включает четыре этапа:

этот

двухстадийный

кондиционер

может

б ы т ь и с п о л ь з о в а н с а м о с т о я т е л ь н о , а когда с кислот­

1. д о з и р о в а н и е и с м е ш и в а н и е двух компонентов;

ным кондиционером.

2.

Механизм

действия

а п п л и к а ц и я на поверхность э м а л и и дентина;

самопротравливающих

3.

высушивание;

п р а й м е р о в о с н о в а н н а о д н о в р е м е н н о м д е й с т в и и де­

4.

отверждение светом.

м и н е р а л и з а ц и и и п р о ц е с с а п р о н и к н о в е н и я прайме­

П р е и м у щ е с т в о этого подхода не только в его прос­

ра, и в результате т а к о г о в з а и м о д е й с т в и я образуется

тоте, но также и в том, что в о з м о ж н о он позволяет из­

гибридный слой.

бежать нежелательного в ы с у ш и в а н и я дентина.

Преимущество

этих препаратов

состоит в том, что п р и их и с п о л ь з о в а н и и м о ж н о не проводить

высушивания

О б щ и м п о к а з а н и е м для п р и м е н е н и я одностадий­

отрицательно

ных д е н т и н н ы х адгезивов я в л я е т с я их использование

влияющее на состояние дентина. Аппликация на

с к о м п о м е р а м и и в тех местах, которые испытывают

второй

н е б о л ь ш и е нагрузки, так к а к п р о ч н о с т ь их связи с

стадии

полости,

ненаполненного(ых)

обеспечит

герметичное

канальцев

и

полимера(ов)

запечатывание

образование

дентинных

поверхностного

слоя с

большим количеством реакционно способных метакрилатных групп.

э м а л ь ю и, в м е н ь ш е й с т е п е н и с д е н т и н о м , не такая в ы с о к а я , к а к получаемая с трех- и л и двухстадийными адгезионными системами. О д н о с т а д и й н ы е препараты могут также быть ис­ п о л ь з о в а н ы д л я у с т р а н е н и я п о в ы ш е н н о й чувстви­

Одностадийный

процесс

тельности с п о м о щ ь ю п р о с т о й а п п л и к а ц и и на поверх­ н о с т ь п р и ч и н н о г о зуба.

Н а и п р о с т е й ш и м адгезивом будет т а к о й адгезив, кото­ р ы й м о ж н о п р и м е н я т ь всего в одну стадию. Произво­

Читайте инструкции

дители еще не н а ш л и с п о с о б а о б ъ е д и н и т ь все необхо­ д и м ы е к о м п о н е н т ы в о д и н ф л а к о н . Хотя это кажется

П о л н а я к л а с с и ф и к а ц и я адгезионных систем для сое­

л о г и ч н ы м п р о д о л ж е н и е м работ в д а н н о м направле­

д и н е н и я с д е н т и н о м п р и в е д е н а в Таблице 2.5.8. Нужно

нии, но ограниченная совместимость компонентов не

подчеркнуть, что р а з л и ч н ы е п р е п а р а т ы имеют свои

п о з в о л я е т это осуществить. Н а и б о л е е б л и з к о разра­

о с о б е н н о с т и , и н е к о т о р ы е у к а з а н и я в инструкциях по

б о т ч и к и п о д о ш л и к с о з д а н и ю о д н о с т а д и й н о г о вари­

их п р и м е н е н и ю могут также отличаться. Невозможно

анта д е н т и н н о г о адгезива. Адгезив содержит два ком­

и з л о ж и т ь все т о н к о с т и и н ю а н с ы требуемых манипу­

понента,

л я ц и й для каждого из них. Тем не менее, д о л ж н о быть

которые

необходимо

смешать

перед

АДГЕЗИВЫ ДЛЯ ЭМАЛИ И ДЕНТИНА

169

ясно из приведенного в ы ш е о п и с а н и я препаратов для соединения с д е н т и н о м , что не существует универ­ сальной техники для о б р а з о в а н и я с в я з и с д е н т и н о м , и каждая система имеет свою с о б с т в е н н у ю у н и к а л ь н у ю технологию.

Клиническое значение Крайне важно внимательно изучить инструкции по п р и ­ менению каждого индивидуального препарата для сое­ динения с д е н т и н о м , так как они существенно различа­ ются между собой в з а в и с и м о с т и от используемых компонентов и от того, в к а к о м виде они представлены потребителю.

Выбор препарата для соединения с дентином Биосовместимость При выполнении каждой м а н и п у л я ц и и при л е ч е н и и зуба необходимо предвидеть в о з м о ж н у ю р е а к ц и ю со стороны пульпы и о с о б е н н о п р и а п п л и к а ц и и кислоты на поверхность д е н т и н а . И з в е с т н о , что э ф ф е к т и в ­ ность применения д е н т и н н ы х адгезивов зависит от их различной для каждого с п о с о б н о с т и образовывать по­ лимерные захваты-тяжи для д о с т и ж е н и я связи с ден­ тином. Потенциальной п р о б л е м о й является тот факт,

такой д е н т и н не вызовет угрозы раздражения пульпы.

что под влиянием д а в л е н и я в пульпе в с к р ы т и е ден­

В случае к а р и о з н о г о п о р а ж е н и я д е н т и н а , кажется, что

тинных канальцев может вызвать поступление жид­

ситуация и з м е н и т с я , но рядом и с с л е д о в а н и й было по­

кости из них и ее подъем до п о в е р х н о с т и д е н т и н а . Это

к а з а н о , что д е н т и н ы е адгезивы и с в я з а н н ы е с ними

может вызывать н а р у ш е н и е с в я з и , так к а к ж и д к о с т ь

к и с л о т н ы е п р а й м е р ы и в этом случае не оказывают от­

препятствует п р о н и к н о в е н и ю адгезива в д е н т и н н ы е

рицательного действия на пульпу.

канальцы и адаптацию к поверхности д е н т и н а . Тща­ тельное высушивание поверхности д е н т и н а до аппли­ кации адгезива могло бы предупредить эту проблему, однако сама процедура воздействия струи воздуха на дентин может привести к п о я в л е н и ю п о с л е п е р а ц и о н ной чувствительности пульпы и плохой адгезии мате­ риала.

Таким образом, в о с п а л е н и е пульпы может проис­ ходить п р е и м у щ е с т в е н н о при н а р у ш е н и и связи ден­ т и н а и п л о м б и р о в о ч н о г о материала, в результате чего в о з м о ж н о п р о н и к н о в е н и е в нее м и к р о о р г а н и з м о в . В о з м о ж н о с т ь в о з н и к н о в е н и я в о с п а л е н и я пульпы за­ висит от п р о ч н о с т и и долговечности связи с денти­ н о м , н а с к о л ь к о легко в клинических условиях можно

Врачи-стоматологи с о п а с е н и е м о т н е с л и с ь к при­ менению адгезивных систем из-за о т к р ы т и я дентин­

образовать эту с в я з ь и от свойств

применяемого

п л о м б и р о в о ч н о г о материала. П р е п а р а т ы для адгези­

ных канальцев и последующего у в е л и ч е н и я проница­

о н н о г о с о е д и н е н и я с д е н т и н о м сами по себе не обла­

емости дентина, о чем у п о м я н у т о в ы ш е . С о м н е н и я

дают а н т и м и к р о б н о й а к т и в н о с т ь ю , хотя в некоторых

высказывались и по поводу в о з м о ж н о й ответной реак­

случаях были п о п ы т к и включить в их состав антибак­

ции пульпы на а п п л и к а ц и ю кислот на поверхность

териальные препараты.

дентина. В разделе 2.6. будут д а н ы н е к о т о р ы е сообра­

Клиническое значение

жения по поводу прямого п о к р ы т и я пульпы. Пришеечные абразивные ( к л и н о в и д н ы е ) д е ф е к т ы у взрослых лиц сопровождаются о б р а з о в а н и е м скле-

Развитие проницаемости дентина и связанная с этим

розированного высоко м и н е р а л и з о в а н н о г о д е н т и н а ,

вероятность п р о н и к н о в е н и я м и к р о б о в в пульпу зуба

который предотвращает п р о н и к н о в е н и е раздражите­

зависит от прочности а д г е з и о н н о й связи пломбировоч­

лей в пульпу зуба.

н о г о материла и дентина.

Поэтому а п п л и к а ц и я кислоты на

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

170

П р и работе со всеми п р е п а р а т а м и для адгезионно­ го с о е д и н е н и я с д е н т и н о м следует избегать п р я м о г о контакта

кожных покровов с жидкостью прайме-

ра/адгезива, так к а к регулярное их воздействие может приводить к р а з в и т и ю з а м е д л е н н о й аллергическая ре­ а к ц и и или к о н т а к т н о м у дерматиту.

•

п о л и м е р и з а ц и о н н а я усадка;

•

р а з н ы е уровни теплового расширения и сжатия;

•

в н у т р е н н и е н а п р я ж е н и я от окклюзионной наг­ рузки;

•

х и м и ч е с к о е воздествие, такое как гидролиз. Возможные

Прочность и долговечность связи с дентином может иметь серьезные

последствия, так к а к это способствует внедрению

микробов

и

полимеризационной

зи с тем, что для д о с т и ж е н и я максимальной прочнос­ ти связи

Разрыв а д г е з и о н н о й связи

последствия

усадки к о м п о з и т о в были обсуждены в главе 2.2. В свя­

повторному

при

и с п о л ь з о в а н и и дентинных адгезивов

потребуется о к о л о 24 часов, полимеризационная усад­ ка может прервать в о з м о ж н о с т ь ее возникновения.

о р г а н и ч е с к и х о с т а т к о в по

краю полости. Это вызовет о к р а ш и в а н и е краев плом­

Клиническое значение

бы и может привести к п о в ы ш е н и ю чувствительности пульпы. Отсутствие а д г е з и о н н о й связи может привес­

Пациентам следует рекомендовать избегать значитель­

ти просто к в ы п а д е н и ю п л о м б ы даже при н а л и ч и и не­

ных жевательных нагрузок ( п р и е м а твердой пищи) пос­

которых р е т е н ц и о н н ы х пунктов.

ле п л о м б и р о в а н и я зубов в течение первых 24 часов.

Существует

целый

разрушения связи именно:

ряд

потенциальных

между п л о м б о й

причин

и дентином,

а

Возможность разрыва связи пломбировочного ма­ териала из-за его п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки с денти-

АДГЕЗИВЫ ДЛЯ ЭМАЛИ И ДЕНТИНА

Таблица 2 . 5 . 7 Компоненты выпускающихся одностадийных дентинных адгезионных препа­ ратов (дентинных адгезивов)

171

ример, микронаполненного полимерного композита), так как

предотвращает передачу н а п р я ж е н и й

грани­

це раздела зуб-пломба.

Количество стадий при создании адгезионной связи

Стадия 1 Дентинный кондиционер,

Кол-во

Продукция

праймер и герметик

стадий

Prompt-L-Pop

Часть 1: м е т а к р и л и -

4

(ESPE)

рованные ф о с ф а т ы ,

Если бы выбор д е н т и н н ы х адгезионных систем прово­ д и л и , исходя из в о з м о ж н о й сложности их примене­ н и я , то о д н о с т а д и й н ы м препаратам отдавали бы пред­ почтение.

Однако

малое

число

манипуляций

необязательно означает, что о н и обладают

лучшими

ф у н к ц и о н а л ь н ы м и свойствами.

фотоинициаторы

Клиническое значение

и стабилизаторы Часть 2: Ф т о р и д н ы й

Клиническая э ф ф е к т и в н о с т ь дентинных адгезионных

к о м п л е к с , вода и

препаратов с малым числом стадий или этапов п р и м е ­

стабилизаторы F-2000 Primer/

Часть А: ГЭМА,

adhesive(3M)

Сополимер V i t r e b o n d ,

нения требует дополнительной о ц е н к и . 4 В клинической практике встречаются

ситуации,

вода, этанол, ф о т о ­

при которых применение некоторых адгезионных мате­

инициатор

риалов для дентина нецелесообразно.

Часть Б: Малеиновая

п о л и м е р н ы й адгезив светового отверждения использу­

Например, если

ется при непрямом пломбировании вкладкой, он может

кислота, вода

нарушить посадку вкладки, так как полимер может от­ ходить от стенок полости по л и н и и внутренних углов. В

ном также зависит от ф о р м ы полости. Это определяет­

таких ситуациях лучше применять препарат с двухком-

ся так называемым С-фактором, который указывает на

понентным праймером химического отверждения. Как

соотношение площади поверхности связи к площади

упоминалось ранее, при отсутствии доступа света для

свободной поверхности. Если размер свободной пове­

отверждения материалов, (при ф и к с а ц и и полимерным

рхности меньше площади поверхности границы разде­

цементом или адгезивом металлических штифтов и ис­

ла пломбы с дентином, то превалирует разрыв связи

пользовании адгезивов для амальгам), показано приме­

композит-дентин над с о к р а щ е н и е м пломбы. Это озна­

нение химически отверждаемого праймера.

чает, что связь может быть достигнута только на плос­ кой поверхности

или в неглубоких полостях, и если

Клиническая

эффективность

она способна сопротивляться н а п р я ж е н и я м , вызван­ ным полимеризационной усадкой материала. Если бы

Для п л о м б и р о в а н и я небольших полостей, края кото­

возник такой случай восстановления, то бугорки жева­

рых располагаются п о л н о с т ь ю в э м а л и , рекомендуется

тельных зубов должны были бы деформироваться из-за

применять

вынужденной компенсации усадочных н а п р я ж е н и й .

и с п о л ь з о в а н и е м методик, о б е с п е ч и в а ю щ и х наимень­

В случаях, когда имеются з н а ч и т е л ь н ы е поднутре­

к о м п о з и т ы с д е н т и н н ы м и адгезивами с

шую п о л и м е р и з а ц и о н н у ю усадку. Д л я больших полос­

ния в области бугорков жевательных зубов, при нало­

тей,

жении больших МОД пломб, может в о з н и к н у т ь раз­

восстановление п р я м ы м п л о м б и р о в а н и е м композита­

о с о б е н н о , при р а с п р о с т р а н е н и и их под десну,

рыв в участках основания бугорков. Даже если этого

ми в с о ч е т а н и и с препаратами для адгезионного сое­

не произошло, в коронке в о с с т а н о в л е н н о г о зуба могут

д и н е н и я с д е н т и н о м п р о т и в о п о к а з а н о . В целом, проб­

возникнуть большие н а п р я ж е н и я , которые могут выз­

лему усадки

вать повышенную чувствительность пульпы.

решать путем и с п о л ь з о в а н и я

При абразивных дефектах п р и ш е е ч н о й области зу­

пломб

в

некоторой

степени

можно

вкладок из композит­

ных материалов. О д н а к о остается проблема несоотве­

эксцентрических или больших окклю­

тствия к о э ф ф и ц и е н т о в р а с ш и р е н и я , поэтому пред­

зионных сил может вызывать разрыв связи п л о м б ы и

почтительнее керамические вкладки, фиксируемые на

вконечном итоге ее выпадение. Д л я п р е о д о л е н и я этой

п о л и м е р н о м цементе, так как в этом случае адгезион­

трудности было предложено п р и м е н е н и е пломбиро­

ное с о е д и н е н и е с д е н т и н о м будет испытывать мень­

вочного материала с н и з к и м модулем упругости (нап­

шие н а п р я ж е н и я .

бов действие

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

172

Остается

особый

вопрос

в

применении новых

двухстадийных и о д н о с т а д и й н ы х адгезивов для денти­ на, к о т о р ы й требует доказательств долговечности ад­ г е з и о н н о г о с о е д и н е н и я в к л и н и ч е с к и х условиях, по­ лученных

с

этими

препаратами.

К

сожалению

и з м е р е н и я а д г е з и о н н о й п р о ч н о с т и при р а с т я ж е н и и или сдвиге in vitro, к а к б ы л о п о к а з а н о , не дают п р я м ы х

Клиническое значение В о з м о ж н о с т и п р и м е н е н и я в к л и н и к е адгезионных пре­ паратов значительно расширились, это связано с большей уверенностью в успехе при работе с ними в клинике.

ответов на э ф ф е к т и в н о с т ь п р е п а р а т о в в к л и н и к е . Существует

альтернативный

метод,

заключаю­

щийся в использовании стеклоиономерных цементов

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

в качестве а д г е з и о н н о с о е д и н е н н о й с д е н т и н о м осно­ вы под к о м п о з и т н ы е п л о м б ы ; в ряде к л и н и ч е с к и х ис­

Armstrong SR, Keller J C , Boyer DB (2001) The influence

с л е д о в а н и й б ы л о п о к а з а н о , что т а к о й метод эффекти­

of water storage and C-factor on the dentin—resin

вен,

composite

несмотря

на

низкий

показатель

прочности

а д г е з и о н н о й связи этих ц е м е н т о в с д е н т и н о м .

microtensile bond

strength

and debond

pathway utilizing a filled and unfilled adhesive resin D e n t Mater 17: 268-276

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Bouillaguet S et al (2001) Bond strength of composite to

Существует м н о г о р а з л и ч н ы х д е н т и н н ы х адгезивов, и

C h o i KK, C o n d o n JR, Ferracane JL (2000) The effect of

каждый из них обладает с в о и м и у н и к а л ь н ы м и свой­

adhesive thickness on polymerization contraction stress

dentin using conventional, one-step, and self-etching adhesive systems. J Dent 29: 55—61

ствами. Последнее п о к о л е н и е этих препаратов весьма п е р с п е к т и в н о , так к а к с их п р и м е н е н и е м отсутствие механической

р е т е н ц и и уже

не

является

ведущим

ф а к т о р о м в случае неудачи; о д н а к о еще н е в о з м о ж н о добиться н а д е ж н о й

краевой г е р м е т и з а ц и и с исполь­

з о в а н и е м адгезионных п р е п а р а т о в для д е н т и н а всех к л и н и ч е с к и х ситуациях.

во

of composite. J Dent Res 79: 812-817 Council for Dental Materials, Instruments and Equipmeni (1987) D e n t i n e bonding systems: an update. J Am Dent Assoc 114: 91-95 Davidson CL et al (1984) The competition between \k composite—dentin bond strength and the polymerisa­ tion contraction stress. J Dent Res 63: 1396-1399

АДГЕЗИВЫ ДЛЯ ЭМАЛИ И ДЕНТИНА

Erickson RL (1992) Surface interactions of dentin adhesive Gwinnett AJ (1992) Moist versus dry dentin: its effect on shear bond strength. Am J D e n t 5: 127-129

specimens. J D e n t 26: 379-385 Pashley D H , Carvalho R M (1997) D e n t i n e permeability

Johnson G H , Powell LV, G o r d o n GE (1991) D e n t i n bond­ ing systems: a review of current products and tech­ niques. J Am D e n t Assoc 122: 34—41

and dentine adhesion. J D e n t 25: 355—372 Perdigao J et al (2000) N e w trends in dentin/enamel adhe­ sion. Am J D e n t 13: 2 5 D — 3 0 D (special issue)

Kanca J (1992) Resin bonding to wet substrate I. Quintes­

Tay FR et al (2000) An ultrastructural study of the influ­ ence of acidity of self-etching primers a n d smear layer

sence Int 23: 39-41 Moll K, Haller В (2000) Effect of intrinsic a n d extrinsic moisture on bond strength to dentine. J Oral Rehabil 27:150-165 promotion

Nakabayashi N, Watanabe A, Arao T (1998) A tensile test to facilitate identification of defects in dentine b o n d e d

materials. Oper D e n t 5: 81-94

Nakabayashi N,

173

thickness on bonding to intact dentin. J Adhesive D e n t 2:83-98 Van Meerbeek В et al (1998) T h e clinical performance of

Kojima K, of

adhesion

M a s u h a r a E (1982) T h e by

the

infiltration

of

monomers i n t o t o o t h substrates. J B i o m e d M a t e r Res 16: 265-273

adhesives. J Dent 26: 1-20 Van N o o r t R et al (1989) A critique of bond strength meas­ urements. J D e n t 17: 61—67 Watts A, Paterson RC (1991) A review of current propri­ etary bonding systems. Restorative D e n t Aug: 56-61

medwedi.ru

Глава 2 . 6 .

ЭНДОДОНТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

ВВЕДЕНИЕ

Изоляция пульпы Е щ е в 1859 году с э р J o h n Tomes

заявил, что «лучше

Э н д о д о н т и я имеет дело с м о р ф о л о г и е й , ф и з и о л о г и е й

о с т а в и т ь с л о й п и г м е н т и р о в а н н о г о д е н т и н а для заши­

и п а т о л о г и е й пульпы зуба и т к а н е й , о к р у ж а ю щ и х ко­

ты п у л ь п ы , ч е м п о д в е р г а т ь с я р и с к у принести в жерт­

р е н ь зуба.

Э н д о д о н т и ч е с к о е л е ч е н и е н а п р а в л е н о на

ву зуб». На о с н о в а н и и с о б с т в е н н ы х наблюдений он

с о х р а н е н и е зуба после п о в р е ж д е н и я пульпы и приле­

п р и ш е л к выводу, что и з м е н и в ш и й с я в цвете и деми­

гающих околокорневых тканей.

н е р а л и з о в а н н ы й д е н т и н м о ж е т б ы т ь оставлен в глу­

применение

стоматологических

Лечение

включает

материалов,

в том

б о к и х п о л о с т я х зуба под п л о м б о й , и часто с удовлет­

числе для з а щ и т н о г о п о к р ы т и я в с к р ы т о й витальной

ворительными

пульпы, г е р м е т и з а ц и и корневого к а н а л а после удале­

э ф ф е к т и в н о , е с л и п о д о з р е в а ю т н а л и ч и е микров­

н и я пульпы, для л е ч е н и я с и л ь н о р а з р у ш е н н о г о зуба

скрытий пульпы.

после т р а в м ы , а также в о с с т а н о в л е н и я к о р о н к и зуба с

привести к вскрытию пульпы,

помощью

ш е н и ю с и т у а ц и и . М н о г и м и р а б о т а м и было показа­

эндодонтических штифтов

и

культевых

вкладок ( Р и с . 2.6.1).

результатами.

Это

особенно

Удаление т а к о г о дентина может

н о , что д е м и н е р а л и з о в а н н ы й ,

что приведет к ухуд­ м а л о инфицирован­

н ы й д е н т и н может п о д в е р г н у т ь с я реминерализации. к а к т о л ь к о и с т о ч н и к и н ф е к ц и и будет устранен. Об­

ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ВИТАЛЬНОЙ ПУЛЬПЫ

наружить деминерализованный дентин,

который

еще не п о р а ж е н к а р и е с о м , м о ж н о п р и помощи кра­ сителей.

Н а л о ж е н и е соответствующего

материал

н е п о с р е д с т в е н н о на д е м и н е р а л и з о в а н н ы й дентин обычно

называют

непрямым

покрытием

пульпы

( Н П П ) , хотя е д и н о г о м н е н и я по поводу клинической Различают две о с н о в н ы х п р и ч и н ы в с к р ы т и я пульпы, а именно: •

к а р и е с зуба и патологическая стираемость т к а н е й зуба;

•

случайное в с к р ы т и е во в р е м я п р е п а р и р о в а н и я зу­ ба и в результате т р а в м ы . В обоих случаях требуется п р о в е д е н и е корригиру­

ю щ е г о л е ч е н и я для с о х р а н е н и я зуба. Характер этого л е ч е н и я зависит о т п р и ч и н ы п о в р е ж д е н и я пульпы.

о ц е н к и э т о й м а н и п у л я ц и и еще не существует. Неп­ р я м о е п о к р ы т и е н а п р а в л е н о на с о х р а н е н и е виталь­ н о с т и п у л ь п ы и, о с о б е н н о в тех случаях, когда удале­ н и е всего п о р а ж е н н о г о приводить

к ее

к а р и е с о м д е н т и н а может

вскрытию.

н е в с к р ы т о й пульпы зуба

О с н о в н о й признак

— это отсутствие крови

в б л и з и п у л ь п о в о й к а м е р ы . П р и о б р а б о т к е кариозной п о л о с т и к р а й н е в а ж н о , ч т о б ы была удалена инфек­ ц и я и п р и н я т ы с о о т в е т с т в у ю щ и е м е р ы , предотвра­ щ а ю щ и е ее р е ц и д и в . Э т о м о ж е т б ы т ь достигнуто пу-

ЭНДОДОНТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

175

5 мкм

Рис.

2.6.2.

Трансмисионная электронная м и к р о с к о п и я

участка зуба, показывающая глубину проникновения кисло­ ты в дентин и большее увеличение зоны с дентинным ка­ Рис. 2 . 6 . 1 . Схематическое и з о б р а ж е н и е зуба с з а п л о м б и ­

нальцем при рассмотрении от непротравленного к протрав­

рованными каналами

л е н н о м у дентину

тем применением а н т и б а к т е р и а л ь н о й п р о к л а д к и из гидроксида к а л ь ц и я и л и ц и н к - о к с и д - э в г е н о л ь н о г о цемента, с т и м у л и р у ю щ е й о б р а з о в а н и е в т о р и ч н о г о дентина. Разумеется, что п о л и м е р н ы е к о м п о з и т ы не должны накладываться н е п о с р е д с т в е н н о на проклад­ ку с эвгенольной о с н о в о й , т а к к а к о н а м о ж е т нару­ шать процесс п о л и м е р и з а ц и и .

кает на глубину всего лишь нескольких микрон, и это не может вызывать некротических изменений в пульпе зуба (Рис. 2.6.2). Что касается вопроса образования вторич­ ного дентина, то все больше появляется в литературе све­ дений о том, что гидроксид кальция не единственный препарат, обладающий стимулирующим свойством.

С появлением адгезивных стоматологических ма­ териалов открылась новая в о з м о ж н о с т ь в л е ч е н и и ка­ риеса зубов — после в н е с е н и я ц е м е н т а с г и д р о к с и д о м кальция накладывается а д г е з и о н н а я п р о к л а д к а из стеклоиономерного и л и м о д и ф и ц и р о в а н н а я полиме­ ром стеклоиономерного цемента. Альтернативой это­ му может быть п р и м е н е н и е п о л и м е р н ы х к о м п о з и т о в в сочетании с д е н т и н н ы м и адгезивами. Цель этих ин­ новаций заключается в с о з д а н и и п р о т и в о м и к р о б н о г о барьера в сочетании с в ы с о к о а д г е з и в н ы м г е р м е т и к о м , препятствующим п р о н и к н о в е н и ю бактерий в д е н т и н и пульпу зуба, что способствует с о х р а н е н и ю ее жизне­ деятельности. Гидроксид к а л ь ц и я в этих случаях дол­ жен наноситься по в о з м о ж н о с т и в м и н и м а л ь н о м ко­ личестве, с тем, чтобы к а к м о ж н о б о л ь ш а я площадь дентина осталась доступной д л я п о с л е д у ю щ е й связи со стеклоиономерными ц е м е н т а м и и л и п о л и м е р н ы м и композитами. Сравнительно недавно был предложен метод прямо­ го нанесения препаратов адгезионной системы для гер­ метизации дентина путем создания гибридной зоны. Этим методом предупреждается появление повышенной чувствительности зуба и обеспечивается надежная защи­ та от микробной инвазии. Однако много специалистов выступают против использования кислотного протрав­ ливания дентина вблизи от пульпы. В тоже время, име­ ются данные и о том, что кислота в таком случае прони­

Клиническое значение Важнейшим свойством стоматологических материалов для непрямого защитного покрытия пульпы является их биосов­ местимость. При отсутствии микроорганизмов и блокирова­ нии микропроницаемости дентина эти материалы могут сти­ мулировать образование вторичного дентина.

Прямое покрытие пульпы П р я м о е п о к р ы т и е пульпы — это п о в я з к а на вскрытую пульпу с целью с о х р а н е н и я ее ж и з н е с п о с о б н о с т и . Вскрытие пульпы может п р о и з о й т и п р и препарирова­ н и и твердых т к а н е й зуба и л и травме, и ее дальнейшее состояние будет зависеть от э ф ф е к т и в н о с т и принятых мер по предупреждению п о п а д а н и я в нее бактерий. Н е с м о т р я на п р о д о л ж а ю щ и е с я дискуссии по вопросу с о х р а н е н и я пульпы, б о л ь ш и н с т в о специалистов пола­ гают, что гидроксид к а л ь ц и я является одним из луч­ ш и х препаратов для з а к р ы т и я о б н а ж е н н о й пульпы. О д н а к о с у щ е с т в у е т м н е н и е , что у с п е ш н о е эн­ д о д о н т и ч е с к о е л е ч е н и е н а м н о г о л у ч ш е непредска­ зуемых р е з у л ь т а т о в л е ч е н и я в с к р ы т о й п у л ь п ы пу­ тем

защитного

medwedi.ru

ее

покрытия,

которое

может

в

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

176

к о н е ч н о м итоге п р и в е с т и к ее р е з о р б ц и и , воспале­

Цементы из гидроксида кальция

н и ю и л и н е к р о з у . Тем н е м е н е е , у м о л о д ы х л и ц сох­ р а н е н и е п у л ь п ы о б е с п е ч и в а е т н о р м а л ь н о е разви­

П е р в ы м в и д о м препарата была жидкая паста гидрок­

тие зубов и не допускает их о с л а б л е н и я , которое

сида к а л ь ц и я , с о с т о я в ш а я из смеси гидроксида каль­

может в о з н и к н у т ь в результате

лечения корневых

каналов.

ц и я и воды. С п а с т о й б ы л о легче работать, если в нее д о б а в л я л и метилцеллюлозу. В начале

Практика

показывает,

если

прямое

60-х годов был

покрытие

создан ц е м е н т гидроксида к а л ь ц и я , способный отве­

пульпы к а к метод л е ч е н и я я в л я е т с я с о м н и т е л ь н ы м , т о

рждаться до твердого с о с т о я н и я . В этом цементе ок­

и с п о р н ы м будет в ы б о р подходящего материала для

сид к а л ь ц и я реагировал

этой ц е л и .

присутствии сульфонамидотолуольного пластифика­

П о своему н а з н а ч е н и ю материал д л я пок­

рытия пульпы рассматривается, как

раневая повязка

с салициловым эфиром в

тора с о б р а з о в а н и е м хелатных связей (см. раздел 2.4.).

на в с к р ы т у ю пульпу. Такой материал л и б о п а с с и в н о

Такие т в е р д е ю щ и е ц е м е н т ы выпускаются

отделяет пульпу от в н е ш н е й среды, з а щ и щ а я от про­

к о м п л е к т а , с о с т о я щ е г о из двух и л и одной пасты, со­

н и к н о в е н и я м и к р о б о в , л и б о о н вызывает определен­

д е р ж а щ и х г и д р о к с и д к а л ь ц и я в качестве наполнителя

ные изменения в ней.

в диметакрштатном с в я з у ю щ е м , полимеризующимся

Существуют д а н н ы е о том, что пульпа имеет спо­

в виде

под д е й с т в и е м света.

с о б н о с т ь з а щ и щ а т ь себя барьером и з с о е д и н и т е л ь н о й

Проблема с неотверждающимися формами гидрок­

т к а н и , к о т о р ы й со в р е м е н е м п р е в р а щ а е т с я в твердую

сида кальция состояла в том, что о н и постепенно раст­

ткань.

ворялись под п л о м б а м и , что ухудшало

Образованию

твердой

ткани

предшествуют

функциональ­

слабые р а з д р а ж е н и я пульпы, п р и в о д я щ и е к поверхно­

ное качество всего восстановления. Отверждаюшиеся

стному к о а г у л я ц и о н н о м у некрозу. И с х о д я из этого,

цементы, обладающие более н и з к о й растворимостью,

материал для п о к р ы т и я п у л ь п ы д о л ж е н обладать сле­

стали все чаще использоваться в клинической практи­

дующими свойствами:

ке. Н у ж н о отметить, что при создании цемента гидрок­ сида кальция перед производителем стояла нелегкая

•

• •

стимулировать п р о ц е с с б и о л о г и ч е с к о г о инкапсу­

задача п р и д а т ь этому материалу сбалансированные

л и р о в а н и я в т к а н я х пульпы, в результате которого

свойства — обладать достаточно высокой раствори­

образуется

мостью, необходимой для сохранения его терапевти­

поверхностный

минерализованный

слой;

ческого действия, и в тоже время иметь устойчивые ха­

не о к а з ы в а т ь ни с и с т е м н о г о , ни л о к а л ь н о г о по­

рактеристики для п р о т и в о с т о я н и я растворению под

бочного д е й с т в и я п р и с о х р а н е н и и пульпы;

пломбой. В литературе, однако, еще много дискуссий

з а щ и т и т ь пульпу от п р о н и к н о в е н и я в нее микро­

по вопросу о том, необходимо ли материалам для

организмов.

щ и т н о г о п о к р ы т и я пульпы обладать свойствами, сти­

за­

мулирующими образование вторичного дентина. Д р у г и м и с л о в а м и материал для п о к р ы т и я пульпы

К а к уже б ы л о отмечено р а н е е , п р и

контакте с

д о л ж е н взаимодействовать с н е й т а к и м образом, что­

пульпой, паста вызывает н е к р о т и ч е с к и е изменения в

бы и н и ц и и р о в а т ь о б р а з о в а н и е твердой т к а н и и, когда

п о в е р х н о с т н о м слое пульпы (1,0-1,5 м м ) , который за­

этот п р о ц е с с п р и о с т а н о в и л с я , сохранять свою защит­

тем п о с т е п е н н о п р е в р а щ а е т с я в кальцифицирован-

ную роль.

ную ткань. Э к с п е р и м е н т ы с и с п о л ь з о в а н и е м радиоак­

Е с л и пульпа была в с к р ы т а в результате к а р и о з н о г о процесса,

процедура защитного

покрытия пульпы

тивного

кальция

в

составе

пасты

показали, что

к а л ь ц и е в ы е с о л и , необходимые для минерализации

п р о т и в о п о к а з а н а . И н ф и л ь т р а ц и я б а к т е р и й в пульпу

д е н т и н н о г о м о с т и к а , поступают

является н е о б р а т и м ы м п р о ц е с с о м и

тканевых ж и д к о с т е й пульпы. С образованием дентин-

поэтому един­

не из цемента, а из'

с т в е н н ы м р е ш е н и е м в э т о м случае я в л я е т с я п о л н а я

п о д о б н о г о вещества,

п у л ь п э к т о м и я (удаление пульпы).

ка р а з д р а ж е н и я , а ф о р м и р о в а н и е твердой ткани прек­ ращается.

Материалы для покрытия пульпы

Полагают,

пульпа изолируется от источни­ что

высокое

значение рН

к а л ь ц и й - г и д р о к с и д н о г о ц е м е н т а вызывает такую ре­ а к ц и ю пульпы, а также это т е с н о с в я з а н о с его анти­ микробными свойствами.

До недавнего в р е м е н и е д и н с т в е н н ы м материалом, ко­ т о р ы й удовлетворял т р е б о в а н и я м з а щ и т н о г о покры­

Адгезионные системы для дентина

т и я пульпы, был ц е м е н т из гидроксида к а л ь ц и я , кото­ р ы й впервые был и с п о л ь з о в а н д л я этой ц е л и в 30-х

Д и с к у с с и и о п р и м е н е н и е адгезионных к дентину ма­

годах. О д н а к о в н а с т о я щ е е в р е м я п р е д п о ч т е н и е отда­

териалов в качестве препарата для п р я м о г о покрытия

ется п р е п а р а т а м д л я адгезионного с о е д и н е н и я с ден­

пульпы еще более п р о т и в о р е ч и в ы по сравнению с

тином.

п р и м е н е н и е м для этой ц е л и препаратов гидроксида

ЭНДОДОНТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

кальция, и этот вопрос находится в стадии интенсив­ ных исследований. К а к б ы л о о т м е ч е н о Stanley в 1998 г., результаты и с с л е д о в а н и й п о с л е д н и х лет по защит­ ному покрытию пульпы весьма н е о д н о р о д н ы , а иног­ да и некорректны, что с н и ж а е т у в е р е н н о с т ь практику­ ющих врачей

в

возможности

применения

этого

177

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПЛОМБИРОВАНИЯ КОРНЕВЫХ КАНАЛОВ

метода лечения. П о э т о м у требуются д о п о л н и т е л ь н ы е исследования для того, чтобы сделать о п р е д е л е н н о е заключение по д а н н о м у вопросу. П р и в с к р ы т о й пуль­

Задачами с о в р е м е н н о г о н е о п е р а т и в н о г о э н д о д о н т и -

пе очень важно д о с т и ч ь гемостаза, для чего рекомен­

ческого л е ч е н и я я в л я ю т с я :

дуется использование слабого раствора гипохлорита

•

натрия ( 1 % и л и м е н е е ) . Е с л и к р о в о т е ч е н и е не оста­ навливается в течение о д н о й м и н у т ы , то п о к а з а н о э н додонтическое л е ч е н и е .

Обеспечить чистоту к о р н е в о г о канала. Ц е л ь состо­ ит в с н и ж е н и и числа бактерий до н е п а т о г е н н о г о уровня.

•

Обеспечить «апикальную герметизацию». Это пре­ дупреждает поступление ж и д к о с т е й , к о т о р ы е мо­

Неясным и д и с к у с с и о н н ы м остается вопрос о воз­ можности н е п о с р е д с т в е н н о г о н а н е с е н и я д е н т и н н о г о

гут стать питательной средой

адгезива с п р и м е н е н и е м

м о в , а также выход токсических веществ из канала

тотального п р о т р а в л и в а н и я

и их поступление в п е р и а п и к а л ь н ы е т к а н и .

дентина, и он требует д о п о л н и т е л ь н ы х и с с л е д о в а н и й . Как сообщают н е к о т о р ы е авторы, о п р е д е л е н н ы й ус­

для микроорганиз­

•

Обеспечить

«коронковую

герметизацию».

Она

пех был достигнут п р и п р я м о м п о к р ы т и и пульпы та­

предупреждает п о в т о р н о е попадание микроорга­

кими препаратами без к и с л о т н о г о п р о т р а в л и в а н и я ,

н и з м о в из п о л о с т и рта.

или адгезивами, не т р е б у ю щ и м и э т о й стадии, (самоп­ ротравливающие п р а й м е р ы ) , и, н е с м о т р я на то, что фосфорная кислота может действовать к а к эффектив­ ный гемостатик. О д н а к о результаты, п о л у ч е н н ы е от­ дельными с п е ц и а л и с т а м и , еще не могут служить обос­ нованием для о б о б щ а ю щ е й р е к о м е н д а ц и и по этой

Обтурационные штифты Гуттаперча (ГП)

проблеме. Поэтому неудивительно, что б о л ь ш а я часть

Гуттаперча представляет собой каучук, собираемый с

врачей стоматологов продолжает и с п о л ь з о в а т ь гид­

деревьев вида Taban. Она была введена в С о е д и н е н н о м

роксид кальция до н а н е с е н и я д е н т и н н о г о адгезива.

Королевстве в 1843 году и с тех п о р используется в э н додонтии более ста лет. Каучук представляет собой по­ л и м е р ы и з о п р е н а (2-метил-1,3-бутадиен), а изопрен

Неудачи после прямого покрытия пульпы

имеет пространственные изомеры и

может иметь раз­

личную структуру, несмотря на один и тот же состав (Рис. 2.6.3). Если группа С Н 3 и атом Н располагаются с

Неудачи после п р я м о г о п о к р ы т и я пульпы могут воз­

о д н о й и той же стороны изопренового изомера, он на­

никать по следующим п р и ч и н а м :

зывается г<ис-структурой, а получаемый

1. Хроническое воспаление пульпы. П р и в о с п а л е н и и ее

(<ис-изопреном, известный также под названием нату­

заживление н е в о з м о ж н о , в этих случаях п о к а з а н а

ральный каучук. Если группа С Н 3 и атом Н располага­

полная пульпэктомия.

ются на противоположных сторонах изопренового изо­

2. Экстрапульпарный сгусток крови.

Такой

кровяной

сгусток предупреждает к о н т а к т з д о р о в о й т к а н и пульпы с цементом и препятствует процессу за­ живления раны. 3. Некачественное

пломбирование.

Если

пломба

не

обеспечивает г е р м е т и з а ц и и , п р о н и к н о в е н и е бак­ терий приведет к ее р а з р у ш е н и ю .

полимер —

мера, он называется т/ад«с-структурой, а производный п о л и м е р — т ^ а н с - и з о п р е н о м и известен под названием гуттаперча (Рис. 2.6.4).

Различные к о н ф и г у р а ц и и по­

лимера в значительной мере определяют их свойства. В «мс-форме атом водорода и м е т а л ь н а я группа препят­ ствуют п л о т н о й упаковке, поэтому п р и р о д н ы й каучук а м о р ф е н , мягок и в ы с о к о эластичен, в то время как гут­ таперча кристаллизуется (до 60%

кристаллической

Клиническое значение

ф о р м ы ) , образуя твердый и ж е с т к и й полимер.

Долгосрочный успех прямого покрытия пульпы зависит не только от реакций, вызываемых в ней с а м и м матери­ алом, но и от возможности врача-стоматолога предуп­ редить возникновение микропроницаемости и обеспе­ чить сохранение герметичности краевого прилегания.

ются в твердый материал после вулканизации, которая

П р и р о д н ы е каучуки, мягкие и л и п к и е , превраща­ была открыта Charles Goodyear в 1839 году (см. раз­ дел 1.2.). Вулканизация включает нагревание полиме­ ра в присутствии серы в количестве нескольких мас­ совых

medwedi.ru

процентов.

Отверждение

п р о и с х о д и т из-за

178

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

р а з м я г ч е н н о м горячем с о с т о я н и и . Эта методика была в п е р в ы е разработана в 1978 году. В д а л ь н е й ш е м она была м о д е р н и з и р о в а н а путем и с п о л ь з о в а н и я пласт­ массовых н о с и т е л е й - с т е р ж н е й (Thermofil) и инъекци­ о н н ы х пистолетов (Obtura) д л я в в е д е н и я размягчен­ н о й гуттаперчи. О д н а к о п р и ш и р о к о м

апикальном

о т в е р с т и и и м е е т с я о п а с н о с т ь выхода материала за верхушку к о р н я . А л ь т е р н а т и в н ы й подход с о с т о и т

в растворении

гуттаперчи в х л о р о ф о р м е или к с и л о л е . Он размягчает ее и обеспечивает плотное п р и л е г а н и е к стенкам ка­ нала, п о в т о р я я его анатомическую форму. Однако раз­ м е р н а я стабильность материала может нарушаться по о к о н ч а н и и и с п а р е н и я растворителя, к р о м е того, име­ ются о п а с е н и я , с в я з а н н ы е с в о з м о ж н ы м цитотоксич е с к и м э ф ф е к т о м растворителей. О с н о в н о й ф о р м о й использования гуттаперчи явля­ ются гуттаперчевые ш т и ф т ы или обтураторы, которые размягчаются, к о м п а к т н о уплотняются при горячей вертикальной и латеральной к о н д е н с а ц и и . Состав гут­ таперчевых ш т и ф т о в , выпускаемых различными про­ изводителями не одинаков, наиболее т и п и ч н ы е их ва­

Рис. 2.6.3. Структура изопрена, цис-изомера и транс-изо­ мера изопрена, на которых основаны природный каучук и гуттаперча

р и а н т ы приведены в

Таблице 2.6.1. Дополнительные

ингредиенты вводятся для устранения присущей каучу­ ку хрупкости и для п р и д а н и я рентгеноконтрастности.

Металлические штифты образования

серных мостиков

или

поперечных

связей

между ц е п о ч к а м и п о л и м е р а , не д а в а я молекулам по­

М е т а л л ы , в к л ю ч а я золото, о л о в о , с в и н е ц , медную

л и м е р а с к о л ь з и т ь друг о т н о с и т е л ь н о друга. Попереч­

амальгаму и серебро п р о д о л ж и т е л ь н о е время исполь­

н о - с ш и т ы й каучук

зовали в качестве материалов д л я п л о м б и р о в а н и я кор­

используют д л я п р о и з в о д с т в а ре­

з и н о в ы х к о ф ф е р д а м о в и перчаток. Гуттаперча я в л я е т с я т е р м о п л а с т и ч е с к и м материа­

невых к а н а л о в . О д н о время ч а щ е всего использова­ лись

серебряные

штифты

из-за

своего

л о м , к о т о р ы й размягчается п р и 60-65°С и расплавля­

б а к т е р и ц и д н о г о д е й с т в и я . Серебро более жесткий и

ется п р и температуре о к о л о 100°С, п о э т о м у ее н е л ь з я

н е п о д а т л и в ы й материал, ч е м гуттаперча, и оно ис­

стерилизовать н а г р е в а н и е м . П р и н е о б х о д и м о с т и де­

пользовалось п р и затрудненном доступе для

з и н ф е к ц и я м о ж е т быть осуществлена в 5 % растворе

м е н т а л ь н о й о б р а б о т к и корневого канала. К сожале­

гипохлорита н а т р и я .

И с п о л ь з о в а н и я таких раствори­

н и ю , ж е с т к о с т ь с е р е б р а делает н е в о з м о ж н ы м его

телей, к а к а ц е т о н а и спирта, следует избегать, пос­

п л о т н о е п р и л е г а н и е к с т е н к а м к а н а л а и поэтому ос­

кольку о н и а б с о р б и р у ю т с я гуттаперчей, в ы з ы в а я ее

новная роль

набухание, а затем после и с п а р е н и я гуттаперча возв­

для герметизации. Другие

р а щ а е т с я к и с х о д н о м у с о с т о я н и ю , что приведет к на­ р у ш е н и ю г е р м е т и ч н о с т и з а к р ы т и я а п и к а л ь н о г о отве­ р с т и я . П р и в о з д е й с т в и и светом гуттаперча о к и с л я е т с я и становится хрупкой.

Поэтому важно проверить

э л а с т и ч н о с т ь ш т и ф т о в до их п р и м е н е н и я . Гуттаперча может п р и н и м а т ь две р а з л и ч н ы е струк­ турные ф о р м ы .

П р и в ы с о к о й температуре ц е п о ч к и

гуттаперчи п р и н и м а ю т вытянутую форму, к о т о р а я мо­ жет б ы т ь сохранена п р и б ы с т р о м охлаждении, так что о н а образует к р и с т а л л и ч е с к у ю В-фазу, в то в р е м я к а к п р и более м е д л е н н о м охлаждении образуется более п л о т н а я а - ф а з а ( Р и с . 2.6.4). Гуттаперча а - ф а з ы имеет л у ч ш и е т е р м о п л а с т и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и , и поэто­ му ее п р е д п о ч и т а ю т у п л о т н я т ь в к о р н е в о м к а н а л е в

инстру­

п р и н а д л е ж и т ц е м е н т а м , используемы! н е д о с т а т к и серебряны!

ЭНДОДОНТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

179

к апикальному о к р а ш и в а н и ю мягких т к а н е й , к р о м е того, их трудно удалять при п о в т о р н о м л е ч е н и и . Од­ нако к о р р о з и ю

может

предупреждать

покрытием

штифта герметиком в пределах к о р н е в о г о канала, та­ ким образом, он будет со всех сторон окружен герме­ тизирующим ц е м е н т о м . Акриловые и л и т и т а н о в ы е ш т и ф т ы , к о т о р ы е се­ годня заменили с е р е б р я н ы е ш т и ф т ы ,

к о р р о з и и не

поддаются.

ЦЕМЕНТЫ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ КОРНЕВОГО КАНАЛА Герметик или у п л о т н и т е л ь для к о р н е в о г о к а н а л а дол­ жен обладать с л е д у ю щ и м и с в о й с т в а м и : • легкость в и с п о л ь з о в а н и и ; • отсутствие воздушных п у з ы р ь к о в и г о м о г е н н о с т ь при смешивании; • растекание до т о л щ и н ы т о н к о й п л е н к и ;

Р и с . 2.6.4. Структура цис-изопрена (натуральный каучук) и а - ф а з ы и (3-фазы транс-изопрена (гуттаперча)

• быть не р а с т в о р и м ы м ; • хорошо прилегать к с т е н к е канала; • обеспечивать р е н т г е н о к о н т р а с т н о с т ь ; • быть биосвместимым ; • обладать б а к т е р и ц и д н о с т ь ю

или, по к р а й н е й ме­

•

ре, бактериостатичностью; • при необходимости л е г к о удаляться из канала.

•

Общепризнанно, что гуттаперчевые ш т и ф т ы ис­ пользуются в сочетании с ц е м е н т о м , к о т о р ы й необхо­ дим для

п о л и м е р н ы е ц е м е н т ы (АН Plus, Dentsply; Diaket, ESPE);

•

заполнения пространств между ш т и ф т о м и

стенкой корневого канала, предупреждая, т а к и м обра­

ц е м е н т ы , содержащие гидроксид к а л ь ц и я (Apexit, Ivoclar; Sealapex, Kerr); с т е к л о и о н о м е р н ы е цементы (Ketac E n d o , ESPE; Endion, Voco);

•

зом, проникновение м и к р о о р г а н и з м о в . Он также сма­

п о л и д и м е т и л с и л о к с а н ы (RCA RoekoSeal, Roeko). Н и ж е приводится краткое о п и с а н и е составов наи­

зывает штифты в процессе их у п л о т н е н и я , з а п о л н я я

более

неровности канала и б о к о в ы е к а н а л ь ц ы .

ных ц е м е н т о в , затем обсуждаются некоторые их свой­

Использование ц е м е н т о в для герметизации корне­ вого канала без обтурирующих ш т и ф т о в не рекомен­ дуется. При внесении ц е м е н т о в в канал б о л ь ш о й мас­

широко применяемых цинк-оксид-эвгеноль-

ства и, н а к о н е ц ,

подводится итог их клинического

применения.

дении. В дополнение к этому, д о в о л ь н о трудно опре­

Цементы на цинк-оксид-эвгенольной основе

делить адекватное з а п о л н е н и е канала, к тому же суще­

Существует м н о г о ц е м е н т о в на основе оксида цинка,

сой,

они

подвергаются

более

интенсивному

растворению и дают и з б ы т о ч н у ю усадку п р и отверж­

ствует опасность выхода цемента за верхушку к о р н я в

используемых с эвгенолом,

окружающие ткани.

р а з л и ч н ы м и д о б а в к а м и , чтобы придать свойства, не­

В настоящее время п р и н я т о считать, что заполне­

обходимые

для

которые модифицируют

герметизации

корневых

каналов

ние канала цементом не может гарантировать от про­

(см. раздел 2.4.). Существуют три о с н о в н ы х причины

ницаемости тканей зуба, и поэтому о с н о в н о е внима­

для введения

ние

для к о р н е в ы х к а н а л о в , а и м е н н о :

уделяется

приданию

этим

материалам

притивомикробных свойств.

д о б а в о к в герметики или уплотнители

•

усилить б а к т е р и ц и д н ы е свойства;

В клинической п р а к т и к е для з а п о л н е н и я корне­

•

увеличить рентгеноконтрастность;

вых каналов используется большое количество мате­

•

риалов, включая: • цинк-оксид-эвгенольные Tubliseal, Kerr);

улучшить адгезию к стенке канала. П о д о б н о ц и н к - о к с и д - э в г е н о л ь н о м у цементу, ис­

цементы

(например,

пользуемому в качестве прокладок в пломбируемых полостях зубов и временных пломб, многие герметики

medwedi.ru

180

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Размер ч а с т и ц в приведенных выше составах дос­

с о с т о я т из п о р о ш к а , к о т о р ы й с м е ш и в а ю т с жид­ костью. П о л н ы й п е р е ч е н ь и н г р е д и е н т о в , одного и з

таточно

ш и р о к о употребляемых материалов ( о с н о в а н н о г о н а

к о н с и с т е н ц и ю смеси, и о с о б е н н о если тщательно не

большой,

что

обусловливает

песочную

составе, п р е д л о ж е н н о м Rickert в 1931 году) представ­

п е р е м е ш и в а т ь шпателем. Для преодоления этого не­

л е н в Таблице 2.6.2. П о р о ш о к , в о с н о в н о м , состоит из

достатка б ы л и разработаны системы паста-паста, ко­

о к с и д а ц и н к а , к к о т о р о м у д о б а в л е н о серебро для уве­

торые стали пользоваться большим спросом. Типич­

л и ч е н и я р е н т г е н о к о н т р а с т н о с т и . С м о л а действует к а к

н ы й состав такого цемента для корневых канатов

п л а с т и ф и к а т о р , а с о е д и н е н и е йода (соль й о д и с т о в о -

представлен в Таблице 2.6.4.

д о р о д н о й к и с л о т ы ) в качестве а н т и с е п т и к а . О т р и ц а т е л ь н о е качество этого состава состоит в

Полимеры

том, что серебро с п о с о б н о в ы з ы в а т ь о к р а ш и в а н и е д е н т и н а , что п р и в о д и т к и з м е н е н и ю цвета к о р о н к и зу­

П р е и м у щ е с т в о п о л и м е р н ы х систем заключается в

ба. В г е р м е т и з и р у ю щ е м ц е м е н т е или герметике Gross­

том, что путем и з м е н е н и я химического состава этих

m a n (Таблица 2.6.3) вместо серебра используются д и н е н и я бария или висмута.

сое­

материалов м о ж н о л е г к о добиться короткого времени от верждения и в то же время сохранить достаточно п р о д о л ж и т е л ь н о е рабочее время. Эти материалы не содержат грубых частиц

и, следовательно,

имеют

однородную консистенцию. Из использующихся в настоящее время материа­ л о в достаточно продолжительное рабочее время име­ ют две п о л и м е р н ы е с и с т е м ы : э п о к с и а м и н н ы й поли­ мер

(АН

Plus,

Dentsply

De

Trey,

Германия) и

п о л и в и н и л о в ы й п о л и м е р (Diaket, ESPE, Германия). Обе эти системы имеют о ч е н ь с л о ж н ы й состав. В Таб­ лице 2.6.5 приведена к о м п о з и ц и я АН Plus. Этот мате­ риал отверждается по р е а к ц и и полиприсоединения после с м е ш и в а н и я двух паст. Д и э п о к с и д , диглинидил о в ы й э ф и р б и с ф е н о л а - А и а м и н , л и б о 1-адамантана м и н , л и б о Ы^'-дибензил-5-оксанонан-диамин-1,9, реагируют с о б р а з о в а н и е м ол иг о меров с эпокси- и а м и н о в ы м и к о н ц е в ы м и группами, которые затем мо­ гут реагировать с другими м о н о м е р а м и или олигомерами,

к а к это п о к а з а н о в у п р о щ е н н о м виде на

Рис. 2.6.5. Это дает о ч е н ь э л а с т и ч н ы й термопластич­ н ы й п о л и м е р в ы с о к о й р а з м е р н о й стабильности, кото­ р ы й все же подвержен п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадке. Р е а к ц и я п о л и м е р и з а ц и и по механизму полиприсое­ д и н е н и я протекает в течение нескольких часов, что обеспечивает продолжительное рабочее время. Рентг е н о к о н т р а с т н ы е н а п о л н и т е л и обнаруживаются даже при т о н к о м слое н а н о с и м о г о материала. Вязкость ре­ гулируется количеством (более 76 масс.%) и типом на­ п о л н и т е л я . П р и среднем размере частиц наполнителя (менее 10 мкм)

обеспечивается з а п о л н е н и е канало!

о ч е н ь т о н к и м слоем и о д н о р о д н о й консистенцией. Главной пробл емо й этих п о л и м е р о в является высокий уровень п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки, что может нару­ шать г е р м е т и з а ц и ю а п и к а л ь н о г о отверстия.

Цементь,, с о д е р ж а в гидроксид кальция Ц е м е н т ы , с о д е р ж а щ и е гидроксид к а л ь ц и я , представ­ л е н ы в ф о р м е о с н о в н о й пасты и пасты-катализатора

ЭНДОДОНТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

181

которые с м е ш и в а ю т в о д и н а к о в ы х количествах. О н и

тимальную текучесть и в о з м о ж н о с т ь п о л у ч е н и я тол­

содержат п о л и м е р , п о д о б н ы й тому, который исполь­

щ и н ы п л е н к и в пределах 5 м к м . Благодаря э т и м свой­

зуется в

ствам материал з а п о л н я е т м е л к и е т р е щ и н ы и микро­

к о м п о з и т а х в ф о р м е паста-паста, п р и добав­

лении гидроксида к а л ь ц и я в качестве н а п о л н и т е л я

к а н а л ь ц ы . П о д о б н о о т т и с к н ы м материалам, герметик

вместо обычного с т е к л я н н о г о . С о с т а в одного из этих

для к о р н е в ы х к а н а л о в не р а с т в о р и м , сохраняет свои

материалов представлен в Таблице 2.6.6. О д н а к о в ли­

р а з м е р ы и обладает в ы с о к о й б и о с о в м е с т и м о с т ь ю . Од­

тературе еще недостаточно с в е д е н и й об их клиничес­

н а к о он не с п о с о б е н образовывать связь с д е н т и н о м и

кой эффективности. И з в е с т н о , что у этих биосовмес­

у него отсутствуют а н т и м и к р о б н ы е свойства. Его изо­

тимых материалов п р о д о л ж и т е л ь н о е рабочее время,

л и р у ю щ и е свойства о б е с п е ч е н ы х о р о ш и м прилегани­

высоко щелочная среда, к о т о р а я ингибирует жизнеде­

ем к стенке корневого канала и, в соответствие с дан­

ятельность м и к р о о р г а н и з м о в . В ч и с л е недостатков —

н ы м и п р о и з в о д и т е л я , о н дает н е б о л ь ш о е р а с ш и р е н и е

высокая растворимость, что может обусловить

появ­

ление м и к р о п р о н и ц а е м о с т и .

(0,2%) при п о л и м е р и з а ц и и . О д н а к о для р е ш е н и я воп­ роса о п р и е м л е м о с т и д а н н о г о материала д л я пломби­ р о в а н и я корневых каналов необходимы дополнитель­ ные клинические наблюдения.

Стеклоиономерные цементы Стеклоиономерные ц е м е н т ы состоят из ф т о р а л ю м о силикатного стекла, которое реагирует

с поликарбо-

новой кислотой. П о с к о л ь к у о н и дают малую усадку при отверждении и обладают у н и к а л ь н о й способ­ ностью к адгезионному с о е д и н е н и ю с д е н т и н о м и эмалью, эти материалы я в л я ю т с я х о р о ш и м и обтурато­ рами корневых к а н а л о в .

КЛИНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ КОРНЕВЫХ КАНАЛОВ

Вызывает удивление, что

лишь в начале 90-х годов был разработан специаль­ ный стеклоиономерный ц е м е н т д л я з а п о л н е н и я кор­

М а т е р и а л ы для к о р н е в ы х к а н а л о в контактируют с би­

невых каналов. Д л я этого б ы л и м о д и ф и ц и р о в а н ы

о л о г и ч е с к о й т к а н ь ю , не з а щ и щ е н н о й слоем эпителия,

стеклоиономерные ц е м е н т ы ,

предназначенные для

п о э т о м у их б и о с о в м е с т и м о с т ь представляет особую

пломб и прокладок, для п р и д а н и я им ряда н о в ы х

важность. Их ф и з и ч е с к и е свойства, и м е ю щ и е отно­

свойств. В итоге был получен материал с у д л и н е н н ы м

ш е н и е к д о с т и ж е н и ю герметичности а п и к а л ь н о г о от­

рабочим временем, его л е г к о стало вводить в корне­

верстия, я в л я ю т с я наиболее острой п р о б л е м о й .

вой канал, улучшилось п р и л е г а н и е к стенке корнево­ го канала, обеспечено получение малой т о л щ и н ы слоя цемента, и его рентгеноконтрастность. Э т и проблемы были решены путем с н и ж е н и я р а з м е р а ч а с т и ц стекла (менее, чем 25 мкм) и в в е д е н и е м р е т г е н о к о н т р а с т н о г о вещества. В клинике этот материал п о к а з а л обнаде­ живающие результаты. О д н а к о его рабочее время еще остается не совсем удовлетворительным, а переплом­ бирование канала о с л о ж н е н ы в ы с о к о й твердостью материала по сравнению с другими обтураторами кор­ невых каналов.

Биосовместимость О б щ е п р и н я т о , что б и о л о г и ч е с к и п р и е м л е м ы й мате­ риал д о л ж е н быть и н е р т н ы м . О д н а к о на практике не всегда этого м о ж н о достичь. П о э т о м у создатели мате­ р и а л о в стремятся

добиться благоприятного взаимов­

л и я н и я между материалом и б и о л о г и ч е с к о й средой, в к о т о р о й он находится, и которая не оказывала бы от­ рицательного в л и я н и я на сам материал. Важно, ч т о б ы материал не вызывал воспалитель­ н о й р е а к ц и и т к а н и , так к а к это может вызвать ее разд­

Полидиметилсилоксаны

р а ж е н и е , боль и н е к р о т и ч е с к и е и з м е н е н и я . Любая из этих ф о р м п р о я в л е н и я р е а к ц и й организма может при­

Этот герметик для корневых к а н а л о в представляет со­

вести в к о н е ч н о м итоге к удалению зуба.

бой модифицированный состав п о л и в и н и л с и л о к с а -

р е а к ц и е й на р а з д р а ж е н и е

Защитной

может быть образование

новых оттискных материалов, отверждаемых по реак­

промежуточного слоя твердой ткани,

ции

включающий

т о л ь к о изолирует и н о р о д н ы й материал от живой тка­

полидиметилсилоксан, с и л и к о н о в о е м а с л о , м а с л я н о е

н и , но также помогает улучшить качество апикальной

производное парафинового ряда, п л а т и н о в ы й катали­

герметизации.

полиприсоединения,

затор и двуоксид ц и р к о н и я (см. раздел 2.7. о деталях

Постоянной

который не

п р о б л е м о й эндодонтического лече­

химической реакции отверждения). Н е б о л ь ш о й раз­

н и я я в л я е т с я в о з м о ж н о с т ь рецидива и н ф е к ц и и у вер­

мер частиц наполнителя обеспечивает материалу оп­

хушки к о р н я зуба из-за присутствия там микроорга-

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

182

н и з м о в . Это диктует еще о д н о т р е б о в а н и е к материа­

Ц е м е н т ы на основе ц и н к - о к с и д - э в г е н о л а имеют

л а м для з а п о л н е н и я к о р н е в ы х к а н а л о в — обладать

с к л о н н о с т ь в ы з ы в а т ь некоторую воспалительную ре­

противомикробным действием.

а к ц и ю т к а н е й , в е р о я т н о , с в я з а н н у ю с присутствием что д о в о л ь н о трудно

свободного эвгенола. П о э т о м у важно добиваться, что­

о б ъ е д и н и т ь э т и два т р е б о в а н и я к материалу, посколь­

бы цемент не выходил за верхушку к о р н я в периапи-

М о ж н о себе п р е д с т а в и т ь ,

ку это предполагает н е о б х о д и м о с т ь учитывать

высо­

к а л ь н ы е т к а н и . Следует избегать использования мате­

кую с т е п е н ь и з б и р а т е л ь н о с т и б и о л о г и ч е с к о й реак­

риалов,

ции.

может вызвать резкую воспалительную реакцию, при­

Ведь

хорошо

известно,

что

материал,

содержащих пара-формальдегид,

который

о б л а д а ю щ и й п р о т и в о м и к р о б н ы м д е й с т в и е м , вызыва­

в о д я щ у ю к некрозу т к а н и и р е з о р б ц и и кости. Некото­

ет воспалительную р е а к ц и ю в п р и л е ж а щ и х т к а н я х , а

р ы е ц е м е н т ы и м е ю т в своем составе стероид и их ис­

те м а т е р и а л ы , к о т о р ы е ее не вызывают, имеют наилуч­

п о л ь з о в а н и е также не рекомендуется.

ш и е б а к т е р и о с т а т и ч е с к и е свойства. Е с л и согласиться,

П о л и м е р н ы е системы д о л ж н ы иметь сравнитель­

что п о л н о й г е р м е т и з а ц и и к о р н е в о г о к а н а л а д о с т и ч ь

но в ы с о к у ю б и о с о в м е с т и м о с т ь , п о с к о л ь к у ни одна из

используемые м а т е р и а л ы д о л ж н ы иметь

них не содержит эвгенола, с н и ж а ю щ е г о это свойство

достаточную а н т и м и к р о б н у ю а к т и в н о с т ь , чтобы пре­

ц е м е н т о в на основе оксида ц и н к а . К а к известно, по­

дупредить и н ф и л ь т р а ц и ю м и к р о б о в в п р о с т р а н с т в о

л и м е р ы обладают н е к о т о р о й т о к с и ч н о с т ь ю во время

невозможно,

к а н а л а и их п р о л и ф е р а ц и ю . В тоже время, антимик­

процесса отверждения, о д н а к о после п о л н о й полиме­

р о б н ы е свойства материала не д о л ж н ы достигаться за

р и з а ц и и , в ы з в а н н о е в о с п а л е н и е б ы с т р о проходит

счет его б и о с о в м е с т и м о с т и .

Умеренная ц и т о т о к с и ч е с к а я р е а к ц и я на свежеприго­

Гуттаперча является б и о с о в м е с т и м ы м материалом

т о в л е н н ы й А Н 2 6 может быть связана с высвобожде­

п р и о ч е н ь н и з к о й ц и т о т о к с и ч н о с т и , поэтому т о л ь к о

н и е м формальдегида, к о т о р ы й образуется как побоч­

используемые с н е й ц е м е н т ы будут определять реак­

н ы й продукт п р о ц е с с а п о л и м е р и з а ц и и .

цию ткани.

для п о л и м е р и з а ц и и А Н 2 6 необходимо некоторое i

Посколыа

ЭНДОДОНТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

183

мя, у пациентов м о ж е т п о я в л я т ь с я н е к о т о р а я с т е п е н ь

в а ж н ы м и ф а к т о р а м и в определении герметизирую­

чувствительности, к о т о р а я

щей способности.

м о ж е т б ы т ь с в я з а н а с его

использованием. К а к б ы л о п о к а з а н о , АН Plus высво­

Ц е м е н т Rickert имеет рабочее время около 15 ми­

бождает л и ш ь н е б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о ф о р м а л ь д е г и д а

нут, он л е г к о растекается, но образует толстую пленку

(3,9 мг/кг) по с р а в н е н и ю с А Н 2 6 (1347 мг/кг). Тем не

из-за к р у п н о й з е р н и с т о с т и п о р о ш к а . Препарат Gross­

менее, АН26 обладает ц и т и т о к с и ч н о с т ь ю , хотя о н а

m a n ' s Sealer имеет рабочее время 1 час и хорошую те­

значительно с н и ж а е т с я после о т в е р ж д е н и я материала.

кучесть, его р а с т в о р и м о с т ь н и ж е , чем у цемента Rick­

По сравнению с н и м Diaket сохраняет н е к о т о р у ю сте­

ert. П р е п а р а т Tubliseal является цементом в форме

пень токсичности даже после о к о н ч а н и я п р о ц е с с а по­

двух паст, у него к о р о т к о е рабочее время (20 минут) в

лимеризации.

с о ч е т а н и и с х о р о ш е й текучестью и малой толщиной

Было у с т а н о в л е н о , ч т о п о л и м е р ы ,

содержащие

пленки.

гидроксид к а л ь ц и я , наряду с в ы с о к о й биосовмести­

П о л и м е р н ы й г е р м е т и к Diaket о ч е н ь быстро схва­

мостью, стимулируют о б р а з о в а н и е ц е м е н т а , п о д о б н о

тывается, он л и п к и й и в я з к и й , а также труден при ма­

тому, как это п р о и с х о д и т при п о к р ы т и и пульпы за­

н и п у л я ц и я х . По с р а в н е н и ю с н и м АН Plus имеет зна­

щитными препаратами с г и д р о к с и д о м к а л ь ц и я .

чительно

более

продолжительное

рабочее

время,

лучшую текучесть и м е н ь ш у ю т о л щ и н у п л е н к и . После п о л и м е р и з а ц и и оба материала п р а к т и ч е с к и нераство­

Изолирующие свойства

римы.

Трудность и н т е р п р е т а ц и и д о с т у п н о й и н ф о р м а ц и и по

и м е ю т х о р о ш и е рабочие х а р а к т е р и с т и к и , но все же

изолирующим с в о й с т в а м заключается в отсутствии

требуют н е к о т о р о й к л и н и ч е с к о й о ц е н к и до того, как

Наполненные гидроксидом кальция полимеры

стандартного подхода к м е т о д и к а м их и з у ч е н и я , а это

будут р е к о м е н д о в а н ы для ш и р о к о г о п р и м е н е н и я . В

ограничивает з н а ч е н и е получаемых д а н н ы х . Э т о осо­

р а в н о й с т е п е н и это о т н о с и т с я и к с т е к л о и о н о м е р н ы м

бенно

касается

исследований

герметизирующих

свойств, как in vivo, т а к и in vitro, при п р о в е д е н и и в ко­

и п о л и в и н и л с и л о л к с а н о в ы м герметикам для пломби­ рования корневых каналов.

торых было и с п о л ь з о в а н о столь б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о методов, что с р а в н е н и е п о л у ч е н н ы х результатов весь­

Клиническое значение

ма ненадежно, и п о э т о м у в о з м о ж н а л и ш ь т о л ь к о об­ щая их оценка. Прежде всего, л е г к о заметить, что не существует различия между результатами и с п о л ь з о в а н и я

цинк-

оксид-эвгенольных ц е м е н т о в и м а т е р и а л а м и на осно­

Несмотря на внедрение в практику большого числа ма­ териалов для заполнения корневых каналов, врачи-эндодонты предпочитают использовать для этих целей цинк-эвгенольный цемент.

ве полимеров. О д н а к о следует и м е т ь в виду, что успех лечения во многом о п р е д е л я е т с я м е т о д и ч е с к и м каче­ ством его проведения, п о э т о м у п р и е м л е м ы е результа­

Заключение

ты, вероятно, могут б ы т ь п о л у ч е н ы с л ю б ы м из этих материалов. Ранее уже отмечалось, что п р о т и в о м и к -

Идеальной физической герметизации

робная герметизация н а м н о г о в а ж н е е , ч е м физичес­

вого к а н а л а

кая герметичность, хотя д о с т и ж е н и е и той и другой

н ы м и материалами.

весьма желательно. С а м а по себе ф и з и ч е с к а я герме­

с т е к л о и о н о м е р н ы м и ц е м е н т а м и , с п р и с у щ е й им спо­

апекса корне­

п р е д п о ч л и з а п е ч а т ы в а н и е антимикроб­ По всей в и д и м о с т и , только со

тичность может быть н е д о с т а т о ч н о н а д е ж н о й , если

с о б н о с т ь ю образовывать связь с д е н т и н о м ,

герметизирующий материал не служит а н т и м и к р о б ­

достичь г е р м е т и ч н о й и з о л я ц и и . В настоящее время

ным барьером.

д о м и н и р у е т т о ч к а з р е н и я , что а н т и м и к р о б н а я герме­

можно

т и з а ц и я м о ж е т быть достигнута л и ш ь при сочетании гуттаперчевых обтурирующих ш т и ф т о в и цементов-

Физические свойства

герметиков для к о р н е в ы х к а н а л о в . На р ы н к е сущест­ вует б о л ь ш о й в ы б о р ц е м е н т о в и систем паста-паста.

Поскольку результаты э н д о д о н т и ч е с к о г о л е ч е н и я в

Отрицательные

результаты

лечения

могут быть

высшей степени зависят от в р а ч е б н о й т е х н и к и , в а ж н о

с в я з а н ы с присутствием остаточных бактерий в ре­

выбрать такой материал, рабочие х а р а к т е р и с т и к и ко­

зультате неадекватного химико-механического очи­

торого в наибольшей степени подходят для д а н н о г о

щ е н и я , о с о б е н н о , в трудно проходимых каналах мно­

специалиста. Рабочее время, время отверждения и те­

гокорневых

кучесть цементов определяют их рабочие характерис­

использованием

зубов

и

боковых

канальцах.

С

с о в р е м е н н ы х м а т е р и а л о в сегодня

тики, в то время, к а к т о л щ и н а ц е м е н т н о й п л е н к и ,

в о з м о ж н о получить адекватную антимикробную обту-

растворимость и размерная стабильность являются

р а ц и ю к о р н е в о г о канала.

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

184

КОРНЕВЫЕ ШТИФТЫ И КУЛЬТЕВЫЕ СИСТЕМЫ

р я ж е н и й , к о т о р ы е могут п р и в е с т и к перелому зуба; •

ш т и ф т м о ж н о извлечь в случае неудачного лече­ ния

•

в о з м о ж н о с т ь и з г о т о в л е н и я эстетических реставра­ ц и й зубного ряда.

Б о л ь ш а я п о т е р я т к а н е й зуба часто требует э н д о д о н т и ческого л е ч е н и я и, к а к следствие этого, совсем нем­ н о г о т к а н е й остается от к о р о н к и зуба. П р и н я т о счи­

Типы систем штифтов

тать, что д л я в о с с т а н о в л е н и я такого зуба существует н е о б х о д и м о с т ь у к р е п л е н и я его в п р о д о л ь н о м направ­

Ш т и ф т ы и з г о т а в л и в а ю т с я п р о м ы ш л е н н ы м способом

л е н и и . Д л я у к р е п л е н и я зубов после э н д о д о н т и ч е к о г о

или

лечения и при

П р и и с п о л ь з о в а н и и з а в о д с к и х ш т и ф т о в основная

значительных разрушениях коронко-

отливаются

в

з у б о т е х н и ч е с к и х лабораториях.

в о й части используются вкладки на штифтах и корне­

реставрация

вые вкладки ( Р и с . 2.6.6). О д н а к о , м н о г и е полагают,

материалов

что и с п о л ь з о в а н и е

н ы й ц е м е н т и л и м о д и ф и ц и р о в а н н ы й полимером

включение

ш т и ф т о в это л и ш ь п а с с и в н о е их

в т р а д и ц и о н н ы е методы в о с с т а н о в л е н и я ,

получившее на удивление н е б о л ь ш у ю поддержку.

И

сегодня н е к о т о р ы е стоматологи задаются в о п р о с о м , а

может

изготавливаться

(амальгама,

композит,

стеклоиономерный цемент). многие

стоматологи

из

различных

стеклоиономер­

В н а с т о я щ е е время

предпочитают

использовать

ш т и ф т ы з а в о д с к о г о п р о и з в о д с т в а . Их преимущество

действительно л и н у ж н ы ш т и ф т ы ? Х о р о ш о и з в е с т н о ,

в т о м , что их п р и м е н е н и е гораздо п р о щ е и дешевле

что удаление б о л ь ш и х объемов т к а н е й зуба непремен­

чем о т л и в к а культевой в к л а д к и , которая к тому же

но п р и в о д я т к о с л а б л е н и ю его структуры. П е р е л о м ы

требует двух

к о р о н к и , часто с в я з ы в а е м ы е с э н д о д о н т и ч е с к и м лече­

менных протезов.

н и е м , я в л я ю т с я следствием удаления т к а н е й зуба до

п р о ч н е е и их м о ж н о отливать с о б о д к о м вокруг зуба

п о с е щ е н и й врача и изготовления вре­ Однако литые

в к л а д к и гораздо

т а к о й с т е п е н и , что к о р о н к а уже не с п о с о б н а проти­

( Р и с . 2.6.7) для

востоять д е й с т в у ю щ и м на нее силам. В литературе все

с и л а м и т а к и м с п о с о б о м предупреждать возможность

еще часто встречаются п у б л и к а ц и и в поддержку ис­

п е р е л о м а зуба.

п о л ь з о в а н и я систем металлических ш т и ф т о в , к о т о р ы е я к о б ы я в л я ю т с я средством у к р е п л е н и я зуба. О д н а к о это

возможно лишь

в тех случаях, когда ш т и ф т о в ы е

в к л а д к и с о е д и н я ю т с я с т к а н я м и зуба и т а к и м образом создаются условия, о б е с п е ч и в а ю щ и е его целостность. До н а с т о я щ е г о в р е м е н и не имеется д о с т о в е р н ы х дан­

п р о т и в о с т о я н и я расклинивающим

Сегодня д о с т у п н ы следующие т и п ы изготовлен­ ных заводским способом штифтов: •

металлические ш т и ф т ы ;

•

а р м и р о в а н н ы е в о л о к н о м п о л и м е р н ы е штифты;

•

керамические штифты.

н ы х о с у щ е с т в о в а н и и хотя бы о д н о й э ф ф е к т и в н о й с и с т е м ы . В э т о й с в я з и мы полагаем, что п е р в и ч н о й ф у н к ц и е й в о с с т а н о в л е н и я с п о м о щ ь ю ш т и ф т о в явля­ ется не у к р е п л е н и е

зуба, а о б е с п е ч е н и е с о х р а н н о с т и

Изготовленные заводским способом штифты

его к о р о н к о в о й части, когда з н а ч и т е л ь н о е количество т к а н е й уже утрачено. И п о э т о м у м о ж н о заключить, что п р и с р а в н и т е л ь н о н е б о л ь ш и х п о р а ж е н и я х корон­ ки зуба, в и с п о л ь з о в а н и и ш т и ф т о в вообще нет необ­ ходимости. невой

П р и р а з р у ш е н и и б о л ь ш е й части наддес-

структуры и с п о л ь з о в а н и е к о р н е в о й вкладки

с т а н о в и т с я с у щ е с т в е н н ы м и н е о б х о д и м ы м условием в о с с т а н о в л е н и я к о р о н к и для передних зубов, в то вре­

Металлические штифты Эти

ются ш и р о к и м а с с о р т и м е н т о м , к о т о р ы й включает: •

dent); •

Культевые в к л а д к и обладают с л е д у ю щ и м и преи­ муществами: •

обеспечивают м а к с и м у м р е т е н ц и и с

•

служат средством д л я передачи н а п р я ж е н и я с рес­ т а в р а ц и и на ш т и ф т и зуб;

•

гладкие к о н и ч е с к и е ш т и ф ы ( н а п р и м е р , Endo-Post. Kerr); с резьбовой н а р е з к о й и п а р а л л е л ь н ы м и сторонами ( н а п р и м е р , Kurer Anchor System, Teledyne);

минималь­

н ы м удалением зубной т к а н и ; •

гладкие ш т и ф т ы (без резьбовой нарезки) с парачл е л ь н ы м и с т о р о н а м и ( н а п р и м е р , Para-Post, Whale-

м я , к а к д л я жевательных зубов все еще м о ж н о будет п р и м е н я т ь вкладку с о п о р о й на стандартные ш т и ф т ы .

ш т и ф т ы изготавливают из н е р ж а в е ю щ е й стали,

х р о м о - н и к е л е в о й стали и титана. Ш т и ф т ы выпуска­

•

к о н и ч е с к и е ш т и ф т ы с резьбовой нарезкой (напри­ мер, Classic Post System, Dentatus). В р а м к а х д а н н о г о учебника подробно описать раз­

ш т и ф т с п о с о б е н п е р е д а т ь н а п р я ж е н и я н а остав­

личные

ш и е с я с т р у к т у р ы зуба без с о з д а н и я в ы с о к и х нап­

штифтов

варианты не

всех д о с т у п н ы х сегодня систем

представляется

возможным.

Однако

ЭНДОДОНТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

185

вкратце м о ж н о отметить, ш т и ф т д о л ж е н и м е т ь макси­ мально в о з м о ж н у ю длину,

но на 4-5 мм не достигать

Культевая вкладка

апикального отверстия, где п р о и с х о д и т г е р м е т и з а ц и я корневого канала. Д и а м е т р ш т и ф т а д о л ж е н быть к а к можно т о н ь ш е д л я м и н и м а л ь н о г о п р е п а р и р о в а н и я тканей зуба, вместе с тем он д о л ж е н быть достаточно прочным, чтобы не сломаться самому. В то же самое

Ф а б р и ч н ы й металличес­ кий штифт

время должен быть д о с т а т о ч н о ж е с т к и м , чтобы не из­ гибаться под н а г р у з к а м и , т а к к а к в т а к о м случае будет нарушаться краевая герметичность. Увеличение диа­ метра штифта приведет к о с л а б л е н и ю зуба и сделает его подверженным п о л о м к е . Такие р е т е н ц и о н н ы е ка­ чества, как н а л и ч и е н а р е з к и и л и п р и д а н и е шерохова­ тости поверхности улучшают качество реставрации, но не следует забывать, что резьба создает л о к а л ь н ы е концентрации н а п р я ж е н и я , к о т о р ы е могут способ­

Рис. 2.6.6. Зуб, восстановленный с помощью штифта и культевой вкладки

ствовать перелому зуба. В э т о м контексте самонареза­ ющие штифты о б е с п е ч и в а ю т хорошую р е т е н ц и ю , но также создают угрозу для п е р е л о м а зубов. К о н и ч е с к и е штифты имеют н а и м е н ь ш у ю р е т е н ц и ю и, чем больше конусность, тем больше в е р о я т н о с т ь перелома к о р н я из-за эффекта р а с к л и н и в а н и я .

Полимерные штифты, армированные волокнами Армированные в о л о к н а м и э п о к с и д н ы е п о л и м е р н ы е композитные материалы з а н и м а ю т все больше места в восстановительной стоматологии, и э н д о д о н т и я не является исключением. В о л о к н а располагают по дли­ не штифта, что обеспечивает п р о ч н о с т ь и не ухудшает его гибкость. В н а с т о я щ е е в р е м я есть два т и п а арми­ рованных волокнами п о л и м е р н ы х ш т и ф т о в : • штифты,

армированные углеродным

волокном

(например, Composipost и Aestheti Post от R T D , Meylon, Ф р а н ц и я ; Carbonite от Harald N o r d o n SA, Montreux, Ш в е й ц а р и я ) ; • штифты, а р м и р о в а н н ы е с т е к л о в о л о к н о м (напри­ мер, Snowpost от C a r b o t e c h , G a n g e s , Ф р а н ц и я ;

Рис. 2 . 6 . 7 . Литая корневая вкладка со штифтом, края вкладки выполнены в виде металлического ободка, охваты­ вающего препарированную область

Parapost Fidber White от Coltene/Whaledent, N e w Jersey, США; Aestheti Plus Post от R T D , Meylon, Франция; Glassix от Harald N o r d o n SA, Montreux,

в о с с т а н о в л е н и е работает к а к е д и н о е целое для под­

Швейцария).

