Курсовая работа: Применение современных стоматологических термопластических материалов в практике ортопедической стоматологии

Свойства высокомолекулярных соединений зависят от величины молекулярной массы, химического строения, величины и формы цепи атомов молекулы. Большая молекула полимера обладает определенной гибкостью. Установлено, что чем длиннее цепь макромолекулы, тем выше механическая прочность полимера. По мнению специалистов линейное расположение макромолекул в структуре полимера обуславливает высокую плотность вещества, повышает механические свойства, но делает обработку этих масс более трудоемкой.

Применяемые в медицине и, в частности в стоматологии, термопластические материалы представляют собой композиции веществ (сополимеров), обладающих термопластическими свойствами, а также наполнителей, обеспечивающих цветостойкость материалов.

Наиболее широкое применение в стоматологии получили такие торговые марки термопластов, как «Dental D» Quattro Ti (Италия) и «T.S.M. Acetal Dental» (Сад Марино) на основе полиоксиметилена, «Valplast», «Flexite» (США), «Flexy-Nylon» (Израиль) на основе нейлона, «Polyan» Bredent (Германия) на основе полиметилметакрилата, «ЛИПОЛ» (Украина) на основе полипропилена.

Для всех перечисленных материалов характерно отсутствие остаточного мономера, они не содержат токсичных или аллергенных добавок, обладают высокой биосовместимостью и способностью запоминания формы. Высокая степень пластичности, точность при изготовлении, наличие широкой цветовой гаммы позволяют расширить возможности частичного и съемного протезирования, шинирования, изготовления иммедиат-протезов, десневых протезов, шин-протезов и повысить их эстетические качества.

2.4 Основные характеристики полиамидов (нейлон)

Полиамиды (нейлоны) относятся к числу наиболее распространенных полимеров.

Формула полиамидов:

Полиамиды представляют собой гетероцелные полимеры, содержащие в основной цепи макромолекулы - амидные группы. Полиамиды могут быть алифатическими или ароматическими в зависимости от того, с какими радикалами связаны группы -CO-NH-,

В медицине и, в частности, в стоматологии используются только нетоксичные полиамиды.

Макромолекулы полиамидов в твердом состоянии обычно имеют конфигурацию плоского зигзага. Благодаря наличию амидных,групп,макромолекулы полиамида связаны между собой водородными связями, которые обусловливают относительно высокие температуры плавления кристаллического полиамида.

Рис. 2. Полиамид 6.6. Схематическое изображение.

Полиамид, схема которого показана выше, имеет название "нейлон 6.6", поскольку каждое повторяющееся звено цепи полимера содержит два участка из атомов углерода, каждый из которых имеет по шесть углеродных атомов.

В обычных растворителях (спирте, сложных эфирах, кетонах, алифатических и ароматических углеводородах) полиамиды нерастворимы. Они растворяются в концентрированной серной, уксусной и муравьиной кислотах, фторированных спиртах и фенолах.

Полиамиды перерабатывают литьем, литьем под давлением, экструзией и прессованием. Детали из полиамидов можно сваривать (тепловой сваркой или токами высокой частоты) или склеивать растворами этого же полимера в многоатомных фенолах или муравьиной кислотой.

Полиамид - это первый синтетический полимер, физические свойства которого превосходят свойства некоторых металлов. Он имеет невероятное сочетание свойств - высокую прочность, среднюю жесткость и устойчивость к высокой температуре, дрючим и смазочным веществам и большинству химикатов. Применяемые в стоматологии полиамидные материалы выпускаются под торговой маркой «Нейлон», поэтому мы также будем использовать это название.

Для, изготовления нейлоновых протезов использовали Valplast, Flexite (США) Flexy-Nylon (Израиль), Flexi-J (Сан Марино), Flexiplast (Германия).

Valplast - гибкая стоматологическая пластмасса, применялась нами для изготовления съемных протезов при одностороннем и двухстороннем концевых дефектах зубных рядов.

Шкала расцветок Valplast состояла из четырех оттенков, позволяющих индивидуально подбирать натуральный тон слизистой оболочки (умеренно розовый - medium pink, слаборозовый - light pink, два оттенка meharry - под цвет слизистой черной расы) и одного прозрачного цвета (рис. 3).

