Grunnleggende krav til materialer for avtagbare protesebaser. Sammensetning og produksjonsteknologi av akrylbase. Klassifisering av moderne grunnmaterialer. Standardkrav til fysiske og mekaniske egenskaper til basismaterialer.
Etter at det ble funnet en metode for vulkanisering av gummi ved å introdusere svovel (Goodzhir Gujir, 1839) og en metode for bruk i ortopedisk tannbehandling for fremstilling av baser for avtagbare proteser (Delabor, 1848, Petman, 1851), har polymermaterialer blitt uunnværlige for fremstilling av proteser av denne typen.
Selv om proteser av naturgummi ikke har blitt laget på lenge, har erfaringen fra å arbeide med dette naturmaterialet i nesten hundre år gjort det mulig for tannleger og materialvitere å formulere de grunnleggende kravene til basismaterialer. Materialet for basene til avtakbare proteser bør:
Vær biokompatibel;
Enkel å rengjøre og krever ikke komplekse hygieneprosedyrer;
Har en glatt og tett overflate som ikke forårsaker irritasjon av det underliggende vevet i munnhulen, og er lett å polere;
Være motstandsdyktig mot mikrobiell forurensning (motstand mot bakterievekst);
Sørg for en nøyaktig tilpasning til vevet i protesesengen;
Ha lav verdi tetthet, som sikrer lettheten til protesen i munnen;
Vær sterk nok til ikke å kollapse eller deformeres under belastninger som virker i munnhulen;
Har termisk ledningsevne;
tilfredsstille estetiske krav;
Gi mulighet til å gjennomføre flyttinger og rettelser;
Har enkel produksjonsteknologi og lav pris.
Med implementering i tannlegepraksis 1935-1940 Ved å bruke akrylpolymerer har ortopedisk tannbehandling oppnådd det mest egnede polymermaterialet for fremstilling av avtakbare proteser. På grunn av deres lave relative tetthet, kjemiske motstand, tilfredsstillende styrke, gode estetiske egenskaper og enkel teknologi for produksjon av proteser, har akrylplast blitt mye brukt i ortopedisk tannbehandling i mer enn 70 år.
Proteser laget av akrylmaterialer er laget ved bruk av polymer-monomer-sammensetningsstøpeteknologi eller "deig"-teknologi, i henhold til hvilken en flytende komponent (monomer, oftest metakrylsyremetylester eller metylmetakrylat) blandes med en pulverkomponent (polymer). Monomeren fukter og impregnerer polymeren til en deiglignende konsistens. Denne deigen er støpt eller pakket inn i en gipsform for å lage en protese. Det blir deretter til en fast tilstand eller stivner som et resultat av radikal polymerisasjon, som begynner med dekomponeringen av initiatoren, benzoylperoksid, inkludert i pulveret, når den deiglignende sammensetningen varmes opp (skjema 13.1). Nye polymere basismaterialer og nye teknologier for deres bruk har utvidet mulighetene for å oppnå primære frie radikaler, ved å legge til for eksempel en lysherdende metode.
Opplegg 13.1.
Metoder for å starte polymerisering under herding av akrylbaserte materialer
De fleste akrylbaserte materialer som produseres i dag, behandles ved hjelp av denne teknologien og leveres som en pulver-væske-pakke. Til å begynne med ble pulveret oppnådd ved å male blokker av polymetylmetakrylat (PMMA).
Imidlertid ble det snart oppdaget at en mer jevn deigkonsistens kunne oppnås ved å bruke et polymerpulver oppnådd ved suspensjonspolymerisasjon. Denne metoden lar deg få materialet umiddelbart i form av et pulver, hvis partikler har en vanlig sfærisk form. Industrien produserer typisk en blanding av akrylpolymer eller kopolymerpulver som har en ganske bred molekylvektfordeling, med en gjennomsnittlig molekylvekt i størrelsesorden en million.
Egenskapene til basismaterialet avhenger av partikkelstørrelsesfordelingen til suspensjonspulveret, sammensetningen av (ko)polymeren, dens molekylvektsfordeling og myknerinnholdet. Å øke molekylvekten til polymerpulveret og redusere mengden mykner til et minimum mulig forbedrer de fysiske og mekaniske egenskapene til basismaterialet, men kan negativt påvirke de teknologiske egenskapene til polymer-monomerdeigen.
Akrylbasismaterialer er et eksempel på en original sammensetning, som i sin endelige herdede form er en kombinasjon av en "gammel" polymer (suspensjonspulver) og en "ny" polymer dannet under polymeriseringen av en polymer-monomer-sammensetning eller deig under produksjonsprosessen av det ferdige produktet - basen til en protese.
I de fleste tilfeller er monomeren som brukes til å danne deigen den samme som monomeren som brukes til å lage selve pulveret, men ofte introduseres ytterligere modifiserende stoffer i den, for eksempel bifunksjonelle monomerer eller oligomerer, som kalles tverrbindingsmidler, som tillater opprettelsen av en nettverks-tverrbundet struktur av den "nye" polymeren. Tverrbindingsmidlet tilstede i monomervæsken bidrar til å øke molekylvekten til det herdede materialet og gir det to nyttige egenskaper. Det reduserer løseligheten til basen i organiske løsemidler og øker dens styrke, nemlig motstanden mot sprekker under belastning. For store mengder tverrbindingsmiddel kan øke skjørheten til protesebasen. Den vanligste sømmen
Slippmidlene er dimetakrylater, for eksempel etylenglykoldimetakrylateter (DMEG), trietylenglykoldimetakrylateter (TGM-3). For å forhindre for tidlig polymerisering av monomerer under lagring og transport, introduseres små mengder inhibitorer i monomeren. Effekten av inhibitorer manifesteres effektivt selv når innholdet er i hundredeler av en prosent per monomer. I nærvær av inhibitorer (hydrokinon, difenylolpropan), reduseres hastigheten på polymerisasjonsprosessen, og polymeren oppnås med en lavere molekylvekt.
Flerårig kliniske observasjoner akrylbaserte materialer eksponerte dem betydelige mangler, hvorav den viktigste er tilstedeværelsen av gjenværende monomerer i den herdede basen, som forverrer dens biokompatibilitet, reduserer materialets styrke, noe som fører til brudd på proteser i noen tilfeller.