д е р ж а н и я к о р о н к и . В то в р е м я , к а к от металлических

Применение п о л и м е р н о й м а т р и ц ы означает, что

ш т и ф т о в требуется в ы с о к а я ж е с т к о с т ь д л я устране­

штифт имеет в о з м о ж н о с т ь с о е д и н я т ь с я с о с т а в ш е й с я

н и я и з г и б а ю щ и х д е ф о р м а ц и й , к а к уже говорилось

структурой зуба, и, в с в о ю очередь, культевая вклад­

в ы ш е , п р и в о с с т а н о в л е н и и а р м и р о в а н н ы м и поли­

ка может образовать с в я з ь со ш т и ф т о м . К а к б ы л о уже

м е р н ы м и ш т и ф т а м и о с н о в н о й задачей я в л я е т с я соз­

отмечено выше, это улучшит структурную целост­

д а н и е за счет а д г е з и о н н о г о с о е д и н е н и я такой систе­

ность зуба и, т а к и м о б р а з о м , в о т л и ч и е от металли­

м ы , к о т о р а я будет п о л н о ц е н н о з а м е н я т ь целостный

ческих штифтов, о б е с п е ч и т более п р о ч н у ю поддер­

зуб. Д л я р е ш е н и я т а к о й задачи необходимо приме­

живающую

н я т ь м а т е р и а л ы , и м е ю щ и е модуль упругости р а в н ы й

структуру

для

коронки

с

меньшим

риском для перелома. Такое п о л о ж е н и е и з м е н я е т

модулю упругости д е н т и н а . В т а к о м случае возможно

требования к этим ш т и ф т а м по с р а в н е н и ю с требова­

достигнуть более о д н о р о д н о г о р а с п р е д е л е н и я напря­

ниями к металлическим ш т и ф т а м , т а к к а к п р и ис­

жений

пользовании

н о в л е н н о г о зуба.

полимерных армированных штифтов

medwedi.ru

и у м е н ь ш и т ь в е р о я т н о с т ь п о л о м к и восста­

ОСНОВЫ

186

Штифты,

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

а р м и р о в а н н ы е углеродным в о л о к н о м ,

бов п р и о б ш и р н ы х поражениях коронковой части зу­

имеют ч е р н ы й цвет, если на них с п е ц и а л ь н о не нанес­

ба. О д н а к о до того, к а к эти новшества станут широко

ти п о к р ы т и е , м а с к и р у ю щ е е ч е р н ы й цвет, к а к это дела­

использоваться в к л и н и к е , потребуется проведение

ет

целого ряда д о п о л н и т е л ь н ы х экспериментальных и

Ф р а н ц у з с к а я ф и р м а Aestheti Post ( R T D , Meylon),

выпуская о к р а ш е н н ы е ш т и ф т ы . П р е и м у щ е с т в о арми­ рованных стекловолокном

штифтов заключается

клинических исследований.

в

том, что о н и и м е ю т белый или светлый полупрозрач­ н ы й цвет. П о э т о м у

и с п о л ь з о в а н и е их в с о ч е т а н и и с

ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и м и протезами обеспечивает полу­

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

чение самых в ы с о к и х эстетических качеств при вос­ с т а н о в л е н и и зубов. Anon (2000) N e w developments in fiber post systems. Am

Керамические штифты

J Dent 13: 1B-24B (special issue) Asmussen E, Peutzfeldt A, H e i t m a n n T (1999) Stiffness,

С точки з р е н и я э с т е т и к и к е р а м и ч е с к и е ш т и ф т ы — и д е а л ь н ы й материал для в о с с т а н о в л е н и я зуба. Срав­

elastic limit, and strength of newer types of endodontic posts. J D e n t 27: 275-278

нительно недавно рядом ф и р м начато производство

Browne RM (1988) The in vitro assessment of the cytotox­

к е р а м и ч е с к и х ш т и ф т о в в качестве альтернативы бе­

icity of dental materials: does it have a role? Int EndodJ

л ы м а р м и р о в а н н ы м ш т и ф т а м . О д н и м и з материалов, который стал п о п у л я р н ы м для таких ш т и ф т о в , явля­ ется

циркониевая керамика,

обладающая высокой

прочностью, достаточной жесткостью и

белым цве­

том. К с о в р е м е н н ы м системам такого т и п а относится Cosmopost

(Ivoclar-Vivadent,

Лихтенштейн),

Biopost

(Incermed, Lausanne, Ш в е й ц а р и я ) и Cerapost (Brassier, Lemgo, Германия). О д н а к о , х и м и ч е с к а я и н е р т н о с т ь ц и р к о н и я является п о т е н ц и а л ь н о й п р о б л е м о й проч­ ности реставрации, так как с о е д и н е н и я этого матери­ ала с о к р у ж а ю щ и м и т к а н я м и не происходит

и ее це­

л о с т н о с т ь зависит от механические р е т е н ц и и . К тому ж е , и н ф о р м а ц и и об этих системах ш т и ф т о в еще край­ не недостаточно.

21: 50-58 Cox CF, Hafez A A (2001) Biocomposition and reaction of pulp tissues to restorative treatments. Dent Clin North Am 45: 31-48 Foreman P C ,

Barnes

IE (1990) A review of calcium

hydroxide. Int Endod J 23: 283-297 F r e e d m a n GA (2001) Esthetic post-and-core treatment. D e n t Clin N o r t h Am 45: 103-116 Ida К et al (1989) T h e pH values of pulp capping agents. J E n d o d 15: 365-368 J o h n s o n WB (1978) A new gutta percha technique. J E n d o d 4: 184-188 Orstavik D (1988) Antibacterial properties of endodontic materials. Int E n d o d J 21: 161-169 Pitt-Ford TR, Rowe A H R (1989) A new root canal sealer

Клиническое значение

based on calcium hydroxide. J Endod 15: 286—289 Spangberg LSW (1982) Endodontic filling materials. In: Smith D C , Williams DF (eds) Biocompatibility of den­

По всей видимости с расширением применения цельнокерамических протезов требования к эстетическим свойствам штифтов и культевых вкладок будут сущест­ венно возрастать.

tal materials, vol III, ch 8. C R C Press, Boca Raton Stanley HR (1998) Criteria for standardizing and increas­ ing credibility of direct pulp capping studies. Am J Dent 11: SI7—S34 (special issue) Tobias RS (1988) Antibacterial properties of dental restora­ tive materials: a review. Int Endod J 21: 155—160 Watts A et al (1994) Pulp response to a novel adhesive cal­

Заключение

cium hvdroxide based cement. Eur J Prosthodont Rest D e n t 3: 27-32

По с р а в н е н и ю с м е т а л л и ч е с к и м и ш т и ф т а м и армиро­ ванные полимерные

и к е р а м и ч е с к и е ш т и ф т ы недав­

но д о п о л н и л и арсенал средств для в о с с т а н о в л е н и я зу­

Z m e n e r О (1987) Evaluation of the apical seal obtained with two calcium hydroxide based endodontic sealers. Int Endod J 20: 87

ГЛАВА 2 . 7

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ВВЕДЕНИЕ

В Таблице 2.7.2 представлено многообразие назна­ чений и способов применения

оттискных материа­

лов. В н е к о т о р о й степени выбор оттискной л о ж к и за­ висит от вязкости материала. Оттискные материалы п р и м е н я ю т для п о л у ч е н и я точ­

Сразу

после

смешивания

оттискной

материал

ного отпечатка зубов и т к а н е й п о л о с т и рта. По этому

м о ж е т б ы т ь о ч е н ь ж и д к и м или текучим, и его невоз­

отпечатку или оттиску м о ж н о отливать модель, на ко­

м о ж н о будет и с п о л ь з о в а т ь с о с т а н д а р т н о й оттиск­

торой изготавливают к о н с т р у к ц и и п о л н ы х или час­

н о й л о ж к о й . П о т р е б у е т с я и з г о т о в л е н и е индивиду­

тичных съемных зубных протезов, к о р о н о к , мосто-

а л ь н о й л о ж к и с более т о ч н ы м п р и л е г а н и е м . Такую

видных протезов и вкладок.

л о ж к у м о ж н о сделать или и з а к р и л о в о г о материала

В течение многих лет б ы л о с о з д а н о большое раз­

по п р е д в а р и т е л ь н о и з г о т о в л е н н о й м о д е л и , или с по­

нообразие оттискных материалов и р а з р а б о т а н о мно­

м о щ ь ю высоковязкого плотного материала, который

жество способов для их п р и м е н е н и я в п р а к т и к е с

п о м е щ а ю т в с т а н д а р т н у ю л о ж к у и после его отверж­

целью получить материал для с н я т и я о т т и с к о в с опти­

д е н и я получают и н д и в и д у а л ь н у ю ложку. Н е к о т о р ы е

мальным сочетанием н е о б х о д и м ы х для этого свойств.

о т т и с к н ы е м а т е р и а л ы не о б л а д а ю т д о с т а т о ч н о й вяз­

Все оттискные материалы м о ж н о разбить на классы

к о с т ь ю для п р и м е н и л в с т а н д а р т н о й л о ж к е , к н и м

твердых и эластичных (Таблица 2.7.1).

относятся цинк-оксид-эвгенольные, полиэфирные

Твердыми о т т и с к н ы м и м а т е р и а л а м и н е в о з м о ж н о

и п о л и с у л ь ф и д н ы е э л а с т о м е р ы . Д р у г и е , т а к и е как

снять оттиск поверхностей с п о д н у т р е н и я м и , которые

оттискные компаунды (термопластичные оттискные

могут быть на зубах или к о с т н ы х тканях. Следователь­

м а т е р и а л ы ) , г и п с , а л ь г и н а т н ы е и с и л и к о н о в ы е мате­

но их применение о г р а н и ч е н о получением о т т и с к о в у

р и а л ы с о о т в е т с т в у ю щ е г о состава, м о ж н о п р и м е н я т ь

беззубых пациентов, у которых отсутствуют п о д о б н ы е

для с н я т и я о т т и с к о в с п о м о щ ь ю с т а н д а р т н о й отти­

поднутрения.

скной ложки.

Эластичные оттискные материалы подразделяют на гидроколлоидные и эластомерные. С п о м о щ ь ю этих ма­ териалов можно получать оттиски с т к а н е й , и м е ю щ и х поднутрения, их можно п р и м е н я т ь при протезирова­ нии пациентов с полным и частичным отсутствием зу­ бов, а также для пациентов, полностью сохранивших зубы. Выбор подходящего материала будет зависеть от особенностей каждого конкретного случая. На выбор оттискного материала также влияет при­ меняемый способ снятия оттиска, з н а ч и т е л ь н о е влия­

Хотя

термопластичные

компаунды

м о ж н о п р и м е н я т ь с о с т а н д а р т н о й о т т и с к н о й лож­ к о й , н о п о л у ч а е м ы е при э т о м о т т и с к и н е воспроиз­ в о д я т т о ч н о п о в е р х н о с т н ы е д е т а л и , если их не уточ­ няют

дополнительным

оттиском

с

помощью

текучего ц и н к - о к с и д - э в г е н о л ь н о г о материала. По­ д о б н ы м о б р а з о м и а л ь г и н а т ы , когда их используют с применением стандартной оттискной ложки, всегда д а ю т требуемую с т е п е н ь т о ч н о с т и , случае

лучше

снимать

оттиск с

не

в таком

индивидуальной

ложкой.

ние оказывает выбор т и п а о т т и с к н о й л о ж к и , станда­ ртной или индивидуальной. Такие л о ж к и необходимы при снятии оттиска для удержания материала сразу

Клиническое значение

после смешивания, введения его в рот и и з в л е ч е н и я из него после отверждения о т т и с к н о г о материала. При отливании модели по оттиску л о ж к и также служат опорой оттискному материалу.

Выбор оттискного материала и типа л о ж к и зависит от требуемого уровня размерной точности и воспроизво­ димости деталей поверхности.

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

188

ТРЕБОВАНИЯ К ОТТИСКНОМУ МАТЕРИАЛУ

тип ОТТИСКНОЙ ложки Если оттискная л о ж к а может смещаться , то полученная с п о м о щ ь ю такой л о ж к и модель также будет смещенной или и с к а ж е н н о й . Следовательно, оттискные л о ж к и не д о л ж н ы быть и з л и ш н е гибкими.Очень важно хорошее

Некоторых т р е б о в а н и й , п р е д ъ я в л я е м ы х к о т т и с к н о м у

соединение оттискного материала с л о ж к о й . Если отти­

материалу, мы уже к а с а л и с ь в п р е д ы д у щ е м разделе, те­

с к н о й материал может сдвигаться относительно ложки,

перь следует дать им более строгие определения.Ос­

это тоже приведет к и с к а ж е н и ю оттиска. Изготовители

н о в н ы е свойства о т т и с к н ы х материалов могут быть

оттискных материалов должны поставлять подходящий

о ц е н е н ы с т о ч к и з р е н и я п а ц и е н т а и л и стоматолога

для их материала адгезив, чтобы гарантировать его хо­

(Таблица

рошее соединение с оттискной л о ж к о й . Важно предель­

2.7.3).

Точность воспроизведения поверхностных деталей Точность в о с п р о и з в е д е н и я п о в е р х н о с т н ы х деталей за­

но точно соблюдать инструкции изготовителей, иначе может возникнуть разрушение адгезионного соедине­ н и я . Д о п о л н и т е л ь н ы м способом соединения оттискно­ го материала с л о ж к о й является п р и м е н е н и е для снятия оттисков перфорированных ложек.

висит от в я з к о с т и к о м п о з и ц и и о т т и с к н о г о материала и его с п о с о б н о с т и п л о т н о прилегать и растекаться по

Усадка оттискного материала

поверхностям м я г к и х и твердых т к а н е й . Следователь­ но п р е д п о ч т и т е л ь н о и м е т ь материал текучий с н и з к о й

Н е з а в и с и м о от м е х а н и з м а отверждения оттискного

в я з к о с т ь ю , н о о н д о л ж е н быть н е с л и ш к о м текучим,

материала, за счет х и м и ч е с к о й р е а к ц и и или некото­

чтобы удерживаться в о т т и с к н о й л о ж к е .

рых и з м е н е н и й ф и з и ч е с к о г о с о с т о я н и я , в л ю б о м слу­

Некоторые материалы являются гидрофобными

чае в о з н и к а е т его усадка. За счет п р о ч н о г о соединения

( о т т а л к и в а ю щ и м и воду), и о н и будут отталкиваться

с л о ж к о й создаются условия, которые приводят к уве­

влагой на поверхности. Е с л и бы такое п р о и з о ш л о в от­

л и ч е н и ю пространства в оттиске,

ветственных участках , в а ж н ы е для оттиска детали бы­

твердые и м я г к и е т к а н и . Е с л и взять п р о с т о й случай

которое занимали

ли бы утеряны и не в о с п р о и з в е д е н ы , а на оттиске поя­

получения оттиска с зуба, п р е п а р и р о в а н н о г о под ко­

в и л и с ь бы в о з д у ш н ы е п о р ы из-за захвата воздуха. Для

ронку, то в результате модель или ш т а м п и к этого зуба

с н я т и я оттиска т а к и м и м а т е р и а л а м и необходимо под­

окажется б о л ь ш и х р а з м е р о в по с р а в н е н и ю с оригина­

держивать т к а н и рта п р и с н я т и и оттиска в сухом состо­

л о м ( Р и с . 2.7.1). Е с л и усадка о т т и с к н о г о материала

я н и и . Е с л и это неосуществимо, то следует выбрать

значительна, то и з г о т о в л е н н а я к о р о н к а будет неточ­

другой материал, с о в м е с т и м ы й с влагой и с л ю н о й .

н о й и плохо прилегать. Е с л и бы о т т и с к н о й материал

Существует ряд случаев, когда м я г к и е т к а н и рта у пациента подвижны.

Э т о о с о б е н н о характерно д л я

беззубых п а ц и е н т о в , у к о т о р ы х может б ы т ь в я л ы й аль­ в е о л я р н ы й г р е б е н ь . Е с л и о т т и с к н о й материал слиш­ к о м ж е с т к и й , он м о ж е т сместить во рту т а к и е т к а н и , и

мог р а с ш и р я т ь с я п р и отверждении, то в о з н и к л а бы п р о б л е м а п р о т и в о п о л о ж н о г о свойства, заключающа­ я с я в с л и ш к о м тугой посадке к о р о н к и и с л и ш к о м уз­ к о м зазоре, о с т а в л е н н о м для цемента, к о т о р ы й необ­ ходим для ф и к с а ц и и к о р о н к и н а зубе.

о т т и с к получится и с к а ж е н н ы м . Когда это и с к а ж е н и е

К р о м е и з м е н е н и й р а з м е р о в при отверждении, су­

будет в о с п р о и з в е д е н о в протезе, м я г к и е т к а н и будут

ществует также н е з н а ч и т е л ь н а я усадка оттискного ма­

сдавлены п р о т е з о м , и у п а ц и е н т а в о з н и к н е т ощуще­

териала, когда он охлаждается от температуры полос­

ние д и с к о м ф о р т а . Такие о т т и с к н ы е м а т е р и а л ы отно­

ти рта до к о м н а т н о й . К о э ф ф и ц и е н т ы термического

сят к м у к о к о м п р е с с и о н н ы м .

р а с ш и р е н и я и л о ж к и и самого о т т и с к н о г о материала

Идеальной считается ситуация, когда оттискной ма­

д о л ж н ы быть о ч е н ь малы. И д е а л ь н ы й оттискной ма­

териал будет иметь достаточную текучесть п р и наложе­

териал д о л ж е н был бы иметь о ч е н ь н е б о л ь ш у ю усадку

н и и , которая предотвратит с м е щ е н и е мягких тканей,

( <0,5%), т.к. в т а к о м случае с его п о м о щ ь ю можно бу­

такие материалы следует отнести к мукостатичным.

дет получить коронку, к о т о р а я чуть больше, чем пре­ п а р и р о в а н н ы й зуб, что обеспечит нужное простран­ ство для ф и к с и р у ю щ е г о цемента.

Размерная точность и стабильность Эти свойства зависят от ряда ф а к т о р о в , представ­ ленных ниже.

Постоянная или остаточная деформация Когда с н и м а ю т оттиск у пациента, у которого сохра­ н е н ы зубы, то имеют дело с п о д н у т р е н и я м и , связан-

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ными с выпуклой ф о р м о й к о р о н о к зубов. В т а к о м слу­ чае оттискной материал д о л ж е н быть д о с т а т о ч н о гиб­ ким или э л а с т и ч н ы м , ч т о б ы м о ж н о б ы л о извлечь от­ тиск из поднутрений, не с л о м а в его; в э т о м случае

189

ТВЕРДЫЕ ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

твердые оттискные материалы окажутся непригодны­ ми. Тогда следует п р и м е н я т ь э л а с т и ч н ы е о т т и с к н ы е материалы , но , к а к и д л я б о л ь ш и н с т в а в я з к о э л а с т и ч ныхтел (см.главу 1.7), для них характерно н а л и ч и е не­ которой п о с т о я н н о й и л и остаточной д е ф о р м а ц и и .

Термопластичные компаунды Компаунд для с н я т и я оттиска представляет собой тер­ м о п л а с т и ч н ы й материал, и м е ю щ и й температуру стек­

Стабильность при хранении

л о в а н и я о к о л о 55-60°С. В ы ш е этой температуры стек­ л о в а н и я материал становится м я г к и м и с п о с о б н ы м

Обычно после с н я т и я оттиска и передачи его в зубо-

п р и н и м а т ь новую форму. П р и охлаждении во рту до

техническую л а б о р а т о р и ю для о т л и в к и м о д е л и

температуры полости рта материал затвердевает и дает

про­

ходит некоторое в р е м я . За это в р е м я о т т и с к н о й мате­

оттиск. Таким образом, при с н я т и и оттиска э т и м ма­

риал не д о л ж е н

териалом не происходит химических р е а к ц и й .

давать усадки,

расширения

или

деформироваться.

Состав Методики снятия оттиска Состав оттискных компаундов меняется от продукта к Существует м н о ж е с т в о с п о с о б о в для с н я т и я оттисков,

продукту и обычно является секретом фирмы-изгото­

особенно с и с п о л ь з о в а н и е м с и л и к о н о в ы х о т т и с к н ы х

вителя. В их составе присутствует к о м б и н а ц и я полиме­

материалов. Важно, чтобы в ы б р а н н ы й с п о с о б подхо­

ров и восков, пластификаторов и наполнителей, каж­

дил для каждого к о н к р е т н о г о материала. Об э т о м речь

д ы й из к о м п о н е н т о в имеет определенное назначение.

будет позже п р и обсуждении свойств с и л и к о н о в ы х

•

материалов для с н я т и я оттисков.

П о л и м е р ы и в о с к и . П о л и м е р ы — это а м о р ф н ы е о р г а н и ч е с к и е вещества,

н е р а с т в о р и м ы е в воде.

Н а и б о л е е т и п и ч н ы м и представителями

полиме­

Клиническое значение

ров в оттискных компаундах я в л я ю т с я природные

Оттискные материалы д о л ж н ы отвечать м н о ж е с т в у тре­

сандарак. В н е к о т о р ы х с о в р е м е н н ы х марках при­

с м о л ы — ш е л л а к , д а м м а р о в а я смола, к а н и ф о л ь и бований, и в о з м о ж н о п о э т о м у неудивительно, что на

м е н я ю т с и н т е т и ч е с к и е п о л и м е р ы , ( н а п р и м е р , ку-

рынке предлагается столь м н о г о материалов для снятия

м а р и д и н ) для лучшего к о н т р о л я свойств и консис­ тенции

оттисков.

материала.

линейные

Воски

углеводороды

представляют общей

собой

формулы

С Н 3 ( С Н 2 ) п С Н 3 , где п — от 15 до 42. Д л я них харак­ т е р н о отсутствие вкуса, запаха, цвета, и о н и не

Таблица 2.7.1 Типы оттискных материалов

пачкают п р и к а с а н и и . Д л я оттискных компаундов используют п ч е л и н ы й воск и к а н и ф о л ь .

Твердые

•

Пластификаторы. Воски и смолы, если их приме­

Гипс

нять самостоятельно,

Термопластичные к о м п а у н д ы

хрупкость и липкость. Преодолеть хрупкость помо­

Цинк-оксид-эвгенольные

гают пластификаторы, такие как гуттаперча и, ис­

могут придавать материалу

пользуемая более часто сейчас, стеариновая кислота.

Эластичные Гщроколлоидные

Наполнители. Для устранения липкости, регулирования степени текучести и сведения к минимуму усадки при

Агаровые (обратимые)

термических превращениях добавляют наполнитель. Для

Альгинатные (необратимые)

этого чаще всего используют карбонат кальция и извест­ няк. Наполнители, кроме того, повышают жесткость тер­

Эпастомерные

мопластичного оттискного материала.

Полисульфидные Полиэфирные Силиконовые ( отверждаемые по реакции

Свойства

поликонденсации) Силиконовые (отверждаемые по реакции

Термопластичные компаунды относятся к мукокомп-

полиприсоединения, аддитивные)

рессионным

medwedi.ru

материалам, т.к. имеют самую высокую

190

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

в я з к о с т ь среди п р и м е н я е м ы х о т т и с к н ы х материалов.

Р а з м е р н а я стабильность этого материала плохая, и

Это вызывает о с о б е н н ы е трудности п р и с н я т и и оттис-

модель н е о б х о д и м о отливать к а к м о ж н о быстрее пос-

к о в у п а ц и е н т о в с в я л ы м а л ь в е о л я р н ы м гребнем на

ле с н я т и я оттиска, не откладывая этот этап более, чем

н и ж н е й челюсти.

на 1 час.

После того, к а к термопласт затвердел при охлажден и и , он становится ж е с т к и м , и его нельзя п р и м е н я т ь ,

Т е р м о п р о в о д н о с т ь о т т и с к н о г о к о м п а у н д а очень мала, это значит, что п р и н а г р е в а н и и в н е ш н я я поверх-

чтобы отснять поверхности с п о д н у т р е н и я м и . У него

н о с т ь будет всегда размягчаться п е р в о й . Э т о может

в ы с о к а я вязкость, поэтому он дает не очень хорошее

создать впечатление п р и н а г р е в а н и и , что материал

воспроизведение деталей поверхности. О д н а к о , м о ж н о

уже готов для с н я т и я оттиска, хотя внутри он может

улучшить качество в о с п р о и зв е д е н и я путем повторного

оставаться с о в е р ш е н н о твердым. Это различие в рас-

нагревания первого оттиска и его уточнения д о п о л н и -

ш и р е н и и п р и в о д и т к росту внутренних напряжений,

тельным с н я т и е м оттиска во рту пациента. Но даже та-

в ы с в о б о ж д е н и е которых сказывается в искажении от-

к и м способом воспроизведение деталей поверхности

тиска. Таким образом, материал следует погружать в

не столь качественное, какое могло бы быть при с н я т и и

водяную б а н ю на достаточное время, чтобы получить

оттиска всеми другими о т т и с к н ы м и материалами. П о -

в н е м о д н о р о д н у ю температуру. Даже тогда неминуемо

этому термопластичные компаунды лучше всего п р и -

в о з н и к н у т в н у т р е н н и е н а п р я ж е н и я в процессе охлаж-

менять для простого и быстрого способа изготовления

д е н и я и будут п о с т е п е н н о искажать оттиск, вот поче-

индивидуальной о т т и с к н о й л о ж к и , а затем с н и м а т ь от-

му модель следует отливать по в о з м о ж н о с т и сразу,

тиск ц и н к - о к с и д - э в г е н о л ь н ы м материалом, чтобы по­ лучить детальное воспроизведение поверхности.

Применение

З н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т о в т е р м и ч е с к о г о расшире­ н и я для п о л и м е р о в и л и с м о л и в о с к о в и м е ю т о ч е н ь

Т е р м о п л а с т и ч н ы е материалы п р и м е н я ю т в основном

большую величину, к а к в и д н о из т а б л и ц ы 2.7.4, и н о -

для с н я т и я предварительных оттисков беззубых че-

сят я р к о в ы р а ж е н н ы й н е л и н е й н ы й характер в и н т е р -

л ю с т е й . По предварительному оттиску отливают мо-

вале температур, п р е д с т а в л я ю щ е м интерес для стома-

дель для и з г о т о в л е н и я и н д и в и д у а л ь н о й л о ж к и , с по-

тологии (Рис. 2.7.2). Усадка, в ы з в а н н а я переходом от

мощью

температуры п о л о с т и рта до к о м н а т н о й , составляет

материалом, (таким к а к цинк-оксид-эвгенольный),

которой

затем

низковязким

оттискным

около 1,5%.

с н и м а ю т у т о ч н е н н ы й оттиск, в о с п р о и з в о д я щ и й тон-

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

кие детали п о в е р х н о с т и (смотри н и ж е ) . В н а с т о я щ е е время компаунды п р и м е н я ю т о т н о с и т е л ь н о р е д к о , предпочитая другие т и п ы о т т и с к н ы х материалов.

191

Р и с . 2 . 7 . 1 . Усадка оттискнсто материала по отношению к ложке, в результате которой модель, изготовленная по от­ тиску несколько больше по размеру, чем препарированный зуб

Пасты цинк-оксид-эвгенольного материала В то время, к а к б о л ь ш и н с т в о ц и н к - о к с и д - э в г е н о л ь ных материалов, п р и м е н я е м ы х в других областях сто­ матологии, представляют с о б о й к о м п л е к т ы п о р о ш о к жидкость,

оттискной

материал

этого

типа

выпускается в виде двух паст. О б ы ч н о основная паста содержит оксид ц и н к а , о л и в к о в о е м а с л о , л ь н я н о е масло, ацетат ц и н к а и с о в с е м мало, в следовых коли­ чествах,

воду;

катализаторная

паста с о д е р ж и т эвге­

нол и наполнители, т а к и е к а к к а о л и н и тальк. Реагирующими к о м о п о н е н т а м и я в л я ю т с я о к с и д цинка и эвгенол, к о т о р ы е участвуют в р е а к ц и и отве­ рждения ( см. главу 2.4). Вода и н и ц и и р у е т эту реак­ цию, а для ускорения п р о ц е с с а д о б а в л я ю т ацетат цин­ ка. Масла и н а п о л н и т е л и о т н о с я т с я к и н е р т н ы м составляющим, к о т о р ы е п о з в о л я ю т придать материа­ лу форму «паста-паста» и н е о б х о д и м ы е технологичес­

тов с отсутствием зубов.

кие или м а н и п у л я ц и о н н ы е свойства.

паста п р и м е н я е т с я также для изготовления индивиду­

Цинк-оксид-эвгенольная

альных л о ж е к .

Свойства

П р е и м у щ е с т в о м этого материала является его раз­ м е р н а я стабильность и малая усадка п р и отверждении.

Жидкая паста обладает в ы с о к о й текучестью, т.е. мате­

О д н а к о , когда материал п р и м е н я ю т для индивидуаль­

риал мукостатичный, и, благодаря п р и с у т с т в и ю воды

н о й л о ж к и о н накладывает о п р е д е л е н н о е ограничение

в системе, хорошо смачивает и растекается по поверх­

на р а з м е р н у ю стабильность оттиска в целом.

ности мягких т к а н е й . Т а к и м о б р а з о м материал обеспе­

Хотя с а м материал н е т о к с и ч е н , эвгенол может вы­

чивает детальное в о с п р о и з в е д е н и е р е л ь е ф а м я г к и х

зывать у п а ц и е н т о в чувство ж ж е н и я в тканях полости

тканей, не вызывая их с м е щ е н и я , но после отвержде­

рта и оставлять привкус, к о т о р ы й может быть непрят-

ния материал с т а н о в и т с я т в е р д ы м и н е с п о с о б н ы м

н ы м для п а ц и е н т а . Паста с п о с о б н а прилипать к коже,

дать оттиск поднутрений. Это ограничивает примене­

п о э т о м у кожу вокруг губ следует предварительно за­

ние материала только д л я с н я т и я о т т и с к о в у п а ц и е н -

щ и т и т ь , смазав в а з е л и н о м .

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

192

ф и л ь н а и х о р о ш о растекается по поверхности мягких т к а н е й , в о с п р о и з в о д я т о н к и е детали рельефа с высо­ к о й т о ч н о с т ь ю . С н и м а т ь о т т и с к и э т и м материалом лучше с и н д и в и д у а л ь н о й о т т и с к н о й л о ж к о й , изготов­ л е н н о й из а к р и л о в о й пластмассы и ш е л л а ч н о й смолы толщиной

1,0-1,5 м м . Гипсовый оттиск м о ж н о также

с н и м а т ь , п р и м е н я я г ипс о вую смесь в качестве текуче­ го материала на и н д и в и д у а л ь н о й л о ж к е , изготовлен­ н о й и з т е р м о п л а с т и ч н о г о компаунда. Р а з м е р н а я стабильность гипсового оттиска очень х о р о ш а я , т а к и м образом в р е м я , на к о т о р о е отложено и з г о т о в л е н и е модели по нему, не имеет з н а ч е н и я , хотя резких температурных к о л е б а н и й п р и х р а н е н и и гото­ вого оттиска следует избегать. Между г и п с о в ы м от­ т и с к о м и г и п с о в о й моделью следует н а н е с т и раздели­ тельную смазку ( о б ы ч н о для этой ц е л и применяют раствор альгината н а т р и я ) .

Рис. 2.7.2. Термическое расширение восков

Уже затвердев, материал с т а н о в и т с я ж е с т к и м и в результате этого не годится для в о с п р о и з в е д е н и я по­

Оттискной

верхностей с п о д н у т р е н и я м и .

ГИПС

С т о ч к и з р е н и я п а ц и е н т о в этот о т т и с к н о й матери­ ал н е л ь з я считать н е п р и я т н ы м , хотя замечено, что он оставляет о щ у щ е н и е сухости во рту в течение некото­

Определение и состав

рого времени после удаления оттиска.

О т т и с к н о й г и п с содержит п о р о ш о к , к к о т о р о м у до­ бавляют воду, ч т о б ы получить о д н о р о д н у ю пасту.Состав п о р о ш к а п о д о б е н составу модельных г и п с о в , ко­ т о р ы й будет более п о д р о б н о рассмотрен в главе 3.1 в с в я з и с п р о ц е с с о м т в е р д е н и я . О б ы ч н о о т т и с к н о й ма­ териал

содержит

ГЗ-полугидрат

сульфата

ЭЛАСТИЧНЫЕ ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

кальция

( C a S 0 4 ) 2 • Н 2 0 , сульфат к а л и я для у м е н ь ш е н и я рас­ ш и р е н и я , буру для с н и ж е н и я с к о р о с т и твердения и крахмал, к о т о р ы й способствует о т д е л е н и ю оттиска от г и п с о в о й модели.

П е р в ы м и э л а с т и ч н ы м и о т т и с к н ы м и материалами в стоматологии б ы л и г и д р о к о л л о и д н ы е материалы, ко­ торые впервые п о я в и л и с ь в п р а к т и к е в 1925 г.С тех пор в стоматологии стали п р и м е н я т ь с я м н о г и е виды элас­

Свойства

томеров, к а к это в и д н о из хронологической шкалы, представленной ниже.

Оттискной гипс легко смешивается, но необходимо быть о ч е н ь в н и м а т е л ь н ы м , чтобы не захватить п р и за­ м е ш и в а н и и воздух и и с к л ю ч и т ь о б р а з о в а н и е воздуш­ ных п о р , т.к. в этом случае возрастает к о л и ч е с т в о по­ верхностных дефектов.

Этот

оттискной

материал

обеспечивает хорошее рабочее время и в р е м я тверде­ н и я , к о т о р ы е л е г к о регулировать о т н о с и т е л ь н ы м ко­ личеством в в о д и м ы х в состав буры и сульфата к а л и я . О б ы ч н о сульфата к а л и я в о т т и с к н о й г и п с вводит­ ся б о л ь ш е , ч е м в г и п с д л я м о д е л е й , т.к. р а с ш и р е н и е п р и т в е р д е н и и о т т и с к а д о л ж н о быть м и н и м а л ь н ы м . Т. к. сульфат к а л и я о д н о в р е м е н н о действует к а к уско­ ритель твердения, приходится вводить буру для про­

Коллоиды

тиводействия и з л и ш н е м у у с к о р е н и ю . Рабочее время

С л о в о к о л л о и д происходит от слова kola, что означа­

осоставляет о к о л о 2-3 минут, к а к и время твердения.

ет вещество подобное клею,

Гипсовая смесь имеет о ч е н ь н и з к у ю вязкость и, та­ к и м о б р а з о м , я в л я е т с я м у к о с т а т и ч н о й . О н а гидро­

маслу или похожему на

них. Таким о бразом, ф и з и ч е с к и е свойства коллоида похожи на свойства клея.

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

193

Коллоидное с о с т о я н и е — это с о с т о я н и е дисперс­

не приобретет текучесть. Тогда его переносят в специ­

ной фазы из м е л ь ч а й ш и х ч а с т и ц , н а х о д я щ е й с я в рас-

альную металлическую ложку с в о д я н ы м охлаждением,

переленном виде в другой ф а з е , это промежуточное

охлаждающая

состояние где-то между р а с т в о р о м и суспензией:

ложку с агаровым материалом вводят в полость рта па­

•

раствор — это о д н о р о д н а я смесь, п р е д с т а в л я ю щ а я

вода в которую подается тогда, когда

циента. Вода, которую пропускают через ложку охлаж­ дает агар, переводя его п о в т о р н о в состояние геля, при

собой одну фазу;

этом он п р и н и м а е т рельеф и ф о р м у т к а н е й полости рта.

•

суспензия — смесь двух р а з л и ч н ы х ф а з ;

•

коллоид — гетерогенная смесь двух ф а з , к о т о р ы е

Состав

очень трудно разделить. Различие между к о л л о и д о м и суспензией заключа­ ется в том, что д и с п е р с и о н н у ю ф а з у в к о л л о и д е труд­

С о с т а в и н а з н а ч е н и е о т д е л ь н ы х к о м п о н е н т о в агаро­

но обнаружить под м и к р о с о к п о м . П р и м е р а м и к о л -

вого о т т и с к н о г о м а т е р и а л а п р е д с т а в л е н ы в Таблице

лидных систем могут служить следующие:

2.7.5. К а к в и д н о и з д а н н о й т а б л и ц ы для о б р а з о в а н и я

• коллоидный о к с и д к р е м н и я в п о л и м е р е

геля

• капли масла в воде

агара.

нужно только небольшое количество самого

• наполнители в о т т и с к н ы х материалах Размер т о н к о й д и с п е р с н о й ф а з ы н е в о з м о ж н о оп­

Форма выпуска и применение материала

ределить точно, но он н е м н о г о б о л ь ш е размера прос­ той молекулы, о б ы ч н о в интервале

1-500 н м .

Материал выпускают в упаковке, содержащей тубы,

Коллоид может быть в виде в я з к о й ж и д к о с т и , из­

из которых выдавливают материал в оттискную ложку,

вестной под н а з в а н и е м золь или в виде твердого веще­

в другом в а р и а н т е материал выпускают в ш п р и ц е для

ства - гель. Если ч а с т и ц ы р а с п о л о ж е н ы в

воде, тогда

о б л е г ч е н и я его п р и м е н е н и я в т о н к и х п р и ш е е ч н ы х об­

такая суспензия н а з ы в а е т с я гидроколлоид, его ж и д к о е

ластях вокруг зубов. С о д е р ж а н и е агара в оттискном

состояние будет н а з ы в а т ь с я гидрозолем, а твердое —

материале в ш п р и ц е н и ж е , чем в материале для поме­

гидрогелем. В случае гидрогеля мы и м е е м д е л о с непре­

щ е н и я в л о ж к у из туба, поэтому материал в ш п р и ц е

рывной сеткой, в ячеках к о т о р о й содержится ж и д -

более текучий, и его л е г к о н а н о с и т ь вокруг зубов не­

кость.Твердые ч а с т и ц ы находтся в э т о м случае в виде

посредственно из шприца.

волокон или ц е п е й , п о с т р о е н н ы х из молекул. Гидроколлоидные

оттискные материалы

Когда материалы обоих т и п о в погружают в водяную бывают

баню определенной температуры, оба материала приб­

двух видов:

лизительно через 8-12 минут превращаются в вязкую

• обратимые , н а п р и м е р , агаровые

жидкость, такое состояние материалов может сохра­

• необратимые, н а п р и м е р а л ь г и н а т н ы е

няться в течение нескольких часов. Важно не перегреть материал, чтобы не вызвать деструкцию полимера.

Агаровые материалы

Водяная б а н я д л я агаровых о т т и с к н ы х материалов о б ы ч н о состоит из трех с е к ц и й , в каждой поддержива­

Агар - это сульфат галактозы, к о т о р ы й при смешива­

ется своя, о т л и ч н а я от других с е к ц и й , температура. В

нии с водой образует к о л л о и д . Он р а з ж и ж а е т с я в диа­

о д н о й с е к ц и и б а н и вода подогревается до т о ч к и кипе­

пазоне температур от 7 ГС до 100°С и п р е в р а щ а е т с я

н и я , и такая температура используется для разжиже­

опять в гель между 30°С и 50°С. Агар состоит из д л и н -

ния агара. Во второй — температура составляет 63-

ноцепочечных молекул с м о л е к у л я р н о й массой о к о л о

66°С

150 ООО. Структура этого полисахарида представлена

с о с т о я н и и . В третьей с е к ц и и б а н и установлена темпе­

для

поддержания

агара

в

размягченном

на Рис. 2.7.3. Гидроксильные ( О Н ) группы с п о с о б н ы

ратура 46°С, такая температура нужна

образовывать водородные с в я з и , к о т о р ы е ф о р м и р у ю т

т и р о в а н и я агара после его п о м е щ е н и я в специальную

для термоста-

с в о д я н ы м охлаждением оттискную ложку. Эта пос­

структуру геля. При нагревании эти в о д о р о д н ы е связи разруша­

л е д н я я с е к ц и я б а н и необходима д л я гарантии того,

ются , спиралевидная структура в ы п р я м л я е т с я , и гель

что агаровый материал охлажден до той степени, ко­

превращается в вязкую ж и д к о с т ь . Д а н н ы й п р о ц е с с

торая не может вызвать чувство д и с к о м ф о р т а у паци­

носит обратимый характер

ента и допустить о п а с н о с т ь ожога т к а н е й во рту. Бла­

и проходит по схеме,

годаря

представленной ниже: гель

—> нагревание

золь

—»

относительно

малой

массы

материала

в

ш п р и ц е , в этом случае нет необходимости в термоста-

гель

т и р о в а н и и , и материал м о ж н о п р и м е н я т ь сразу после

охлаждение

Такие материалы а н а л о г и ч н ы т е р м о п л а с т а м , и их преимущество заключается в в о з м о ж н о с т и их многок­ ратного использования.

в ы д е р ж к и во второй с е к ц и и б а н и . О б ы ч н о с о д е р ж и м о е туба выдавливают в оттиск­ ную ложку и п о м е щ а ю т в водяную баню для темпера­

Агар нагревают на водяной бане до тех пор, пока он

турной обработки. Когда агаровый материал в послед-

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

194

Р и с . 2 . 7 . 3 . Структура полисахарида

ней с е к ц и и д о с т а т о ч н о охладится, на это уходит о к о л о 2 минут, л о ж к у с материалом вводят в рот п а ц и е н т а . Водяное охлаждение н а ч и н а ю т подавать т о л ь к о с это­ го м о м е н т а . Температура воды для охлаждения д о л ж н а быть о к о л о 13°С, чтобы охлаждение б ы л о п р и е м л е м ы м для п а ц и е н т а ; если вода с л и ш к о м хо л о д на я , то у п а ц и е н т а может в о з н и к н у т ь т е р м и ч е с к и й ш о к , к о т о р ы й вызо­ вет болевые о щ у щ е н и я и чувство д и с к о м ф о р т а . Ох­ л а ж д а ю щ а я вода

циркулирует в с п е ц и а л ь н о й оттиск­

н о й л о ж к е , и через 5 минут охлаждения агар должен застыть. Тогда л о ж к у удаляют изо рта п а ц и е н т а и по­ лучают т о ч н ы й отпечаток т к а н е й полости рта. Е с л и п о д г о т о в л е н н ы й агаровый материал не был сразу и с п о л ь з о в а н по к а к о й - л и б о п р и ч и н е , то его м о ж н о использовать п о в т о р н о п о з д н е е . И н о г д а время для п о в т о р н о г о р а з м я г ч е н и я

материала следует уве­

л и ч и т ь , может потребоваться до 4 минут. К а ж д ы й раз, когда материал нагревают, в н е м могут происходить н е к о т о р ы е р а з р у ш е н и я п о л и м е р н о й структуры, и агар станет з а м е т н о жестче. Таким о б р а з о м , агаровый ма­ териал нельзя п о в т о р н о нагревать более четырех раз.

Свойства ет х р а н и т ь при о т н о с и т е л ь н о й влажности 100% с по­ Благодаря своей п о в ы ш е н н о й текучести в полости рта

м о щ ь ю з а в о р а ч и в а н и я его во влажную салфетку. Влю-

и с п о с о б н о с т и т о ч н о в о с п р о и з в о д и т ь рельеф твердых

бом случае модель следует отливать не позднее, чем

и мягких т к а н е й , что с в я з а н о с г и д р о ф и л ь н о й приро­

через 1 час, т.к. с э т и м материалом связаны две проб­

дой материала, агар дает о ч е н ь хорошее воспроизведе­

лемы:

ние всех деталей п о в е р х н о с т и . К р о м е того, ближай­

1.

шие

к

охлаждаемой

поверхности

ложки

слои

С и н е р е з и с . Это п р о ц е с с , в результате которого во­ да выпотевает из массы материала на поверхность

материала переходят в гель в первую очередь, а мате­

оттиска,

риал, к о т о р ы й контактирует с т к а н я м и рта остается

действием главной движущей с и л ы , направленной

текучим в течение более д л и т е л ь н о г о в р е м е н и , что мо­

на с н я т и е внутренних н а п р я ж е н и й . Вода затем ис­

а

молекулы

геля

сближаются

под

жет к о м п е н с и р о в а т ь л ю б ы е и с к а ж е н и я оттиска, выз­

п а р я е т с я с поверхности и вызывает тем самым

в а н н ы е усадкой или с л у ч а й н ы м с м е щ е н и е м л о ж к и .

усадку или сжатие о т т и с к н о г о материала.

Модель по агаровому оттиску следует отливать не­ медленно; если сделать это н е в о з м о ж н о , оттиск следу-

2.

П о г л о щ е н и е и л и в п и т ы в а н и е влаги. Процесс пог­ л о щ е н и я воды, если материал был предварительно

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

195

высушен из-за н е с о б л ю д е н и я условий х р а н е н и я . В

в общем виде она п о к а з а н а на Р и с . 2.7.4. Н е к о т о р ы е

результате этого п р о ц е с с а в о з м о ж н о возникнове­

атомы водорода к а р б о к с и л ь н ы х групп з а м е щ е н ы на

ние и с к а ж е н и й оттиска, т.к. внутренние напряже­

н а т р и й , в результате чего образовалась водостойкая

н и я , к о т о р ы е всегда присутствуют, будут высво­

соль — альгинат н а т р и я с м о л е к у л я р н о й массой от 20

бождаться в п р о ц е с с е в о д о п о г л о щ е н и я .

ООО до 200 ООО. П р о ц е с с твердения альгинатного мате­

Материал л е г к о удаляется из п о д н у т р е н и й , но сле­

риала заключается в о б р а з о в а н и и п о п е р е ч н ы х с ш и в о к

дует быть о ч е н ь о с т о р о ж н ы м при работе с н и м , т.к. он

( связей) между п о л и м е р н ы м и ц е п я м и альгината нат­

очень л е г к о рвется и л и р а з р ы в а е т с я и не с п о с о б е н

р и я . Состав т и п и ч н о г о альгинатного о т т и с к н о г о мате­

удерживаться на с т а н д а р т н о й о т т и с к н о й л о ж к е за счет

риала представлен в Таблице2.7.6.

прилипания к ее поверхности. Хотя л о ж к у перфори­ руют, всегда существует в о з м о ж н о с т ь л о к а л ь н о г о от­ деления материала от поверхности л о ж к и , когда име­ ют дело с а н а т о м и ч е с к и м р е л ь е ф о м т к а н е й полости рта, о т л и ч а ю щ и м с я з н а ч и т е л ь н ы м и п о д н у т р е н и я м и .

Процесс твердения (или отверждения) При с м е ш и в а н и и с водой происходит химическая р е а к ц и я , в результате которой п о л и м е р н ы е цепи сши­

Этот материал обладает в ы с о к и м и в я з к о э л а с т и ч -

ваются п о п е р е ч н ы м и связями и образуется трехмерная

ными с в о й с т в а м и , п о э т о м у л о ж к у следует удалять рез­

структура. Если связи уже образовались, их нельзя раз­

ким д в и ж е н и е м ( р ы в к о м ) так, чтобы свести к мини­

рушить , (вернув структуру в исходное л и н е й н о е состо­

муму эластичную д е ф о р м а ц и ю . Это в р а в н о й мере

я н и е ) , поэтому д а н н ы й процесс отверждения альгина-

относится ко м н о г и м другим о т т и с к н ы м м а т е р и а л а м

тов является н е о б р а т и м ы м , и альгинатный материал

на основе п о л и м е р о в . Н у ж н о , чтобы т о л щ и н а с л о я

м о ж н о использовать только однократно по схеме: золь

оттискного материала была д о с т а т о ч н о й д л я исключе­ ния и з л и ш н е й д е ф о р м а ц и и во время удаления оттис­

—>

гель

химическая р е а к ц и я

ка из поднутрений. Бура, которую добавляют в агаровый материал для контроля уровня р Н , дает отрицательный п о б о ч н ы й

Реакция

отверждения

эффект, реагируя с модельным материалом и, таким об­ разом, замедляя процесс его твердения; в результате по­

Дигидрат сульфата к а л ь ц и я поставляет и о н ы Са для

верхность модели может стать мягкой. Д л я устранения

р е а к ц и и п о п е р е ч н о г о с ш и в а н и я , за счет которой золь

этого недостатка в состав материала добавляют сульфат

п р е в р а щ а е т с я в гель. И о н ы к а л ь ц и я

калия. Материал не токсичен и не раздражает ткани рта

частично

пациента при тщательном в ы п о л н е н и и инструкции по

кальция:

растворимого

в

воде

выделяются из

дигидрата сульфата

применению. Он относительно дешев, и имеются све­ дения, что в ряде лабораторий при дублировании моде­ лей его неоднократно используют, до четырех раз. У агаровых о т т и с к н ы х материалов и м е ю т с я и не­ достатки, с в я з а н н ы е с н е о б х о д и м о с т ь ю использова­

М е х а н и з м п о п е р е ч н о г о с ш и в а н и я показан на Рис. 2.7.5, его м о ж н о представить в виде р е а к ц и и :

ния специального о б о р у д о в а н и я , такого к а к оттиск­ ные ложки с в о д я н ы м охлаждением и с е к ц и о н н а я водяная баня с о п р е д е л е н н о й температурой, что тре­ бует начальных затрат на его п р и о б р е т е н и е . К р о м е то­ го, ложка с в о д я н ы м охлаждением д о в о л ь н о м а с с и в н а и может создать неудобства для п а ц и е н т а . Хотя сам материал в п р и н ц и п е м о ж н о использовать неоднок­

Рабочее время и время твердения материала зави­

ратно, в наше время п е р е к р е с т н о й и н ф е к ц и и к этому

сят от с к о р о с т и в ы д е л е н и я и о н о в кальция и их спо­

относятся н а с т о р о ж е н н о . Также

собности к с ш и в а н и ю . Быстрое растворение сульфата

необходимо быть

внимательным в работе, чтобы исключать з а г р я з н е н и е

кальция могло бы дать материал с н е п р и г о д н ы м рабо­

воды в бане. По э т и м п р и ч и н а м а г а р о в ы й о т т и с к н о й

ч и м временем, поэтому, чтобы этот недостаток прео­

материал сейчас редко используют в п р а к т и к е .

долеть, в состав материала вводят ф о с ф а т натрия, ко­ торый

сдерживает

взрывную

начальную скорость

Альгинатные оттискные материалы (альгинаты)

действует в этом случае к а к замедлитель, его количе­

Основой альгинатных материалов я в л я е т с я а л ь г и н о -

т и с к н о г о материала с о б ы ч н о й и п о в ы ш е н н о й ско­

вая кислота — продукт, получаемый из м о р с к и х водо­

ростью

рослей. Структура альгиновой кислоты о ч е н ь сложна,

результате следующей р е а к ц и и :

образования

кальциевых

ионов.

Фосфат

натрия

ство м о ж н о и з м е н я т ь для получения м о д и ф и к а ц и й от-

medwedi.ru

твердения.

Ионы

натрия

образуются

в

ОСНОВЫ

196

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Р и с . 2 . 7 . 4 . Структура альгината натрия, водородные ио­ ны альгиновой кислоты замещены ионами натрия

Свойства Альгинатные материалы выпускают в виде порошков, к о т о р ы м п р и д а ю т с п о с о б н о с т ь не п ы л и т ь при смеши­ в а н и и , чтобы и с к л ю ч и т ь к а к о е - л и б о раздражающее воздействие т о н к и х п ы л е в и д н ы х частиц при их попа­ д а н и и в о к р у ж а ю щ и й воздух и дыхательные пути пер­ сонала. П о р о ш о к следует э н е р г и ч н о перемешать пе­ ред п р и м е н е н и е м , чтобы не было р а с с л о е н и я , которое может происходить при хранении,

и равномерно

распределить в массе п о в е р х н о с т н ы й слой, часто заг­ р я з н е н н ы й следами влаги, п р о н и к а ю щ и м и из воздуха. К о н т е й н е р с п о р о ш к о м следует тщательно и как мож­ но быстрее закрывать после взятия из него необходи­ мой п о р ц и и п о р о ш к а . Важно т о ч н о соблюдать правильное соотношение ИОНЫ к а л ь ц и я в первую очередь будут реагировать

п о р о ш к а и воды, д л я чего производитель материала

с ф о с ф а т н ы м и и о н а м и , образуя н е р а с т в о р и м ы й фос­

поставляет с ним соответствующий м е р н и к (мерную

фат к а л ь ц и я :

л о ж к у ) . Легче всего с м е ш и в а т ь материал в резиновой

ЗСа

2+

3

ч а ш к е ш п а т е л е м , к о т о р ы м о б ы ч н о пользуются для

+ 2 Р 0 " 4 -> С а 3 ( Р 0 4 ) 2

с м е ш и в а н и я гипса. Таким образом и о н ы к а л ь ц и я , которые выделяют­

Альгинатный материал имеет легко контролируе­

ся из дигидрата сульфата к а л ь ц и я вначале не участву­

мое рабочее время, но для разных м а р о к материала оно

ют в процессе с ш и в а н и я , так как реагируют с фосфат­

может и з м е н я т ь с я . Рабочее время и время твердения

н ы м и и о н а м и . Только тогда, когда в раствор выйдет

м о ж н о регулировать, и з м е н я я температуру воды дм

такое количество к а л ь ц и е в ы х и о н о в , которое окажет­

з а м е ш и в а н и я , н а п р и м е р , используя подогретую воду,

ся д о с т а т о ч н ы м , чтобы п р о р е а г и р о в а л весь в в е д е н н ы й

но лучше выбрать ту марку материала, которая имеет

в состав ф о с ф а т н а т р и я , начнут поступать и о н ы каль­

рабочее время и время отверждения , наиболее подхо­

ц и я для р е а к ц и и с ш и в а н и я .

д я щ и е для с п е ц и ф и к и вашей работы, а температуру

В процессе т в е р д е н и я происходит з н а ч и т е л ь н о е

воды поддерживать между 18°С и 24°С. Типичные зна­

и з м е н е н и е р Н , от 11 в начале процесса до приблизи­

ч е н и я рабочего времени и времени отверждения для

тельно 7. Это и з м е н е н и е рН б ы л о и с п о л ь з о в а н о в не­

альгинатных оттискных материалов обычного и быст­

которых составах альгинатных материалов, в них до­

рого отверждения приведены в таблице 2.7.7. Оконча­

бавляли

ние времени отверждения в клинических условиях

рН-индикаторы,

с

помощью

которых

процесс отверждения м о ж н о б ы л о наблюдать визуаль­

м о ж н о определить по потере л и п к о с т и

но и т а к и м образом о ц е н и в а т ь рабочее время и время

альгинатного материала. Оттиск следует подержать во

поверхности

отверждения.

рту еще 2-3 минуты после исчезновения липкости.

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

197

Рис. 2 . 7 . 5 . Реакция сшивания ( п о п е р е ч н о г о сшивания) альгината натрия и о н а м и кальция

Воспроизведение рельефа поверхности альгинатными материалами не т а к т о ч н о , к а к а г а р о в ы м и и эластомерными, и п о э т о м у их не р е к о м е н д у ю т для снятия оттисков при изготовлении к о р о н о к и м о с т о видных п р о т е з о в . О д н а к о , о н и весьма п о п у л я р н ы п р и изготовлении п о л н ы х и частичных с ъ е м н ы х протезов. Для альгинатов характерны те же п р о б л е м ы , что и для агаровых материалов, о н и также п о д в е р ж е н ы с и нерезису и в о д о п о г л о щ е н и ю , п р и в о д я щ и х к невысо­ кой стабильности размеров оттиска. Подобно агаровым материалам, модель по альгинатному оттиску следует отливать не позднее, чем че­ рез 1 час, при этом храня о т т и с к завернутым во влаж­ ную салфетку. Подобно агаровым материалам альгинаты облада­ ют высокой в я з к о э л а с т и ч н о с т ь ю , и следует соблюдать правила извлечения оттиска для того, чтобы не полу­ чить излишнюю эластичную д е ф о р м а ц и ю . Величина

с т а н о в л е н и е после д е ф о р м а ц и и будет происходить в

деформации

л ю б о м случае сразу после удаления оттиска,

сжатия материала, которая иногда дос­

тигает таких больших в е л и ч и н к а к 10%, может ска­

когда

с ж и м а ю щ е е н а п р я ж е н и е уже с н я т о . О д н а к о , хотя со

заться на точности оттиска при удалении его из под­

временем

нутрений. П о с т о я н н а я ( или остаточная) д е ф о р м а ц и я

уменьшаться, но на этот п о л о ж и т е л ь н ы й э ф ф е к т бу­

в таких случаях может достигнуть в е л и ч и н ы порядка

дут накладываться р а з м е р н ы е и з м е н е н и я оттиска.

величина

остаточной

деформации

будет

1,5% , что уже г р а н и ч и т с н е п р и е м л е м ы м и з м е н е н и е м

Альгинатные о т т и с к н ы е материалы имеют более

размеров для ряда п р и м е н е н и й о т т и с к н о г о материала.

н и з к у ю п р о ч н о с т ь на раздир по с р а в н е н и ю с агаровы­

Остаточная д е ф о р м а ц и я у альгинатов иногда превы­

ми материалами.

шает деформацию агаровых оттискных материалов, у которых при тех же условиях остаточная д е ф о р м а ц и я

Клиническое значение

составляет около 1 %. Остаточную д е ф о р м а ц и ю м о ж н о свести к миниму­ му, если использовать материал в тех случаях, где нет

Хотя при быстром приложении нагрузки, связанном с ме­

глубоких поднутрений, так к а к чем глубже поднутре­

тодом удаления о п и с к а одним движением или рывком,

ние, тем больше д е ф о р м а ц и я сжатия при извлечении

прочность материала на раздир слегка возрастает, альги­

из него. Применяя с п о с о б удаления оттиска р е з к и м

натные материалы не рекомендуются для снятия оттисков

быстрым движением ( р ы в к о м ) , м о ж н о гарантировать

при изготовлении к о р о н о к и мостов, где опасность раз­

то, что время воздействия на материал с ж и м а ю щ е г о

рывов в о п и с к е при его извлечении весьма высока.

напряжения будет м а к с и м а л ь н о к о р о т к и м , что дает преимущество,т.к. чем д о л ь ш е материал находится в

П о с л е и з в л е ч е н и я изо рта пациента оттиск следует

сжатом состоянии, тем больше будет в е л и ч и н а оста­

промыть, чтобы удалить остатки с л ю н ы , т.к. это может

точной деформации, что с в я з а н о с в я з к о э л а с т и ч н о й

мешать процессу

природой альгинатных материалов.

о т л и в к о й модели с поверхности оттиска следует уда-

Н е к о т о р о е вос-

medwedi.ru

твердения гипсовой модели. Перед

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

198

лить остатки воды, т.к. вода будет р а з ж и ж а т ь смесь

Т а к и м о б р а з о м , мы и м е е м дело с материалами,

модельного материала, и п о в е р х н о с т ь м о д е л и станет

к о т о р ы е о б л а д а ю т текучестью п р и к о м н а т н о й темпе­

мягкой, ее л е г к о будет повредить.

ратуре, но могут о т в е р ж д а т ь с я за счет соединения

Альгинатный о т т и с к не следует с л и ш к о м долго ос­

д л и н н о ц е п о ч е ч н ы х м а к р о м о л е к у л . Этот процесс со­

тавлять на модели; если о т т и с к высохнет, в дальней­

е д и н е н и я м о л е к у л я р н ы х ц е п е й с о б р а з о в а н и е м трех­

ш е м его трудно будет отделить. В результате поверх­

м е р н о й сетки и з в е с т е н п о д н а з в а н и е м поперечного

ность

модели

получится

не

гладкой,т.к.

на

ней

останутся ч а с т и ц ы альгинатного материала. П а ц и е н т ы х о р о ш о п е р е н о с я т а л ь г и н а т н ы й оттиск­ ной материал. Этот материал д е ш е в , но имеет ограни­

с ш и в а н и я м а к р о м о л е к у л , ( этот п р о ц е с с представлен в Главе 1.6). И м е н н о д а н н ы й п р о ц е с с я в л я е т с я осно­ в о й перехода всех э л а с т о м е р н ы х м а т е р и а л о в из жид­ к о г о с о с т о я н и я в твердое э л а с т и ч н о е .

ч е н н ы й с р о к х р а н е н и я из-за п о п а д а н и я в него влаги.

Существуют т р и о с н о в н ы е группы эластомерных о т т и с к н ы х материалов:

ЭЛАСТОМЕРНЫЕ ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

•

полисульфиды

•

полиэфиры

•

силиконы. Вначале будет представлена х и м и ч е с к а я основа

этих о т т и с к н ы х материалов, а затем П р е д с т а в л е н н ы е в ы ш е о т т и с к н ы е м а т е р и а л ы вообще

мы обсудим их

свойства.

недостаточно х о р о ш и в к л и н и ч е с к о й п р а к т и к е для с н я т и я т о ч н ы х оттисков. Альгинаты сами по себе неп­ р о ч н ы е материалы и дают н е в а ж н о е в о с п р о и з в е д е н и е

Полисульфиды

деталей поверхности; агаровые м а т е р и а л ы не сохраня­ ют размерную точность, не стабильны при хранении,

Н и ж е п р е д с т а в л е н ы ф о р м у л а полисульфидного по­

их м о ж н о п р и м е н я т ь т о л ь к о тогда, когда зуботехни-

л и м е р а с м о л е к у л я р н о й м а с с о й 2000 — 4000, имеюще­

ч е с к а я л а б о р а т о р и я р а с п о л о ж е н а п о б л и з о с т и , «под

го к о н ц е в ы е и п о д в е с н ы е м е р к а п т а н о в ы е группы (-

рукой»; а твердые о т т и с к н ы е м а т е р и а л ы н е в о з м о ж н о

S H ) , (см. Рис. 2 . 7 . 6 ) . Буквами х и у

удалять и з о рта п р и н а л и ч и и глубоких п о д н у т р е н и й .

о б о з н а ч е н о р а з л и ч н о е к о л и ч е с т в о повторяющихся

Таким обр а з ом , еще есть нужда в о т т и с к н о м материа­

э л е м е н т а р н ы х звеньев. Эти материалы также называ­

ле, о б л а д а ю щ е м т о ч н о с т ь ю , с п о с о б н о с т ь ю к макси­

ются т и о к о л о в ы м и р е з и н а м и , так к а к о н и являются

на Рис. 2.7.6

м а л ь н о п о л н о м у в о с с т а н о в л е н и ю после д е ф о р м а ц и и и

п р о и з в о д н ы м и т и о л о в , сульфоводородных аналогов

имеющем долговременную

о б ы ч н ы х с п и р т о в , ( н а п р и м е р , этантиол CH 3 CH 2 SH

стабильность размеров.

Все п е р е ч и с л е н н ы е задачи м о ж н о р а з р е ш и т ь с по­ м о щ ь ю э л а с т о м е р н ы х о т т и с к н ы х материалов.

а н а л о г и ч е н этанолу С Н 3 С Н 2 О Н ) . М е р к а п т а н о в ы е группы о к и с л я ю т с я под действи­

Эластомерные оттискные материалы относятся к

ем ускорителя, что п р и в о д и т к у д л и н е н и ю цепи и по­

п о л и м е р а м , к о т о р ы е п р и м е н я ю т с я п р и температуре

перечному с ш и в а н и ю , по схеме, представленной на

в ы ш е температуры их с т е к л о в а ни я ,Т с . В таких мате­

Рис. 2 . 7 . 7 . Эти р е а к ц и и вызывают быстрый рост моле­

риалах текучесть все более и более возрастает с подъе­

к у л я р н о й м а с с ы п о л и м е р а , в результате чего пастооб­

мом температуры о т н о с и т е л ь н о температуры их стек­

р а з н ы й материал превращается в резину. Побочным

лования.

продуктом р е а к ц и й отверждения является вода.

Вязкость п о л и м е р о в , используемых для о т т и с к н ы х

П р о ц е с с о т верждения н о с и т экзотермический ха­

материалов, прежде всего зависит от их м о л е к у л я р н о й

рактер с т и п и ч н ы м возрастанием температуры на 3-

массы, (т.е. д л и н ы п о л и м е р н ы х ц е п е й ) , а также от

4°С, хотя этот рост зависит от количества полисульфи­

присутствия д о б а в о к , таких как н а п о л н и т е л и .

да, участвующего в процессе.

Р и с . 2 . 7 . 6 . Структурная формула типичного полисульфида

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

199

Рис. 2 . 7 . 7 . Схема реакций сшивания и удлинения молекулярных цепей п о л и с у л ь ф и д н о г о о т т и с к н о г о материала

Форма выпуска материала Полисульфидные м а т е р и а л ы выпускают в виде основ­ ной пасты,(содержащей п о л и с у л ь ф и д и и н е р т н ы й на­ полнитель, т а к о й к а к двуоксид т и т а н а с р а з м е р о м час­ тиц 0,3 м к м ) , и а к т и в а т о р н о й пасты, (содержащей двуоксид с в и н ц а , к о т о р ы й о к р а ш и в а е т пасту в корич­ невый цвет, серу и дибутил или д и о к т и л ф т а л а т ) . Рис. 2 . 7 . 8 . Структура п о л и э ф и р а

Полиэфиры аддитивного отверждения.

Обе группы о с н о в а н ы

на

Интересно, что п о л и э ф и р н ы е о т т и с к н ы е материалы

п о л и д и м е т и л с и л о к с а н о в ы х полимерах, отличающих­

были разработаны с п е ц и а л ь н о для стоматологии. Их

ся т и п о м к о н ц е в ы х групп, которые ответственны за

разработали в к о н ц е 60-х годов. Структура этого поли­

р а з л и ч и е в механизмах отверждения.

мера в у п р о щ е н н о м виде п о к а з а н а на Рис. 2.7.8. Отве­ рждение материала п р о и с х о д и т в результате р е а к ц и и иминовых к о н ц е в ы х групп. Эта р е а к ц и я представлена

СИЛИКОНЫ отверждения

конденсационного

на Рис. 2.7.9. В результате р е а к ц и и не выделяются по­ бочные продукты, что является о д н о й из п р и ч и н хо­ рошей р а з м е р н о й стабильности

материала.

Эти материалы о с н о в а н ы на п о л и д и м е т и л с и л о к с а н о -

Однако

вом п о л и м е р е с г и д р о к с и л ь н ы м и к о н ц е в ы м и группа­

при хранении материал имеет с к л о н н о с т ь к поглоще­

м и , к а к п о к а з а н о на Рис. 2.7.10. Р е а к ц и я сшивания

нию воды, и поэтому его надо хранить в сухих услови­

проходит п р и д о б а в л е н и и тетраэтилсиликата (ТЭС),

ях; его никогда не следует п о м е щ а т ь в тот же контей­

к о т о р ы й с п о с о б е н связывать три п о л и м е р н ы е цепоч­

нер или пакет, в к о т о р о м о б ы ч н о хранят о т т и с к и из

к и , к а к это в и д н о из Рис. 2.7.11. Для образования

альгинатов.

с ш и т о й сетчатой структуры присутствие трех функци­ о н а л ь н ы х групп необходимо, иначе две функциональ­

Форма выпуска

н ы е группы смогут привести т о л ь к о к удлинению по­ л и м е р н о й ц е п и . П о б о ч н ы м продуктом этой реакции

Полиэфирные материалы выпускают в виде двух паст:

является спирт ( R - O H ) .

основной пасты, ( с о д е р ж а щ е й п о л и э ф и р , пластифи­ катор, такой как г л и к о л е в ы й э ф и р или фталат, и кол­

Клиническое значение

лоидальный о к с и д к р е м н и я в качестве и н е р т н о г о на­ полнителя),

и

активаторной

пасты,(содержащей

ароматический с у л ь ф о н о в ы й э ф и р , п л а с т и ф и к а т о р и

Выделение спирта ограничивает стабильность о п и с к а при хранении.

инертный наполнитель).

Силиконы Существуют две в а ж н ы е группы

Ф о р м а выпуска с и л и к о н о в ы х отти­

скных материалов.Одна группа называется

Материал выпускают в виде о с н о в н о й пасты, со­

силиконы

д е р ж а щ е й ж и д к и й с и л и к о н о в ы й каучук и наполни­

конденсационного отверждения , а другая — силиконы

тель, и а к т и в а т о р н о й пасты, о с н о в н ы м компонентом

medwedi.ru

200

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Рис. 2 . 7 . 9 . Схема реакции сшивания

по подвесным и м и н о в ы м г р у п п а м в макромолекулах полиэфира н о л а и н а п о л н и т е л я ) , и к а т а л и з а т о р н о й пасты(полив и н и л с и л о к с а н а , п л а т и н о в о г о катализатора и напол­ нителя).

Рис. 2 . 7 . 1 0 . Полидиметилсилоксан с г и д р о к с и л ь н ы м и концевыми группами

которой является тетраэтилсиликат

(ТЭС,сшиваю­

щ и й агент). В а ж н о соблюдать точную п р о п о р ц и ю п р и добавлении

активаторной

пасты.Недостаток

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИТИКА ЭЛАСТОМЕРНЫХ ОТТИСКНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ТЭС

п р и в о д и т к н е п о л н о м у о т в е р ж д е н и ю , давая материал с п л о х и м и м е х а н и ч е с к и м и с в о й с т в а м и , с в ы с о к о й оста­

Рабочие характеристики

т о ч н о й д е ф о р м а ц и е й . Но и и з б ы т о к Т Э С может также вызвать н е п о л н о е отверждение, с о х р а н я я в материале

П р о ц е с с отверждения п о л и э ф и р н о г о оттискного ма­

много

териала очень с и л ь н о зависит от и з м е н е н и й окружаю­

непрореагировавших

концевых

этиловых

групп.

щ и х условий, таких к а к температура и влажность, и, н е с м о т р я на тщательное соблюдение инструкций, ра­

Силиконы

аддитивного отверждения

бочее в р е м я и время отверждения могут значительно и з м е н я т ь с я . Т и п и ч н ы е показатели рабочего времени и

Эти м а т е р и а л ы похожи на к о н д е н с а ц и о н н ы е силико­

в р е м е н и отверждения и з м е н я ю т с я в диапазоне от 6 до

ны тем, что в их о с н о в е также и м е е т с я п о л и д и м е т и л -

13 минут, что я в л я е т с я достаточно продолжительным

с и л о к с а н о в ы й п о л и м е р ; о д н а к о у него на к о н ц а х мак­

временем по с р а в н е н и ю с р я д о м других оттискных ма­

ромолекул присутствуют в и н и л о в ы е группы, к а к это

териалов, для которых в р е м я отверждения составляет

м о ж н о видеть на Р и с . 2.7.12. Р е а к ц и я отверждения за

о к о л о 4-5 минут. В ы с о к а я температура в кабинете в

счет в з а и м о д е й с т в и я п л а т и н о в о г о катализатора и си­

с о ч е т а н и и с п о в ы ш е н н о й влажностью могут привести

л а н а (водородсодержащего с и л а н а ) схематично предс­

к с у щ е с т в е н н о м у с о к р а щ е н и ю рабочего времени и

тавлена на Р и с . 2.7.13. В а ж н ы м о т л и ч и т е л ь н ы м свой­

времени отверждения,

ством э т о й р е а к ц и и я в л я е т с я отсутствие п о б о ч н о г о

влажности н и ж е н о р м ы тоже оказывают влияние на

продукта.

в р е м е н н ы е показатели материала.

п о н и ж е н и е температуры и

С и л и к о н ы к о н д е н с а ц и о н н о г о т и п а также страда­ Форма

ют н е п о с т о я н с т в о м характеристик отверждения, но

выпуска

с в я з а н о это с о ш и б к а м и с м е ш и в а н и я паст, некачест­ выпускают в

в е н н о г о н е о д н о р о д н о г о с м е ш и в а н и я , а также с тем,

виде о с н о в н о й п а с т ы , ( п о л и в и н и л с и л о к с а н а , сила-

что Т Э С п о д в е р ж е н гидролизу. Если Т Э С загрязнен

Силиконы

аддитивного

отверждения

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

201

влагой, он теряет с в о ю активность, эта потеря приво­ дит к н е к о т о р ы м с л о ж н о с т я м п р и с н я т и и оттиска. Характеристики

процессов отверждения

полиэ­

фирных и с и л и к о н о в ы х о т т и с к н ы х материалов отли­ чаются б о л ь ш и м п о с т о я н с т в о м . Хотя б ы л о з а м е ч е н о замедление о т в е р ж д е н и я с и л и к о н о в аддитивного ти­ па, когда материал п л о т н о й в ы с о к о в я з к о й консистен­ ции смешивали руками в л а т е к с н ы х перчатках. Смешивание а д д и т и в н ы х с и л и к о н о в н и з к о й вяз­ кости стало з н а ч и т е л ь н о легче с введением в практику смесительных устройств

пистолетного типа.

устройства и с к л ю ч а л и н е п о л н о е

или

Такие

неоднородное

перемешивание паст, а также п о п а д а н и е в массу мате­ риала воздуха.

Рис. 2 . 7 . 1 1 . Схема реакции сшивания силиконового от­ т и с к н о г о материала конденсационного отверждения

Эластомерные о т т и с к н ы е материалы имеют вари­ анты с различной вязкостью в з а в и с и м о с т и от количе­ ства наполнителя в их составе, существуют низковяз­ кие

(текучие),

материалы

средней

вязкости,

высоковязкие и о ч е н ь п л о т н ы е , п о д о б н ы е п л а с т и л и н у материалы. Низковязкие материалы п р и м е н я ю т для д в о й н ы х оттисков, ( с н и м а е м ы х в о д и н или в два этапа), в соче­ тании с высоко в я з к и м и в ы с о к о н а п о л н е н н ы м мате­ римом в индивидуальной л о ж к е . В других случаях ме­

Рис. 2.7.12. Полидиметилсилоксан с винильными конце­ выми группами

тодика сочетания плотного в ы с о к о вязкого и текучего оттискных материалов для о д н о э т а п н о г о или двухэ-

л о ж к е . Но хотя исходная вязкость пасты более густая,

тапного снятия м н о г о с л о й н ы х о т т и с к о в п р и м е н я е т с я

она обладает текучестью п о д о б н о текучести низковяз­

тогда, когда используют п л о т н ы й материал в станда­

ких оттискных материалов.

ртной оттискной л о ж к е . Материалом средней вязкости м о ж н о с н и м а т ь од­ нослойный оттиск в о д и н этап с п о м о щ ь ю индивиду­ альной ложки или в с о ч е т а н и и с н и з к о в я з к и м матери­ алом

по

методике

снятия

двухфазного

Силиконы отверждения

(поли)конденсационного

или

двухслойного оттиска в о д и н этап и тоже с индивиду­

Эти с и л и к о н о в ы е материалы выпускают в широком

альной ложкой.

д и а п а з о н е вязкости, от о ч е н ь плотных до материалов с р е д н е й и н и з к о й вязкости. Существуют также типы этих материалов с п о в ы ш е н н о й

текучестью. Таким

Полисульфидные материалы

образом, для п р и м е н е н и я этих материалов можно ис­

Вязкость основной пасты з а в и с и т от количества вво­

т и с к о в . С л о ж н о с т и в п р и м е н е н и и материалов этого

димого в нее н а п о л н и т е л я , т а к и м образом получают

т и п а в о з н и к а ю т из-за р а з н и ц ы в вязкости основной и

пасты оттискного материала с в ы с о к о й , средней и

а к т и в а т о р н о й пасты, эта р а з н и ц а затрудняет получе­

пользовать самую р а з н о о б р а з н у ю технику снятия от­

низкой вязкостью . Следует заметить, что о т т и с к н ы е

ние о д н о р о д н о й смеси, если не пользоваться прогрес­

материалы плотной к о н с и с т е н ц и и или о ч е н ь в ы с о к о й

сивными способами смешивания.

вязкости на п о л и с у л ь ф и д н о й основе не выпускают, и поэтому этот о т т и с к н о й материал необходимо приме­ нять со специальной л о ж к о й , используя для с н я т и я

Силиконы аддитивного

отверждения

описка или одну пасту с р е д н е й вязкости или сочета­ ние высоко вязкой и н и з к о в я з к о й паст.

К а к и к о н д е н с а ц и о н н ы е с и л и к о н ы , эти материалы также выпускают р а з л и ч н о й исходной вязкости, плот­ н о й , в ы с о к о й , средней и н и з к о й п о в ы ш е н н о й теку­

Полиэфирные материалы

чести. И также для их п р и м е н е н и я можно пользовать­ ся

различными

способами

снятия

оттисков.

Их

Эти материалы имеют т о л ь к о одну вязкость и их сле­

преимущество по с р а в н е н и ю с конденсационными

дует применять в виде одного слоя на индивидуальной

с и л и к о н а м и заключается в одинаковой консистенции

medwedi.ru

202

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

о с н о в н о й и к а т а л и з а т о р н о й п а с т ы для любого т и п а исходной в я з к о с т и материала, что облегчает п р о ц е с с смешивания.

д е н и я , их н а з ы в а ю т м я г к и м и материалами высокой исходной плотности.

Е с л и пользуются с т а н д а р т н о й л о ж к о й д л я с н я т и я оттиска в о д и н п р и е м , то с и л и к о н о в ы е о т т и с к н ы е ма­ териалы аддитивного типа могут х о р о ш о удерживать­ ся в н е й в с о с т о я н и и п о к о я , не растекаясь, (т.е. тогда, когда врач з а п о л н я е т м а т е р и а л о м л о ж к у ) , но п р и этом обладают в ы с о к о й текучестью под д а в л е н и е м в мо­ мент с н я т и я оттиска.Существуют м о н о ф а з н ы е отти­ скные материалы.

Постоянная

Механические свойства Жесткость Ж е с т к о с т ь ( и л и твердость оттиска) после отвержде­ н и я имеет важное з н а ч е н и е для удаления оттиска без к а к и х - л и б о затруднений из поднутрений. Наиболь­ ш е й гибкостью обладают п о л и с у л ь ф и д н ы е о т т и с к н ы е материалы; если поставить в ряд э л а с т о м е р н ы е отти­ с к н ы е м а т е р и а л ы по мере возрастания их жесткости, то при с о п о с т а в л е н и и материалов о д и н а к о в о й исход­ ной в я з к о с т и и л и к о н с и с т е н ц и и , этот ряд будет выг­ лядеть с л е д у ю щ и м образом:

деформация

В и д е а л ь н о м случае п р и удалении оттиска из поднут­ р е н и й он д о л ж е н сразу и п о л н о с т ь ю восстановиться после д е ф о р м а ц и и , к о т о р а я п р и э т о м возникает. Для всех э л а с т о м е р н ы х о т т и с к н ы х материалов характерно в я з к о э л а с т и ч н о е п о в е д е н и е , п о э т о м у важно, чтобы удаление о т т и с к а изо рта в ы п о л н я л о с ь быстро, рыв­ к о м . Тогда будет у в е р е н н о с т ь в т о м , что растяжение, к о т о р о е и с п ы т ы в а е т материал, кратковременно и но­ сит характер и с к л ю ч и т е л ь н о э л а с т и ч н о й деформа­ ц и и . Е с л и о т т и с к удаляют м е д л е н н о , то в материале н а п р о т и в в о з н и к н у т д е ф о р м а ц и и текучести, и тогда он не сможет в о с с т а н о в и т ь с я п о л н о с т ь ю после де­ формации. С и л и к о н ы обладают о с о б е н н о хорошими свой­ ствами в этом о т н о ш е н и и , ф а к т и ч е с к и о н и не имеют остаточной д е ф о р м а ц и и , в то время к а к для полисуль­ ф и д о в характерен о т н о с и т е л ь н о в ы с о к и й показатель вязкого т е ч е н и я . По этому показателю оттискные ма­ териалы м о ж н о выстроить в следующий ряд: П С > П Э > С К О > САО с п о л и с у л ь ф и д а м и ( П С ) , з а н и м а ю щ и м и первое место из-за наибольшего з н а ч е н и я п о с т о я н н о й ( или оста­ точной) д е ф о р м а ц и и , и с и л и к о н а м и аддитивного от­ верждения с н а и м е н ь ш е й остаточной деформацией в этом ряду.

Прочность на раздир (или раздирание эластомера) О д н а к о с с и л и к о н а м и аддитивного отверждения п л о т н о й к о н с и с т е н ц и и , к а к показал о п ы т работы с н и м и , в о з н и к а ю т трудности и з в л е ч е н и я оттисков и з за их ч р е з в ы ч а й н о в ы с о к о й жесткости в отвержденн о м с о с т о я н и и , если о т т и с к н о й материал затек в под­ нутрения существенных размеров. Более с о в р е м е н н ы е разработки п л о т н о г о с и л и к о н о в о г о ма­ териала имеют п о н и ж е н н у ю жесткость после отверж-

П р и с н я т и и оттиска в к л и н и к е у п а ц и е н т а с сохранив­ ш и м и с я зубами большое значение имеет прочность о т т и с к н о г о материала на раздир. Наибольшую проч­ ность на раздир и м е ю т п о л и с у л ь ф и д н ы е материалы, за н и м и с б о л ь ш и м отрывом идут п о л и э ф и р н ы е и в к о н ц е — с и л и к о н о в ы е материалы. С л и ш к о м высокая прочность на раздир не всегда

Рис. 2.7.13. Схема реакции сшивания в с и л и к о н о в о м оттискном материале аддитивного отверждения

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

203

является х о р о ш и м показателем, т.к. с р о с т о м и л и по­

и с и л и к о н о в ы х аддитивного отверждения соответ­

вышением п р о ч н о с т и н а р а з д и р будут в о з р а с т а т ь

с т в е н н о . Отсюда в и д н о , что особенные сложности

сложности удаления оттиска и з о рта в тех случаях,

в о з н и к а ю т в работе с с и л и к о н а м и , а с п о л и э ф и р н ы м и

когда о т т и с к н о й материал п о п а л в п о д н у т р е н и я . Кро­

м а т е р и а л а м и н а о б о р о т легче работать с этой точки

ме того, т а к о й материал будет давать з н а ч и т е л ь н у ю де­

зрения.