Рис. 3. Valplast - шкала расцветок

Применяемый нами Flexi - J - нейлоновый термопластический полимер, зла стичный и полупрозрачный, имел 4 цветовых оттенка (рис. 4).

Рис. 4-Flexi – J. Шкала расцветок.

Эксклюзивная формула Flexi-Nylon и устойчивые красители позволяли достигнуть максимального эстетического результата и комфортности при эксплуатации протеза. Протезы из Flexi-Nylon отличались высокой прочностью и легкостью конструкции (рис. 5).

Рис. 5. Термопласты разработанные Ashdodental (Израиль).

Flexite supreme - термопласт с исключительной прочностью и гибкостью, вы-пускамый в светлых и темных розовых оттенках. Для придания жесткости базису (в случае изготовления полного съемного протеза) рекомендуем смешивать материал с акриловыми компонентами, что позволяло расширить диапазон использования.

Рис. 6. Flexite supreme - шкала расцветок

2..5 Основные характеристики полиоксиметилена

Применяемый нами полиоксиметилен (ацетал) или полиформальдегид „мел биохимическое происхождение и относился к синтетическим смолам. Материалы имеют округлые молекулы или молекулярные клубки (рис. 7 а), а полиоксиметилен имеет продолговатые, цепляющиеся друг за друга нитевидные молекулы (рис. 7б)

Рис. 7. Молекулы полиметилметакрилата (а) и молекулы полиоксиметилена (б).

Предел прочности материалов на основе полиоксиметилена в 20 раз превышает предел прочности акрилового материала, используемого в стоматологии, поэтому в данных материалах можно видеть скорее заменитель металла, чем пластмассы.

Полиоксиметилен состоит из цепей углерода, водорода и кислорода. В материалах, применяемых в стоматологии, не используются химические добавки, которые часто вызывают реакции у лиц, склонных к аллергическим заболеваниям. Нами использовались материалы на основе полиоксиметилена «Dental D» (Италия) и «T.S.M, Acetal Dental» (Сан-Марино), Aceplast (Израиль).

Протезы из полиоксиметилена по прочности сравниваются с металлическими, они обладают более высокой функциональностью. За счет эластичности материала обеспечивается более точное и плотное прилегание к зубам и соответственно более надежная фиксация протеза.

«Dental D» - состоял из 7 оттенков цвета зуба, тех станков цвет десны и одного оттенка отбеленных зубов. Шкала представляла собой заготовку, в верхней части которой образец материала был в форме зуба. На другом конце заготовки име лись тонкие усики для того, чтобы подобрать оттенок материала по цвету к пришечной части зуба (рис. 8).

Рис. 8. Dental D- шкала расцветок

«T.S.M. Acetal Dental» - был представлен вариантами оттенков зубов по шкале «Vitа» и тремя розовыми оттенками с прожилками (рис. 9).

Рис. 9. T.S.M. Acetal Dental — шкала расцветок

Применяемый нами Aceplast - качественно новый продукт, являющийся хоро шей заменой акриловым смолам и металлам во многих случаях протезирования. Выпускается 20 различных цветовых оттенков, из них 16 соответствуют цветовой гамме расцветки "VITA" и 4 - нестандартных цвета).

Полиоксиметилен имеет химическую формулу:

Полиоксиметилен (полиформальдегид, полиметиленоксид), [-СН20-] , синтетический полимер, получают газофазной полимеризацией формальдегида СН20, твердое вещество белого цвета молекулярная масса составляет от 10000 до 30000.

Полиоксиметилен не отличается высокой термической и химической стабильностью, но благодаря своей твердости, высокой температуре плавления и стойкости по отношению к органическим растворителям широко применяется для литьевого формования. Полученные изделия из полиоксиметилена отличаются большой жесткостью, усталостной прочностью, малой усадкой при переработке, низкой ползучестью, износо- и влагостойкостью, устойчивостью к щелочным растворителям.