Hovedretningene for forskning for å forbedre grunnleggende materialer kan identifiseres:
Modifisering av sammensetningen av akrylbasematerialer ved å introdusere nysyntetiserte monomerer for kopolymerisering ved oppnåelse av suspensjonspulver, som tverrbindingsmidler i flytende og andre tilsetningsstoffer;
Involvering av polymermaterialer av andre klasser, for eksempel sprøytestøpt termoplast med fullstendig avslag fra teknologien til akrylpolymer-monomer-sammensetninger og eliminering av "restmonomer";
Opprettelse av nye materialer og teknologier for støping og herding av polymere basismaterialer.
Utviklinger rettet mot å forbedre materialer for protesebaser har ført til etablering av nye materialer, og for tiden den internasjonale ISO-standarden? 1567 og GOST R 51889-2002, utviklet på grunnlag av det, inneholder en utvidet klassifisering av disse materialene (diagram 13.2).
Uavhengig av type basismaterialer, stilles visse krav, diktert av deres formål, til deres fysiske og mekaniske egenskaper. Moderne standarder polymerbaserte basismaterialer inneholder følgende grunnleggende standarder for indikatorer som karakteriserer kvaliteten på varmherdende akrylmaterialer:
bøyestyrke ≥65MPa, bøyemodul ≥2000MPa, vannabsorpsjon
≤30 µg/mm3. Grunnmaterialet er det ikke
Opplegg 13.2. Klassifisering av polymermaterialer for baser av avtakbare proteser (i samsvar med Internasjonal standard? 1567 og GOST R 51889-2002)
28995 0
Introduksjon
I følge prognoser for den aldrende befolkningen i vestlige land, vil mer enn halvparten av befolkningen i 2025 være personer over 50 år. Til tross for fremskritt innen forebygging tannsykdommer Det er sannsynlig at mange av disse menneskene vil kreve avtakbare, hel- eller delvise proteser for å erstatte tapte tenner. For tiden bruker rundt 32 millioner mennesker i Nord-Amerika slike proteser, og 9 millioner komplette proteser og 4,5 millioner delproteser produseres årlig for protetiske pasienter. Det er viktig for disse pasientene å få estetisk tiltalende og svært funksjonelle proteser da dette vil forbedre deres livskvalitet.
Å lage en avtakbar protese består av mange stadier. Den første av disse er å ta et inntrykk, etterfulgt av en serie med teknologiske stadier i et tannlaboratorium. Disse inkluderer å skaffe en modell, sette tenner, lage voksmodell, lage en gipsform i en dentalkyvette og fjerne, koke, voks, og deretter fylle det resulterende formrommet med materiale for å lage protesebaser eller basismateriale.
En rekke materialer har blitt brukt til å lage proteser, inkludert cellulosebaserte materialer, fenol-formaldehyd, vinylplast og hard gummi. Imidlertid hadde de alle forskjellige ulemper:
Materialer basert på cellulosederivater ble deformert i munnhulen og hadde en smak av kamfer, som ble brukt som mykner. Kamfer ble frigjort fra protesen, noe som førte til at det dannet seg flekker og blemmer i basen, samt misfarging av protesen over flere måneder.
Fenol-formaldehyd-harpiks (Bakelite) viste seg å være et svært vanskelig lavteknologisk materiale å jobbe med, og det endret også farge i munnen.
Vinylplast hadde lav styrke, brudd var vanlig forekomst, muligens på grunn av utmatting av grunnmaterialet.
Ebonitt var det første materialet som ble brukt til masseproduksjon av proteser, men dets estetiske egenskaper var ikke veldig gode, så det ble erstattet av akrylplast.
Akrylplast (basert på polymetylmetakrylat) er i dag et av de mye brukte grunnmaterialene, siden det har gode estetiske egenskaper, dette materialet er billig og enkelt å jobbe med. Men akrylplast er ikke et ideelt materiale i alle henseender, siden det ikke fullt ut oppfyller kravene til et ideelt materiale for bunnen av en protese, presentert i tabell 3.2.1.
Men akrylplast har blitt utbredt fordi mange av kravene i tabell 3.2.1. svarer de. Spesielt er teknologien for å produsere proteser fra akrylplast ganske enkel og rimelig; protesene har gode utseende. I tillegg til full bruk avtagbare proteser akryl plast ofte brukt til andre formål, for eksempel til fremstilling av individuelle brett for å ta avtrykk, for å gjengi relieff av bløtvev på støpte metallrammer, for reparasjon av proteser, til å lage myke foringer til protesebaser og kunstige tenner.
Herdeprosessen ved fremstilling av akrylproteser skjer gjennom en ffor å danne polymetylmetakrylat (PMMA).
Omdannelsen (transformasjonen) av en monomer til en polymer inkluderer den tradisjonelle sekvensen: aktivering, initiering, vekst og kjedeterminering.
Basisplast produseres i form av varme- og kaldeherdende materialer.
Varmherdende plast
Disse materialene består av et pulver og en væske, som etter blanding og påfølgende oppvarming blir til en fast tilstand. Stoffene som inngår i pulveret og væsken er oppført i tabell 3.2.2. Den spesifikke formen for påføring av materialet i form av et pulver-væske-system bestemmes av i det minste tre grunner:
Mulighet for å behandle materialet i deigform eller bruke "deig" teknologi
Minimerer polymerisasjonskrymping
En reduksjon i den eksoterme effekten, eller en reduksjon i reaksjonsvarmen.
Testteknologien gjør prosessen med å lage proteser relativt enkel. En deiglignende masse pakkes inn i en kyvette som inneholder kunstige tenner i gips, deretter lukkes kyvetten under trykk slik at overflødig masse presses ut. Den deiglignende massens evne til å feste seg nøyaktig til modellen og enkel fjerning av overskudd gjør det spesielt enkelt å arbeide med kaldherdende akrylplast (på teststadiet) når man lager spesielle eller individuelle avtrykksbrett av dem. Granuler løses lettere opp i monomeren enn kuler, og reduserer dermed tiden for å oppnå en deiglignende tilstand av materialet.