формацию перед тем, к а к н а п р я ж е н и я в н е м достиг­

Сейчас п о я в и л и с ь так называемые гидрофильные

нут предельных з н а ч е н и й разрыва, и эта д е ф о р м а ц и я

м о д и ф и к а ц и и с и л и к о н о в ы х материалов аддитивного

может оказаться не в п о л н е о б р а т и м о й .

типа. В их состав добавляют поверхностно активные

Таким, обр а зо м, п р о ч н о с т ь на р а з д и р д о л ж н а быть

вещества (ПАВ) для с н и ж е н и я гидрофобное™ и умень­

достаточной, чтобы п р е д о т в р а щ а т ь к а т а с т р о ф и ч е с к о е

ш е н и я за счет этого в е л и ч и н ы контактного угла до та­

разрушение материала, но не с л и ш к о м в ы с о к о й , что­

кого з н а ч е н и я , которое приближалось бы к значениям,

бы материал не и м е л и з б ы т о ч н о й д е ф о р м а ц и и и л и не

п р и с у щ и м п о л и э ф и р н ы м о т т и с к н ы м материалам.

создавал п о в ы ш е н н ы х трудностей п р и удалении от­ тиска.

Воспроизведение деталей поверхности

Размерная стабильность и точность Важно, чтобы модель п о л о с т и рта давала точное восп­ р о и з в е д е н и е всех т к а н е й в трехмерном и з м е р е н и и , т.к. вся п о с л е д у ю щ а я работа в зуботехнической лаборато­ р и и п р о в о д и т с я ц е л и к о м на э т о й модели. Кроме оши­

Все эластомерные о т т и с к н ы е ма т е р и а л ы о ч е н ь т о ч н о

бок, п р и в о д я щ и х к и с к а ж е н и я м , существуют наруше­

воспроизводят р е л ь е ф п о в е р х н о с т и и л и детали пове­

н и я т о ч н о с т и в о с п р о и з в е д е н и я оттиска, с в я з а н н ы е с

рхности, если п р и м е н я ю т с я м а т е р и а л ы н и з к о й вяз­

его р а с ш и р е н и е м и усадкой.

кости или текучей к о н с и с т е н ц и и . С п о с о б н о с т ь восп­

С п о я в л е н и е м с и л и к о н о в аддитивного отвержде­

роизводить детали п о в е р х н о с т и п р я м о з а в и с и т от

н и я и п о л и э ф и р о в , о т т и с к н ы е мат ериал ы стали таки­

вязкости и л и к о н с и с т е н ц и и о т т и с к н о г о материала:

ми т о ч н ы м и , к а к и м и они и д о л ж н ы б ы л и быть всегда.

чем ниже вязкость, тем лучше в о с п р о и з в е д е н и е . На

В последнее время стали о б р а щ а т ь в н и м а н и е на улуч­

самом деле в о с п р о и з в е д е н и е п о в е р х н о с т н о г о рельефа

ш е н и е и х м а н и п у л я ц и о н н ы х характеристик; высокая

бывает настолько точное, что м о д е л ь н ы й материал не

р а з м е р н а я т о ч н о с т ь с и л и к о н о в аддитивного отверж­

может воспроизвести его на модели.

д е н и я иногда может обернуться препятствием в рабо­

Причины нето ч но г о в о с п р о и з в е д е н и я поверхнос­ ти обычно с в я з а н ы с о ш и б к а м и п р и с н я т и и оттиска. Например, следует о ч е н ь строго соблюдать п р а в и л а

те, о чем будет р а с с к а з а н о н и ж е .

Другие факторы

смешивания двух паст, чтобы свести к м и н и м у м у ко­ личество воздушных п о р . П у з ы р ь к и воздуха не созда­

Ф а к т о р ы , п р и в о д я щ и е к неточности моделей, были

ют проблем, когда о н и находятся внутри о т т и с к н о г о

уже п р и в е д е н ы в ы ш е , но есть еще н е к о т о р ы е , которые

материала, но, если о н и выходят на поверхность и л и

требуют д о п о л н и т е л ь н ы х п о я с н е н и й , о т н о с я щ и х с я к

находятся близко к п о в е р х н о с т и , в о з н и к н у т сложнос­

с п е ц и ф и к е ряда о т т и с к н ы х материалов.

ти, и некоторые детали п о в е р х н о с т и могут исчезнуть в оттиске. Другой п р и ч и н о й , к о т о р а я может п р о я в и т ь с я

Усадка при отверждении и термическая усадка

в виде недостаточно т о ч н о м в о с п р о и з в е д е н и и поверх­ ности, является н е п о л н о е отверждение о т т и с к н о г о

Вообще, усадка э л а с т о м е р н ы х о т т и с к н ы х материалов

материала на некоторых участках оттиска , где мате­

при о т в е р ж д е н и и о ч е н ь мала. П р о ц е с с

риал останется л и п к и м . Это о б ы ч н о в ы з в а н о некаче­

с ш и в а н и я макромолекул дает значительно меньшую

ственным с м е ш и в а н и е м материала, в результате чего

усадку, ч е м усадка, к о т о р а я о б ы ч н о происходит при

получается неоднородная смесь.

п о л и м е р и з а ц и и , т.к. п о с л е д н я я заключается в простом

Все эластомерные ма т е р и а л ы г и д р о ф о б н ы , и, если

поперечного

н а р а щ и в а н и и д л и н ы п о л и м е р н ы х цепей. П о л и э ф и р ы

покрыта с л ю н о й , о т т и с к н о й мате­

и с и л и к о н ы аддитивного т и п а и м е ю т самую низкую

риал не сможет смочить ее, и это обстоятельство при­

усадку п р и отверждении, за н и м и следуют полисуль­

поверхность зуба

ведет к неточному в о с п р о и з в е д е н и ю поверхности, по­

фиды.

тере деталей поверхности. С п о с о б н о с т ь о т т и с к н о г о

л и ) к о н д е н с а ц и о н н ы е с и л и к о н ы , что связано с харак­

Наибольшую

в е л и ч и н у усадки и м е ю т (по-

материала смачивать поверхность м о ж н о определить с

тером п р о ц е с с а их отверждения. Таким образом, ряд

помощью измерения к о н т а к т н о г о угла с м а ч и в а н и я .

о т т и с к н ы х материалов в зависимости от их усадки при

Были измерены к о н т а к т н ы е углы п р и с м а ч и в а н и и во­

отверждении м о ж н о представить в следующем виде:

дой отвержденных материалов и получены з н а ч е н и я : 49,3°; 82,Г и 98,2° для п о л и э ф и р н ы х , п о л и с у л ь ф и д н ы х

medwedi.ru

П Э = САО < П С < С К О

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

204

Т е р м и ч е с к а я усадка м а т е р и а л о в м о ж е т п р о и с х о -

С и л и к о н ы аддитивного отверждения чрезвычайно

'

дить при охлаждении о т т и с к а от температуры п о л о с т и

с т а б и л ь н ы после о т в е р ж д е н и я и практически не дают

буде

рта до к о м н а т н о й . У п о л и э ф и р о в т е р м и ч е с к а я усадка

р а з м е р н ы х и з м е н е н и й п р и х р а н е н и и . Таким образом,

ется

имеет н а и б о л ь ш е е з н а ч е н и е (320 10" /°С), за н и м и еле-

э т и м а т е р и а л ы о с о б е н н о подходят в тех случаях, когда

дуют п о л и с у л ь ф и д ы ( 270 10" /°С), а затем с и л и к о н ы

н е о б х о д и м о продублировать гипсовые модели.

6

6

6

(20010~ /°С). Р я д м о ж н о представить т а к и м о б р а з о м :

ние1

оттг за > сня'

с к о = с а о < пс < пэ

цис

Техника снятия оттисков

татт К о н е ч н о , н а з н а ч е н и я усадки и п р и о т в е р ж д е н и и и

Д л я п о л и с у л ь ф и д о в и с и л и к о н о в конденсационного

т е р м и ч е с к о г о характера влияет к о л и ч е с т в о н а п о л н и -

о т в е р ж д е н и я характерна н е б о л ь ш а я усадка, поэтому

теля в о т т и с к н о м материале, чем б о л ь ш е введено на-

модель, отлитая по оттиску из этих материалов, всегда

п о л н и т е л я , тем м е н ь ш е усадка.

н е м н о г о б о л ь ш е , чем зуб. В е л и ч и н а о б р а з о в а н н о г о в результате этого зазора

ШГщтщЯттщттттятвттттяяяяяяяяятт

для ф и к с и р у ю щ е г о материала зависит от промежутка времени между с н я т и е м оттиска и отливкой модели.)

ЩЯП

п о л и э ф и р н ы х и с и л и к о н о в ы х оттискных материалов Н и з к о в я з к и й о т т и с к н о й материал всегда следует приобретать в м и н и м а л ь н о в о з м о ж н о м объеме.

аддитивного отверждения усадка настолько мала, что места для ф и к с и р у ю щ е г о к о р о н к у материала остается с л и ш к о м мало. В ы с о к а я р а з м е р н а я точность силикон о в аддитивного т и п а может вызвать осложнения, ее-

Размерная стабильность

л и п р и м е н я т ь н е п о д х о д я щ у ю для н и х технику снятия оттиска.

Полисульфидные материалы

имеют склонность к

усадке п р и х р а н е н и и , о с о б е н н о , если о н и находятся в

Многообразие

видов

силиконовых

оттискных

предоставляет б л а г о п р и я т н у ю возможность для при-

условиях п о н и ж е н н о й в л а ж н о с т и , так к а к п о б о ч н ы м

м е н е н и я с а м ы х р а з л и ч н ы х м е т о д о в снятия оттис-

продуктом р е а к ц и и о т в е р ж д е н и я этих м а т е р и а л о в я в -

к о в . Н а и б о л ь ш е й п о п у л я р н о с т ь ю пользуются методы

ляется вода. И з - з а этого модель будет всегда н е м н о г о

с н я т и я двухслойных о т т и с к о в , сочетающие материа-

б о л ь ш е , чем зуб, с которого с н я т оттиск, тем с а м ы м

лы п л о т н о й и текучей к о н с и с т е н ц и и («putty/wash»),

создается н е о б х о д и м ы й зазор для материала, ф и к с и -

для которых м о ж н о использовать стандартные отти-

р у ю щ е г о коронку. М о д е л и п о п о л и с у л ь ф и д н ы м оттис-

скные ложки.

к а м следует отливать к а к м о ж н о скорее после с н я т и я оттиска. П о л и э ф и р н ы е м а т е р и а л ы в о с н о в н о м о ч е н ь ста-

чем

по

CMJ1 ста отт в

е

Р

мс|

ти(

бы

нь1 ко MV за ж

'

5

ка м

<

CJ1

Р

1

тс

В з а и м о с в я з ь р а з м е р о в моделей в зависимости от

"

п р и м е н е н и я одного из трех методов снятия оттиска

С

представлена г р а ф и ч е с к и на Р и с . 2.7.14.

О

б и л ь н ы п р и х р а н е н и и , за и с к л ю ч е н и е м х р а н е н и я от­ т и с к о в в условиях п о в ы ш е н н о й в л а ж н о с т и , в т а к о м

Метод двойной смеси

случае о н и начнут п о г л о щ а т ь влагу и р а с ш и р я т ь с я . Е с л и это произойдет, то модель по т а к о м у оттиску ста-

П р и с н я т и и оттиска э т и м методом подготавливают

нет м е н ь ш е , ч е м зуб-оригинал, и коронку, изготовлен-

смесь текучего материала и п о м е щ а ю т ее в шприц, из

ную на т а к о й модели, н е в о з м о ж н о будет надеть на зуб

которого материал выдавливают и н а н о с я т вокруг тех

ни в к о е м случае. Так к а к д а н н ы й о т т и с к н о й материал

зубов,

л е г к о адсорбирует воду из альгинатных оттисков, н и -

оттиска, затем с м е ш и в а ю т материал п л о т н о й консис-

когда н е л ь з я допускать н е п о с р е д с т в е н н о г о к о н т а к т а

т е н ц и и и з а п о л н я ю т им стандартную оттискную лож-

этих материалов.

для которых требуется п о в ы ш е н н а я точность

ку. Л о ж к у с м а т е р и а л о м в н о с я т в рот пациенту, и матер и а л ы обоих т и п о в о д н о в р е м е н н о отверждаются. При удалении оттиска в о з н и к а е т н е б о л ь ш а я деформация, к о т о р а я в о с н о в н о м сразу же исчезает.

У с и л и к о н о в к о н д е н с а ц и о н н о г о отверждения п р о и с х о -

итяииииииишиииииииш^^^и^

дит значительная усадка со в р е м е н е м . Это связано с и с п а р е н и е м п о б о ч н о г о продукта - спирта. Таким обра­ з о м , как и в случаях с п о л и с у л ь ф и д а м и , модели по от-

Остаточная ( постоянная) д е ф о р м а ц и я - это мера спо-

т и с к а м из этих материалов следует отливать как м о ж н о

собности материала к эластичному восстановлению:

скорее, после небольшого п р о м е ж у т к а времени для

чем больше остаточная д е ф о р м а ц и я , тем больше веро-

эластичного восстановления материала, т.е. где-то м е ж -

ятность и с к а ж е н и й о п и с к а при его удалении изо рта.

ду 30 м и н и 1 час после снятия оттиска.

е

с

& в т

f

г

< 1

1

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

205

Если модель отлита сразу, то усадка п р а к т и ч е с к и

Д л я с и л и к о н о в аддитивного от верждения почти н е

будет совсем н и ч т о ж н о й и л и ее просто не будет, (име­

существует таких п р о б л е м . Усадка п р и о т в е р ж д е н и и в

ется в виду усадка, в ы з в а н н а я охлаждением и хране­

некоторой степени компенсируется, поскольку при

нием оттиска в к о м н а т н ы х условиях), а п о л у ч е н н а я по

с н я т и и о к о н ч а т е л ь н о г о оттиска п е р в ы й с л о й из плот­

оттиску модель будет н е з н а ч и т е л ь н о б о л ь ш е зуба. И з -

ного материала уже отвержден. Когда э т и м методом

за усадки, в ы з в а н н о й х р а н е н и е м оттиска, (в случае

с н и м а ю т оттиски и з с и л и к о н а аддитивного типа, т о

снятия оттиска с и л и к о н о в ы м м а т е р и а л о м конденса­

нет н е о б х о д и м о с т и в в ы р е з ы в а н и и участков первого

ционного о т в е р ж д е н и я ) , р а з м е р модели будет возрас­

слоя оттиска из плотного материала.

тать со в р е м е н е м х р а н е н и я оттиска, другими с л о в а м и , чем на большее в р е м я будет о т л о ж е н а отливка модели по о т т и с к у т е м б о л ь ш е будет р а з м е р модели. Так к а к силиконы а д д и т и в н о г о о т в е р ж д е н и я

чрезвычайно

стабильны п р и х р а н е н и и , р а з м е р ы модели, отлитой п о

Двухэтапный метод без вырезывания первого слоя

оттиску из этого материала, не будут и з м е н я т ь с я со

П о этому методу п е р в ы й оттиск с н и м а ю т и з плотного

временем х р а н е н и я оттиска и не будут зависеть от вре­

материала. Затем о д н о в р е м е н н о н а н о с я т н и з к о в я з к и й

мени о т л и в к и модели.

материал вокруг зубов и на о т в е р ж д е н н ы й слой плот­

П р и и с п о л ь з о в а н и и д а н н о г о метода удаление от­

н о г о материала в л о ж к е , после чего оттискную л о ж к у

тисков из с и л и к о н о в аддитивного о т в е р ж д е н и я может

п о в т о р н о вводят в рот. Сам по себе процесс повторно­

быть затруднено. Хо тя в н а с т о я щ е е в р е м я разработа­

го о т верждения второго слоя оттиска не прост, т.к. для

ны с и л и к о н о в ы е к о м п о з и ц и и п л о т н о й к о н с и с т е н ц и и ,

него требуется о п р е д е л е н н о е свободное пространство,

которые после о т в е р ж д е н и я с т а н о в я т с я более мягки­

и н о в ы й с л о й будет сжимать п е р в ы й из плотного ма­

ми и э л а с т и ч н ы м и , и з в л е ч е н и е оттиска может быть

териала, о б е с п е ч и в а я себе место.

затруднено, если материал затек в м е ж з у б н ы е проме­

Замечательная с п о с о б н о с т ь с и л и к о н о в ы х оттиск­

жутки; ч е м б о л ь ш е их р а з м е р , тем труднее будет извле­

н ы х м а т е р и а л о в п о ч т и п о л н о с т ь ю восстанавливаться

кать оттиск. М о ж е т также в о з н и к н у т ь другая пробле­

после д е ф о р м а ц и и в д а н н о м случае означает, что пос­

ма, с в я з а н н а я с тем, что п л о т н ы й материал сдвинет

ле удаления отвержденного двухслойного оттиска изо

слой предварительно н а н е с е н н о г о вокруг зубов мате­

рта материал будет э л а с т и ч н о в ы п р я м л я т ь с я после

риала н и з к о й в я з к о с т и , и м е н н о с тех участков, д л я ко­

с ж а т и я п о д д а в л е н и е м второго слоя. Если модель на­

торых поверхностная т о ч н о с т ь т а к важна.

чать отливать сразу же, то р а з м е р ы модели по этому двухслойному оттиску окажутся н е с к о л ь к о меньше р а з м е р о в зуба. Д л я с и л и к о н о в к о н д е н с а ц и о н н о г о ти­

снятия оттиска в два этапа с созданием дополнительного пространства (места для второго слоя)

ж и т ь на 24 часа. О д н а к о р а з м е р н а я точность и ста­

Этот э ф ф е к т и в н ы й метод заключается в и з г о т о в л е н и и

вы, что п о л у ч е н н а я по оттиску из этих материалов

па

Метод

благодаря их усадке при х р а н е н и и оттиска такая

п р о б л е м а будет р а з р е ш е н а , если отливку модели отло­ б и л ь н о с т ь с и л и к о н о в аддитивного отверждения тако­

сначала (на 1-м этапе) и н д и в и д у а л ь н о й л о ж к и с по­

модель всегда будет с л и ш к о м м а л е н ь к о й .

мощью материала п л о т н о й к о н с и с т е н ц и и . Этот пер­ вый слой оттиска получают и л и н е п о с р е д с т в е н н о с тканей п о л о с т и рта и л и , в н е к о т о р ы х случаях, накла­

Клиническое значение

дывая предварительно ц е л л о ф а н о в у ю п л е н к у на с л о й плотной пасты. Н е к а ч е с т в е н н ы е о т п е ч а т к и зубов на оттиске затем срезают, создавая п р о м е ж у т к и и л и ка­ налы для з а п о л н е н и я текучим м а т е р и а л о м . П о с л е это­ го снимают второй с л о й оттиска, используя низковяз­ кий текучий материал (wash), к о т о р ы й в о с п р о и з в о д и т необходимые детали п о в е р х н о с т и .

Метод двухэтапного снятия о п и с к а без создания до­ полнительного пространства не подходит для силико­ нов аддитивного отверждения, поскольку первый слой очень трудно удалить из поднутрений после отвержде­ ния из-за высокой жесткости этих материалов плотной консистенции.

Обычно для этого метода требуется большее коли­ чество н и з к о в я з к о г о материала, ч е м д л я 1-этапного

низковязком материале содержится м е н ь ш е наполни­

Совместимость с модельными материалами

теля. Это прежде всего касается с и л и к о н о в конденса­

Д л я всех э л а с т о м е р н ы х оттискных материалов не су­

ционного отверждения, для которых характерна боль­

ществует п р о б л е м ы с о в м е щ е н и я с материалами для

шая величина усадки п р и х р а н е н и и оттиска.

о т л и в к и модели.

метода д в о й н о й с м е с и , а это означает, что в е л и ч и н а усадки при о т в е р ж д е н и и будет б о л ь ш е , т.к. в текучем

medwedi.ru

206

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

М о ж н о назвать только о д н о ограничение для поли­

к и м с п о с о б о м . Здесь есть только одна проблема -

сульфидных материалов, связанное с н а н е с е н и е м уп­

придать п о в е р х н о с т и оттиска электропроводность, на

р о ч н я ю щ и х поверхность модели медных гальваничес­

с и л и к о н ы из-за их н и з к о г о поверхностного натяже­

ких

н и я трудно н а н е с т и г р а ф и т о в ы й слой.

покрытий,

т.к.

полисульфиды

реагируют

с

электролитом. Осуществить п о к р ы т и е модели сереб­

Во время н а н е с е н и я гальванических п о к р ы т и й на по­

Оценка переносимости оттискных материалов

л и э ф и р н ы й оттиск мешает чувствительность этого ма­

У п о л и с у л ь ф и д н ы х материалов имеется неприятный

ром тоже непросто, т.к. во время гальванического про­ цесса возникает опасность получения ц и а н и д а серебра.

териала к влаге, п о л и э ф и р ы могут поглощать воду, что

запах из-за присутствующих в их структуре меркапта-

приводит к н е к о т о р ы м и с к а ж е н и я м оттиска и модели.

н о в ы х групп. ( Н е б о л ь ш о е количество тиолов добавля­

С и л и к о н ы к о н д е н с а ц и о н н о г о и аддитивного т и п а

ют к п р и р о д н о м у газу, чтобы его присутствие в воздухе

м о ж н о п о к р ы в а т ь и медью и серебром гальваничес­

легче было обнаружить; тиолы выделяет скунс, чтобы

Р и с . 2 . 7 . 1 4 . Размерные и з м е н е н и я с и л и к о н о в ы х материалов аддитивного и к о н д е н с а ц и о н н о г о отверждения в зависимос­ ти от способа снятия оттиска

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

отражать н а п а д е н и е х и щ н и к о в ) . Если полисульфида­

207

д е з и н ф е к ц и и оттисков является погружение их в де­

ми запачкана одежда, то ее трудно будет очистить. По­

з и н ф и ц и р у ю щ и е растворы на время до 30 м и н . Когда

лиэфирные и с и л и к о н о в ы е м а т е р и а л ы о ч е н ь п р и я т н ы

д е з и н ф е к ц и ю о т т и с к о в погружением в раствор про­

в работе, руки от них легко о ч и щ а ю т с я .

вести н е л ь з я , их м о ж н о подвергнуть обработке дезин­ ф и ц и р у ю щ и м р а с т в о р о м из р а с п ы л и т е л я или пульве­ ризатора

Стоимость

(спреем).

Существует

много

различных

растворов, к о т о р ы е м о ж н о п р и м е н я т ь в виде спрея и л и в к о т о р ы е м о ж н о погружать оттиски. Их можно

Эластомерные м а т е р и а л ы с у щ е с т в е н н о д о р о ж е гидро­

р а з б и т ь н а следующие о с н о в н ы е группы:

коллоидных и твердых о т т и с к н ы х м а т е р и а л о в , наибо­ лее дороги с и л и к о н ы аддитивного отверждения.

•

Хлорные растворы О н и могут о к а з ы в а т ь поврежда­ ю щ е е действие на кожу, глаза и т.п.; о н и обесцве­

Сравнительная о ц е н к а с в о й с т в э л а с т о м е р н ы х от­

чивают одежду, и м е ю т н е п р и я т н ы й запах и оказы­

тискных материалов п р и в е д е н а в Таблице 2.7.8.

вают с и л ь н о е к о р р о з и о н н о е действие на металлы. •

Альдегидные растворы О н и и м е ю т у д у ш а ю щ и й за­ пах и раздражают к о ж н ы е п о к р о в ы и глаза. Ком­

ДЕЗИНФЕКЦИЯ ОТТИСКНЫХ МАТЕРИАЛОВ

м е р ч е с к и е д е з и н ф и ц и р у ю щ и е растворы чаще го­ товят на о с н о в е глутарового

альдегида,

чем на

основе формальдегида. В качестве дезинфицирую­ щего

раствора

предпочитают применять

2%-ые

р а с т в о р ы глутарового альдегида. Персонал стоматологических к л и н и к п о с т о я н н о под­

•

вергается воздействию м и к р о о р г а н и з м о в , к о т о р о е мо­

•

Йодные растворы ( 1 % й о д о ф о р м ) Фенолы

жет привести к т а к и м и н ф е к ц и о н н ы м з а б о л е в а н и я м , к а к общая простуда, п н е в м о н и я , туберкулез, герпес и гепатит. В о с о б е н н о с т и с тех п о р , к а к был в ы я в л е н синдром

приобретенного

иммуннодефицита

(AIDS,СПИД), п о в ы с и л а с ь о п а с н о с т ь п о я в л е н и я по­ тенциальных путей для

перекрестной

Влияние дезинфицирующих средств на точность оттискных материалов

(внутриболь-

ничной) и н ф е к ц и и п р и работе с о т т и с к н ы м и матери­

Б ы л о п о д р о б н о изучено в л и я н и е д е з и н ф и ц и р у ю щ и х

алами. П е р е к р е с т н а я и н ф е к ц и я м о ж е т передаваться

средств на т о ч н о с т ь и р а з м е р н у ю стабильность отти­

от пациента к врачу-стоматологу , к ассистенту хирур­

с к н ы х материалов; н и ж е п р и в е д е н ы о с н о в н ы е резуль­

га-стоматолога и по с л у ч а й н о с т и к зубному технику.

таты и з у ч е н и я , п р е д с т а в л я ю щ и е с о в р е м е н н ы й уро­

Таким образом существует р и с к и н ф и ц и р о в а н и я сто­

вень з н а н и й п о этому вопросу для р а з л и ч н ы х классов

матологического п е р с о н а л а .

о т т и с к н ы х материалов.

Большинство

зуботехнических лабораторий

не

принимают о т т и с к и , п о к а не получат от врача-ортопе­ да гарантии того, что э т и о т т и с к и п р о д е з и н ф и ц и р о в а ­

Обратимые

гидроколлоиды

н ы . Такое п о л о ж е н и е создает д о п о л н и т е л ь н ы е серьез­

Агаровые о т т и с к н ы е м а т е р и а л ы м о ж н о выдерживать в

н ы е трудности в работе стоматолога, т.к. получение

растворах гипохлорита натрия, й о д о ф о р м е или в раст­

т о ч н ы х оттисков б ы л о с л о ж н о й задачей и в л у ч ш и е

воре глутарового альдегида с ф е н о л ь н ы м буфером.

времена. Все старание и в н и м а н и е , п о т р а ч е н н ы е на

В а ж н о т щ а т е л ь н о соблюдать и н с т р у к ц и и по разбавле­

снятие оттиска в ы с о к о г о качества, могут быть сведе­

н и ю раствора и в р е м е н и в ы д е р ж к и в нем. Время выде­

ны на нет, если этот о т т и с к будет и с п о р ч е н во время

р ж к и в растворе не д о л ж н о п р е в ы ш а т ь 30 минут. Дру­

дезинфекции.

гой п о т е н ц и а л ь н о й о п а с н о с т ь ю и н ф и ц и р о в а н и я агара

Стоматологу теперь предстоит в ы б и р а т ь н а и б о л е е подходящий о т т и с к н о й м а т е р и а л и соответствующий

я в л я е т с я в о з м о ж н о с т ь перекрестного загрязнения ма­ териала п р и его т е р м о с т а т и р о в а н и я в водяных банях.

этому материалу с п о с о б д е з и н ф е к ц и и .

Необратимые

Дезинфицирующие средства

гидроколлоиды

С т а т и с т и ч е с к и д о с т о в е р н ы е и значительные размер­ Стерилизовать о т т и с к и н е в о з м о ж н о , т.к. п р и этом не­

н ы е и з м е н е н и я п р о и с х о д я т в альгинатных оттискных

обходимо прибегать к в ы с о к и м температурам, поэто­

материалах, когда их выдерживают свыше 15 минут в

му остается п р и м е н я т ь для н и х д е з и н ф е к ц и ю . Наибо­

растворах глутарового альдегида, формальдегида или

лее

гипохлорита н а т р и я , а когда их обрабатывают спреем

эффективными

видами

или

способами

medwedi.ru

208

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

ф е н о л ь н о г о д е з и н ф и ц и р у ю щ е г о средства и оставля­ ют в т а к о м виде на 30 минут, то отливки, полученные в п о с л е д с т в и и , я в н о и м е ю т значительные размерные и з м е н е н и я , что п о д т в е р ж д е н о и статистически и кли­ н и ч е с к и . Гипохлорит н а т р и я , к р о м е того, способен ч а с т и ч н о р а с т в о р я т ь а л ь г и н а т н ы й материал. Допус­ т и м ы е р а з м е р н ы е и з м е н е н и я оттиска дает выдержка в н е й т р а л ь н ы х растворах глутарового альдегида или й о д о ф о р м а в т е ч е н и е не более 15 минут. Однако, бы­ ло о б н а р у ж е н о , что даже такое короткое время про­ питывания

а л ь г и н а т н ы х о т т и с к о в в альдегидных

растворах, к а к 2 м и н у т ы , ухудшает качество поверх­ ности отливок. Т а к и м о б р а з о м , н е о б р а т и м ы е гидроколлоидные (альгинатные) о т т и с к н ы е мат ериал ы

дают искажен­

н ы е о т т и с к и после их в ы д е р ж к и п р и погружении в де­ з и н ф и ц и р у ю щ и е растворы, и их м о ж н о дезинфициро­ вать, р а с п ы л я я раствор на поверхность оттиска, ( обрабатывая с п р е е м ) , и затем п о м е щ а я обработанный оттиск в г е р м е т и ч н ы й п л а с т и к о в ы й пакет на время, рекомендуемое в и н с т р у к ц и и изготовителя. «Внутренняя» д е з и н ф е к ц и я , (когда вместо воды для п р и г о т о в л е н и я смеси перед с н я т и е м оттиска берут раствор д е з и н ф и ц и р у ю щ е г о средства), — это другая в о з м о ж н о с т ь д е з и н ф е к ц и и альгинатов, т.к. этот спо­ соб п о з в о л я е т сразу же отливать модель после извле­ ч е н и я оттиска и з о рта. На п е р в ы й взгляд этот способ к а ж е т с я о ч е н ь э ф ф е к т и в н ы м , но он все же не позво­ ляет р а з р е ш и т ь п р о б л е м у д е з и н ф е к ц и и оттискной ложки.

Полисульфиды И с с л е д о в а н и я с м н о г о ч и с л е н н ы м и в и д а м и дезин­ ф и ц и р у ю щ и х средств и р а з л и ч н ы м и временами вы­ д е р ж к и в н и х , от 10 до 30 минут, показывают, что на п о л и с у л ь ф и д н ы е о т т и с к н ы е м а т е р и а л ы такая дезин­ ф е к ц и я , а т а к ж е д е з и н ф е к ц и я р а с п ы л е н и е м этих средств, не о к а з ы в а е т о т р и ц а т е л ь н о г о действия, и оба с п о с о б а д е з и н ф е к ц и и м о ж н о п р и м е н я т ь для этих материалов.

Полиэфиры И з в е с т н о , что п о л и э ф и р н ы е о т т и с к н ы е материалы р а с ш и р я ю т с я под в о з д е й с т в и е м влаги. Поэтому неу­ д и в и т е л ь н о , что в ы д е р ж к а этих материалов в различ­ н ы х д е з и н ф и ц и р у ю щ и х растворах вызывает значи­ тельное набухание материала уже через

10 минут.

Р а з м е р н ы е и з м е н е н и я с т а н о в я т с я весьма значитель­ н ы м и через 4 часа в ы д е р ж к и материала в 10%-ом вод­ н о м растворе я н т а р н о г о альдегида, но через 10 минут р а з м е р н ы е и з м е н е н и я материала и м е ю т вполне до-

ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

209

пустимую величину. М о ж н о д е з и н ф и ц и р о в а т ь спре­

о т т и с к н ы х материалов м о ж н о д е з и н ф и ц и р о в а т ь в глу-

ем. С л е д о в а т е л ь н о для п о л и э ф и р н ы х о т т и с к н ы х ма­

таровом альдегиде, но при этом замечает, что универ­

териалов

рекомендуют использовать дезинфекцию

сального метода для д е з и н ф е к ц и и всех существующих

распылением д е з и н ф и ц и р у ю щ и х средств и л и погру­

т и п о в о т т и с к н ы х материалов не существует. В указан­

жением в д е з и н ф и ц и р у ю щ и е р а с т в о р ы , т а к и е к а к

н о м документе рекомендуется использовать однора­

хлорные р а с т в о р ы , на к о р о т к о е в р е м я (не более 10

зовые о т т и с к н ы е л о ж к и , а техникам советуют рабо­

минут).

тать в перчатках, когда о н и имеют дело с оттискными м а т е р и а л а м и и з а н и м а ю т с я отливкой моделей. Американская

Силиконы

конденсационного

отверждения

стоматологическая

Ассоциация

(АДА) предлагает д е з и н ф и ц и р о в а т ь полисульфидные и с и л и к о н о в ы е материалы к о н д е н с а ц и о н н о г о и адди­

Хотя с и л и к о н ы к о н д е н с а ц и о н н о г о о т в е р ж д е ния

хи­

т и в н о г о о т в е р ж д е н и я путем погружения оттисков на

мически не взаимодействуют со м н о г и м и д е з и н ф и ц и ­

30 минут в д е з и н ф и ц и р у ю щ и е растворы глутарового

рующими средствами

альдегида, а н е о б р а т и м ы е г и д р о к о л л о и д н ы е и полиэ­

при их д л и т е л ь н о й выдержке в

растворах этих средств,

существуют о г р а н и ч е н и я ,

фирные

оттискные

материалы

дезинфицировать

связанные с с о б с т в е н н о й р а з м е р н о й н е с т а б и л ь н о с т ь ю

спреем из хлорных растворов. О д н а к о важно, чтобы в

этих материалов.

каждом

случае

строго

соблюдали

рекомендации

и н с т р у к ц и й изготовителей.

Силиконы аддитивного

отверждения

Методики

проведения

дезинфекции

Были п р о в е д е н ы м н о г о ч и с л е н н ы е и с с л е д о в а н и я вли­ яния д е з и н ф и ц и р у ю щ и х средств на р а з м е р н у ю ста­

Альгинаты

Обработать поверхность о п и с к а

бильность с и л и к о н о в аддитивного о т в е р ж д е н и я . В ре­

из распылителя (спреем)

зультате

д е з и н ф и ц и р у ю щ и м средством

пришли

к

выводу,

что

отрицательное

воздействие на с и л и к о н ы д а н н о г о класса со с т о р о н ы

и положить о п и с к в герметичный

всех

дезинфицирующих

пластиковый пакет на время,

средств даже при п р о д о л ж и т е л ь н о м к о н т а к т е с н и м и

рекомендуемое в инструкции

(до 18 часов) отсутствует. Е д и н с т в е н н ы й отрицатель­

изготовителя

возможных

вариантов

ный момент, к о т о р ы й был замечен, заключался в том, что д е з и н ф и ц и р у ю щ и е средства с н и ж а ю т смачиваю­

Полисульфиды

щую способность м о д е л ь н ы х материалов по отноше­

и силиконы

нию к оттискам из г и д р о ф и л ь н ы х с и л и к о н о в ы х мате­

Выдержать, п о г р у з и в о п и с к в д е з и н ф и ц и р у ю щ и й раствор, в течение времени, рекомендо­

риалов.

ванного в инструкции изготови­ теля, (лучше < 30 м и н ) .

Методики проведения дезинфекции

Полиэфиры

Обработать поверхность о п и с к а спреем д е з и н ф и ц и р у ю щ е г о сред­

Непосредственно после и з в л е ч е н и я изо рта п а ц и е н т а

ства или погрузить его в дез­

оттиски следует п р о м ы т ь в воде для удаления остатков

и н ф и ц и р у ю щ и е растворы на

слюны, крови и других з а г р я з н е н и й . Д е з и н ф е к ц и ю

короткое время (< 10 м и н ) .

оттиска следует п р о в о д и т ь до о т л и в к и модели и л и до отправки оттиска в зуботехническую л а б о р а т о р и ю . Ответственность за передачу оттиска в незагрязнен­ ном виде в л а б о р а т о р и ю л е ж и т на враче-стоматологе. Как было с к а з а н о в ы ш е , м е т о д и к а или с п о с о б дезин­ фекции должен выбираться в з а в и с и м о с т и от т и п а от­

ОШИБКИ ПРИ СНЯТИИ ОТТИСКОВ

тискного материала и вида д е з и н ф и ц и р у ю щ е г о сред­ ства. Н е о б х о д и м о п о м н и т ь , что ц е л ь ю о б р а б о т к и оттиска является и м е н н о д е з и н ф е к ц и я , а не стерили­

Когда качество протеза п р я м о зависит от качества от­

зация, т.к. в последнем случае требуется о ч е н ь дли­

тиска, в а ж н о , чтобы было л е г к о обнаружить дефекты

тельная выдержка в растворах, к о т о р а я не всегда мо­

оттиска и не отправлять плохой оттиск в зуботехни­

жет гарантировать стерильность.

ческую л а б о р а т о р и ю для д а л ь н е й ш е й работы.

Совет Б р и т а н с к о й С т о м а т о л о г и ч е с к о й Ассоциа­

Во м н о г и х случаях необходимость переснимать

ции (Advice Sheet А12) поясняет, что о с н о в н ы е т и п ы

и л и п е р е д е л ы в а т ь оттиск м о ж н о исключить, если

medwedi.ru

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

210

осознавать с л о ж н о с т и , к о т о р ы е в о з н и к а ю т при сня­

Размеры

т и и оттиска, и знать, к а к их м о ж н о избежать. Основ­

лы. Хотя в е р о я т н о трудно установить истинную

отливки

слишком

велики

или

слишком ма­

н ы е д е ф е к т ы оттиска с в я з а н ы с плохим воспроизведе­

п р и ч и н у плохого п р и л е г а н и я протеза, произошло

н и е м деталей п о в е р х н о с т и , что п р и в е д е т к плохому

ли это из-за н а р у ш е н и й размера или искажений

п р и л е г а н и ю протеза в д а л ь н е й ш е м .

ф о р м ы , но в б о л ь ш и н с т в е случаев несоответствия р а з м е р о в о т л и в к и в ы з в а н ы следующим: примене­ н и е м н е п о д х о д я щ е г о д л я этого случая способа

Плохое качество воспроизведения деталей поверхности

с н я т и я оттиска; п р о в е д е н и е о т л и в к и модели в не­ подходящее д л я этого в р е м я ; хранение оттиска в неудовлетворительных условиях, п р и несоответс-

Ф а к т о р ы , к о т о р ы е вызывают плохое в о с п р о и з в е д е н и е

тующих правилам температуре и влажности.

деталей п о в е р х н о с т и : •

Шероховатая

или

неровная

поверхность

оттиска

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Э т о может в о з н и к н у т ь из-за н е п о л н о г о отвержде­ н и я о т т и с к а , ( о б ы ч н о с в я з а н н о е с его преждевре­

tomeric impression materials: a review. J Dent 3: 229-237

н и я паст или из-за присутствия на п о в е р х н о с т и

Brown D (1981) An update on elastomeric impression

т к а н е й к а к и х - л и б о з а г р я з н е н и й . С л и ш к о м быст­ рое отверждение материала также может дать пло­ хое

воспроизведение

рельефа поверхности,

это

dental office a n d the dental laboratory. ADA Council on Scientific Affairs and A D A Council on Dental Prac­

с м е ш и в а н и я температуры, влажности и л и других

tice. J Am Dent Assoc 127: 672-680

Поры,

J a m a n i K D , Harrington E, Wilson HJ (1989) Rigidity of

воздушные пузырьки. О н и о б ы ч н о в о з н и к а ю т

при слишком

•

materials. Br D e n t J 151: 35-41 C D M I E (1996) Infection control recommendations for the

м о ж е т быть с в я з а н о с в л и я н и е м н е п о д х о д я щ е й для помех п р и с м е ш и в а н и и . •

Bell JW, von Frauenhofer JA (197S)The handling of elas-

м е н н ы м удалением), н е о д н о р о д н о г о перемешива­

быстром

отверждении

материала,

impression materials. J Oral Rehabil 16: 241-248 J o h n s o n G H , D r e n n o n D G , Powell GL (1988) Accuracy

и л и когда воздух был в н е с е н в массу материала п р и

of elastomeric impressions disinfected by immersion. J

смешивании.

Am D e n t Assoc 116: 5 2 S - S 3 0

Пустоты неправильной формы (раковины) О н и

мо­

J o h n s o n G H , et al (1998) Dimensional stability and detail

гут образоваться из-за присутствия на поверхности

reproduction

влаги и л и п о с т о р о н н и х веществ.

tomeric impressions disinfected by immersion. J Pros­

of irreversible

hydrocolloid

and elas­

л

thet D e n t 79: 446 4-53 M c C a b e JF, Storer R (1980) Elastomeric impression mate­

Плохое прилегание протеза

rials. T h e measurement of some properties relevant to clinical practice. Br Dent J 149: 73-79

Ф а к т о р ы , к о т о р ы е ухудшают п р и л е г а н и е протеза: •

слишком

Искажения.Применение

гибких

оттиск­

н ы х л о ж е к приведет к и с к а ж е н и я м оттиска,т.к.

McCabe JF, Wilson HJ (1978) Addition curing silicone rubber impression materials. An appraisal of their phys­ ical properties. Br Dent J 145: 17—20

л о ж к а м о ж е т с м е щ а т ь с я во время с н я т и я оттиска.

Millstein P, Maya A, Segura С (1998) Determining the

Если рабочее время о т т и с к н о г о материала превы­

accuracy of stock and custom tray impression/casts. J

ш е н о , то материал не будет х о р о ш о растекаться и возникнет желание

приложить дополнительное

Oral Rehabil 25: 645-648 Pamenius M, Ohlsen NG (1987) T h e clinical relevance of

д а в л е н и е н а л о ж к у п р и с н я т и и оттиска, которое

mechanical properties of elastomers. Dent Mater 3:

может ее сдвинуть и вызвать в о т т и с к н о м материа­

270

ле н е о б р а т и м у ю остаточную д е ф о р м а ц и ю . Пере­

Pratten D H , Craig RG (1989) Wettability of a hydrophilic

м е щ е н и я л о ж к и в п р о ц е с с е отверждения оттиск­

addition silicone impression material. J Prosthet Dent

ного

материала также

приведут

к искажениям

оттиска. М о ж е т п р о и з о й т и о т р ы в о т т и с к н о г о ма­

61: 197-201 Rosen M,Touyz L Z G , Becker PJ (1989) T h e effect of latex

териала о т л о ж к и из-за р а з р у ш е н и я а д г е з и о н н о й

gloves

с в я з и между н и м и в результате п р и м е н е н и я слабо­

impression materials. Br Dent J 166: 374—375

го адгезива и л и , если был и с п о л ь з о в а н неподходя­

on

setting

time

of vinyl

polysiloxane putty

Storer R, et al (1981) An investigation of methods available

щ и й адгезив, а также если не хватило в р е м е н и д л я

for sterilising impressions. Br Dent J 151: 217—219

того, чтобы адгезив с р а б о т а л . Н е п р а в и л ь н о выб­

Watkinson AC (1988) Disinfection of impressions in UK

р а н н ы й с п о с о б д е з и н ф е к ц и и также может увели­ чить и с к а ж е н и я оттиска.

dental schools. Br Dent J 164: 22 Wilson HJ (1988) Impression materials. Br Dent J 164:221

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ Основные конструкционные и вспомогательные материалы в ортопедической стоматологии Материалы, представленные в этой части, чаще всего используют зубные техники для изготовления протезов, хотя рассматрива­ ются и другие материалы, такие как в главе, посвященной цементам для фиксации несъемных зубных протезов. Здесь не при­ водятся подробные сведения о технологии изготовления протезов, поскольку это явля­ ется прерогативой зубных техников. Тем не менее, ответственность за выбор материа­ лов, которые будут находиться в полости рта пациента, ложится на стоматолога, что требует от него определенных знаний о применяемых материалах. 1/1 хотя клини­ цист не участвует в процессе изготовления протезов, первостепенное значение для правильного выбора материалов в каждом конкретном клиническом случае имеют его глубокие знания о свойствах и качестве ма­ териалов, выбранных для лечения и проте­ зирования. Кроме того, клиницист начинает понимать, что знание свойств различных материалов и процессов изготовления из них протезов способствует лучшему взаимопониманию между ним и зубным техником и исключает возникновение недоразумений.

medwedi.ru

Глава 3 . 1

ГИПС

ВВЕДЕНИЕ

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ГИПСА

Материалы на о с н о в е гипса и м е ю т р а з л и ч н о е назна­

Состав

чение в с т о м а т о л о г и ч е с к о й п р а к т и к е . К н и м относят­ ся:

Гипс — дигидрат

сульфата к а л ь ц и я C a S 0 4 Ч 2 Н 2 0 .

П р и п р о к а л и в а н и и и л и обжиге этого вещества, т.е. • Модели и ш т а м п и к и ;

н а г р е в а н и и до температур, достаточных для удаления

• Оттискные м а т е р и а л ы ;

н е к о т о р о г о количества воды, о н о превращается в по­

• Литейные ф о р м ы ;

лугидрат сульфата к а л ь ц и я ( C a S 0 4 ) 2 Ч Н 2 0 , а при бо­

•

лее высоких температурах образуется ангидрит по сле­

Огнеупорные ф о р м о в о ч н ы е м а т е р и а л ы ;

д у ю щ е й схеме: Модель — это т о ч н а я к о п и я твердых и м я г к и х тка­ ней полости рта п а ц и е н т а ; модель отливают по оттис­ ку анатомических поверхностей полости рта, и впос­ ледствии ее используют для

изготовления частичных

и полных зубных протезов. Литейную форму применя­ ют для изготовления зубного протеза из металличес­ ких сплавов. Штампики — это к о п и и или модели от­ дельных

зубов,

которые

необходимы

при

изготовлении к о р о н о к и м о с т о в и д н ы х зубных проте­ зов.

Огнеупорный формовочный материал для изготов­

ления литых металлических зубных протезов — это ма­ териал

устойчивый

к

воздействию

Получение полугидрата сульфата кальция может

высоких

осуществляться тремя с п о с о б а м и , п о з в о л я ю щ и м и по­

температур, в котором гипс служит с в я з у ю щ и м веще­

лучать р а з н о в и д н о с т и гипса различного назначения.

ством или с в я з к о й ; т а к о й материал п р и м е н я е т с я для

К э т и м р а з н о в и д н о с т я м относятся: о б о ж ж е н н ы й или

форм при изготовлении протезов из некоторых литей­

о б ы ч н ы й м е д и ц и н с к и й гипс, модельный гипс и су­

ных сплавов на о с н о в е золота.

п е р г и п с ; следует отметить, что эти три вида материала

В этой главе мы о с т а н о в и м с я на х и м и ч е с к о м сос­ таве и свойствах п е р е ч и с л е н н ы х материалов.

имеют о д и н а к о в ы й х и м и ч е с к и й состав и отличаются только по ф о р м е и структуре.

214

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Обожженный гипс (обычный медицинский

о т т и с к н о г о материала (см. Главу 2.7), а также в соста­

гипс)

вах о г н е у п о р н ы х ф о р м о в о ч н ы х материалов на гипсо­ вом с в я з у ю щ е м , хотя для такого использования рабо­

Д и г и д р а т сульфата к а л ь ц и я нагревается в о т к р ы т о м

чее в р е м я и время затвердевания, а также расширение

в а р о ч н о м котле. Вода удаляется, и дигидрат превра­

при затвердевании т щ а т е л ь н о контролируется путем

щ а е т с я в полугидрат сульфата к а л ь ц и я , н а з ы в а е м ы й

введения р а з л и ч н ы х д о б а в о к (см. н и ж е ) .

также о б о ж ж е н н ы м сульфатом к а л ь ц и я или ГЗ-полу-

А в т о к л а в и р о в а н н ы й г и п с п р и м е н я ю т для изготов­

гидратом. П о л у ч е н н ы й материал состоит из б о л ь ш и х

л е н и я моделей т к а н е й п о л о с т и рта, в то время как бо­

п о р и с т ы х ч а с т и ц н е п р а в и л ь н о й ф о р м ы , которые н е

лее п р о ч н ы й супергипс — для изготовления моделей

с п о с о б н ы к з н а ч и т е л ь н о м у у п л о т н е н и ю . П о р о ш о к та­

отдельных зубов, н а з ы в а е м ы х ш т а м п и к а м и . На них

кого гипса н е о б х о д и м о с м е ш и в а т ь с б о л ь ш и м количе­

моделируют р а з л и ч н ы е виды восстановлений из вос­

ством воды для того, чтобы эту смесь м о ж н о б ы л о

ка, по к о т о р ы м затем получают л и т ы е металлические

п р и м е н я т ь в с т о м а т о л о г и ч е с к о й п р а к т и к е , так к а к

протезы.

р ы х л ы й п о р и с т ы й материал поглощает з н а ч и т е л ь н о е к о л и ч е с т в о воды. О б ы ч н о е с о о т н о ш е н и е для смеши­ в а н и я — 50 мл воды на 100 г п о р о ш к а .

Процесс затвердевания

Модельный

н и я н е к о т о р о г о количества воды образуется в значи­

П р и н а г р е в а н и и гидрата сульфата кальция для удале­

гипс

тельной с т е п е н и о б е з в о ж е н н о е вещество. Как след­ П р и н а г р е в а н и и дигидрата сульфата к а л ь ц и я в авток­

ствие этого, полугидрат сульфата кальция способен

лаве получаемый полугидрат состоит из н е б о л ь ш и х

реагировать с водой и превращаться обратно в дигид-

ч а с т и ц п р а в и л ь н о й ф о р м ы , которые почти не имеют

рат сульфата кальция по р е а к ц и и :

п о р . Такой а в т о к л а в и р о в а н н ы й сульфат кальция на­ зывают а - п о л у г и д р а т о м . Благодаря н е п о р и с т о й и ре­ гулярной структуре ч а с т и ц , этот вид гипса дает более п л о т н у ю упаковку и требуется м е н ь ш е е количество воды для с м е ш и в а н и я . С о о т н о ш е н и е при смешива­

Полагают, что п р о ц е с с затвердевания

гипса про­

исходит в следующей последовательности:

н и и — на 20 мл воды 100 г п о р о ш к а . 1.

Н е к о т о р о е количество полугидрата сульфата каль­ ция растворяется в воде.

Супергипс

2.

Р а с т в о р е н н ы й полугидрат сульфата кальция вновь вступает в р е а к ц и ю с водой и образует дигидрат сульфата к а л ь ц и я .

П р и производстве этой ф о р м ы полугидрата сульфата к а л ь ц и я дигидрат подвергается к и п я ч е н и ю в присут­

3.

Растворимость дигидрата сульфата кальция очень

ствии хлорида к а л ь ц и я и хлорида м а г н и я . Эти два хло­

низкая,

рида действуют как д е ф л о к к у л я н т ы , препятствуя об­

раствор.

разованию

хлопьев

в

смеси

и

способствуя

4.

образуется

перенасыщенный

Такой п е р е н а с ы щ е н н ы й раствор нестабилен, и ди­ гидрат сульфата кальция выпадает в осадок в виде

р а з д е л е н и ю частиц, т.к. в п р о т и в н о м случае ч а с т и ц ы

нерастворимых кристаллов.

имеют т е н д е н ц и ю к а г л о м е р а ц и и . Ч а с т и ц ы получае­ м о г о полугидрата по с р а в н е н и ю с ч а с т и ц а м и автокла-

поэтому

5.

Когда кристаллы дигидрата сульфата кальция вы­

в и р о в а н н о г о гипса еще более п л о т н ы е и гладкие. Су­

падают в осадок из раствора, следующее дополни­

п е р г и п с с м е ш и в а е т с я в с о о т н о ш е н и и — на

тельное количество полугидрата сульфата кальция

100 г

п о р о ш к а 20 мл воды.

опять растворяется, и этот процесс продолжается до тех пор, пока не растворится весь полугидрат.

Применение О б ы ч н ы й о б о ж ж е н н ы й или м е д и ц и н с к и й г и п с ис­ пользуется к а к материал о б щ е г о п р и м е н е н и я , глав­

Рабочее время и время затвердевания

н ы м образом в качестве о с н о в а н и я моделей и самих

Материал необходимо с м е ш и в а т ь и заливать в форму

моделей, п о с к о л ь к у он д е ш е в ы й и л е г к о обрабатыва­

до о к о н ч а н и я рабочего времени. Рабочее время для

ется. Р а с ш и р е н и е при затвердевании (см. н и ж е ) не

различных продуктов разное и выбирается в зависи­

имеет существенного з н а ч е н и я при и з г о т о в л е н и и та­

мости от к о н к р е т н о г о п р и м е н е н и я .

ких изделий. Такой же гипс п р и м е н я е т с я в качестве

Для оттискного

medwedi.ru

гипса рабочее время составляет

гипс

всего 2-3 м и н у т ы , в то в р е м я к а к для о г н е у п о р н ы х формовочных

материалов на гипсовом

связующем

оно достигает 8 минут. К о р о т к о е рабочее в р е м я связа­

215

Изменение размеров при затвердевании

но с коротким в р е м е н е м з а т в е р д е в а н и я , так как оба эти процесса з а в и с я т от с к о р о с т и р е а к ц и и . Следова­

Образующиеся

тельно, если о б ы ч н о рабочее время для о т т и с к н о г о

ют с ф е р о л и т н у ю и г о л ь ч а т у ю ф о р м у ( Р и с . 3.1.1), на­

при затвердевании

к р и с т а л л ы име­

гипса находится в пределах 2-3 минут, то время зат­

п о м и н а ю щ у ю ф о р м у с н е ж и н о к . П о мере р о с т а о н и

вердевания для о г н е у п о р н ы х гипсовых ф о р м о в о ч н ы х

о к а з ы в а ю т друг на друга д а в л е н и е ,

материалов м о ж е т и з м е н я т ь с я от 20 до 45 минут.

нуться

Материалы для и з г о т о в л е н и я моделей и м е ю т та­

п ы т а я с ь оттолк­

друг от друга . Результатом т а к о г о д е й с т в и я

является

увеличение

размеров

при

затвердевании

кое же рабочее время, к а к и о т т и с к н о й гипс, но время

гипса. О д н а к о на с а м о м деле

материал сжимается, в

их затвердевания н е с к о л ь к о д о л ь ш е . Д л я о т т и с к н о г о

т о м с м ы с л е , что его м о л я р н ы й о б ъ е м у м е н ь ш а е т с я

гипса время т в е р д е н и я р а в н о 5-Ю минутам, тогда как

на 7 , 1 % об., к а к п о к а з а н о в Таблице 3.1.1. П р и э т о м

для а в т о к л а в и р о в а н н о г о и л и м о д е л ь н о г о гипса о н о

между к р и с т а л л а м и

может длиться до 20 минут.

что п р и в о д и т к з н а ч и т е л ь н о й п о р и с т о с т и м а т е р и а л а .

И з м е н е н и е м а н и п у л я ц и о н н ы х свойств или рабо­ чих характеристик гипса м о ж н о получать путем ввода

образуются

большие

пустоты,

И м е н н о с этим связано наблюдаемое увеличение р а з м е р о в или р а с ш и р е н и е гипса на 0,6% о б ъ ё м н ы х .

различных д о б а в о к . Д о б а в к и , к о т о р ы е ускоряют про­

Эта с п о с о б н о с т ь расширяться при затвердевании

цесс затвердевания, это п о р о ш о к самого гипса — ди­

— о ч е н ь важное свойство гипса, которое позволяет

гидрата сульфата к а л ь ц и я ( < 2 0 % ) , сульфат к а л и я и

применять

хлорид н а т р и я ( < 2 0 % ) . Эти вещества действуют к а к

стоматологии. В частности,

центры к р и с т а л л и з а ц и и , в ы з ы в а я рост кристаллов ди­

кие ш т а м п и к и лучше изготавливать большего разме­

гидрата сульфата к а л ь ц и я . Вещества, которые замед­

ра, чем их и с т и н н ы е анатомические. В этом случае

ляют п р о ц е с с

затвердевания,

это

хлорид

натрия

( > 2 0 % ) , л и м о н н о к и с л ы й к а л и й и бура, к о т о р ы е пре­

коронки,

его

во многих

областях ортопедической модели и зуботехничес-

м о с т о в и д н ы е и прочие протезы не будут

с л и ш к о м т е с н ы м и при постановке их в полости рта.

пятствуют о б р а з о в а н и ю к р и с т а л л о в дигидрата.

Эти

Р а с ш и р е н и е о к а з ы в а е т с я п о л е з н ы м свойством фор­

добавки также влияют на р а з м е р н ы е и з м е н е н и я

при

м о в о ч н ы х материалов, так как о н о помогает компен­

затвердевании, как будет у п о м я н у т о н и ж е . Различные м а н и п у л я ц и и при работе

с и р о в а т ь усадку металлической отливки при ее охлаж­ с системой

дении.

порошок-жидкость также в л и я ю т на х а р а к т е р и с т и к и

Хотя и желательно, чтобы модели, изготовленные

затвердевания. М о ж н о и з м е н и т ь с о о т н о ш е н и е поро­

из о б ы ч н о г о м е д и ц и н с к о г о или в ы с о к о прочного гип­

шок-жидкость, и при д о б а в л е н и и б о л ь ш е г о количе­

сов, были н е с к о л ь к о больших размеров, неконтроли­

ства воды время з а т в е р д е в а н и я у в е л и ч и т с я , посколь­

руемое р а с ш и р е н и е этих материалов может оказаться

ку времени д л я п о л у ч е н и я н а с ы щ е н н о г о раствора

излишним.

потребуется б о л ь ш е , с о о т в е т с т в е н н о б о л ь ш е в р е м е н и будет нужно для в ы п а д е н и я в о с а д о к к р и с т а л л о в ди­ гидрата. Увеличение в р е м е н и п е р е м е ш и в а н и я смеси шпателем п р и в о д и т к у м е н ь ш е н и ю в р е м е н и затверде­ вания, поскольку при э т о м м о ж е т в о з н и к н у т ь разру­ шение кристаллов по мере их ф о р м и р о в а н и я , следо­ вательно,

образуется

больше

центров

кристаллизации.

Клиническое значение Увеличение времени перемешивания гипса шпателем приводит к уменьшению времени затвердевания и уве­ личению расширения материала при затвердевании.

Повышение температуры оказывает м и н и м а л ь н о е действие, поскольку у с к о р е н и е р а с т в о р е н и я полугид­ рата у р а в н о в е ш и в а е т с я

более

высокой

мостью дигидрата сульфата к а л ь ц и я в воде.

раствори­

Р и с . 3 . 1 . 1 . Схематичное представление сферолитной структуры дигидрата сульфата кальция

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

216

Клиническое значение Существуют различные д о б а в к и для

Изменение молярного объема при повторном поглощении воды полугидратом сульфата кальция

Таблица 3 . 1 . 1 гипса, которые

п р и м е н я ю т для д о с т и ж е н и я определенного у р о в н я рас­ ширения материала, которое изменяется для о б ы ч н о г о г и п с а в диапазоне 0,2-0.3% объемных, а для г и п с о в ы х моделей и ш т а м п и к о в - 0,05-0,10% объемных.

Хлорид натрия П р и с у т с т в и е хлорида н а т р и я о б е с п е ч и в а е т дополни­ тельное п р о с т р а н с т в о для о б р а з о в а н и я и роста крис­ процесса

затвердевания.

Добавление буры

таллов. Б о л е е в ы с о к а я п л о т н о с т ь к р и с т а л л о в ограни­

битором

чивает их рост, т е м с а м ы м с н и ж а я их с п о с о б н о с т ь

ведет к о б р а з о в а н и ю тетрабората кальция, который

о т т а л к и в а т ь с я друг от друга. Э т о в ы р а ж а е т с я в умень­

оседает на кристаллах дигидрата и предотвращает их

ш е н и и расширения материала.

д а л ь н е й ш и й рост.

Увеличение числа

ц е н т р о в к р и с т а л л и з а ц и и д и г и д р а т а сульфата к а л ь ц и я приводит

к

ускорению

затвердевания

материала.

С к о р о с т ь р а с т в о р е н и я полугидрата также растет, что

ЛИМОННОКИСЛЫЙ

калий

(цитрат калия)

в с в о ю очередь ускоряет с к о р о с т ь р е а к ц и и затверде­ вания.

Ц и т р а т к а л и я действует к а к и н г и б и т о р , и его иногда

П р и в ы с о к о й к о н ц е н т р а ц и и (>20%) хлорид натрия

добавляют в виде д о п о л н е н и я к буре.

предотвращает

Таким о б р а з о м , т щ а т е л ь н о регулируя количество

его д а л ь н е й ш и й рост. Э т о с к о р е е с н и ж а е т с к о р о с т ь ре­

в ы ш е у к а з а н н ы х добавок, м о ж н о получать гипсовые

а к ц и и , ч е м увеличивает ее.

м а т е р и а л ы с н е о б х о д и м о й степенью расширения, точ­

оседает на п о в е р х н о с т и кристалла и

ным рабочим временем и временем

затвердевания,

которые соответствуют р а з л и ч н ы м видам назначения. П о к а з а т е л и р а с ш и р е н и я п р и затвердевании для гип­

Сульфат калия

сов п р и в е д е н ы в Таблице 3.1.2.

Сульфат к а л и я ( K 2 S 0 4 ) реагирует с водой и полугидра­ том с о б р а з о в а н и е м «сингенита» ( K 2 ( C a S 0 4 ) 2 • Н 2 0 ) . Э т о с о е д и н е н и е кристаллизируется о ч е н ь б ы с т р о и

Клиническое значение

способствует росту б о л ь ш е г о количества кристаллов. В результате с у м м а р н о е р а с ш и р е н и е уменьшается и

Низкое расширение при затвердевании высокопрочного

ускоряется р е а к ц и я затвердевания. П р и использова­

и с у п е р г и п с а делает эти материалы идеальными для

н и и для з а м е ш и в а н и я 2 % раствора сульфата к а л и я ,

штампиков и моделей при изготовлении протезов как

в р е м я з а т в е р д е в а н и я у м е н ь ш и т с я п р и м е р н о с 10 до 4

из металла, так и из к е р а м и к и .

минут.

Дигидрат сульфата

Гигроскопическое расширение

кальция

Р а с ш и р е н и е п р и затвердевании материала можно су­ Д о б а в л е н и е н е б о л ь ш о г о к о л и ч е с т в а д и г и д р а т а суль­

щ е с т в е н н о увеличить путем погружения его в воду в

фата к а л ь ц и я дает д о п о л н и т е л ь н ы е ц е н т р ы кристал­

процессе затвердевания. П р и затвердевании на возду­

л и з а ц и и и действует к а к ускоритель; это в е щ е с т в о бу­

хе поверхностное н а т я ж е н и е н е с в я з а н н о й воды стре­

дет

м и т с я сблизить кристаллы, а это ограничивает их рост.

сокращать

и

рабочее

время

и

время

О д н а к о , когда кристаллы погружаются в воду, они мо­

затвердевания.

гут расти более свободно, приводя в результате к боль­ ш е й степени р а с ш и р е н и я . Этот процесс называется гигроскопическим расширением,

Бура

его

иногда применяют

для обработки огнеупорных ф о р м о в о ч н ы х материалов

Д о б а в л е н и е буры (Na 2 B 4 O y -10H 2 O) замедляет п р о ц е с с затвердевания, у с к о р е н и е которого было в ы з в а н о вве­ д е н и е м в ы ш е у к а з а н н ы х д о б а в о к . О н а я в л я е т с я инги-

на г и п с о в о м связующем п р и литье сплавов, обладаю­ щих в ы с о к и м к о э ф ф и ц и е н т о м термического расшире­ н и я или в ы с о к о й усадкой при твердении.

medwedi.ru

гипс

Таблица 3.1.2 Расширение при затвердевании некоторых типов гипса Изделия

Расширение

Обычный или м е д и ц и н с к и й

0,20-0,30

(%)

гипс

217

Таблица 3.1.3 Прочность при сжатии некото­ рых типов гипса Тип гипса

Прочность (МПа)

Обычный или м е д и ц и н с к и й

12

гипс

Высокопрочный г и п с

0,08-0,100

Высокопрочный гипс

30

Супергипс

0,05 - 0,07

Супергипс

40

СВОЙСТВА

Таким образом, и с п о л ь з о в а н и е м е н ь ш е г о количе­ ства воды с п о с о б н о п о в ы ш а т ь прочность при с ж а т и и , но п р и малом количестве воды наблюдается ухудше­ ние качества материала. Существует я в н о е различие в прочности

Стабильность размеров

гипса во

в л а ж н о м и сухом с о с т о я н и и . В о с н о в н о м , в сухом сос­ т о я н и и п р о ч н о с т ь п р и м е р н о в два раза выше, чем во

По завершении процесса затвердения материала, его размеры

влажном с о с т о я н и и .

не и з м е н я ю т с я совсем или претерпевают

лишь незначительные и з м е н е н и я . Гипсовые модели обладают идеальной устойчивостью п р и х р а н е н и и , хо­

Прочность при растяжении

тя гипс слабо р а с т в о р и м в воде. По э т о й п р и ч и н е не следует промывать поверхность гипсовых моделей го­

П р о ч н о с т ь при р а с т я ж е н и и о б ы ч н о г о гипса во влаж­

рячей водой.

н о м с о с т о я н и и о ч е н ь н и з к а я ( п р и м е р н о 2 М П а ) . Это обусловлено пористой и хрупкой п р и р о д о й гипса, в результате чего зубы и края на гипсовой

Прочность при сжатии

модели мо­

гут л е г к о повреждаться при грубом о б р а щ е н и и . Проч­ ность при р а с т я ж е н и и в ы с о к о п р о ч н о г о гипса в два ра­

Прочность п р и с ж а т и и — м е х а н и ч е с к о е с в о й с т в о ,

за в ы ш е , чем п р о ч н о с т ь о б ы ч н о г о , поэтому

обычно п р и м е н я е м о е для о ц е н к и п р о ч н о с т и гипса.

использовать этот тип гипса д л я моделей при изготов­

Эти показатели п р и в е д е н ы в Таблице 3.1.3.

л е н и и м о с т о в и д н ы х протезов и для ш т а м п и к о в .

На

прочность

соотношение

лучше

п р и с ж а т и и с у щ е с т в е н н о влияет

порошок-жидкость.

Из в ы ш е п р и в е ­

денных данных я с н о , что у м е н ь ш е н и е к о л и ч е с т в а во­

Твердость и износостойкость

ды, необходимого д л я п р и г о т о в л е н и я п р и е м л е м о й гипсовой смеси, с у щ е с т в е н н о п о в ы ш а е т п р о ч н о с т ь

Твердость поверхности

изделия при с ж а т и и . Таким о б р а з о м , на

этот материал о ч е н ь л е г к о царапается и истирается. В

прочность

гипса о ч е н ь н и з к а я ,

поэтому

при сжатии затвердевшего гипса влияет о т к л о н е н и е

качестве альтернативных материалов для моделей изу­

отрекомендуемого с о о т н о ш е н и я п о р о ш о к - ж и д к о с т ь .

чаются э п о к с и д н ы е пластмассы, поскольку у них луч­

количества

ше п о к а з а т е л ь в о с п р о и з в е д е н и я деталей, они более

воды втом, что с м е с ь получается г о м о г е н н о й и л и од­

Преимущество п р и м е н е н и я

излишнего

устойчивы к и с т и р а н и ю и у них в ы ш е прочность при

нородной и л е г к о з а л и в а е т с я . Воздух, п о п а д а ю щ и й в

изгибе по с р а в н е н и ю с гипсом, но эти материалы под­

смесь при ее з а м е ш и в а н и и , легче удаляется из жид­

вержены п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадке.

кой смеси в ы с о к о п р о ч н о г о и с у п е р г и п с а п р и вибра­ ции, но при этом п р о ч н о с т ь при с ж а т и и с н и ж а е т с я . С другой стороны, р е к о м е н д у е м о е м е н ь ш е е к о л и ч е с т в о воды приводит к п о л у ч е н и ю с л и ш к о м густой смеси, из которой труднее удалить п у з ы р ь к и воздуха, что влечет за собой у в е л и ч е н и е п о р и с т о с т и и значитель­ ное снижение

п р о ч н о с т и . Также существует опас­

ность недостатка в о д ы для п о л н о г о п р о х о ж д е н и я ре­ акции затвердевания.

Клиническое значение Если не учитывать при изготовлении моделей усадку э п о к с и д н ы х пластмасс при отверждении, то получен­ ные на этих моделях литые протезы могут не соответ­ ствовать по размеру и не обеспечивать постановку про­ тезов во рту.

218

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Воспроизведение деталей поверхности

Клиническое значение В с я к и й раз, когда требуется повторное смачивание штампика, это необходимо делать в насыщенном вод­

В спецификации № 1 9 Американского Национально­

н о м растворе дигидрата сульфата кальция.

го Института С т а н д а р т о в / А м е р и к а н с к о й Стоматоло­ г и ч е с к о й А с с о ц и а ц и и с о в м е с т и м о с т ь о т т и с к н ы х мате­ р и а л о в и с т о м а т о л о г и ч е с к и х г и п с о в о ц е н и в а е т с я по в о с п р о и з в е д е н и ю л и н и и ш и р и н о й в 20 м к м , воспро­

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

и з в е д е н н о й на модели из о б ы ч н о г о гипса — дигидрата сульфата к а л ь ц и я . Так как поверхность изделий из гипса слегка п о р и с т а я , м е л ь ч а й ш и е детали поверх­

П р е и м у щ е с т в а м недостатки при использовании гипса

ности м е н ь ш е 20 м к м в о с п р о и з в о д я т с я плохо. О д н а к о

для изготовления моделей в целом отражены в Табли­

о ч е н ь четко отпечатываются м а к р о с к о п и ч е с к и е дета­

це 3.1.4.

ли поверхности, хотя п о м е ш а т ь этому могут п у з ы р ь к и воздуха ( н а п р и м е р , п о п а в ш е г о между г и п с о м и оттискным материалом).

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

При н а н е с е н и и воска н а поверхность ш т а м п и к а для и з г о т о в л е н и я л и т е й н о й ф о р м ы , ш т а м п и к следует

C h a n Т К , Darvell BW (2001) Effect of storage conditions

увлажнить. П о с к о л ь к у гипс слабо растворим в воде,

on calcium sulphate hemihydrate-containing products.

н е к о т о р о е к о л и ч е с т в о материала на у в л а ж н е н н о й по­ верхности

растворяется,

поэтому

следует

избегать

п о в т о р н о й с у ш к и и у в л а ж н е н и я изделия.

D e n t Mater 17:134 C o m b e E C , Smith DC (1964) Some properties of gypsum plasters. Br Dent J 117:237 D e r r i e n G , Le M e n n G (1995) Evaluation of detail repro­ duction for three die materials by using scanning elec­

Таблица 3 . 1 . 4 Преимущества и недостатки гипса для изготовления моделей

tron microscopy and two dimensional profilometry. J Prosthet Dent 74:1 Duke P et al. (2000) Study of the physical properties of type IV gypsum, resin-containing, and epoxy die materials.

Преимущества

Недостатки

Размерная

Низкая прочность при

точность

и стабильность

J Prosthet D e n t 83:466

растяжении, хрупкость, низкая и з н о с о с т о й к о с т ь

Eames WB, Edwares C R , Buck WH (1978) Scraping resist­ ance of dental die materials: a collarison of brands. Oper Dent 3:66 Fan P L , Powers J M , Reid ВС (1981) Surface mechanical properties of stone, resin and metal dies. J Am Deni

Дешевизна материала Х о р о ш и й цветовой

Слабое воспроизведение

контраст

деталей

Assoc 103:408 Paquette J M , Taniguchi T White SN (2000) Dimensional accuracy of an epoxy resin die material using two set­

Слабая с м а ч и в а е м о с т ь

ting methods. J Prosthet Dent 83:301 Whyte MP, Brockhurst PJ (1996) T h e effect of steam ster­

эластомерными о т т и с к н ы м и материалами

medwedi.ru

ilization on the properties of set dental gypsum models. Aust Dent J 41 : 128

Глава 3.2

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БАЗИСОВ СЪЕМНЫХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

ра. К а м ф а р а выделялась из протеза, вызывая образо­

ВВЕДЕНИЕ

в а н и е п я т е н и пузырьков в базисе, а также и з м е н е н и е цвета протеза в течение н е с к о л ь к и х месяцев. Ф е н о л ф о р м а л ь д е г и д н а я пластмасса (бакелит) ока­

С о г л а с н о прогнозам старения населения

Западных

стран к 2025 году более п о л о в и н ы его составят л ю д и

залась о ч е н ь трудным в работе нетехнологичным ма­ териалом, и она также и з м е н я л а цвет в полости рта.

с т а р ш е 50 лет. Н е с м о т р я н а д о с т и ж е н и я в профилак­

В и н и л о в ы е п л а с т м а с с ы и м е л и н и з к у ю прочность,

тике стоматологических з а б о л е в а н и й , в е р о я т н о , что

п е р е л о м ы б ы л и о б ы ч н ы м я в л е н и е м , в о з м о ж н о , из-за

м н о г и м из этих л ю д е й д л я з а м е щ е н и я утраченных зу­

усталости базисного материала.

бов потребуются с ъ е м н ы е , п о л н ы е или частичные,

Э б о н и т был п е р в ы м материалом, который исполь­

з у б н ы е протезы. В н а с т о я щ е е в р е м я о к о л о 32 миллио­

зовался для массового и з г о т о в л е н и я протезов, но его

н о в жителей С е в е р н о й А м е р и к и н о с я т такие протезы,

эстетические свойства были не с л и ш к о м хороши, по­

е ж е г о д н о для п р о т е з и р о в а н и я п а ц и е н т о в изготавлива­

этому на смену ему п р и ш л и а к р и л о в ы е пластмассы.

ется 9 миллионов п о л н ы х съемных и 4,5 м и л л и о н а

А к р и л о в а я пластмасса (на о с н о в е п о л и м е т и л м е -

частичных зубных протезов. Этим п а ц и е н т а м важно,

такрилата) в н а с т о я щ е е время является о д н и м из ши­

чтобы их обеспечили э с т е т и ч н ы м и и в ы с о к о функци­

р о к о используемых б а з и с н ы х материалов, поскольку

ональными протезами, п о с к о л ь к у это

улучшит каче­

ство их жизни.

имеет неплохие эстетические свойства, этот материал дешев и прост в работе. Но и акриловая пластмасса не

Изготовление с ъ е м н о г о протеза состоит из м н о г и х

является идеальным во всех о т н о ш е н и я х материалом,

э т а п о в . Первый и з н и х — с н я т и е оттиска, после кото­

так к а к не в п о л н о й мере отвечает т р е б о в а н и я м к иде­

рого следует ряд технологических э т а п о в в зуботехни-

альному материалу для базиса зубного протеза, предс­

ческой лаборатории. К н и м относится получение мо­

т а в л е н н ы х в Таблице 3.2.1.

дели,

постановка

зубов,

изготовление

восковой

м о д е л и , изготовление г и п с о в о й ф о р м ы в зуботехнической кювете и удаление, в ы в а р и в а н и е , воска, а за­

Но

акриловые

распространение,

пластмассы поскольку

получили

многим

широкое

требованиям

тем заполнение полученного пространства ф о р м ы ма­

Таблицы 3.2.1. о н и отвечают. В частности, технология

териалом для изготовления базисов зубных протезов

изготовления протезов из а к р и л о в о й пластмассы дос­

или базисным материалом.

таточно п р о с т а я и

Для изготовления протезов и с п о л ь з о в а л о с ь мно­ жество материалов,

включая материалы на основе

целлюлозы, ф е н о л ф о р м а л ь д е г и д а , в и н и л о в ы х пласт­

недорогая, протезы имеют хоро­

ш и й в н е ш н и й вид. П о м и м о п р и м е н е н и я в полных съ­ емных

протезах

акриловую

пластмассу

п р и м е н я ю т и для других целей, таких к а к

часто

изготовле­

масс и эбонита. Тем н е м е н е е , все о н и и м е л и различ­

ние индивидуальных л о ж е к для с н я т и я оттисков, для

ные

в о с п р о и з в е д е н и я рельефа мягких тканей на литых ме­

недостатки:

Материалы на о с н о в е п р о и з в о д н ы х целлюлозы де­

таллических каркасах, для п о ч и н к и протезов, изго­

формировались в полости рта, и м е л и привкус камфа­

т о в л е н и я м я г к и х подкладок к базисам протезов и ис­

ры, которая использовалась в качестве пластификато­

кусственных зубов.

220

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Таблица 3 . 2 . 1 Критерии идеального материа­ ла для базиса съемных зубных протезов

Таблица 3 . 2 . 2 Компоненты пластмассы горя­ чего отверждения

Естественный вид

Технологичность

Порошок

Высокая прочность,

Низкая плотность

Ш а р и к и или гранулы полиметилметакрилата

ж е с т к о с т ь , твердость и

Инициатор - пероксид бензоила

ударная вязкость Размерная стабильность

Пигменты/красители Точное воспроизведе­

Замутнители - оксиды титана/цинка

ние поверхностных

Пластификатор - дибутилфталат

деталей

Синтетические волокна - нейлон/акрил

Отсутствие запаха, привкуса

Устойчивость к

Жидкость

и т о к с и ч н ы х веществ

росту бактерий

М о н о м е р - метилметакрилат

Устойчивость к поглощению

Хорошая

Ингибитор - гидрохинон

ротовой ж и д к о с т и

теплопроводность

Сшивающий агент - диметакриловый э ф и р этиленгли-

Хорошее прочное соеди­

Рентгеноконтрастность

коля

нение с п о л и м е р а м и , к е р а м и к о й и металлами Л е г к о поддается п о ч и н к е

Л е г к о чистится

Долговечность

Невысокая стоимость

СОСТАВ И СТРУКТУРА АКРИЛОВОЙ ПЛАСТМАССЫ

Выпускаются б а з и с н ы е п л а с т м а с с ы в виде материалов горячего и холодного отверждения.

Пластмассы горячего отверждения Э т и м а т е р и а л ы состоят из п о р о ш к а и жидкости, кото­ П р о ц е с с отв ер ж д ени я п р и и з г о т о в л е н и и а к р и л о в о г о

р ы е п о с л е с м е ш и в а н и я и последующего нагревания

протеза протекает за счет р е а к ц и и с в о б о д н о радикаль­

переходят в твердое с о с т о я н и е . Вещества, входящие в

н о й п о л и м е р и з а ц и и с о б р а з о в а н и е м полиметилметак­

состав п о р о ш к а и ж и д к о с т и , п р и в е д е н ы в Таблице

рилата ( П М М А ) . М о н о м е р о м я в л я е т с я метилметак­

3.2.2.

рилат ( М М А ) :

С п е ц и ф и ч е с к а я ф о р м а п р и м е н е н и я материала в виде с и с т е м ы п о р о ш о к - ж и д к о с т ь обусловлена по к р а й н е й мере т р е м я п р и ч и н а м и : •

В о з м о ж н о с т ь ю п е р е р а б о т к и материала в тестооб­ р а з н о й ф о р м е и л и п р и м е н е н и е м технологии «тес­ та»

•

С в е д е н и е м к м и н и м у м у п о л и м е р и з а ц и о н н о й усад­ ки

•

Снижением

экзотермического

эффекта,

или

уменьшением теплоты реакции. Т е х н о л о г и я т е с т а д е л а е т п р о ц е с с изготовления где Me — это С Н 3 . К о н в е р с и я ( п р е в р а щ е н и е ) мономе­

п р о т е з о в о т н о с и т е л ь н о п р о с т ы м . В кювету, содер­

ра в п о л и м е р включает в себя т р а д и ц и о н н у ю последо­

ж а щ у ю постановку искусственных зубов в

вательность: а к т и в а ц и ю , и н и ц и и р о в а н и е , рост и об­

пакуется тестообразная масса,

рыв ц е п и , такую, к а к о п и с ы в а л о с ь в ы ш е в Главе 1.6.

р ы в а е т с я п о д д а в л е н и е м т а к и м о б р а з о м , ч т о б ы из-

medwedi.ru

гипсе,

з а т е м к ю в е т а зак­

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БАЗИСОВ СЪЕМНЫХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

221

Рис. 3 . 2 . 1 . (а) Диметакриловый э ф и р этиленгликоля и (b) образование им поперечных связей

л и ш к и м а с с ы в ы д а в л и в а л и с ь . С п о с о б н о с т ь тесто­ образной массы т о ч н о прилегать

к м о д е л и и прос­

тое у д а л е н и е и з л и ш к о в , п р и д а ю т о с о б е н н у ю лег­ кость

в

работе

с

акриловыми

П о р о ш о к полимера о ч е н ь с т а б и л ь н ы й и

имеет

практически н е о г р а н и ч е н н ы й срок х р а н е н и я . С ш и в а ю щ и й агент, т а к о й к а к д и м е т а к р и л о в ы й

пластмассами

э ф и р э т и л е н г л и к о л я , вводят в состав материала для

холодного о т в е р ж д е н и я ( н а с т а д и и т е с т а ) п р и изго­

улучшения механических свойств (Рис. 3.2.1а). Он со­

товлении из них с п е ц и а л ь н ы х или индивидуальных

единяется в некоторых местах с п о л и м е р н о й цепью

оттискных л о ж е к .