Полиоксиметилен характеризуется высокой усталостной прочностью к динамическим знакопеременным нагрузкам (по этому показателю полиоксиметилен превосходит другие термопласты, в частности поликарбонат, хотя уступает ему по прочности к однократным нагрузкам), стабильностью размеров и низкой ползучестью при повышенных температурах, сохранением достаточно высокой прочности и жесткости при температурах около 100°С, высокой износостойкостью (уступает только полиамидам), хорошими фрикционными свойствами.

Полиоксиметилен перерабатывали на обычных литьевых машинах, а также на экструдерах. Контроль за температурой расплавленного материала должен быть очень точным, чтобы избежать перегрева и разложения полиоксиметилена. Так же нежелательно оставлять его в расплавленном состоянии более 20-30 мин, так как может начаться разложение материала.

Полиоксиметилен быстро кристаллизуется, поэтому литьевые формы рекомендуем нагревать в зависимости от толщины и формы изделий до 60-80 °С. Газообразный формальдегид обладает очень резким запахом даже при минимальных не опасных концентрациях, поэтому при переработке полиоксиметилена машины оборудуют вытяжной вентиляцией, а изделия, вынутые из формы, охлаждают в воде.

2.6 Основные характеристики полипропилена

По своим основным характеристикам полипропилен приближен к нейлону, но уступает ему по некоторым физико-химическим параметрам.

В настоящее время полипропилен для изготовления ортопедических конструкций используют в качестве дешевой альтернативы нейлону.

В нашем исследовании применялся полипропилен с промышленным названием «Липол». Протезы, изготовленные из Липола по физическим и химическим показателям во много раз прочнее протезов из акриловых пластмасс, обладают высокой точностью прилегания.

Переломы базисов протезов в полости рта практически исключаются. Протезы являются биологически нейтральными по отношению к тканям организма и устойчивыми в среде полости рта. Биологическая нейтральность обусловлена отсутствием мономеров, ингибиторов, катализаторов и других реактивных включений.

Липол выпускается двух цветов: розовый и прозрачный. Для получения более легкого оттенка розового цвета, розовый материал рекомендуем смешивать с прозрачным в различных пропорциях в зависимости от необходимого цвета (рис. 10).

Рис. 10. Фотография гранул «Липола» розового цвета и прозрачного.

Полипропилен [-СН2-СН(СН3)-]и - бесцветный полимер без характерного запаха и вкуса. Среднечисловая молекулярная масса промышленных марок 75000 -200000.

Боковые метальные группы СН3 могут располагаться в цепи полипропилена случайным образом:

атактический полипропилен

или регулярно:

изотактический полипропилен

В атактическом полипропилене беспорядочное расположение метальных групп препятствует кристаллизации, в результате получается мягкий, резиноподобный материал, который легко растворим в органических растворителях и размягчается при невысоких температурах. Данный материал используется для получения различных изделий методом экструзии, а также в качестве клея для пластмасс.

В изотактическом полипропилене метальные группы расположены регулярно вдоль цепи. Вследствие этого получаются прочные жесткие термопласты с высокими температурами плавления и отличной устойчивостью к растворителям. Изотактический полипропилен - важный промышленный продукт. В настоящее время он широко используется для получения волокон и пленок, и как материал для литьевого и выдувного формования емкостей.

Изделия из полипропилена можно кипятить и стерилизовать вплоть до 130°С. Полипропилен в тонких пленках практически прозрачен (пленки полипропилена прозрачнее пленок из полиэтилена).

Изделия из полипропилена отличаются относительно хорошей износостойкостью, сравнимой с износостойкостью изделий из полиамидов. Полипропилен является хорошим диэлектриком. Его электроизоляционные свойства практически не изменяются даже после длительной выдержки в воде, а диэлектрическая проницаемость почти не зависит от частоты поля и температуры.

Термическая деструкция полипропилена при нагревании в отсутствии воздуха становится заметной при 300°С, т. е. значительно выше области температуры эксплуатации изделий.

Полипропилен выпускается в виде бесцветных или окрашенных гранул. Примерно половину всего производимого полипропилена перерабатывают литьем под давлением при температуре 200-220°С и давлении в форме 35-42 Мн/м (350-420 кгс/см2).