Polymerisasjonskrymping er redusert sammenlignet med monomerpolymerisasjonskrymping fordi det meste av materialet (dvs. perler og granulat) allerede er polymerisert.
Polymerisasjonsreaksjonen er svært eksoterm, da en betydelig mengde termisk energi (80 kJ/mol) frigjøres når C=C-bindingene omdannes til -C - C-bindinger Siden det meste av blandingen allerede er i form av en polymer , reduseres potensialet for overoppheting av materialet. Siden den maksimale polymerisasjonstemperaturen vil være lavere, vil den termiske krympingen av materialet også avta.
Monomer tilhører kategorien flyktige og brannfarlige stoffer, så beholderen med den må holdes lukket til enhver tid og vekk fra kilder til åpen ild. Beholderen er en mørk glassflaske, som forlenger holdbarheten til monomeren ved å forhindre dens spontane polymerisering under påvirkning av lys.
Hydrokinon forlenger også holdbarheten til monomeren ved å reagere umiddelbart med frie radikaler som spontant kan dannes i væsken, og produsere stabile frie radikalforbindelser som ikke er i stand til å sette i gang polymerisasjonsprosessen.
Forurensning av polymerkuler og granulat bør unngås fordi de bærer benzoylperoksid på overflaten og bare en liten mengde polymer er nødvendig for å starte polymerisasjonsreaksjonen.
Polymerpulveret er meget stabilt og har nesten ubegrenset holdbarhet.
Et tverrbindingsmiddel, slik som etylenglykoldimetakrylateter, tilsettes materialet for å forbedre de mekaniske egenskapene (fig. 3.2.1a). Den binder seg noen steder til polymerkjeden til polymetylmetakrylat og danner en tverrbinding mellom denne og den tilstøtende polymerkjeden gjennom to terminale dobbeltbindinger (fig. 3.2.1 b).
Ris. 3.2.1. (a) Etylenglykoldimetakrylateter og (b) dens tverrbinding
Selv om PMMA i seg selv er en termoplastisk plast, eliminerer inkluderingen av tverrbindingsmidler i sammensetningen den påfølgende varmebehandlingen.
Kaldherdende plast
Kjemien til disse plastene er identisk med den til varmherdende plast, bortsett fra at herdingen initieres av et tertiært amin (som dimetyl-p-toluidin eller sulfonsyrederivater) i stedet for av varme.
Denne herdemetoden er mindre effektiv enn varmherdeprosessen og gir en polymer med lavere molekylvekt. Denne situasjonen påvirker styrkeegenskapene til materialet negativt og øker også innholdet av gjenværende monomer i det. Fargefastheten til kaldherdede materialer er dårligere enn for varmeherdede materialer; kaldherdede materialer er også mer utsatt for gulning.
Polymerkulene av disse materialene er noe mindre i størrelse enn de av varmherdende plast (størrelsen på kulene i sistnevnte er ca. 150 mikron) for å lette oppløsningen av polymeren i monomeren for å danne en deiglignende masse. Denne tilstanden må oppnås før herdereaksjonen begynner, noe som vil endre viskositeten til blandingen, og massen vil få overdreven tetthet, og forhindrer at materialet støpes.
Lavere molekylvekt resulterer også i en lavere glassovergangstemperatur (Tg), hvor Tg typisk er 75-80°C, men uten å øke materialets deformeringstendens. Siden en ekstern varmekilde ikke brukes til å herde plasten, er mengden av indre påkjenninger under. Materialet er imidlertid svært utsatt for krypning, og dette kan i betydelig grad påvirke utseendet til deformasjoner av protesen under bruk.
Kaldherdende støpeplast
Disse plastene er kaldherdende og flytende nok når de blandes til at de ganske enkelt kan helles i en hydrokolloidform. De gjengir overflatedetaljer godt, selv om deres andre egenskaper er dårligere enn kald- og varmherdende formbar akrylplast, så de er ikke mye brukt.
Lysherdende basisplast
Herdbare materialer synlig lys, har allerede blitt presentert tidligere. Når det gjelder deres kjemiske egenskaper, ligner disse materialene mer på kompositter for dental restaurering enn på plast for fremstilling av protesebaser. Materialet består av en uretandimetakrylat-matrise, som inneholder en liten mengde kolloidalt silika for å gi materialet den nødvendige flyten eller konsistensen, og et fyllstoff av akrylkuler, som blir en del av en gjennomtrengende polymernettverksstruktur når den herder. Det er mye brukt som et solid materiale for relining av proteser, for å lage tilpassede avtrykksbrett og for å reparere ødelagte proteser.
Grunnleggende om dental materialvitenskap
Richard van Noort
Grunnleggende krav til materialer for avtagbare protesebaser. Sammensetning og produksjonsteknologi av akrylbase. Klassifisering av moderne grunnmaterialer. Standardkrav til fysiske og mekaniske egenskaper til basismaterialer.
Etter at det ble funnet en metode for vulkanisering av gummi ved å introdusere svovel (Goodzhir Gujir, 1839) og en metode for bruk i ortopedisk tannbehandling for fremstilling av avtakbare protesebaser (Delabor, 1848, Petman, 1851), ble polymermaterialer uunnværlige for fremstillingen av denne typen proteser.
Selv om proteser av naturgummi ikke har blitt laget på lenge, har erfaringen fra å arbeide med dette naturmaterialet i nesten hundre år gjort det mulig for tannleger og materialvitere å formulere de grunnleggende kravene til basismaterialer. Materialet for basene til avtakbare proteser bør:
Vær biokompatibel;
Enkel å rengjøre og krever ikke komplekse hygieneprosedyrer;
Har en glatt og tett overflate som ikke forårsaker irritasjon av det underliggende vevet i munnhulen, og er lett å polere;
Være motstandsdyktig mot mikrobiell forurensning (motstand mot bakterievekst);
Sørg for en nøyaktig tilpasning til vevet i protesesengen;
Ha en lav tetthetsverdi, noe som sikrer lettheten til protesen i munnen;
Vær sterk nok til ikke å kollapse eller deformeres under belastninger som virker i munnhulen;
Har termisk ledningsevne;
tilfredsstille estetiske krav;
Gi mulighet til å gjennomføre flyttinger og rettelser;
Har enkel produksjonsteknologi og lav pris.