п о л и м е т и л м е т а к р и л а т а и образует поперечную сшив­

мономере,

чем

Гранулы л е г ч е

шарики,

растворяются

в

тем с а м ы м с о к р а щ а е т с я

время д л я д о с т и ж е н и я т е с т о о б р а з н о г о с о с т о я н и я материала.

ку между этой и соседней цепью полимера за счет двух к о н ц е в ы х д в о й н ы х связей (Рис. 3.2.1 Ь). Таким образом, хотя сам П М М А и является тер­

П о л и м е р и з а ц и о н н а я усадка с н и ж а е т с я по сравне­

м о п л а с т и ч н о й пластмассой, включение в состав сши­

нию с усадкой при п о л и м е р и з а ц и и м о н о м е р а , пос­

вающих агентов исключает его последующую термо­

кольку б о л ь ш а я часть материала (т.е. ш а р и к и и грану­

обработку.

лы) уже з а п о л и м е р и з о в а н а . Реакция

полимеризации высоко экзотермична,

так к а к з н а ч и т е л ь н о е к о л и ч е с т в о т е п л о в о й э н е р г и и

Пластмассы холодного отверждения

(80 кДж/моль) высвобождается при п р е в р а щ е н и и свя­ зей С = С в связи —С — С. Так к а к б о л ь ш а я часть смеси

Х и м и я этих пластмасс и д е н т и ч н а х и м и и пластмасс го­

уже находится в ф о р м е п о л и м е р а , с н и ж а е т с я потенци­

рячего отверждения, за и с к л ю ч е н и е м того, что отве­

альная в о з м о ж н о с т ь перегрева материала. П о с к о л ь к у

рждение и н и ц и и р у е т с я т р е т и ч н ы м а м и н о м (напри­

максимальная

температура

полимеризации

будет

меньше, у м е н ь ш и т с я также и т е р м и ч е с к а я усадка ма­ териала.

Этот метод отверждения

М о н о м е р о т н о с и т с я к категории летучих и л е г к о воспламеняющихся

мер, д и м е т и л — р — толуидином или п р о и з в о д н ы м и с у л ь ф о н о в о й к и с л о т ы ) , а не н а г р е в а н и е м .

веществ,

поэтому контейнер с

менее

э ф ф е к т и в е н по

с р а в н е н и ю с п р о ц е с с о м горячего отверждения и дает полимер с более н и з к о й молекулярной массой. Такое

ним необходимо п о с т о я н н о держать в з а к р ы т о м сос­

п о л о ж е н и е о т р и ц а т е л ь н о сказывается на прочност­

тоянии и вдали от и с т о ч н и к о в открытого о г н я . Кон­

ных свойствах материала и также повышает в н е м со­

тейнером является ф л а к о н из т е м н о г о стекла, которое

д е р ж а н и е остаточного м о н о м е р а . Показатель цветос-

продлевает с р о к х р а н е н и я м о н о м е р а ,

т о й к о с т и у материала холодного отверждения хуже,

предотвращая

его с п о н т а н н у ю п о л и м е р и з а ц и ю под воздействием

чем у материала горячего отверждения, платмассы хо­

света.

лодного отверждения к тому же более с к л о н н ы к по­

Гидрохинон также продлевает с р о к х р а н е н и я мо­

явлению желтизны.

номера, м г н о в е н н о вступая в р е а к ц и ю со с в о б о д н ы м и

Ш а р и к и полимера у этих материалов несколько

радикалами, которые могут с п о н т а н н о образоваться в

м е н ь ш е по размеру, чем у пластмассы горячего отве­

жидкости, давая с о е д и н е н и я устойчивых свободных

р ж д е н и я (размер ш а р и к о в у последнего около

радикалов, не с п о с о б н ы х и н и ц и и р о в а т ь процесс по­

м к м ) с целью облегчения растворения полимера в мо­

лимеризации.

150

номере для о б р а з о в а н и я тестообразной массы. Этого

Следует избегать з а г р я з н е н и я п о л и м е р н ы х шари­

с о с т о я н и я необходимо достичь до того, как начнется

ков и гранул, поскольку о н и на своей поверхности не­

р е а к ц и я отверждения, которая будет изменять вяз­

сут пероксид бензоила, а д л я начала р е а к ц и и полиме­

кость смеси,

ризации требуется н а л и ч и е совсем незначительного

ность, препятствующую ф о р м о в а н и ю материала.

количества полимера.

и масса приобретет и з л и ш н ю ю плот­

Более н и з к а я молекулярная масса также приводит

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

222

к с н и ж е н и ю температуры с т е к л о в а н и я (Т с ), п р и Т с

жет п р и в е с т и к недостаточному з а п о л н е н и ю мономе­

обычно

увеличивая

р о м свободного п р о с т р а н с т в а между его гранулами и в

с к л о н н о с т ь м а т е р и а л а к д е ф о р м а ц и и . П о с к о л ь к у для

к о н е ч н о м итоге п р и в е с т и к о с л а б л е н и ю материала.

равным

75-80°С,

однако

не

о т в е р ж д е н и я п л а с т м а с с ы н е используется в н е ш н и й

С л и ш к о м б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о м о н о м е р а вызовет

и с т о ч н и к тепла,

ч р е з м е р н у ю п о л и м е р и з а ц и о н н у ю усадку и снижение

то в е л и ч и н а о б р а з у ю щ и х с я в н е й

в н у т р е н н и х н а п р я ж е н и й н и ж е . Тем не м е н е е , матери­

качества п р и л е г а н и я протеза к п р о т е з н о м у ложу.

ал о ч е н ь в о с п р и и м ч и в к ползучести ( к р и п у ) , и это мо­ жет с у щ е с т в е н н о сказаться н а п о я в л е н и и

деформа­

ц и й протеза при п о л ь з о в а н и и и м .

Д о б а в к и к п о р о ш к у с к л о н н ы к оседанию на дно контейнера,

п о э т о м у перед и с п о л ь з о в а н и е м важно

встряхнуть к о н т е й н е р д л я г а р а н т и и равномерного распределения компонентов порошка.

Заливочные пластмассы холодного отверждения

Контроль цвета

Эти п л а с т м а с с ы холодного о т в е р ж д е н и я , д о с т а т о ч н о

О к р а ш и в а ю щ и й п и г м е н т о б ы ч н о входит в состав по­

жидкие при замешивании,

и п о э т о м у могут б ы т ь

л и м е р н о г о п о р о ш к а , но в н е к о т о р ы х случаях он может

п р о с т о залиты в ф о р м у из гидроколлоида. О н и хоро­

п р о с т о находиться на поверхности полимерных шари­

шо в о с п р о и з в о д я т п о в е р х н о с т н ы е детали,

ков и б ы т ь с м ы т п р и с л и ш к о м быстром контакте с мо­

хотя ос­

тальные свойства их уступают ф о р м о в о ч н ы м акрило­

н о м е р о м . В т а к о м случае, п о л и м е р необходимо мед­

в ы м п л а с т м а с с а м холодного и горячего о т в е р ж д е н и я ,

л е н н о добавлять к мономеру.

поэтому они не нашли широкого применения.

п о р о ш к а приведет к ч р е з м е р н о светлому цвету изде­

М а л о е количество

лия.

Светоотверждаемые базисные пластмассы

Изоляция гипсовой формы

М а т е р и а л ы , отверждаемые в и д и м ы м светом, уже бы­

Существует о п а с н о с т ь , что п л а с т м а с с а может про­

л и п р е д с т а в л е н ы ранее. П о х и м и ч е с к и м с в о й с т в а м э т и

н и к н у т ь в о т н о с и т е л ь н о шероховатую поверхность

м а т е р и а л ы б о л ь ш е п о х о ж и на к о м п о з и т ы для восста­

г и п с о в о й ф о р м ы и п р и л и п н у т ь к н е й . Д л я предотвра­

н о в л е н и я зубов, н е ж е л и на п л а с т м а с с ы для изготовле­

щ е н и я этого н е о б х о д и м о и с п о л ь з о в а т ь изолирующее

н и я базисов зубных п р о т е з о в (см. Главу 2.2). Матери­

средство. В н а с т о я щ е е в р е м я , и з о л и р у ю щ е е средство

ал

состоит

из

уретандиметакрилатной

матрицы,

- это о б ы ч н о раствор альгината н а т р и я , хотя некото­

к о т о р а я содержит н е б о л ь ш о е количество к о л л о и д н о г о

р ы е до сих п о р р е к о м е н д у ю т и с п о л ь з о в а т ь оловянную

о к с и д а к р е м н и я для п р и д а н и я материалу необходи­

фольгу.

м о й текучести и л и к о н с и с т е н ц и и , и н а п о л н и т е л я из а к р и л о в ы х ш а р и к о в , к о т о р ы е с т а н о в я т с я частью взаи­ м о п р о н и к а ю щ е й структуры

полимерной

сетки п р и

его о т в е р ж д е н и и . Он ш и р о к о используется в качестве

Обработка

твердого материала для п е р е б а з и р о в к и зубных проте­

Существует две п р о б л е м ы в п р о ц е с с е изготовления

зов, для и з г о т о в л е н и я и н д и в и д у а л ь н ы х о т т и с к н ы х ло­

зубных протезов из а к р и л о в ы х материалов, на кото­

ж е к и для п о ч и н к и с л о м а н н ы х протезов.

р ы е следует о б р а щ а т ь о с о б е н н о е в н и м а н и е , первый в о з н и к н о в е н и е п о р и с т о с т и , и второй — образование в н у т р е н н и х н а п р я ж е н и й в пластмассе во время терми­ ческой обработки.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ

Пористость П р о б л е м а , с к о т о р о й н а и б о л е е в е р о я т н о столкнется к а ж д ы й п р и и з г о т о в л е н и и акриловых зубных проте­

Соотношение порошок-жидкость

зов, это о б р а з о в а н и е п о р и с т о с т и в процессе термооб­ работки. Существует две главные п р и ч и н ы пористос­

имеет п р а в и л ь н о е с о о т н о ш е н и е

ти: одна, с в я з а н н а я с п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадкой, -

п о р о ш о к - ж и д к о с т ь (по весу в % 2,0/1,0, по объему в %

усадочная пористость, и вторая — с летучестью моно­

1,6/1,0). С л и ш к о м б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о п о р о ш к а мо­

мера, — газовая пористость.

Большое значение

medwedi.ru

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БАЗИСОВ СЪЕМНЫХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

223

Наличие локализованной пористости может быть

Усадочная п о р и с т о с т ь

вызвано

плохим

с м е ш и в а н и е м к о м п о н е н т о в или

Усадочная пористость п р о и с х о д и т потому, что моно­

п р е ж д е в р е м е н н о й п а к о в к о й материала в

мер в процессе о б р а б о т к и с ж и м а е т с я п р и м е р н о на

д о с т и ж е н и я тестообразного с о с т о я н и я . С в я з а н н а я с

ф о р м у до

20% своего объема. П р и м е н я я материал в виде систе­

э т и м н е р а в н о м е р н а я усадка может привести к дефор­

мы порошок-жидкость, эта усадка м и н и м и з и р у е т с я , и

м а ц и и зубного протеза.

составляет о к о л о 5-8 п р о ц е н т о в .

О д н а к о это не ска­

зывается на в е л и ч и н е л и н е й н о й усадки, к о т о р а я ис­ ходя из

о б ъ е м н о й усадки д о л ж н а быть п о р я д к а 1,5-

2%, а ф а к т и ч е с к и

составляет

не

более

Газовая п о р и с т о с т ь

0,2-0,5%.

Предполагается, что это с в я з а н о с тем, что о с н о в н а я

К а к отмечалось в ы ш е , п р и п о л и м е р и з а ц и и происхо­

часть усадки материала обусловлена с н и ж е н и е м тем­

дит э к з о т е р м и ч е с к а я р е а к ц и я . Это может вызвать рост

пературы, от температуры п о л и м е р и з а ц и и до комнат­

температуры

ной, а не п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадкой. Ч т о б ы акти­

п р е в ы ш а е т температуру

визировать п р о ц е с с п о л и м е р и з а ц и и , т е м п е р а т у р у в

температура п о в ы с и т с я до з а в е р ш е н и я процесса по­

кювете н е о б х о д и м о п о д н я т ь в ы ш е 60°С,

пластмассы в ы ш е

отметки

100°С, что

к и п е н и я мономера.

Если

пероксид

л и м е р и з а ц и и , образуется г а з о о б р а з н ы й мономер — он

бензоила п р и э т о м р а з л а г а е т с я с о б р а з о в а н и е м сво­

я в л я е т с я п р и ч и н о й газовой пористости. Количество

бодных р а д и к а л о в (см. Главу 1.6). С с а м о г о начала

в ы р а б а т ы в а е м о г о тепла зависит от объема перераба­

реакции о т в е р ж д е н и я

т ы в а е м о й пластмассы, количества м о н о м е р а и ско­

она продолжает генерировать

собственное т е п л о ( к а к результат э к з о т е р м и ч е с к о й

рости ее н а г р е в а н и я от в н е ш н е г о и с т о ч н и к а . Прояв­

реакции). Э т о м о ж е т п о в ы с и т ь температуру акрило­

ления

вого материала н а м н о г о в ы ш е о т м е т к и 100°С.

к о н т р о л и р у я п о д ъ е м и обеспечивая м е д л е н н о е повы­

В

условиях

процесса

горячего

пластмасса в с о с т о я н и и з а п о л н я т ь

отверждения

газовой

пористости

можно

избежать,

ш е н и е температуры.

пространства,

создаваемые п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадкой п р и отве­ рждении. Течение м а с с ы п р о и с х о д и т п о д д е й с т в и е м

Клиническое значение

давления, к о т о р о е о н а п о с т о я н н о и с п ы т ы в а е т в про­ цессе о б р а б о т к и . Ф о р м о в а н и е м а т е р и а л а д л я б а з и с а зубного п р о т е з а с н е к о т о р ы м и з б ы т к о м гарантирует постоянное д а в л е н и е на м а т е р и а л в з а к р ы т о й ф о р м е . Это давление п о д д е р ж и в а е т с я в т е ч е н и е всего ц и к л а обработки. Пластмасса с т а н о в и т с я твердой, к а к т о л ь к о темпе­

Полимеризация должна проводиться медленно (для предотвращения образования газовой пористости) и под давлением (для избежания образования усадочной пористости), и таким образом, чтобы температура ак­ рилового материала при изготовлении зубного протеза н и к о г д а не превышала 100°С.

ратура опускается н и ж е температуры ее с т е к л о в а н и я , в этой точке п о л и м е р и з а ц и о н н а я усадка материала за­ вершается. От э т о й т о ч к и и далее с в о й вклад в наблю­

Напряжения при обработке

даемые и з м е н е н и я р а з м е р о в базиса зубного протеза вносит т е р м и ч е с к а я усадка.

П л а с т м а с с ы холодного

О г р а н и ч е н и я , налагаемые н а и з м е н е н и я л и н е й н ы х

отверждения д о л ж н ы о б е с п е ч и т ь лучшее п р и л е г а н и е

р а з м е р о в п л а с т м а с с ы г и п с о в о й ф о р м о й , неизбежно

протеза, так к а к температура их о б р а б о т к и значитель­

вызовут в н у т р е н н и е н а п р я ж е н и я . Такие н а п р я ж е н и я

но ниже (около 60°С по с р а в н е н и ю со 100°С д л я пласт­

могут п р о я в и т ь с я в виде

массы горячего о т в е р ж д е н и я ) . О д н а к о п р и л е г а н и е мо­

м и к р о т р е щ и н , и с к а ж е н и я базиса зубного протеза. Хо­

жет нарушаться, т.к. о б ы ч н о имеется р и с к п о я в л е н и я

тя м н о г и е н а п р я ж е н и я , в о з н и к ш и е в процессе усадки

ползучести

п р и о т в е р ж д е н и и , могут быть с н я т ы за счет текучести

материала из-за более н и з к о й температу­

ры стеклования Т с . Поэтому в а ж н о ,

и с к р и в л е н и я , образования

материала п р и температуре в ы ш е температуры стек­ чтобы достаточное

количество

л о в а н и я , н е к о т о р ы е н а п р я ж е н и я в нем сохранятся из-

массы паковалось в ф о р м у для гарантии того, что ма­

за д е й с т в и я т е р м и ч е с к о й усадки. Внутренние напря­

териал в процессе о б р а б о т к и п о с т о я н н о находится

ж е н и я м о ж н о свести к м и н и м у м у при использовании

под давлением. Э т о п о з в о л и т сжать л ю б ы е пустоты,

акриловых

присутствующие в с м е с и , а также с к о м п е н с и р у е т усад­

н о с т ь ю и с к л ю ч и т ь я в л е н и е неравномерности усадки

ку при отверждении. Т а к и м о б р а з о м , п а к о в к у м а с с ы в

п р и охлаждении), а также путем медленного охлажде­

форму следует п р о и з в о д и т ь т о л ь к о тогда, когда о н а

н и я кюветы.

достигнет тестообразного с о с т о я н и я , если сделать это

( н о не ф а р ф о р о в ы х ) зубов (чтобы пол­

Высвобождение

внутренних н а п р я ж е н и й может

раньше, с и л ь н а я текучесть ф о р м о в о ч н о й массы пос­

вызвать м е л к и е поверхностные дефекты в пластмассе

лужит п р и ч и н о й быстрого с н и ж е н и я д а в л е н и я .

— микротрещины, которые могут проявляться

в виде

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

224

р о я т н о , что это с в я з а н о с в ы м ы в а н и е м различных к о м п о н е н т о в из б а з и с а зубного протеза, и в частнос­ ти, р а з л и ч н ы х о с т а т о ч н ы х м о н о м е р о в или бензойной к и с л о т ы . А л л е р г и ч е с к а я р е а к ц и я может проявляться м е с т н о , ч а щ е всего это случается с зубными протеза­ ми из п л а с т м а с с х о л о д н о г о о т в е р ж д е н и я из-за высо­ к о г о с о д е р ж а н и я о с т а т о ч н о г о м о н о м е р а . Иногда этот недостаток можно преодолеть, протез дополнительной

подвергнув зубной

п о л и м е р и з а ц и и . Однако

здесь существует о п а с н о с т ь в о з м о ж н о й деформации п р о т е з а , и з - з а у м е н ь ш е н и я внутреннего напряже­

Р и с . 3 . 2 . 2 . Образование разрушающей трещины в резуль­ тате действия микротрещин

н и я , о б р а з о в а в ш е г о с я в п р о ц е с с е его первой обра­ ботки. Е с л и у п а ц и е н т а в а н а м н е з е отмечена

гиперчув­

ствительность к м е т а к р и л о в ы м пластмассам, то следу­ белесоватости и п о м у т н е н и я п о в е р х н о с т и базиса зуб­

ет рассмотреть в о п р о с об и с п о л ь з о в а н и и такого аль­

н о г о протеза. М и к р о т р е щ и н а это л о к а л и з о в а н н а я об­

т е р н а т и в н о г о материала, к а к поликарбонат.

ласть с и л ь н о й п л а с т и ч е с к о й д е ф о р м а ц и и п о л и м е р а , в к о т о р о й могут присутствовать м и к р о п у с т о т ы . На этой стадии это е щ е не т р е щ и н а , п о с к о л ь к у в о т л и ч и е от т р е щ и н ы этот участок

Размерная стабильность и точность

все е щ е м о ж е т в ы д е р ж и в а т ь

н а п р я ж е н и е . Тем не м е н е е , м и к р о т р е щ и н ы могут при­

Учитывая, что зубной протез контактирует с податли­

вести к р а з р у ш е н и ю п о л и м е р а . По мере у в е л и ч е н и я

выми м я г к и м и т к а н я м и п о л о с т и рта, может возник­

р а з м е р о в пустот в области м и к р о т р е щ и н , о н и отделя­

нуть в о п р о с , а почему столь в а ж н о ,

ю т с я друг от друга т о л ь к о т о н к и м и н и т я м и п о л и м е р а

и з м е н я л ф о р м ы этих т к а н е й ?

чтобы протез не

На самом деле, этот

до тех п о р п о к а , н а к о н е ц , не п р о и з о й д е т их оконча­

в о п р о с более всего о т н о с и т с я к фиксации зубного про­

т е л ь н ы й р а з р ы в , и образуется т р е щ и н а ( Р и с . 3.2.2). Та­

теза, если п о д э т и м т е р м и н о м понимается способ­

к и е т р е щ и н ы под в о з д е й с т в и е м в н е ш н е й нагрузки бу­

н о с т ь с о п р о т и в л е н и я воздействию сил, направленных

дут разрастаться, что в к о н е ч н о м итоге приведет к

на с м е щ е н и е зубного протеза в направлении окклю­

р а з р у ш е н и ю зубного протеза.

з и и . В этом отличие п о н я т и я ф и к с а ц и и от стабильнос­

М и к р о т р е щ и н ы могут образоваться в ответ на воз­ действие тепла (при п о л и р о в к е , н а п р и м е р ) , неравно­ м е р н о й усадки вокруг ф а р ф о р о в о г о зуба, и л и в резуль­

ти с ъ е м н о г о протеза, к о т о р а я определяется как соп­ ротивление

смещению

в

горизонтальном

направлении. Ф а к т о р ы , о п р е д е л я ю щ и е ф и к с а ц и ю зубного про­

тате в о з д е й с т в и я растворителей, таких к а к , н а п р и м е р ,

теза в п о л о с т и рта, по своему существу имеют физи­

спирт.

ческую природу. А н а т о м и ч е с к и е ф а к т о р ы , такие как п о д н у т р е н и я , я в л я ю т с я больше помехой, чем преиму­

Клиническое значение

щ е с т в о м , п о с к о л ь к у базис протеза — это жесткий ма­

Образование поперечных связей между полимерными цепями в результате добавления диметакрилового э ф и ­ ра этиленгликоля уменьшает вероятность образования микротрещин.

ства. У н е к о т о р ы х п а ц и е н т о в для обеспечения лучшей

териал, к о т о р ы й не может

з а п о л н я т ь эти простран­

ф и к с а ц и и протеза м о ж е т потребоваться хирургичес­ кое удаление и м е ю щ и х с я поднутрений. Н а и б о л е е п о д х о д я щ и м о б ъ я с н е н и е м факторов, о б е с п е ч и в а ю щ и х ф и к с а ц и ю зубного протеза, является о б ъ я с н е н и е их на модели вязкотекучести (как дано в Главе 1.10), которую м о ж н о представить следующим уравнением:

СВОЙСТВА Биосовместимость

для д и с к а радиусом R и т о л щ и н о й слоя слюны h.

В целом, П М М А относится к весьма биосовмести-

обеспечивается с л ю н о й , и чем больше площадь пове­

м ы м м а т е р и а л а м , и л и ш ь у н е к о т о р ы х п а ц и е н т о в мо­

рхности, тем лучше с ц е п л е н и е , (т.е. в е л и ч и н а R долж­

гут в о з н и к а т ь а л л е р г и ч е с к и е р е а к ц и и . Н а и б о л е е ве-

на б ы т ь м а к с и м а л ь н о б о л ь ш о й , н а с к о л ь к о это воз-

Адгезия

medwedi.ru

зубного протеза к с л и з и с т о й

оболочке

П О Л И М Е Р Н Ы Е М А Т Е Р И А Л Ы Д Л Я БАЗИСОВ СЪЕМНЫХ З У Б Н Ы Х ПРОТЕЗОВ

225

можно). В то же в р е м я , в а ж н о , чтобы не н а р у ш а л а с ь

ваться до тех п о р , пока протез н е о ж и д а н н о разрушит­

когезия с л о я с л ю н ы , лучше всего с о х р а н я ю щ а я с я п р и

ся. Таким о б р а з о м , в о з м о ж н а я п о л о м к а зубного про­

наличии наиболее т о н к о г о ее слоя между с л и з и с т о й и

теза происходит вследствие недостаточной усталост­

зубным п р о т е з о м (т.е. в е л и ч и н а h д о л ж н а быть мини­

ной п р о ч н о с т и материала на изгиб.

мальной). Этого м о ж н о д о с т и ч ь при в ы с о к о й точнос­ ти изготовления протеза.

Н е к о т о р ы е п о л о м к и могут быть с в я з а н ы с наруше­ нием технологии изготовления протеза. Недостаточно

Обеспечение п л о т н о г о п р и л е г а н и я по к р а я м зуб­

п р о ч н о е с о е д и н е н и е между пластмассовым базисом и

ного протеза является о ч е н ь в а ж н ы м ф а к т о р о м для его

а к р и л о в ы м и зубами также

фиксации. Ч е м о н о плотнее, тем труднее н о в ы м пор­

к о н с т р у к ц и и по

циям с л ю н ы п р о н и к а т ь в п р о с т р а н с т в о между проте­

всего, и начнется его р а з р у ш е н и е . Другой причиной

приводит к ослаблению

краям протеза, откуда, вероятнее

зом и с л и з и с т о й , а это означает, что потребуется при­

п о л о м о к протеза является о б р а з о в а н и е м и к р о т р е щ и н

ложение б о л ь ш е й с и л ы для о т д е л е н и я зубного протеза

из-за о ш и б о к при обработке материала или воздей­

от подлежащих т к а н е й . Все, что может н а р у ш и т ь пе­

ствия растворителей.

риферийное п р и л е г а н и е протеза, включая завышен­

Д л я п а ц и е н т о в , у к о т о р ы х часто л о м а ю т с я проте­

ные его к р а я , в ы р а ж е н н у ю уздечку, может п р и в о д и т ь к

зы, базис ц е л е с о о б р а з н о изготавливать из ударопроч­

дисбалансу о к к л ю з и и и препятствовать н е о б х о д и м о й

ного материала. В состав этих пластмасс входит мел­

фиксации зубного протеза.

к о д и с п е р с н ы й полибутадиенстирол — у п р о ч н я ю щ и й

С возрастом секреция и консистенция слюны

э л а с т о м е р н ы й м о д и ф и к а т о р . Ч а с т и ц ы эластомерного

меняются. А д г е з и о н н ы е с в о й с т в а с л ю н ы к з у б н о м у

м о д и ф и к а т о р а останавливают развитие т р е щ и н и тем

протезу ухудшаются

с а м ы м п о в ы ш а ю т п р о ч н о с т ь материала. О д н а к о , они

и з - з а п л о х о г о с м а ч и в а н и я его

поверхности и п о в ы ш е н и я

вязкости слюны.

также могут вызывать с н и ж е н и е модуля эластичности

Поэтому ф и к с а ц и я п р о т е з а в э т о м случае становить­

или упругости, п р и в о д я щ е е к п о н и ж е н и ю показателя

ся весьма п р о б л е м а т и ч н о й , ч т о в к о н е ч н о м итоге

д о л г о в р е м е н н о й усталости материала из-за чрезмер­

может п о т р е б о в а т ь п р и м е н е н и я с п е ц и а л ь н ы х фик­

ной гибкости.

саторов.

А л ь т е р н а т и в н ы й подход к у п р о ч н е н и ю акриловых протезов — и с п о л ь з о в а н и е в о л о к о н для армирования материала. К т а к и м в о л о к н а м о т н о с я т с я :

Клиническое значение

•

Для оптимальной фиксации зубного протеза необходи­ мы следующие условия: (1) он должен покрывать мак­ симальную площадь поверхности слизистой оболочки, не мешая функциональной мышечной активности; (2) протез должен плотно соприкасаться с поверхностью слизистой, чтобы м и н и м и з и р о в а т ь толщину слоя слюны и сохранять надежное краевое прилегание.

Углеродные волокна,

которые о к а з а л и с ь не востре­

б о в а н н ы м и из-за с л о ж н о с т и в работе и н и з к о й эс­ тетичности. •

Арамидные

волокна,

(поли-пара-фенилентерефта-

л а м и д ) , которые также н е э ф ф е к т и в н ы из-за не­ достаточно прочного

с о е д и н е н и я с полимерной

матрицей. •

УВМП

(ультра

—

высокомолекулярный

полиэтилен)

волокна, нейтрального цвета, и м е ю т низкую плот­ ность,

Механические свойства

адекватную б и о с о в м е с т и м о с т ь и хорошо

поддаются

п о в е р х н о с т н о й обработке для усиле­

н и я а д г е з и о н н о й с в я з и с п о л и м е р о м , однако тре­ Прочность п р и р а с т я ж е н и и

буют длительного в р е м е н и для изготовления.

акриловых пластмасс

обычно не п р е в ы ш а е т 50 М П а . Модуль упругости низ­

•

Стекловолокна — весьма п е р с п е к т и в н ы й материал,

кий, а модуль упругости п р и изгибе — в пределах

к о т о р ы й включается в состав пластмассы в виде

2200-25 00 М П а . Неудивительно, что п р и с о ч е т а н и и

к о р о т к и х в о л о к о н и л и предварительно пропитан­

этих показателей с н е д о с т а т о ч н о й п р о ч н о с т ь ю на из­

н о й т к а н и или волокнистого мата.

гиб, зубные протезы с к л о н ы к п о л о м к а м . О к о л о 30% от количества п о ч и н о к верхнечелюстных зубных про­ тезов в з у б о т е х н и ч е с к и х л а б о р а т о р и я х

составляют

протезы, треснувшие по средней л и н и и . Большинство п о л о м о к зубных протезов с в я з а н о с травмами, хотя н а с т о я щ у ю п р и ч и н у установить до­

О д н а к о ни о д н и м из этих материалов еще не воз­ м о ж н о з а м е н и т ь о б ы ч н ы е акриловые пластмассы без н а п о л н и т е л е й из-за сложности работы с н и м и . Поэто­ му п р е д п о ч т е н и е

отдается у п р о ч н е н н ы м

каучуком

пластмассам, поскольку их рабочие характеристики

вольно затруднительно. Совсем необязательно, что

похожи на т р а д и ц и о н н ы е П М М А пластмассы. Про­

протез сломается, если его случайно у р о н и л и на п о л ,

д о л ж а ю т с я исследования по разработке эффективно­

но это может способствовать п о я в л е н и ю в материале

го метода у п р о ч н е н и я базисов зубных протезов арми­

протеза т р е щ и н ы , к о т о р а я со в р е м е н е м буте увеличи­

рующими волокнами.

ОСНОВЫ

226

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Клиническое значение

су, у ш л о бы н е с к о л ь к о недель выдержки протеза в во­ де для д о с т и ж е н и я им стабильного веса. Хотя П М М А растворим в большинстве растворите­

Невысокая прочность и жесткость акриловых зубных протезов являются серьезным недостатком этих мате­ риалов, который может привести к разрушению почти 1 0 0 % протезов в течение 3-х лет пользования и м и .

лей ( н а п р и м е р , в хлороформе), поскольку полимерная структура материала имеет л и ш ь малое количество по­ перечных связей, тем не менее, он практически нераст­ ворим в большинстве жидкостей, с которыми он может контактировать в полости рта пациента. Некоторая по­

Ползучесть с т е ч е н и е м в р е м е н и я в л я е т с я пробле­

теря веса все же произойдет из-за вымывания низкомо­

мой а к р и л о в ы х пластмасс (в о с о б е н н о с т и холодного

лекулярных веществ, в особенности мономера, и воз­

о т в е р ж д е н и я ) , так к а к они я в л я ю т с я в я з к о у п р у г и м и

м о ж н о , некоторых пигментов и красителей.

м а т е р и а л а м и . Д о б а в л е н и е с ш и в а ю щ и х агентов для об­ р а з о в а н и я п о п е р е ч н ы х связей в п о л и м е р н о й структу­ ре с н и ж а е т с т е п е н ь ползучести, но п о л н о с т ь ю исклю­ чить это я в л е н и е нельзя.

Выводы П р е и м у щ е с т в а п р и м е н е н и я П М М А заключаются в том,

Физические свойства Теплопроводность Теплопроводность 2

ПММА

примерно

равна

6x10

4

кал/г см . Это д о в о л ь н о н и з к и й п о к а з а т е л ь , что м о ж е т

что этот материал:

•

обладает п р е в о с х о д н о й э с т е т и к о й

•

удобен в работе и недорог

•

имеет н и з к у ю плотность ( м а л ы й удельный вес).

Н е д о с т а т к и материала сводятся к тому, что ПММА:

создавать п р о б л е м ы п р и и з г о т о в л е н и и протеза, пос­ кольку в ы р а б а т ы в а е м о е тепло не высвобождаясь, мо­

•

жет п р и в о д и т ь к перегреву изделия. Д л я п а ц и е н т а , н и з к и й к о э ф ф и ц и е н т теплопровод­ н о с т и базиса протеза будет

имеет недостаточные п р о ч н о с т н ы е характеристи­ ки

•

склонен к деформации

способствовать и з о л я ц и и

•

обладает н и з к о й т е п л о п р о в о д н о с т ь ю

м я г к и х т к а н е й п о л о с т и рта от температурного воздей­

•

не обладает р е н т г е н о к о н т р а с т н о с т ь ю .

ствия. О д н а к о , это м о ж е т п р и в е с т и к н е о с о з н а н н о м у п о т р е б л е н и ю п а ц и е н т о м с л и ш к о м горячей п и щ и и н а п и т к о в и ожогов с л и з и с т о й полости рта и даже пи­ щевода.

Коэффициент

термического

расширения

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПЕРЕБАЗИРОВКИ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

К о э ф ф и ц и е н т т е р м и ч е с к о г о р а с ш и р е н и я относитель­ но в ы с о к и й и находится в пределах 80x10 V C . Одна­ ко это не создает к а к и х - л и б о проблем, за исключени­

П р о к л а д о ч н ы е материалы для зубных протезов под­

ем того, ч т о существует в о з м о ж н о с т ь п о с т е п е н н о г о

разделяются на три группы:

о с л а б л е н и я к р е п л е н и я ф а р ф о р о в ы х зубов в базисе зубного протеза и даже их в ы п а д е н и я , в ы з ы в а е м о г о

•

р а з л и ч и е м р а з м е р н ы х и з м е н е н и й при р а с ш и р е н и и и с ж а т и и , в ы з в а н н ы х и з м е н е н и е м температуры.

п о с т о я н н ы е твердые п р о к л а д о ч н ы е материалы для перебазировки

• •

п о л у п о с т о я н н ы е мягкие прокладочные материалы кондиционеры

для

тканей/временные

мягкие

п р о к л а д о ч н ы е материалы.

Поглощение

воды

и растворимость

П л а с т м а с с а П М М А имеет п о л я р н у ю п р и р о д у и вслед­ ствие этого абсорбирует воду. О б ы ч н о показатель пог­ лощения

воды

составляет

1,0-2,0%

массовых.

На

Твердые прокладочные материалы для перебазировки зубных протезов

п р а к т и к е это способствует к о м п е н с а ц и и незначитель­

Теоретически, с р е д н я я продолжительность времени

ной усадки при и з г о т о в л е н и и протеза. О д н а к о , учиты­

и с п о л ь з о в а н и я протеза составляет о к о л о 4-5 лет. Од­

вая н и з к у ю с к о р о с т ь д и ф ф у з и и воды через пластмас­

н а к о , на п р а к т и к е это зависит от степени резорбции

medwedi.ru

П О Л И М Е Р Н Ы Е М А Т Е Р И А Л Ы Д Л Я БАЗИСОВ СЪЕМНЫХ З У Б Н Ы Х ПРОТЕЗОВ

227

ратуры с т е к л о в а н и я Т , усиливая вероятность потери стабильности р а з м е р о в . О д н и м из самых серьезных недостатков перебази­ р о в к и протеза н е п о с р е д с т в е н н о у кресла пациента яв­ л я е т с я трудность в о п р е д е л е н и и оптимального коли­ чества материала зубного протеза,

которое следует

удалить и т о л щ и н ы в н о в ь н а н о с и м о г о слоя материала для п е р е б а з и р о в к и . К р о м е того, определенной проб­ л е м о й я в л я е т с я и с и л ь н а я э к з о т е р м и ч е с к а я реакция, н е п р и е м л е м ы й вкус и слабая цветоустойчивость мате­ р и а л а для п е р е б а з и р о в к и с т е ч е н и е м времени.

Клиническое значение Перебазировка протезов должна рассматриваться как долгосрочный, но временный метод коррекции, и луч­ ше ее выполнять в лабораторных условиях. альвеолярной

кости.

Для

перебазировки

протеза

с

целью улучшения его п р и л е г а н и я , м о ж е т использо­ ваться твердый материал.

П е р е б а з и р о в к а п о л н о г о съ­

емного зубного протеза м о ж е т быть в ы з в а н а

измене­

нием мягких т к а н е й вследствие р е з о р б ц и и к о с т и . Д л я верхнечелюстных п р о т е з о в о н а не составляет пробле­

Полупостоянные мягкие прокладочные материалы

мы, тогда к а к п е р е б а з и р о в к а п р о т е з о в для н и ж н е й че­ люсти нередко бывает затруднительной.

Случается, что п а ц и е н т жалуется на постоянную боль и д и с к о м ф о р т п р и н о ш е н и и протеза, даже если зубной

П о к а з а н и я м и д л я п е р е б а з и р о в к и протезов явля­ ются следующие к р и т е р и и :

протез удовлетворяет по всем другим параметрам. Та­ к а я проблема ч а щ е всего наблюдается на н и ж н е й че­ л ю с т и , где м е н ь ш е места для распределения нагрузки.

• слабая р е т е н ц и я и стабильность

К р о м е того, у п а ц и е н т а может обнаруживаться истон­

• нарушение в е р т и к а л ь н о й о к к л ю з и и

ч е н н ы й р е з о р б и р о в а н н ы й а л ь в е о л я р н ы й гребень, зат­

• разрушение базиса зубного протеза

р у д н я ю щ и й п о л ь з о в а н и е протезом с твердым базисом.

• недостаточная п р о т я ж е н н о с т ь зубного протеза в

П р и н е в о з м о ж н о с т и о к а з а н и я п о м о щ и пациенту пу­ тем р а в н о м е р н о г о распределения о к к л ю з и о н н о й наг­

области с л и з и с т о - щ е ч н ы х переходов • трудность п р и в ы к а н и я к н о в о м у протезу у

пожи­

рузки на зубной протез, следует использовать мягкий п р о к л а д о ч н ы й материал между базисом протеза и сли­

лых п а ц и е н т о в .

зистой оболочкой. Перебазировку протеза м о ж н о в ы п о л н и т ь с по­ мощью а к р и л о в о й п л а с т м а с с ы холодного отвержде­ ния непосредственно у кресла п а ц и е н т а и л и в зуботехнической

лаборатории

с

помощью

акрилата

горячего отверждения. Акрилаты горячего о т в е р ж д е н и я , п р и м е н я е м ы е в лабораториях, и д е н т и ч н ы материалам, и с п о л ь з у е м ы м для изготовления зубных протезов. Пластмассы холодного о т в е р ж д е н и я выпускаются

И с п о л ь з о в а н и е этого материала

обеспечит п о г л о щ е н и е действующих на протез и че­ люсть нагрузок, в о з н и к а ю щ и х во время жевания. П о л и м е р ы с т е м п е р а т у р о й с т е к л о в а н и я , слегка п р е в ы ш а ю щ е й н о р м а л ь н у ю температуру полости рта, ведут себя к а к р е з и н о п о д о б н ы е или эластомерные ма­ т е р и а л ы , о б л а д а ю щ и е в ы с о к о й эластичностью. Н е к о т о р ы е п о л и м е р ы имеют сами по себе низкую температуру с т е к л о в а н и я

(например,

силиконовые

п о л и м е р ы ) , а для ее п о н и ж е н и я у других (например,

двух видов и содержат к о м п о н е н т ы , п р и в е д е н н ы е в

П М М А ) возможна модифицикация

Таблице 3.2.3. П о я в л е н и е м а т е р и а л о в второго т и п а для

н и я п л а с т и ф и к а т о р о в (Таблица 3.2.4). Пластификато­

перебазировки с в я з а н о с тем, что м е т и л м е т а к р и л а т

р ы действуют к а к с м а з к и для полимерных цепочек,

путем добавле­

(ММА) может о к а з ы в а т ь р а з д р а ж а ю щ е е действие на

облегчая их с к о л ь ж е н и е

мягкие ткани и в ы з ы в а т ь н е п р и я т н ы е о щ у щ е н и я у па­

о б е с п е ч и в а я более легкую д е ф о р м а ц и ю материала и

циентов. П о л и э т и л м е т а к р и л а т ( П Э М А ) и бутилме-

с о о б щ а я ему более н и з к и й модуль эластичности.

друг относительно друга,

такрилат не раздражают с л и з и с т о й о б о л о ч к и , но их

О б ы ч н о м я г к и е прокладки изготавливают из материа­

недостаток в том, что о н и в ы з ы в а ю т с н и ж е н и е темпе­

лов одного из этих двух типов.

ОСНОВЫ

228

Силиконовый

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

эластомер

Таблица 3.2.5 Относительные достоинства эластичных материалов для мягких подкладок

С и л и к о н о в ы й каучук состоит и з п о л и д и м е т и л с и л о к санового п о л и м е р а , к которому добавляется наполни­ тель для п р и д а н и я соответствующей к о н с и с т е н ц и и . Материал отверждается в результате о б р а з о в а н и я по­ п е р е ч н ы х связей, а не

Силиконовый

процесса п о л и м е р и з а ц и и , так

к а к в и с х о д н о м с о с т о я н и и уже я в л я е т с я п о л и м е р о м . О б р а з о в а н и е п о п е р е ч н ы х связей м о ж е т проходить при

эластомер

Акрипат

Высокоэластичный

Менее эластичный

Сохраняет м я г к о с т ь

Становится жестким

н а г р е в а н и и , используя п е р о к с и д б е н з о и л а , л и б о п р и

со в р е м е н е м

к о м н а т н о й температуре, используя т е т р а э т и л с и л и к а т

Требует п р и м е н е н и я

(смотри Главу 2.7).

Адгезивный

адгезивов

С и л и к о н о в ы й каучук не л е г к о с о е д и н я е т с я с акри­ л о в о й пластмассой зубного протеза, поэтому требует­

Допускает рост

Более устойчивый

ся

Candida albicans

к бактериям

Слабое соединение

Стабильное

с базисом

соединение с базисом

Недостаточная прочность

Приемлемая

на разрыв

прочность на разрыв

Нет постоянной

Подвержен ползучести

п р и м е н е н и е адгезива, д л я к о т о р о г о

используют

р а з б а в л е н н ы й в растворителе с и л и к о н о в ы й п о л и м е р или а л к и л с и л а н о в о е с в я з у ю щ е е вещество.

В обоих

случаях с о е д и н е н и е о ч е н ь слабое, к о т о р о е вскоре раз­ рушается. Другим недостатком материала

является

развитие р а з л и ч н ы х стоматитов, в том числе при учас­ тии

Candida albicans.

деформации

Акриловые

мягкие

прокладочные

материалы

Эти п р о к л а д о ч н ы е м а т е р и а л ы обладают тем преиму­

б и н а ц и я этих двух п о л и м е р о в , содержащих неболь­

ществом, что о н и п р е к р а с н о с о е д и н я ю т с я с базисом

шое количество п л а с т и ф и к а т о р а (такой, как дибутил-

зубного протеза из П М М А . Существуют две группы

фталат), в з н а ч и т е л ь н о й мере п о в ы ш а е т эластичность

материалов: с н и з к о м о л е к у л я р н ы м и не с в я з а н н ы м и в

материала. Таким о б р а з о м , п о р о ш о к системы - это

структуре п о л и м е р а и с п о с о б н ы м и в ы щ е л а ч и в а т ь с я

смесь П Э М А и П М М А , а ж и д к о с т ь — М М А , содержа­

пластификаторами и пластификаторами полимеризу-

щ и й 25-50% п л а с т и ф и к а т о р а . К с о ж а л е н и ю , пласти­

ющимися.

фикаторы постепенно выщелачиваются,

прокладка

с т а н о в и т с я ж е с т к о й и теряет с в о ю эластичность. Нас­ к о л ь к о быстро это происходит, зависит в некоторой

Системы выщелачивающихся пластификаторов (применение низкомолекулярных пластификаторов) Температура

стеклования

степени от р е ж и м а ч и с т к и зубного протеза пациен­ том. В целом, следует избегать воздействия высоких температур и и с п о л ь з о в а н и я обесцвечивающих ве­ ществ.

П Э М А составляет л и ш ь

66°С, в то в р е м я к а к у П М М А , о н а равна 100°С. К о м -

Таблица 3.2.4 Температуры стеклования для полиметакриловых эфиров

Системы сополимеризующихся пластификаторов В н а с т о я щ е е время существуют новые пластификато­ р ы , которые полимеризуясь, устойчивы к растворе­ н и ю при с о х р а н е н и и п л а с т и ф и ц и р у ю щ е г о эффекта, смазки.

Тип эфира

Температура ГС)

Метиловый

125

Этиловый

65

Пропиловый

38

Бутиловый

33

стеклования,

Точные ф о р м у л ы этого нового материала неизве­ с т н ы , но н е к о т о р ы е производители используют алкилмалеинат или алкилитаконат. ж и д к и й к о м п о н е н т системы к а к

И з в е с т е н также, смесь тридецилме-

такрилата, 2-диэтилгексилмалеината и этиленгликоль диметакрилата. Ж и д к о с т ь с м е ш и в а е т с я л и б о с ПЭ­ МА, л и б о с с о п о л и м е р а м и л-бутил и этилметакрилата. Материал д о в о л ь н о ж е с т к и й при к о м н а т н о й темпера-

medwedi.ru

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БАЗИСОВ СЪЕМНЫХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

229

туре, что облегчает его к о н е ч н у ю обработку, и размяг­

э ф и р о м , в качестве п л а с т и ф и к а т о р а ( н а п р и м е р , бути-

чается при температуре полости рта.

л ф т а л и л б у т и л г л и к о л я т ) , образует гелеобразное веще­ ство. Его к о н с и с т е н ц и я будет зависеть от начального соотношения порошок-жидкость.

Относительные достоинства материалов для мягких подкладок к базисам съемных протезов

Спирт и пластификатор быстро выщелачиваются, поэтому к о н д и ц и о н е р для т к а н е й н е о б х о д и м о обнов­ л я т ь через каждые несколько дней, что ускорить зажив­

Относительные д о с т о и н с т в а с и л и к о н о в ы х и акрило­

л е н и е с л и з и с т о й . У н е к о т о р ы х п а ц и е н т о в кондицио­

вых эластичных м а т е р и а л о в для

нер

мягких подкладок

тканей

может

сохраняться

до

2

недель.

представлены в Таблице 3.2.5. Хотя и с п о л ь з о в а н и е

Следовательно, наиболее п о д х о д я щ и м н а з в а н и е м для

мягких

этой группы материалов будет т е р м и н — « в р е м е н н ы й

прокладочных

материалов

воспринимается

как долгосрочное р е ш е н и е п р о б л е м ы р а с п р е д е л е н и я нагрузки,

п р о д о л ж и т е л ь н о с т ь их и с п о л ь з о в а н и я

в

м я г к и й п р о к л а д о ч н ы й материал». Д л я п р о д л е н и я срока службы к о н д и ц и о н е р а для

клинике в целом не п р е в ы ш а е т 6 м е с я ц е в из-за приве­

тканей высказывалось предложение

денных в ы ш е проблем. П о э т о м у о н и о т н о с я т с я к кате­

т о н к и м слоем частично п о л и м е р и з о в а н н о й пластмас­

гории п о л у п о с т о я н н ы х мягких п р о к л а д о ч н ы х матери­

сы на основе М М А для с н и ж е н и я степени выщелачи­

алов.

вания растворителя и пластификатора.

Клиническое значение

п о к р ы в а т ь его

Клиническое значение

Мягкие прокладочные материалы п р о т и в о п о к а з а н ы па­ циентам с п о н и ж е н н о й секрецией слюны, поскольку

Пациентам, которые пользуются кондиционерами тка­

трение между слизистой о б о л о ч к о й и м я г к о й проклад­

ней / в р е м е н н ы м и м я г к и м и подкладками, следует реко­

кой может приводить к т р а в м а т и ч е с к и м п о р а ж е н и я м

мендовать следить за их состоянием во время пользо­

тканей полости рта.

вания.

Кондиционеры тканей/временные мягкие прокладочные материалы

К о н д и ц и о н е р ы т к а н е й в о с п р и и м ч и в ы к образова­ н и ю к о л о н и й б а к т е р и й . До тех пора, пока кондицио­ нер не будет обновляться на регулярной основе, он бу­ дет я в л я т ь с я резервуаром для м и к р о о р г а н и з м о в . Это может вызвать серьезные о с л о ж н е н и я , такие как рес­

В некоторых случаях, з у б н о й п р о т е з м о ж е т провоци­

п и р а т о р н а я и н ф е к ц и я , о с о б е н н о у пожилых пациен­

ровать в о с п а л е н и е и л и п о я в л е н и е я з в е н н ы х пораже­

тов. Д л я подавления м и к р о о р г а н и з м о в следует регу­

ний в участках, на к о т о р ы е падает б о л ь ш а я нагрузка.

л я р н о проводить механическую и химическую чистку

Простейшее р е ш е н и е п р о б л е м ы для п а ц и е н т а — это

протеза. О д н а к о делать это надо с осторожностью, не

немедленно п р е к р а т и т ь п о л ь з о в а т ь с я з у б н ы м проте­

повредив к о н д и ц и о н е р . П р и м е н е н и е а н т и м и к р о б н ы х

зом до и с ч е з н о в е н и я в о з н и к ш е г о п о р а ж е н и я . Одна­

веществ, таких как цеолитовое серебро или итракона-

ко для б о л ь ш и н с т в а п а ц и е н т о в это н е п р и е м л е м о , и

зол, о к а з а л о с ь весьма э ф ф е к т и в н ы м для обработки

для преодоления д а н н о й п р о б л е м ы существует воз­

протезов.

можность и с п о л ь з о в а н и я

чувствительны и в о с п р и и м ч и в ы к ч и с т я щ и м вещест­

кондиционера

мягких

И все же к о н д и ц и о н е р ы т к а н е й весьма

вам для зубных протезов, и поэтому лучше всего их

тканей. Кондиционер т к а н е й — это м я г к и й материал, ко­

следует о ч и щ а т ь м ы л о м с водой.

торый наносится в р е м е н н о на п р и л е г а ю щ у ю к сли­ зистой поверхность зубного протеза с целью более равномерного

распределения

нагрузки.

Материал

позволяет ткани с л и з и с т о й вернуться к н о р м а л ь н о м у состоянию и купировать в о с п а л е н и е т к а н е й под про­

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

тезом. После п о л н о г о з а ж и в л е н и я с л и з и с т о й м о ж н о приступить к и з г о т о в л е н и ю нового протеза. исключительно

Abou-Tabl Z M , Tidy D C , Combe E C , Grant AA (1983)

мягкими, но не н а с т о л ь к о , чтобы не выдавливаться

Такие материалы д о л ж н ы

T h e development of modified denture base materials. J

из-под зубного

протеза.

Они

быть

состоят из п о р о ш к а

Biomed Mater Res 17:885

ПЭМА, который п р и з а м е ш и в а н и и с т а к и м раствори­

Braden M, Wright PS, Parker S (1995) Soft lining materi­

телем, как этиловый с п и р т и а р о м а т и ч е с к и м с л о ж н ы м

als — a review. Eur J Prosthodont Restor Dent 3:163

230

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Chow С К , Matear DW, Lawrence HP (1999) Efficacy of

M c C a b e JF, Basker RM (1976) Tissue sensitivity to acrylic

antifungal agents in tissue conditioners in treating can­ didiasis. Gerodontology 16:110

resin. Br D e n t J 140:347 Shim J S , Watts DC (2000) An examination of the stress

G r o n e t P M , Driscoll CF, h o n d r u m SO (1997) resilience of

distribution in a soft-lined acrylic resin mandibular

surface-scaled temporary soft denture liners. J Prosthet

complete denture by finite element analysis. Int J

Dent 77:370

Prosthodont 13:19

Huggett R, J o h n G, Jagger R G , Bates JF (1982) Strength

Stafford G D , Huggett R, M a c G r e g o r AR, G r a h a m J

of the acrylic denture base t o o t h bond. Br D e n t J

(1986) T h e use of nylon as a denture-base material. J

153:187

Dent 14:18

Jagger D C , Harrison A, Jandt KD (1999) Review: T h e

Turrell AJW (1996) Allergy to denture base material — fal­

reinforcement of dentures. J Oral Rehabil 26:185

lacy or reality? Br D e n t J 120:415

Lamb D J , Ellis B, Priestley D (1983) T h e effects of pro­

Ueshige M et al. (1999) D y n a m i c viscoelastic properties of

cessing variables on levels of residual m o n o m e r in

antimicrobial tissue conditioners containing silver-zeo­

autopolymerizing dental acrylic resin. J Dent 11:1 M c C a b e JF (1998) A polyvinylsiloxane denture soft lining

lite. J D e n t 27:517 Wright PS (1976) Soft lining materials: their status and

material. J D e n t 26:521

prospects/ J dent 4:247

medwedi.ru

Глава 3.3

ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

ВВЕДЕНИЕ

•

заливка в о с к о в о й модели огнеупорным формовоч­ н ы м материалом

•

в ы ж и г а н и е воска и нагревание ф о р м ы

•

р а с п л а в л е н и е и литье сплава

Изготовление зубных протезов из металлических спла­

•

шлифование и полирование

вов, таких как к о р о н к и , мосты, вкладки, культевые

•

термообработка.

вкладки и частичные протезы, производится в зуботехнических лабораториях с п о м о щ ь ю технологии литья

Таким о б р а з о м , м о ж н о видеть, что в процесс изго­

по выплавляемым моделям. Этот метод литья применяет­

т о в л е н и я металлических л и т ы х протезов вовлекается

ся в практике в течение долгого времени, и им часто

м н о ж е с т в о р а з л и ч н ы х вспомогательных материалов.

пользуются ювелиры для изготовления драгоценных

Сюда входят о т т и с к н ы е материалы, воски, формовоч­

украшений и орнаментов. И с т о р и я этого метода уходит

н ы е материалы и л и т е й н ы е с п л а в ы .

в глубокую древность, существует м н е н и е , что им поль­

этих материалов уже были представлены в предыду­

зовались за 3000 лет до н а ш е й э р ы , но в стоматологии

щих главах.

его не применяли до 1890 года.

Подробное

Основные п р и н ц и п ы технологии литья по выплавмемым моделям д о с т а т о ч н о п р о с т ы .

описание

различных

Некоторые из

практических

этапов изготовления о т л и в о к из металла здесь не бу­

Изготавливается

дут рассматриваться, поскольку этот процесс является

восковая модель н у ж н о й ф о р м ы , эта модель заливает­

прерогативой зубных т е х н и к о в . О с н о в н о е в н и м а н и е

ся огнеупорным ф о р м о в о ч н ы м м а т е р и а л о м . Затем

будет сосредоточено на п р и м е н я е м ы х сплавах и тре­

воск удаляется путем его в ы п л а в л е н и я или выжига­

бованиях, предъявляемых к ним в восстановительной

ния, после чего в ф о р м е остается полость, соответ­

стоматологии.

ствующая размерам и к о н ф и г у р а ц и и восковой моде­ ли. Ее можно з а п о л н и т ь р а с п л а в л е н н ы м металлом, таким образом,

металл п р и н и м а е т форму, оставлен­

ную после в ы ж и г а н и я исходной в о с к о в о й модели. Поэтому изготовление литых протезов включает сле­ дующие этапы:

Когда в начале XX века Taggart был впервые раз­ работан с п о с о б и з г о т о в л е н и я в о с к о в ы х зуботехнических м о д е л е й , в о с н о в н о м п р и м е н я л и сплавы на о с н о в е золота. В 50-х годах п р и и з г о т о в л е н и и съем­ ных ч а с т и ч н ы х зубных протезов золотые сплавы пос­ т е п е н н о в ы т е с н и л и с п л а в ы С о - С г и менее популяр­ ные

Co-Cr-Ni.

В

конце

20-го века в качестве

• препарирование зубного ряда

м а т е р и а л а д л я и з г о т о в л е н и я н е с ъ е м н ы х и съемных

• снятие оттиска

ч а с т и ч н ы х зубных п р о т е з о в стал п р и м е н я т ь с я тита­

• отливка гипсовой модели по оттиску • изготовление восковых мой формы

моделей протезов желае­

новый сплав. П р о ф е с с и о н а л ь н о й о б я з а н н о с т ь ю врача-стомато­ лога

следует

считать

выбор

наиболее

подходящего

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

232

сплава для и з г о т о в л е н и я зубного протеза конкретно­

даже б о л ь ш е е з н а ч е н и е . С п л а в ы для таких микроп­

му пациенту. И этот выбор не д о л ж е н б ы т ь предостав­

р о т е з о в д о л ж н ы б ы т ь весьма п л а с т и ч н ы м и и мягки­ м и , ч т о б ы о н и не л о м а л и с ь по т о н к о м у краю под

лен зубному технику.

действием жевательной нагрузки. Легкость литья сплава — в а ж н ы й ф а к т о р для зуб­

Клиническое значение

ного техника,

к о т о р о м у н е о б х о д и м о знать, какова

температура п л а в л е н и я и л и т ь я сплава, поскольку, в Врач-стоматолог обязан знать, какие металлы м о ж н о

целом, чем в ы ш е эти показатели, тем больше проблем

рекомендовать его пациентам, следовательно он дол­

при работе со с п л а в о м . Еще одна важная проблема в

ж е н быть и н ф о р м и р о в а н о типах выпускаемых спла­

этом о т н о ш е н и и — качество п р и л е г а н и я протеза, что п р я м о зависит от усадки при литье и условий охлаж­

вов, их составе и свойствах.

д е н и я сплава. Эти х а р а к т е р и с т и к и следует учитывать, чтобы отливка не оказалась м е н ь ш е г о размера. Из п р а к т и к и х о р о ш о известно, чем в ы ш е усадка, тем больше в о з н и к а е т п р о б л е м с изготовлением той или

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СПЛАВАМ

и н о й к о н с т р у к ц и и протеза. Плотность сплава также является важным показа­ телем. Б о л ь ш и н с т в о о т л и в о к в ы п о л н я е т с я в центро­ бежной литьевой машине,

и чем в ы ш е плотность

сплава, тем легче выдавливается воздух из формы, и Выбор сплава зависит от множества ф а к т о р о в . Серь­

о н а п о л н о с т ь ю з а п о л н я е т с я сплавом.

е з н ы м в о п р о с о м в н а с т о я щ е е время является стои­ мость протеза важная

из-за в ы с о к о й ц е н ы на золото. Другая

характеристика

—

это

Таким о б р а з о м , р а з л и ч н ы е свойства сплавов долж­ ны

у д о в л е т в о р я т ь м н о г о ч и с л е н н ы м требованиям,

биосовместимость

с в я з а н н ы м с их н а з н а ч е н и е м и технологией перера­

сплава и его устойчивость к к о р р о з и и и п о т у с к н е н и ю .

ботки. О с н о в н ы м и с п л а в а м и , используемыми в сто­

Э т о те ф а к т о р ы , к о т о р ы е о с о б е н н о о г р а н и ч и в а ю т ас­

матологии, являются с п л а в ы благородных и драгоцен­

с о р т и м е н т сплавов, выпускаемых для стоматологичес­

ных металлов и р а з н о о б р а з н ы е сплавы неблагородных

кого применения.

металлов, таких к а к кобальт-хромовые и титановые

П р и г о д н о с т ь с п л а в а для и з г о т о в л е н и я конкрет­

сплавы.

н о г о з у б н о г о п р о т е з а , будь то вкладка, и с п ы т ы в а ю ­ щая

незначительную

нагрузку,

или

мостовидный

п р о т е з для ж е в а т е л ь н ы х зубов, п р е ж д е всего опреде­ л я е т с я механическими свойствами сплава, его ж е с т к о с т ь , ность

и

прочность,

твердость.

конструкции

протеза,

такими

к о в к о с т ь и л и пластич­

Жесткость

зависит

т а к и от модуля

как

Клиническое значение

1

как от

упругости

Для стоматолога важно иметь тесные рабочие отноше­ ния с зуботехнической лабораторией и принимать во внимание их м н е н и е при выборе сплавов.

с п л а в а . Ч е м в ы ш е модуль у п р у г о с т и , тем жестче бу­ дет структура

и з д е л и я той ж е ф о р м ы . Э т о в а ж н ы й

м о м е н т , о с о б е н н о для м о с т о в и д н ы х п р о т е з о в боль­ шой

протяженности,

протезов

и

литых

кламмеров.

конструкции

вероятнее

штифтов,

Такие всего

частичных

восстановительные будут

испытывать

б о л ь ш и е н а г р у з к и , и п о э т о м у не д о л ж н ы давать пос­ т о я н н о й д е ф о р м а ц и и . Э т о означает, что с п л а в дол­

СПЛАВЫ ИЗ БЛАГОРОДНЫХ И ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ

ж е н обладать в ы с о к и м п о к а з а т е л е м п р о ч н о с т и п р и растяжении

или

выдерживать

удельные

нагрузки

(сила на е д и н и ц у п л о щ а д и ) без с у щ е с т в е н н о г о де­ ф о р м и р о в а н и я . Тем н е м е н е е , для т а к и х и з д е л и й , к а к к л а м м е р ы , в ы с о к у ю п р о ч н о с т ь н е о б х о д и м о сочетать с о п р е д е л е н н о й п л а с т и ч н о с т ь ю , п о с к о л ь к у с п л а в не должен быть настолько жестким,

ч т о б ы его б ы л о

трудно и з г и б а т ь п о д н у ж н ы м углом и п р и этом не бо­ яться р а з л о м а т ь и з - з а и з л и ш н е й х р у п к о с т и . В случае с в к л а д к а м и , где к р а е в о е п р и л е г а н и е о б ы ч н о улучша­ ется с п о м о щ ь ю п о л и р о в а н и я , п л а с т и ч н о с т ь имеет

Б л а г о р о д н ы е и д р а г о ц е н н ы е м е т а л л ы состоят из восьми элементов, которые в сочетании

дают ши­

р о к и й д и а п а з о н .свойств. О н и о б л а д а ю т высокой ус­ т о й ч и в о с т ь ю к к о р р о з и и ( б л а г о р о д н ы е ) и являются д о р о г о с т о я щ и м и ( д р а г о ц е н н ы е ) . Благородными ме­ т а л л а м и с ч и т а ю т с я з о л о т о , п л а т и н а , р о д и й , руте­ н и й , и р и д и й и о с м и й , в то в р е м я как серебро и пал­ ладий

в

металлам.

medwedi.ru

основном

относятся

к

драгоценным

ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

Сплавы с высоким содержанием золота Это группа с п л а в о в п р и м е н я л а с ь

в течение долгого

времени, от других сплавов, п р и м е н я е м ы х в стомато­ логии, их отличает в ы с о к о е с о д е р ж а н и е д р а г о ц е н н ы х

233

ратуру п л а в л е н и я . Предельное количество добавляе­ м о й м е д и 16%, п р е в ы ш е н и е этого количества ведет к п о т у с к н е н и ю поверхности сплава. П л а т и н а и п а л л а д и й п о в ы ш а ю т как прочность сплава, так и температуру его плавления. Во в р е м я п р о ц е с с а литья ц и н к действует как рас-

металлов, к о т о р ы х д о л ж н о б ы т ь не м е н е е 75%, в т о м

шслитель,

числе золота более 60%. В состав д р а г о ц е н н ы х метал­

котекучесть сплава.

предотвращая о к и с л е н и е и улучшая жид-

лов о б ы ч н о входит золото, серебро, п л а т и н а и палла­

В сплаве также могут присутствовать другие эле­

дий. Э т и с п л а в ы м о ж н о разделить на четыре т и п а

м е н т ы , т а к и е к а к и р и д и й , рутений и р е н и й ( 5 % ) . Эти

(Таблица

э л е м е н т ы и м е ю т о ч е н ь высокую температуру плавле­

3.3.1).

К о л и ч е с т в о золота в сплаве определяется о д н и м из

н и я и действуют к а к кристаллообразующие вещества во время затвердевания, способствуя тем самым фор­

двух с п о с о б о в :

м и р о в а н и ю т о н к о з е р н и с т о й структуры сплава. 1.

Число карат. Ч и с т о е золото о ц е н и в а е т с я в 24 кара­ та, а в сплаве ч и с л о карат выражается количеством чистого 24-х к а р а т н о г о золота.

Таким о б р а з о м ,

Механизм

упрочнения

сплавов

сплав с 50% с о д е р ж а н и е м золота будет обозначать­ ся к а к з о л о т о й с п л а в в 12 карат. Б о л ь ш и н с т в о юве­

Хотя все л е г и р у ю щ и е э л е м е н т ы тем или и н ы м обра­

л и р н ы х и з д е л и й изготовлено из золота в 9 карат

зом способствуют у в е л и ч е н и ю предела текучести зо­

(37,5%) и л и 18 карат (75%).

лотого сплава, н а и б о л е е э ф ф е к т и в н ы м механизмом

2. Проба. Ч и с т о е золото имеет пробу 1000, поэтому проба золота в 18 карат равна 750, а в 9 карат — это 375.

у п р о ч н е н и я сплава является д о б а в л е н и е меди, извест­ н о е под н а з в а н и е м упорядоченное упрочнение. Термообработка

в ы п о л н я е т с я п о с л е гомогенизи­

р у ю щ е г о о т ж и г а п р и т е м п е р а т у р е о к о л о 700°С, что Таким о б р а з о м , с т о м а т о л о г и ч е с к и е золотые спла­

гарантирует р а в н о м е р н о с т ь состава во всем объеме

вы, п р е д с т а в л е н н ы е в Таблице 3.3.1, по с о д е р ж а н и ю

отливки.

золота и з м е н я ю т с я в пределах 21,6 — 14,4 карат и л и

с п л а в а до 400°С и его в ы д е р ж к у при этой температу­

Она включает также

повторный

900-600 п р о б ы .

ре п р и м е р н о в т е ч е н и е 30 минут. А т о м ы меди не распределяются случайно, а располагаются упорядоченным

Легирующие элементы в стоматологических сплавах золота

образом

и

образуют

нагрев

более

небольшие

кластеры. Эта

упорядоченная

структура

предотвращает

с к о л ь ж е н и е слоев к р и с т а л л и ч е с к о й решетки относи­ Самая б о л ь ш а я ф р а к ц и я в таких сплавах — золото с

тельно друг друга, что дает п о в ы ш е н и е предела теку­

небольшим к о л и ч е с т в о м серебра и меди. Н е к о т о р ы е

чести и твердости сплава. В сплаве д о л ж н о содержать­

составы содержат также о ч е н ь н е б о л ь ш о е количество

ся, п о к р а й н е й мере, 1 1 % меди, чтобы произошло

платины, палладия и ц и н к а .

у п р о ч н е н и е , поэтому его н е в о з м о ж н о получить в зо­

Серебро обладает н е б о л ь ш и м у п р о ч н я ю щ и м эф­ фектом и устраняет к р а с н о в а т ы й о т т е н о к меди. Медь является очень з н а ч и м ы м компонентом,

л о т о с о д е р ж а щ и х сплавах I и II т и п о в . Золотой сплав III т и п а имеет к а к раз достаточное количество меди, поэтому наблюдается

незначительное

повышение

поскольку о н а увеличивает п р о ч н о с т ь , о с о б е н н о в зо­

п р о ч н о с т и сплава. П р о ч н о с т ь золотых сплавов IV ти­

лотых сплавах III и IV т и п о в , а также с н и ж а е т темпе­

па значительно выше.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

234

Другие

свойства

Поскольку легирующие

э л е м е н т ы л е г к о образуют

твердые р а с т в о р ы с золотом, различие в таких сплавах между п о к а з а т е л я м и ликвидуса и солидуса незначи­ тельное. Э т о мую

облегчает л и т ь е и обеспечивает требуе­

г о м о г е н н о с т ь сплавов. Д о б а в л е н и е платины и

палладия п р и в о д и т к б о л ь ш о й р а з н и ц е между ликви­ дусом и солидусом. Ч е м б о л ь ш е эта разница, тем выше неоднородность

п р и отвердевании сплава, поэтому

г о м о г е н и з и р у ю щ и й отжиг более подходит

для золо­

тых с п л а в о в III и IV т и п о в . Благодаря н и з к о й температуре литья усадка при отливке (-1,4%) л е г к о к о м п е н с и р у е т с я применением ф о р м о в о ч н о г о материала н а г и п с о в о й связке. Н и з к и е п о к а з а т е л и твердости по Виккерсу (VHNЧТВ) облегчают п о л и р о в а н и е этих сплавов до получе­ н и я гладкой п о в е р х н о с т и , хотя в случае термообрабат ы в а е м ы х с п л а в о в п о л и р о в а н и е лучше выполнять не­ п о с р е д с т в е н н о после о т л и в к и . В ц е л о м , м о ж н о заключить, что применение этих с п л а в о в не представляет б о л ь ш о й п р о б л е м ы для зуб­ н о г о техника, и у него и м е ю т с я все возможности для и з г о т о в л е н и я л и т ы х зубных протезов высокого каче­ ства. О н и обладают в ы с о к о й биосовместимостью, ус­ тойчивостью к коррозии и потускнению.

В л и я н и е такого п р о ц е с с а у п р о ч н е н и я н а свойства

Применение

сплавов о т р а ж е н о в Таблице 3.3.2. Д о б а в л е н и е меди в к о м б и н а ц и и с т е р м о о б р а б о т к о й может дать десятик­

П о к а з а н и я к п р и м е н е н и ю сплавов определяются их

р а т н о е у в е л и ч е н и е предела текучести. Д л я с п л а в о в III

м е х а н и ч е с к и м и свойствами:

и IV т и п а у п р о ч н я ю щ а я т е р м о о б р а б о т к а шое

имеет боль­

з н а ч е н и е . О д н а к о , ц е н а такому у п р о ч н е н и ю —

Сплавы I типа

с н и ж е н и е к о в к о с т и сплава, что выражается более низ­ к и м п р о ц е н т о м у д л и н е н и я п р и разрыве. Таким обра­

Р е к о м е н д у ю т с я для изготовления одноповерхностных

зом, ч р е з м е р н ы й изгиб сплава может п р и в е с т и к тому,

вкладок. П о с к о л ь к у о н и о т н о с и т е л ь н о мягкие и легко

что он сломается, это м о ж е т случиться при изготовле­

д е ф о р м и р у ю т с я , н е о б х о д и м о обеспечить им соответ­

н и и плеча к л а м м е р а ч а с т и ч н о г о зубного протеза из зо­

ствующую опору-поддержку для предотвращения де­

л о т о с о д е р ж а щ е г о сплава IV типа.

ф о р м и р о в а н и я под воздействием жевательной нагруз­

Д л я н е к о т о р ы х с п л а в о в п р о ц е с с у п р о ч н е н и я зак­

ки.

Низкий

предел

текучести

этих

сплавов

л ю ч а е т с я в м е д л е н н о м , а не р е з к о м охлаждении спла­

обеспечивает легкую

п о л и р о в к у краев вкладки. Бла­

ва сразу после о т л и в к и . Этот т е х н о л о г и ч е с к и й п р и е м

годаря в ы с о к о й п л а с т и ч н о с т и о н и менее подвержены

ш и р о к о и з в е с т е н под н а з в а н и е м самоупрочнения. Не­

отколам.

д о с т а т о к д а н н о г о с п о с о б а у п р о ч н е н и я в т о м , что его труднее к о н т р о л и р о в а т ь , ч е м метод, з а к л ю ч а ю щ и й с я

Сплавы II т и п а

в п р е д в а р и т е л ь н о м г о м о г е н и з и р у ю щ е м отжиге с пос­ ледующей

Важно,

Из сплавов этого т и п а м о ж н о изготавливать большин­

чтобы в р а ч - с т о м а т о л о г о г о в а р и в а л с з у б н ы м техни­

ство видов вкладок. В тоже время, и с т о н ч е н н ы е участ­

к о м с п о с о б т е р м о о б р а б о т к и для у п р о ч н е н и я сплава,

ки вкладок могут д е ф о р м и р о в а т ь с я .

если

упрочняющей

термообработкой.

д л я и з г о т о в л е н и я протеза в ы б р а н ы

золотые

сплавы III и IV т и п о в . Если в работе и с п о л ь з о в а н са­ моупрочняющийся сплав,

С п л а в ы III т и п а

необходимо проследить,

чтобы он м е д л е н н о остывал, а не подвергался резко­

С п л а в ы этой группы используются для изготовления

му охлаждению.

всех видов вкладок, накладок, искусственных коро-

medwedi.ru

ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ Д Л Я МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

235

нок, небольших по п р о т я ж е н н о с т и м о с т о в и д н ы х про­

вать к а к сплавы со средним содержанием золота (от 4 0 %

тезов и литых ш т и ф т о в , благодаря их б о л ь ш е й проч­

до 60%). Эти сплавы б ы л и п р е д с т а в л е н ы в начале 70-х

ности по с р а в н е н и ю со с п л а в а м и I и II т и п о в . О д н а к о

и п р и о б р е л и большую п о п у л я р н о с т ь . С о д е р ж а н и е в

они труднее поддаются п о л и р о в а н и ю и могут ломать­

них палладия и серебра увеличено д л я к о м п е н с а ц и и

ся при больших усилиях в п р о ц е с с е этой обработки.

п о н и ж е н н о г о с о д е р ж а н и я золота, а с о д е р ж а н и е меди находилось в д и а п а з о н е 10-15%. П а л л а д и й добавляет­ ся для противодействия с к л о н н о с т и серебра к потуск­

Сплавы I V т и п а

нению. Эти сплавы и с п о л ь з у ю т с я д л я л и т ы х ш т и ф т о в и соз­

П а л л а д и й , с е р е б р о и медь л е г к о о б р а з у ю т твер­

дания и с к у с с т в е н н о й л и т о й культи п о д коронку, д л я

дые р а с т в о р ы з а м е щ е н и я с з о л о т о м , д а в а я о д н о ф а з ­

всех видов м о с т о в и д н ы х и ч а с т и ч н ы х зубных проте­

ную

зов, о с о б е н н о для и з г о т о в л е н и я п л е ч к л а м м е р о в . Из­

П р и с у т с т в и е м е д и п о з в о л я е т о с у щ е с т в и т ь упорядо­

гиб плечей к л а м м е р о в м о ж н о р е г у л и р о в а т ь непосре­

ч е н н о е у п р о ч н е н и е , п о д о б н о з о л о т ы м с п л а в а м III и

дственно п о с л е

IV т и п о в .

отливки,

а затем

п о д в е р г н у т ь их

термообработке. Н и з к и й модуль упругости и высо­

структуру

во

всем д и а п а з о н е

соотношений.

Существует также некоторое количество сплавов с

кий предел текучести з о л о т о г о с п л а в а о б е с п е ч и в а ю т

низким содержанием золота

высокую с т е п е н ь г и б к о с т и п л е ч а к л а м м е р а , ч т о поз­

э л е м е н т ы сплава — это серебро (40 — 60%) и палладий

(от

10 до 20%). Другие

воляет и с п о л ь з о в а т ь их во в с е в о з м о ж н ы х конфигура­

(до 40%), и потому их м о ж н о назвать серебряно-пал-

циях без р и с к а в ы з в а т ь п о с т о я н н у ю д е ф о р м а ц и ю .

л а д и е в ы м и (Ag-Pd) с п л а в а м и , но мы оставим этот тер­

Эти сплавы н е л ь з я п о л и р о в а т ь в п о л н о с т ь ю охлаж­

м и н для о б о з н а ч е н и я сплавов с незначительным со­

денном с о с т о я н и и , п о э т о м у о н и не годятся для изго­

д е р ж а н и е м золота ( 2%) и л и совсем не содержащих

товления в к л а д о к .

золота. И з - з а н и з к о г о с о д е р ж а н и я золота э т и с п л а в ы п о

Сплавы со средним и низким содержанием золота

цвету н а п о м и н а ю т сталь. О н и м е н е е привлекатель­ н ы д л я п а ц и е н т о в , п р е д п о ч и т а ю щ и х я р к и й цвет зо­ лотых сплавов. Чтобы преодолеть такой сплавов

с

низким

содержанием

недостаток

золота,

созданы

Стремительный рост цен на б л а г о р о д н ы е металлы в

с п л а в ы с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м и н д и я , при э т о м

70-х годах XX века п р и в е л к р а з р а б о т к е и производ­

м е д ь в н и х отсутствует. Э т и с п л а в ы и м е ю т двухфаз­

ству множества н о в ы х с п л а в о в с у м е н ь ш е н н ы м содер­

н у ю структуру, с о с т о я щ у ю и з г р а н е ц е н т р и р о в а н н о й

жанием золота. С о с т а в ы н е к о т о р ы х из к о м м е р ч е с к и х

кубической (ГЦК) матрицы с островками объемно-

образцов п р и в е д е н ы в Таблице 3.3.3. Некоторые и з этих с п л а в о в м о ж н о к л а с с и ф и ц и р о ­

ц е н т р и р о в а н н о й к у б и ч е с к о й ( О Ц К ) ф а з ы благодаря в ы с о к о м у с о д е р ж а н и ю и н д и я . М а т р и ч н а я ф а з а — это

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

236

Г

Д а н н ы е таблицы взяты из с п е ц и ф и к а ц и й п р о и з в о д и т е л е й

по с у щ е с т в у т в е р д ы й р а с т в о р с е р е б р а - з о л о т а (Ag —

более с л а б ы м и м е х а н и ч е с к и м и свойствами, чем спла­

Au) с н е з н а ч и т е л ь н ы м и д о б а в к а м и п а л л а д и я , и н д и я

вы со с р е д н и м с о д е р ж а н и е м , и рекомендуются в каче­

и ц и н к а . Фаза О Ц К состоит из палладия — индия (Pd

стве альтернативы сплавам золота III и IV типов. Од­

— I n ) с с у щ е с т в е н н ы м к о л и ч е с т в о м золота, с е р е б р а и

н а к о стальной цвет с п л а в о в с н и ж а е т на них спрос

ц и н к а , п р и д а ю щ и м с п л а в у ж е л т ы й цвет. Т а к и м обра­

п а ц и е н т о в . Эти с п л а в ы часто п р и м е н я ю т с я для изго­

з о м , цвет, к а к о к а з ы в а е т с я ,

т о в л е н и я л и т ы х ш т и ф т о в и о с н о в , где стальной цвет

и м е е т б о л ь ш е е отноше­

н и е к содержанию и н д и я в сплаве, чем к отсутствию

сплава не мешает, п о с к о л ь к у отливка покрывается

в нем меди.

другим м а т е р и а л о м . И с к л ю ч е н и е из состава меди и добавление индия п о з в о л я е т создать с п л а в ы со с в о й с т в а м и , аналогич­

Свойства и применение

н ы м и з о л о т о с о д е р ж а щ и м с п л а в а м IV типа желтого

Некоторые свойства этих сплавов сравниваются в

р ы в между з н а ч е н и я м и солидуса и ликвидуса у них

цвета, что я в л я е т с я их п р е и м у щ е с т в о м . Однако, раз­ Таблице 3.3.4. С п л а в ы со с р е д н и м с о д е р ж а н и е м золо­

б о л ь ш е , что п р и в о д и т к п о л у ч е н и ю менее однород­

та р е к о м е н д у ю т с я д л я того же п р и м е н е н и я , что и зо­

н о й структуры, а температура п л а в л е н и я при этом

л о т о с о д е р ж а щ и е с п л а в ы I I I и IV т и п о в . Их показа­

з н а ч и т е л ь н о в ы ш е , что в з н а ч и т е л ь н о й мере затруд­

тель

няет процесс литья.

ковкости

ниже,

чем

у сплавов

IV т и п а ,

а

в ы с о к и й предел текучести затрудняет их полирова­

Хотя, в ц е л о м , с п л а в ы со с р е д н и м содержанием

н и е . Существует даже о п а с н о с т ь их р а з л о м а п р и по­

золота я в л я ю т с я подходящей альтернативой золотосо­

лировании

сплава

д е р ж а щ и м сплавам IV типа, но их свойства нестабиль­

у ч а с т к о в , где с т е п е н ь у п р о ч н е н и я о к а з а л а с ь ограни­

из-за

включения

в

структуру

ны и и з м е н я ю т с я от сплава к сплаву, что отличает их

ченной, а ковкость пониженной. Однако эти сплавы

от всех четырех т и п о в сплавов с в ы с о к и м содержани­

о ч е н ь х о р о ш о п о д х о д я т д л я и з г о т о в л е н и я протяжен­

ем золота (Таблица 3.3.4).

н ы х п р о т е з о в и могут и с п о л ь з о в а т ь с я д л я

протезов с

Б и о с о в м е с т и м о с т ь этих сплавов высокая, корро­

о п о р о й н а и м п л а н т а т ы , л и т ы х ш т и ф т о в и о с н о в под

зия не представляет п р о б л е м ы даже для двухфазных,

коронку.

не с о д е р ж а щ и х меди, сплавов с н и з к и м содержанием

Сплавы с н и з к и м с о д е р ж а н и е м золота обладают

золота.

medwedi.ru

ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

Клиническое значение

пластичность одного из представленных сплавов (Palliag W) п о з в о л я ю т р е к о м е н д о в а т ь этот сплав т о л ь к о

Врач-стоматолог д о л ж е н тщательно изучить свойства каждого сплава и, если это необходимо, обратиться за советом к производителю или в зуботехническую лабо­ раторию, чтобы установить п р и г о д н о с т и сплава для конкретного к л и н и ч е с к о г о п р и м е н е н и я .