2.7 Основные характеристики безмономерных акриловых пластмасс (полиметилметакрилата)

Основными характеристиками термопластических материалов на основе метилметакрилатов является отсутствие свободного мономера, достаточно высокая прочность и эстетичность, что позволяет изготавливать особо тонкие полные протезы без металлических конструкций.

В нашем исследовании использовались безмономерные материалы, на основе акриловых пластмасс Flexite M.P.( США) Acry-iree (Израиль), The.r.mo Free (Сан-Марино), Fusicril (Италия), Polyan (Германия).

Данные материалы имели широкую цветовую гамму оттенков. The.r.mo Free - безмономерный термопластический полимер на основе полиметилметакрилата. Шкала расцветок состояла из 3 цветов: 1 прозрачный и 2 розовых с прожилками (рис. 11).

Рис. 11. Thermo Free - шкала расцветок

Flexite M.P. - полностью полимеризованныи метилметакрилат. Шкала расцветок состояла из 4 цветов: 1 прозрачный (Clear), два цвета слизистой оболочки белой расы (pink, luc-pink) и ethnic цвета слизистой негритянского населения (рис. 12).

Рис. 12. Flexite MP. - шкала расцвето

Acry-free - термопластичный полимер на основе метилметакрилата с добавлением устойчивых красителей.

Химическая формула:

Полиметилметакрилат [-СН2~С(СООСН3)(СН3)-] - аморфный прозрачный термопласт, имеющий важное промышленное значение. Его молекулярная масса может достигать нескольких миллионов.

Полиметилметакрилат растворяется в собственном мономере и других сложных эфирах, ароматических и галогензамещенных углеводородах, кетонах, муравьиной и ледяной уксусной кислотах, образуя очень вязкие растворы. Он не растворим в воде, спиртах, алифатических углеводородах и простых эфирах. Полимер устойчив к действию разбавленных щелочей и кислот. Полиметилметакрилат физиологически безвреден и стоек к биологическим средам.

При нагревании выше 120°С полиметилметакрилат размягчается, переходит в высокоэластичное состояние и легко формуется. Свыше 200° С начинается заметная деполимеризация полиметилметакрилата, которая с достаточно высокой скоростью протекает при температурах свыше 300°С.

2.8 Основные характеристики этиленвинилацетата

Этиленвинилацетат применялся нами для изготовления индивидуальных позиционеров, зубных протекторов для спорта и индивидуальных мундштуков для дайвинга. Нами использовались термопласты Flexidy (Италия), Corflex Orthodontic (Сан-Марино).

Они обладали высокой степенью эластичности, имели очень маленькую адсорбцию воды, отличную сопротивляемость к кислотам.

Термопластические полимеры на основе этилвинилацетата можно обрабатывать в ручной или универсальной инжекционной машине.

Flexidy - термопластичный сополимер, изготовленный из этилена и винилацетата, представленный в 3-х степенях жесткости, что позволяло в лаборатории совме щать различные типы материала в соответствии, со специфическими требованиями к изготавливаемым устройствам.

80 - высокая жесткость материала, идеальная для изготовления соединительных позиционеров, когда необходима, маленькая амплитуда зубных движений, например для шин при лечении бруксизма, спортивных защитных шин и так далее

65 - средняя жесткость, рекомендована для патологических позиционеров с хорошей степенью эластичности для использования в тех случаях, где необходимо много дентальных движений, например, каппы для дайвинга.

50 - самая мягкая степень жесткости для всех ситуации, где рекомендуется незначительная коррекция прикуса.

Прозрачность материала - важное преимущество этого материала. Непрозрачные материалы не настолько эстетичны. Прозрачный материал дает возможность визуального контроля правильного положения челюстей. Кроме прозрачного бесцветного полимера выпускается 8 цветов полупрозрачного материала (рис. 13).

Рис. 13. Фотография полимера «Flexidy» - 9 цветов

В набор Flexidy входят пять, ароматических жидкостей позволяющие придавать изделиям различные ароматы: клубника, мяты, лимон и др. фруктов.

Corflex-Orthodontic - это также синетинеский продукт из смеси высокомолекулярных полимеров этилена и винилацетата. Выпускается в широкой цветовой гамме: от прозрачного до черного, всего 10 оттенков.