Med innføring i tannlegepraksis i 1935-1940. Ved å bruke akrylpolymerer har ortopedisk tannbehandling oppnådd det mest egnede polymermaterialet for fremstilling av avtakbare proteser. På grunn av deres lave relative tetthet, kjemiske motstand, tilfredsstillende styrke, gode estetiske egenskaper og enkel teknologi for produksjon av proteser, har akrylplast blitt mye brukt i ortopedisk tannbehandling i mer enn 70 år.
Proteser laget av akrylmaterialer er laget ved bruk av polymer-monomer-sammensetningsstøpeteknologi eller "deig"-teknologi, i henhold til hvilken en flytende komponent (monomer, oftest metakrylsyremetylester eller metylmetakrylat) blandes med en pulverkomponent (polymer). Monomeren fukter og impregnerer polymeren til en deiglignende konsistens. Denne deigen er støpt eller pakket inn i en gipsform for å lage en protese. Det blir deretter til en fast tilstand eller stivner som et resultat av radikal polymerisasjon, som begynner med dekomponeringen av initiatoren, benzoylperoksid, inkludert i pulveret, når den deiglignende sammensetningen varmes opp (skjema 13.1). Nye polymere basismaterialer og nye teknologier for deres bruk har utvidet mulighetene for å oppnå primære frie radikaler, ved å legge til for eksempel en lysherdende metode.
Opplegg 13.1. Metoder for å starte polymerisering under herding av akrylbaserte materialer
De fleste akrylbaserte materialer som produseres i dag, behandles ved hjelp av denne teknologien og leveres som en pulver-væske-pakke. Til å begynne med ble pulveret oppnådd ved å male blokker av polymetylmetakrylat (PMMA). Imidlertid ble det snart oppdaget at en mer jevn deigkonsistens kunne oppnås ved å bruke et polymerpulver oppnådd ved suspensjonspolymerisasjon. Denne metoden lar deg få materialet umiddelbart i form av et pulver, hvis partikler har en vanlig sfærisk form. Industrien produserer typisk en blanding av akrylpolymer eller kopolymerpulver som har en ganske bred molekylvektfordeling, med en gjennomsnittlig molekylvekt i størrelsesorden en million.
Egenskapene til basismaterialet avhenger av partikkelstørrelsesfordelingen til suspensjonspulveret, sammensetningen av (ko)polymeren, dens molekylvektsfordeling og myknerinnholdet. Å øke molekylvekten til polymerpulveret og redusere mengden mykner til et minimum mulig forbedrer de fysiske og mekaniske egenskapene til basismaterialet, men kan negativt påvirke de teknologiske egenskapene til polymer-monomerdeigen.
Akrylbasismaterialer er et eksempel på en original sammensetning, som i sin endelige herdede form er en kombinasjon av en "gammel" polymer (suspensjonspulver) og en "ny" polymer dannet under polymeriseringen av en polymer-monomer-sammensetning eller deig under produksjonsprosessen av det ferdige produktet - basen til en protese.
I de fleste tilfeller er monomeren som brukes til å danne deigen den samme som monomeren som brukes til å lage selve pulveret, men ofte introduseres ytterligere modifiserende stoffer i den, for eksempel bifunksjonelle monomerer eller oligomerer, som kalles tverrbindingsmidler, som tillater opprettelsen av en nettverks-tverrbundet struktur av den "nye" polymeren. Tverrbindingsmidlet tilstede i monomervæsken bidrar til å øke molekylvekten til det herdede materialet og gir det to nyttige egenskaper. Det reduserer løseligheten til basen i organiske løsemidler og øker dens styrke, nemlig motstanden mot sprekker under belastning. For store mengder tverrbindingsmiddel kan øke skjørheten til protesebasen. Den vanligste sømmen
Slippmidlene er dimetakrylater, for eksempel etylenglykoldimetakrylateter (DMEG), trietylenglykoldimetakrylateter (TGM-3). For å forhindre for tidlig polymerisering av monomerer under lagring og transport, introduseres små mengder inhibitorer i monomeren. Effekten av inhibitorer manifesteres effektivt selv når innholdet er i hundredeler av en prosent per monomer. I nærvær av inhibitorer (hydrokinon, difenylolpropan), reduseres hastigheten på polymerisasjonsprosessen, og polymeren oppnås med en lavere molekylvekt.
Langsiktige kliniske observasjoner av akrylbasematerialer har avdekket betydelige ulemper, hvorav den viktigste er tilstedeværelsen av restmonomerer i den herdede basen, noe som svekker dens biokompatibilitet, reduserer materialets styrke, noe som fører til brudd på proteser i enkelte saker.
Hovedretningene for forskning for å forbedre grunnleggende materialer kan identifiseres:
Modifisering av sammensetningen av akrylbasematerialer ved å introdusere nysyntetiserte monomerer for kopolymerisering ved oppnåelse av suspensjonspulver, som tverrbindingsmidler i flytende og andre tilsetningsstoffer;
Involvering av polymermaterialer av andre klasser, for eksempel sprøytestøpte termoplaster med fullstendig forlatelse av teknologien til akrylpolymer-monomer-sammensetninger og eliminering av "restmonomer";
Opprettelse av nye materialer og teknologier for støping og herding av polymere basismaterialer.
Utviklinger rettet mot å forbedre materialer for protesebaser har ført til etablering av nye materialer, og for tiden den internasjonale ISO-standarden? 1567 og GOST R 51889-2002, utviklet på grunnlag av det, inneholder en utvidet klassifisering av disse materialene (diagram 13.2).