Как указывает их н а з в а н и е , Ag — Pd с п л а в ы содержат преобладающее к о л и ч е с т в о серебра и палладия. Пал­ ладий улучшает с т о й к о с т ь сплава к к о р р о з и и и спосо­ потускнения,

что о б ы ч н о

связано с н а л и ч и е м серебра. Эти с п л а в ы б ы л и предс­ тавлены в 60-х годах в качестве альтернативы сплавам с высоким с о д е р ж а н и е м золота, и их о б ы ч н о называ­ ют «белым золотом». Состав и свойства н е к о т о р ы х с п л а в о в после про­ цесса у п р о ч н я ю щ е й т е р м о о б р а б о т к и

представлены в

Таблице 3.3.5. Хотя у этих с п л а в о в присутствует неко­ торый э л е м е н т с а м о у п р о ч н е н и я п р и

м е д л е н н о м ох­

лаждении, их свойства н и ж е по с р а в н е н и ю со сплава­ ми,

процесс

для изготовления вкладок, подверженных малым наг­ рузкам. Другой с п л а в с п о х о ж и м составом (Maticco 25) обладает в ы с о ч а й ш и м и м е х а н и ч е с к и м и с в о й с т в а м и , и, будучи, с р а в н и м с з о л о т ы м и с п л а в а м и III типа, мо­ жет п р и м е н я т ь с я для и з г о т о в л е н и я к о р о н о к , неболь­ ших по п р о т я ж е н н о с т и мостовидных протезов, штиф­

Серебряно-палладиевые сплавы

бствует п р е д о т в р а щ е н и ю

237

т е р м о о б р а б о т к и которых ведется при

тщательном к о н т р о л е . В таблице 3.3.5 о б р а щ а ю т на себя в н и м а н и е два ас­

тов и культевых вкладок под коронку. О д н а к о с п л а в ы с у м е н ь ш е н н ы м содержанием серебра и п о в ы ш е н н ы м содержанием палладия обладают с в о й с т в а м и , анало­ гичными золотым сплавам IV типа. Тем не м е н е е , их п р и м е н е н и е для изготовления п р о т я ж е н н ы х протезов вообще п р о т и в о п о к а з а н о . Возможно это с в я з а н о с вы­ с о к о й температурой п л а в л е н и я таких сплавов, что и является

второй характерной о с о б е н н о с т ь ю д а н н ы х

материалов. Высокие температуры п л а в л е н и я сплавов с в я з а н ы с п р и м е н е н и е м ф о р м о в о ч н ы х материалов на ф о с ф а т н о м связующем и требуют п р и м е н е н и я техно­ л о г и и высокотемпературного литья. Следует подчерк­ нуть, что т о ч н о е литье при высоких температурах, и это х о р о ш о известно, представляет большие труднос­ ти для зубного техника. С п л а в ы обладают т е н д е н ц и е й к быстрому затвер­ д е в а н и ю , что о с л о ж н я е т дополнительную подгонку и л ю б у ю другую обработку. Хотя о н и и обладают высо­ к о й б и о с о в м е с т и м о с т ь ю , все же эти сплавы тускнеют.

пекта. П е р в ы й — это ш и р о к и й д и а п а з о н свойств раз­

И вследствие у к а з а н н ы х недостатков эта группа спла­

личных сплавов, что о п я т ь выводит на п е р в ы й план

вов получила м е н ь ш е е р а с п р о с т р а н е н и е по сравне­

необходимость т щ а т е л ь н о г о выбора сплава для проте­

н и ю со с п л а в а м и со с р е д н и м и н и з к и м содержанием

зирования. Н и з к а я п р о ч н о с т ь , твердость и в ы с о к а я

золота.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

238

у п р о ч н е н и е твердого раствора. Тем не м е н е е , зерна

СПЛАВЫ НЕБЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

имеют

д о в о л ь н о б о л ь ш и е р а з м е р ы , хотя их границы

о ч е н ь трудно о п р е д е л и т ь и з - з а грубой дендритной структуры сплава. Углерод, п р и с у т с т в у ю щ и й т о л ь к о в н е б о л ь ш и х ко­ личествах, я в л я е т с я ч р е з в ы ч а й н о в а ж н ы м компонен­

Кобальт-хромовые сплавы

том сплава, п о с к о л ь к у н е з н а ч и т е л ь н ы е и з м е н е н и я в его к о л и ч е с т в е н н о м

с о д е р ж а н и и могут существенно

Со — Сг с п л а в ы в п е р в ы е в с т о м а т о л о г и ч е с к о й практи­

и з м е н и т ь п р о ч н о с т ь , твердость и п л а с т и ч н о с т ь спла­

ке н а ч а л и и с п о л ь з о в а т ь с я

в 30-х годах, и с этого вре­

ва. Углерод м о ж е т сочетаться с л ю б ы м другим легиру­

м е н и о н и у с п е ш н о з а м е н я ю т з о л о т о с о д е р ж а щ и е спла­

ю щ и м э л е м е н т о м с о б р а з о в а н и е м к а р б и д о в . Тонкий

вы IV типа при изготовлении каркасов частичных

с л о й к а р б и д о в в структуре может з н а ч и т е л ь н о повы­

зубных п р о т е з о в , прежде всего благодаря их относи­

сить п р о ч н о с т ь и твердость сплава. О д н а к о , слишком

тельно н и з к о й с т о и м о с т и , что я в л я е т с я с у щ е с т в е н н ы м

большое к о л и ч е с т в о к а р б и д о в может п р и в е с т и к чрез­

ф а к т о р о м п р и и з г о т о в л е н и и т а к и х б о л ь ш и х отливок.

м е р н о й хрупкости сплава. Э т о представляет проблему для зубного техника, к о т о р о м у н е о б х о д и м о гаранти­ ровать, что во в р е м я п л а в к и и л и т ь я сплав не абсорби­ ровал и з л и ш н е е к о л и ч е с т в о углерода. Распределение

Состав

к а р б и д о в также зависит от температуры л и т ь я и степе­

С п л а в с о д е р ж и т кобальт (55 — 65%) и хром (до 30%). Другие о с н о в н ы е л е г и р у ю щ и е э л е м е н т ы — м о л и б д е н (4 — 5%) и р е ж е т и т а н (5%) (Таблица 3.3.6). Кобальт и

ни охлаждения, т.к. е д и н и ч н ы е к р и с т а л л ы карбидов по г р а н и ц а м зерен лучше, чем их с п л о ш н о й слой вок­ руг зерна.

хром ф о р м и р у ю т т в е р д ы й раствор с с о д е р ж а н и е м хро­ ма до 30%, что я в л я е т с я п р е д е л о м р а с т в о р и м о с т и хро­ ма в кобальте; и з б ы т о к хрома образует вторую хруп­

Свойства

кую фазу. В целом, чем в ы ш е с о д е р ж а н и е хрома, тем устой­

Д л я зубного техника работа с э т и м и с п л а в а м и труднее,

чивее с п л а в к к о р р о з и и . П о э т о м у п р о и з в о д и т е л и ста­

чем с з о л о т о с о д е р ж а щ и м и с п л а в а м и , поскольку перед

р а ю т с я м а к с и м а л ь н о увеличить к о л и ч е с т в о хрома, не

литьем, их н у ж н о нагреть до о ч е н ь в ы с о к и х темпера­

допуская о б р а з о в а н и я второй хрупкой ф а з ы . Молиб­

тур. Температура л и т ь я этих сплавов в пределах 1500-

д е н вводят для о б р а з о в а н и я м е л к о з е р н и с т о й структу­

1550°С, а с в я з а н н а я с н е й л и т е й н а я усадка равна при­

р ы материала путем с о з д а н и я б о л ь ш е г о количества

м е р н о 2%.

ц е н т р о в к р и с т а л л и з а ц и и во в р е м я п р о ц е с с а затверде­

Эту п р о б л е м у в о с н о в н о м р е ш и л и с появлением

в а н и я . Э т о имеет д о п о л н и т е л ь н о е п р е и м у щ е с т в о , так

оборудования для и н д у к ц и о н н о г о л и т ь я и огнеупор­

к а к м о л и б д е н вместе с ж е л е з о м

ных ф о р м о в о ч н ы х материалов на ф о с ф а т н о й основе.

дают существенное

medwedi.ru

ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

Точность о т л и в к и страдает при таких в ы с о к и х темпе­ ратурах, что з н а ч и т е л ь н о ограничивает и с п о л ь з о в а н и е этих сплавов, в о с н о в н о м для изготовления частичных зубных протезов. Эти сплавы трудно п о л и р о в а т ь о б ы ч н ы м механи­ ческим с п о с о б о м из-за их в ы с о к о й твердости. Д л я внутренних поверхностей протезов, н е п о с р е д с т в е н н о прилегающих к т к а н я м полости рта, п р и м е н я е т с я ме­ тод э л е к т р о л и т и ч е с к о й п о л и р о в к и , чтобы не с н и з и т ь

239

вых стоматологических имплантатов. Титан обладает целым рядом у н и к а л ь н ы х свойств, в том числе высо­ кой п р о ч н о с т ь ю при н и з к о й п л о т н о с т и и биосовмес­ тимостью. К р о м е того, предполагали, что, если для изготовления к о р о н о к и мостовидных протезов, опи­ рающихся на титановые и м п л а н т а т ы , использовать другой металл, а не титан, это может привести к галь­ ваническому эффекту. Открытие элемента титана связывают с и м е н е м

качество п р и л е г а н и я протеза, но в н е ш н и е поверхнос­ ти приходится полировать м е х а н и ч е с к и м с п о с о б о м . Преимущество такого способа в т о м , что чисто отпо­

Reverend William Gregor в 1790, но первый образец чистого титана был получен л и ш ь в 1910 году. Ч и с т ы й титан получают из титановой руды ( н а п р и м е р , рутила)

лированная поверхность сохраняется более длитель­ ное время, что я в л я е т с я с у щ е с т в е н н ы м д о с т о и н с т в о м для съемных зубных протезов.

в присутствии углерода или хлора. П о л у ч е н н ы й в ре­ зультате нагревания TiCl 4 восстанавливается расплав­ л е н н ы м натрием с образованием титановой губки, ко­ торая затем плавится в условиях вакуума или в среде аргона для получения заготовки (слитка) металла.

Недостаток п л а с т и ч н о с т и , усугубляемый включе­ ниями углерода, представляет собой особую пробле­ му, и в частности потому, что эти сплавы с к л о н н ы к образованию п о р п р и литье. П р и сочетании эти не­ достатки могут п р и в о д и т ь к п о л о м к а м к л а м м е р о в съ­ емных протезов. Тем не менее, существует н е с к о л ь к о свойств этих сплавов, которые делают их почти и д е а л ь н ы м и для изготовления к а р к а с о в ч а с т и ч н ы х зубных протезов. Модуль упругости Со — Сг сплава о б ы ч н о равен 250 ГПа, в то время к а к д л я сплавов, р а с с м о т р е н н ы х ра­ нее, этот показатель находится в д и а п а з о н е 70 — 100 ГПа. Такой в ы с о к и й модуль упругости имеет преиму­ щество в том, что протез, и о с о б е н н о плечи кламмера, могут быть изготовлены с более т о н к и м п о п е р е ч н ы м сечением, сохраняя п р и этом необходимую жесткость. Сочетание такого в ы с о к о г о показателя модуля упру­ гости с плотностью, которая п р и б л и з и т е л ь н о вполо­ вину ниже, чем у з о л о т о с о д е р ж а щ и х сплавов, значи­ тельно о б л е г ч а ю т вес о т л и в о к . Э т о , н е с о м н е н н о , большое преимущество для к о м ф о р т н о с т и пациента.

Состав В к л и н и ч е с к о м аспекте н а и б о л ь ш и й интерес предс­ тавляют две ф о р м ы титана. Это

технически чистая

ф о р м а титана (тех.ч.ТО и сплав титана — 6% алюми­ н и й — 4% ванадий.

Технически чистый титан Титан — металл, с к л о н н ы й к а л л о т р о п и ч е с к и м или п о л и м о р ф н ы м превращениям, с гексагональной п л о т н о у п а к о в а н н о й структурой ( а ) при н и з к и х темпе­ ратурах и структурой О Ц К (Р) при температуре выше 882С. Ч и с т ы й т и т а н ф а к т и ч е с к и является сплавом ти­ тана с к и с л о р о д о м (до 0,5%). К и с л о р о д находится в растворе, так что металл является е д и н с т в е н н о й крис­

зионностойких сплавов, которые п р и м е н я ю т для из­ готовления многих и м п л а н т а т о в , включая б е д р е н н ы е

таллической ф а з о й . Такие э л е м е н т ы , к а к кислород, азот и углерод обладают большей растворимостью в гексагональной п л о т н о у п а к о в а н н о й структуре а - ф а -

и коленные суставы. П о э т о м у м о ж н о с уверенностью утверждать, что эти с п л а в ы обладают в ы с о к о й сте­ пенью биосовместимости.

зы, чем в кубической структуре (3-фазы. Эти элементы ф о р м и р у ю т промежуточные твердые растворы с тита­ н о м и способствуют стабилизации а - ф а з ы . Такие эле­

Некоторые с п л а в ы также содержат н и к е л ь , кото­

м е н т ы , к а к молибден, н и о б и й и ванадий, выступают в качестве Р-стабилизаторов.

Добавление хрома обеспечивает получение к о р р о -

рый добавляют производители при получении сплава ш усиления вязкости и с н и ж е н и я твердости. О д н а к о никель известный аллерген, и его п р и м е н е н и е может вызывать аллергические р е а к ц и и с л и з и с т о й полости рта.

Сплав титан - 6% алюминий - 4% ванадий П р и д о б а в л е н и и к титану а л ю м и н и я и ванадия в не­

Титановые сплавы

больших количествах, прочность сплава становится в ы ш е , чем у чистого титана Ti. Считается, что алюми­

при изготовлении с ъ е м н ы х и н е с ъ е м н ы х зубных про­

н и й я в л я е т с я а-стабилизатором, а ванадий выступает в качестве В-стабилизатора. Когда их добавляют к ти­ тану, температура, при которой происходит переход

тезов появился о д н о в р е м е н н о с внедрением титано­

гх—Р, п о н и ж а е т с я настолько, что обе и ф о р м ы могут

Интерес к титану с т о ч к и з р е н и я и с п о л ь з о в а н и я его

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

240

существовать п р и к о м н а т н о й температуре. Таким об­

ствием в ы д е л я ю щ и х с я т о к с и ч н ы х к о м п о н е н т о в . Ти­

р а з о м , Ti — 6% Al — 4% V имеет двухфазную структуру

тан стал ш и р о к о и с п о л ь з о в а т ь с я и м е н н о потому, что

а— и (3-зерен.

это один из самых устойчивых к к о р р о з и и металлов. В п о л н о й мере эти качества м о ж н о отнести и к его спла­ вам. Титан обладает в ы с о к о й р е а к ц и о н н о й способ­

Свойства

ностью, что я в л я е т с я в д а н н о м случае его сильной сто­ роной,

Ч и с т ы й титан это белый б л е с т я щ и й металл, к о т о р ы й

поскольку

оксид,

образующийся

на

поверхности (ТЮ 2 ), ч р е з в ы ч а й н о стабилен, и он ока­

обладает н и з к о й п л о т н о с т ь ю , в ы с о к о й п р о ч н о с т ь ю и

зывает п а с с и в и р у ю щ и й э ф ф е к т на весь остальной ме­

к о р р о з и о н н о й с т о й к о с т ь ю . Он п л а с т и ч н ы й и является

талл. В ы с о к а я устойчивость титана к к о р р о з и и в био­

л е г и р у ю щ и м э л е м е н т о м для многих других металлов.

л о г и ч е с к о й области п р и м е н е н и я х о р о ш о изучена и

С п л а в ы титана ш и р о к о п р и м е н я ю т с я в а в и а ц и о н н о й

подтверждена м н о г и м и и с с л е д о в а н и я м и .

п р о м ы ш л е н н о с т и и в в о е н н о й области благодаря вы­

Литье т и т а н о в ы х с п л а в о в представляет серьезную

с о к о й п р о ч н о с т и на р а з р ы в (~500 М П а ) и способнос­

технологическую

ти в ы д е р ж и в а т ь воздействие в ы с о к и х температур. Мо­

температуру

дуль упругости чистого титана т е х . ч . Т равен ПО ГПа,

к о м п е н с а ц и ю усадки о т л и в к и п р и охлаждении. В свя­

проблему.

плавления

Титан

(~1670°С),

и м е е т высокую что

затрудняет

т.е. вдвое н и ж е модуля упругости н е р ж а в е ю щ е й стали

зи с в ы с о к о й р е а к ц и о н н о й с п о с о б н о с т ь ю металла,

и кобальт-хромового сплава.

литье н е о б х о д и м о в ы п о л н я т ь в условиях вакуума или

С в о й с т в а п р и р а с т я ж е н и и ч и с т о г о т и т а н а Tex.4.Ti

в и н е р т н о й среде, что требует и с п о л ь з о в а н и я специ­

в з н а ч и т е л ь н о й с т е п е н и з а в и с я т от с о д е р ж а н и я кис­

ального оборудования. Другая проблема заключается

лорода, и хотя предел п р о ч н о с т и при р а с т я ж е н и и , по­

в том в т о м , что р а с п л а в имеет т е н д е н ц и ю вступать в

к а з а т е л ь п о с т о я н н о й д е ф о р м а ц и и и твердость увели­

р е а к ц и ю с л и т е й н о й ф о р м о й из огнеупорного формо­

чиваются с повышением концентрации кислорода,

вочного материала, образуя слой о к а л и н ы на поверх­

все это п р о и с х о д и т за счет с н и ж е н и я п л а с т и ч н о с т и

н о с т и о т л и в к и , что

металла.

протеза. П р и к о н с т р у и р о в а н и и п р о т е з о в , опираю­

с н и ж а е т качество прилегания

Путем л е г и р о в а н и я титана а л ю м и н и е м и ванадием

щихся на и м п л а н т а т ы ( супраструктуры) следует вы­

в о з м о ж н о получение ш и р о к о г о спектра механических

держивать о ч е н ь ж е с т к и й допуск для получения хоро­

свойств сплава, п р е в о с х о д я щ и х свойства технически

шего п р и л е г а н и я к имплантату. В противном случае

чистого титана тех.ч.Тг Такие сплавы титана я в л я ю т с я

м о ж н о н а р у ш и т ь р е т е н ц и ю имплантата в кости. В ти­

смесью а— и Р-фаз, где ос-фаза о т н о с и т е л ь н о м я г к а я и

тановых отливках также часто м о ж н о наблюдать внут­

п л а с т и ч н а я , а Р-фаза жестче и тверже, хотя и обладает

р е н н ю ю пористость. П о э т о м у используются и другие

н е к о т о р о й п л а с т и ч н о с т ь ю . Таким о б р а з о м , м е н я я от­

технологии для и з г о т о в л е н и я зубных протезов из ти­

носительные пропорции

тана, н а п р и м е р , т акие к а к CAD/САМ-технологии в

ф а з м о ж н о получить боль­

сочетании с п р о к а т к о й и методом и с к р о в о й эрозии.

шое р а з н о о б р а з и е м е х а н и ч е с к и х свойств. Д л я сплава Ti — 6% Al —4% V м о ж н о добиться бо­ лее в ы с о к о й п р о ч н о с т и

при

растяжении

(-1030

М П а ) , чем для чистого титана, что р а с ш и р я е т область

Н е к о т о р ы е свойства сплавов неблагородных ме­ таллов, р а с с м о т р е н н ы х в ы ш е , представлены в Таблиц 3.3.7.

п р и м е н е н и я сплава, в том числе при воздействии б о л ь ш и х нагрузок, н а п р и м е р , п р и и з г о т о в л е н и и час­ т и ч н ы х зубных протезов. Важным свойством титановых сплавов

является

Выводы

их усталостная п р о ч н о с т ь . К а к ч и с т ы й т и т а н тех.ч.Т1, т а к и сплав Ti — 6% Al — 4%V и м е ю т четко определен­ н ы й предел усталости с кривой S — N

(напряжение — 7

ч и с л о ц и к л о в ) , в ы р а в н и в а ю щ е й с я после 10

8

— 10

В н а с т о я щ е е время в стоматологии используется мно­ жество р а з л и ч н ы х сплавов. Д л я того чтобы сделать ра­

ц и к л о в з н а к о п е р е м е н н о г о н а п р я ж е н и я , величина ко­

ц и о н а л ь н ы й выбор из существующего многообразия

торого устанавливается на 40-50% н и ж е предела проч­

сплавов с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м золота или друга

ности на р а с т я ж е н и е . Таким о б р а зо м, тех. ч. Ti не сле­

т и п о в сплавов, врачу-стоматологу, к а к никогда рань­

дует п р и м е н я т ь в случаях, где требуется

ше, н е о б х о д и м о обладать з н а н и я м и о природе спла­

усталостная

п р о ч н о с т ь в ы ш е 175 М П а . Наоборот, для сплава Ti — 6% Al — 4% V этот показатель составляет п р и м е р н о 450 МПа.

вов, их ф и з и ч е с к и х и механических свойствах. С т о и м о с т ь сплава является существенной частьюв сумме затрат на п р о т е з и р о в а н и е . О д н а к о , недорогие

К а к и з в е с т н о , к о р р о з и я металла я в л я е т с я основ­

сплавы, как правило, требуют дополнительных расхо­

н о й п р и ч и н о й р а з р у ш е н и я протеза, а также возникно­

д о в на изготовление протезов и в конечном итоге

вения аллергических р е а к ц и й у п а ц и е н т о в под воздей­

м е н ь ш а я с т о и м о с т ь сплава часто нивелируется повы-

medwedi.ru

Л И Т Е Й Н Ы Е С П Л А В Ы Д Л Я МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

241

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА Asgar К (1988) Casting metals in dentistry: Past — Present — F u t u r e / A d v Dent Res 2:33 Au AR et al (2000) Titanium for removable partial dentures ( I I I ) : 2-year clinical follow up in an undergraduate pro­ g r a m m e . J Oral Rehabil 27:978 Bates JF (1965) Studies related to the fracture of partial dentures. Br D e n t J 118:532 Besimo C, Jeger C, Guggenheim R (1997) Marginal adap­ tation of titanium frameworks produced by CAD/CAM techniques. Un J Prosthodon 10:541 C D M I E (1985) Report on base metal alloys for crown and bridge applications: benefits and risks. J Am Dent Assoc 111:479 Cruickshank Boyd DW (1981) Alternatives to gold 1: N o n porcelain alloys. Dent Update 8:17 C u n n i n g h a m DM (1973) Comparison of base dental alloys and type IV gold alloys for removable partial denture frameworks. Dent Clin North Am 17:719 Huget EF (1978) Base metal alloys. In: An outline of den­ tal materials and their selection. O'Brien and Ryge (eds) ch 23, p 284. W.B. Saunders, London Karlsson S (1993) The fit of Procera titanium crowns: an in-vitro and clinical study. Acta Odontol Scand 51:129 Landesman H M, de G e n n a r o G G , Martinoff JT (1981) An 18-month clinical evaluation of semiprecious and nonprecious alloy restorations. J Prosthet Dent 46:161 Leinfelder KF (1997) An evaluation of casting alloys used шенной с т о и м о с т ь ю п р о и з в о д с т в а протеза.

Важно

также отметить, что в ы с о к о е с о д е р ж а н и е золота в сплаве открывает б о л ь ш у ю в о з м о ж н о с т ь изготовле­ ния высококачественного зубного протеза.

for restorative procedures. J Am Dent Assoc 128:372 Mezger PR, Stols A L H , Vrijhoef M M A , Greener EH (1989) Metallurgical aspects and corrosion behaviour of yellow low-gold alloys. Dent Mater 5:350 Russell MM et al (1995) A new computer-assisted method for fabrication of crowns and fixed partial dentures.

Клиническое значение Полную ответственность за выбор материалов для из­ готовления зубных протезов несет врач-стоматолог, а не зубной техник.

Quintessence Int 26:757 van Noort R, Lamb DJ (1984) A scanning electron micro­ scope study of Co — Cr partial dentures fractured in service. J Dent 12:122 Watanable I et al (1997) Effect of pressure difference on the quality of titanium casting. J Dent Res 76:773

Глава 3.4

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА

ВВЕДЕНИЕ

н ы е т е х н и к и , владеющие искусством моделирования и обжига к е р а м и ч е с к и х материалов. П о с к о л ь к у в н а ш е время стараются сохранить как м о ж н о д о л ь ш е естественные зубы,

возросли требова­

М о ж н о с к а з а т ь , что к е р а м и ч е с к и й м а т е р и а л , назы­

н и я к э с т е т и ч е с к и м свойствам зубных протезов. Это

в а е м ы й ф а р ф о р о м , з а н и м а е т о с о б о е м е с т о в стома­

п о л о ж е н и е п р и в е л о к росту количества зубных проте­

тологии, так как, несмотря на развитие композитов

зов, изготавливаемых из к е р а м и ч е с к и х масс.

и стеклоиономерных материалов, и м е н н о примене­ н и е к е р а м и ч е с к о г о м а т е р и а л а — ф а р ф о р а д л я восста­ н о в л е н и я зубов, дает н а и л у ч ш и й э с т е т и ч е с к и й зультат.

Его

цвет,

ре­

светопроницаемость

естественность невозможно сравнить ни с

и

каким

другим м а т е р и а л о м .

Клиническое значение Потребность в к е р а м и ч е с к и х протезах увеличивается п р и м е р н о на 5 0 % каждые 4 года. Поэтому керамика будет всегда оставаться о д н и м из наиболее востребо­ ванных

Клиническое значение Восстановление зубов к е р а м и к о й показано в тех случа­ ях, когда к эстетике предъявляются повышенные требо­

материалов для восстановления зубов.

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

вания, и когда нет о г р а н и ч е н и й по глубине препариро­ вания, при которых рекомендуется только прямая реставрация п о л и м е р н ы м и к о м п о з и т а м и .

К е р а м и к у т р а д и ц и о н н о п р и м е н я л и для изготовле­

Гончарное ремесло в Европе до 1700 года н.э.

н и я искусственных зубов д л я ч а с т и ч н ы х и п о л н ы х съ­

Изготовление к р а с и в о й и удобной посуды было нас­

емных протезов, к о р о н о к и м о с т о в и д н ы х протезов.

т о я щ и м искусством, и гончарам прошлого удавалось

Н а ч и н а я с 80-х годов ушедшего века, п р и м е н е н и е ке­

его о с в о и т ь т о л ь к о после многочисленных проб и

р а м и к и р а с ш и р и л о с ь , и из ф а р ф о р а стали изготавли­

ошибок.

вать в и н и р ы ,

о б ы ч н а я глина, и ее п р и м е н е н и е было связано с двумя

в к л а д к и / н а к л а д к и , к о р о н к и и неболь­

шие мостовидные

протезы для

зубов. Такие протезы

передней

группы

Сырьем для

изготовления

посуды была

серьезными проблемами.

о б ы ч н о изготавливают в зубо-

Первое затруднение, с к о т о р ы м сталкивался нео­

технических л а б о р а т о р и я х к в а л и ф и ц и р о в а н н ы е зуб-

п ы т н ы й гончар, заключалось в получении глины таI-

medwedi.ru

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ

КЕРАМИКА

243

кой к о н с и с т е н ц и и , из к о т о р о й м о ж н о б ы л о формо­

П р о ц е с с п л а в л е н и я о с н о в а н н а д и ф ф у з и и , которая

вать г о н ч а р н ы е и з д е л и я и обжигать их. П р и о б ы ч н о м

с у щ е с т в е н н о ускоряется п р и п о в ы ш е н н ы х температу­

смешивании глины с водой смесь л и п л а к рукам, пре­

рах. Р а в н о м е р н о г о н а г р е в а н и я к е р а м и ч е с к о г о изделия

одолеть это удалось п р и д о б а в л е н и и к глине п е с к а и

до в ы с о к о й температуры не удавалось

измельченных р а к у ш е к .

о т к р ы т о м п л а м е н и , что п р и в е л о к и з о б р е т е н и ю гон­

К р о м е того,

г л и н а давала

получить на

усадку п р и в ы с ы х а н и и и т в е р д е н и и . Если усадка гли­

чарных печей — горнов. У первых г о н ч а р н ы х печей печ­

ны оказывалась н е р а в н о м е р н о й из-за быстрого высы­

н ы е газы п о д н и м а л и с ь вверх, благодаря чему темпера­

хания г л и н я н о г о и з д е л и я и л и р а з н о й т о л щ и н ы его

тура внутри печи п о в ы ш а л а с ь , а нагрев обжигаемых

стенок, то еще до п р о в е д е н и я обжига в н е м появля­

и з д е л и й становился более р а в н о м е р н ы м за счет про­

лись т р е щ и н ы . И о п я т ь д о б а в л е н и е грубозернистого

хождения воздуха через п л а м я и п о м е щ е н и я обжигае­

наполнителя помогло в к а к о й - т о степени р е ш и т ь эту

м о й посуды в поток п о д н и м а в ш и х с я горячих газов.

задачу. Еще более с е р ь е з н ы е п р о б л е м ы в о з н и к л и при об­

В первых горнах м о ж н о было достичь температуры до 900°С, а глиняная посуда, обожженная при этих тем­

жиге к е р а м и ч е с к о г о изделия. П р и с у т с т в и е газов в ке­

пературах, называлась гончарными изделиями (или земля­

рамической массе, н е з а в и с и м о от того, я в л я л и с ь ли

ной керамикой). После обжига получалось пористое из­

они пузырьками воздуха или газами, образовавшими­

делие, так к а к спекание происходило только в точках

ся в процессе н а г р е в а н и я ( н а п р и м е р , в о д я н ы м и пара­

контакта между частицами глины. Такая посуда была

ми или двуокисью углерода), п р и в о д и л о к образова­

пригодна только для хранения твердой п и щ и , а жид­

ние пор в т о л щ е к е р а м и к и , к о т о р ы е могли в ы з ы в а т ь

кость держать в ней было нельзя. Этот недостаток был

растрескивание г л и н я н о г о изделия во в р е м я обжига.

устранен после п о к р ы т и я поверхности горшков тон­

Древние г о н ч а р ы и з б а в и л и с ь от этого недостатка с по­

к и м слоем стекловидного материала, называемого гла­

мощью у т р а м б о в ы в а н и я г л и н я н о й м а с с ы перед фор­

зурью. Такая технология была известна еще за 5500 лет

мовкой, что п о з в о л я л о удалить, с о д е р ж а щ и й с я в н е й

до н а ш е й эры в разных государствах, включая Турцию.

воздух, (для о п и с а н и я этого п р о ц е с с а р е м е с л е н н и к и

П о с т е п е н н о с о в е р ш е н с т в о в а л о с ь устройство пе­

часто использовали т е р м и н обжим). Д р у г и м достиже­

чей для п о л у ч е н и я более в ы с о к и х температур обжига,

нием гончаров стало у м е н и е о ч е н ь м е д л е н н о и посте­

благодаря чему стало в о з м о ж н ы м проводить процесс

пенно п о в ы ш а т ь температуру обжига, что п о з в о л я л о

р а с п л а в л е н и я большего количества глины. П р и ох­

парам влаги и газам выходить из г л и н ы м е д л е н н о , не

л а ж д е н и и р а с п л а в л е н н о й ж и д к о й ф а з ы и ее затверде­

разрывая поверхности к е р а м и ч е с к о й посуды и не вы­

в а н и и о н а п р е в р а щ а л а с ь в стекло, которое з а п о л н я л о

зывая о б р а з о в а н и я т р е щ и н . Самой серьезной п р о б л е м о й , с к о т о р о й п р и ш л о с ь

п р о с т р а н с т в о между с п е ч е н н ы м и ч а с т и ц а м и , и полу­ чалась н е п р о н и ц а е м а я г л и н я н а я посуды, н а з в а н н а я

столкнуться на р а н н е м этапе р а з в и т и я технологии ке­

к е р а м и ч е с к о й . Такой к е р а м и ч е с к и й материал еще на­

рамики, была температура обжига г л и н я н о й посуды.

зывают каменной керамикой, к о т о р а я п о я в и л а с ь в Ев­

Превращение м о к р о й г л и н ы , с о с т о я щ е й из отдельных

ропе в 15 и 16 веках н а ш е й э р ы .

частиц п о р о ш к а , с о е д и н е н н ы х с п о м о щ ь ю воды в формовочную массу, в п л о т н о е твердое тело происхо­ дит во время процесса, н а з ы в а е м о г о с п е к а н и е м . П р и

Китайский фарфор

спекании при д о с т а т о ч н о в ы с о к о й температуре в точ­ ках с о п р и к о с н о в е н и я между о т д е л ь н ы м и ч а с т и ц а м и

В отличие от Е в р о п ы , к е р а м и ч е с к и е изделия произво­

появляется к е р а м и ч е с к и й р а с п л а в ( Р и с . 3.4.1).

д и л и с ь в К и т а е еще в 100 г. до н а ш е й э р ы , а к X веку н а ш е й эры технология изготовления керамических и з д е л и й в К и т а е продвинулась настолько, что там могли выпускать: керамические изделия такой белизны,

что ее можно

было сравнить только со снегом, такой прочности, что стенки сосудов были толщиной не более 2-3 мм, и через них мог проникать свет. была настолько плотной, керамическому блюду,

Внутренняя структура изделий что,

если слегка ударить по

оно звучало как колокольчик.

Это и был фарфор! П о мере р а з в и т и я р ы н к а н а Д а л ь н е м Востоке,

Рис. 3 . 4 . 1 . Спекание керамических частиц

этот, н е с о м н е н н о , п р е в о с х о д н ы й материал в течение

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

244

XVII века п р и ш е л из К и т а я в Европу. До этого време­

ш о й т о л щ и н ы с т е н о к и з д е л и е и з нее всегда казалось

ни

непрозрачным.

европейцы

стола.

мало

интересовались

Большинство населения

сервировкой

п о л ь з о в а л о с ь дере­

В 1717 году секрет производства ф а р ф о р а был вы­

в я н н о й посудой, а б л а г о р о д н ы е с о с л о в и я — металли­

везен из К и т а я м и с с и о н е р о м - и е з у и т о м отцом d'Enter-

ч е с к о й . В о с о б ы х случаях п о д а в а л а с ь з о л о т а я и се­

colles. Его м и с с и я находилась в местечке Кинь-де-

р е б р я н а я посуда.

Чинь,

Все и з м е н и л о с ь с п о я в л е н и е м на р ы н к е китайско­

которое

в

то

время

являлось

центром

производства ф а р ф о р а в Китае. П о с е щ а я людей на их

го ф а р ф о р а , п о я в и л с я с п р о с на к е р а м и ч е с к у ю посуду

рабочих местах, ему удалось д о б ы т ь образцы

высокого качества. О д н а к о торговля с Д а л ь н и м Вос­

вых материалов, к о т о р ы м и те пользовались. Он отп­

током не могла

равил образцы своему другу во Ф р а н ц и ю вместе с под­

удовлетворить этот растущий с п р о с ,

поэтому европейская

гончарная

промышленность

робным описанием процесса

сырье­

п о л у ч е н и я фарфора.

у с и л е н н о з а н и м а л а с ь созданием к е р а м и ч е с к о г о мате­

О б р а з ц ы и о п и с а н и е п о п а л о к М. de Reamur, которому

риала, похожего н а к и т а й с к и й ф а р ф о р .

удалось и д е н т и ф и ц и р о в а т ь и найти в их составе ос­

Ф а р ф о р , н а п о м и н а ю щ и й к и т а й с к и й , удалось по­ лучить п р и д о б а в л е н и и в глазурь о к с и д а о л о в а , (это позволило однако

создать

попытки

белые

керамические

воспроизвести

новные компоненты китайского фарфора —

каолин,

кремнезем и полевой шпат.

изделия),

К а о л и н , и з в е с т н ы й как китайская глина, является

полупрозрачность

г и д р а т и р о в а н н ы м а л ю м о с и л и к а т о м . Кремнезем нахо­

китайского фарфора оказались безуспешными.

В

дился в ф о р м е кварца и после обжига оставался в тон­

1708 году М е й с е н в Германии н а л а д и л п р о и з в о д с т в о

к о д и с п е р с н о м виде, а полевой шпат

к е р а м и к и , н а з в а н н о й «белым ф а р ф о р о м » , н о полу­

смесь а л ю м о с и л и к а т о в н а т р и я и калия. Компоненты

ч е н н ы е и з д е л и я п о в н е ш н е м у виду н а п о м и н а л и ско­

с м е ш и в а л и в следующей п р о п о р ц и и : 25-30% полевого

представлял

рее не ф а р ф о р , а к а м е н н у ю керамику, изготавливае­

шпата, 20-25% кварца и 50% каолина. Следует отме­

мую

другие

тить, что к началу 1700-х годов М е й с е н с к и й завод в

(сейчас их имена хорошо известны)

Дрездене уже производил похожий ф а р ф о р на основе

в

Северном

производители также

не

смогли

Китае.

получить

Многие

настоящий

китайский

к а о л и н а , к р е м н е з е м а и алебастра.

ф а р ф о р , н о , н а к о п и в м н о г о л е т н и й опыт, предложи­

До сих пор вызывает удивление, почему потребо­

ли свою собственную продукцию, которая оказалась

валось так м н о г о времени для р а с к р ы т и я секрета ки­

н и ч е м и н ы м , к а к в ы с о к о к а ч е с т в е н н о й к а м е н н о й ке­

тайского ф а р ф о р а ? Изготовление ф а р ф о р а не связано

р а м и к о й , п р и м е р а м и к о т о р о й служат м а й о л и к и и з

с вовлечением в процесс с л о ж н о й химии. Оно базиру­

И т а л и и , Веджвуд из А н г л и и и Голубой Д е л ь ф и й с к и й

ется на и с п о л ь з о в а н и и трех распространенных мине­

фаянс

ралов ( к а о л и н а , полевого шпата и кремнезема) и ш

и з Голландии.

Эти ф и р м ы овладели технологией д о с т и ж е н и я вы­

обжиге при высоких температурах. К а к только тайна

соких температур в гончарных печах восходящего по­

изготовления ф а р ф о р а была раскрыта, не потребова­

тока с выходом вверх о т р а б о т а н н ы х газов, хотя ки­

л о с ь м н о г о времени для разработки новых видов фар-

тайские

нисходящего

ф о р о в в Европе. С к о р о стало в о з м о ж н ы м получение

мастера,

используя

печи

превосходно к о н т р о л и р о в а т ь темпера­

ф а р ф о р а любого цвета или оттенка, а его полупрш-

турный р е ж и м обжига. Оставалась еще одна проблема

рачность обеспечивала такую глубину цвета, что не

в о с п р о и з в е д е н и я к и т а й с к о г о ф а р ф о р а — это выбор

потребовалось много времени, чтобы увидеть боль­

потока, могли

сырьевых

материалов

и технологии

М н о г и е з а я в л я л и об о т к р ы т и и

их о б р а б о т к и .

секрета к и т а й с к о г о

шие возможности для п р и м е н е н и я этого материма в стоматологии.

ф а р ф о р а , о д н а к о на с а м о м деле п о д о б н о John Dwight

П р и м е н е н и е ф а р ф о р а в стоматологии датируется

из Фулхэма, которому в 1671 году Чарльз II вручил па­

1774 годом, когда ф р а н ц у з с к и й аптекарь Алексис Ду-

тент, им удалось п р о и з в е с т и всего л и ш ь белое изделие

шатье (Alexis Duchateau) посчитал возможным заме­

и з белой к а м е н н о й к е р а м и к и .

н и т ь слоновую кость при изготовлении зубных проте­

П р и п р о и з в о д с т в е н а с т о я щ е г о ф а р ф о р а материал

зов

на ф а р ф о р . С л о н о в а я кость, будучи пористой,

должен оставаться белым или приобретать белизну

впитывала ротовую жидкость, из-за этого принимав

при о б ж и г е и б ы т ь н а с т о л ь к о п р о ч н ы м , ч т о б ы обес­

грязноватый цвет и становилась негигиеничной. Ду-

п е ч и т ь в о з м о ж н о с т ь и з г о т о в л е н и я сосудов с толщи­

шатье с п о м о щ ь ю производителей фарфора с завода

ной стенки менее 3 мм. При т о л щ и н е стенок изделия

G u e r h a r d в С е н Ж е р м е н - н а - Л е е удалось изготовить

более 3 мм д а ж е н а с т о я щ и й ф а р ф о р будет непроз­

для себя первый ф а р ф о р о в ы й зубной протез. Это бы­

р а ч н ы м . Т а к и м о б р а з о м , главное о т л и ч и е между ке­

ло в ы д а ю щ и м с я д о с т и ж е н и е м , даже, несмотря на то.

р а м и к о й и ф а р ф о р о м в т о м , что ф а р ф о р о в о е изделие

что ф а р ф о р давал значительную усадку при обжиге

белое по цвету, и его м о ж н о и з г о т о в и т ь т а к о й толщи­

Д л я того чтобы протез был хорошо подогнан в полос-

н ы , что о н о с т а н е т п о л у п р о з р а ч н ы м . К а м е н н а я ке­

ти рта, приходилось п р и н и м а т ь в расчет вероятную

р а м и к а тоже могла и м е т ь б е л ы й цвет, но из-за боль­

степень усадки ф а р ф о р а . В дальнейшем, другие мате-1

medwedi.ru

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ

КЕРАМИКА

245

риалы т и п а э б о н и т а и более позднего п о л и м е т и л м е -

К в а р ц остается н е и з м е н н ы м в процессе обжига и

такрилата смогли з а м е н и т ь ф а р ф о р в съмных зубных

действует, к а к у п р о ч н я ю щ и й к о м п о н е н т состава. Он

протезах.

присутствует в виде т о н к о к р и с т а л л и ч е с к о й дисперсии

Ф а р ф о р о в ы е зубы в с о ч е т а н и и с а к р и л о в ы м бази­

в стеклофазе, о б р а з о в а в ш е й с я в результате расплавле­

сом зубного протеза ш и р о к о используются и по насто­

н и я полевого шпата. При охлаждении расплава поле­

ящее время. С е г о д н я трудно п е р е о ц е н и т ь з н а ч и м о с т ь

вого ш п а т а образуется с т е к л я н н а я матрица.

применения с т о м а т о л о г и ч е с к о г о ф а р ф о р а для изго­

П о л е в ы е ш п а т ы представляют собой смеси алю­

товления в и н и р о в , вкладок, к о р о н о к и м о с т о в и д н ы х

м о с и л и к а т а к а л и я (K 2 O.Al 2 0 3 .6Si0 2 ) и алюмосилика­

протезов, где эстетическое качество ф а р ф о р а превос­

та н а т р и я ( N a 2 O . A l 2 0 3 . 6 S i 0 2 ) , также называемого аль­

ходит

битом.

все

современные

материалы,

заменяющие

эмаль и д е н т и н .

Полевые

шпаты

являются

природными

м и н е р а л а м и , поэтому с о о т н о ш е н и е между содержа­

Ф а р ф о р был п е р в ы м м а т е р и а л о м , и з к о т о р о г о из­

щ и м с я в н и х п о т а ш о м ( К 2 0 ) и содой ( N a 2 0 ) может

готовили ф а р ф о р о в у ю ж а к е т н у ю коронку. За пос­

з а м е т н о колебаться. Э т о о к а з ы в а е т в л и я н и е на свой­

ледние годы н а р ы н к е п о я в и л о с ь м н о ж е с т в о н о в ы х

ства п о л е в о г о ш п а т а — сода с н и ж а е т температуру

материалов, к о т о р ы е о т н о с я т к ф а р ф о р у . В действи­

п л а в л е н и я полевого ш п а т а , а п о т а ш п о в ы ш а е т вяз­

тельности, п р и с р а в н е н и и с р а н н и м и в и д а м и ф а р ф о ­

кость р а с п л а в л е н н о г о стекла.

ра они п р е д с т а в л я ю т с о б о й с а м ы е р а з н о о б р а з н ы е керамические м а т е р и а л ы .

П р и обжиге ф а р ф о р а всегда существует опасность в о з н и к н о в е н и я и з б ы т о ч н о й п и р о п л а с т и ч е с к о й теку­ чести, к о т о р а я может привести к о п л а в л е н и ю углов и потере ф о р м ы о б ж и г а е м о й к о р о н к и . Д л я предупреж­

Клиническое значение

д е н и я этого я в л е н и я необходимо, чтобы в составе сто­

В настоящее время более правильно использовать об­ щий термин стоматологическая керамика, тогда как стоматологический ф а р ф о р являются всего лишь од­ ной из групп материалов этого класса.

ное

матологической к е р а м и к и присутствовало достаточ­ количество

поташа.

Эти

щелочные

оксиды

о б ы ч н о присутствуют в составе полевого шпата, но для о б е с п е ч е н и я п р а в и л ь н о г о с о о т н о ш е н и я между со­ д е р ж а н и е м и о н о в калия и н а т р и я их м о ж н о добавить в состав шихты в виде карбонатов. Т и п и ч н ы й о к с и д н ы й состав

стоматологического фарфора

представлен в

Таблице 3.4.2. П о р о ш о к ф а р ф о р а , и с п о л ь з у е м ы й з у б н ы м и тех­

СОСТАВ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО ФАРФОРА

никами,

— это не

простая

смесь ингредиентов,

п р е д с т а в л е н н ы х в Таблице 3.4.2. Э т и п о р о ш к и уже п р о ш л и о д и н обжиг.

П р о и з в о д и т е л ь стоматологи­

ч е с к о й к е р а м и к и с м е ш и в а е т к о м п о н е н т ы , добавля­ ет в с м е с ь о к с и д ы м е т а л л о в , р а с п л а в л я е т шихту и

Первые стоматологические ф а р ф о р ы представляли со­ бой смеси к а о л и н а , полевого шпата и кварца, и о н и коренным образом отличались по составам от земля­ ной керамики, к а м е н н о й к е р а м и к и и бытового фарфо­ ра (Рис. 3.4.2). Только в 1838 году Elias Wildman изгото­ вил стоматологический ф а р ф о р , по п р о з р а ч н о с т и и расцветке отдаленно н а п о м и н а в ш и й натуральные зу­ бы. Составы бытового и стоматологического ф а р ф о р а представлены в Таблице 3.4.1. Каолин

является

водным

алюмосиликатом

(Al,03.2SiO2.2H2O) и действует, к а к с в я з у ю щ е е веще­ ство, позволяя моделировать н е о б о ж ж е н н ы й ф а р ф о р . Каолин непрозрачен, даже если он присутствует в не­ больших количествах, поэтому у первых стоматологи­ ческих ф а р ф о р о в отсутствовала необходимая

проз­

рачность. Таким о б р а з о м , к а о л и н был и с к л ю ч е н из состава

стоматологического

фарфора,

который

сегодня представляет п о л е в о ш п а т н о е стекло с вклю­ чениями кристаллического кварца.

Рис. 3 . 4 . 2 . Относительные составы керамических изделий, изготовленных на основе полевого шпата, каолина и кварца

ОСНОВЫ

246

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Таблица 3.4.1 Составы бытового и стоматоло­ гического фарфоров

Таблица 3.4.2 Типичные оксиды в составе сто­ матологического фарфора

Фарфор

каолина %

Материал

вес. %

шпата %

Кремнезем

63

кварца %

полевого

Бытовой

50

20-25

25-30

Глинозем

17

Стоматоло-

0

25

65

Борный ангидрид

7

гический

в ы г р у ж а е т р а с п л а в л е н н у ю м а с с у в воду.

Поташ ( К 2 0 )

7

Сода (l\la 2 0)

4

Другие оксиды

2

Получен­

н ы й в результате э т о г о п р о д у к т н а з ы в а ю т фриттой, а с а м т е х н о л о г и ч е с к и й п р о ц е с с — фриттованием. В результате

быстрого

охлаждения

ленного

стекла образуются

которые

приводят

к

внутри

высокие

расплав­

напряжения,

обширному растрескиванию

ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФАРФОРОВОЙ КОРОНКИ

массы. Полученный таким образом материал легко п о д д а е т с я и з м е л ь ч е н и ю , к о т о р о е п р о в о д я т д л я по­ лучения тонкого порошка, используемого зубными

И з г о т о в л е н и е ф а р ф о р о в ы х ж а к е т - к о р о н о к состоит из

техниками.

трех зуботехнических э т а п о в :

В о в р е м я п р о в е д е н и я обжига, н а п р и м е р , фарфоро­ в о й ж а к е т - к о р о н к и , между к о м п о н е н т а м и состава н е

•

моделирование с уплотнением керамической массы

происходит никакого химического взаимодействия, а

•

обжиг

п р о с т о по д о с т и ж е н и и температуры с т е к л о в а н и я стек­

•

глазурование

ло н а ч и н а е т п л а в и т ь с я , ч а с т и ц ы с п л а в л я ю т с я друг с другом за счет о б р а з о в а н и я ж и д к о й ф а з ы , а затем ко­ р о н к у с н о в а охлаждают. Таким о б р а з о м , единствен­

Уплотнение керамической массы

н о е , что п р о и с х о д и т в п р о ц е с с е о б ж и г а — это с п е к а н и е отдельных ч а с т и ц с о б р а з о в а н и е м с п л о ш н о г о твердо­

П р и м о д е л и р о в а н и и ф а р ф о р о в ы х жакет-коронок по­

го материала.

р о ш о к ф а р ф о р а с м е ш и в а ю т с водой до получения од­

Р а с п р е д е л е н и е ч а с т и ц п о р о ш к а п о р а з м е р а м явля­

н о р о д н о й пасты. Пасту н а н о с я т на ш т а м п и к , покры­

ется р е ш а ю щ и м ф а к т о р о м , в л и я ю щ и м н а п л о т н о с т ь

т ы й т о н к и м слоем п л а т и н о в о й фольги, что позволяет

у п а к о в к и ч а с т и ц в с ы р о м и з д е л и и . Ч е м п л о т н е е их

с н я т ь к о р о н к у со ш т а м п и к а и п е р е н е с т и ее для

у п а к о в к а , тем м е н ь ш е усадка м а т е р и а л а п р и о б ж и г е .

обжига.

У с р е д н е н н ы й р а з м е р ч а с т и ц в п о р о ш к е составляет

Д л я и з г о т о в л е н и я ф а р ф о р о в о й к о р о н к и использу­

о к о л о 25 м к м , и д и а п а з о н р а з б р о с а ч а с т и ц по разме­

ют р а з н ы е к е р а м и ч е с к и е массы, поскольку невозмож­

рам достаточно

но передать все эстетические о с о б е н н о с т и зуба с по­

широк,

благодаря

чему частицы

м е н ь ш и х р а з м е р о в з а п о л н я ю т с в о б о д н ы е простран­

м о щ ь ю т о л ь к о одного п о р о ш к а . О б ы ч н о используют

ства между к р у п н ы м и ч а с т и ц а м и . Н е к о т о р ы е порош­

три о с н о в н ы х т и п а ф а р ф о р о в ы х п о р о ш к о в . Ими явля­

ки ф а р ф о р а с о с т о я т из ч а с т и ц р а з н о й ф о р м ы и раз­

ю т с я о п а к о в ы й (грунтовый) ф а р ф о р , позволяющий

ных размеров,

з а м а с к и р о в а т ь н е э с т е т и ч н ы й цвет расположенной

что позволяет повысить плотность

упаковки.

под н и м структуры, к о т о р о й может быть амальгама

В состав с т о м а т о л о г и ч е с к и х ф а р ф о р о в вводят и

или металлическая

культевая вкладка; дентинный

ряд других д о б а в о к . В ч и с л о этих д о б а в о к входят окси­

ф а р ф о р , и, н а к о н е ц , э м а л е в ы й . К о н с т р у к ц и я готовой

ды металлов, к о т о р ы е п о з в о л я ю т придать ф а р ф о р у не­

к о р о н к и представлена н а Р и с . 3 . 4 . 3 .

обходимую окраску, н а п р и м е р , о к с и д железа служит

П о р о ш о к с м е ш и в а ю т с водой и связующим веще­

к о р и ч н е в ы м п и г м е н т о м , м е д ь — з е л е н ы м , титан —

ством для получения ш л и к е р а , к о т о р ы й можно нано­

ж е л т о в а т о - к о р и ч н е в ы м , кобальт о к р а ш и в а е т керами­

сить на ш т а м п и к р а з н ы м и с п о с о б а м и , например, с по­

ку в голубой цвет. В состав стоматологического фар­

мощью

фора м о ж н о также ввести о р г а н и ч е с к о е связующее ве­

п р о м о к а н и е м в л а г и и л и у п л о т н е н и е м вибрацией.

щество,

состоящее

из

сахара

облегчит работу с п о р о ш к а м и .

и

крахмала,

и

это

шпателя,

кистью,

с

последующим

Целью всех методов н а н е с е н и я керамической массы является у п л о т н е н и е и л и к о н д е н с а ц и я порошка. Me-

medwedi.ru

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА

в ы с о к о й температуре,

247

тоды к о н д е н с а ц и и п р е д н а з н а ч е н ы для удаления п о -

при

возможности б о л ь ш е г о количества влаги, благодаря

плавление полевого шпата, и расплав начинает про­

происходит дальнейшее

чему ч а с т и ц ы п о р о ш к а р а с п р е д е л я ю т с я в массе более

н и к а т ь между ч а с т и ц а м и , соединять их друг с другом и

компактно. Э т о позволяет п о в ы с и т ь плотность упа­

з а п о л н я т ь н а х о д я щ и е с я между н и м и пустоты. На этом

ковки ч а с т и ц в с ы р о м и з д е л и и и у м е н ь ш и т ь усадку

этапе происходит м а к с и м а л ь н о е уплотнение фарфора

при обжиге к е р а м и к и . Р а з м е р ы и ф о р м а ч а с т и ц ока­

( - 2 0 % ) , а с п е ч е н н ы й материал фактически не содер­

зывают с у щ е с т в е н н о е

на т е х н о л о г и ч е с к и е

жит п о р . Следовательно, п р и ч и н о й высокой усадки

влияние

параметры к е р а м и ч е с к о й м а с с ы , и от н и х зависит ве­

при обжиге ф а р ф о р а является плавление частиц во

личина усадки при обжиге. С в я з у ю щ е е вещество по­

время процесса с п е к а н и я , благодаря чему они вступа­

могает с о е д и н и т ь ч а с т и ц ы п о р о ш к а , п о с к о л ь к у мате­

ют в более т е с н ы й контакт.

риал

находится

в

сыром

состоянии

и

является

предельно хрупким.

Обжиг ф а р ф о р а следует проводить, точно соблю­ дая и н с т р у к ц и и

п р о и з в о д и т е л я . Если коронку оста­

вить в печи на с л и ш к о м длительное время, она может потерять с в о ю ф о р м у в результате появления пироп-

Обжиг

л а с т и ч е с к о й текучести ( п е р е м е щ е н и ю расплавленно­

Сначала к о р о н к и м е д л е н н о прогревают перед входом в

б ы т о ч н ы й блеск.

го стекла), к р о м е того, к о р о н к а может приобрести из­ печь. Это делают для того, чтобы удалить и з б ы т о к вла­

Д л я того, чтобы избежать образования глубоких

ги до того, к а к о н а обратится в пар. Если влага, содер­

или сетчатых т р е щ и н , коронку следует охлаждать мед­

жащаяся в к е р а м и ч е с к о й массе, обратится в пар в са­

л е н н о . Существующие печи о б ы ч н о в той или иной

мой печи, это может привести к р а з р у ш е н и ю хрупкого

степени автоматизированы, и их м о ж н о использовать

сырого изделия,

поскольку пар будет стремительно

как для проведения вакуумных обжигов, так и для об­

выходить из материала. П о с л е п о д с у ш и в а н и я уплот­

жигов в атмосфере воздуха. Плотность ф а р ф о р а после

ненной массы к о р о н к у п о м е щ а ю т в печь, где происхо­

обжига в вакууме выше, чем у ф а р ф о р а , обожженного

дит выгорание связующего вещества. На этом этапе

на воздухе, поскольку в первом случае во время обжига

происходит некоторое у п л о т н е н и е материала. Затем ф а р ф о р н а ч и н а е т п л а в и т ь с я , о д н а к о непре­

воздух выходит из материала. В ф а р ф о р е вакуумного обжига остается меньше пор и пустот, и в результате

рывная структура образуется т о л ь к о в точках контакта

удается

между ч а с т и ц а м и п о р о ш к а . М а т е р и а л все еще остает­

предсказуемой расцветкой. Пористость коронок, полу­

ся пористым, и т а к о й материал н а з ы в а ю т низкотемпе­

ченных обжигом на воздухе, приводит к снижению

По мере у д л и н е н и я в ы д е р ж к и

прозрачности к о р о н к и , поскольку поры рассеивают

ратурным бисквитом.

п о л у ч и т ь более

прочную

к о р о н к у с более

п а д а ю щ и й свет. Еще о д н о й проблемой, связанной с об­ жигом на воздухе, является обнажение пор при шлифо­ вании к е р а м и к и , что приводит к ухудшению эстетики и п о я в л е н и ю шероховатостей на поверхности коронки.

Глазурование Н е к о т о р а я ш е р о х о в а т о с т ь , н е б о л ь ш и е п о р ы и пусто­ ты

всегда п р и с у т с т в у ю т на п о в е р х н о с т и

фарфора.

Э т о делает м а т е р и а л д о с т у п н ы м для п р о н и к н о в е н и я б а к т е р и й и р о т о в ы х ж и д к о с т е й , и п о в е р х н о с т ь фар­ ф о р о в о й к о р о н к и м о ж е т стать м е с т о м о б р а з о в а н и я з у б н о г о налета. Д л я того, ч т о б ы э т о г о избежать, по­ в е р х н о с т ь к е р а м и ч е с к о г о и з д е л и я глазуруют, созда­ вая г л а д к и й , б л е с т я щ и й и н е п р о н и ц а е м ы й наруж­ н ы й с л о й . Существует два с п о с о б а с о з д а н и я этого слоя: 1.

П о в е р х н о с т ь о б о ж ж е н н о й к о р о н к и покрывают стеклами, н а з ы в а е м ы м и глазурями, которые пла­

Рис. 3.4.3. Нанесение ф а р ф о р а при изготовлдении фарфоровой жакет-коронки

вятся п р и н и з к и х температурах. Для того, чтобы глазурь растеклась по поверхности коронки и об-

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

248

Клиническое значение

разовала н е п р о н и ц а е м ы й с л о и , д о с т а т о ч н о про­ вести н е п р о д о л ж и т е л ь н ы й о б ж и г при относитель­ н о н и з к о й температуре. 2.

Если различие р а з м е р н ы х и з м е н е н и й м е ж д у слоями в

Во время п р о в е д е н и я глазуровочного о б ж и г а с

материале окажется с л и ш к о м в ы с о к и м , то на внутрен­

точным поддержанием режима

ней поверхности к о р о н к и , находящейся под действием

п р о и с х о д и т плав­

л е н и е п о в е р х н о с т н о г о слоя к е р а м и к и и его прев­

н а п р я ж е н и й растяжения, будут возникать разрывы. В

р а щ е н и е в н е п р о н и ц а е м у ю глазурь. Этот процесс

результате этого на внутренней контактной поверхности

называют самоглазурованием.

к о р о н к и образуется большое количество микротрещин, что м о ж е т в конце концов привести к катастрофическо­ му разрушению к о р о н к и (Рис. 3.4.4).

СВОЙСТВА СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО ФАРФОРА

Н а н е с е н и е глазури с н е с к о л ь к о более низким, чем у фарфора,

к о э ф ф и ц и е н т о м р а с ш и р е н и я позволило

бы з а п о л н и т ь м и к р о т р е щ и н ы , а поверхность материа­ ла могла бы подвергаться д е й с т в и ю н а п р я ж е н и й сжа­ тия. К с о ж а л е н и ю , в н у т р е н н ю ю поверхность коронки нельзя п о к р ы в а т ь глазурью, поскольку это может при­ вести к н е п р а в и л ь н о й п о с т а н о в к е к о р о н к и . Таким об­ разом, ф а р ф о р оказался не настолько прочным, чтобы м о ж н о б ы л о из него изготавливать протезы протяжен­

С т о м а т о л о г и ч е с к и й ф а р ф о р обладает в ы с о к о й хими­

ностью в н е с к о л ь к о е д и н и ц , даже при изготовлении

ческой с т а б и л ь н о с т ь ю и п р е к р а с н ы м и э с т е т и ч е с к и м и

о д и н о ч н ы х ж а к е т - к о р о н о к для передних зубов возни­

не ухудшаются.

кали с л о ж н о с т и , о с о б е н н о , если эти к о р о н к и устанав­

Т е п л о п р о в о д н о с т ь и к о э ф ф и ц и е н т т е р м и ч е с к о г о рас­

л и в а л и п а ц и е н т а м со с л о ж н о й о к к л ю з и е й . Крошеч­

свойствами,

которые

со

временем

ш и р е н и я с т о м а т о л о г и ч е с к о г о ф а р ф о р а совпадают с

ные

аналогичными характеристиками дентина и эмали,

поверхности к о р о н к и я в л я л и с ь участками иницииро­

поверхностные

трещины

на

внутренней

поэтому если края реставрации х о р о ш о прилегают, то

вания к а т а с т р о ф и ч е с к и х р а з р у ш е н и й . Низкая проч­

п р о б л е м ы , с в я з а н н ы е с п о я в л е н и е м краевой проница­

ность п р и р а с т я ж е н и и , п р и с у щ а я полевошпатному

емости, будут м и н и м а л ь н ы м и .

ф а р ф о р у (< 60 М П а ) , о г р а н и ч и в а л а показания к его

Х о т я с т о м а т о л о г и ч е с к и й ф а р ф о р о б л а д а е т дос­ т а т о ч н о в ы с о к о й п р о ч н о с т ь ю п р и с ж а т и и (350 — 550

МПа),

прочность при

растяжении

является

о ч е н ь н и з к о й (20 — 60 М П а ) , что я в л я е т с я т и п и ч ­ н ы м с в о й с т в о м х р у п к и х т в е р д ы х в е щ е с т в . Матери­ ал, с о с т о я щ и й в о с н о в н о м из с т е к л а , о т л и ч а е т с я от­ сутствием

области

вязкого

разрушения

( п о в ы ш е н н о й х р у п к о с т ь ю ) . М а к с и м а л ь н а я дефор­ мация,

которую

способно

выдержать стекло

без

р а з р у ш е н и я , с о с т а в л я е т м е н е е 0 , 1 % . С т е к л а чрез­ в ы ч а й н о ч у в с т в и т е л ь н ы к п о я в л е н и ю в н и х поверх­ ностных микротрещин,

и

му

стоматологического

использованию

это

препятствует

широко­ фарфора.

П р и о х л а ж д е н и и к о р о н к и , н а г р е т о й д о температу­ ры

обжига,

наружные

слои

фарфора

остывают

быстрее, чем внутренние, в частности из-за того, что ф а р ф о р обладает н и з к о й т е п л о п р о в о д н о с т ь ю . Вначале наружная поверхность к о р о н к и сжимается быстрее, чем в н у т р е н н я я , что приводит к р а з в и т и ю напряжений сжатия на наружной поверхности. При этом,

внутренняя

под действием

поверхность

остаточных

будет

находиться

напряжений

растяже­

н и я , п о с к о л ь к у е е с ж а т и ю будет п р е п я т с т в о в а т ь на­ ружный слой.

Рис.

3.4.4.

Раскол

фарфоровой

жакет-коронки пс

я з ы ч н о й поверхности, в о з н и к ш и й в результате развит трещины на внутренней поверхности

medwedi.ru

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА

п р и м е н е н и ю , т о л ь к о для в о с с т а н о в л е н и я передних зу­

249

другой материал, обладающий более высокой проч­

бов, и с п ы т ы в а ю щ и х с а м ы е н и з к и е ф у н к ц и о н а л ь н ы е

ностью и м е н ь ш е й хрупкостью, н о , возможно, худши­

нагрузки. Р е ш е н и е м п р о б л е м ы б ы л о создание проч­

м и э с т е т и ч е с к и м и свойствами.

ного к а р к а с а в качестве н а д е ж н о й и п р о ч н о й о п о р ы

П р и ф и к с а ц и и керамических протезов полимер­

фарфору. В н а с т о я щ е е время существует ряд систем,

н ы м и адгезивами, о н а будет опираться на твердые тка­

отвечающих этому т р е б о в а н и ю .

ни п р е п а р и р о в а н н о г о зуба, то есть, непосредственно на э м а л ь и д е н т и н . В этом случае, керамика обеспечит необходимое эстетическое качество протезу, а проч­ ность реставрации будет определяться ее адгезионной прочностью в с о е д и н е н и и с твердыми тканями зуба.

КЛАССИФИКАЦИЯ СОВРЕМЕННОЙ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ

Клиническое значение Для керамических зубных протезов, которые фиксиру­ ют полимерными адгезивными цементами, успех лече­ ния будет зависеть от прочности адгезионной фикса­ ции, поскольку разрушение этого соединения приведет к утрате опоры для керамики и, в конечном итоге, к разрушению последней.

Одним из самых серьезных недостатков о п и с а н н ы х выше первых

составов с т о м а т о л о г и ч е с к о г о ф а р ф о р а

было отсутствие

которые

П о д о б н ы й подход стал возможен только с разра­

серьезно о г р а н и ч и в а л и п р и м е н е н и е этого материала.

прочности

и

хрупкость,

боткой с п о с о б о в п р и м е н е н и я адгезивов для эмали и

Еще в 1903 году Land в журнале Dental Cosmos описал

д е н т и н а , о п и с а н н ы х в главе 2.5, и адгезионной фикса­

способ изготовления ф а р ф о р о в ы х к о р о н о к и упомя­

ции к е р а м и к и , р а с с м о т р е н н о й в главе 3.6. Сочетание

нул об их хрупкости. Pincus представил п р и н ц и п про­

э с т е т и к и и в ы с о к о й п р о ч н о с т и было бы идеальным

цесса и з г о т о в л е н и я к е р а м и ч е с к о г о в и н и р а в журнале

решением,

Californian Denial Association Jornal, но также подчерк­

т о л ь к о на п р о ч н о с т ь а д г е з и о н н о й связи, но и на проч­

п о с к о л ь к у п о з в о л и л о бы

надеяться не

нул низкую п р о ч н о с т ь ф а р ф о р а того в р е м е н и . В те го­

ность самого материала, а также дало бы возможность

ды по п р и ч и н а м э с т е т и к и к а о л и н не добавляли в сос­

разработать ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и е мостовидные проте­

тав с т о м а т о л о г и ч е с к о г о ф а р ф о р а и л и д о б а в л я л и

зы с а д г е з и о н н о й ф и к с а ц и е й .

в

малых количествах.

В случае

Существует два р е ш е н и я , п о з в о л я ю щ и х избавить­

металлокерамических зубных

протезов

эстетичная к е р а м и к а о п и р а е т с я на п р о ч н ы й металли­

ся от п р о б л е м ы н и з к о й п р о ч н о с т и и хрупкости стома­

ч е с к и й к а р к а с с в ы с о к о й вязкостью разрушения. Ме­

тологического ф а р ф о р а . Первое — о б е с п е ч и т ь стома­

т а л л о к е р а м и к а п о д р о б н о о п и с а н а в главе 3.5

тологический

прочной

П о д р о б н о е о п и с а н и е процедур и материалов для

подлежащей структуры. Второе р е ш е н и е — разрабо­

фарфор

опорой

из

ц е м е н т и р о в а н и я или ф и к с а ц и и керамических и ме­

тать керамику,

т а л л о к е р а м и ч е с к и х зубных протезов представлено в

о б л а д а ю щ у ю более

более

высокой

проч­

ностью и м е н ь ш е й хрупкостью. В связи с э т и м , всю

главе 3.6.

стоматологическую к е р а м и к у м о ж н о разделить на три категории в з а в и с и м о с т и от системы у п р о ч н е н и я : • керамика с у п р о ч н е н н ы м к е р а м и ч е с к и м к а р к а с о м ; • керамика для ф и к с а ц и и п о л и м е р н ы м и адгезивами; •

металлокерамика

УПРОЧНЕННЫЕ ЦЕЛЬНОКЕРАМИЧЕСКИЕ КАРКАСЫ

Основным п р и н ц и п о м , п о з в о л я ю щ и м достигнуть хорошего эстетического результата п р о т е з и р о в а н и я ,

В ранней публикации Land с соавторами было показа­

являлось с о з д а н и е п р о ч н о й о п о р ы для к е р а м и к и . Оче­

но, что одной из проблем, связанных с использованием

видно, что идеальная к е р а м и к а д о л ж н а обладать как

цельнокерамических коронок для передних зубов, яв­

прочностью, так и в ы с о к и м и э с т е т и ч е с к и м и свой­

ляется опасность разрушения фарфора, начиная от

ствами, чтобы отвечать как ф у н к ц и о н а л ь н ы м , так и

внутренней поверхности ф и к с а ц и и до внешней пове­

эстетическим т р е б о в а н и я м .

рхности протеза. Некоторое п о в ы ш е н и е прочности

При и с п о л ь з о в а н и и

упрочненных керамических

ф а р ф о р а было достигнуто с разработкой вакуумных зу-

каркасов, о п о р о й для эстетической к е р а м и к и будет

ботехнических печей, которые позволяли снизить по-

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

250

Клиническое значение Оксиды а л ю м и н и я и ц и р к о н и я обладают белизной и п р о ч н о с т ь ю , поэтому в настоящее время эти материалы использованы в ряде систем для изготовления цельнок е р а м и ч е с к и х з у б н ы х протезов.

В середине 60-х годов M c L e a n и Huges разработали к а р к а с н ы й материал на о с н о в е п о л е в о ш п а т н о г о стек­ ла, у п р о ч н е н н о г о о к с и д о м а л ю м и н и я , часто называе­ м ы й а л ю м о о к с и д н ы м ф а р ф о р о м для жакет-коронок. С тех п о р б ы л и р а з р а б о т а н ы другие составы и техно­ л о г и и для и з г о т о в л е н и я ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х рестав­ р а ц и й . В 1988 году была создана стеклонасыщенная в ы с о к о п р о ч н а я к е р а м и к а для к а р к а с о в зубных проте­ зов ( I n - C e r a m , Vita Zahnfabrik, Bad Sackingen, Герма­ н и я ) , а в начале д е в я н о с т ы х п о я в и л и с ь к а р к а с ы , пол­ ностью

состоящие

из

плотноспеченного

оксида

а л ю м и н и я (Techceram, Techceram Ltd., Procera AllCeram, Nobel Biocare). Р и с . 3 . 4 . 5 . Упрочнение к е р а м и к и с п о м о щ ь ю : (a) повышения модуля у п р у г о с т и материала;

Фарфоровые жакет-коронки, упрочненные оксидом алюминия (A0K)

(b) повышения сопротивления развитию трещин

ристость материала и повысить его прочность п р и из­

В начале 60-х годов M c L e a n и Huges предложили уп­

гибе от 20-30 М П а до п р и б л и з и т е л ь н о 50-60 М П а . Од­

р о ч н е н и е о п а к о в о г о (грунтового) слоя к о р о н о к окси­

н а к о , эта прочность также оказалась недостаточной,

д о м а л ю м и н и я . П р е д л о ж е н н ы й материал представлял

поэтому начались п о и с к и каркасного материала, кото­

с о б о й п о л е в о ш п а т н о е стекло с д о б а в к о й 40 — 50% ок­

р ы й смог бы обеспечить необходимую прочность и уп­

сида а л ю м и н и я ( Р и с . 3 . 4 . 6 ) . Ч а с т и ц ы оксида алюми­

ругость для избавления от р а з р у ш е н и й , связанных с

н и я о б л а д а л и н а м н о г о б о л ь ш е й п р о ч н о с т ь ю , чем

развитием т р е щ и н от внутренней к в н е ш н е й поверх­

стекло, о н и более э ф ф е к т и в н о предупреждали разви­

ности к о р о н к и .

тие т р е щ и н , чем к в а р ц , и, по существу, представляли

Поскольку керамика склонна к разрушению при

с о б о й п р е п я т с т в и я д л я р а с п р о с т а н е н и я трещины

о д н о й и той же к р и т и ч е с к о й д е ф о р м а ц и и п о р я д к а

( Р и с . 3 . 4 . 7 ) . В то время к а к п р о ч н о с т ь при изгибе по-

~0,1 %, п о э т о м у п о в ы с и т ь п р о ч н о с т ь материала м о ж н о

л е в о ш п а т н ы х ф а р ф о р о в , в лучшем случае, составляла

только путем п о в ы ш е н и я его модуля упругости. Если,

не более 60 М П а , добавка о к с и д а а л ю м и н и я позволя­

о д н о в р е м е н н о создать п р е п я т с т в и я р а з в и т и ю т р е щ и н ,

ла п о в ы с и т ь этот показатель до 100 — 150 М П а .

то ф а р ф о р о в ы й материал с м о ж е т выдержать без раз­

П р и и з г о т о в л е н и и к о р о н к и о п а к о в ы й слой, предс­

р у ш е н и я более в ы с о к и е д е ф о р м а ц и и , в результате че­

т а в л е н н ы й на р и с . 3.4.3, изготавливали из алюмоок-

п р о ч н о с т ь п о в ы с и т с я ( Р и с . 3 . 4 . 5 ) . В Таблице

сидного ф а р ф о р а . О д н а к о п о - п р е ж н е м у приходилось

3.4.3 представлены п о к а з а т е л и п р о ч н о с т и н е к о т о р ы х

использовать н е п р о ч н ы е к о м п о з и ц и и дентинного и

го его

к е р а м и ч е с к и х материалов. П о с к о л ь к у п р о ч н о с т ь при

эмалевого ф а р ф о р а , поскольку получение полупроз­

р а с т я ж е н и и о ц е н и т ь о ч е н ь с л о ж н о (из-за большого

р а ч н о й а л ю м о о к с и д н о й к е р а м и к и п о к а оставалось не­

разброса результатов), о б ы ч н о у материала определя­

в о з м о ж н ы м — д о б а в к а о к с и д а а л ю м и н и я приводила к

ют п р о ч н о с т ь п р и изгибе.

п о я в л е н и ю блеклой о к р а с к и и непрозрачности.

Н е с м о т р я на то, что н и т р и д ы и к а р б и д ы к р е м н и я п р и в л е к а т е л ь н ы с т о ч к и з р е н и я п р о ч н о с т и , о н и неп­

О с н о в н ы м н а з н а ч е н и е м а л ю м о о к с и д н ы х коронок является в о с с т а н о в л е н и е передних зубов. Несмотря I

р и г о д н ы из-за с л о ж н о с т и и з г о т о в л е н и я из н и х инди­

на з н а ч и т е л ь н о е п о в ы ш е н и е п р о ч н о с т и , этот показа- I

видуальных к о р о н о к , н е п о д х о д я щ е г о т е м н о г о цвета и

тель все еще оставался н и з к и м , что не позволяло ис­

термической

пользовать а л ю м о о к с и д н ы й ф а р ф о р для восстановле- I

несогласованности

фарфоровыми покрытиями.

с

эстетическими

ния

medwedi.ru

групп

жевательных

зубов,

а

возможность I

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА

251

Рис. 3 . 4 . 6 . Снятая на растровом м и к р о с к о п е м и к р о ф о т о г р а ф и я к а р к а с н о г о материала, на которой изображены частицы оксида а л ю м и н и я , внедренные в стеклянную матрицу, состоящую из застывшего расплава полевого шпата

изготовления из а л ю м о о к с и д н о г о ф а р ф о р а мостовид­

риала для изготовления керамических каркасов в этой

ных протезов, хотя бы из трех е д и н и ц , и вовсе не рас­

системе содержится о к о л о 8 5 % оксида а л ю м и н и я .

сматривалась.

К е р а м и ч е с к и й каркас моделируют на огнеупорной модели из т о н к о г о шликера, содержащего порошок

Клиническое значение

оксида а л ю м и н и я . Этот процесс называется шликерн ы м литьем. После сушки ш т а м п и к а , его обжигают в течение 10 час при температуре 1120°С. Температура

Потребность в разработке более прочных каркасных

плавления оксида а л ю м и н и я , необходимая для полно­

материалов из к е р а м и к и все еще существует, если под­

го у п л о т н е н и я п о р о ш к а за счет жидкофазового спека­

разумевается использовать к е р а м и к у для восстановле­

н и я , очень высока, поэтому происходит только твердо-

ния жевательных зубов.

фазовое

спекание

материала.

Следовательно,

полученный подобным образом керамический каркас, образован частицами оксида а л ю м и н и я , спекшимися

Стеклонасыщенная высокопрочная керамика для изготовления цельнокерамических каркасов

в точках контакта,

поэтому он обладает пористой

структурой. Прочность пористого каркаса невысока — она составляет всего 6-10 М П а . Затем пористый каркас н а с ы щ а ю т л а н т а н о в ы м стеклом, которое плавят при температуре

1100°С в течение 4-6 часов. Лантановое

стекло обладает очень н и з к о й вязкостью расплава.

В состав п о л е в о ш п а т н о г о стекла м о ж н о вводить не

Этот расплав способен проникать в поры, благодаря

более 50-60 % (по объему) оксида а л ю м и н и я из-за ог­

чему получается п л о т н ы й керамический материал. Для

раничений, с в я з а н н ы х с проведением ф р и т т о в а н и я .

создания ф у н к ц и о н а л ь н о й и эстетически привлека­

Альтернативным подходом стало и з о б р е т е н и е н о в о й

тельной ф о р м ы к о р о н к и каркас облицовывают обыч­

системы, н а з в а н н о й I n - C e r a m (Vita). В составе мате­

ной стоматологической полевошпатной керамикой.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

252

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Эта технология и з г о т о в л е н и я реставраций использу­

Клиническое значение

ется как в системе C E R E C (Siemens), так и в системе

Каркасная керамика данного типа, как было заявлено, обладает очень высокой прочностью при изгибе (400 — 500 МПа), что позволяет применять ее для изготовле­ ния к о р о н о к передних и жевательных зубов с прекрас­ н ы м результатом.

Celay

(Vident).

Блоки

Spinel/Alumina/Zirconia,

из

керамики

подлежащие

In-Ceram-

механической

обработке для получения готовых реставраций, изго­ т о в л я ю т с я путем сухого п р е с с о в а н и я , что позволяет получить более п л о т н ы й и более о д н о р о д н ы й матери­ ал с открытой пористостью, благодаря чему повыша­ ется п р о ч н о с т ь к е р а м и к и при изгибе после ее насы­

Б ы л о сделано н е с к о л ь к о п о п ы т о к и з г о т о в л е н и я

щ е н и я л а н т а н о в ы м стеклом.

к о н с о л ь н ы х п р о т е з о в для передних и жевательных зу­ бов из трех е д и н и ц с п р и м е н е н и е м с т е к л о н а с ы щ е н ной к е р а м и к и ; такие п о п ы т к и для д а н н о г о вида кера­ мики

являются

достаточно

смелыми,

но

представляются весьма п е р с п е к т и в н ы м и . Аналогичный подход был использован для изготов­

Керамические каркасы из чистого оксида алюминия

л е н и я цельнокерамических каркасов из магнезиальной ш п и н е л и (MgAl 2 0 4 ) или диоксида ц и р к о н и я , заменив­

Б ы л о бы л о г и ч н ы м после разработки к е р а м и к и , уп­

ших оксид а л ю м и н и я . Материал на основе магнезиаль­

р о ч н е н н о й о к с и д о м а л ю м и н и я , о которой говорилось

ной ш п и н е л и In-Ceram-Spinel позволял получить более

выше, рассмотреть в о з м о ж н о с т и и с п о л ь з о в а н и я цель­

высокое эстетическое качество по с р а в н е н и ю с алюмо-

н о к е р а м и ч е с к и х каркасов, изготовленных из чистого

о к с и д н ы м In-Ceram-Alumina, о д н а к о отличался нес­

оксида а л ю м и н и я . На р ы н к е такие к а р к а с ы из чисто­

изгибе

го оксида а л ю м и н и я представляют по меньшей мере

поэтому этот материал рекомендуется ис­

два производителя — Procera AllCeram (Nobel Biocare

пользовать для изготовления вкладок. In-Ceram-Zirco-

АВ, Gotenburg, Ш в е ц и я ) и Techceram system (Techcer­

nia получен на основе керамики In-Ceram-Alumina, в

am Ltd, Shipley, В е л и к о б р и т а н и я ) . Потенциальными

состав которой введена добавка

3 3 % масс, д и о к с и д а

п р е и м у щ е с т в а м и такой к е р а м и к и являются ее более

ц и р к о н и я . In-Ceram-Zirconia отличается п о в ы ш е н н о й

в ы с о к а я п р о ч н о с т ь и л у ч ш а я светопроницаемость

прочностью и позволяет изготавливать керамические

(полупрозрачность), чем у с т е к л о н а с ы щ е н н ы х кар­

каркасы с прочностью ~700 М П а .

касных материалов.

колько

более

(~350МПа),

низкой

прочностью

при

Процесс

Альтернативным подходом к о п и с а н н о й в ы ш е тех­

изготовления

керамических

каркасов

изготовление

Procera AllCeram с о с т о и т из с н я т и я оттиска, изго­

ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х реставраций с п р и м е н е н и е м тех­

т о в л е н и я ш т а м п и к а , с к а н и р о в а н и я г е о м е т р и и штам­

нологии

шликерного литья

является

нологии CAD-CAM (компьютерное моделирование/

п и к а и м о д е л и р о в а н и я ж е л а е м о й ф о р м ы реставра­

к о м п ь ю т е р н о е управление п р о ц е с с о м и з г о т о в л е н и я ) .

ции

на

экране

компьютера

с

помощью

и с п о л ь з о в а н и я с п е ц и а л ь н о р а з р а б о т а н н о й для этого компьютерной

программы,

п е р е д а ч и информации

через м о д е м в л а б о р а т о р и ю в С т о к г о л ь м е . Все это в ы п о л н я е т с я в с п е ц и а л ь н о у п о л н о м о ч е н н ы х зуботехнических лабораториях,

с т а в ш и х членами сети

Procera Network. К е р а м и ч е с к и е к а р к а с ы изготовля­ ют по о с о б о й т е х н о л о г и и , в к о т о р у ю входит спека­ н и е частого о к с и д а а л ю м и н и я со с т е п е н ь ю очистки 99,9% п р и температурах 1600 — 1700°С, что позволя­ ет п о л у ч и т ь п л о т н о с п е ч е н н ы й материал с отсутстви­ ем п о р и с т о с т и . К е р а м и ч е с к и е каркасы затем отсылают в зуботехническую л а б о р а т о р и ю для н а н е с е н и я эстетического покрытия,

представляющего собой полевошпатные

стекла, с о в м е с т и м ы е с п л о т н о с п е ч е н н ы м алюмооксидом. Время технологического цикла составляет около 24 час. П р о ч н о с т ь при изгибе плотноспеченного алюм о о к с и д н о г о к а р к а с н о г о материала составляет около

Р и с . 3.4.7. Частицы оксида алюминия действуют, как препятствия для развития трещины

700 М П а , что б л и з к о совпадает с аналогичным пока­ зателем к е р а м и к и ln-Ceram-Zirconia.

medwedi.ru

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА

В системе Techceram п р и м е н е н с о в е р ш е н н о и н о й подход.

П о л у ч е н н ы й оттиск м о ж н о отослать на фир­

му Techceram Ltd, где по нему изготовят с п е ц и а л ь н ы й штампик, на к о т о р ы й методом г о р я ч е - п л а з м е н н о г о

253

КЕРАМИКА ДЛЯ ФИКСАЦИИ ПОЛИМЕРНЫМИ АДГЕЗИВАМИ

напыления из п л а з м е н н о й п у ш к и будет осажден ок­ сид а л ю м и н и я .

Плотность керамических каркасов

составляет 80-90%. Д л я д о с т и ж е н и я более в ы с о к о й прочности и п р о з р а ч н о с т и , к а р к а с ы , полученные ме­

АДГЕЗИВНЫМИ ЦЕМЕНТАМИ

тодом н а п ы л е н и я в горячей плазме, подлежат даль­ нейшему с п е к а н и ю при температуре 1170°С. Готовый керамический каркас отсылают в зуботехническую ла­

О д н и м и з путей, п о з в о л я ю щ и м о с п о р и т ь традицион­

бораторию, где зубные т е х н и к и - к е р а м и с т ы создадут

н ы й подход к ц е м е н т и р о в а н и ю реставраций, стала

анатомическую ф о р м у и воспроизведут в н е ш н и й вид

р а з р а б о т к а н о в ы х а д г е з и о н н ы х технологий. Эти тех­

натуральных зубов с п о м о щ ь ю н а н е с е н и я п о л е в о ш -

н о л о г и и п о з в о л и л и и с п о л ь з о в а т ь керамику в тех об­

патных стекол.

ластях, где р а н ь ш е ее п р и м е н е н и е считалось невоз­ можным.

Сочетание адгезии

к эмали, дентину и

к е р а м и к е и у л у ч ш е н н ы х п р о ч н о с т н ы х свойств кера­ м и ч е с к и х м а т е р и а л о в п о з в о л и л о изготавливать рес­

Клиническое значение

т а в р а ц и и , о т л и ч а ю щ и е с я з а м е ч а т е л ь н о й механичес­

Одним из потенциальных преимуществ к е р а м и ч е с к и х каркасов из чистого п л о т н о с п е ч е н н о г о оксида а л ю м и ­ ния является их светопроницаемость ( п о л у п р о з р а ч ­ ность), которая выше, чем у материалов, представляю­ щих собой к о м п о з и ц и и стекла и оксида а л ю м и н и я .

к о й ц е л о с т н о с т ь ю . Ф а к т и ч е с к и , адгезионная связь п о з в о л я е т и з б а в и т ь с я от м и к р о т р е щ и н на внутрен­ ней п о в е р х н о с т и р е с т а в р а ц и и , и, тем с а м ы м , снижа­ ет в о з м о ж н о с т ь р а з р у ш е н и я . И з о б р е т е н и е адгезион­ ной

технологии

к е р а м и к и для

привело

к

изготовления

росту

использования

коронок,

виниров и

вкладок. Основным

недостатком

всех

вышеупомянутых

П р и м е н е н и е к е р а м и к и для изготовления виниров

высоко п р о ч н ы х ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х к а р к а с о в явля­

не является новостью, ее п р и м е н я л

ется то, что о н и не поддаются п р о т р а в л и в а н и ю кис­

Pincus из Беверли Хиллз, который изготавливал фар­

доктор Charles

лотой для с о з д а н и я м и к р о м е х а н и ч е с к о й с в я з и с их

ф о р о в ы е в и н и р ы для актеров Голливуда. Ф а р ф о р о в ы е

поверхностью, хотя н е к о т о р а я с в я з ь с м а т е р и а л о м це­

в и н и р ы обжигали на п л а т и н о в о й фольге и крепили на

мента все-таки может в о з н и к н у т ь за счет шерохова­

зубах п о р о ш к а м и - а д г е з и в а м и для

тости поверхности к а р к а с о в после их и з г о т о в л е н и я .

протезов. О д н а к о в и н и р ы часто раскалывались из-за

Это о б ъ я с н я е т с я тем, что в н у т р е н н я я п о в е р х н о с т ь

п о в ы ш е н н о й хрупкости т о н к о г о ф а р ф о р а , и их неред­

ф и к с а ц и и съемных

протеза, п р е д н а з н а ч е н н а я для ф и к с а ц и и , состоит в

ко приходилось заменять. С изобретением в 1937 году

основном из о к с и д а а л ю м и н и я , а не из о к с и д а крем­

а к р и л о в о й пластмассы,

ния, и потому н и к а к и е из существующих а п п р е т о в не

чился на и с п о л ь з о в а н и е этого материала для изготов­

могут обеспечить п р о ч н у ю с в я з ь между керамичес­

л е н и я в и н и р о в голливудским актерам.

ким каркасом и п о л и м е р а м и . Без н а л и ч и я э ф ф е к т и в ­

это привело к повсеместному и с п о л ь з о в а н и ю компо­

ного а п п р е т и р у ю щ е г о агента или п о в е р х н о с т и , обла­

зитных в и н и р о в , и к е р а м и к а была на долгое время за­

дающей

быта.

идеальной

микромеханической ретенцией,

Pincus полностью переклю­ В результате

все эти п л о т н о с п е ч е н н ы е ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и е кар­

П о в т о р н о е появление цельнокерамических вини­

касы будут н е п р и г о д н ы м и для ф и к с а ц и и полимерны­

ров м о ж н о отнести к началу 80-х годов прошлого века.

ми адгезивами на твердых т к а н я х зубов, и п о э т о м у не

К этому в р е м е н и д о к т о р Horn из Америки освоил из­

позволят реализовать д о п о л н и т е л ь н ы е преимущест­

готовление в и н и р о в на п л а т и н о в о й фольге и обнару­

ва, с в я з а н н ы е с п р и м е н е н и е м метода а д г е з и о н н о й

жил,

фиксации к е р а м и к и .

реставрации п л а в и к о в о й кислотой улучшает микро­

что п р о т р а в л и в а н и е

механическую

ретенцию

внутренней

поверхности

материала (см.

главу 3.6).

Используя метод травления эмали ф о с ф о р н о й кисло­

Клиническое значение

той, H o r n смог осуществить постоянную ф и к с а ц и ю керамических в и н и р о в на зубах композитным поли­

Упрочнение каркасной к е р а м и к и основано на повыше­

м е р н ы м ц е м е н т о м . С тех п о р прочность связи твердых

нии прочности и ударной вязкости к е р а м и ч е с к о г о ма­

т к а н е й зуба с к е р а м и к о й была значительно улучшена

териала и правильной к о н с т р у к ц и и протеза, что п о з в о ­

благодаря д о п о л н и т е л ь н о м у использованию силано-

лит ему выдерживать о к к л ю з и о н н ы е н а г р у з к и .

вых аппретов.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

254

Клиническое значение

н ы м и адгезивами.

Н о в ы е материалы позволили рас­

ш и р и т ь круг п о к а з а н и й к и с п о л ь з о в а н и ю цельнокера­ Д о изобретения к е р а м и ч е с к и х в и н и р о в , ф и к с и р у е м ы х

мических реставраций от в и н и р о в до к о р о н о к и вкла­

п о л и м е р н ы м и а д г е з и в а м и , единственными с п о с о б а м и

д о к для передних и жевательных зубов. Материалы,

восстановления неэстетичных зубов были к о м п о з и т н ы е

п р е д н а з н а ч е н н ы е для адгезионной ф и к с а ц и и полиме­

в и н и р ы , ф а р ф о р о в ы е ж а к е т - к о р о н к и и металлокерами-

р а м и , ф а к т и ч е с к и представляют собой разные группы

ческие к о р о н к и .

к е р а м и к и определенного строения, объединенные под о б щ и м н а з в а н и е м «стеклокерамика».

П р и р о д а стекло-

к е р а м и ч е с к и х м а т е р и а л о в будет р а с с м о т р е н а ниже. Вслед за н е й будут о п и с а н ы стоматологические стеклоСчитается, что к е р а м и ч е с к и е в и н и р ы в о м н о г о м

керамические материалы, п р е д н а з н а ч е н н ы е для изго­

превосходят п о л и м е р н ы е к о м п о з и т ы , п о с к о л ь к у ке­

т о в л е н и я реставраций, фиксируемых полимерными ад­

р а м и к а обладает л у ч ш е й э с т е т и к о й , у с т о й ч и в о с т ь ю

гезивами, а также рассказано о новых технологических

окраски,

методах, разработанных о д н о в р е м е н н о со стеклокера­

костью,

поверхностным

блеском,

износостой­

и совместимостью с тканями организма.

К р о м е того,

керамические материалы

микой.

отличаются

в ы с о к о й х и м и ч е с к о й с т а б и л ь н о с т ь ю , а их к о э ф ф и ц и ­ ент т е р м и ч е с к о г о р а с ш и р е н и я совпадает с т а к о в ы м у натуральной эмали.

Стеклокерамика

Из-за п о в ы ш е н н о й твердости

ф а р ф о р о в ы х в и н и р о в их ш л и ф о в а н и е и п о л и р о в а н и е я в л я ю т с я более т р у д о е м к и м и п р о ц е д у р а м и , ч е м обра­

Впервые

ботка к о м п о з и т о в . Т о н к и е в ы с т у п а ю щ и е к р а я вини­

п р е д п р и я т и и C o r n i n g Glass Works в к о н ц е 50-х годов

ров легче с к а л ы в а ю т с я , ч е м к р а я к о р о н о к , независи­

п р о ш л о г о века. В п р и н ц и п е , и з д е л и е формируют,

мо от того, где с н и м и р а б о т а ю т — в з у б о т е х н и ч е с к о й

п о к а с т е к л я н н а я м а с с а н а х о д и т с я в расплавленном

лаборатории или в кабинете. Явным преимуществом

с о с т о я н и и , о д н а к о в результате ее охлаждения обра­

стеклокерамика

была

разработана

на

к е р а м и ч е с к и х в и н и р о в перед ф а р ф о р о в ы м и коронка­

зуется

м и я в л я е т с я т о , что у л у ч ш е н и е э с т е т и к и м о ж е т б ы т ь

т е п л о в о й о б р а б о т к е м е т а с т а б и л ь н о г о стекла проис­

достигнуто п р и м и н и м а л ь н о м п р е п а р и р о в а н и и твер­

ходит к р и с т а л л и з а ц и я , к о т о р а я в о з н и к а е т за счет об­

дых т к а н е й зуба, а н е б н а я п о в е р х н о с т ь зуба о с т а н е т с я

р а з о в а н и я ц е н т р о в ( з а р о д ы ш е й ) кристаллизации и

метастабильное

стекло.

При

последующей

н е з а т р о н у т о й , благодаря чему с о х р а н я е т с я саггиталь-

п о с л е д у ю щ е г о у в е л и ч е н и я р а з м е р о в кристаллов, на­

н ы й р е з ц о в ы й путь.

х о д я щ и х с я в н у т р и м а т е р и а л а . П р о ц е с с превращения

С тех п о р было разработано м н о г о керамических материалов, п р е д н а з н а ч е н н ы х для ф и к с а ц и и п о л и м е р -

стекла в ч а с т и ч н о з а к р и с т а л л и з о в а н н о е стекло на­ зывается

ситаллизацией.

Таким

образом,

стеклоке­

р а м и к а п р е д с т а в л я е т с о б о й м н о г о ф а з н о е твердое ве­ щ е с т в о , с о д е р ж а щ е е о с т а т к и с т е к л о ф а з ы , в которой р а с п р е д е л е н а т о н к о д и с п е р с н а я к р и с т а л л и ч е с к а я фа­ за. У п р а в л е н и е п р о ц е с с о м к р и с т а л л и з а ц и и стекла п о з в о л я е т п о л у ч и т ь т о н ч а й ш и е к р и с т а л л ы , которые р а в н о м е р н о р а с п р е д е л е н ы по всей с т е к л я н н о й мат­ р и ц е . Ч и с л о к р и с т а л л о в , с к о р о с т ь их роста и, следо­ в а т е л ь н о , их р а з м е р ы , м о ж н о р е г у л и р о в а т ь путем из­ менения

температуры

тепловой

обработки

м а т е р и а л а и в р е м е н и в ы д е р ж к и п р и з а д а н н о й темпе­ ратуре. Существует два в а ж н ы х н а п р а в л е н и я образования к р и с т а л л и ч е с к о й ф а з ы : о б р а з о в а н и е центров крис­ т а л л и з а ц и и и рост к р и с т а л л о в . На Р и с . 3.4.8 схемати­ ч е с к и и з о б р а ж е н а с к о р о с т ь о б р а з о в а н и я центров к р и с т а л л и з а ц и и и с к о р о с т ь роста кристаллов. Эти к р и в ы е проходят через м а к с и м у м п р и разных темпе­ ратурах.

Следовательно,

процесс

ситаллизации

представляет с о б о й двухэтапную тепловую обработку. П е р в ы й э т а п т е п л о в о й о б р а б о т к и стекла проводят Рис. 3 . 4 . 8 . Скорость образования центров кристаллиза­

п р и температуре, с п о с о б с т в у ю щ е й образованию мак­

ции

с и м а л ь н о г о ч и с л а ц е н т р о в к р и с т а л л и з а ц и и . Затем,

и роста кристаллов (Т 2 ) в стеклофазе к е р а м и к и

medwedi.ru

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА

после о п р е д е л е н н о й в ы д е р ж к и материала, его темпе­ ратуру п о в ы ш а ю т д л я о б е с п е ч е н и я роста к р и с т а л л о в . Выдержку при п о в ы ш е н н о й температуре п р о в о д я т до тех п о р , п о к а не с ф о р м и р у ю т с я к р и с т а л л ы оптималь­ ного размера. Д л я т о г о , ч т о б ы п о л у ч и т ь г а р а н т и р о в а н н о вы­

255

Клиническое значение Одной из особенностей стеклокерамики является то, что размеры кристаллов и количество кристаллической фазы в материале м о ж н о точно регулировать в ходе проведения ситаллизации.

сокую п р о ч н о с т ь с т е к л о к е р а м и ч е с к о г о м а т е р и а ­ ла,

необходимо,

чтобы

число

кристаллов

было

как м о ж н о б о л ь ш и м , и ч т о б ы все о н и б ы л и рав­ Со­

Б о л ь ш и н с т в о с т е к л о к е р а м и ч е с к и х материалов яв­

держание кристаллической фазы в процессе си-

номерно распределены внутри стеклофазы.

л я ю т с я н е п р о з р а ч н ы м и и л и м у т н ы м и и непригодны­

таллизации

в

ми для стоматологического и с п о л ь з о в а н и я . Впервые

конечном итоге, она может занимать от 50% до

с т е к л о к е р а м и к а была п р и м е н е н а в стоматологии Мас-

будет

постепенно

расти,

и,

-100% объема м а т е р и а л а .

Culloch в 1968 году для изготовления искусственных зубов для с ъ е м н ы х протезов. За основу этого материа­ ла

была

взята

трехкомпонентная

система

L i 2 O . Z n O . S i 0 2 . П о з д н е е более ш и р о к о стали приме­

Механические материалов

свойства

стеклокерамических

н я т ь искусственные а к р и л о в ы е зубы, и идея исполь­ зовать с т е к л о к е р а м и к у

в с ъ е м н о м протезировании в

д а л ь н е й ш е м была забыта. В н а с т о я щ е е время сущест­ Считают, что на м е х а н и ч е с к и е свойства материалов

вует ш и р о к и й круг с т е к л о к е р а м и ч е с к и х материалов и

большое в л и я н и е о к а з ы в а ю т :

методов изготовления ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х реставра­ ц и й , ф и к с и р у е м ы х п о л и м е р н ы м и адгезивами.

•

размер ч а с т и ц к р и с т а л л и ч е с к о й ф а з ы ;

• доля к р и с т а л л и ч е с к о й ф р а к ц и и в объеме матери­ ала; •

прочность с в я з и в областях поверхностей раздела

Полевошпатная стеклокерамика, упрочненная лейцитом

кристаллической и с т е к л я н н ы х ф а з ; • разница в в е л и ч и н е модуля упругости;

К е р а м и к а , и с п о л ь з у е м а я H o r n в первых эксперимен­

• разница к о э ф ф и ц и е н т о в т е р м и ч е с к о г о расшире­

тах представляла с о б о й п о л е в о ш п а т н о е стекло, содер­

ния.

ж а щ е е кристаллы л е й ц и т а (KAlSi 2 0 6 ), которое он ис­ пользовал для

изготовления

металлокерамических

Разрушение хрупких твердых веществ почти всегда

зубных протезов (см. главу 3.5). Для обес печения свя­

начинается от н е б о л ь ш о г о внутреннего и л и поверхно­

зи с поверхностью металла в к е р а м и к у б ы л и введены

стного дефекта, такого, к а к м и к р о т р е щ и н а , к о т о р ы й

с п е ц и а л ь н ы е д о б а в к и . С т е к л о к е р а м и ч е с к и е материа­

действует, к а к к о н ц е н т р а т о р н а п р я ж е н и я . Е с л и крис­

л ы , используемые в н а с т о я щ е е время для изготовле­

таллическая ф а з а обладает д о с т а т о ч н о й п р о ч н о с т ь ю ,

н и я реставраций, ф и к с и р у е м ы х п о л и м е р н ы м и адгези­

то трещины начнут о б р а з о в ы в а т ь с я в с т е к л я н н о й фа­

вами,

зе. Таким о б р а з о м , р а з м е р о б р а з у ю щ и х с я микротре­

вариант к е р а м и к и , с которой работал Horn. Главное

щин может быть о г р а н и ч е н р а с с т о я н и е м между крис­

отличие н о в ы х материалов от к е р а м и к и для металло­

таллическими ч а с т и ц а м и . Следовательно, р е ш а ю щ и м

к е р а м и ч е с к и х протезов, состоит в том, что составы и

параметром будет с р е д н и й путь свободного распрост­

микроструктура первых б ы л и и з м е н е н ы для получе­

ранения м и к р о т р е щ и н ы в стеклофазе, Lc, к о т о р ы й

н и я о п т и м а л ь н о г о р а с п р е д е л е н и я кристаллов лейцита

рассчитывают по у р а в н е н и ю :

в стеклофазе (с целью п о в ы ш е н и я прочности). В то же

представляют

собой

усовершенствованный

время, т е р м и ч е с к а я согласованность этих материалов Ц =

с1(1-Уф)/Уф

с м е т а л л и ч е с к и м и с п л а в а м и для металлокерамики не рассматривалась.

где d - диаметр кристалла, а У ф — объем всей кристал­

О п т и м а л ь н о е распределение кристаллов лейцита

лической ф р а к ц и и в с т е к л о к е р а м и ч е с к о м материале.

достигается путем т щ а т е л ь н о подбора состава матери­

Таким образом, ч е м м е н ь ш е р а з м е р кристаллов и чем

ала и точного регулирования параметров процесса си­

больше доля объема к р и с т а л л и ч е с к о й ф р а к ц и и в ма­

таллизации.

териале, тем короче будет с р е д н и й путь свободного

В то время, как прочность при изгибе полевошпат-

распространения м и к р о т р е щ и н ы в стеклофазе, и, сле­

ной к е р а м и к и для о б л и ц о в к и металлокерамических

довательно, тем в ы ш е будет м е х а н и ч е с к а я п р о ч н о с т ь

протезов составляет от 30 до 40 М П а , прочность тако­

материала.

вой, у п р о ч н е н н о й лейцитом, приближается к 120 МПа.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

256

Т и п и ч н ы й пример структуры к е р а м и к и , у п р о ч н е н н о й

к в а л и ф и к а ц и и , с п о с о б н ы е создавать реставрации с

л е й ц и т о м , представлен на Рис. 3.4.9.

с а м ы м и л у ч ш и м и ф у н к ц и о н а л ь н ы м и и эстетически-

Ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и е р е с т а в р а ц и и из п о л е в о ш п а т -

ми свойствами,

н о й к е р а м и к и , у п р о ч н е н н о й л е й ц и т о м , м о ж н о изго­ товить л и б о с п е к а н и е м , п р е д с т а в л я ю щ и м с о б о й изме­ ненную

версию

ранее

описанного

процесса

изготовления ж а к е т - к о р о н о к , л и б о методом, н а з ы в а е -

ГорЯЧве

ПреССОВЭНИе КерЭМИКИ (ТЭКОЙ,

КЭК

Empress, Ivoclar-Vivadent, Shaan,Лихтенштейн)

м ы м горячее прессование. Д л я того, чтобы и з б а в и т ь с я от п р о б л е м ы неточного п р и л е г а н и я краев к е р а м и к и , п о л у ч е н н о й спеканием в вакуумной з у б о т е х н и ч е с к о й п е ч и , с в я з а н н о й с высо-

М е т о д спекания керамики

кой усадкой к е р а м и ч е с к о й массы в процессе обжига.

(такой, как Fortess, Otec-HSP)

б ы л и сделаны п о п ы т к и и с п о л ь з о в а т ь процесс литья В этом случае, к е р а м и ч е с к у ю массу н а н о с я т н е п о с р е -

с т е к л о к е р а м и к и для и з г о т о в л е н и я к о р о н о к , виниров

д с т в е н н о на о г н е у п о р н ы й ш т а м п и к (в о т л и ч и е от ме-

и вкладок. О д н и м из т а к и х подходов является горячее

тода

п р е с с о в а н и е . Метод горячего п р е с с о в а н и я частично

покрытия

гипсового

штампика

платиновой

фольгой для изготовления ф а р ф о р о в ы х ж а к е т - к о р о -

о с н о в а н на п р и м е н е н и и т е х н и к и л и т ь я по выплавля-

н о к ) . Массу в ы с у ш и в а ю т и обжигают в вакуумной зу-

е м о й м о д е л и . К а к и п р и литье металлических карка-

ботехнической печи для обжига ф а р ф о р а . На н и ж н и й

сов, сначала создают в о с к о в у ю модель реставрации, а

слой к е р а м и к и н а н о с я т н е с к о л ь к о слоев к е р а м и ч е с -

затем эту модель заливают о г н е у п о р н ы м формовоч-

кой м а с с ы для в о с п р о и з в е д е н и я о с о б е н н о с т е й нату-

ным материалом.

ральных зубов п а ц и е н т а . Эту работу д о л ж н ы в ы п о л -

ф о р м е остается место для з а п о л н е н и я стеклокерами-

нять

к о й , у п р о ч н е н н о й л е й ц и т о м . Затем, в специально

зубные

техники

только

самой

высокой

Воск выжигают, и в полученной

Рис. 3 . 4 . 9 . Снятая на р а с т р о в о м э л е к т р о н н о м м и к р о с к о п е м и к р о ф о т о г р а ф и я структуры с т е к л о к е р а м и к и , упрочненной лейцитом

medwedi.ru

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА

257

Стеклокерамика на основе цисиликата лития и апатита Д л я того, чтобы р а с ш и р и т ь п о к а з а н и я к п р и м е н е н и ю ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х реставраций, ф и к с и р у е м ы х по­ л и м е р н ы м и адгезивами, и и м е т ь в о з м о ж н о с т ь исполь­ зовать с т е к л о к е р а м и к у для

изготовления

мостовид­

ных протезов, были разработан н о в ы й материал в системе S i 0 2 — L i 2 0 (Empress, Ivoclar-Vivadent, Shaan, Лихтенштейн). О б р а з у ю щ а я с я к р и с т а л л и ч е с к а я фаза представля­ ет собой д и с и л и к а т л и т и я (Li 2 Si 2 0 5 ) и з а н и м а е т до 70% объема материала. Д и с и л и к а т л и т и я отличается нео­ бычной

микроструктурой, с о с т о я щ е й из множества

произвольно

о р и е н т и р о в а н н ы х с ц е п л е н н ы х друг с

другом мельчайших игольчатых кристаллов плоской ф о р м ы (Рис. 3.4.11). Такая ф о р м а является идеальной Рис. 3 . 4 . 1 0 . Схематическое изображение процесса г о р я ­ чего прессования, п р и м е н я е м о г о для изготовления рестав­ раций из с т е к л о к е р а м и к и , у п р о ч н е н н о й лейцитом

с точки зрения п р о ч н о с т и , поскольку присутствие в структуре

материала

мелких игольчатых

кристаллов

п р и в о д и т к о т к л о н е н и ю н а п р а в л е н и я , разветвлению или п р е к р а щ е н и ю роста в о з н и к а ю щ и х м и к р о т р е щ и н . Таким образом, кристаллы дисиликата л и т и я блоки­ руют развитие м и к р о т р е щ и н в структуре стеклокера­ м и к и , что п р и в о д и т к существенному п о в ы ш е н и ю

разработанной для этого п р е с с о в о ч н о й печи, прост­

прочности материала при изгибе.

ранство в ф о р м е з а п о л н я ю т с т е к л о к е р а м и к о й , полу­

К р о м е того, в структуре стеклокерамики присут­

ченной разогревом к е р а м и ч е с к о й таблетки до состоя­

ствует вторая, зачительно большая по объему, крис­

ния вязкого расплава при температуре 1180°С ( Р и с .

таллическая фаза, с о с т о я щ а я из орто-фосфата лития

3.4.10).

(Li3P04). О п и с ы в а е м а я здесь стеклокерамика значительно превосходит по

Клиническое значение

механической

прочности

обычную

с т е к л о к е р а м и к у на основе лейцита. П р о ч н о с т ь при изгибе с т е к л о к е р а м и к и на основе дисиликата лития

Потенциальным п р е и м у щ е с т в о м использования техно­

находится в д и а п а з о н е от 350 до 450 М П а , а ее упру­

логии г о р я ч е г о прессованя является улучшение краево­

гость почти в три раза превышает а н а л о г и ч н ы й пока­

го прилегания раставраций по сравнению с реставраци­

затель л е й ц и т о в о й с т е к л о к е р а м и к и .

ями, п о л у ч е н н ы м и методом спекания.

Клиническое значение Окончательная о к р а с к а р е с т а в р а ц и й для жевательных зубов может быть получена

н а н е с е н и е м поверхност­

Повышенная прочность с т е к л о к е р а м и к и на основе ди­

ных (наружных) к р а с и т е л е й . Д л я и з г о т о в л е н и я про­

силиката лития позволяет изготавливать из этого мате­

тезов п е р е д н и х зубов к о р о н к у или в и н и р срезают по

риала не только одиночные к о р о н к и для передних и

режущему к р а ю , а затем эту область п о к р ы в а ю т кера­

жевательных зубов, но и цельнокерамические мосто­

мической м а с с о й ( п р е д с т а в л я ю щ е й собой с м е с ь по­

видные протезы.

рошка у п р о ч н е н н о й л е й ц и т о м с т е к л о к е р а м и к и с во­ дой или

моделировочной жидкостью)

и

проводят

обычный обжиг в вакуумной з у б о т е х н и ч е с к о й печи.

Б ы л о з а я в л е н о , что стеклокерамика на основе ди­

Благодаря в ы с о к о й п р о з р а ч н о с т и , ф л ю о р е с ц е н ц и и и

силиката л и т и я обладает п о в ы ш е н н о й светопроница­

опалесценции с т е к л о к е р а м и к и

емостью за счет с о в п а д е н и я оптических параметров

на о с н о в е л е й ц и т а ,

эстетические результаты будут п р е в о с х о д н ы м и , одна­

с т е к л я н н о й матрицы и кристаллической фазы, благо­

ко механическая п р о ч н о с т ь с т е к л о к е р а м и ч е с к и х ма­

даря чему р а с с е я н и е света, проходящего сквозь мате­

териалов этого класса будет н е д о с т а т о ч н о й для изго­

риал, сведено к минимуму. Д л я изготовления рестав­

товления из н и х ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х м о с т о в и д н ы х

р а ц и й из с т е к л о к е р а м и к и на основе дисиликата лития

протезов.

также п р и м е н я е т с я технология горячего прессования,

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

258

Рис. 3 . 4 . 1 1 . Снятая на растровом э л е к т р о н н о м м и к р о с к о п е м и к р о ф о т о г р а ф и я м и к р о с т р у к т у р ы стеклокерамики на осно­ ве дисиликата лития. Произвольно ориентированные взаимозапирающие друг друга игольчатые кристаллы (Микрофотогра­ ф и я любезно предоставлена Ivoclar-Vivadent UK Ltd, Лейчестер, Великобритания)

о д н а к о процесс п р о в о д я т при температуре 900°С, ко­

зуба. Таким образом, н о в ы й материал, по крайней ме­

торая является более н и з к о й , чем в случае использова­

ре по составу, более соответствует эмали натуральных

н и я с т е к л о к е р а м и к и на о с н о в е л е й ц и т а .

зубов, чем л ю б ы е другие существовавшие до него ке­

Когда на ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и й каркас из материа­

рамические покрытия.

л а н а основе оксида а л ю м и н и я н а н о с я т слои п о л е в о ш патного ф а р ф о р а для п р и д а н и я протезу эстетического в н е ш н е г о вида, необходимо, чтобы термического

расширения

этих

коэффициенты

материалов 7

б л и з к и и имели з н а ч е н и я о к о л о 70 — 80 х 10~ протезах из

были

Стеклокерамика на основе слюды с добавкой фторидов (например, Dicor)

1/°С. В

с т е к л о к е р а м и к и на основе л е й ц и т а кар­

С т е к л о к е р а м и ч е с к и е материалы на основе слюды с

к а с н ы й материал и п о л е в о ш п а т н о е п о к р ы т и е б л и з к о

добавкой

совпадают по составу, и поэтому их к о э ф ф и ц и е н т ы

состава

т е р м и ч е с к о г о р а с ш и р е н и я тоже совпадают.

Однако

дов некоторых металлов для п р и д а н и я зубным проте­

термического

зам ф л ю о р е с ц е н т н ы х свойств, аналогичных наблюда­

расхождение

между

коэффициентами

фторидов

представляют собой

продукты

S i 0 2 . K 2 O . M g O . A l 2 0 3 . Z r 0 2 с добавкой фтори­

р а с ш и р е н и я с т е к л о к е р а м и к и н а основе д и с и л и к а т а

е м ы м у натуральных зубов. Д л я

л и т и я и п о л е в о ш п а т н о г о стекла составляет 10 х 10"

состава процесс с и т а л л и з а ц и и приводит к образова­

1/°С, поэтому потребовалась разработка нового пок­

н и ю ц е н т р о в к р и с т а л л и з а ц и и и росту тетрасиликат-

р ы т и я . Н о в ы й материал для п о к р ы т и я стеклокристал-

ных кристаллов слюды внутри стеклянной матриш,

7

материалов этого

лических к а р к а с о в на о с н о в е д и с и л и к а т а л и т и я предс­

К а к и в с т е к л о к е р а м и к е на основе дисиликата лития,

тавляет

При

кристаллы слюды обладают игольчатой формой и бло­

проведении процесса с и т а л л и з а ц и и апатитовых сте­

кируют развитие т р е щ и н внутри материала. Механи­

кол образуется кристаллическая фаза — гидроксилапа-

ческие и с п ы т а н и я п о к а з а л и , что прочность при изги­

тит, [Са 1 0 (РО 4 ) 6 .2ОН], к о т о р ы й я в л я е т с я тем с а м ы м

бе этого материала составляет от 120 до 150 МПа, что

веществом, из которого состоит эмаль натурального

в сочетании с адгезией к твердым т к а н я м зуба, будет

собой

апатитовую

стеклокерамику.

medwedi.ru

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА

259

вполне д о с т а т о ч н ы м для изготовления к о р о н о к жева­

П р о ц е с с изготовления реставраций из стеклокера­

тельных зубов, но н е д о с т а т о ч н ы м для и з г о т о в л е н и я

м и к и на основе слюды с добавкой фторидов основан

ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х мостовидных протезов.

на тех же п р и н ц и п а х , что и литье металлических зуб­

П р о х о ж д е н и е света с к в о з ь материал з а в и с и т о т

ных протезов по выплавляемой модели. Сначала на

индексам

ш т а м п и к е о б ы ч н ы м способом изготавливают воско­

и стеклянной

вую модель реставрации. Восковую модель снимают со

ф а з о й . Е с л и р а з м е р к р и с т а л л о в м е н ь ш е д л и н ы вол­

ш т а м п и к а и заформовывают, используя формовочный

ны в и д и м о г о света (0,4-0,7 м к м ) , с т е к л о будет проз­

материал на ф о с ф а т н о й связке. Затем заготовку литье­

рачным. Индекс рефракции небольших кристаллов

вой с т е к л о к е р а м и к и расплавляют в специальном тигле

размера

кристаллов

и

расхождений

р е ф р а к ц и и между к р и с т а л л и ч е с к о й

по

слюды б л и з к о с о в п а д а е т с а н а л о г и ч н ы м п о к а з а т е л е м

и проводят литье ц е н т р о б е ж н ы м способом при темпе­

о к р у ж а ю щ е й с т е к л о ф а з ы , п о э т о м у этот м а т е р и а л бу­

ратуре 1380°С. Полученную отливку подвергают даль­

дет м е н ь ш е р а с с е и в а т ь свет,

н е й ш е й температурной обработке для образования

чем а л ю м о о к с и д н ы й

фарфор.

кристаллической ф а з ы и п о в ы ш е н и я прочности мате­ риала. Требуемую расцветку получают путем нанесе­ н и я на поверхность реставрации самоглазурующихся

Клиническое значение Благодаря этому, светопроницаемость с т е к л о к е р а м и ­ ческих материалов на основе слюды с д о б а в к о й ф т о р и ­ дов приближается к а н а л о г и ч н о м у показателю эмали.

о к р а ш е н н ы х ф а р ф о р о в . К о н ц е п ц и я изготовления рес­ тавраций методом литья не нова, первые попытки от­ л и в к и зубных протезов относятся к 1920 году. Однако только с изобретением литьевой стеклокерамики ис­ пользование метода литья стало в о з м о ж н ы м .

260

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

За п о с л е д н и е 15 лет п р о и з о ш л и р е в о л ю ц и о н н ы е изме­ н е н и я к е р а м и ч е с к и х материалов, и з г о т о в л е н и я зубных протезов, и

Andersson М et al (1998) Procera: a new way to achieve an

предлагаемых для в н а с т о я щ е е время

all-ceramic crown. Quintessence Int 29: 285 Banks RG (1990) Conservative posterior ceramic restora­

стало в о з м о ж н ы м п р и м е н е н и е ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х

tions: a review of the literature. J Prosthet D e n t 63: 619

р е с т а в р а ц и й к а к для передних, так и для ж е в а т е л ь н ы х

Cattell MG et al (2001) Flexural strength optimization of a

зубов. Не и с к л ю ч е н а и в о з м о ж н о с т ь о г р а н и ч е н н о г о

leucite reinforced glass ceramic. D e n t Mater 17: 21

и с п о л ь з о в а н и я к е р а м и к и для и з г о т о в л е н и я цельноке­

Christensen G (1985) Veneering of teeth. D e n t Clin North

рамических мостовидных протезов.

Без с о м н е н и я ,

развитие и совершенствование новых материалов и технологий будут п р о д о л ж а т ь с я , и

A m 29: 373 Glide G (1988) Porcelain veneers: a preliminary review. Br

будет расти р о л ь

керамики в изготовлении эстетических реставраций.

D e n t J 164: 9 Duret F, Blouin J-L, Duret В (1988) C A D - C A M in den­

П р и н я т и е р е ш е н и я о выборе н а и б о л е е п о д х о д я щ е й из существующих систем к е р а м и к и будет нелегкой зада­ чей: о т н о с и т е л ь н ы е д о с т о и н с т в а к а ж д о й и з систем, которые следует п р и н я т ь в о в н и м а н и е п р и в ы б о р е , п р е д с т а в л е н ы в Таблице 3.4.4.

tistry. J Am Assoc 117: 715 G r o s s m a n DG (1985) Cast glass ceramics.

Dent Clin

N o r t h Am 29: 725 H o r n H (1983) Porcelain laminate veneers bonded to etched enamel. Dent Clin N o r t h Am 27: 671 M a c C u l l o c h WT (1968) Advances in dental ceramics. Br

Клиническое значение

D e n t J 142: 361 May KB et al (1998) Precision of fit: the Procera AllCeram

Сейчас, как никогда, необходимо, чтобы каждый прак­ тикующий стоматолог был в курсе быстрых изменений, происходящих в области стоматологической керамики, это позволит ему предлагать своим пациентам наибо­ лее эффективные методы лечения.

crown. J Prosthet D e n t 80: 394 Mormann WH,

Bindl A (1997) T h e new creativity in

ceramic restorations: dental C A D — C A M . Quintes­ sence Int 27: 821 Oden A e t al (1998) Five-year clinical evaluation of Procera AllCeram crowns. J Prosthet D e n t 80: 450 Probster L, DiehJ J (1992) Slip-casting alumina ceramics for crown and bridge restorations. Quintessence Int 23: 25 Qualtrough AJE, Piddock V (1999) Recent advances in ceramic materials and systems for dental restorations. D e n t U p d a t e 26: 65 Ritter A, Baratieri LN (1999) Ceramic restorations for pos­ terior teeth: guidelines for the clinician. J Esthet Dent 11: 72 Toh C G , Setcos J C , Weinstein AR (1987) Indirect lami­ nate veneers: an overview. J D e n t 15: 117

medwedi.ru

Глава 3.5

Металлокерамика

ВВЕДЕНИЕ

н а в н у т р е н н е й п о в е р х н о с т и к е р а м и к и устраняется, так к а к б л а г о д а р я с в о е й в ы с о к о й п р о ч н о с т и металл служит б а р ь е р о м для р а з в и т и я т р е щ и н . Ч а щ е всего, р а з р у ш е н и я м е т а л л о к е р а м и к и в о з н и к а ю т из-за отде­

В предыдущей главе б ы л о п о к а з а н о , что единствен­

л е н и я к е р а м и к и о т м е т а л л и ч е с к о г о к а р к а с а , что, как

ным подходом к разработке более п р о ч н о й к е р а м и к и

п р а в и л о , п р о и с х о д и т п о п р и ч и н е р а з р у ш е н и я связи

является и з б а в л е н и е от поверхностных м и к р о т р е щ и н .

на п о в е р х н о с т и раздела между м е т а л л о м и керами­

Для ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х реставраций

к о й . Т а к и м о б р а з о м , х о р о ш е е качество металлокера-

множествен­

ные м и к р о т р е щ и н ы на внутренней к о н т а к т н о й пове­

м и ч е с к о г о п р о т е з а и успех в о с с т а н о в л е н и я в клини­

рхности я в л я ю т с я о с н о в н о й п р и ч и н о й слабости мате­

ке

риала, и и з б а в л е н и е от них п о з в о л я е т з н а ч и т е л ь н о

связи.

металлокерамикой

зависит

от

качества

этой

улучшить качество к о р о н о к . О д и н из с п о с о б о в повы­ шения п р о ч н о с т и к о р о н о к — глазурование внутрен­ ней поверхности, но это н е о с у щ е с т в и м о на п р а к т и к е . Другая в о з м о ж н о с т ь — о б е с п е ч е н и е с в я з и к е р а м и к и с металлическим субстратом, что позволит э ф ф е к т и в н о избавиться от м и к р о с к о п и ч е с к и х т р е щ и н и значи­ тельно п о в ы с и т ь п р о ч н о с т ь зубного протеза. Это и стало о с н о в н о й п р е д п о с ы л к о й к разработке систем

Клиническое значение Наиболее вероятная причина разрушения металлокерамического зубного протеза - разрушение связи меж­ ду металлом и керамикой.

металлокерамики ( Р и с . 3.5.1). К о н ц е п ц и я о с н о в а н а на том же самом п р и н ц и п е , к о т о р ы й п р и м е н е н при соз­ дании к е р а м и к и , ф и к с и р у е м о й п о л и м е р н ы м и адгези­ вами, где м и к р о т р е щ и н ы на к о н т а к т н о й поверхности реставрации не образуются, правда, благодаря связи керамического материала не с металлом, а со структу­ рой эмали или д е н т и н а .

Важным ф а к т о р о м , в л и я ю щ и м на способность ке­ р а м и ч е с к о г о материала образовывать связь с металла­ м и , я в л я е т с я с т е п е н ь температурного соответствия между металлом и к е р а м и к о й . Если несоответствие будет с л и ш к о м большим, во время охлаждения зубного протеза после обжига будут

Было д о к а з а н о , что м е т а л л о к е р а м и ч е с к и е корон­

развиваться в ы с о к и е н а п р я ж е н и я . Эти напряжения

ки в три раза п р о ч н е е , ч е м ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и е . Ко­

могут оказаться д о с т а т о ч н ы м и для того, чтобы при­

ронки с о с т о я т из л и т о г о м е т а л л и ч е с к о г о к а р к а с а , на

вести к р а з р у ш е н и ю или растрескиванию керамики.

который н а н е с е н о в п р о ц е с с е о б ж и г а к е р а м и ч е с к о е

П о э т о м у обе эти темы, связь и температурное взаимо­

покрытие. П р и д о с т а т о ч н о п р о ч н о й с в я з и между ме­

действие между металлом и к е р а м и к о й , требуют само­

таллом и к е р а м и к о й в р е д н о е в л и я н и е м и к р о т р е щ и н

го т щ а т е л ь н о г о рассмотрения.

ОСНОВЫ

262

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

СВЯЗЬ

мя п р о в е д е н и я обжига, к е р а м и к а , нагретая до темпе­ ратуры своего с т е к л о в а н и я , окажется в текучем состо­ я н и и и сможет сплавляться с о к с и д а м и , находящими­ ся на п о в е р х н о с т и металла, за счет их миграции

в

П р и р о д а связи между металлическим к а р к а с о м и ке­

керамику. Что же касается золотых сплавов, то в их

р а м и к о й изучена д о с т а т о ч н о глубоко, и в н а с т о я щ е е

составы

время считается, что в о б р а з о в а н и и с в я з и участвуют

с п о с о б н ы х о б р а з о в ы в а т ь о к с и д ы , поскольку само зо­

три механизма:

лото является х и м и ч е с к и и н е р т н ы м . Благодаря этому

вводят н е б о л ь ш о е

количество

элементов,

п р о ч н о с т ь связи между металлом и керамикой мно­ гократно увеличивается. Этот э ф ф е к т подтверждает

•

механическая р е т е н ц и я ;

•

действие н а п р я ж е н и й сжатия;

важное значение присутствия о к с и д о в на поверхности

•

х и м и ч е с к о е взаимодействие

металла.

М е х а н и ч е с к а я р е т е н ц и я возникает, когда керами­ ка затекает в м и к р о с к о п и ч е с к и е п о д н у т р е н и я на пове­ рхности металла. Ш е р о х о в а т о с т ь поверхности метал­ ла часто п о в ы ш а ю т путем п е с к о с т р у й н о й обработки металлических к а р к а с о в зубных протезов к о р у н д о в ы м песком или ш л и ф о в а н и е м . Благодаря этим процеду­ рам увеличивается к о л и ч е с т в о участков механическо­ го з а ц е п л е н и я к е р а м и к и ( Р и с . 3.5.2). Дополнитель­

Клиническое значение Качество связи между металлом и керамикой опреде­ ляется качеством микромеханической ретенции, согла­ сованностью т е р м о ф и з и ч е с к и х свойств металла и ке­ р а м и к и , и х и м и ч е с к и м взаимодействием между керамикой и оксидной пленкой металла.

ным п р е и м у щ е с т в о м п р о в е д е н и я этих двух процедур является с о з д а н и е о ч е н ь ч и с т о й п о в е р х н о с т и , способ­ ствующей с м а ч и в а н и ю металла к е р а м и к о й . Хорошая с в я з ь о с н о в а н а на т е с н о м контакте меж­ ду к е р а м и к о й и м е т а л л и ч е с к и м к а р к а с о м , а л ю б ы е з а г р я з н е н и я металла или к е р а м и к и приведут к ухуд­ ш е н и ю качества с в я з и . Перед н а н е с е н и е м к е р а м и к и на поверхность металлического каркаса,

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КАРКАСА

последний

подвергают д е г а з а ц и и в вакуумной зуботехнической печи, для того, чтобы о б е с п е ч и т ь в ы г о р а н и е всех орга­

Для того, чтобы создать прочную связь между металли­

н и ч е с к и х п р и м е с е й и с н и з и т ь о б р а з о в а н и е пузырьков

ческим

газа, которые в д а л ь н е й ш е м могут остаться на поверх­

п о к р ы т и е м , важно, чтобы поверхность металла была

каркасом зубного протеза и

керамическим

ности раздела. Э т а п ы подготовки поверхности метал­

подготовлена правильно. Подготовка поверхности ме­

лических

таллического каркаса состоит из ряда технических эта­

каркасов

будут

рассмотрены

ниже

более

подробно.

пов, требующих более близкого рассмотрения. Основ­

К о э ф ф и ц и е н т т е р м и ч е с к о г о р а с ш и р е н и я больши­ нства к е р а м и ч е с к и х материалов н а м н о г о н и ж е , чем у

ными

целями

подготовки

поверхности

металла

являются удаление з а г р я з н е н и й и создание поверхно­

металл

стного о к с и д н о г о слоя, обладающего определенным

сжимается быстрее, чем к е р а м и к а , так как его коэф­

х и м и ч е с к и м составом и структурой, позволяющими

ф и ц и е н т т е р м и ч е с к о г о р а с ш и р е н и я в ы ш е . Это приво­

обеспечить его соединение с к е р а м и к о й . К этапам под­

дит к тому, что к е р а м и к а остается в с о с т о я н и и сжатия.

готовки поверхности сплава м о ж н о отнести:

металлов

(Таблица

3.5.1).

При

охлаждении

Н е с м о т р я на то, что нахождение хрупкого материала под действием н а п р я ж е н и й сжатия является потенци­

•

ально в ы г о д н ы м с о с т о я н и е м , о ч е н ь в а ж н о , чтобы рас­ хождение между к о э ф ф и ц и е н т а м и р а с ш и р е н и я было н е б о л ь ш и м . Если это расхождение окажется с л и ш к о м высоким, то внутренние напряжения, возникающие при охлаждении зубного протеза, могут привести к р а з р у ш е н и ю к е р а м и ч е с к о г о п о к р ы т и я , причем с а м ы м вероятным

местом

разрушения

станет

поверхность

раздела между металлом и к е р а м и к о й .

ш л и ф о в а н и е поверхности; нагревание при н е п о л н о м вакууме;

•

протравливание к и с л о т о й ; нагревание в атмосфере воздуха.

Шлифование поверхности металлических каркасов После отделения отлитого каркаса от формовочного

С е й ч а с уже существуют н е о с п о р и м ы е доказатель­

материала на поверхности металла остаются следы

ства того, что между к е р а м и к о й и о к с и д н о й п л е н к о й

ф о р м о в о ч н о г о материала, п р о ч н о приставшего к по­

металла образуется п р о ч н а я х и м и ч е с к а я связь. Во вре-

верхности о т л и в к и . Кроме того, поверхность металли-

medwedi.ru

МЕТАЛЛОКЕРАМИКА

263

ческого каркаса з а г р я з н е н а н е ж е л а т е л ь н ы м и оксида­

Цель ш л и ф о в а н и я заключается в удалении всех

ми, на ней находятся н е б о л ь ш и е п о р ы и выступающие

поверхностных дефектов, а также п о в ы ш е н и и шеро­

неровности, о с о б е н н о , если п р о ч н о с т ь поверхностно­

ховатости поверхности металла, которая, как полага­

го слоя в ы б р а н н о г о ф о р м о в о ч н о г о материала была

ют, с п о с о б н а увеличить п р о ч н о с т ь связи металла с ке­

низкой.

рамикой

за счет

микромеханического

зацепления.

О д н а к о сам процесс ш л и ф о в а н и я может стать причи­ н о й з а г р я з н е н и я поверхности металла, так как на ней остаются следы таких веществ, как масла, воски, час­ т и ц ы наружного слоя ш л и ф о в а л ь н о г о камня, или га­ зы, п о п а в ш и е в м и к р о п о д н у т р е н и я . Кроме того, даже если расплав к е р а м и к и и будет хорошо смачивать по­ верхность металла, он не всегда сможет проникнуть в глубокие ц а р а п и н ы .

Клиническое значение Присутствие захваченного воздуха и посторонних п р и ­ месей, разлагающихся при нагревании, ведет к появле­ нию пузырьков газа на поверхности раздела между ме­ таллом и к е р а м и к о й , что вызывает серьезное снижение п р о ч н о с т и их с в я з и , а также ухудшение эстетики зубно­ го протеза.

В целом, предпочтение следует отдавать методам Р и с . 3 . 5 . 1 . Схематическое изображение металлокерами-

ш л и ф о в а н и я , не п р и в о д я щ и м к о б р а з о в а н и ю глубо­

ческой к о р о н к и

ких ц а р а п и н , углублений или поднутрений, поэтому

Рис. 3 . 5 . 2 .

Поверхность золотого сплава после пескоструйной обработки

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

264

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

т о ч н о б л и з к о м р а с с т о я н и и от поверхности сплава, чтобы с о х р а н и л а с ь в о з м о ж н о с т ь о б р а з о в а н и я допол­ н и т е л ь н ы х о к с и д о в , то с в я з ь между металлом и кера­ м и к о й не возникнет. П р о в е д е н и е тепловой обработки сплава под пони­ ж е н н ы м д а в л е н и е м способствует удалению газов, пог­ л о щ е н н ы х металлом в б о л ь ш и х количествах в процес­ се л и т ь я . Удаление этих газов позволяет предотвратить о б р а з о в а н и е пузырей на поверхности раздела между металлом и к е р а м и к о й . По этой п р и ч и н е , тепловую обработку металлического каркаса, проводимую пе­ ред н а н е с е н и е м к е р а м и ч е с к о г о п о к р ы т и я , часто назы­ вают

дегазацией сплава.

При

использовании

неблагородных металличес­

ких с п л а в о в , о б ы ч н о с о д е р ж а щ и х н и к е л ь и хром, ме­ таллы о к и с л я ю т с я д о с т а т о ч н о л е г к о , и возникающие п р о б л е м ы , к а к п р а в и л о , п р о т и в о п о л о ж н ы тем, с кото­ р ы м и приходится сталкиваться при работе с золотыми с п л а в а м и , поскольку в д а н н о м случае происходит из­ быточное образование оксидов. Хотя о к с и д ы будут образовываться и при обжиге к е р а м и к и , б ы л о установлено, что о к с и д н у ю пленку рекомендуется и с п о л ь з о в а т ь ф и с с у р н ы е или карбо­ Очистка

лучше создать до н а н е с е н и я к е р а м и ч е с к о г о покрытия, поскольку ее присутствие улучшит с м а ч и в а н и е пове­

рундовые боры. отливок

в органическом

растворителе

рхности металла расплавом к е р а м и к и .

( н а п р и м е р , в четыреххлористом углероде), залитом в герметически з а к р ы в а ю щ у ю с я ультразвуковую ванну, позволяет удалить с поверхности металла все загряз­

Травление кислотой

н е н и я , к о т о р ы е остались н а ней после ш л и ф о в а н и я . В процессе т е п л о в о й обработки золотых сплавов, на их поверхности образуется не т о л ь к о оксид олова, но

Обжиг при неполном вакууме

и р а з н ы е другие о к с и д ы . Процедуру травления кисло­ той проводят для удаления нежелательных оксидов с

О к с и д н а я п л е н к а , н а х о д я щ а я с я на п о в е р х н о с т и ме­

поверхности золотого сплава, после чего на ней оста­

талла п о с л е л и т ь я , не будет и д е а л ь н о й . На поверх­

нется в о с н о в н о м о к с и д олова. Д о п о л н и т е л ь н ы м пре­

ности з о л о т ы х с п л а в о в т а к а я п л е н к а и вовсе не обра­

имуществом этой процедуры является то, что темная

зуется, что о б у с л о в л е н о и н е р т н о с т ь ю б л а г о р о д н о г о

(темно-серая) поверхность сплава светлеет и стано­

металла.

сплава

вится белой благодаря п о в ы ш е н и ю концентрации ок­

м о ж е т б ы т ь получена путем его н а г р е в а н и я до темпе­

сида олова на поверхности металлического каркаса.

ратуры,

Ч а щ е всего при т р а в л е н и и пользуются 50% плавико­

Оксидная близкой

пленка на поверхности

к температуре обжига

керамики.

При н а г р е в а н и и сплава в х о д я щ и е в его с о с т а в метал­

вой к и с л о т о й ( в о д н ы м раствором фтористоводород­

лические элементы (такие, как олово, индий, ц и н к

н о й к и с л о т ы ) или 30% с о л я н о й ; использование пос­

и л и г а л л и й ) м и г р и р у ю т к п о в е р х н о с т и и образуют

ледней является более п р е д п о ч т и т е л ь н ы м , поскольку

очень

плавиковая кислота является более агрессивной и не­

в н и м а т е л ь н о о т н е с т и с ь к выбору п р а в и л ь н о г о режи­

б е з о п а с н о й . П р и работе с н е б л а г о р о д н ы м и сплавами

ма о к и с л и т е л ь н о г о о б ж и г а . С л и ш к о м б ы с т р ы й подъ­

не нужны ни

ем

ние следующей процедуры.

поверхностную

температуры

оксидную

может

пленку.

привести

Следует

к

образованию

п р о т р а в л и в а н и е к и с л о т о й , ни проведе­

с л и ш к о м т о н к о й или ч а с т и ч н о н а р у ш е н н о й оксид­ ной п л е н к и , м а л о п р и г о д н о й для с в я з и с к е р а м и к о й . С л и ш к о м длительный цикл нагрева может привести к обеднению поверхностного слоя золотого сплава окисляемыми элементами.

Обжиг в атмосфере воздуха Д а л ь н е й ш и й обжиг металлического каркаса на возду­

Если все о б р а з о в а в ш и е с я о к с и д ы будут удалены

хе проводят для того, чтобы получить на его поверх­

при последующем т р а в л е н и и сплава к и с л о т о й , и ни

ности о к с и д н у ю пленку нужной т о л щ и н ы и требуемо­

один из о к и с л я е м ы х э л е м е н т о в не останется на доста­

го качества

medwedi.ru

МЕТАЛЛОКЕРАМИКА

265

При о п т и м а л ь н о й т о л щ и н е о к с и д н о й п л е н к и по­ верхность каркаса, отлитого из благородного металла, должны быть матовой, серовато-белого цвета, пред­ почтительно с о с т о я щ е й из о к с и д а олова. Если сплав имеет блестящую поверхность, это свидетельствует об отсутствии о к с и д н о й п л е н к и и о б ы ч н о является след­ ствием м н о г о к р а т н ы х п о в т о р н ы х о б р а б о т о к металли­ ческого каркаса.

Клиническое значение Отсутствие о к с и д н о й пленки приводит к образованию ослабленной связи м е ж д у к е р а м и к о й и металлом.

ВАЖНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ Состав к е р а м и к и для о б л и ц о в к и металлических кар­ касов зубных протезов отличается от состава керами­ ки для изготовления ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х реставра­ ции. Коэффициент

термического

расширения

(а,

ТКЛР) п о л е в о ш п а т н о г о ф а р ф о р а , используемого для изготовления ф а р ф о р о в ы х ж а к е т - к о р о н о к составляет всего 7-8.10'

6

7

1/°С [(70-80). 10"

1/°С]. Такой к о э ф ф и ­

циент р а с ш и р е н и я является с л и ш к о м н и з к и м , чтобы фарфор мог быть с о в м е с т и м ы м со с п л а в а м и для ме­

Р и с . 3 . 5 . 3 . Влияние т е р м и ч е с к о й несогласованности н а

таллокерамики, Т К Л Р которых находится в пределах

величину остаточных напряжений в к е р а м и к е и металле

от

6

14.10" 1/°C до 16.10"

6

1/°С [(140 - 160). 10

7

1/°С].

Это несоответствие к о э ф ф и ц и е н т о в р а с ш и р е н и я мо­

д я щ е й с я в пределах от 600°С до 700°С. С момента ут­

жет привести к с е р ь е з н ы м проблемам из-за с л и ш к о м

раты к е р а м и к о й т е р м о п л а с т и ч е с к о й текучести, любое

высокой р а з н и ц ы при сжатии к е р а м и к и и сплава в

расхождение по к о э ф ф и ц и е н т а м термического рас­

процессе охлаждения. К о э ф ф и ц и е н т ы т е р м и ч е с к о г о

ш и р е н и я между п о к р ы т и е м и металлом приведет к

расширения к е р а м и к и и сплава в з н а ч и т е л ь н о й степе­

о б р а з о в а н и ю н а п р я ж е н и й в к е р а м и к е , поскольку она

ни зависят от состава этих материалов.

будет стремиться к б о л ь ш е м у или м е н ь ш е м у сжатию, чем металл, в з а в и с и м о с т и о т т о г о , к а к и м будет харак­ тер т е р м и ч е с к о й н е с о г л а с о в а н н о с т и между н и м и . В

Клиническое значение

д а н н о м случае м о ж н о рассмотреть три возможных си­ туации:

Крайне важно использовать правильное сочетание керамики и сплава

Термические напряжения

где ф — ф а р ф о р , а м — металл. Н а п р я ж е н и я , возника­ ю щ и е в каждой из этих ситуаций, представлены на

Керамические м а т е р и а л ы , используемые для изготов­

Рис. 3 . 5 . 3 .

ления металлокерамических р е с т а в р а ц и й , утрачива­

П р и гХф > а м к е р а м и к а будет стремиться к сжатию

ют термопластическую текучесть п о с л е охлаждения

быстрее, чем металл (Рис. 3 . 5 . 3 а ) . Поскольку металл

ниже своей температуры с т е к л о в а н и я , о б ы ч н о нахо-

будет этому препятствовать, при охлаждении керами-

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

266

Почему это произойдет, лучше всего м о ж н о объяс­ н и т ь на п р и м е р е к е р а м и к и , слой к о т о р о й наплавлен на поверхность круглого металлического образца, так как эта модель б л и з к о соответствует реальной ситуа­ ции (Рис. 3.5.4).

Когда металл с т р е м и т с я сжаться

б о л ь ш е , чем к е р а м и к а , в о з н и к а ю т радиальные напря­ ж е н и я р а с т я ж е н и я и круговые н а п р я ж е н и я сжатия. П о с л е д н и е являются более в ы с о к и м и , но первые мо­ гут оказаться д о с т а т о ч н ы м и для

р а з р у ш е н и я связи

между металлом и к е р а м и к о й . При о ч е н ь большом не­ соответствии к о э ф ф и ц и е н т о в т е р м и ч е с к о г о расшире­ н и я , радиальные р а с т я г и в а ю щ и е н а п р я ж е н и я могут привести к р а з р у ш е н и ю самой к е р а м и к и , причем тре­ щ и н ы будут круговыми.

Рис. 3 . 5 . 4 . Растрескивание м е т а л л о к е р а м и ч е с к о г о образ­ ца в результате в о з н и к н о в е н и я радиальных н а п р я ж е н и й растяжения в случаях, когда ос ф « а м

Клиническое значение Л у ч ш и м сочетанием металла и к е р а м и к и является то, при к о т о р о м к о э ф ф и ц и е н т т е р м и ч е с к о г о расширения к е р а м и к и будет только н е м н о г о м е н ь ш и м , чем ТКЛР сплава.

ка окажется растянутой, а металл будет находиться в сжатом с о с т о я н и и . Н а п р я ж е н и я р а с т я ж е н и я на пове­ рхности к е р а м и к и вызовут п о я в л е н и е м и к р о т р е щ и н и последующее о б р а з о в а н и е сетки т р е щ и н на поверх­ ности зубного протеза. При С1ф = ам два материала будут с ж и м а т ь с я с оди­

Влияние состава керамики Т е р м и ч е с к а я н е с о г л а с о в а н н о с т ь между полевошпат-

наковой с к о р о с т ь ю и н и к а к о й р а з н и ц ы н а п р я ж е н и й

ной к е р а м и к о й для ф а р ф о р о в ы х жакет-коронок и

не в о з н и к н е т (Рис. 3.5.ЗЬ).

с п л а в а м и для м е т а л л о к е р а м и к и о б ы ч н о бывает очень

При с(ф < а м металл будет стремиться сжаться

в ы с о к о й . Д л я того, чтобы р е ш и т ь эту проблему, в

быстрее, чем к е р а м и к а , в результате чего к е р а м и к а

составе

окажется в сжатом с о с т о я н и и (Рис. 3 . 5 . 3 с). Это отчас­

(Таблица 3.5.2). Д л я п о в ы ш е н и я Т К Л Р керамики до

ти с н и з и т с к л о н н о с т ь к е р а м и к и к р а с т р е с к и в а н и ю , поскольку до того, как к е р а м и к а , охватывающая ме­ талл, окажется под действием н а п р я ж е н и й растяже­ н и я , п о с л е д н и е д о л ж н ы преодолеть действие напря­ ж е н и й с ж а т и я . Металл будет находиться в с о с т о я н и и р а с т я ж е н и я , о д н а к о , п о с к о л ь к у сплавы имеют о ч е н ь высокую п р о ч н о с т ь при р а с т я ж е н и и (500-1000 М П а ) , металлический каркас не разрушится. Таким образом, создается впечатление, что лучшей ситуацией являет­ ся та, в которой к о э ф ф и ц и е н т т е р м и ч е с к о г о расшире­ ния металла в ы ш е , чем у к е р а м и к и . Следует ли из э т о г о , что чем в ы ш е т е р м и ч е с к а я н е с о г л а с о в а н н о с т ь между к е р а м и к о й и с п л а в о м , тем лучше

(поскольку

к е р а м и к а будет

находиться

под

д е й с т в и е м в ы с о к и х н а п р я ж е н и й с ж а т и я ) ? Нет, фак­ тически

это

не так.

Термическое

несоответствие

между к е р а м и к о й и м е т а л л о м не д о л ж н о б ы т ь слиш­ ком в ы с о к и м , так к а к в ы с о к и е н а п р я ж е н и е в систе­ ме могут в ы з в а т ь п о я в л е н и е т р е щ и н или р а з р у ш е н и е с а м о й к е р а м и к и , или стать п р и ч и н о й р а з р у ш е н и я связи на п о в е р х н о с т и раздела между к е р а м и к о й и металлом.

medwedi.ru

керамики

повышают содержание

щелочи

МЕТАЛЛОКЕРАМИКА

6

(14-16). 10" 1/°С | и л и (140-160).Ю-

7

1/°С] в ее состав

вводят как соду ( N a 2 0 ) , т а к и поташ ( К 2 0 ) .

ц и ю л е й ц и т а , как п о в т о р н ы е обжиги, или процесс па­ я н и я после обжига, поэтому зубной протез следует ох­

Более в а ж н ы м я в л я е т с я то, что д о б а в л е н и е неко­ торых о к с и д о в п р и в о д и т к о б р а з о в а н и ю кристалли­

лаждать как м о ж н о быстрее, но не вызывая термичес­ кого удара.

ческой ф а з ы в с т е к л я н н о й м а т р и ц е . К р и с т а л л и ч е с к а я фаза н а з ы в а е т с я

кубический лейцит

267

(лейцит с

куби­

О п а к о в ы й (грунтовый) слой н а н о с я т на металли­ ч е с к и й к а р к а с п е р в ы м , поэтому в состав о п а к о в о й ке­

ческой к р и с т а л л и ч е с к о й р е ш е т к о й ) , и обладает высо­

р а м и к и вводят б о л ь ш е е количество о к с и д о в металлов,

ким к о э ф ф и ц и е н т о м т е р м и ч е с к о г о р а с ш и р е н и я , сос­

чтобы сделать ее н е п р о з р а ч н о й и замаскировать тем­

6

7

т а в л я ю щ и м (22-24). 10- 1/°С | и л и (220-240). 10" 1/°С1.

н ы й цвет о к с и д н о й п л е н к и на поверхности металли­

Количество

ческого каркаса.

кристаллизующегося

лейцита

можно

точно регулировать путем и з м е н е н и я п а р а м е т р о в об­

Следует б ы т ь п р е д е л ь н о в н и м а т е л ь н ы м при выбо­

жига и охлаждения материала для п о л у ч е н и я керами­

ре р е ж и м а обжига, п о с к о л ь к у к е р а м и к а с к л о н н а к де-

ки с з а д а н н ы м к о э ф ф и ц и е н т о м р а с ш и р е н и я , кото­

в и т р и ф и к а ц и и за счет о б р а з о в а н и я вторичных крис­

рый

таллов.

будет

согласоваться

с

ТКЛР

используемого

Это

приводит

к

замутнению

материала,

сплава, при этом доля к р и с т а л л и ч е с к о г о л е й ц и т а мо­

поскольку вновь о б р а з о в а в ш и е с я м е л к и е кристаллы

жет с о с т а в л я т ь до 30-40% по объему материала (Рис.

служат участками р а с с е и в а н и я падающего света.

3.5.5). С о о т в е т с т в у ю щ е е с н и ж е н и е к о н е ч н о й темпе­ ратуры о б ж и г а может дать с у щ е с т в е н н о е преимуще­ ство благодаря с н и ж е н и ю с к л о н н о с т и сплава к де­ ф о р м а ц и и в результате к р и п а . После получения ф р и т т ы , п р о и з в о д и т е л и метал­ локерамики выдерживают ее при п о в ы ш е н н о й темпе­ ратуре в течение о п р е д е л е н н о г о времени для того, чтобы о б р а з о в ы в а л и с ь кристаллы л е й ц и т а . Таким об­ разом, этот п р о ц е с с а н а л о г и ч е н процессу ситаллиза­

ВЫБОР СПЛАВОВ ДЛЯ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ПРОТЕЗОВ

ции, о п и с а н н о м у в главе 3.4, о д н а к о в д а н н о м случае основное в н и м а н и е уделяется не п о л у ч е н и ю материа­ ла с м а к с и м а л ь н о в о з м о ж н о й п р о ч н о с т ь ю , а обеспече­

Требования к сплавам для металлокерамики отлича­

нию т е р м и ч е с к о й с о г л а с о в а н н о с т и между металлом и

ются от т р е б о в а н и й к н и м для изготовления цельно­

керамикой. Ф а к т и ч е с к и п р о ч н о с т ь при изгибе кера­

металлических реставраций (Таблица 3.5.3).

мики для о б л и ц о в к и металлических к а р к а с о в зубных

ку к е р а м и к у

протезов составляет всего-навсего 30-50 М П а . Следо­

процессе обжига, температура плавления металличес­

наносят

на

поверхность

Посколь­ металла в

вательно, е с л и т о л щ и н а к е р а м и ч е с к о й о б л и ц о в к и

кого сплава д о л ж н а быть выше температуры с п е к а н и я

на п о в е р х н о с т и м е т а л л а будет с л и ш к о м в ы с о к о й , то

к е р а м и к и . Если температура обжига к е р а м и к и приб­

это

лижается к температуре плавления металла, то может

приведет

действием

к

растрескиванию

функциональных

керамики

нагрузок

в

под

полости

рта.

п р о и з о й т и л и б о частичное расплавление металличес­ кого каркаса в т о н к и х участках, л и б о его д е ф о р м а ц и я . В частности, с п л а в ы , используемые для изготовле­

Клиническое значение

н и я п р о т я ж е н н ы х мостовидных протезов, д о л ж н ы об­ ладать в ы с о к и м модулем упругости и в ы с о к и м преде­ лом

Общая рекомендация: толщина спеченного керамичес­ кого покрытия не должна превышать 1 м м .

текучести.

Благодаря

каркасы отличаются

этому

металлические

в ы с о к о й жесткостью,

которая

будет препятствовать п о я в л е н и ю с л и ш к о м

высоких

д е ф о р м а ц и й ( н е с о в м е с т и м ы х с к е р а м и ч е с к и м покры­ тием) под действием ф у н к ц и о н а л ь н ы х нагрузок. Кро­ При обжиге к е р а м и ч е с к о г о п о к р ы т и я в нем может

ме того,

н и з к а я жесткость металлического каркаса

происходить рост числа кристаллов л е й ц и т а и увели­

может вызвать и с к р и в л е н и е его п р и ш е е ч н о г о края из-

чение их р а з м е р о в . При м н о г о к р а т н ы х обжигах это

за р а з н и ц ы н а п р я ж е н и й сжатия в металле и керамике,

приведет к п о в ы ш е н и ю к о э ф ф и ц и е н т а т е р м и ч е с к о г о

в о з н и к а ю щ и х при охлаждении металлокерамического

расширения к е р а м и к и , что, в с в о ю очередь, может

протеза.

стать п р и ч и н о й т е р м и ч е с к о й н е с о г л а с о в а н н о с т и меж­

Когда-то для изготовления металлокерамических

ду покрытием и с п л а в о м . Таким о б р а з о м , проведение

протезов предлагались только сплавы с высоким со­

любых д о п о л н и т е л ь н ы х обжигов к е р а м и ч е с к о г о пок­

д е р ж а н и е м золота, но в связи с п о с т о я н н ы м ростом

рытия является н е ж е л а т е л ь н ы м . М е д л е н н о е охлажде­

цен на золото были разработаны новые сплавы раз­

ние может оказать такое же в л и я н и е на кристаллиза­

л и ч н о г о состава, которые м о ж н о разделить на сплавы

268

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Р и с . 3 . 5 . 5 . (а) Структура лейцитосодержащей к е р а м и к и , используемой для изготовления металлокерамических зубных протезов. Обратите внимание на присутствие остаточной пористости. (Ь) Увеличенное изображение скопления лейцита и об­ разовавшейся возле него трещины. Такое явление часто наблюдается из-за высоких расхождений между коэффициентами термического расширения кристаллического лейцита и стеклянной матрицы

medwedi.ru

МЕТАЛЛОКЕРАМИКА

269

с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м золота, золото-палладиевые,

Медь выведена из состава золотого металлокерами-

с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м палладия, палладиево-сереб-

ческого сплава из-за того, что о н а снижает температу­

р я н н ы е , н и к е л ь - х р о м о в ы е , а также т е х н и ч е с к и чис­

ру его п л а в л е н и я . К р о м е того, медь с к л о н н а вступать в

тый титан. С о с т а в н е к о т о р ы х из этих с п л а в о в предс­

р е а к ц и ю с к е р а м и к о й , что п р и в о д и т к п о я в л е н и ю зе­

тавлен в Таблице 3.5.4.

л е н о в а т о й о к р а с к и к е р а м и ч е с к о г о п о к р ы т и я . Это яв­ ляется

Сплавы с высоким содержанием золота

второй

особенностью

металлокерамических

сплавов: к о м п о н е н т ы сплава не д о л ж н ы вступать в те р е а к ц и и с к е р а м и к о й , к о т о р ы е приведут к ухудшению эстетического качества зубного протеза. П р е и м у щ е с т в о м золотых с п л а в о в является то, что

В сплавы с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м золота д о б а в л я ю т

о н и используется уже д а в н о , и к л и н и ч е с к и м и наблю­

платину и п а л л а д и й , поскольку оба этих металла име­

д е н и я м и д о к а з а н а их в ы с о ч а й ш а я э ф ф е к т и в н о с т ь . В

ют высокую температуру п л а в л е н и я .

частности, связь между к е р а м и к о й и металлом счита­

О ч е в и д н ы м различием между з о л о т ы м и с п л а в а м и для цельнолитых зубных протезом и сплавами для ме­ таллокерамики является отсутствие меди в последних.

ется о ч е н ь п р о ч н о й и н а д е ж н о й . Главными недостатками с п л а в о в с в ы с о к и м содер­ ж а н и е м золота я в л я ю т с я :

(1) о т н о с и т е л ь н о н и з к а я

температура п л а в л е н и я , из-за к о т о р о й о н и с к л о н н ы к в ы с о к о т е м п е р а т у р н ы м д е ф о р м а ц и я м ; (2) н и з к и й мо­

Таблица 3.5.3 Требования к сплавам для м е ­ таллокерамики Биосовместимость Устойчивость к к о р р о з и и

дуль упругости. Т о л щ и н а металлических каркасов, от­ л и т ы х из сплавов с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м золота, д о л ж н а составлять не менее 0,5 мм, иначе эти каркасы будут н е п р и г о д н ы м и для и с п о л ь з о в а н и я . В ситуациях, требующих о г р а н и ч е н и я препариро­ в а н и я , могут в о з н и к а т ь п р о б л е м ы , с в я з а н н ы е с эсте­

Высокие литейные свойства

т и к о й , поскольку часто из-за необходимости замаски­

Точность прилегания

ровать

Высокая прочность с в я з и с к е р а м и ч е с к и м п о к р ы т и е м Отсутствие н е б л а г о п р и я т н о г о взаимодействия

цвет

металла,

контуры

керамического

п о к р ы т и я могут оказаться с л и ш к о м в ы п у к л ы м и . С этой т о ч к и зрения и с п о л ь з о в а н и е палладиево-серебр я н н ы х сплавов является более привлекательным.

с керамикой Температура плавления сплава > температуры о б ж и г а керамики

Золото-палладиевые сплавы

Высокий модуль у п р у г о с т и

О д н о й из п р и ч и н п о я в л е н и я на р ы н к е золото-палла-

Низкий к р и п

диевых с п л а в о в в начале 70-х годов я в и л с я быстрый

Низкая стоимость

рост цен на золото. Ц е н ы на д р а г о ц е н н ы е с п л а в ы за

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

270

п р е д ш е с т в у ю щ и е 10 лет б ы л и о ч е н ь н е у с т о й ч и в ы м и ,

Присутствие в составе сплава б о л ь ш о г о количест­

поэтому разброс с т о и м о с т и работ из года в год стано­

ва серебра может п р и в е с т и к и з м е н е н и ю окраски ке­

вился все б о л ь ш и м . Разумеется, не следует забывать,

р а м и ч е с к о г о п о к р ы т и я . К а к оказалось, при использо­

что ц е н а материала я в л я е т с я т о л ь к о н е з н а ч и т е л ь н о й

вании

частью с т о и м о с т и с т о м а т о л о г и ч е с к о г о л е ч е н и я .

м е т а л л о к е р а м и ч е с к о й к о н с т р у к ц и и , и з м е н е н и е ок­

Технологические характеристики Au-Pd с п л а в о в и

некоторых

комбинаций

сплав-фафор

в

раски к е р а м и ч е с к о г о п о к р ы т и я будет более интенсив­

золота я в л я ю т с я

н ы м , чем в других случаях, т а к и м образом, тщатель­

п р и б л и з и т е л ь н о о д и н а к о в ы м и с т о ч к и з р е н и я литей­

н ы й п о д б о р металла и к е р а м и к и позволит свести эту

н ы х с в о й с т в , т о ч н о с т и п р и л е г а н и я и устойчивости к

проблему к минимуму.

сплавов с высоким

коррозии.

содержанием

Однако существуют такие к о м б и н а ц и и

с п л а в - к е р а м и к а , к о т о р ы е нельзя п р и м е н я т ь из-за от­

Ч и с л о о б ж и г о в д о л ж н о быть также сведено к ми­ нимуму, п р и этом следует избегать перегрева сплава.

сутствия между н и м и т е р м и ч е с к о й с о г л а с о в а н н о с т и .

Никель-хром-молибденовые сплавы

Сплавы с высоким содержанием палладия

В т и п и ч н о м составе N i - C r - M o сплава содержится 77% N i , 12% Сг и 3,5% М о . В н е к о т о р ы х случаях содержа­

Эти сплавы состоят, в о с н о в н о м , из палладия с добав­

ние молибдена и хрома в сплаве может быть увеличе­

кой небольшого количества таких элементов,

как

но до 9% и 22%, соответственно, за счет доли никеля.

медь, галлий и олово. За п о с л е д н и е 10 лет палладие-

N i - C r - M o сплавы я в л я ю т с я о ч е н ь ж е с т к и м и , пос­

вые сплавы стали о ч е н ь п о п у л я р н ы м и . С а м ы м удиви­

кольку их модуль упругости выше модуля упругости

тельным кажется то, что в состав этих с п л а в о в может

с п л а в о в с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м золота почти в 2,5 ра­

входить до 15% меди, так к а к это на в о д и т на м ы с л ь о

за. Благодаря этому м и н и м а л ь н о допустимая толщина

возможности позеленения керамического покрытия.

каркаса может быть с н и ж е н а с 0,5 мм до 0,3 мм, что

О д н а к о о к а з а л о с ь , что в отличие от с п л а в о в с в ы с о к и м

позволяет у м е н ь ш и т ь глубину п р е п а р и р о в а н и я .

с о д е р ж а н и е м золота, в к л ю ч е н и е меди в состав палла-

N i - C r - M o сплавы лучше подходят для изготовле­

диевых с п л а в о в не п р и в о д и т к п о я в л е н и ю такого эф­

н и я п р о т я ж е н н ы х мостовидных протезов, поскольку

фекта.

о н и обладают п о в ы ш е н н о й жесткостью и более высо­

С о п р о т и в л е н и е прогибу этих с п л а в о в может ока­

кой температурой п л а в л е н и я , что позволяет снизить

заться н е в ы с о к и м из-за к р и п а металла при обжиге ке­

вероятность температурной д е ф о р м а ц и и металличес­

рамического покрытия.

кого к а р к а с а в процессе обжига керамического пок­ рытия. Н е д о с т а т к а м и этих с п л а в о в я в л я ю т с я сложность

Клиническое значение

литья и

в ы с о к а я л и т е й н а я усадка, которая может

стать п р и ч и н о й плохого п р и л е г а н и я металлических

Применение этих сплавов противопоказано для и з г о ­ товления протяженных мостовидных протезов, пос­ кольку это может вызвать определенные проблемы.

к а р к а с о в . К р о м е того, к л и н и ч е с к и е исследования по­ к а з а л и , что с в я з ь N i - C r - M o с п л а в о в с керамикой не я в л я е т с я т а к о й же н а д е ж н о й , к а к у других сплавов. О д н а к о н а к о п л е н и е о п ы т а р а б о т ы с никелевыми с п л а в а м и п о з в о л я е т п о в ы с и т ь к л и н и ч е с к у ю эффек­ т и в н о с т ь о р т о п е д и ч е с к о г о л е ч е н и я с их применени­

Палладиево-серебрянные сплавы

е м . К о н е ч н о ж е , о ч е н ь п р и в л е к а т е л ь н ы м преимуще­ ством

Pd-Ag сплавы обладают с а м ы м в ы с о к и м модулем уп­

никелевых

сплавов

является

их

низкая

стоимость.

ругости из всех д р а г о ц е н н ы х металлических сплавов,

Б и о с о в м е с т и м о с т ь N i - C r с п л а в о в долгое время

что позволяет изготавливать л и т ы е к а р к а с ы , обладаю­

была п р е д м е т о м д и с к у с с и й . Н и к е л ь считается аллер­

щ и е более в ы с о к о й жесткостью и п о н и ж е н н о й склон­

г е н о м , хотя с о о б щ е н и я об аллергических реакциях,

н о с т ь ю к т е м п е р а т у р н о й д е ф о р м а ц и и п р и обжиге

в ы з в а н н ы х и с п о л ь з о в а н и е м н и к е л я в полости рта.

фарфора.

встречаются

Эти с п л а в ы о б л а д а ю т н е с к о л ь к о х у д ш и м и литей­

редко.

Для

улучшения

литейных

с в о й с т в н и к е л е в ы х с п л а в о в и п о в ы ш е н и я прочности

н ы м и с в о й с т в а м и и м е н ь ш е й т о ч н о с т ь ю прилега­

связи

н и я , о д н а к о , п р и п р а в и л ь н о м п р о в е д е н и и всех зубо-

( < 0 , 9 % ) . О д н а к о этот э л е м е н т может представлять

с ф а р ф о р о м в их с о с т а в в в о д я т бериллий

быть

о п а с н о с т ь для зубных т е х н и к о в , работающих с нике­

т а к и м и же х о р о ш и м и , к а к и п р и и с п о л ь з о в а н и и зо­

л е в ы м и с п л а в а м и . В п р о ц е с с е механического шли­

лотых с п л а в о в .

ф о в а н и я и п о л и р о в а н и я металлических каркасов мо-

технических

процедур,

результаты

могут

medwedi.ru

МЕТАЛЛОКЕРАМИКА

жет о б р а з о в ы в а т ь с я

пыль,

содержащая

бериллий,

271

к е р а м и к и , в д а н н о м случае не пригодна; важно, чтобы

про к о т о р ы й и з в е с т н о , что он обладает канцероген­

для

н ы м и с в о й с т в а м и . В эту п ы л ь может в ы й т и в 5 — 6 раз

т о л ь к о с п е ц и а л ь н о разработанная керамика с более

покрытия титановых

каркасов

использовалась

б о л ь ш е б е р и л л и я , чем о с т а н е т с я в составе обрабаты­

низким

ваемого к а р к а с а .