Uavhengig av type basismaterialer, stilles visse krav, diktert av deres formål, til deres fysiske og mekaniske egenskaper. Moderne standarder for polymerbaserte basismaterialer inneholder følgende grunnleggende standarder for indikatorer som karakteriserer kvaliteten på varmherdede akrylmaterialer: bøyestyrke ≥65 MPa, bøyemodul ≥2000 MPa, vannabsorpsjon ≤30 μg/mm 3 . Grunnmaterialet er det ikke
Oppfinnelsen vedrører det medisinske området, nemlig ortopedisk odontologi, og angår et materiale for fremstilling av plastbaser for avtagbare proteser med antibakterielle egenskaper. Et materiale er foreslått for protesebaser, bestående av akrylpolymerer som inneholder 0,0005-0,03 vekt% nanosølv, jevnt fordelt gjennom hele volumet av polymeren. Innføringen av nanodispergert sølv i plastsammensetningen i spesifiserte mengder eliminerer reduksjonen i de estetiske egenskapene til proteser og sikrer dannelsen av en langvarig antimikrobiell effekt både over hele overflaten av produktet og i dets volum. Dette forlenger levetiden til proteser og gir en langvarig antibakteriell effekt. 1 bord
Oppfinnelsen vedrører medisinområdet, nemlig ortopedisk odontologi, og angår et materiale for fremstilling av polymer (plast)baser for avtagbare proteser med antibakterielle egenskaper.
Mer enn 12 millioner mennesker i Russland bruker proteser som inneholder elementer laget av polymerer. Samtidig, i omtrent 60 år, har de mest brukte polymerene (i henhold til pris-kvalitetskriteriet) vært akryl. Eventuelle proteser i en eller annen grad (avhengig av type protesemateriale) endrer balansen i mikrofloraen munnhulen. Dette er forårsaket av kroppens respons på introduksjonen av fremmede materialer i den etablerte balansen mellom nyttig og betinget patogen flora.
Under basen av protesen lages en termostat med konstant temperatur, fuktighet, svekket selvrensing av slimhinnen og matrester, noe som bidrar til rask utvikling av en mikrobiell film. Således, i arbeidet "Injeksjonsstøpt termoplast av medisinsk renhet - veien til tannortopedi", E.Ya. Vares, V.A. Nagurny et al., “Dentistry”, 2004, nr. 6, s. 53-54, bemerkes at etter fiksering av proteser laget av akrylplast i munnen, er mengden coliøker fra 10 til 63 %, gjærlignende sopp- fra 10 til 34%, patogene stafylokokker - fra 10 til 22%. Innholdet av enterokokker, som normalt ikke observeres, øker også til 22%. Situasjonen med bakteriell kontaminering av akrylplast og munnhulen forverres ved bruk av proteser. Årsaken til dette, i tillegg til termostatiske egenskaper, er den konstante økningen i åpen mikroporøsitet i plast, som er et slags depot for patogen mikroflora. Dybden på det forurensede plastlaget kan nå 2,0-2,5 mm. På grunn av traumer i bløtvevet ved siden av protesesengen, fører bakteriell og soppinfeksjon til candidiasis og andre sykdommer. Akrylpolymerer er også kolonisert av periodontopatogene bakteriearter som A. naeslundii, Prev. melaninogenica, K. nucleatum og S. intermedius. Derfor, i tilfelle av diffus periodontitt, bidrar ikke proteser som bruker plast til normalisering av mikrofloraen i munnhulen. Generelt må proteser laget av innenlandske akrylpolymerer (plast) skiftes etter tre år, importerte - hvert femte år, spesielt på grunn av deres kolonisering av mikroorganismer.
Situasjonen med bakterie- og soppforurensning av akrylplast, og nivået på denne forurensningen, er dessverre ikke allment kjent. Derfor utføres kun desinfeksjon av plastproteser med spesielle midler en liten mengde byboere og utføres praktisk talt ikke i landlige områder. Tatt i betraktning den lille størrelsen på de dannede mikroporene og deres store dybde, samt at plaketten har god vedheft, er det praktisk talt umulig å utføre sanitisering plastproteser uten bruk av tilleggsmedisiner eller ultralyd. Og dette gjør forebygging og kamp mot forurensning av akrylplast og følgelig kroppens helse enda mer relevant for russere.
De bakteriedrepende egenskapene til sølv og dets forbindelser har vært kjent i mange århundrer. I løpet av denne tiden ble ikke et eneste tilfelle av patogen flora som ble vant til det identifisert. Det ble funnet at sølv i nanometriske størrelser er mer aktivt enn klor, blekemiddel, natriumhypokloritt og andre sterke oksidasjonsmidler, 1750 ganger mer aktivt enn karbonsyre og 3,5 ganger mer aktivt enn sublimat (i samme konsentrasjon). Den ødelegger mer enn 650 typer bakterier, virus og sopp [Kulsky L.A. Sølvvann. 9. utg., K.: Nauk. Dumka, 1987, 134 s.].
En av metodene for å forhindre protetisk stomatitt er beskrevet i RF patent 2287980, A61K 6/08, publ. 27.11.2006, hvor propolis, som har antibakterielle og immunotropiske effekter, ble introdusert i sammensetningen for fiksering av avtakbare proteser. Ulempen med denne tekniske løsningen er at den positive effekten er begrenset både når det gjelder tid og rekkevidde av bakteriedrepende virkning.
Spekteret av antimikrobiell virkning av sølv er mye bredere enn for mange antibiotika og sulfonamider, og den bakteriedrepende effekten oppstår ved minimale (oligodynamiske) doser av sølv. Det er viktig å merke seg at det er stor forskjell i giftigheten av sølv til patogen flora og til høyere organismer. Den når fem til seks størrelsesordener. Derfor er konsentrasjoner av sølv som forårsaker død av bakterier, virus og sopp absolutt ufarlige for mennesker og dyr. Noen forskere mener at sølv er et sporstoff som er nødvendig for normal funksjon av mange Indre organer, fordi det stimulerer aktiviteten til immunsystemet.
Med tanke på medisinske egenskaper sølv, er det grunnleggende viktig å ta hensyn til det aggregeringstilstand. I henhold til graden av økning i bakteriostatisk aktivitet, kan preparater av sølv (så vel som andre metaller) rangeres i følgende rekkefølge: massiv, ionisk, nanokrystallinsk. I nanokrystallinske størrelser (mindre enn 100 nm), endrer stoffer brått deres fysiske og Kjemiske egenskaper. Derfor vurderes de mest reelle og kjente eksemplene på kommersialisering innen nanoteknologi tiltenkte formål innen menneskeliv. For tiden er det utviklet bakteriedrepende maling som gir langsiktig beskyttelse av overflaten mot bakteriell forurensning. Det skal bemerkes at den ekstremt lave konsentrasjonen av nanodispergert sølv i malingen (1,6-6,5×10-4% når det gjelder elementært sølv), som gir en biocid effekt [E.M. Egorova, A.A. Revina og andre. Baktericide og katalytiske egenskaper av stabile metallnanopartikler i omvendte miceller. Vestn. Moskva Univ., ser.2. Chemistry, 2001, v. 42, nr. 5, s. 332-338].