расширения.

к о э ф ф и ц и е н т о м л и н е й н о г о термического

С в я з ь к е р а м и ч е с к о г о п о к р ы т и я с технически чис­ тым т и т а н о м остается проблемой, а прочность связи,

Клиническое значение

которую удается достигнуть, не так высока, как у дру­ гих металлокерамических сплавов.

Никелевые сплавы п р о т и в о п о к а з а н ы пациентам с ал­ лергией на никель.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Технически чистый титан Главным

преимуществом

металлокерамических зуб­

О стоматологическом п р и м е н е н и и технически чисто­

ных протезов перед ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и м и является

го титана уже б ы л о р а с с к а з а н о в главе 3.3. Титан стал

более в ы с о к а я устойчивость первых к разрушению. Из

популярным материалом для изготовления металло­

к е р а м и к и м о ж н о изготавливать

керамических зубных протезов благодаря своей высо­

зы только малой п р о т я ж е н н о с т и , поэтому металлоке­

мостовидные проте­

кой устойчивости к к о р р о з и и , п р е к р а с н о й биосовмес­

рамика является е д и н с т в е н н о в о з м о ж н ы м вариантом

тимости, л е г к о м у весу и о т н о с и т е л ь н о н е в ы с о к о й

эстетически с о в е р ш е н н ы х зубных протезов протяжен­

стоимости по с р а в н е н и ю с д р а г о ц е н н ы м и с п л а в а м и .

ностью более трех е д и н и ц .

Однако здесь необходимо добавить н е к о т о р ы е сведе­ ния по поводу п р и м е н е н и я титана вместе с керами­

Клиническое значение

кой. При литье титановых каркасов на поверхности отливки

образуется

реакционный

слой

толщиной

Разработка цельнокерамических протезов и их фикса­

50-100 м к м в результате в з а и м о д е й с т в и я между ме­

ции п о л и м е р н ы м и а д г е з и в н ы м и

таллом и ф о р м о в о ч н ы м м а т е р и а л о м . П р и последую­

заменить традиционные металлокерамические протезы

цементами позволила

щих о б ж и г а х т и т а н о в ы х к а р к а с о в в з у б о т е х н и ч е с к о й

во м н о г и х случаях к л и н и ч е с к о й п р а к т и к и . Это связано

печи э т о т слой с т а н о в и т с я все более в ы р а ж е н н ы м .

с т е м , что восстановление зубов цельнокерамическими

Если от н е г о не и з б а в и т ь с я , то э т о т слой на поверх­

протезами позволяет применять более щадящие мето­

ности раздела между м е т а л л о м и к е р а м и к о й

будет

ды препарирования твердых тканей зуба, и они выгля­

Было предложено

дят более эстетично, чем металлокерамические проте­

препятствовать и х с о е д и н е н и ю .

много р а з н ы х путей р е ш е н и я э т о й п р о б л е м ы , вклю­

з ы , особенно в области краев реставрации.

чая п е с к о с т р у й н у ю о б р а б о т к у т и т а н о в ы х к а р к а с о в , покрытие п о в е р х н о с т и о т л и в о к н и т р и д о м к р е м н и я и растворение р е а к ц и о н н о г о с л о я п о г р у ж е н и е м в тра­ вильные р а с т в о р ы .

О д н а к о , к л и н и ч е с к а я э ф ф е к т и в н о с т ь металлоке­ р а м и ч е с к и х к о р о н о к была подтверждена их многолет­

Для р е ш е н и я п р о б л е м , с в я з а н н ы х с литьем титана,

н и м п р а к т и ч е с к и м и с п о л ь з о в а н и е м , в то время, как

было п р е д л о ж е н о изготавливать реставрации альтер­

ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и е реставрации все еще являются

нативным методом, с о с т о я щ и м из этапов и с к р о в о й

о т н о с и т е л ь н о н о в ы м видом протезирования зубов.

эрозии и м е х а н и ч е с к о й обработки б л о к о в материала. Однако, поскольку титан обладает в ы с о к о й химичес­

Н е з а в и с и м о от преимуществ и недостатков разных

кой реактивностью, то при температурах в ы ш е 800°С

металлокерамических систем,

на его поверхности в н о в ь образуется толстая о к с и д н а я

приведенным ниже рекомендациям:

необходимо следовать

пленка, присутствие которой будет ослаблять связь с керамикой.

•

эффициент т е р м и ч е с к о г о р а с ш и р е н и я 6

дывать ее на зубного техника.

технически

чистого титана составляет 9,6-10~ 1/°С (96Т0~

7

1/°С).

Ответственность за в ы б о р сплава целиком ложит­ ся на врача-ортопеда, который не должен перекла­

В отличие от с п л а в о в , у п о м и н а в ш и х с я в ы ш е , ко­ •

Убедитесь в том, что в вашей зуботехнической ла­

Таким образом, к е р а м и к а на основе лейцита, исполь­

боратории используется правильное сочетание ме­

зуемая для о б л и ц о в к и о б ы ч н ы х сплавов для металло-

талла с к е р а м и к о й .

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

272

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Mackert JR Jr, Williams AL (1996) Microcracks in dental porcelain and their behavior during multiple firing. J D e n t Res 75: 1484 Murakami I, Schulman A (1987) Aspects of metal-ceram­ ic bonding. Dent Clin N o r t h Am 31: 333

Anusavice KJ (1985) N o b l e metal alloys for metal-ceramic

Pang 1С et al (1995) Bonding characteristics of low-fusing

restorations. D e n t Clin N o r t h Am 29: 789

porcelain bonded to pure titanium and palladium-cop­

Bagby M, Marshall SJ, Marshall GW (1990) Metal ceram­

per alloy. J Prosthet D e n t 73: 17

ic compatibility: a review of the literature. J Prosthet

Peregrina A et al (1992) Measurement of oxide adherence

D e n t 63: 21

to silver-free high-palladium alloys. Int J Prosthodont

Betolotti RL (1984) Selection of alloys for today's crowns

5: 173

and fixed partial denture restorations. J Am Dent Assoc

Rochette AL (1973) A t t a c h m e n t of a splint to enamel of

108: 959

lower anterior teeth. J Prosthet D e n t 30: 418

Bumgardner J D , Lucas LC (1995) Cellular response to

Sarkar NK et al (1985) Role of gallium in alloy-porcelain

metallic ions released from nickel-chromium dental

bonding. J Prosthet dent 53: 190

alloys. J D e n t Res 74: 1521

Saunders WP (1989) resin-bonded bridgework: a review. J

C D M I E (1981) Porcelain-metal alloy compatibility: crite­

D e n t 17: 255

ria and test methods. J Am D e n t Assoc 102: 71 Clyde C S , Boyd T (1988) T h e etched cast metal resin-

Tomsia AR Pask JA (1986) Chemical reactions and adher­

b o n d e d (Maryland) bridge: a clinical review. J D e n t 16:

ence at glass/metal interfaces. An analysis. Dent Mater 2: 10

22 Creugers N H J , Kayser AF (1992) An analysis of multiple

Wang RR et al (1999) Silicone nitride coating on titanium to enable titanium-ceramic bonding. J Biomed Mater

failures of resin-bonded bridges. J D e n t 20: 348

Res 46: 262

Fischer J, Fleetwood PW (2000) Improving the processing of high-gold metal-ceramic frameworks by a pre-firing

Wood M (1985) Etched castings — an alternative approach to treatment/ D e n t Clin N o r t h Am 29: 393

heat treatment. D e n t M a t e r 16: 109 Lawson JR (1991)

Alternative

alloys for resin-bonded

Wuy Y (1991) T h e effect of oxidation heat treatment of porcelain bond strength in selected base metal alloys. J

retainers. J Prosthet dent 65: 97 Livaditis G J , T h o m p s o n VP (1982) Etched casting: an improved

retentive

mechanism

for

resin-bonded

retainers. J Prosthet D e n t 47: 52

medwedi.ru

Prosthet Dent 66: 439

Глава 3.6

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ х

ВВЕДЕНИЕ

д а н н ы й т е р м и н о т н о с и т с я не только к цементам, а к ф и к с и р у ю щ и м материалам, к о т о р ы м и называют ши­ р о к и й класс с о в р е м е н н ы х материалов, в том числе та­ ких, как п о л и м е р ы .

В т е ч е н и е п о ч т и всего ХХ-го с т о л е т и я

единственно

Но н е з а в и с и м о от п р и м е н я е м о й т е р м и н о л о г и и , в

доступными материалами для ф и к с а ц и и и краевой

н а с т о я щ е й главе вопрос будет касаться материалов,

изоляции н е с ъ е м н ы х п р о т е з о в — в и н и р о в , в к л а д о к ,

п р и м е н я е м ы х в стоматологии для п о с т о я н н о й фикса­

коронок и м о с т о в и д н ы х п р о т е з о в , б ы л и ц и н к - о к с и -

ции р а з л и ч н ы х видов несъемных зубных протезов, пе­

д - э в г е н о л ь н ы е и ц и н к - ф о с ф а т н ы е ц е м е н т ы . Поэто­

речень которых дан в

Таблице 3.6.1.

му р а с п р о с т р а н е н н ы м т е р м и н о м « ц е м е н т и р о в а н и е » стали о б о з н а ч а т ь п р о ц е с с к р е п л е н и я металлическо­ го или к е р а м и ч е с к о г о н е с ъ е м н о г о п р о т е з а к сохра­ нившимся зубам. О д н а к о в п о с л е д н е й ч е т в е р т и ХХго века

появилось большое

р а з н о о б р а з и е других

материалов с в ы с о к о й а д г е з и о н н о й с п о с о б н о с т ь ю и методов их п р и м е н е н и я . Б ы л и с о з д а н ы н о в ы е це­ менты: ц и н к - п о л и к а р б о к с и л а т н ы е и с т е к л о и о н о ­ мерные, а т а к ж е с т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы , моди­ фицированные

полимерами.

В настоящее время

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

расширяется класс м а т е р и а л о в на о с н о в е а д г е з и в н ы х полимеров, и с о в е р ш е н с т в у ю т с я т е х н о л о г и и их при­ менения в в о с с т а н о в и т е л ь н о й с т о м а т о л о г и и .

Биосовместимость

Поэтому т е р м и н «цементирование» вряд ли соот­ ветствует

современному

ассортименту

материалов

Материал для ф и к с а ц и и к о р о н о к и вкладок обяза­

данного н а з н а ч е н и я . С е й ч а с п р и м е н я ю т другой тер­

тельно

мин для о б о з н а ч е н и я п р о ц е с с а п р и к р е п л е н и я л ю б ы х

ностью д е н т и н а . Поэтому следует всегда иметь в виду

контактирует с д о с т а т о ч н о б о л ь ш о й поверх­

восстановительных к о н с т р у к ц и й несъемных протезов

возможность

ктвердым т к а н я м зуба — это ф и к с а ц и я (luting). Мате­

тельности или раздражения пульпы зуба. Фиксирую­

появления

п о с т о п е р а т и в н о й чувстви­

риалом для ф и к с а ц и и (lute) называют ц е м е н т или дру­

щие материалы создают о с н о в н о й барьер проникно­

гой материал, п о з в о л я ю щ и й создать герметичное зак­

в е н и ю бактерий в т к а н и зуба, поэтому

рытие

х о р о ш и й результат в о с с т а н о в л е н и я , когда п о м и м о вы­

границы,

разделяющей

внутреннюю

поверхность протеза и поверхность твердых т к а н е й зу­

с о к о й к р а е в о й герметичности они

ба, на которой з а ф и к с и р о в а н протез. Таким образом

б а к т е р и а л ь н ы м действием.

они дают

обладают и анти­

274

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Крепление

самым микромеханическое удержание. К сожалению,

О с н о в н а я роль ф и к с и р у ю щ и х материалов заключается

ное крепление является о с н о в н о й причиной неудач

не всегда этого м о ж н о достичь, и недостаточно проч­ в обеспечении надежного к р е п л е н и я протеза при вос­

несъемного протезирования. Если в дополнении к ме­

становлении зуба.

ханическому к р е п л е н и ю за счет микронеровностей

П р и использовании цементов на

водной основе типа ц и н к - ф о с ф а т н о г о цемента качест­

п р е п а р и р о в а н н о й поверхности зубных тканей добавит­

во ф и к с а ц и и определяется геометрическими парамет­

ся способность к адгезии ф и к с и р у ю щ и х материалов, то

рами п р е п а р и р о в а н н о й полости зуба, способом фикса­

это может значительно повысить прочность крепления

ции, а также способностью п р о н и к н о в е н и я цемента в

(ретенцию) протезов, и вновь созданные методы адге­

микронеровности поверхности дентина, создавая тем

з и о н н о й ф и к с а ц и и позволяют это сделать.

medwedi.ru

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

275

Механические свойства

участки материала по краям протеза будут раство­

Т о н к и й слой ф и к с и р у ю щ е г о материала, расположен­

тах зубных о т л о ж е н и й , о к р а ш и в а н и ю краев протеза и

н ы й между зубом и в н у т р е н н е й поверхностью протеза

в т о р и ч н о м у кариесу.

р я т ь с я , что может п р и в е с т и к н а к о п л е н и ю в этих мес­

или р е с т а в р а ц и и , д о л ж е н выдерживать б о л ь ш и е наг­ рузки, к о т о р ы е передаются через него о п о р н ы м тка­

Удобство в работе

ням зуба. П о э т о м у для того, чтобы материал для фик­ с а ц и и не р а з р у ш и л с я под их д е й с т в и е м , он должен

Б о л ь ш и н с т в о ф и к с и р у ю щ и х материалов выпускаются

обладать в ы с о к о й п р о ч н о с т ь ю на р а с т я ж е н и е , удар­

в виде систем п о р о ш о к - ж и д к о с т ь , которые смешива­

ной вязкостью и усталостной п р о ч н о с т ь ю . Важно дос­

ются в о п р е д е л е н н ы х п р о п о р ц и я х , и, поскольку на­

тичь п л о т н о г о краевого п р и л е г а н и я р е с т а в р а ц и и , при

к о п л е н б о л ь ш о й о п ы т в п р и м е н е н и и этих материалов,

котором потребуется м и н и м а л ь н о е количество фик­

соблюдение

сирующего материала.

п р о б л е м ы . О д н а к о , в последнее время наметилась

Н е с м о т р я на то, что т о л ь к о о ч е н ь маленькая пове­

тенденция

нужной

пропорции

не

представляет

введения большего количества жидкого

рхность ф и к с и р у ю щ е г о материала остается о т к р ы т о й ,

компонента

очень

в а ж н о , чтобы этот материал был износостой­

свойств, которые позволят материалу л е г к о затекать в

для

получения

таких

реологических

ким. Ч р е з м е р н ы й и з н о с может привести к потере

узкое пространство между зубом и к о р о н к о й и полу­

ф и к с и р у ю щ е г о материала по краю в о с с т а н о в л е н и я и

чить более п л о т н о е п р и л е г а н и е . Следует отметить, что

образованию н е б о л ь ш о г о ж е л о б к а или углубления, в

такое произвольное и з м е н е н и е с о о т н о ш е н и я поро­

котором могут н а к а п л и в а т ь с я зубные о т л о ж е н и я , а

ш о к - ж и д к о с т ь может негативно отразиться на свой­

край н е с ъ е м н о г о протеза, н а п р и м е р , к о р о н к и может

ствах ф и к с и р у ю щ е г о материала, и о с о б е н н о ,

потемнеть, т.е. п о я в и т с я краевое о к р а ш и в а н и е .

рабочем времени и в р е м е н и твердения, и поэтому на­

Краевая герметичность

л о , не рекомендуется.

Ф и к с и р у ю щ и й материал должен обеспечивать надеж­

л и , которые нужны, чтобы иметь достаточно времени

ную краевую г е р м е т и ч н о с т ь реставрации, чтобы пре­

для работы при в ы п о л н е н и и необходимых манипуля­

дотвратить развитие в т о р и ч н о г о кариеса. И д е а л ь н ы й

ций для ф и к с а ц и и протеза и, в то же время, твердение

на его

рушение способа п р и м е н е н и я материала, к а к прави­ Рабочее и время твердения материала — показате­

материал для ф и к с а ц и и , о б е с п е ч и в а ю щ и й герметич­

не д о л ж н о быть с л и ш к и м д л и т е л ь н ы м после припа­

ность, не должен растворяться в ротовой ж и д к о с т и , а

совки протеза на месте. Лучшей р е к о м е н д а ц и е й по

следовательно т а к о й материал должен иметь н и з к у ю

выбору о п т и м а л ь н о г о с о о т н о ш е н и я п о р о ш к а и жид­

растворимость в н е й т р а л ь н о й и к и с л о й среде. Если

кости я в л я е т с я строгое следование и н с т р у к ц и и изго­

материал для ф и к с а ц и и способен образовывать адге­

товителя, или п о л н о с т ь ю и с к л ю ч и т ь эту проблему,

зионные с о е д и н е н и я с т к а н я м и зуба и с материалом

п р и м е н я я для ф и к с а ц и и материал в к а п с у л и р о в а н н о й

протеза, это также улучшит н а д е ж н о с т ь ф и к с а ц и и и

форме.

краевую герметичность.

Рентгеноконтрастность

Малая толщина пленки

И с п о л ь з о в а н и е р е н т г е н о к о н т р а с т н о г о фиксирующе­ Важным показателем качества ф и к с и р у ю щ е г о мате­ риала является т о л щ и н а его с л о я , к о т о р ы й

должен

го материала поможет к л и н и ц и с т у отличить его на р е н т г е н о в с к о м с н и м к е от вторичного кариеса, кото­

плотно з а п о л н и т ь п р о с т р а н с т в о между к о р о н к о й или

р ы й м о ж е т в о з н и к н у т ь под н е с ъ е м н ы м

мостовидным протезом и зубом и, в тоже время обес­

К р о м е того, р е н т г е н о к о н т р а с т н о с т ь облегчит обнару­

печить п р а в и л ь н о е п о л о ж е н и е при посадке протеза

жение и з л и ш к о в материала, н а в и с а ю щ и х у края ко­

на место. Толстая п л е н к а ф и к с и р у ю щ е г о материала

р о н к и после ее ф и к с а ц и и , и о с о б е н н о на проксималь­

может оказаться н е п р и е м л е м о й , т.к. протез может

ных поверхностях.

протезом.

быть «завышен», выступать за п е р в о н а ч а л ь н ы е преде­ лы восстанавливаемого зубного ряда, в ы з ы в а я тем са­ мым п р о б л е м ы о к к л ю з и и и н е о б х о д и м о с т ь дополни­ тельного

сошлифования

протеза.

Кроме

Эстетика

этого,

Эстетические свойства не важны при ф и к с а ц и и ме­

толстая п л е н к а вызовет плохое к р а е в о е п р и л е г а н и е

таллических и металлокерамических протезов, но они

протеза, и б о л ь ш е е к о л и ч е с т в о ф и к с и р у ю щ е г о мате­ риала или цемента о к а ж е т с я о т к р ы т ы м . А так к а к не­ которые ф и к с и р у ю щ и е м а т е р и а л ы с к л о н н ы к раство­ рению и э р о з и и в среде п о л о с т и рта, то о т к р ы т ы е

приобретают серьезное з н а ч е н и е при протезировании зубов с и с п о л ь з о в а н и е м цельнокерамических коро­ н о к . Для н е к о т о р ы х из у п р о ч н е н н ы х каркасных кера­ м и ч е с к и х материалов белый и н е п р о з р а ч н ы й матери-

ОСНОВЫ

276

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

ал для их ф и к с а ц и и вполне п р и е м л е м , н о , чем проз­

технологии в клиническую практику терапевтической

рачнее с т а н о в я т с я к е р а м и ч е с к и е протезы, тем боль­

стоматологи и ю. Н а и б о л ь ш и й толчок развитию методик

шее з н а ч е н и е п р и о б р е т а ю т для них о п т и ч е с к и е свой­

восстановления зубов в ортопедической стоматологии,

ства ф и к с и р у ю щ е г о материала. Э т о означает, что для

пожалуй, внесли новые адгезивные полимерные мате­

таких п р о з р а ч н ы х в о с с т а н о в л е н и й , к а к в и н и р ы для

риалы для ф и к с а ц и и .

передних

зубов,

потребуются

новые

фиксирующие

В н а с т о я щ е е время в к л и н и ч е с к о й практике широ­

материалы, и м е ю щ и е с о о т в е т с т в у ю щ и й цветовой от­

ко используются м н о г о ч и с л е н н ы е ф и к с и р у ю щ и е ма­

т е н о к , цветостабильность, п о л у п р о з р а ч н о с т ь и струк­

т е р и а л ы , как на в о д н о й , так и на п о л и м е р н о й основе.

туру п о в е р х н о с т и .

Д л я того, чтобы овладеть з н а н и я м и свойств этих мате­ риалов и п о н и м а н и е м методик их практического при­ м е н е н и я , а также с целью у п р о щ е н и я изложения ма­

Клиническое значение

териала, все э т и м а т е р и а л ы будут разбиты на четыре категории:

Практически н е в о з м о ж н о создать один универсальный материал, который м о г бы отвечать всем ж е с т к и м тре­ бованиям к материалам для ф и к с а ц и и . По этой п р и ч и ­ не на рынке имеется широкий выбор разнообразных материалов этой группы.

•

ц е м е н т ы на водной основе

•

адгезивные п о л и м е р н ы е материалы для соедине­ ния с керамикой

•

адгезивные п о л и м е р н ы е материалы для соедине­ н и я с металлами

•

адгезивные п о л и м е р н ы е м а т е р и а л ы для соедине­ н и я с пластмассами.

ВЫБОР МАТЕРИАЛА ДЛЯ ФИКСАЦИИ

ЦЕМЕНТЫ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

С т а р е й ш и м материалом для ф и к с а ц и и из всех, предс­ т а в л е н н ы х в Таблице 3.6.1, является ц и н к - ф о с ф а т н ы й цемент, к о т о р ы й в ы п о л н я е т т о л ь к о о д н о - з а п о л н е н и е

К цементам на водной основе о т н о с я т с я цинк-фос­

зазора между зубом и протезом, и к о т о р ы й напомина­

ф а т н ы й , ц и н к - п о л и к а р б о к с и л а т н ы й , стеклоиономер­

ет э т и м с т р о и т е л ь н ы й цемент.

н ы й и м о д и ф и ц и р о в а н н ы й п о л и м е р а м и стеклоионо­

Прочность ф и к с а ц и и протеза в этих случаях зависит от качества препарирования зуба и точности подгонки реставрации, так как ц и н к - ф о с ф а т н ы й цемент не обла­

мерный цементы.

Цинк-фосфатные цементы

дает свойством химического сродства и адгезионными свойствами по о т н о ш е н и ю к тканям зуба, к металлу или

Ц и н к - ф о с ф а т н ы й цемент один из первых цементов,

керамике. В этом о т н о ш е н и и новые цементы на основе

п о я в и в ш и х с я в стоматологической практике, который

полиакриловой кислоты типа цинк-поликарбоксилат-

ш и р о к о используется и по н а с т о я щ е е время. Этот це­

ного и стеклоиономерного цементов, представляют со­

мент представляют собой белый п о р о ш о к , который

бой новое поколение цементов, которые могут адгези­

с м е ш и в а е т с я с п р о з р а ч н о й ж и д к о с т ь ю . Порошок в ос­

онно

н о в н о м состоит из оксида ц и н к а с добавлением около

соединяться

с

тканями

зуба,

а

также

в

определенной степени с поверхностями металлических

10% оксида м а г н и я , ж и д к о с т ь представляет собой 45 -

и керамических протезов. Ассортимент адгезивных к зу­

64% ф о с ф о р н у ю кислоту.

бам цементов расширился с появлением новых стеклои­ ономерных цементов, модифицированных полимерами. Хотя эти водоосновные цементы в некоторой степени обладают адгезией по о т н о ш е н и ю к металлам, в целом

Форма

выпуска

Порошок

можно сказать, что с их п о м о щ ь ю адгезионная проч­ ность в соединениях с металлами и керамикой не отве­ чает требованиям в ряде более сложных ситуаций. Сле­ довательно, необходима разработка новых адгезивов для керамических и металлических протезов, которые могли бы внести в развитие ортопедической стоматологии та­ кой же импульс, который внесли новые адгезионные

П о р о ш о к о б ж и г а е т с я при т е м п е р а т у р е в ы ш е 1000Т в т е ч е н и е н е с к о л ь к и х ч а с о в для с н и ж е н и я его реак­ т и в н о с т и и о б е с п е ч е н и я с о о т в е т с т в у ю щ е г о рабочего времени и времени твердения не

прошедший обжига,

быстро.

medwedi.ru

ц е м е н т а ; материал,

затвердевал бы слишком

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ Ф И К С А Ц И И

О к с и д м а г н и я добавляется для п р и д а н и я цементу

Н е с в я з а н н а я вода образует глобулы в

белого цвета, для п р и д а н и я п о р о ш к у оксида ц и н к а

делает его в ы с о к о п р о н и ц а е м ы м ,

277

цементе и

поэтому высушен­

большей рыхлости, а также для п о в ы ш е н и я прочнос­

н ы й материал п о р и с т ы й .

ти цемента на сжатие. Другие о к с и д ы (такие как о к с и д

цемента

к р е м н и я и а л ю м и н и я ) д о б а в л я л и с ь в н е б о л ь ш и х (до

ц и н к а в матрице, с о с т о я щ е й из ф о с ф а т о в ц и н к а , маг­

5%)

ния и алюминия.

количествах

для

улучшения

механических

О к о н ч а т е л ь н а я структура

— это ч а с т и ц ы н е п р о р е а г и р о в а в ш е г о оксида

свойств затвердевшего материала и о б е с п е ч е н и я ряда цветовых о т т е н к о в . Н е к о т о р ы е составы содержат ф т о р и д ы (обычно в

Свойства

виде н е б о л ь ш о г о п р о ц е н т а ф т о р и д а олова), и в основ­ ном рекомендуются к п р и м е н е н и ю в случаях, где осо­

Обобщая н а к о п л е н н ы й о п ы т п р и м е н е н и я цинк-фос­

бенно п о к а з а н о присутствии ф т о р и д а , н а п р и м е р , при

фатного цемента, м о ж н о отметить, что этот фиксиру­

фиксации ортодонтических приспособлений.

ю щ и й материал являлся и является о д н и м из ш и р о к о

Жидкость

н ы е клинические результаты. Д а н н ы й цемент

используемых материалов, демонстрируя

превосход­ имеют

четко необходимое рабочее время и быстрое время Ж и д к о с т ь буферируется д о б а в к о й о к с и д о в ,

присут­

твердения.

ствующих в п о р о ш к е , и гидроксидом а л ю м и н и я , ко­ торые служат для о б р а з о в а н и я в ней ф о с ф а т о в . Ц и н к является с у щ е с т в е н н ы м э л е м е н т о м для р е а к ц и и обра­ зования

цемента,

в результате

Рабочее время и время твердения

р е а к ц и и образуется

а м о р ф н ы й ф о с ф а т ц и н к а , в то время к а к а л ю м и н и й

Рабочее время для б о л ь ш и н с т в а м а р о к цинк-фосфат­

снижает с к о р о с т ь р е а к ц и и , гарантируя необходимую

н о г о ц е м е н т а при его п р и м е н е н и и для ф и к с а ц и и

продолжительность рабочего времени цемента. Полу­

о б ы ч н о составляет о к о л о 3 — 6 минут. В зависимости

чение требуемого рабочего времени зависит также от

от м е т о д и к и з а м е ш и в а н и я ,

соблюдения с о о т н о ш е н и я п о р о ш о к - ж и д к о с т ь .

варьироваться от 3 до 14 минут.

Реакция

или

время твердения может

В з а в и с и м о с т и от н а з н а ч е н и я цемент замешивают

твердения

густой

к о н с и с т е н ц и и , если его п р и м е н я ю т как

п р о к л а д о ч н ы й материал, или ж и д к о й — когда цемен­ При с м е ш и в а н и и оксида ц и н к а с водным раствором

том ф и к с и р у ю т н е с ъ е м н ы е зубные протезы.

ф о с ф о р н о й к и с л о т ы , п о в е р х н о с т н ы й слой ч а с т и ц по­

П о р о ш о к и ж и д к о с т ь цемента смешивают, посте­

рошка растворяется кислотой и сначала образуется

п е н н о добавляя п о р о ш о к в жидкость, сначала мелки­

кислый ц и н к ф о с ф а т :

ми п о р ц и я м и , а затем п о р ц и и увеличивают. В конце с м е ш и в а н и я о п я т ь добавляют п о р о ш о к м е л к и м и пор­ ц и я м и , чтобы быть с п о к о й н ы м , что к о н с и с т е н ц и я смеси не станет гуще, чем требуется.

За э т и м следует д а л ь н е й ш а я р е а к ц и я , при которой,

Увеличения рабочего в р е м е н и и времени тверде­

во второй фазе процесса, образуется гидратирован-

н и я м о ж н о д о с т и ч ь при с м е ш и в а н и и п о р о ш к а и жид­ кости на б о л ь ш е й п л о щ а д и п л а с т и н ы . Это помогает

ный ф о с ф а т ц и н к а :

отводить теплоту р е а к ц и и , которая в п р о т и в н о м слу­ чае ускоряет твердение цемента. Наоборот, быстрое введение Это вещество п р а к т и ч е с к и не р а с т в о р и м о и крис­

всего

количества

порошка

в

жидкость

у м е н ь ш и т к а к рабочее в р е м я , так и время твердения.

таллизируется с о б р а з о в а н и е м ф о с ф а т н о й м а т р и ц ы ,

В результате будет

которая связывает вместе не вступившие в р е а к ц и ю

показателем с о о т н о ш е н и я п о р о ш о к - ж и д к о с т ь из-за

частицы оксида ц и н к а . Р е а к ц и я слегка э к з о т е р м и ч н а ,

того, что процесс т в е р д е н и я начнется с л и ш к о м рано.

сопровождающаяся

н е к о т о р о й усадкой цемента.

получена густая с м е с ь с н и з к и м

Малое с о д е р ж а н и е п о р о ш к а в смеси приведет к низ­

Полагают, что присутствие а л ю м и н и я в коммерчес­

кому качеству цемента. П р и м е н я я для с м е ш и в а н и я

ких марках цемента предотвращает процесс кристалли­

охлажденную с т е к л я н н у ю пластину, м о ж н о увеличить

зации, образуя т а к и м образом стеклянную матрицу в

рабочее время, о д н о в р е м е н н о сохраняя прежнее вре­

форме алюмо-фосфатного геля. Присутствие магния,

мя т в е р д е н и я . Такая методика дает еще преимущест­

присутствие

во, з а к л ю ч а ю щ е е с я в том, что позволяет ввести в

этого элемента препятствует кристаллизации любого

ж и д к о с т ь большее количества п о р о ш к а , повышая тем

вида. Со временем все-таки может проходить некоторая

с а м ы м п р о ч н о с т ь и с н и ж а я растворимость материала.

кристаллизация с образованием кристаллов хопеита.

Однако

также сдерживает кристаллизацию, т.к.

следует

проявлять

большую

осторожность

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

278

при и с п о л ь з о в а н и и э т о й м е т о д и к и с м е ш и в а н и я , пос­ кольку существует о п а с н о с т ь тельного

попадания

количества воды в смесь с

Биосовместимость

дополни­

поверхности

С в е ж а я смесь ц и н к - ф о с ф а т н о г о цемента имеет пока­

п л а с т и н ы л и б о из-за н е д о с т а т о ч н о г о ее высушива­

затель рН в д и а п а з о н е 1,3-3,6. Этот н и з к и й показатель

н и я , л и б о из-за к о н д е н с а ц и и на ней влаги. В обоих

может сохраняться в течение значительного времени

случаях рабочее время будет у м е н ь ш а т ь с я . С о ч е т а н и е

и потребуется о к о л о 24 часов, чтобы рН достиг нейт­

в методике с м е ш и в а н и я ц е м е н т а п р и м е н е н и я охлаж­

рального у р о в н я .

д е н н о г о стекла и д о з и р о в а н н о г о п р о ц е с с а д о б а в л е н и я п о р о ш к а в ж и д к о с т ь гарантирует н е о б х о д и м о е рабо­ чее время. П р о ц е с с с м е ш и в а н и я д о л ж е н б ы т ь закон­ чен за 60-90 секунд.

уровень рН может вызвать воспалительную реакцию пульпы. Это о с о б е н н о о п а с н о , если есть подозрения

Время т в е р д е н и я м о ж н о увеличить с п о м о щ ь ю так называемого способа

П р и п о м е щ е н и и цемента на препарированный в з н а ч и т е л ь н о й с т е п е н и зуб н и з к и й первоначальный

гашения жидкости, п р и к о т о р о м

в с к р ы т и я пульповой к а м е р ы даже на микроучастках. Следует п о м н и т ь , что, чем

смесь более текучая, тем

н е б о л ь ш о е количество п о р о ш к а добавляется в жид­

ниже будет уровень р Н , и тем д о л ь ш е времени потре­

к о с т ь за минуту до начала о с н о в н о г о процесса смеши­

буется для д о с т и ж е н и я цементом нейтрального уров­

вания.

ня р Н .

К о н с и с т е н ц и я пасты з а в и с и т от с о о т н о ш е н и я по­

Ц и н к - ф о с ф а т н ы й ц е м е н т не обладает антибакте­

р о ш о к - ж и д к о с т ь , и в а ж н о с о б л ю д а т ь т о ч н о е соотно­

р и а л ь н ы м и с в о й с т в а м и , это о з н а ч а е т , что в сочетании

ш е н и е этих к о м п о н е н т о в , исходя

с н е з н а ч и т е л ь н о й усадкой при т в е р д е н и и , он не обес­

из конкретного

н а з н а ч е н и я цемента в к л и н и к е . Н а п р и м е р , с л и ш к о м

печит идеального барьера для п р о н и к н о в е н и я бакте­

н и з к о е с о о т н о ш е н и е п о р о ш о к - ж и д к о с т ь будет при­

р и й . Таким о б р а з о м , чувствительность пульпы, свя­

ч и н о й п о л у ч е н и я н е п р о ч н о г о и в ы с о к о растворимо­

з а н н а я с п р и м е н е н и е м этого материала, может быть

го м а т е р и а л а с н е п р и е м л е м о н и з к и м п о к а з а т е л е м р Н .

обусловлена с о ч е т а н и е м таких свойств цемента, как

Н е о б х о д и м о и м е т ь в виду, что и н о г д а на п р а к т и к е

усадка при т в е р д е н и и , отсутствие антибактериального

трудно следовать р е к о м е н д а ц и я м

действия

оптимальному поскольку

соотношению

существующие

производителя по порошок-жидкость,

способы

дозирования

ностью, к а к это п р и н я т о считать.

к о м п о н е н т о в н е о ч е н ь т о ч н ы е . С л е д о в а т е л ь н о , боль­ ш и н с т в о с т о м а т о л о г о в п р е д п о ч и т а ю т вводить т а к о е количество

порошка

в жидкость,

чтобы

получить

к о н с и с т е н ц и ю материала, с о о т в е т с т в у ю щ у ю

конк­

р е т н о м у н а з н а ч е н и ю его в к л и н и к е . Такое п о л о ж е н и е делает

еще

более

важным

принятый

порядок

д е й с т в и й и в о с п р о и з в о д и м о с т ь п р о ц е с с а смешива­ ния цемента.

и п о в ы ш е н н о й к и с л о т н о с т ь ю в начальный

момент п о м е щ е н и я смеси, а не т о л ь к о о д н о й кислот­ П а ц и е н т может и с п ы т ы в а т ь н е к о т о р ы е болезнен­ н ы е о щ у щ е н и я во время процесса цементирования. О н и могут быть в ы з в а н ы к а к н и з к и м уровнем рН це­ м е н т н о й смеси, так и о с м о т и ч е с к и м давлением, вызы­ ваемым д в и ж е н и е м ж и д к о с т и через дентинные ка­ нальцы.

Как

правило,

такие

ощущения

носят

в р е м е н н ы й характер и исчезают в течение нескольких часов. Н а л и ч и е п о с т о я н н о г о раздражения пульпы мо­

Ж и д к о с т ь хранится в з а к р ы т о м ф л а к о н е .

Если

ф л а к о н д е р ж а т ь о т к р ы т ы м , потеря воды в результате ее и с п а р е н и я п о н и з и т уровень рН ж и д к о с т и , и

жет б ы т ь в ы з в а н о п р и м е н е н и е м с л и ш к о м жидкой смеси цемента.

она

Процесс твердения ц и н к - ф о с ф а т н о г о цемента тре­

станет более к о н ц е н т р и р о в а н н о й , что, к а к п р а в и л о ,

бует значительного времени и в течение первых 24 ча­

приводит к з а м е д л е н и ю п р о ц е с с а т в е р д е н и я . П р и ме­

сов наблюдается существенное выделение магния с

ре и с п а р е н и я и потери воды ф о с ф о р н а я кислота нач­

н е б о л ь ш и м количеством ц и н к а . Какой биологический

нет отделяться от раствора, и ж и д к о с т ь приобретет

э ф ф е к т могут оказать присутствие этих разных ионов

мутный вид. В этом случае, ж и д к о с т ь с т а н о в и т с я неп­

на окружающие т к а н и , остается пока неизвестным.

р и г о д н о й для п р и м е н е н и я . П р и и с п о л ь з о в а н и и цемента в качестве материала для ф и к с а ц и и важно не д о з и р о в а т ь п о р о ш о к и жид­

Механические

свойства

кость заранее, п о м е щ а я их на с т е к л я н н у ю пластинку

М е х а н и ч е с к и е свойства материала , как и все другие,

р а н ь ш е , чем это н е о б х о д и м о , поскольку вода может

находятся в тесной з а в и с и м о с т и от соотношения по­

и с п а р и т ь с я , и это замедлит р е а к ц и ю т в е р д е н и я . Не

р о ш о к - ж и д к о с т ь в цементе. П р о ч н о с т ь на сжатие мо­

следует также оставлять надолго с м е ш а н н ы й матери­

жет в а р ь и р о в а т ь с я от н а и м е н ь ш е г о показателя 40

ал, так к а к р е а к ц и я т в е р д е н и я н а ч и н а е т с я практичес­

М П а до 140 М П а . Между с о о т н о ш е н и е м порошок-

ки сразу же после с м е ш и в а н и я . Если пасту оставить на

ж и д к о с т ь и прочностью на сжатие существует линей­

долгое время, ее в я з к о с т ь может увеличиться до такой

ная зависимость.

степени, что материал уже не будет обладать необхо­ д и м о й текучестью.

В течение первых 10 минут проявляется быстрый рост прочности цемента, которая достигает величины

medwedi.ru

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

279

50% от конечной прочности. Затем она возрастает бо­

р и м ы м в воде, (сохранив способность к некоторому

лее медленными т е м п а м и , достигая конечного показа­

в ы д е л е н и ю и о н о в ц и н к а и ф о с ф а т о в ) , но остается

теля п р и м е р н о через 24 часа. Цемент чрезвычайно хру­

в о с п р и и м ч и в ы м к действию м о л о ч н о й кислоты. Пос­

пок, о чем свидетельствует его о ч е н ь н и з к и й предел

кольку до о к о н ч а т е л ь н о г о затвердевания проходит ка­

прочности на разрыв, находящийся в пределах 5-7

кое-то в р е м я , важно исключить чрезмерного воздей­

МПа. Модуль упругости приблизительно равен 12 ГПа,

ствия на ц е м е н т ротовых жидкостей.

который близок к величине модуля упругости дентина.

Фторидсодержащие цементы обладают свойством постоянного выделения фторидов в течение длительно­ го времени. Поглощение фторидов окружающей эмалью

Консистенция и толщина пленки фиксирующего материала

снижает вероятность ее деминерализации и особенно при использовании ортодонтических аппаратов.

Для гарантии хорошей п р и п а с о в к и реставрации с по­ мощью ц и н к - ф о с ф а т н о г о цемента в качестве фикси­

Практическое

применение

рующего материала большое з н а ч е н и е имеет способ­ ность цемента образовывать о ч е н ь тонкую пленку. После с м е ш и в а н и я п о р о ш о к ч а с т и ч н о растворяет­

Чаше всего ц и н к - ф о с ф а т н ы е цементы применяются в качестве материала для ф и к с а ц и и при цементирова­

ся в кислоте так, что к о н е ч н ы й р а з м е р ч а с т и ц порош­

нии металлических, металлокерамических коронок и

ка, оставшихся в структуре затвердевшего цемента,

мостовидных протезов, хотя его также используют в

колеблется от 2 до 8 мкм. П о с к о л ь к у смесь л е г к о рас­

других целях, таких как ф и к с а ц и я ортодонтических

текается, м о ж н о добиться т о л щ и н ы п л е н к и менее 25

аппаратов, а также в качестве материала для времен­

мкм. Это соответствует ц е л я м ц е м е н т и р о в а н и я , но

ных п л о м б .

толщина слоя во м н о г о м зависит от п р и м е н я е м о й ме­ тодики с м е ш и в а н и я .

Эти ц е м е н т ы д е м о н с т р и р у ю т ряд положительных качеств; о н и :

Вязкость смеси с т е ч е н и е м времени п о в ы ш а е т с я

•

весьма б ы с т р о . За пару минут вязкость может уже

•

быть д о в о л ь н о в ы с о к о й , хотя

сам материал еще до­

вольно «управляем». Тем не менее, не рекомендуется вышенная вязкость,

•

имеют достаточно высокую прочность на сжатие, которая позволяет выдерживать нагрузки, возни­

а с л е д о в а т е л ь н о более густая

к а ю щ и е при к о н д е н с а ц и и амальгамы •

слоя цемента и, следовательно, к неудовлетворитель­ ной ф и к с а ц и и р е с т а в р а ц и и .

обладают четким (острым), х о р о ш о определяемым твердением

откладывать ц е м е н т и р о в а н и е к о р о н о к , поскольку по­ смесь, может привести к с у щ е с т в е н н о м у у т о л щ е н и ю

легко смешиваются

я в л я ю т с я д е ш е в ы м продуктом. Легкость в работе или технологичность, а также их

п р и е м л е м ы е свойства при к р е п л е н и и несъемных зуб­ ных п р о т е з о в , сделали

ц и н к - ф о с ф а т н ы е цементы

очень п о п у л я р н ы м и материалами среди стоматоло­

Растворимость

гов-практиков на п р о т я ж е н и и целого века.

Важным показателем является р а с т в о р и м о с т ь цемен­

недостатки:

та, о с о б е н н о при его и с п о л ь з о в а н и и в качестве мате­

•

О д н а к о эти цементы имеют также и следующие

риала для ф и к с а ц и и . Растворимость материала влияет

могут оказывать раздражающее действие на пульпу зуба из-за низкого уровня рН

на краевую п р о н и ц а е м о с т ь вокруг реставрации, ко­

•

ронки или вкладки, и приводит к п р о н и к н о в е н и ю

•

хрупкие

бактерий. Это может вызвать как ослабление крепле­

•

не обладают а д г е з и о н н ы м и свойствами

ния реставрации, так и, что более вероятно, стимули­

•

ровать в о з н и к н о в е н и е вторичного кариеса. В течение первых 24 часов после затвердевания це­ мент обладает в ы с о к о й р а с т в о р и м о с т ь ю в воде, поте­

не обладают а н т и б а к т е р и а л ь н ы м действием

о т н о с и т е л ь н о растворимы в среде полости рта. Эти ф а к т о р ы могут оказывать в л и я н и е на возник­

н о в е н и е в т о р и ч н о г о кариеса при ф и к с а ц и и литых к о н с т р у к ц и й зубных протезов.

ря материала может колебаться в пределах от 0,04 до 3,3% (допустимый верхний предел 0,2%). После этого времени р а с т в о р и м о с т ь з н а ч и т е л ь н о п о н и ж а е т с я . В

Клиническое значение

целом, уровень р а с т в о р и м о с т и в з н а ч и т е л ь н о й степе­ ни зависит от с о о т н о ш е н и я п о р о ш к а к ж и д к о с т и при смешивании цемента, и чем в ы ш е этот показатель, тем стабильнее цемент. По з а в е р ш е н и и к о н е ч н о й ста­ дии затвердевания материал становится слабораство­

Цинк-фосфатные цементы применялись более ста лет и, несмотря на их недостатки, и м и будут пользоваться многие годы и в будущем для цементирования метал­ лических и металлокерамических реставраций.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

280

Цинк-П0ЛИКарб0КСИЛатные цементы

Реакция отверждения

Ц и н к - п о л и к а р б о к с и л а т н ы е ц е м е н т ы внедрены в сто­

О с н о в н а я р е а к ц и я отверждения этих цементов заклю­

матологическую п р а к т и к у в к о н ц е 60-х годов, после

чается в р е а к ц и и между о к с и д о м ц и н к а и ионизиро­

Манчестера поя­

в а н н ы м с о п о л и м е р о м а к р и л о в о й и итаконовой кисло­

вилась замечательная идея з а м е н и т ь ф о с ф о р н у ю кис­

ты. П о с л е с м е ш и в а н и я п о р о ш к а и жидкости кислота

лоту на одну из н о в ы х п о л и м е р н ы х кислот, а и м е н н о ,

воздействует на п о р о ш о к и вызывает выделение из не­

того, к а к у о д н о г о из стоматологов

п о л и а к р и л о в у ю кислоту. Эти материалы быстро при­

го и о н о в ц и н к а . За э т и м следует образование попереч­

о б р е л и п о п у л я р н о с т ь в стоматологии, поскольку о н и

ных связей (в виде м о с т и ч н ы х связей в полисолевой

стали п е р в ы м и ц е м е н т а м и , о б л а д а ю щ и м и адгезией к

м а т р и ц е ) , также, к а к это происходит у стеклоионо­

э м а л и и дентину. Механизм а д г е з и о н н о г о взаимодей­

мерных ц е м е н т о в , за и с к л ю ч е н и е м того, что в этом

ствия

случае ц и н к обеспечивает большее образование попе­

этих цементов такой же, к а к и

у стеклоионо­

мерных цементов (см. Главу 2.5).

речных с в я з е й , чем к а л ь ц и й и а л ю м и н и й , как показа­

Форма

структура,

но на Р и с . 3 . 6 . 1 . Результат р е а к ц и и — упрочненная

выпуска

в которой

н е п р о р е а г и р о в а в ш и е частицы

п о р о ш к а с к р е п л е н ы м а т р и ц е й полиакрилата цинка.

Э т и ц е м е н т ы выпускаются в виде белого п о р о ш к а и п р о з р а ч н о й в я з к о й ж и д к о с т и . С о с т а в л я ю щ и е порош­

Свойства

ка — о к с и д ы ц и н к а и м а г н и я , а ж и д к о с т ь представля­ ет собой 30-40% в о д н ы й раствор п о л и а к р и л о в о й кис­

Рабочее время и время затвердения

лоты. По с р а в н е н и ю с ц и н к - ф о с ф а т н ы м и цементами реак­

Порошок

ц и я твердения протекает быстро: необходимо прово­ дить

По составу п о р о ш о к такой же как и у ц и н к - ф о с ф а т н ы х

с м е ш и в а н и е за 30-40 секунд, чтобы оставалось

достаточное рабочее время.

цементов, с о д е р ж а щ и й о к с и д ц и н к а и п р и м е р н о 10%

Вязкость этих цементов не повышается столь быст­

оксида магния или иногда оксида олова. Кроме того, в

ро как у ц и н к - ф о с ф а т н ы х цементов. Через пару минут

п о р о ш к е могут быть другие д о б а в к и т и п а солей крем­

перемешивания к о м п о н е н т о в вязкость цинк-поликар-

н и я , а л ю м и н и я или висмута. П о р о ш о к обжигают при

боксилатного цемента меньше вязкости цинк-фосфат­

в ы с о к о й температуре для регулирования скорости ре­

ного через то же время, хотя в начальный момент вяз­

а к ц и и твердения, а затем размалывают до получения

кость п о л и к а р б о к с и л а т н о г о ц е м е н т а в ы ш е . Кроме

частиц нужного размера. Некоторые марки также со­

того, с м е ш а н н ы й

держат ф т о р и д олова для п р и д а н и я цементу положи­

цемент обладает свойством псевдопластичности, кото­

свежий цинк-поликарбоксилатный

тельного свойства — в ы с в о б о ж д е н и я фторида. В соста­

рое выражается в р а з ж и ж е н и и смеси под воздействием

ве

усилий сдвига при дополнительном смешивании. Это

порошка

могут

присутствовать

пигменты

для

обеспечения различных цветовых оттенков.

означает, что хотя материал кажется с л и ш к о м густым, однако при п о м е щ е н и и в полость рта и воздействии на него давления его текучесть вполне соответствует тре­

Жидкость

б о в а н и я м . Это свойство цемента не всегда учитывается

Ж и д к о с т ь о б ы ч н о является с о п о л и м е р о м полиакри­ л о в о й кислоты с другими н е н а с ы щ е н н ы м и к а р б о н о выми

кислотами типа

(Структуры

итаконовой и

полиакриловой

и

малеиновой.

итаконовой

кислот

представлены в Главе 2.3). М о л е к у л я р н а я масса сопо­ л и м е р а находится в пределах 30000 — 50000.

врачами-стоматологами, которые, как правило, склон­ н ы м к приготовлению более жидкой смеси путем сни­ ж е н и я с о о т н о ш е н и я п о р о ш о к - ж и д к о с т ь , ошибочно предполагая, что это придаст цементу повышенную те­ кучесть; однако, поступая таким образом, врач значи­ тельно ухудшает свойства затвердевшего цемента.

высушивается

В о б щ е м , чем в ы ш е с о о т н о ш е н и е порошок-жид­

при температурах н и ж е нуля градусов, затем добавля­

кость или выше молекулярная масса сополимера, тем

В

с о в р е м е н н ы х составах

кислота

ется в п о р о ш о к , ж и д к и м к о м п о н е н т о м цемента в этом

короче будет рабочее время. Д л я п р и м е н е н и я цемента

случае является д и с т и л л и р о в а н н а я вода. Такой метод

в качестве ф и к с и р у ю щ е г о материала рекомендуется

был разработан для у п р о щ е н и я д о с т и ж е н и я точного

с о о т н о ш е н и е п о р о ш о к - ж и д к о с т ь 1,5:1 по весу, кото­

с о о т н о ш е н и я между к о м п о н е н т а м и , р а н ь ш е это было

рое обеспечивает рабочее время при комнатной тем­

сделать трудно из-за в ы с о к о й вязкости жидкости. Уро­

пературе в пределах 2,5-3,5 минуты, а время твердения

вень рН регулировали д о б а в л е н и е м гидроокиси нат­

при 37°С — в течение 6-9 минут.

рия, а для управления р е а к ц и е й твердения или отверж­

К а к и д л я ц и н к - ф о с ф а т н ы х цементов, рабочее

д е н и я в состав материала добавляется в и н н а я кислота.

время п о л и к а р б о к с и л а т н ы х материалов можно можно

medwedi.ru

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

увеличить,

используя

охлажденную

281

стеклянную

пластину или п о р о ш о к , х р а н я щ и й с я в х о л о д и л ь н и к е . Х р а н е н и е в холодильнике ж и д к о с т е й не рекомендует­ ся, так к а к в их состав входит п о л и а к р и л о в а я кислота, которая

при

охлаждении

переходит

в гелеобразное

с о с т о я н и е за счет о б р а з о в а н и я водородных связей. Увеличение рабочего времени о с о б е н н о п о л е з н о при и с п о л ь з о в а н и и

ц и н к - п о л и к а р б о к с и л а т н ы х це­

ментов в качестве о с н о в ы или подкладки под пломбу, когда с о о т н о ш е н и е п о р о ш о к - ж и д к о с т ь в ц е м е н т н о й смеси в ы ш е . О д н а к о с л и ш к о м короткое рабочее вре­ мя

цинк-поликарбоксилатных

проблемой

цементов

является

этих материалов. В недавних разработках

этот н е д о с т а т о к удалось устранить за счет введения в состав

цементов

оптимального

количества

винной

кислоты. В и н н а я кислота улучшает качество цемента,

Р и с . 3 . 6 . 1 . Образование ионами цинка поперечных связей между карбоксильными группами полимерных цепей полиакриловой кислоты

удлиняя его рабочее время, при этом время т в е р д е н и я почти не и з м е н я е т с я .

находится в пределах 55-85 М П а . О н а зависит от со­ о т н о ш е н и я п о р о ш о к - ж и д к о с т ь и н е с к о л ь к о ниже, чем

Биосовместимость

у ц и н к - ф о с ф а т н ы х цементов. П р о ч н о с т ь на растяже­

К л и н и ч е с к и м и н а б л ю д е н и я м и п о к а з а н о , что при кон­

гости о к о л о 4-6 ГПа, что почти вдвое ниже модуля уп­

такте с т в е р д ы м и т к а н я м и зуба или м я г к и м и т к а н я м и

ругости ц и н к - ф о с ф а т н о г о цемента.

полости рта,

ние н е с к о л ь к о в ы ш е о к о л о 8-12 М П а .

цинк-поликарбоксилатные

Модуль упру­

цементы,

Как уже упоминалось ранее, цинк-поликарбокси­

несмотря на н и з к и й уровень рН ( в д и а п а з о н е 3-4) не

латные цементы затвердевают довольно быстро, и это

вызывает столь в ы р а ж е н н о й р е а к ц и и к а к это отмеча­

отражается на суммарном времени, за которое они

ется у

В о з м о ж н о это

достигают своей м а к с и м а л ь н о й прочности; за 1 час

рН до нейтрального

прочность цемента достигает 80% его конечной проч­

ц и н к - ф о с ф а т н ы х цементов.

связано с быстрым п о д ъ е м о м

уровня в п р о ц е с с е т в е р д е н и я цемента и о г р а н и ч е н н о й

ности. Л а б о р а т о р н ы е и с п ы т а н и я показывают, что дли­

способностью п о л и к и с л о т ы п р о н и к а т ь в д е н т и н .

тельное хранение цемента в воде не оказывает небла­

И с с л е д о в а н и я м и установлено что, цинк-поликар­

гоприятного действия на его механические свойства.

боксилатные цементы обладают н е к о т о р ы м и антибак­ териальными свойствами,

что позволяет предполо­

Растворимость

жить, что этот ц е м е н т создаст более н а д е ж н ы й барьер для п р о н и к н о в е н и я бактерий, чем ц и н к - ф о с ф а т н ы е

К а к показали и з м е р е н и я , растворимость цинк-поли­

цементы. К тому же, эта более высокая з а щ и т н а я спо­

к а р б о к с и л а т н ы х цементов в воде

собность ц и н к - п о л и к а р б о к с и л а т н ы х цементов от бак­

0,6% м а с с ,

терий увеличивается их а д г е з и о н н ы м и свойствами.

олова н е с к о л ь к о увеличивает этот показатель.

составляет

0,1-

присутствие в составе цемента фторида

Вероятно и м е н н о эти ф а к т о р ы скорее я в л я ю т с я

П о д о б н о ц и н к - ф о с ф а т н ы м , эти цементы воспри­

причиной отсутствия р е а к ц и и пульпы на п о л и к а р б о к -

и м ч и в ы к к и с л о т н о м у воздействию, хотя клинические

силатный цемент, чем более н е й т р а л ь н ы й уровень рН

н а б л ю д е н и я свидетельствуют о том, что такое свой­

и п о в ы ш е н н а я м о л е к а л я р н а я масса кислоты по срав­

ство не сказывается в достаточно серьезной степени, и

нению с ц и н к - ф о с ф а т н ы м и ц е м е н т а м и , в то же время

ц е м е н т ы этого т и п а дают хорошие результаты в кли­

эти же ф а к т о р ы могут давать с н и ж е н и е п р о ч н о с т и це­

н и к е . Различного рода неудачи в к л и н и ч е с к о й прак­

мента.

т и к е , к а к п р а в и л о , с в я з а н ы с о ш и б к а м и в приготовле­

Часто в ц е м е н т ы вводится ф т о р и д олова, что обес­

н и и материала, и чаще всего по причине низкого

печивает в ы с в о б о ж д е н и е ф т о р и д а и придает материа­

с о о т н о ш е н и я п о р о ш о к - ж и д к о с т ь , когда врач таким

лу п р о т и в о к а р и о з н ы е свойства в о т н о ш е н и и прилежа­

образом стремится увеличить рабочее время цемента.

щих участков эмали и д е н т и н а .

Адгезия Механические свойства

Ц и н к - п о л и к а р б о к с и л а т н ы е цементы отличаются от ц и н к - ф о с ф а т н ы х и ц и н к - о к с и д - э в г е н о л ь н ы х цемен­

Прочность на сжатие п о л н о с т ь ю отвердевшего цемен­

тов своей с п о с о б н о с т ь ю к химической адгезии по от­

та, приготовленного в к о н с и с т е н ц и и для ф и к с а ц и и ,

н о ш е н и ю к эмали и дентину.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

282

М е х а н и з м этого а д г е з и о н н о г о с о е д и н е н и я таков

•

же к а к и у с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов (см. Главу 2.3). Качество с о е д и н е н и я т а к о в о , что о н о сохраняется в условиях in vivo

Необходимо в ы п о л н е н и е методики работы с мате­ риалом для о б е с п е ч е н и я а д г е з и о н н о й связи.

•

и превосходит к о г е з и о н н у ю проч­

О г р а н и ч е н н о е время для удаления излишков це­ мента и трудности при их удалении

ность цемента, о д н а к о о г р а н и ч и в а е т с я недостаточной

Если к удалению и з л и ш к о в

материала приступа­

п р о ч н о с т ь ю цемента при р а с т я ж е н и и , которая не пре­

ют с л и ш к о м р а н о , а материал все еще находится в не-

вышает 7-8 М П а .

отвержденном эластичном состоянии,

Получение с о е д и н е н и я ц и н к - п о л и к а р б о к с и л а т н о -

может нару­

шиться краевая герметичность, в то же время, если

с м е т а л л и ч е с к и м и поверхностями вполне

отложить эту процедуру на долгое время, то удалить

в о з м о ж н о , о с о б е н н о когда имеют дело с л и т ы м и ме­

и з л и ш к и цемента будет очень трудно из-за прочного

т а л л и ч е с к и м и п р о т е з а м и . В этом с о е д и н е н и и о п я т ь

их с о е д и н е н и я с эмалью зуба.

го цемента

присутствует ионного

адгезионный

механизм

химического

взаимодействия с поверхностью металла.

Адгезия цемента к золотым сплавам очень невысо­

В целом, несмотря на с п о с о б н о с т ь этой группы це­ ментов к в ы с в о б о ж д е н и ю фторида, большинство вра­ чей-стоматологов предпочитают использовать цинк-

ка, о б ы ч н о такое с о е д и н е н и е разрушается по поверх­

фосфатный или стеклоиономерный

ности раздела из-за весьма и н е р т н о й природы поверх­

полагают, что б о л ь ш о й р а з н и ц ы между э т и м и матери­

ности

улучшение

алами не существует, что подтверждается и лаборатор­

с о е д и н е н и я , хотя и н е з н а ч и т е л ь н о е , достигается с по­

н ы м и и с с л е д о в а н и я м и , а если она и имеется, то при­

золотых

сплавов.

Обычно

цементы. Они

м о щ ь ю предварительной п е с к о с т р у й н о й или другой

нято считать, что работать с ц и н к - ф о с ф а т н ы м и и

абразивной о б р а б о т к и поверхности сплава, что позво­

с т е к л о и о н о м е р н ы м ц е м е н т а м и гораздо проще чем с

л и т создать с о е д и н е н и е за счет механической адгезии.

цинк-поликарбоксилатным.

В соединении с неблагородными сплавами цемент дает н а и л у ч ш у ю п р о ч н о с т ь с о е д и н е н и я , ( при испы­ т а н и я х а д г е з и о н н о й п р о ч н о с т и в этих с о е д и н е н и я х отмечали

рост

количества

когезионного

н и я ) , и, в е р о я т н о , это с в я з а н о н а л и ч и е м ности

сплавов оксидного слоя,

поставщиком

Клиническое значение

разруше­ на поверх­

который

является

необходимых и о н о в металла.

Проч­

ность с о е д и н е н и й н е о с о б е н н о в ы с о к а я из-за н и з к о й к о г е з и о н н о й п р о ч н о с т и самих ц и н к - п о л и к а р б о к с и ­

Цинк-поликарбоксилатные цементы обладают адгезией к эмали и дентину, и в этом их преимущество по срав­ нению ц и н к - ф о с ф а т н ы м и цементами. Тем не менее, эти цементы не столь широко используются как другие цементы на водной основе.

латных ц е м е н т о в .

Применение Ц и н к - п о л и к а р б о к с и л а т н ы е ц е м е н т ы могут б ы т ь ис­ пользованы

для

фиксации

металлокерамических

или цельнокерамических протезов на упрочненном к а р к а с е , а т а к ж е д л я ф и к с а ц и и о р т о д о н т и ч е с к и х ап­ паратов.

Цементы обладают следующими

преиму­

ществами: •

•

•

Традиционные стеклоиономерные и модифицированные полимерами стеклоиономерные цементы для фиксации

С о е д и н я ю т с я как с э м а л ь ю и д е н т и н о м , так и с не­ к о т о р ы м и м е т а л л и ч е с к и м и л и т ы м и реставрация­

Хотя многие свойства с т е к л о и о н о м е р н ы х

ми.

для ф и к с а ц и и , и в частности, высвобождение фтори­

Обладают слабым р а з д р а ж а ю щ и м д е й с т в и е м .

да и адгезионная с п о с о б н о с т ь к эмали и дентину, та­

По п р о ч н о с т и , р а с т в о р и м о с т и и т о л щ и н е п л е н к и

кие же, к а к и у п л о м б и р о в о ч н о г о материала, описан­

для ф и к с а ц и и с р а в н и м ы с ц и н к - ф о с ф а т н ы м це­

ного

ментом.

предъявляемые к н и м , отличаются. Н а п р и м е р , так как

Обладают а н т и б а к т е р и а л ь н ы м действием.

зазор между реставрацией и т к а н я м и зуба колеблется в

в

пределах В тоже время цементы имеют и недостатки, в чис­ Свойства цемента о ч е н ь зависят от методики рабо­

2.3,

некоторые

требования,

20-50 м к м , очень важно, чтобы фиксирую­

щ и й цемент обладал свойствами образовывать тонкую д о л ж н ы быть м е н ь ш е г о размера, чем в наполнителях для п л о м б и р о в о ч н ы х материалов. Так как изменение

ты с н и м . Короткое рабочее время и длительное время отве­ рждения.

главе

пленку. Д л я э т о г о ч а с т и ц ы с т е к л я н н о г о порошка

ле которых м о ж н о отметить следующие: •

цементов

размера частиц с т е к л я н н о г о п о р о ш к а влияет на рабо­ чие характеристики и время отверждения цемента.

medwedi.ru

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

283

составы п о р о ш к а и ж и д к о с т и в цементах для фикса­

чем Aqua-Cem. В обоих случаях материалы обладают

ции д о л ж н ы отличаться от соответствующих составов

небольшой трещиностойкостью,

в цементах для п л о м б и р о в а н и я для того, чтобы полу­

надежная о п о р а на о к р у ж а ю щ и е т к а н и . Клинически

чить о п т и м а л ь н ы е свойства ф и к с и р у ю щ е г о материа­

б ы л о з а м е ч е н о , что с мягких тканей легче удалить

и

им необходима

ла. Это также означает, что недопустимо п р и м е н я т ь

K e t a c - C e m , чем Aqua-Cem. Возможно, так как пер­

для ф и к с а ц и и

вый ц е м е н т с т а н о в и т с я

пломбировочный стеклоиономерный

цемент, и з м е н я я его реологические свойства сниже­ нием соотношения порошок-жидкость. Удлиненное

рабочее

время

хрупким сразу после его на­

несения. С р а в н и т е л ь н о недавно п о я в и л и с ь фиксирующие

обеспечивает

боль­

материалы на основе м о д и ф и ц и р о в а н н ы х полимера­

шую текучесть м а т е р и а л а и улучшает качество фик­

ми с т е к л о и н о м е р н ы х цементов. Они обладают всем

с а ц и и к о р о н к и или другого

протеза. О д н а к о , к а к

спектром преимуществ, уже рассмотренных в отноше­

т о л ь к о материал н а ч и н а е т затвердевать, его в я з к о с т ь

н и и п л о м б и р о в о ч н ы х и прокладочных цементов этого

у в е л и ч и в а е т с я и с о о т в е т с т в е н н о он перестает течь.

класса. Н и з к а я растворимость и высокая адгезия к

Таким о б р а з о м , ч р е з в ы ч а й н о в а ж н о , чтобы смешива­

эмали и д е н т и н у этих материалов обеспечивают каче­

ние ц е м е н т а и ф и к с а ц и я к о р о н к и з а в е р ш а л и с ь в те­

ственную

и

ч е н и е 2 — 2,5 минут, так к а к п о с л е этого в р е м е н и ма­

фиксации

н е с ъ е м н ы х протезов.

териал

этих

становится

жестким,

а

толщина

пленки

продолжительную

ц е м е н т о в от ц е м е н т о в ,

герметичность

при

О с н о в н о е отличие

п р е д н а з н а ч е н н ы х для

у в е л и ч и в а е т с я . В ы б о р м а т е р и а л а с к о р о т к и м или уд­

п л о м б и р о в а н и я и прокладок, заключается в том, что

л и н е н н ы м р а б о ч и м в р е м е н е м з а в и с и т о т предпочте­

они

ний врача и о п ы т а его работы с с т е к л о и о н о м е р н ы м и

отверждения ( в отсутствии светового облучения, в

цементами.

т е м н о т е ) , т.к. не всегда м о ж н о произвести отвержде­

Некоторые

вновь разработанные

модификации

с т е к л о и о н о м е р н ы х цементов, к а к полагают, не нужда­

имеют д о п о л н и т е л ь н ы й

химический

ние светом ф и к с и р у ю щ е г о материала.

механизм

Н и ж е приво­

дятся п р и м е р ы и м е ю щ и х с я в продаже материалов:

ются в з а щ и т н о м п о к р ы т и и поверхности благодаря более

высокой

скорости

отверждения.

Показатель

Продукция

Производитель

растворимости цемента, и з м е р е н н ы й через 7 минут по количеству п е р е ш е д ш и х в в о д н ы й раствор компонен­ тов, с н и ж а л с я

PROTEC-CEM

Ivoclar-Vivadent, Шаан, Лихтенштейн ЗМ Dental, Сент-Пол, США GC International Corp, Токио, Япония

п р и б л и з и т е л ь н о с 2% для о б ы ч н ы х

стеклоиономерных цементов до 1%

для цементов,

затворяемых водой. Этот показатель мог достигать да­

RelyX-LUTING CEMENT FUJI PLUS

же м е н ь ш и х з н а ч е н и й для цементов на основе малеиновой к и с л о т ы . Хотя все-таки желательно п р и м е н я т ь защиту цемента в н а ч а л ь н ы й п е р и о д , т.к. проблема кислотной

э р о з и и для

этих м а т е р и а л о в с о х р а н я е т

Эти ц е м е н т ы р е к о м е н д о в а н ы для п р и м е н е н и я с л и т ы м и металлическими к о р о н к а м и , мостовидными

свою актуальность. В л ю б о м случае для этих материа­

протезами

лов требуется некоторое время для п о л н о г о оконча­

цельнокерамическими

тельного отверждения.

каркасом.

Самое лучшее

применять цементы,

и

вклдками,

металлокерамическими

и

коронками с упрочненным

специально

Вначале п р и м е н е н и я с т е к л о и о н о м е р н ы х цемен­

предназначенные для ф и к с а ц и и , т.к. и з м е н я я соотно­

т о в для ф и к с а ц и и п о я в и л о с ь н е с к о л ь к о с о о б щ е н и й

шение п о р о ш о к - ж и д к о с т ь в с т е к л о и о н о м е р н о м мате­

о п о в ы ш е н н о й ч у в с т в и т е л ь н о с т и зубов после уста­

риале для п л о м б и р о в а н и я для и з м е н е н и я

рабочего

новки протезов. Однако

в н а с т о я щ е е время имеют­

времени, в р е м е н и отверждения и т о л щ и н ы п л е н к и ,

ся п о д т в е р ж д е н и я того, что к о л и ч е с т в о таких случа­

можно т о л ь к о ухудшить его свойства.

ев

У различных м о д и ф и к а ц и й ц е м е н т о в для фикса­

не

превышает

числа

пациентов,

которым

ф и к с и р о в а л и п р о т е з ы ц и н к - ф о с ф а т н ы м цементом.

ции м е н я ю т с я не т о л ь к о их рабочие характеристики,

В о с т а л ь н о м не в ы я в л е н о с у щ е с т в е н н о й р а з н и ц ы

но также и показатели ф и з и ч е с к и х и механических

при ф и к с а ц и и э т и м и ц е м е н т а м и к о р о н о к и мосто­

свойств.

видных протезов.

В

Таблице

3.6.2

приведены

показатели

свойств двух м а р о к цементов д л я ф и к с а ц и и .

В литературе имеется н е б о л ь ш о е число публика­

Как в и д н о по п о к а з а т е л я м м е х а н и ч е с к и х свойств,

ц и й о результатах к л и н и ч е с к о г о п р и м е н е н и я моди­

Aqua-Cem (Dentsply Ltd) имеет более н и з к у ю жест­

ф и ц и р о в а н н ы х п о л и м е р а м и с т е к л о и о н о м е р н ы х це­

кость ( что, по-видимому, о б ъ я с н я е т более в ы с о к и е

ментов

показатели д и а м е т р а л ь н о й

прочности и прочности

г и г р о с к о п и ч е с к о м р а с ш и р е н и и этих материалов, ко­

при изгибе для этого ц е м е н т а ) , но п р и этом понижа­

торое с о д н о й с т о р о н ы может способствовать умень­

ются показатели п р о ч н о с т и п р и сжатии и увеличива­

шению

ется ползучесть. Ketac-Cem (ЗМ E S P E ) более хрупок,

другой

для

фиксации.

Были

сообщения

о

зазора вокруг п л о м б полостей V класса, а с — приводить

к р а з р у ш е н и ю цельнокерами-

284

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

СОЕДИНЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ С КЕРАМИКОЙ В недалеком прошлом

ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и е рестав­

р а ц и и ф и к с и р о в а л и т о л ь к о с п о м о щ ь ю традицион­ ных ц е м е н т о в , т а к и х к а к ц и н к - ф о с ф а т н ы й , цинк-поликарбоксилатный Тогда

и стеклоиономерный

цементы.

п р о ч н о с т ь т а к и х п р о т е з о в п о д воздействием

ж е в а т е л ь н ы х нагрузок з а в и с е л а от п р о ч н о с т и кера­ м и ч е с к о г о к а р к а с а . С и т у а ц и я к о р е н н ы м образом из­ м е н и л а с ь с п о я в л е н и е м методов к р е п л е н и я керамики с п о м о щ ь ю п о л и м е р н ы х м а т е р и а л о в . К а к и в случае зубной э м а л и , п о л и м е р ы не обладают химическим с р о д с т в о м к к е р а м и к е для с о з д а н и я адгезионного со­ е д и н е н и я с н е й . Н е п о с р е д с т в е н н о е а д г е з и о н н о е сое­ д и н е н и е к е р а м и к и с э м а л ь ю зуба с п о м о щ ь ю поли­ м е р н о г о к о м п о з и т а стало в о з м о ж н ы м году в результате

л и ш ь в 1983

разработки

и в н е д р е н и я метода

травления стоматологической

к е р а м и к и фтористо­

в о д о р о д н о й к и с л о т о й , к о т о р ы й был п р е д л о ж е н Horn для ф и к с а ц и и в и н и р о в . С о з д а н и е и с к л ю ч и т е л ь н о на­ дежного

и

механически

прочного

восстановления

к а к п е р е д н и х , т а к и ж е в а т е л ь н ы х зубов стало воз­ м о ж н ы м благодаря о п т и м а л ь н о м у с о ч е т а н и ю многих с о с т а в л я ю щ и х н о в о й с и с т е м ы : а д г е з и в н о с т и полиме­ ра к п р о т р а в л е н н о й ф о с ф о р н о й

к и с л о т о й эмали;

с п о с о б н о с т и с п е ц и а л ь н ы х адгезивов соединяться с ческих к о р о н о к .

П р о б л е м а п р и о б р е т а е т е щ е боль­

шую с е р ь е з н о с т ь , когда э т и м а т е р и а л ы и с п о л ь з у ю т в качестве

в о с с т а н о в л е н и я с и л ь н о р а з р у ш е н н о й ко­

р о н к и зуба, т.е. с о з д а н и я культи под и с к у с с т в е н н у ю коронку.

М е т а л л и ч е с к и е ш т и ф т ы с неудовлетвори­

т е л ь н о й м е х а н и ч е с к о й р е т е н ц и е й м о ж н о п р о ч н о ук­

д е н т и н о м ; с п о с о б н о с т и п о л и м е р н ы х материалов сое­ д и н я т ь с я с к е р а м и к о й , о б р а б о т а н н о й фтористоводо­ р о д н о й к и с л о т о й и с и л а н о м , и с о з д а н и я керамики с п о в ы ш е н н о й п р о ч н о с т ь ю и ударной вязкостью (Рис. 3.6.2).

Адгезионное

соединение

обладает

способ­

н о с т ь ю устранять д е ф е к т ы п о в е р х н о с т и , на которую

репить стеклоиономерными цементами, модифици­ рованными

полимерами

.

Однако,

клиницистам

следует п о м н и т ь , что если этот ш т и ф т в д а л ь н е й ш е м н у ж н о будет удалить, сделать это будет о ч е н ь трудно.

Клиническое значение С т е к л о и о н о м е р н ы е ц е м е н т ы для ф и к с а ц и и з а р е к о ­ мендовали себя н а д е ж н о й

альтернативой ц и н к - ф о с ­

ф а т н о м у цементу, о с о б е н н о для ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х п р о т е з о в . Существует м н е н и е , что п р и м е н е н и е м о д и ­ ф и ц и р о в а н н ы х п о л и м е р а м и с т е к л о и о н о м е р н ы х це­ ментов для ф и к с а ц и и ц е л ь н о к е р а м и ч е с к и х реставра­ ций имеет некоторые п р о т и в о п о к а з а н и я , по к р а й н е й мере до т о г о в р е м е н и , к о г д а появится большее к о л и ­ чество п о л о ж и т е л ь н ы х результатов к л и н и ч е с к и х наб­

Рис. 3 . 6 . 2 . Схема поверхности раздела при адгезионной

людений ф и к с а ц и и несъемных протезов э т и м и мате­

ф и к с а ц и и к е р а м и ч е с к о й вкладки. DBA - адгезив для ден­

риалами.

тина; HF - фтористоводородная кислота

medwedi.ru

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

285

н а н о с и т с я адгезив, п р и этом образуется п е р е х о д н ы й

в виду в ы с о к о й т о к с и ч н о с т и кислоты. Для травления

слой

также могут п р и м е н я т ь с я п о д к и с л е н н ы е фосфорно­

п о в е р х н о с т и раздела с более в ы с о к о й

проч­

н о с т ь ю при р а з р у ш е н и и . Д л я к е р а м и к и э т о особен­

к и с л ы е ф т о р и д н ы е гели, хотя длительное по времени

но

под

травление недопустимо. Ф о с ф о р н а я кислота для этих

действием нагрузок в значительной степени зависят

целей не п р и г о д н а , так к а к к е р а м и к а высоко устойчи­

о т п р о ч н о с т и с о е д и н е н и я с о с т р у к т у р о й зуба. Д л я

ва к воздействию этой к и с л о т ы , хотя ее м о ж н о приме­

обеспечения

нять в качестве э ф ф е к т и в н о г о средства для очищения

важно,

т.к.

характеристики

прочного

керамики

химического

соединения

между п о л и м е р н ы м к о м п о з и т н ы м м а т е р и а л о м для

поверхности.

фиксации и керамикой применяется специальное

Врач-стоматолог, р е ш и в ш и й проводить травление

с в я з ы в а ю щ е е в е щ е с т в о — аппрет. А э т о з н а ч и т , что

к е р а м и к и в полости рта с и с п о л ь з о в а н и е м фтористо­

соединение

полимерного материала с

керамикой

о с н о в а н о н а результате т р а в л е н и я к е р а м и к и кисло­ той, которое создает микромеханическую ретенционную поверхность для аппрета, и на о б р а з о в а н и и х и м и ч е с к о й а д г е з и о н н о й с в я з и а п п р е т а с протрав­ ленной поверхностью керамики.

водородной к и с л о т ы , д о л ж е н быть осведомлен о сле­ дующем: •

Ф т о р и с т о в о д о р о д н а я к и с л о т а является высоко­ т о к с и ч н ы м веществом и требует к р а й н е осторож­ ного о б р а щ е н и я . По з а в е р ш е н и и т р а в л е н и я кислота должна быть п о л н о с т ь ю нейтрализована. Если это не сделано, кислота может протравливать и разрушать ткани

Травление фтористоводородной (плавиковой) кислотой

полости рта и в более отдаленные с р о к и . Гель ф т о р и с т о в о д о р о д н о й кислоты имеет тенден­ ц и ю сползать с поверхности т а к и м образом, что

Внутренняя п о в е р х н о с т ь к е р а м и ч е с к и х протезов, при

краевые области, о с о б е н н о у в и н и р о в , могут быть

зуботехнических

не п о л н о с т ь ю п р о т р а в л е н ы . Это может привести к

штампиках, обладает о п р е д е л е н н о й шероховатостью

н а р у ш е н и я м краевой герметичности ф и к с а ц и и и

после п е с к о с т р у й н о й о б р а б о т к и , п р и м е н я е м о й для

сколу к е р а м и к и .

их и з г о т о в л е н и и

на о г н е у п о р н ы х

удаления остатков о г н е у п о р н о г о ф о р м о в о ч н о г о мате­

Повреждение травящим

риала. Травление ф т о р и с т о в о д о р о д н о й к и с л о т о й этой

десневого края в и н и р а может привести к накопле­

веществом лабиально-

к е р а м и ч е с к о й поверхности, о с о б е н н о такой к а к п о л е -

н и ю в этом месте зубных о т л о ж е н и й , воспалению

вошпатная к е р а м и к а , у п р о ч н е н н а я л е й ц и т о м , еще бо­

д е с н ы и вторичному кариесу.

лее усиливает шероховатость поверхности за счет из­ бирательного п р о т р а в л и в а н и я л и б о к р и с т а л л и ч е с к о й фазы л е й ц и т а , л и б о ф а з ы п о л е в о ш п а т н о г о стекла. В качестве п р и м е р а на Р и с . 3.6.3 п о к а з а н о и з о б р а ж е н и е неоднородной

поверхности у п р о ч н е н н о й л е й ц и т о м

к е р а м и к и , полученное с п о м о щ ь ю метода о б р а т н о г о рассеяния под р а с т р о в ы м э л е к т р о н н ы м микроско­ пом. Такую гетерогенность поверхности

м о ж н о ис­

пользовать путем избирательного т р а в л е н и я того или другого к о м п о н е н т а к е р а м и к и ф т о р и с т о в о д о р о д н о й кислотой. Результат этого т р а в л е н и я представлен на Рис. 3.6.4, д е м о н с т р и р у ю щ и м б о л ь ш и е в о з м о ж н о с т и для

микромеханического соединения

поверхности

керамики в результате удаления ф а з ы л е й ц и т а . Поли­ мер с п о с о б е н п р о н и к а т ь в э т и м и к р о с к о п и ч е с к и е пространства и создавать о ч е н ь п р о ч н о е с о е д и н е н и е . При необходимости в о с с т а н о в л е н и я ч а с т и ч н о раз­ рушившейся

к е р а м и ч е с к о й реставрации в полости

Связывающие вещества или агенты на основе силана - силановые аппреты П р о б л е м у н е с о в м е с т и м о с т и двух материалов очень часто м о ж н о р е ш а т ь путем и с п о л ь з о в а н и я третьего материала, о б л а д а ю щ е г о п р о м е ж у т о ч н ы м и свойства­ ми. П л а с т м а с с ы не обладают с п о с о б н о с т ь ю химичес­ кого с о е д и н е н и я с к е р а м и ч е с к о й поверхностью, и в тоже время, п р и г р а н и ч н а я поверхность между пласт­ массой и к е р а м и к о й д о л ж н а выдерживать напряже­ н и я , в ы з в а н н ы е п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадкой. Для п р е о д о л е н и я этой п р о б л е м ы может применяться спе­ ц и а л ь н о е с в я з ы в а ю щ е е вещество — аппрет (см. Главу

рта, поверхность к е р а м и к и д о л ж н а б ы т ь предвари­

1.10) и в ч а с т н о с т и ,

тельно протравлена in situ раствором фтористоводо­

такрилоксипропилтриметоксилан

родной кислоты для с о з д а н и я м и к р о м е х а н и ч е с к о й ре­

тальное о п и с а н и е м е х а н и з м а его действия приводит­

тенции.

ся в Главе 2.2.

Следует

отметить,

что

алмазным

бором

невозможно создать столь э ф ф е к т и в н у ю с т е п е н ь ше­

силановое соединение — (у-МПТС).