Sølvbaserte preparater er mye brukt i tannlegen. For eksempel, i RF patent 2243775, A61K 33/38, publ. 01/10/2005, sølvnitrat brukes til å behandle karies og sterilisere tannrotkanalen. Den kjemiske reduksjonen av sølvnitrat gir fint dispergert sølv, som gir en desinfiserende og terapeutisk effekt. Ulempen som begrenser bruken av denne metoden er den estetiske faktoren - fint spredt sølv er svart.
Beskrevet [pat. RF 2354668, C08J 5/16, publ. 05.10.2009] metode for fremstilling av polymerglidende friksjonsdeler for kunstige endoproteser, bestående av polyetylen med høy molekylvekt med jevnt innførte nanopartikler av gull eller gull og sølv i en mengde på 0,15-0,5 vekt%. Ulempen med denne metoden er også at sølv i slike mengder gir et uestetisk utseende til protesene. I tillegg har polyetylen sine ulemper når det brukes i tannproteser.
Den herdende pastaen for fylling av kanaler "SEALITE REGULAR, ULTRA" fra Pierre Roland bruker også sølv store mengder- opptil 24 %. Denne løsningen kan ikke brukes til plastproteser på grunn av de lave estetiske egenskapene til materialet og den lave bakteriedrepende aktiviteten til grovt sølvpulver [Kuzmina L.N., Zvidentsova N.S., Kolesnikov L.V. Fremstilling av sølvnanopartikler ved kjemisk reduksjon. Saker fra den internasjonale konferansen "Fysiske og kjemiske prosesser i uorganiske materialer" (FHP-10) Kemerovo: Kuzbassvuzizdat. 2007. T.2. S.321-324].
Materialet er kjent [Kurlyandsky V.Yu., Yashchenko P.M. og så videre. Nåværende problemer ortopedisk tannbehandling. M., 1968, s. 140] plastproteser, som har en antibakteriell effekt, oppnådd ved kjemisk forsølvning av plastens indre overflate. Effekten av slik påføring er også beskrevet [L.D. Gozhaya, Ya.T. Nazarov m.fl.. Inntrengning av sølv i spytt hos personer som bruker metalliserte plastproteser. Dentistry, 1980, nr. 1, s. 41-43]. Kjemisk forsølvning av overflaten til en plastprotese utføres ved kjemisk reduksjon av sølv fra dets forbindelser. For å utføre reaksjonen brukes vanligvis sølvnitrat eller dets ammoniumkomplekssalt. Etter kjemisk forsølvning av den indre overflaten av akrylprotesen, ubehag i munnen oppstår helbredelse av den berørte munnslimhinnen. Som et resultat av bruk av en slik løsning oppnås det nødvendige tekniske resultatet - antimikrobiell effekt i munnhulen.
Ulempen med slikt materiale er kortsiktig terapeutisk effekt på kroniske sykdommer munnhule og svelg. Dette skyldes det faktum som gjaldt for indre overflate Ved bruk av plastprotese vaskes sølv vekk fra den i løpet av 2-3 uker. Hvori største antall sølv kommer inn i menneskekroppen i løpet av de første 3 dagene. Sølvutlekking skjer som et resultat av både dens "mekaniske" utlekking og oppløsning. For fornyelse terapeutisk effekt sølvbelegg krever ny metallisering av palataloverflaten til akrylatproteser hver tredje dag. Den andre ulempen med et slikt materiale er umuligheten av å forhindre bakteriell forurensning av plast på ytre overflater av proteser (som sølv ikke påføres av estetiske grunner) og inne i materialets masse. I tillegg bør den relativt lave bakteriedrepende aktiviteten til sølvmonolitiske belegg sammenlignet med nanodispergert sølv tas i betraktning.
Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å utvikle et antibakterielt materiale for basen til avtakbare proteser, som gir langsiktig overflate og volumetrisk antibakteriell effekt.
Problemet løses ved å introdusere nanodispergert sølv i plastsammensetningen for protesebaser i mengder som ikke reduserer de estetiske egenskapene til proteser og samtidig sikrer dannelsen av en antibakteriell effekt i protesebaser. Nanodispergert sølv introduseres i de første mikropulverene til akrylatpolymerer ved bruk av fysiske eller kjemiske metoder.
Essensen av oppfinnelsen er at det foreslås et materiale med en antibakteriell effekt for protesebaser, karakterisert ved at det består av akrylpolymerer inneholdende 0,0005-0,03 vekt% nanosølv fordelt over hele polymervolumet.
Det utviklede materialet inneholder nanosølv, jevnt fordelt gjennom hele volumet av polymeren. Dette oppnås ved å påføre nanosølv på akrylatmikropulver ved bruk av evt med fysiske midler(anodisk oppløsning av sølv, dampavsetning, blanding med en ferdig sedimentasjonsbestandig nanosølvsuspensjon) eller med kjemiske midler(kjemisk, biokjemisk, strålingskjemisk reduksjon av sølvforbindelser) etterfulgt av deres innblanding i en flytende monomer. Monomeren løser opp akrylatpulver og på grunn av den lille partikkelstørrelsen blir nanosølv jevnt fordelt i pulveret og deretter gjennom hele volumet av den ferdige plastdeigen. Under operasjonen av proteser produsert i henhold til den foreslåtte løsningen, oppstår konstant mikrooppløsning av plast i spytt (dannelse av mikroporøsitet). Samtidig eksponeres flere og flere aktive sølvnanopartikler dypt inne i mikroporene, og forhindrer kolonisering av patogen flora. Dette sikrer en forlenget og pålitelig antibakteriell effekt av grunnmaterialet til proteser uten bruk av spesielle hygienetiltak, forlenger levetiden til proteser og en generell helbredende effekt på menneskekroppen.
Bruken av sølv i nanometriske størrelser (nanosølv) og dens jevne fordeling gjennom volumet av polymeren gjør det mulig å oppnå en pålitelig, langvarig antibakteriell effekt ved en betydelig høyere lave konsentrasjoner sølv sammenlignet med sine andre former og samtidig opprettholde de estetiske egenskapene til proteser.
For å vurdere muligheten for å implementere den påståtte oppfinnelsen med implementeringen av de tildelte oppgavene for påføring av nanosølv på akrylatpulver (som et spesielt eksempel), brukte vi pulveret til det industrielt produserte stoffet "Poviargol", som inneholder 8 vekt% nanosølv.
Fra den generelle teorien om å modifisere overflaten til ethvert mikropulver, er det kjent at når mengden av det innførte tilsetningsstoffet reduseres til en brøkdel av en prosent, kan det ikke bli jevnt fordelt i hovedpulveret bare ved blanding eller sammaling, når begge komponentene er i pulverform. En utvei er å bruke et mikroadditiv i form av en løsning lav konsentrasjon modifikator [Cherepanov A.M., Tresvyatsky S.G. Svært ildfaste materialer og produkter laget av oksider. M., Metallurgi, 1964. - 400 s.]. Tar dette i betraktning, ble Poviargol-pulver oppløst i vann til en 1% løsning under ultralydforhold med en driftsfrekvens på 22 kHz. I vandig løsning"Poviargola" gjennomsnittlig størrelse primære sølvklyngepartikler er 5-10 nanometer.
Etter dette ble Poviargol-løsningen, i beregnede mengder, helt i Ftorax akrylatplastpulveret. Pulveret, jevnt fuktet med den modifiserende løsningen, ble tørket til en lufttørr tilstand under konstant omrøring. Samtidig ble nanosølv jevnt festet (avsatt) på overflaten av Ftorax-mikropulverene. Støpemassen ble fremstilt ved å blande modifisert akrylatpulver med monomer. Etter oppløsning av disse pulverene i monomeren ble det dannet skiver med en diameter på 20 mm for å utføre mikrobiologisk forskning og fargevurderinger. Når disse modifiserte akrylatpulverene blandes med akrylatmonomervæsken (løsningsmiddel og herder av akrylater), blir nanosølv jevnt fordelt gjennom hele volumet av formmassen. Ved bruk av proteser laget av materialet i henhold til denne oppfinnelsen skjer den vanlige ødeleggelsen av plast oral væske og konstante vekslende belastninger (dannelse av mikroporøsitet, sprekker) og konstant eksponering av sølvnanopartikler i plastens porer. Dette sikrer en langvarig og pålitelig antibakteriell effekt selv uten bruk av spesielle hygienetiltak, forlenger levetiden til proteser og en generell helbredende effekt på menneskekroppen.
De deklarerte mengdene av nanosølv bestemmes av to parametere: den estetiske parameteren og den antibakterielle effekten. Det viste seg at når nanosølvinnholdet overstiger 0,03 vekt%, får plastens farge en brun fargetone, som ikke tilfredsstiller de estetiske kravene til avtakbare proteser. Spesielt kan materiale med denne fargen ikke brukes i fremre seksjon tannsett. Dermed er den øvre grensen for nanosølvinnhold for fremstilling av protesebaser begrenset til 0,03 vekt%. Når sølvinnholdet er mindre enn 0,0005 vekt%, er effekten av sølv utilstrekkelig til å gi en merkbar antibakteriell effekt.
Som en kontroll ble det fremstilt skiver fra støpemassen uten tilsetning av nanosølv. Vurderingen av den antibakterielle aktiviteten til skivene ble utført ved bruk av platesuspensjonsmetoden in vitro i henhold til metodikken angitt i MP nr. 2003/17 datert 19. mars 2004 “Platemetode for vurdering av effektiviteten av desinfeksjonsmidler og antiseptika ." Teststammen S. aureus 6538 med en mikrobiell belastning på 10 3 CFU/ml ble brukt som testkultur. Eksponeringen varte i 24 timer.
EKSEMPLER PÅ IMPLEMENTERING
Det fremstilles et materiale med et nanosølvinnhold på 0,0005 vekt%.
For å gjøre dette, tilbered en 1% løsning av "Poviargol" i destillert vann under ultralydforhold med en driftsfrekvens på 22 kHz, fortynn den med destillert vann 10 ganger. 1,9 ml av den resulterende Poviargol-løsningen løses i 2 ml destillert vann (for å sikre fullstendig fukting av akrylatpulveret) og 20 g Ftorax akrylatpulver helles i en prøve. Mengden nanosølv introdusert i akrylatpulveret er 0,15 mg. Massen tørkes under konstant omrøring i en porselensmørtel til den er lufttørr. Støpemassen fremstilles ved å blande det sølvmodifiserte pulveret med den flytende monomeren. Pulver:monomerforholdet er 2 vektdeler. pulver per 1 vektdel monomer. Etter oppløsning av Ftorax-pulverene i monomeren, dannes skiver med en diameter på 20 mm for mikrobiologiske studier.
Det fremstilles et materiale med et nanosølvinnhold på 0,01 vekt% (arbeidssammensetning).
For å gjøre dette, tilbered en 1% Poviargol-løsning i destillert vann under ultralydforhold med en driftsfrekvens på 22 kHz, og 3,8 ml av den resulterende Poviargol-løsningen helles i en prøve på 20 g Ftorax akrylatpulver. Mengden nanosølv introdusert i akrylatpulveret er 3 mg.
Fargen på plasten har en rosa nyanse, som tilfredsstiller estetiske krav.
Et materiale med et nanosølvinnhold på 0,0001 vekt% (under minimum) fremstilles i henhold til metoden beskrevet i eksempel 1, men mengden av Poviargol-løsning er 0,38 ml. Mengden introdusert nanosølv er 0,03 mg.
Mikrobiologiske tester viste ingen antibakteriell (bakteriostatisk) effekt.
Fargen på plasten har en rosa nyanse, som tilfredsstiller estetiske krav.
Det fremstilles et materiale med et nanosølvinnhold på 0,04 vekt% (over maksimalkonsentrasjonen).