у-меДе­

П р и ф и к с а ц и и к е р а м и ч е с к и х р е с т а в р а ц и й поли­

роховатости, к а к этого м о ж н о д о с т и ч ь с использова­

мерными

нием ф т о р и с т о в о д о р о д н о й к и с л о т ы . О д н а к о ее при­

п р о в е с т и о б р а б о т к у с и л а н о м п о в е р х н о с т ь керами­

менение в полости рта требует б о л ь ш о й о с т о р о ж н о с т и

к и . Б о л ь ш о е з н а ч е н и е п р и этом и м е е т метод н а н е с е -

адгезивами

врачу-стоматологу

следует

286

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Р и с . 3.6.4. Поверхность упрочненной лейцитом керамики под растровым электронным м и к р о с к о п о м после ее травления фтористоводородной кислотой. Протравленная микрошероховатая поверхность — результат более быстрого растворения во фтористоводородной кислоте лейцита, чем стеклянной матрицы

medwedi.ru

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

ния силана на поверхность к е р а м и к и . В то время,

287

с п и р т о м , а ц е т о н о м или ф о с ф о р н о й кислотой после

к а к в и д е а л ь н о м случае д л я з а м е щ е н и я на поверх­

п р и м е р к и их во рту. Это необходимо сделать для уда­

н о с т и к е р а м и к и с и л а н о л ь н ы х г р у п п Si — ОН на м е -

л е н и я л ю б ы х поверхностных з а г р я з н е н и й , включая

т а к р и л а т н ы е г р у п п ы т р е б у е т с я н а н е с е н и е н а пове­

слюну, которые п о м е ш а л и бы а п п л и к а ц и и силанового

рхность только одного монослоя силана, в реальных

с в я з ы в а ю щ е г о агента.

условиях слой.

получается

значительно

В действительности

более

образуется

толстый

Д л я н е к о т о р ы х с и л а н о в рекомендуется добавление

промежуточ­

ф о с ф о р н о й кислоты для того, чтобы прошел его гид­

ная фаза, с о с т о я щ а я из м н о ж е с т в а с л о е в с и л а н а , со­

ролиз до н а н е с е н и я на в н у т р е н н ю ю поверхность про­

держащих большое количество олигомеров,

теза ( Р и с . 3 . 6 . 6 ) . Б о л ь ш и н с т в о же а п п р е т о в изготавли­

рые

керамической

ваются из р а з б а в л е н н о г о раствора а к т и в и р о в а н н о г о

п о в е р х н о с т ь ю и л и п л а с т м а с с о й ( Р и с . 3 . 6 . 5 ) . Э т о мо­

силана в этиловом с п и р т е . В этих случаях нет необхо­

жет н а р у ш и т ь г и д р о л и т и ч е с к у ю с т а б и л ь н о с т ь сое­

д и м о с т и д о б а в л е н и я раствора ф о с ф о р н о й кислоты,

динения

т.к. силан находится уже в г и д р о л и з о в а н н о м состоя­

этой

непрочно

соединяются

керамика-пластмасса.

п р о б л е м ы требуется

с

кото­

Для

разрешения

просто тщательно

про­

мыть поверхности обработанной силаном керамики с ц е л ь ю у д а л е н и я с л а б о с в я з а н н ы х о л и г о м е р о в . Та­ кая

обработка

устойчивое

позволяет

соединение

создать с

более

н и и , хотя это о г р а н и ч и в а е т срок хранения силаново­ го аппрета.

гидролитически высокой

проч­

н о с т ь ю по с р а в н е н и ю с т е м , когда с и л а н п р о с т о на­ носят на п о в е р х н о с т ь и д а ю т в ы с о х н у т ь .

Полимерные цементы П о л и м е р н ы е ц е м е н т ы — самые важные с о с т а в л я ю щ и е

Большинство н а б о р о в п о л и м е р н ы х материалов для

с и с т е м ы , о б е с п е ч и в а ю щ е й связь между обработанной

ф и к с а ц и и ( п о л и м е р н ы х цементов) в н а с т о я щ е е время

с и л а н о м к е р а м и к о й и структурой п р е п а р и р о в а н н о г о

поставляются вместе с с и л а н о в ы м агентом или аппре­

зуба.

том, к о т о р ы й следует н а н о с и т ь н е п о с р е д с т в е н н о на

в о с с т а н о в л е н и я зубов к е р а м и ч е с к и м и в и н и р а м и луч­

Для

соответствия

эстетическим

требованиям

о ч и щ е н н у ю в н у т р е н н ю ю поверхность в и н и р о в или

ше всего п р и м е н я т ь для их ф и к с а ц и и п о л и м е р н ы е ма­

вкладок, изготовленных в зуботехнической лаборато­

териалы,

рии, или использовать их для п о ч и н к и керамических

прочностью.

реставраций.

представляют с о б о й слабо н а п о л н е н н ы е к о м п о з и т ы с

До н а н е с е н и я с и л а н а н е о б х о д и м о т щ а т е л ь н о очис­ тить

керамические

поверхности

изопропиловым

обладающие

превосходной

эстетикой

и

П о л и м е р н ы е материалы для ф и к с а ц и и

н е б о л ь ш и м размером частиц н а п о л н и т е л я для гаран­ тии получения т о н к о й ф и к с и р у ю щ е й п л е н к и . Эти

Рис. 3 . 6 . 5 . М е ж ф а з н ы й слой между стеклом и п о л и м е р о м , образованный нанесением силанового аппрета. (Модифика­ ция рисунка Chiang С, Koenig JL (1982) J Polym Sci: Polym Phys Ed 20: 2135 - 2143)

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

288

композиты выпускаются

в широком ассортименте

цветовых о т т е н к о в и п о л у п р о з р а ч н о с т и , обеспечивая высокую э с т е т и ч н о с т ь по к р а я м р е с т а в р а ц и и . Если п е р в ы е виды п о л и м е р н ы х ц е м е н т о в отверждали т о л ь к о в и д и м ы м светом, то в н а с т о я щ е е время четко прослеживается тенденция применения как светоотверждаемых к о м п о з и ц и й , так и материалов с д в о й н ы м м е х а н и з м о м о т в е р ж д е н и я . Это р а с ш и р я е т возможности

применения

полимерных материалов

для ф и к с а ц и и не т о л ь к о в и н и р о в , но и вкладок. Дан­ ное п о л о ж е н и е с в я з а н о с тем, что отверждаемые види­ м ы м светом к о м п о з и т ы не затвердевают соответсвтую щ и м образом при и х п р и м е н е н и и для ф и к с а ц и и б о л ь ш и х вкладок, поскольку свет не п р о н и к а е т на всю глубину вкладки. П о д о б н ы м образом переход к ис­ п о л ь з о в а н и ю п о л и м е р н ы х материалов для ф и к с а ц и и цельнокерамических коронок

требует п р и м е н е н и я

п о л и м е р н ы х к о м п о з и т о в д в о й н о г о о т в е р ж де ни я для гарантии п о л н о т ы п о л и м е р и з а ц и и ф и к с и р у ю щ е г о ма­ териала.

Р и с . 3 . 6 . 6 . Воздействие кислотой для активирования си­ лана

Продукт

Производитель

•

п р и м е н е н и е металлопластмассовых конструкций

Calibra

Dentsply, Констанц, Германия

зубных

Compolute

ESPE, Зеефельд, Германия

о с о б е н н о для протезов, о п и р а ю щ и х с я на имплан-

Nexus

Kerr UK Ltd, Peterborough,

вместо

металлокерамических,

таты; •

Великобритания Variolink

протезов

ф и к с а ц и я при м и н и м а л ь н о м препарировании зу­ бов для мостовидных протезов;

Ivoclar-Vivadent, Шаан, Лихтенштейн

•

ф и к с а ц и я о б ы ч н ы х к о р о н о к и мостовидных про­ тезов с трудными условиями для их ретенции:

•

Клиническое значение

п о ч и н к а и устранения д е ф е к т о в керамической об­ л и ц о в к и металлокерамическх протезов в полости рта.

Возможность соединения полимерных адгезивов с ке­ Для в ы п о л н е н и я первых трех задач требуется адек­

р а м и к о й путем о б р а б о т к и п о в е р х н о с т и ф т о р и с т о в о д о ­ родной кислотой и силановым аппретом

расширила

ватная адгезия пластмассы к конкретному сплаву, тогда

п р и м е н е н и е к е р а м и к и в восстановительной стомато­

как в последнем случае может быть использован любой

логии.

сплав, даже неизвестного состава. Все случаи непрос­ тые, поэтому созданы многочисленные новые поли­ мерные адгезивы и способы обработки поверхности. В целях у л у ч ш е н и я п р о ч н о с т и с о е д и н е н и я меж­ ду м е т а л л о м и п о л и м е р о м р а з р а б о т а н о множество

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОТЕЗОВ

р а з л и ч н ы х подходов.

П е р в о н а ч а л ь н о создавались

м а к р о р е т е н ц и о н н ы е п у н к т ы , но п о с т е п е н н о на сме­ ну этому методу п р и ш л и т е х н о л о г и и , в основе кото­ рых и с п о л ь з о в а н ы а д г е з и в н ы е с в о й с т в а полимеров на о с н о в е м и к р о м е х а н и ч е с к о й и / и л и химической а д г е з и и . Х и м и ч е с к о г о с о е д и н е н и я м о ж н о достичь с п о м о щ ь ю п о л и м е р н о г о адгезива, имеющего функ­ циональные

группы,

способные

непосредственно

С п о с о б н о с т ь с о е д и н е н и я п о л и м е р о в с металлами вы­

в з а и м о д е й с т в о в а т ь с м е т а л л о м . Д р у г о й подход зак­

зывает растущий интерес, поскольку создаются усло­

л ю ч а е т с я в п р и м е н е н и и с т и м у л я т о р о в (промоторов)

вия для д а л ь н е й ш е г о р а с ш и р е н и я и с п о л ь з о в а н и я та­

адгезии т и п а п о к р ы т и я п о в е р х н о с т е й оксидом крем­

кой

возможности,

и

в

частности

следующих к л и н и ч е с к и х задач:

для

решения

ния, лужения, нанесением

х и м и ч е с к и х покрытий

т р е н и е м и н а н е с е н и е м на

металл праймеров или

medwedi.ru

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

289

п о д с л о е в , к о т о р ы е б ы л и р а з р а б о т а н ы для у л у ч ш е н и я

о п о р о й на о т н о с и т е л ь н о м а л о й п л о щ а д и .

с о е д и н е н и я между м е т а л л о м и т р а д и ц и о н н о приме­

ли улучшить это с о е д и н е н и е и другие л а б о р а т о р н ы е

няющимися УДМА.

пластмассами на основе

Бис-ГМА и

К р о м е т о г о , м е т о д ы о б р а б о т к и поверхнос­

методы с о з д а н и я м а к р о р е т е н ц и й

Не помога­

на металлической

части протеза.

тей не о д и н а к о в ы д л я д р а г о ц е н н ы х м е т а л л о в и неб­ л а г о р о д н ы х м е т а л л и ч е с к и х с п л а в о в , что в н о с и т до­ полнительные

трудности

в

решение

проблемы

соединения металлов и пластмасс.

Микромеханическая адгезия Недостатки, с в я з а н н ы е с н а н е с е н и е м п о л и м е р н о г о материала на металлическую п о в е р х н о с т ь с м а к р о р е -

Макромеханическая адгезия

т е н ц и о н н ы м и захватами, ч а с т и ч н о были п р е о д о л е н ы

Н а ч и н а я с 40-х годов XX века для о б л и ц о в к и кобальт-

н ы й метод обработки N i - C r с п л а в о в . П р и использо­

в начале 80-х годов, когда был разработан оригиналь­ хромовых частичных протезов п р и м е н я л и пластмассу.

в а н и и этого метода вся к о н т а к т н а я поверхность ме­

В то время использовалась п о л и м е т и л м е т а к р и л а т н а я

т а л л и ч е с к о г о к а р к а с а в результате э л е к т р о л и т и ч е с к о й

пластмасса, которая ф и к с и р о в а л а с ь к металлическому

обработки

каркасу посредством механической р е т е н ц и и . О д н а к о

о б е с п е ч и в а т ь м и к р о м е х а н и ч е с к о е с о е д и н е н и е с по­

из-за б о л ь ш о й п о л и м е р и з а ц и о н н о й усадки

л и м е р н ы м материалом для ф и к с а ц и и . П р и ч е м подоб­

не удава­

и л и т р а в л е н и я к и с л о т н ы м гелем

могла

лось получить п л о т н о г о с о е д и н е н и я п л а с т м а с с ы с ме­

н о й обработке поддавались т о л ь к о N i - C r и С о - С г

таллами, так к а к о б р а з о в ы в а л и с ь м и к р о т р е щ и н ы , от­

сплавы,

мечалось

3.6.7), хотя для м е т а л л о к е р а м и ч е с к и х протезов чаще

изменение

цвета

пластмасс,

ослабление

имеющие

эвтектическую

Ni-Cr,

чем

Со-Сг

структуру из-за

(Рис.

прочностных свойств с о е д и н е н и я и п о л н о е его разру­

применяют

шение. М н о г и е из этих проблем были р е ш е н ы с появ­

с л о ж н о с т и н а п л а в л е н и я к е р а м и к и на п о с л е д н и й .

большей

лением м е т а л л о к е р а м и ч е с к и х протезов в 60-х годах.

результате п р о ц е с с а т р а в л е н и я сплава удаляется одна

В

Интерес к п р и м е н е н и ю пластмасс в качестве облицо­

из ф а з , и на его п о в е р х н о с т и образуется множество

вочного материала для металлических к а р к а с о в зуб­

углублений и б о р о з д о к

ных протезов в н о в ь в о з н и к в 80-х годах, что совпало с

чивают

прочное

( Р и с . 3.6.8), которые обеспе­

микромеханическое соединение с

выпуском к этому в р е м е н и более с о в е р ш е н н ы х ком­

композитным фиксирующим

позитных пластмасс. О д н а к о

з и т н ы й материал

адгезионная с в я з ь и в

эти годы все еще о б е с п е ч и в а л а с ь механической ретен­

материалом.

Компо­

с о е д и н я е т всю п л о щ а д ь металли­

ческого каркаса с п р о т р а в л е н н о й э м а л ь ю , и металл

цией. В 1973 году стоматолог Rochette о д н и м из первых сообщил об и с п о л ь з о в а н и и металлической ш и н ы , ко­ торую он укрепил на п р о т р а в л е н н о й эмали зубов с по­ мощью пластмассы. тонкую

Эта ш и н а представляла собой

перфорированную

металлическую

отливку,

которая з а к р е п л я л а с ь на зубах с п о м о щ ь ю а к р и л о в о й пластмассы холодного отверждения. О н а предназна­ чалась для и м м о б и л и з а ц и и п о д в и ж н ы х н и ж н и х рез­ цов,

в ы з в а н н ы х п р о г р е с с и р у ю щ е й утратой

костной

ткани. Отмечая в д а л ь н е й ш е м успешную р е т е н ц и ю зу­ бов ф и к с и р у ю щ и м и ш и н а м и , ему однажды п р и ш л о с ь удалить у п а ц и е н т а один из р е з ц о в и тогда у него воз­ никла идея ф и к с и р о в а т ь искусственную к о р о н к у зуба на ш и н е для з а м е щ е н и я образовавшегося дефекта. Так п о я в и л а с ь альтернатива для в о с с т а н о в л е н и я отсу­ тствующего зуба при м и н и м а л ь н о м п р е п а р и р о в а н и и опорных зубов.

По мере улучшения технологии про­

изводства пластмасс этот подход в п р о т е з и р о в а н и и зу­ бов был п о д р о б н о изучен и развит другими специа­ листами.

Одним

из

недостатков

предложенного

Rochette метода б ы л о н а л и ч и е небольших перфора­ ций на ш и н е для ее у к р е п л е н и я на э м а л и о п о р н ы х зу­ бов. Ф и к с и р у ю щ а я пластмасса и з н а ш и в а л а с ь , что ос­ лабляло п р о ч н о с т ь ее с о е д и н е н и я с металлической

Р и с . 3 . 6 . 7 . Отображение эвтектической микроструктуры никелево-хромового сплава под сканирующим электрон­ ным м и к р о с к о п о м , полученное методом обратного рассе­ янного отображения

290

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Р и с . 3 . 6 . 8 . Поверхность н и к е л ь - х р о м о в о г о сплава после обработки травящим гелем под с к а н и р у ю щ и м электронным микроскопом

Р и с . 3 . 6 . 9 . Поверхность н и к е л ь - х р о м о в о г о сплава под с к а н и р у ю щ и м э л е к т р о н н ы м м и к р о с к о п о м после его пескоструйной обработки п о р о ш к о м оксида а л ю м и н и я

защищает

подлежащую

пластмассу.

толщина металлического каркаса

Минимальная

видными

протезами

Мэрилэнд.

По

мере

внедрения

может быть о к о л о

других методов с о е д и н е н и я пластмасса-металл в нас­

0,3 м м . Его о т л и в а ю т н е п о с р е д с т в е н н о на огнеупор­

т о я щ е е время их н а з ы в а ю т к а к «мостовидные проте­

ной модели после удаления воска,

зы на п о л и м е р н о й основе» и л и «мостовидные проте­

лучают хорошее протезы,

прилегание

изготовленные

с

и в результате по­

протеза.

Мостовидные

применением

электролитического травления были названы

з ы при м и н и м а л ь н о м п р е п а р и р о в а н и и » .

метода

П о с к о л ь к у электролитическое травление требует

мосто-

в ы с о к о г о п р о ф е с с и о н а л и з м а и специального обору-

medwedi.ru

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

д о в а н и я , из двух упомянутых в ы ш е

методов наиболь­

291

т о р ы й в с в о б о д н о м с о с т о я н и и является с и л ь н о ток­

шее р а с п р о с т р а н е н и е получило травление гелем. Гель

сичным

— в ы с о к о к о н ц е н т р и р о в а н н ы й раствор фтористоводо­

для

родной кислоты, которая о ч е н ь т о к с и ч н а и требует

сплава и о б е с п е ч е н и я в ы с о к о к л а с с н о й эвтектической

очень о с т о р о ж н о г о о б р а щ е н и я .

структуры для э ф ф е к т и в н о г о травления. Однако, он

веществом.

улучшения

Бериллий

о б ы ч н о добавляется

жидкотекучести

никель-хромового

преимущества м о с т о в и д н ы х протезов,

может выделяться при ш л и ф о в а н и и и п о л и р о в а н и и

ф и к с и р о в а н н ы х с п о м о щ ь ю п о л и м е р н ы х материалов

отливок, и зубные техники подвергаются большему

являются следующие:

риску, чем врачи-стоматологи и п а ц и е н т ы . В этой свя­

Основные

зи во многих зуботехнических лабораториях исполь­ •

минимальное препарирование эмали,

не требую­

•

•

которые

м и н и м а л ь н о е п р е п а р и р о в а н и е зуба сохраняет воз­

Другим о г р а н и ч е н и е м п р и м е н е н и я рассматривае­ мого вида п р о т е з и р о в а н и я зубов является невозмож­

предотвращается

н о с т ь т р а в л е н и я д р а г о ц е н н ы х сплавов, т.к. эти метал­

воспаление пульпы, так

как

д е н т и н п р и обработке зуба остается и н т а к т н ы м •

не с о д е р ж а щ и е б е р и л л и я ,

поддаются т р а в л е н и ю к и с л о т о й .

м о ж н о с т ь п р и м е н е н и я т р а д и ц и о н н о использую­ щихся методов п р о т е з и р о в а н и я •

зуются с п л а в ы , плохо

щее п р и м е н е н и я м е с т н о й анестезии

лы

имеют

довольно

гомогенную

микроструктуру.

Следовательно для таких сплавов н е в о з м о ж н о приме­

Недостатки этого вида п р о т е з и р о в а н и я включают:

н я т ь методику т р а в л е н и я , которая необходима для ад­

в ы с о к а я частота р а с ц е м е н т и р о в а н и я протезов

г е з и о н н о й ф и к с а ц и и д р а г о ц е н н ы х сплавов полимер­

и з м е н е н и я цвета переднего о п о р н о г о зуба в ре­

н ы м и материалами.

зультате п р о с в е ч и в а н и я металлического каркаса •

п р и м е н я е т с я т о л ь к о с н и к е л ь - х р о м о в ы м и спла­ вами. П р о б л е м ы э с т е т и ч н о с т и протеза

м о ж н о решать

Полимерные материалы для химического метода фиксации

путем и с п о л ь з о в а н и я о к р а ш е н н ы х н е п р о з р а ч н ы х по­ лимерных к о м п о з и т о в для ф и к с а ц и и . О д н а к о умень­

Во

шить ч и с л о случаев о т с о е д и н е н и я протеза д о в о л ь н о

х р о м о в ы е с п л а в ы имеют о г р а н и ч е н н о е п р и м е н е н и е

м н о г и х зуботехнических л а б о р а т о р и я х

никель-

сложно и для этого требуется улучшение металличес­

из-за н а л и ч и я в них б е р и л л и я , а также из-за необхо­

кой к о н с т р у к ц и и

д и м о с т и п р о в е д е н и я п р о ц е с с а т р а в л е н и я сплава. В

протеза и с в о й с т в

выпускаемых

пластмасс.

тоже

время

без такой

предварительной обработки

Для к р е п л е н и я протезов требуется значительная

поверхности н е в о з м о ж н о д о б и т ь с я х о р о ш е й адгезии

площадь и н т а к т н о й эмали о п о р н ы х зубов. П о э т о м у

к сплаву п о л и м е р н ы х м а т е р и а л о в на о с н о в е таких

невысокие к о р о н к и зубов, малая площадь поверхнос­

о л и г о м е р о в как Б и с - Г М А и УДМА, так к а к их соеди­

ти эмали и ее в р о ж д е н н ы е д е ф е к т ы не позволят соз­

н е н и е с м е т а л л а м и о с н о в а н о на п р и н ц и п а х микроме­

дать надежную

х а н и ч е с к о й и ф и з и ч е с к о й адгезии. А в т а к о м случае

ф и к с а ц и ю металлических конструк­

ций п о л и м е р н ы м и

материалами.

П о э т о м у в таких

соединение

легко

разрушается

гидролитическим

применять

д е й с т в и е м , п р и к о т о р о м вода а д с о р б и р о в а н н а я ме­

п р о т и в о п о к а з а н о , а о б ы ч н ы е к о н с т р у к ц и и мостовид­

т а л л и ч е с к о й п о в е р х н о с т ь ю з а м е щ а е т п о л и м е р . Пес­

случаях д а н н ы й

метод

протезировании

ных протезов могут оказаться более н а д е ж н ы м и . П о л и м е р н ы е к о м п о з и т ы для ф и к с а ц и и о ч е н ь по­

к о с т р у й н а я о б р а б о т к а с п л а в о в н е б л а г о р о д н ы х метал­ л о в п о р о ш к о м о к с и д а а л ю м и н и я с р а з м е р о м частиц

хожи на к о м п о з и т ы для п л о м б и р о в а н и я и л и восста­

50 мкм о б е с п е ч и в а е т н е к о т о р у ю шероховатость пове­

новления зубов, с о д е р ж а щ и е

Б и с - Г М А или УДМА и

р х н о с т и для м и к р о м е х а н и ч е с к о й адгезии ( Р и с . 3.6.9).

стеклонаполнитель. Отличаются о н и тем, что фикси­

О д н а к о т а к а я ш е р о х о в а т о с т ь не имеет той конфигу­

рующие материалы всегда я в л я ю т с я

р а ц и и , к о т о р а я характерна д л я т р а в л е н и я к и с л о т о й ,

системой т и п а

паста-паста х и м и ч е с к о г о или д в о й н о г о отверждения,

п о в е р х н о с т ь более гладкая и о д н о р о д н а я

и не спо­

поскольку отверждение светом н е в о з м о ж н о из-за пе­

собна образовывать достаточно

рекрытия его металлом. Размер частиц н а п о л н и т е л я в

н и е . П о этой п р и ч и н е к о м п о з и т н ы е п л а с т м а с с ы н а

материалах для ф и к с а ц и и составляет

о с н о в е Б и с - Г М А и л и УДМА не могут быть использо­

менее 20 м к м

п р о ч н о е соедине­

для того, чтобы т о л щ и н а п л е н к и п о л и м е р н о г о цемен­

в а н ы для с о е д и н е н и я с п о в е р х н о с т ь ю никель-хромо­

та была к а к м о ж н о м е н ь ш е . Д л я п р е д о т в р а щ е н и я

вых с п л а в о в после п е с к о с т р у й н о й о б р а б о т к и .

просвечивания металла м о ж н о п р и м е н я т ь замутнители, н а п р и м е р , о к с и д титана. Н е к о т о р ы е к л и н и ц и с т ы неохотно п р и м е н я ю т ни­

Д л я улучшения адгезионного с о е д и н е н и я с метал­ л и ч е с к о й поверхностью разработан ряд композитных материалов для ф и к с а ц и и , в которых полимерное свя­

келевые с п л а в ы , так к а к н и к е л ь известен как аллер­

зующее б ы л о с п е ц и а л ь н о м о д и ф и ц и р о в а н о ,

ген. К р о м е того, ряд сплавов содержат б е р и л л и й , ко­

придать материалу способность к химическому взаи-

чтобы

ОСНОВЫ

292

СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

ц е н н ы х металлов, таких к а к золото и платина, из-за того, что на их п о в е р х н о с т и отсутствует оксидная пленка.

Химическая модификация поверхности сплава Низкая прочность соединения между драгоценными ме­ таллами и полимерными адгезивами является следстви­ ем низкой химической активности поверхности сплавов драгоценных металлов по сравнению со сплавами неб­ лагородных металлов. Этот недостаток может быть уст­ ранен путем модификации поверхности драгоценного металла таким образом, чтобы сделать ее более активной и способной к адгезионному взаимодействию с поли­ мерным ф и к с и р у ю щ и м материалом. Существуют три. наиболее известных варианта модификации: •

С о з д а н и е м и к р о м е х а н и ч е с к и х р е т е н ц и й путем лу­ жения.

Р и с . 3 . 6 . 1 0 . Структура мономеров 4-МЕТА и МДФ

И з м е н е н и е х и м и и поверхности с использованием оксида к р е м н и я или т р и б о х и м и ч е с к о г о покрытия. •

модействию с п о д г о т о в л е н н ы м для этого металлом.

Н а н е с е н и е подслоя ( праймера) специального сос­ тава на поверхность металла.

Д л я того, ч т о б ы о т л и ч и т ь эти м о д и ф и к а ц и и от тра­ д и ц и о н н ы х м а т е р и а л о в н а о с н о в е Б и с - Г М А , поли­ м е р н ы е к о м п о з и т ы для ф и к с а ц и и о б ы ч н о н а з ы в а ю т

Лужение

п о л и м е р н ы м и м а т е р и а л а м и для ф и к с а ц и и с хими­ ч е с к о й адгезией. В о д н о й из т а к и х систем а к т и в н о й

П р е д л о ж е н и е п р е д в а р и т е л ь н о н а н о с и т ь на металли­

с о с т а в л я ю щ е й я в л я е т с я к а р б о н о в ы й м о н о м е р 4-МЕ­

ческие поверхности оловянное

ТА

м о ж н о п р о в о д и т ь во время п р и е м а пациента, основа­

(4-метакрилоксиэтилтримеллитатовый

р и д ) , выпускается под н а з в а н и е м

ангид­

покрытие,

которое

С & В Superbond

но на с п о с о б н о с т и п о л и м е р н ы х материалов создавать

(Sun Medical C o . , Ш и г а , Я п о н и я ) . Другая ф и к с и р у ю ­

а д г е з и о н н ы е с о е д и н е н и я с б л а г о р о д н ы м и металлами,

щая п л а с т м а с с а с о д е р ж и т м о д и ф и ц и р о в а н н ы й фос­

о б р а б о т а н н ы м и л у ж е н и е м . В результате такой обра­

фатный мономер типа М Д Ф (метакрилоксиэтилен-

б о т к и на п о в е р х н о с т и

ф е н и л ф о с ф а т ) . П р и м е р о м э т о г о вида п о л и м е р н о г о

олова, и поверхность сплава приобретает сероватый

с п л а в а откладывается слой

материала д л я ф и к с а ц и и с х и м и ч е с к о й адгезией яв­

о т т е н о к . Этот п о в е р х н о с т н ы й слой имеет неравно­

л я е т с я материал Panavia 21 (Kuraray, О с а к а , Я п о н и я ) .

м е р н у ю ф о р м у и создает м и к р о м е х а н и ч е с к и е зацепы

Адгезия п о л и м е р н ы х м а т е р и а л о в к металлам обеспе­

или ретенционньге п у н к т ы для

ч и в а е т с я здесь в ы с о к о й с т е п е н ь ю х и м и ч е с к о г о срод­

время,

ства

производных карбоксильной

фосфорной

н о с т ь ю сплава ( Р и с . 3.6.11). Метод лужения исполь­

кислоты в модифицированных мономерах к оксидам

зуется при в о с с т а н о в л е н и и д е ф е к т о в металлокерами­

металлов

ческих

на

поверхности

или

пластмассы, в тоже

образуя п р о ч н у ю х и м и ч е с к у ю связь с поверх­

неблагородных

сплавов

( Р и с . 3.6.10). П о с к о л ь к у эти п о л и м е р н ы е м а т е р и а л ы с п о с о б н ы обеспечить

надежное

никель-хромового

реставраций

при

обнажении

металла

с

п о м о щ ь ю к о м п о з и т н ы х пластмасс непосредственно соединение

сплава,

с

поверхностью

обработанного

пескост­

во рту. О д н а к о метод лужения в полости рта, как показа­ ли д а н н ы е лабораторных и с п ы т а н и й , имеет много су­

р у й н ы м методом, то отпадает н е о б х о д и м о с т ь в про­

щ е с т в е н н ы х недостатков, в числе которых недоста­

цедуре т р а в л е н и я ,

точная п р о ч н о с т ь с о е д и н е н и я сплава с пластмассой

с п е ц и а л ь н о м л а б о р а т о р н о м обо­

рудовании и т о к с и ч е с к и х х и м и ч е с к и х реагентах. С

из-за трудности н а н е с е н и я

п о я в л е н и е м этих п л а с т м а с с в н а с т о я щ е е в р е м я мож­

т о л щ и н ы . Б ы л о установлено, что при слишком толс­

н о создать п р о ч н о е

том о л о в я н н о м п о к р ы т и и адгезионная прочность дан­

а д г е з и о н н о е с о е д и н е н и е между

с п л а в о м н е б л а г о р о д н о г о металла и

п о к р ы т и я определенной

протравленной

ного с о е д и н е н и я с н и ж а е т с я , т.к. образуется слишком

э м а л ь ю . Тем не м е н е е , о н и обладают о т н о с и т е л ь н о

толстая о к с и д н а я п л е н к а . Кроме того, зачастую невоз­

малым сродством по о т н о ш е н и ю к с п л а в а м драго­

м о ж н о определить тип сплава, из которого изготовлен

medwedi.ru

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

293

Р и с . 3 . 6 . 1 1 . Поверхности драгоценного сплава после лужения под электронным м и к р о с к о п о м

д а н н ы й протез. Так, если о б н а ж е н н ы й металл являет­

р ы т и я из о к с и д а к р е м н и я на металлических поверх­

ся н и к е л ь - х р о м о в ы м с п л а в о м , то лужение не окажет­

ностях, что делает их более а к т и в н ы м и для соедине­

ся э ф ф е к т и в н ы м и, более того, ухудшит качество адге­

н и я с с и л а н о м и с о з д а н и я п р о ч н о й а д г е з и о н н о й свя­

зионного с о е д и н е н и я .

зи с

п л а с т м а с с о й . Д л я э т о й цели существуют два

метода: п е р в ы й заключается в т о м , что на сплав на­ носится специальное покрытие

Покрытие оксидом кремния

температуре,

второй

основан

при о п р е д е л е н н о й

на т р и б о х и м и ч е с к о м

подходе. П р и м е н е н и е с и л а н о в ы х с в я з ы в а ю щ и х агентов — ап­ претов для у с и л е н и я адгезии при ф и к с а ц и и керами­ ки к структуре зуба п о с р е д с т в о м к о м п о з и т н о й пласт­ массы х о р о ш о и з в е с т н о ( с м . в ы ш е ) . силанизации

поверхности

Возможности

металлической

отливки

Система Silicoater (Kulzer Со GmbH, Фридрихсдорф, Германия)

ограничены из-за отсутствия или о ч е н ь малого коли­ чества с о о т в е т с т в у ю щ и х а к т и в н ы х групп на поверх­

По технологии системы Silicoater поверхность металла

ности сплава. Наоборот, их гораздо б о л ь ш е е количе­

проходит обработку в пламени смеси пропан-воздух, в

ство и м е е т с я

на

кремневокислой

керамической

котором одновременно происходит разложение тетра-

поверхности, н а п р и м е р , с и л а н о л о в , т.е. — Si — О Н . В

метоксисилана.

настоящее в р е м я

ный слой SiO s , обеспечивающий группы — Si — ОН для

стало в о з м о ж н ы м п о л у ч е н и е пок­

В результате образуется промежуточ­

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

294

с о е д и н е н и я с с и л а н о м (Рис. 3.6.12). Затем с и л а н о в ы й

н и я н и к а к и х д о п о л н и т е л ь н ы х и н с т р у м е н т о в помимо

аппрет н а н о с и т с я на покрытую оксидом кремния пове­

к и с т о ч к и (Рис. 3.6.14). П о э т о м у р а з р а б о т к а простых

рхность, который в свою очередь способен образовы­

х и м и ч е с к и х м е т о д и к для п р е д в а р и т е л ь н о й обработки

вать соединение с полимерным материалом.

п о в е р х н о с т и с п л а в а я в л я е т с я о б л а с т ь ю ш и р о к и х ис­ с л е д о в а н и й . О с о б е н н ы й и н т е р е с в ы з ы в а е т примене­ н и е п р а й м е р о в на о с н о в е б и ф у н к ц и о н а л ь н ы х моно­

Трибохимическое 1 покрытие

меров,

т.к.

они

дают

упрощенную

методику

по

с р а в н е н и ю с б о л ь ш и н с т в о м п р е д с т а в л е н н ы х выше При этой технологии поверхность сплава подвергает­

м о д и ф и к а ц и й п о в е р х н о с т и . О б ы ч н о о н и выпускают­

с я п е с к о с т р у й н о й обработке под в ы с о к и м д а в л е н и е м

ся в виде о д н о й ж и д к о с т и - п р а й м е р а , с о с т о я щ е й из

с п е ц и а л ь н ы м п о р о ш к о м , к о т о р ы й содержит мельчай­

п о л и м е р и з а ц и о н н о с п о с о б н о г о м о н о м е р а в подходя­

шие частицы о к с и д а а л ю м и н и я и к о л л о и д н ы е части­

щем

цы оксида к р е м н и я . Д л я этого выпускается специаль­

п р а й м е р а м и н е с м о т р я на т о , что ф а к т и ч е с к и они яв­

ное

ляются

оборудование

лаборатории,

как

для

использования

в

т а к и н е п о с р е д с т в е н н о в полости рта

растворителе.

(Продукты

аппретами).

всегда

называются

М о н о м е р и м е е т бифункцио­

н а л ь н у ю структуру, с о д н о й с т о р о н ы н е с у щ и й метакр и л и л и а н а л о г и ч н у ю ф у н к ц и о н а л ь н у ю группу для

п а ц и е н т а ( R o c a t e c и Cojet, ЗМ E S P E ) . Целью создания тонкого слоя оксида к р е м н и я

соединения с пластмассой, с

другой - меркаптано-

( S i 0 8 - C ) , который содержит достаточное количество

вую и л и т и о л о в у ю (-SH) г р у п п ы для соединения с

свободных гидроксильных (-ОН) групп — которые соз­

п о в е р х н о с т ь ю с п л а в а д р а г о ц е н н о г о металла.

дают условия для адгезионного с о е д и н е н и я с полимер­

п р а й м е р д л я металла н а н о с я т на п о в е р х н о с т ь сплава

Когда

н ы м и материалами с п о м о щ ь ю с и л а н о в (Рис. 3.6.13).

после п е с к о с т р у й н о й о б р а б о т к и , он с п о с о б е н увели­

Эта методика известна к а к трибохимическое п о к р ы т и е

ч и т ь а д г е з и ю к о м п о з и т н о г о п о л и м е р н о г о цемента к

о к с и д о м к р е м н и я , т а к к а к было установлено, что кол­

металлу

лоидальные частицы оксида к р е м н и я , обладающие вы­

с п л а в а м и д р а г о ц е н н ы х металлов. Следовательно, на­

сокой энергией, соударяясь с поверхностью сплава соз­

личие

дают

оксида

п р а й м е р а о б е с п е ч и в а е т х и м и ч е с к у ю адгезию к пове­

к р е м н и я , который считается стабильным. После этого

р х н о с т и д р а г о ц е н н ы х с п л а в о в . С е й ч а с выпускается

поверхность сплава обрабатывается с и л а н о м , что обес­

р я д п р а й м е р о в на о с н о в е б и ф у н к ц и о н а л ь н ы х моно­

печивает его прочное с о е д и н е н и е с пластмассой.

меров:

на

ней

физически

спекшийся

слой

благодаря

свойству

меркаптановых

групп

серы

р е а г и р о в а т ь со

в молекуле

мономера

Система нанесения покрытия в полости рта пациен­ та разработана для п о ч и н к и металлокерамических про­ тезов с о б н а ж и в ш е й с я поверхностью

металла в резуль­

тате откола керамической облицовки, когда необходимо создание условий для адгезии композитных материалов к металлической поверхности. Кроме того, данная сис­ тема признана э ф ф е к т и в н о й для обработки при почин­ ке восстановлений из полимерных композитов. О д н и м из с у щ е с т в е н н ы х н е д о с т а т к о в этой техно­ л о г и и я в л я е т с я н е о б х о д и м о с т ь п р и о б р е т е н и я специ­ а л ь н о г о о б о р у д о в а н и я . К р о м е того, с л о ж н а я и много­ этапная

методика

может

привести

к

большому

количеству о ш и б о к при ее в ы п о л н е н и и . VBATDT - 6-(4-винилбензил-п-пропил) амино-1,3,5-триазид-2,4дитиол; MDP - метакрилоксиэтил фенил фосфат: MEPS - произ­

Праймеры для металлов

водные меткрилоксиалкил тиофосфата; ММА - метилметакрилат

Нет с о м н е н и й , что в р а ч и - с т о м а т о л о г и с г о т о в н о с т ь ю

Х и м и ч е с к а я структура п р а й м е р о в представлена на

бы и с п о л ь з о в а л и в с в о е й работе п р о с т ы е методы ад­

Рис. 3.6.15. К а к в и д н о из формул, — праймеры для ме­

гезии д л я с о е д и н е н и я м а т е р и а л о в путем н а н е с е н и я

талла, по сути,

л и ш ь о д н о г о ж и д к о г о адгезива на м е т а л л и ч е с к у ю по­

VBATDT п р а й м е р х о р о ш о действует с полимерным

верхность, для чего

не т р е б о в а л о с ь бы и с п о л ь з о в а -

я в л я ю т с я с в я з ы в а ю щ и м и агентами.

материалом д л я ф и к с а ц и и на о с н о в е 4-МЕТА, но поч­ ти н е й т р а л е н по о т н о ш е н и ю к т р а д и ц и о н н о приеняющимся

' Происходит от слова трибология — наука о трении и износе деталей и механизмов в присутствии смазочных материалов (Советский энциклопедический словарь, М., 1985).

м е т а к р и л а т н ы м пластмассам, что возможно

с в я з а н о с тем, что VBATDT ингибирует реакцию по­ л и м е р и з а ц и и м е т а к р и л а т н ы х п о л и м е р о в . Сочетание

medwedi.ru

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ

295

Рис. 3 . 6 . 1 3 . М е х а н и з м создания т р и б о х и м и ч е с к о г о Рис. 3 . 6 . 1 2 . Поверхность металла с п о к р ы т и е м из о к с и ­

покрытия на металле

да к р е м н и я

M E P S с п о л и м е р а м и на основе 4-МЕТА также счита­ ется н е п р и е м л е м ы м . Таким о б р а з о м , д о н а с т о я щ е г о время все еще существуют н е я с н ы е в о п р о с ы о приро­ де

совместимости

пластмасса-праймер,

требующие

дальнейшего изучения.

Клиническое значение Соединение полимер-металл сохранит свое значение как предмет научных исследований, будут продолжать­ ся разработки, направленные на улучшение этого сое­ динения, позволяющие получить улучшенные результа­ ты в к л и н и к е .

Рис. 3 . 6 . 1 4 . Схема соединения металл-пластмасса

после отверждения светом на поверхности каждого слоя остается о ч е н ь т о н к и й м о н о с л о й т о л щ и н о й око­

СОЕДИНЕНИЕ «ПОЛИМЕР-ПОЛИМЕР»

ло Ю-50 м к м , который не отвердился из-за ингибирую щ е г о в л и я н и я кислорода. П р и и с п о л ь з о в а н и и заго­ товок из к о м п о з и т о в т и п а вкладки и ш т и ф т о в такого неотвержденного слоя не существует. Следовательно, п о л и м е р н ы й цемент соединяется непосредственно с п о л н о с т ь ю отвержденным п о л и м е р н ы м композитным

Последнее

время з н а ч и т е л ь н о увеличивается объем

материалом или пластмассой. Такая ситуация похожа

п р о т е з и р о в а н и я с и с п о л ь з о в а н и е м предварително из­

на случай п о ч и н к и к о м п о з и т н о г о восстановления при

готовленных заготовок из пластмасс, таких как ком­

отломе к а к о й - т о части и замене ее н о в ы м композит­

п о з и т н ы е вкладки, у п р о ч н е н н ы е с т е к л о в о л о к н о м ко­

ным материалом.

ронки,

мостовидные

протезы

и эндодонтические

Б ы л о п р е д л о ж е н о м н о ж е с т в о р а з л и ч н ы х методов

ш т и ф т ы . Хотя кажется, что о б р а з о в а н и е адгезионного

для у л у ч ш е н и я с о е д и н е н и я т и п а пластмасса-пласт­

с о е д и н е н и я п о л и м е р н ы х материалов друг с другом не

масса,

представляет с л о ж н о с т и , на с а м о м деле это не так. Са­

а л ю м и н и я или ш л и ф о в а н и е поверхности крупнозер­

мой с е р ь е з н о й п р о б л е м о й в этой области является

н и с т ы м и н с т р у м е н т о м для п о л у ч е н и я

р а с ц е м е н т и р о в а н и е к о м п о з и т н о й вкладки в результа­

п о в е р х н о с т и и с о з д а н и я , т а к и м образом, микромеха­

те р а з р у ш е н и я связи между самой вкладкой и поли­

н и ч е с к о г о с о е д и н е н и я . Тем не менее, ни один из

мерным ц е м е н т о м .

п р е д л о ж е н н ы х до н а с т о я щ е г о времени методов не

В к л и н и ч е с к и х условиях при п о с л о й н о м в н е с е н и и

включая

п е с к о с т р у й н у ю обработку оксидом шероховатой

может о б е с п е ч и т ь н е о б х о д и м о й прочности соедине­

к о м п о з и т н о г о в о с с т а н о в и т е л ь н о г о материала в по­

ния.

лость зуба, с о е д и н е н и ю слоев

в результате п е с к о с т р у й н о й обработки не похожи на

способствует то, что

И это с в я з а н о с тем, что создаваемые ретенции

296

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

к о м п о з и т о в со с т е к л о н а п о л н и т е л е м свидетельствует о т о м , что п р и э т о м , м а к с и м а л ь н а я п р о ч н о с т ь соеди­ нения,

которую

можно достичь,

будет составлять

л и ш ь 50 — 7 5 % от к о г е з и о н н о й п р о ч н о с т и композит­ н о г о материала. Была сделана попытка химического соединения с и с п о л ь з о в а н и е м с и л а н о в о г о а п п р е т а . П р и этом и м е л о с ь в виду, что в руйной

обработки

к о м п о з и т а х п о с л е пескост­

или

шлифования

обнажится

б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о с т е к л я н н ы х ч а с т и ц наполни­ теля,

поверхность

которых

не

п о к р ы т а силаном.

О д н а к о з а д а ч а о с л о ж н я л о с ь т е м , что с и л а н также з а к р о е т и п о в е р х н о с т ь п о л и м е р н о й м а т р и ц ы , а сле­ д о в а т е л ь н о будет м е ш а т ь с о е д и н е н и ю п о л и м е р а с п о л и м е р о м п р и о д н о в р е м е н н о м у л у ч ш е н и и связи п о л и м е р а с н е о р г а н и к о й . Д р у г о е п р е д л о ж е н и е зак­ л ю ч а л о с ь в п р и м е н е н и и т р и б о х и м и ч е с к о й техноло­ г и и , о п и с а н н о й в ы ш е , к о т о р а я п о з в о л и т внедрить в полимерную поверхность слой оксида кремния, а п о т о м н а н о с и т ь с и л а н о в ы й аппрет, к о т о р ы й улуч­ ш и т с в я з ь о б р а б о т а н н о й п о в е р х н о с т и с полимер­ ным цементом.

Клиническое значение Проблема а д г е з и о н н о г о соединения пластмассы к пластмассе остается нерешенной, и поэтому научные исследования по этой теме будут интенсивно продол­ жаться.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА Jockstad A, Mjor IA (1996) Ten years' clinical evaluation of three luting cements. J dent 24: 309 Knibbs PJ, Plant C G , Shovelton DS (1986) The perform­ ance of zink polycarboxylate and glass-ionomer luting cements in general dental practice. Br Dent J 160: 1 3 15

Рис. 3 . 6 . 1 5 . Х и м и ч е с к а я структура трех п р а й м е р о в для металла, которые применяются в составах, выпускаемых

McLean JW, Wilson A D , Prosser HJ (1984) Development

п р о м ы ш л е н н о с т ь ю : (a) VBADT, 6-(4-винилбензил-п-про-

and

пил)амино-1,3,5-триазид-2,4-дитинол; (b) MEPS, п р о и з в о д ­

cements. J Prosthet Dent 52: 175 - 181

ная т р и ф о с ф а т метаксилолоксиалкила; (с) Metaltite прай­

use

of w a t e r - h a r d e n i n g

glass-ionomer

luting

Mitchell CA (2000) Selection of materials for post cemen­ tation. D e n t U p d a t e 27: 350

мер на основе п р о и з в о д н о й тиоурацила

Phillips RW, Lund MS (1987) In vivo sdisintegration of lut­ ing cements. J Am Dent Assoc 114: 489 те,

к о т о р ы е образуются

на м е т а л л и ч е с к и х поверх­

Rosenthiel SF, Land MF, Crispin BJ (1998) Dental luting

ностях. В случае к о м п о з и т о в со с т е к л я н н ы м напол­

agents: a review of the current literature. J Prosthet

нителем и м е е т с я в о з м о ж н о с т ь удаления ч а с т и ц на­ полнителя

с

поверхности

при

его

травлении

D e n t 80: 280 Simdel J, Frankenberger R, Kramer N, Petschelt A (1999)

ф т о р и с т о в о д о р о д н о й к и с л о т о й и п о л у ч е н и я микро­

Crack formation of all-ceramic crowns dependent on dif­

ретенций. Однако, опыт починки восстановлений из

ferent core build-up and luting materials. J Dent 27: 175

medwedi.ru

Глава 3 . 7

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

П о м и м о н е р ж а в е ю щ е й стали в к о в к о й форме вы­

ВВЕДЕНИЕ

пускаются м н о г и е с п л а в ы , т а к и е как золотые сплавы для ш т и ф т о в и к л а м м е р о в зубных протезов, никельт и т а н о в ы е сплавы для ортодонтических п р о в о л о к и

Б о л ь ш и н с т в о из нас з н а к о м ы с н е р ж а в е ю щ е й сталью

эндодонтических

в виде ш и р о к о используемых р а з н о о б р а з н ы х изделий

х р о м - н и к е л е в ы е с п л а в ы для к л а м м е р о в зубных проте­

как б ы т о в о г о , так и п р о м ы ш л е н н о г о н а з н а ч е н и я .

зов и ортодонтических п р о в о л о к . О д н а к о , в этой гла­

Н е р ж а в е ю щ а я сталь п р и м е н я е т с я также в м е д и ц и н е ,

ве

в том ч и с л е и в с т о м а т о л о г и и , н а п р и м е р , для изготов­

н е р ж а в е ю щ а я сталь.

подробно

инструментов,

будет

а также

рассматриваться

кобальт-

только

ления р а з л и ч н ы х и н с т р у м е н т о в , л е з в и й с к а л ь п е л я ,

Сталь выпускается в ш и р о к о м ассортименте раз­

пинцетов, о р т о д о н т и ч е с к и х п р о в о л о к , б а з и с о в зуб­

н о о б р а з н о г о состава, каждая обладает д о в о л ь н о спе­

ных п р о т е з о в и к л а м м е р о в ч а с т и ч н ы х протезов, э н д о -

ц и ф и ч н ы м и с в о й с т в а м и , которые придаются ей в со­

донтических ш т и ф т о в и т.д.

Материал в основном

ответствии с условиями п р и м е н е н и я . О д н и м из таких

подвергается т я ж е л о й о б р а б о т к е для п р и д а н и я ему

свойств, о п р е д е л я ю щ и х б о л ь ш о й спрос на этот вид

желаемой

формы,

поэтому

он

называется

ковким

сплавом.

материала, является его с п о с о б н о с т ь и з м е н я т ь свой­ ства в ш и р о к о м д и а п а з о н е п р и н е з н а ч и т е л ь н ы х изме­

К о в к и й с п л а в отличается от многих других литей­

н е н и я х состава. С р а в н е н и е о с н о в н ы х характеристик

ных сплавов, п р и м е н я е м ы х для изготовления к о р о н о к

стали с другими м а т е р и а л а м и п р и в е д е н о в Таблице

и мостовидных протезов, тем, что это литейный сплав,

3.7.1. Р а з л и ч н ы е виды стальной п р о в о л о к и имеют вы­

сформированный

в результате механической

обработки,

такой как прокатка, прессование или волочение для при­

с о к и е показатели п р о ч н о с т и , к о т о р ы е не д о с т и ж и м ы д л я других материалов.

дания новой желаемой формы. В ы п о л н я е м у ю при низ­

До п о я в л е н и я н е р ж а в е ю щ е й стали в стоматологии

ких температурах механическую обработку называют

(в о с н о в н о м , в начале 30-х годов), е д и н с т в е н н ы м ме­

одновре­

таллом, к о т о р ы й , к а к предполагали, мог противосто­

менно п р и н и м а е т нужную ф о р м у и у п р о ч н я е т с я ( Р и с .

я т ь к о р р о з и и в среде полости рта, было золото. Нер­

3.7.1). Если обработка в ы п о л н я е т с я при высоких тем­

жавеющая

пературах, о н а н а з ы в а е т с я горячей обработкой или тер­

разрыв, и п р и м е н я е т с я для изготовления пружин в съ­

холодной

мической

обработкой,

обработкой

при

которой

металл

(термообработкой),

и

обычно

сталь обладает в ы с о к о й

прочностью на

емных ортодонтических аппаратах. Она также приме­

она заключается в п р и д а н и и ф о р м ы материалу без его

няется в несъемных аппаратах для изготовления ко­

упрочнения. Н и к а к о г о у п р о ч н е н и я не происходит по­

лец,

тому, что металл н е п р е р ы в н о п е р е к р и с т а л л и з о в ы в а е т -

п р а к т и ч е с к и все детали несъемных аппаратов, приме­

ся

н я е м ы х в о р т о д о н т и и , могут быть сконструированы из

и к о л и ч е с т в о д е ф о р м а ц и й , которое м о ж е т прои­

зойти, п р а к т и ч е с к и не о г р а н и ч е н н о .

брекетов

и

ортодонтических

н е р ж а в е ю щ е й стали.

дуг.

В

целом,

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

298

Ортодонтическая

проволока изготавливается из

материала, и з в е с т н о г о к а к аустенитная н е р ж а в е ю щ а я сталь. Эта — сталь, л е г к о ф о р м и р у ю щ а я с я в проволо­ ку путем п р о к а т к и и п о с л е д у ю щ е й п р о т я ж к и .

При

этом з е р н а металла в ы т я г и в а ю т с я в д л и н н ы е волок­ н и с т ы е структуры, п р о х о д я щ и е вдоль п р о в о л о к и . М а т е р и а л , и с п о л ь з у е м ы й для и з г о т о в л е н и я ортодонтической ванная дится

проволоки,

аустенитная более

известен

как

нержавеющая сталь.

подробное

стабилизиро­

Ниже

приво­

всех

этапов

описание

п о л у ч е н и я этого материала, н а ч и н а я от исходного, железа, и з а к а н ч и в а я п р е в р а щ е н и е м его в к о н е ч н ы й продукт.

П о п у т н о в этой главе будут представлены

р а з л и ч н ы е виды стали и р а с с м о т р е н ы о с о б е н н о с т и их

Р и с . 3 . 7 . 1 . Влияние холодной обработки на механические свойства металла. Обратите внимание на снижение ковкос­ ти ( - < - > • ) при о д н о в р е м е н н о м повышении предела теку­ чести

применения.

Таблица 3 . 7 . 1 Сравнение показателей проч­ ности или предела текучести стали с другими материалами

Железо Ж е л е з о является а л л о т р о п и ч е с к и м материалом, т.е. п р и нагреве в твердом с о с т о я н и и о н о проходит через два ф а з о в ы х п р е в р а щ е н и я . П р и к о м н а т н о й темпера­ туре чистое ж е л е з о имеет о б ъ е м н о - ц е н т р и р о в а н н у ю кубическую

структуру

(КОЦ)

к р и с т а л л и ч е с к о й ре­

ш е т к и , известную к а к ос-фаза. Такая структура сохра­ няется до температуры 912°С, п р и к о т о р о й о н а транс­ формируется структуру

в

(КГЦ)

гранецентрированную —

э т о у-фаза.

кубическую

При температуре

1390°С К Г Ц железо в н о в ь п р е в р а щ а е т с я в К О Ц желе­ зо и сохраняет эту структуру до его п л а в л е н и я п р и температуре 1538°С. Все э т и т р а н с ф о р м а ц и и сопро­ вождаются и з м е н е н и я м и объема железа ( Р и с . 3.7.2).

Сталь Сталь я в л я е т с я с п л а в о м железа и углерода, в к о т о р о м с о д е р ж а н и е углерода не п р е в ы ш а е т 2%. Ж е л е з о , с со­ д е р ж а н и е м углерода более 2 % к л а с с и ф и ц и р у е т с я к а к литейное железо (чугун) и здесь не р а с с м а т р и в а е т с я .

Углеродистая сталь Углеродистая сталь — это с п л а в т о л ь к о железа и угле­ рода. К р и с т а л л и ч е с к а я структура э т о й стали представ­ л е н а К О Ц ф о р м о й , когда н е б о л ь ш и е количества угле­ рода р а с т в о р я ю т с я в железе, этот материал известен к а к а - ж е л е з о и л и феррит. Н е с м о т р я на б о л ь ш и й н е з а н я т ы й объем в K O U структуре (показатель п л о т н о с т и у п а к о в к и 68%) по

Р и с . 3 . 7 . 2 . Изменение объема чистого железа под

с р а в н е н и ю с К Г Ц структурой (74%),

воздействием температуры

растворимость

medwedi.ru

Н Е Р Ж А В Е Ю Щ А Я СТАЛЬ

299

Рис. 3.7.4. Структура перлита, в которой перемешаны слои феррита и цементита

эвтектического, тем, что в последнем случае две эти

% углерода

твердые ф а з ы образуются непосредственно из о д н о й ж и д к о й (см. Главу 1.5). Стали с с о д е р ж а н и е м углерода, точно соответ­

Рис. 3 . 7 . 3 . Система Fe-Fe 3 C

с т в у ю щ и м э в т е к т о и д н о м у составу называются эвтектоидными сталями. Те стали,

с о д е р ж а н и е углерода в

которых б о л ь ш е , чем 0,8%, н а з ы в а ю т с я гиперэвтект о и д н ы м и с т а л я м и и используются при производстве боров и режущих и н с т р у м е н т о в , в то время к а к стали углерода в К О Ц структуре н а м н о г о н и ж е , чем в К Г Ц

с м е н ь ш и м , чем 0,8% с о д е р ж а н и е м углерода называ­

структуре,

ются

и ее

максимальный

у р о в е н ь составляет

0,02% масс, при температуре 723°С и 0,005% масс, при

гипоэвтектоидными

сталями

и

используются

при производстве таких и н с т р у м е н т о в , к а к п и н ц е т ы .

к о м н а т н о й температуре.

Э в т е к т о и д н о е п р е в р а щ е н и е имеет большое значе­

К Г Ц форма материала обладает более высокой (до 2,11%) растворимостью для углерода. П р и ч и н а

ние при производстве сталей, так как при охлаждении

заклю­

углеродистой стали от температуры аустенитного сос­

чается в том, что самые большие расстояния между узла­

т о я н и я до к о м н а т н о й м о ж н о получать р а з л и ч н ы е ва­

ми кристаллической ячейки у железа с К О Ц строением

р и а н т ы структуры стали.

(диаметр 0,72 нм) меньше, чем железа с КГЦ структурой (диаметр 0,104 нм). Сталь К Г Ц структуры известна под названием Обе

Медленное

аустенит или аустенитной стали.

охлаждение

к р и с т а л л и ч е с к и е ф о р м ы стали о т н о с и т е л ь н о

м я г к и е и к о в к и е , а аустенит л е г к о формируется при

На р а в н о в е с н о й ф а з о в о й диаграмме

п о в ы ш е н н ы х температурах методом горячей к о в к и и

н е н и я в структуре 0,8% углеродистой стали после мед­

прокатки.

л е н н о г о охлаждения. Аустенит превращается в смесь

п о к а з а н ы изме­

Когда предел растворимости углерода для этих ви­

ф е р р и т а и цементита, которую называют перлит (Рис.

дов стали п р е в ы ш а е т м а к с и м а л ь н о е з н а ч е н и е , его из­

3.7.4). О д н а к о о б ы ч н о охлаждение проводят достаточ­

быток осаждается в виде Fe 3 C, ж е с т к о й и хрупкой фа­

но быстро путем погружения материала в холодную

зы,

воду, этот процесс называется закалка.

называемой

цементитом.

Различные

системы ж е л е з о - ц е м е н т и т представлены

фазы

на ф а з о в о й

диаграмме Р и с . 3.7.3.

Быстрое Гипер- и гипоэвтектоидные стали

охлаждение

П р и з а к а л и в а н и и аустенита в воде о б р а з о в а н и е фер­

При к о н ц е н т р а ц и и углерода 0,8% и температуре 723°С

рита и ц е м е н т и т а н е в о з м о ж н о из-за недостатка вре­

сплав переходит из о д н о ф а з н о г о аустенита в двухфаз­

м е н и для д и ф ф у з и и и п е р е с т р о й к и а т о м н о й структу­

ную структуру, с о с т о я щ у ю из ф е р р и т а и цементита:

ры.

у —> а + Fe 3 C аустенит —> ф е р р и т + ц е м е н т и т термином

эвтектоидный,

этого

происходит

очень

быстрая

е м н о - ц е н т р и р о в а н н у ю т е т р а г о н а л ь н у ю , о ч е н ь похо­

Такой ф а з о в ы й переход в твердом с о с т о я н и и обоз­ начают

Вместо

т р а н с ф о р м а ц и я структуры и п р е в р а щ е н и е ее в объ­

отличающийся

от

жую на и с к а ж е н н у ю К О Ц структуру. Эта ф о р м а ста­ ли и з в е с т н а к а к мартенсит, ч р е з в ы ч а й н о ж е с т к и й и

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

300

х р у п к и й м а т е р и а л . Тем не м е н е е , т а к а я т р а н с ф о р м а ­ ц и я может б ы т ь п о л е з н о й , п о с к о л ь к у при п о в т о р н о м нагреве до т е м п е р а т у р ы в д и а п а з о н е 200 — 450°С и п о с л е д у ю щ е м б ы с т р о м о х л а ж д е н и и м а р т е н с и т прев­ р а щ а е т с я в перлит ( ф е р р и т + ц е м е н т и т ) . С к о р о с т ь к о н в е р с и и м о ж н о т щ а т е л ь н о к о н т р о л и р о в а т ь темпе­ р а т у р н ы м р е ж и м о м и п р о д о л ж и т е л ь н о с т ь ю термооб­ работки.

Этот

процесс

называют

отпуском

(Рис.

3.7.5). Д л я и з г о т о в л е н и я режущих и н с т р у м е н т о в в ос­ н о в н о м используется г и п е р э в т е к т о и д н а я сталь (со­ д е р ж а н и е углерода >0,8), т а к к а к о н а сочетает в себе ж е с т к и й м а р т е н с и т с н а л и ч и е м б о л ь ш о г о количества ц е м е н т и т а . К о м б и н а ц и я этих к о м п о н е н т о в п о з в о л я е т

Рис. 3 . 7 . 5 . Горячая обработка, известная под названием

изготавливать и н с т р у м е н т ы с о с т р ы м и трудно затуп­

отпуск, для мертенситной стали для контроля ее

л я ю щ и м с я режущим к р а е м . Д л я таких и н с т р у м е н т о в

механических свойств

как пинцеты

хрупкая

стали м а л о п р и г о д н а , используются углерода

природа

гиперэвтектоидной

п о э т о м у д л я их и з г о т о в л е н и я

г и п о э в т е к т о и д н ы е стали ( с о д е р ж а н и е

<0,8%).

В

этих сталях преобладает более

Таблица 3 . 7 . 2 Три вида нержавеющей стали, применяющиеся в стоматологии

к о в к и й феррит, в то в р е м я , к а к твердость обеспечива­ ет мартенсит, а ц е м е н т и т с о д е р ж и т с я в з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш е м количестве.

Клиническое значение

Сг(%)

№ (%)

С(%)

Ферритная

11,5-27

0

0,2 (максим)

Аустенитная

16-22

7-22

0,25

Мартенситная

11,5-17

0-2,5

0,15-0,25

Ч р е з м е р н о е нагревание режущих инструментов, н а п р и ­ мер, скальпелей в пламени газовой горелки (горелки

Возможности полученного

сплава были призна­

Бунзена), приводит к утрате твердости из-за и з м е н е н и й

н ы , и он был з а п а т е н т о в а н в 1917 году. Добавление

в м и к р о с т р у к т у р е материала.

хрома

в углеродистую сталь улучшает устойчивость

металла к к о р р о з и и за счет о б р а з о в а н и я на поверхнос­ ти з а щ и т н о г о слоя из о к с и д а хрома. Д л я максималь­ ной э ф ф е к т и в н о с т и с о д е р ж а н и е хрома в сплаве долж­ но п р е в ы ш а т ь 11%.

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ И з в е с т н о , что для у л у ч ш е н и я с в о й с т в о с н о в н о й угле­

Клиническое значение

р о д и с т о й стали м о ж н о д о б а в л я т ь м н о ж е с т в о других

Содержание х р о м а в стали д о л ж н о быть более 1 1 % для

э л е м е н т о в ( н а п р и м е р , м о л и б д е н , к р е м н и й , кобальт,

т о г о , чтобы сталь считалась нержавеющей.

марганец). О д н а к о , в а ж н е й ш и м и э л е м е н т а м и в про­ изводстве н е р ж а в е ю щ е й стали для с т о м а т о л о г и и явля­ ются хром и н и к е л ь . Н е р ж а в е ю щ а я сталь — это сплав железа, устойчи­ вого к к о р р о з и и . Этот с п л а в был о т к р ы т с л у ч а й н о в

Аустенитная нержавеющая сталь

В е л и к о б р и т а н и и в с а м о м начале первой м и р о в о й вой­ ны. В то время металлург из Ш е ф ф и л д а по и м е н и

Д о б а в л е н и е 8% н и к е л я при быстром охлаждении пре­

Brearley работал над с т а л я м и для производства ору­

д о т в р а щ а е т п р е в р а щ е н и е аустенита в мартенсит, и

ж и я . З а б р а к о в а н н у ю заготовку стального сплава оста­

при к о м н а т н о й температуре он становится стабиль­

вили на дворе завода, где о н а пролежала н е с к о л ь к о

н ы м . М е д л е н н о е охлаждение способствовало бы фор­

месяцев, и Brearley заметил, что эта заготовка не зар­

м и р о в а н и ю ф е р р и т а и цементита, поскольку этот про­

жавела, несмотря на сырую погоду. О к а з а л о с ь , что это

цесс

п р о и з о ш л о благодаря в ы с о к о м у с о д е р ж а н и ю хрома в

резкое охлаждение при закалке предотвращает обра­

д а н н о й заготовке.

зование этих ф а з .

medwedi.ru

регулируется

скоростью диффузии,

поэтому

Н Е Р Ж А В Е Ю Щ А Я СТАЛЬ

301

В ц е л о м , существуют т р и вида н е р ж а в е ю щ е й ста­ ли для п р и м е н е н и я

в стоматологии

(Таблица 3.7.2).

Ферритные стали и с п о л ь з у ю т с я в о с н о в н о м для про­ изводства и н с т р у м е н т о в , в то время к а к аустенитные и м е ю т весьма ш и р о к и й с п е к т р п р и м е н е н и я , включая изготовление

о р т о д о н т и ч е с к о й п р о в о л о к и , автокла­

вов, с т о л е ш н и ц и т.д. ном

Мартенситные стали в основ­

используются

для

изготовления

режущих

инструментов. О т л и ч и т е л ь н а я о с о б е н н о с т ь аустенитной нержаве­ ю щ е й стали заключается в т о м , что она о ч е н ь пластич­ на и, поэтому из нее л е г к о изготовить р а з н о о б р а з н ы е ф о р м ы изделий р а з л и ч н о г о н а з н а ч е н и я . Этот сплав нельзя подвергать нагреву для и з м е н е н и я свойств, к а к

Рис. 3.7.6. Разрушение сварного шва в результате перегрева сплава

это делается с м а р т е н с и т о м и ф е р р и т о м , но при его хо­ л о д н о й обработке улучшается предел текучести (хотя и за счет к о в к о с т и ) . Тем не м е н е е , и м е н н о возмож­ ность и з г о т о в л е н и я аустенитных сталей с ш и р о к и м д и а п а з о н о м м е х а н и ч е с к и х с в о й с т в при с о х р а н е н и и их

Этот п р о ц е с с ,

и з в е с т н ы й как разрушение сварного

шва, впервые был замечен при сварке листовой стали.

устойчивости к к о р р о з и и в полости рта определила их

Решается эта проблема путем добавления в сплав ти­

п р и м е н е н и е в о р т о д о н т и и , к а к наиболее подходящего

тана, с к о т о р ы м соединяется

материала для о р т о д о н т и ч е с к и х а п п а р а т о в различно­

ся в участках, где он наиболее э ф ф е к т и в е н . В резуль­

го н а з н а ч е н и я .

тате

образуется

стабилизированная

Клиническое значение

материал, аустенитная

углерод, а хром остает­ который

называют

нержавеющая

сталь.

Трансформирование в феррит и цементит

Аустинитные стали - основной вид стали для приме­ нения в полости рта; с а м ы м распространенным аустенитным сплавом является нержавеющая сталь м а р к и 18/8, которая содержит 1 8 % х р о м а , 8% никеля и 0 , 2 % углерода.

Аустенитная

структура образуется при

быстром ох­

л а ж д е н и и нагретого до высоких температур сплава, с тем, чтобы предотвратить о б р а з о в а н и е цементита и феррита. П о д ъ е м температуры способствует более ак­ т и в н о й д и ф ф у з и и атомов и, следовательно, создает условия для о б р а з о в а н и я других ф а з . П р о ц е с с о б р а з о в а н и я других фаз носит необрати­

Стабилизированная аустенитная нержавеющая сталь Практика

показывает,

что у б о л ь ш и н с т в а

мый характер, пока материал не нагреют до темпера­ туры в ы ш е эвтектоидной и затем не охладят р е з к о до к о м н а т н о й температуры, чтобы опять образовать аусковких

т е н и т н у ю сталь. О д н а к о т а к о й процесс закалки при­

сплавов м о ж н о добиться с н и ж е н и я внутренних нап­

водит к р е к р и с т а л л и з а ц и и и о б р а з о в а н и ю карбидов

р я ж е н и й путем их отжига, но аустенитные нержавею­

хрома,

щие стали

сплава.

турных

не поддаются закалке из-за микрострук­

изменений,

происходящих

при

высокой

Рекристаллизация

температуре.

Образование

которые ухудшают к о р р о з и о н н у ю стойкость

карбидов

При температуре

хрома

выше

эвтектоидной,

начинается

процесс р е к р и с т а л л и з а ц и я металла, и вытянутые, на­ п о м и н а ю щ и е в о л о к н а зерна, получаемые в результате

П р и температурах в ы ш е 500°С хром и углерод вступа­

технологических п р о ц е с с о в прокатки

ют в р е а к ц и ю с о б р а з о в а н и е м карбидов хрома, кото­

превращаются в б о л ь ш и е р а в н о о с н ы е зерна. Если та­

р ы е оседают п о г р а н и ц а м з е р е н ,

придавая

и

волочения,

сплаву

кое случилось, то материал становится более м я г к и м ,

хрупкость. П р и этом с н и ж а е т с я также устойчивость к

а пружинистые свойства п р о в о л о к и исчезнут, и их уже

коррозии

н е в о з м о ж н о будет восстановить. Скорость, с которой

из-за с н и ж е н и я к о н ц е н т р а ц и и хрома в

центре кристаллов, к о т о р ы й п е р е м е щ а е т с я к грани­

протекает этот процесс, зависит от времени и темпе­

ц а м , образуя карбиды (Рис. 3.7.6).

ратуры.

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

302

Клиническое значение

ратурой п л а в л е н и я

Стоматологические изделия из нержавеющей стали не следует нагревать выше 723°С.

славов золота и л и серебра. П р и п о й для золотосодер­

типа Sn — Pb. П а я н и е твердым

п р и п о е м м о ж н о п р и м е н я т ь для коррозионностойких ж а щ и х с п л а в о в д о л ж е н включать, по к р а й н е й мере, 4 5 % золота для гарантии получения достаточно низ­ к о й температуры п л а в л е н и я . Учитывая высокую стои­

Свойства

мость золота, предпочтительнее п р и м е н я т ь серебря­ ные

припои.

С о с т а в с е р е б р о с о д е р ж а щ и х сплавов,

Аустенитные н е р ж а в е ю щ и е стали р е к о м е н д о в а н ы для

используемых в о р т о д о н т и и , содержит п р и м е р н о 50%

и с п о л ь з о в а н и я в о р т о д о н т и ч е с к о й п р а к т и к е благода­

серебра, по 16% меди, кадмия и ц и н к а и 3% никеля.

ря их в ы с о к о й ческой

устойчивости к к о р р о з и и в биологи­

свойств, и

Существует два о с н о в н ы х метода п л а в л е н и я при­

механических

поя: с и с п о л ь з о в а н и е м газовой п а я л ь н о й л а м п ы и

л е г к о с т ь ю их с о е д и н е н и я п а я н и е м и л и

к о н т а к т н о й э л е к т р о с в а р к и . П а я н и е газовой лампой

среде,

широкому

спектру

имеет п р е и м у щ е с т в о в том, что для этого требуется не­

контактной электросваркой.

дорогое

Механические

оборудование.

Аппарат

для

контактной

э л е к т р о с в а р к и более дорогой и требует специальной

свойства

п р о ф е с с и о н а л ь н о й подготовки для работы с н и м . В то В з а в и с и м о с т и от с т е п е н и холодной о б р а б о т к и , кото­ рую

проводят

при

изготовлении

ортодонтической

п р о в о л о к и , м о ж н о получить с п л а в ы с м е х а н и ч е с к и м и свойствами

в некотором

д и а п а з о н е (Таблица 3.7.3).

П о э т о м у в а ж н о заранее выбрать п р о в о л о к у

нужного

же время п р е и м у щ е с т в о к о н т а к т н о й электросварки в том, что воздействие в ы с о к и х температур более лока­ лизованное. Важно п о м н и т ь , что взаимодействие между сереб­ р я н ы м п р и п о е м и н е р ж а в е ю щ е й сталью носит больше

т и п а , соответствующую у с л о в и я м ее п р и м е н е н и я в

м е х а н и ч е с к и й характер, н е ж е л и э ф ф е к т сплавления

к о н к р е т н о м случае.

металлов.

Если не требуется з н а ч и т е л ь н о г о и з м е н е н и я фор­

П о э т о м у н е о б х о д и м о использовать опти­

мальное количество п р и п о я и избегать чрезмерного

мы п р о в о л о к и , т.е. д о с т а т о ч н о простого и з г и б а н и я

ш л и ф о в а н и я и п о л и р о в а н и я п а я н н о г о шва, так как

при холодной обработке, следует и с п о л ь з о в а т ь

это может н а р у ш и т ь место с о е д и н е н и я .

твер­

дые и л и супертвердые н е р ж а в е ю щ и е стали. И, наобо­ рот, п р и с о з д а н и и более с л о ж н о й ф о р м ы , следует на­ ч и н а т ь работу с м я г к о г о сплава, так к а к он

Точечная

сварка

будет

у п р о ч н я т ь с я при и з г и б а н и и .

П р и прохождении э л е к т р и ч е с к о г о тока через металл происходит его н а г р е в а н и е . Точечная сварка основа-

Клиническое значение

II

Чрезмерно твердая проволока может ломаться при из­ гибании из-за потери ковкости.

Таблица 3 . 7 . 3 Механические свойства нержа­ веющих сталей, применяемых в ортодонтичес­ ких аппаратах

Паяние и сварка Так к а к при и з г о т о в л е н и и о р т о д о н т и ч е с к и х а п п а р а т о в или п р о т е з о в часто необходимо с о е д и н и т ь отдельные детали к о н с т р у к ц и й с п о м о щ ь ю п а я н и я или с в а р к и , п о в ы ш е н н ы е температуры могут весьма о т р и ц а т е л ь н о сказаться на свойствах н е р ж а в е ю щ е й стали. П о э т о м у технология этих п р о ц е с с о в д о л ж н а быть т а к а я , чтобы исключить

продолжительное

воздействие

высокой

температуры на стальные детали.

Паяние твердым

припоем

Детали и з н е р ж а в е ю щ е й стали о б ы ч н о с п а и в а ю т с я твердым п р и п о е м в отличие от п а я н и я м я г к и м припо­ ем, которое п р и м е н я ю т для с п л а в о в с н и з к о й т е м п е -

medwedi.ru

Н Е Р Ж А В Е Ю Щ А Я СТАЛЬ

303

на на л о к а л и з о в а н н о м воздействии высоких темпера­

да ковких сплавов для о р т о д о н т и ч е с к и х п р о в о л о к ,

тур на с о е д и н я е м ы е части к о н с т р у к ц и й , путем ис­

п р е д с т а в л е н ы в Таблице 3.7.4.

п о л ь з о в а н и я в ы с о к о й с и л ы тока при н и з к о м напряже­

Твердость зависит к а к от диаметра п р о в о л о к и , так

н и и . Е с л и , в то же самое время п р и л о ж и т ь давление в

и модуля упругости материала, и от их в е л и ч и н ы зави­

точке с о п р и к о с н о в е н и я двух частей, в этой области в

сит сила, воздействующая на зуб. Д л я м а т е р и а л о в с

н а п р а в л е н и и п о п е р е ч н о м шву произойдет рекристал­

в ы с о к и м модулем упругости могут использоваться бо­

л и з а ц и я , и две части с о е д и н я т с я .

лее т о н к и е п р о в о л о к и , чем для материалов с н и з к и м

Обратите в н и м а н и е , что сам металл не п л а в и т с я .

модулем упругости. О д н а к о , чем т о н ь ш е проволока,

Ф а к т и ч е с к и , если металл ч р е з м е р н о нагревается и

тем б о л ь ш е вероятность п о с т о я н н о й д е ф о р м а ц и и и

п р о и с х о д и т его п л а в л е н и е , с о е д и н е н и е з н а ч и т е л ь н о

утраты воздействующей с и л ы . Высокая твердость же­

о с л а б л я е т с я . Чтобы избежать этого, а следовательно и

лательна тогда, когда требуется п р и л о ж е н и е значи­

предупредить к о р р о з и ю сварного шва, время сварки

тельных сил для п е р е м е щ е н и я зуба. В то же время, для о б е с п е ч е н и я воздействия небольших сил, при необхо­

д о л ж н о выдерживаться в пределах 1/50 секунды. В ц е л о м , сварочное устройство — это н а б о р элект­ родов, к о т о р ы е под д а в л е н и е м п р и к л а д ы в а ю т к месту

д и м о с т и п о с т е п е н н о г о медленного п е р е м е щ е н и я зуба, требуется п р и м е н е н и е гибких п р о в о л о к .

с о е д и н е н и я , и которые н е п о с р е д с т в е н н о п о д к л ю ч е н ы

Упругость п р о в о л о к и — мера ее с п о с о б н о с т и под­

к вторичной обмотке импульсного трансформатора.

вергаться с и л ь н о м у изгибу, не п р о я в л я я при этом пос­

Для ограничения продолжительности цикла сварки

т о я н н у ю д е ф о р м а ц и ю . Такое свойство в о з м о ж н о при

используется таймер.

о п р е д е л е н н о м с о о т н о ш е н и и предела текучести и мо­

Б о л ь ш и н с т в о отдельных э л е м е н т о в н е с ъ е м н ы х ор­

дуля упругости, н а и б о л е е п о д х о д я щ и м будет сочета­

т о д о н т и ч е с к и х а п п а р а т о в с о е д и н я е т с я методом точеч­

н и е н и з к о г о модуля упругости с в ы с о к и м пределом

ной с в а р к и , хотя за п о с л е д н и е годы п о т р е б н о с т ь в

текучести.

этом с н и з и л а с ь с п о я в л е н и е м к о м п л е к т о в предвари­

Клиническое значение

тельно с о б р а н н ы х к о н с т р у к ц и й . Тем не менее, к а к то­ чечная сварка, так и п а я н и е до сих п о р ш и р о к о приме­ н я ю т с я для и з г о т о в л е н и я и р е м о н т а различных видов

Выбор ортодонтической п р о в о л о к и соответствующей

протезов и аппаратов.

ж е с т к о с т и имеет большое значение.

ДРУГИЕ СПЛАВЫ

ВЫВОДЫ

К другим с п л а в а м , которые могут п р и м е н я т ь с я в ор­

Н е р ж а в е ю щ а я сталь ш и р о к о используется для внутри-

т о д о н т и ч е с к и х аппаратах, о т н о с я т с я золотосодержа­

ротовых

щ и е с п л а в ы , кобальт-хромовые, н и к е л ь - т и т а н о в ы е и

щества п р и м е н е н и я н е р ж а в е ю щ и х сталей - высокая

В-титановые с п л а в ы . О т н о с и т е л ь н ы е д о с т о и н с т в а р я -

п р о ч н о с т ь на р а з р ы в и хорошая устойчивость к к о р р о -

а п п а р а т о в , о с о б е н н о в о р т о д о н т и и . Преиму­

Таблица 3.7.4 Относительные достоинства сплавов для ортодонтических аппаратов Материал

Жесткость

Упругость

Ковкость

Легкость или

Нержавеющая сталь

Высокая

Хорошая

Соответст­

Приемлемая

вующая Золотой сплав

Средняя

Соответст­

Соответст­

вующая

вующая

Легкая

Кобальт-хромовый сплав

Высокая

Хорошая

Низкая

Трудная

Никель-титановый сплав

Низкая

Очень высокая

Плохая

Трудная

р-титановый сплав

Средняя

Высокая

Соответст­

Трудная

вующая

паяния

сварки

ОСНОВЫ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

304

з и и в с о ч е т а н и и со с п о с о б н о с т ь ю быстрого изготовле­

Kapila S, Sachdeva R (1989) Mechanical properties and

н и я с л о ж н ы х ф о р м . М а т е р и а л и м е е т н е к о т о р ы е огра­

clinical applications of orthodontic wires. Am J Orthod

н и ч е н и я в том, что он быстро твердеет п р и обработке, и могут п р о и з о й т и н е к о т о р ы е о т р и ц а т е л ь н ы е измене­ н и я с в о й с т в при п р и м е н е н и и ч р е з м е р н о в ы с о к и х тем­ ператур.

Dentofacial O r t h o p 96: 100 Oltjen JM et al (1997) Stiffness-deflection behaviour of selected orthodontic wires. Angle Orthod 67: 209 Purton D G , Love RM (1996) Rigidity and retention of car­ bon fibre versus stainless steel root canal posts. Int Endod J 29: 262 Soxman JA (2000) Stainless steel crown and pulpotomy:

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

procedure and technique for primary molars. G e n dent 48: 294 T h o m p s o n A (2000) An overview of nickel-titanium alloys used in dentistry. Int E n d o d J 33: 297

Burstone CJ, Goldberg J (1983) M a x i m u m forces a n d deflections from o r t h o d o n t i c appliances. Am J O r t h o dont 84: 95 - 103

steel wire clasps. J Prosthodont 5: 186 Waldmeier MD et all (1996) bend testing of wrought wire

C o h e n BI et al (2000) Torsional resistance of crowns c e m e n t e d to composite cores involving three stainless steel endodontic post designs. J Prosthet dent 84: 38 Fayle SA (1999) UK N a t i o n a l Clinical Guidelines in Paediatric Dentistry. Stainless steel preformed crowns for primary molars. Faculty of Dental Surgery, Royal Col­ lege of Surgeons. Int J Paediatr D e n t 9: 311

Vallittu PK (1996) Fatique resistance and stress of wrought -

removable partial denture alloys. J Prosthet D e n t 76: 559 Waters NE (1975) Properties of wire. In: Von Frauerhofer J A (ed), Scientific aspects of dental materials pp 2 —15, Butterworth, Sevenoaks Waters NE (1992) Superelastic nickel-titanium wires. Br J Orthod 19: 319

medwedi.ru