For å gjøre dette, tilbered en 3% Poviargol-løsning i destillert vann under ultralydforhold med en driftsfrekvens på 22 kHz, og 3,8 ml av den resulterende Poviargol-løsningen helles i en prøve på 20 g Ftorax akrylatpulver. Mengden nanosølv introdusert i akrylatpulveret er 12 mg.
Massen tørkes under konstant omrøring i en porselensmørtel til den er lufttørr. Støpemassen fremstilles ved å blande pulveret med flytende monomer. Pulver:monomerforholdet er 2 vektdeler. pulver per 1 vektdel monomer. Etter oppløsning av Ftorax-pulveret i monomeren, dannes skiver med en diameter på 20 mm for mikrobiologiske studier.
Mikrobiologiske tester viste en sterk bakteriedrepende effekt.
Fargen på plasten har en brun fargetone og oppfyller ikke de estetiske kravene til materialet til underlagene til avtagbare proteser.
Mikrobiologiske tester har vist at 0,0001 vekt% nanosølv ikke har en antibakteriell effekt mot Staphylococcus aureus; 0,0005 vekt% nanosølv reduserer nivået av mikrobiell populasjon med 100 ganger; 0,01 vekt% nanosølv - 150 ganger; 0,03 vekt% nanosølv - 1000 ganger; 0,04 vekt% nanosølv reduserer nivået av mikrobiell populasjon med mer enn 1000 ganger.
Samtidig har studier vist at skiver med nanosølv har en uttalt langvarig antibakteriell effekt. Ekstrakter fra den samme disken ble oppnådd hver 2. uke, de ble termostatert ved bruk av "akselerert aldring"-metoden (I-42-2-82. "Midlertidige instruksjoner for å utføre arbeid for å bestemme holdbarhet medisiner basert på «akselerert aldring»-metoden med forhøyet temperatur"), etterfulgt av såing av testkulturer av stafylokokker på kopper sådd med plen ved bruk av metoden ovenfor.
Som vist i tabellen viser ekstrakter fra disker som inneholder nanosølv fra 0,0005 til 0,03 vekt% en antibakteriell effekt som varer i 250 dager.
| Nanosølvinnhold, vekt% | Farge | Antibakteriell effekt |
| 0,0001 | Rosa nyanse | Mangel på antibakteriell effekt |
| 0,0005 | Rosa nyanse | Virkning 250 dager |
| 0,01 | Rosa nyanse | Virkning 250 dager |
| 0,03 | Rosa nyanse | Virkning 250 dager |
| 0,04% | Brun nyanse | Virkning 250 dager |
Materialet ifølge oppfinnelsen har således en utpreget langvarig antibakteriell effekt både over hele overflaten av produktet og i dets volum. Dette forlenger levetiden til proteser og gir en langvarig antibakteriell effekt.
Foreliggende oppfinnelse er forskjellig fra kjente emner at det er utviklet et materiale for protesebaser basert på akrylpolymerer, inneholdende nanodispergert sølv fordelt over hele massen, som har et estetisk utseende og en uttalt langvarig antibakteriell effekt.
KRAV
Antibakterielt materiale for baser av avtagbare proteser basert på akrylpolymerer, karakterisert ved at det inneholder 0,0005-0,03 vekt% nanosølv, jevnt fordelt i polymeren.
INTRODUKSJON.
I følge prognoser for den aldrende befolkningen i vestlige land, vil mer enn halvparten av befolkningen i 2025 være personer over 50 år. Til tross for fremskritt i forebygging av tannsykdommer, er det sannsynlig at mange av disse menneskene vil trenge avtakbare hel- eller delproteser for å erstatte tapte tenner. For tiden bruker rundt 32 millioner mennesker i Nord-Amerika slike proteser, og 9 millioner komplette proteser og 4,5 millioner delproteser produseres årlig for protetiske pasienter. Det er viktig for disse pasientene å få estetisk tiltalende og svært funksjonelle proteser da dette vil forbedre deres livskvalitet.
Å lage en avtakbar protese består av mange stadier. Den første av disse er å ta et inntrykk, som etterfølges av en rekke teknologiske steg i tannlaboratoriet. Disse inkluderer å skaffe en modell, sette tennene, lage en voksmodell, lage en gipsform i en tannkyvette og fjerne, koke voksen, og deretter fylle det resulterende formrommet med materiale for å lage protesebaser eller basismateriale.
En rekke materialer har blitt brukt til å lage proteser, inkludert cellulosebaserte materialer, fenol-formaldehyd, vinylplast og hard gummi. Imidlertid hadde de alle forskjellige ulemper:.
Materialer basert på cellulosederivater ble deformert i munnhulen og hadde en smak av kamfer, som ble brukt som mykner. Kamfer ble frigjort fra protesen, noe som førte til at det dannet seg flekker og blemmer i basen, samt misfarging av protesen over flere måneder.
Fenol-formaldehyd-harpiks (Bakelite) viste seg å være et svært vanskelig lavteknologisk materiale å jobbe med, og det endret også farge i munnen.
Vinylplast hadde lav styrke og brudd var vanlig, muligens på grunn av utmatting av grunnmaterialet.
Ebonitt var det første materialet som ble brukt til masseproduksjon av proteser, men dets estetiske egenskaper var ikke veldig gode, så det ble erstattet av akrylplast.
Akrylplast (basert på polymetylmetakrylat) er i dag et av de mye brukte grunnmaterialene, siden det har gode estetiske egenskaper, dette materialet er billig og enkelt å jobbe med. Men akrylplast er ikke et ideelt materiale i alle henseender, siden det ikke fullt ut oppfyller kravene til et ideelt materiale for bunnen av en protese, presentert i tabell 3.2.1.
Men akrylplast har blitt utbredt fordi mange av kravene i tabell 3.2.1. svarer de. Spesielt er teknologien for å produsere proteser fra akrylplast ganske enkel og rimelig, protesene har et godt utseende. I tillegg til bruken i komplette avtakbare proteser, brukes akrylplast ofte til andre formål, som for eksempel fremstilling av individuelle brett for å ta avtrykk, for å gjenskape relieff av bløtvev på støpte metallrammer, for å reparere proteser, lage myke foringer for protesebaser og kunstige tenner.