Глава III. Собственное исследование

Целью нашего исследования явилось экспериментальное изучение у животных реакции на подкожную имплантацию образцов эластических термопластичных полимеров Dental-D и нейлона Valplast, полученных методом инжекционного термического литья, в сравнении с реакцией на акриловые базисные материалы «Фторакс» и «Vertex».

Задачи исследования:

~  Выявить закономерности влияния безмономерных полимеров на клетки печени;

~  Провести сравнительный анализ действия безмономерных полимеров и акриловых материалов на различных сроках эксперимента.

3.1 Материалы и методы исследования

Для достижения поставленной цели исследования проводились в соответствии с ГОСТом Р ИСО 10993.11-99 на 40 половозрелых крысах линии Вистар, имеющих массу тела 200-250 г. Все животные были разделены на 5 групп по 8 животных. Каждая из групп была разделена на 4 подгруппы (по 2 крысы в каждой) в зависимости от сроков выведения из эксперимента. Первой группе проводили имплантацию образцов «Фторакса», второй – «Vertex», третьей «Dental-D», четвертой – «Valplast», а 8 оставшихся крыс составили контрольную пятую группу (таб.№1).

До эксперимента производили взвешивание всех животных и их маркировку. После этого, под эфирным наркозом животных фиксировали на операционном столике за лапы и под кожу спины имплантировали образцы исследуемых материалов в виде пластинок размером 3 х 4 мм. и толщиной 2 мм. Кожу зашивали шелком, рана заживала первичным натяжением. Животным пятой группы имитировали имплантацию образца путем разрезания кожи в области спины, формирования ложа под ней в пределах размеров образца и зашивания шелком.

Животных выводили из опыта в сроки: на 5, 10, 15 и 30-е сутки после операции путем декапитации под эфирным наркозом. Кожу вместе с имплантатами вырезали и фиксировали в нейтральном 10% формалине в течение 2-х недель. Далее проводили вскрытие животного, после чего осматривали полости груди и живота, оценивали макроскопические изменения внутренних органов. Для патогистологического исследования производили забор кусочков ткани печени, легких, сердца, селезенки, почек и лимфатических узлов, которые также фиксировали в нейтральном 10% формалине.

Спустя 2 недели удаляли имплантат из кожи, промывали ее и заливали в парафин. С образцами органов проделывали тоже самое. После этого изготавливали срезы, которые окрашивали гематоксилином и эонозином.

Таблица № 1.

Результаты исследований

В результате проведенного морфологического исследования были получены следующие данные:

При изучении препаратов печени выявлено, что гепатоциты, тяжи которых образуют печеночные дольки, имеют неправильную или прямоугольную форму. Их максимальные размеры в контроле колеблются от 111,9 до 129,6 мкм, а минимальные от 51,2 до 65,5 мкм. Диаметр ядра равен от 31,7 до 39,1 мкм, ядрышка от 12,3 до 16 мкм.

При имплантации «Фторакса» наблюдается незначительное увеличение максимальных размеров гепатоцитов. При имплантации «Vertex» увеличение размеров гепатоцитов, диаметров ядер и ядрышек прямо пропорционально длительности эксперимента и к 30 суткам размеры клеток достоверно (р<0,05) увеличиваются на 17%, а диаметры ядер в 1,2 раза. При имплантации «Dental-D» максимальные значения размеров гепатоцитов наблюдаются на 5 сутки эксперимента, а затем они снижаются и достигают контрольных значений к 15 суткам. Идентичная картина наблюдается в значениях диаметров ядер и ядрышек. При имплантации «Valplast» имеет место быть незначительное увеличение размеров гепатоцитов (на 15%) и диаметров их ядер и ядрышек в 1,2 раза в сравнении с контролем (р<0,05).

Изменение максимальных и минимальных размеров гепатоцитов на разных сроках эксперимента

Далее представлена морфологическая картина печени на 10 и 15сутки после имплантации «Valplast» и «Vertex». При имплантации «Vertexа» цитоплазма гепатоцитов становится неоднородной, наблюдаются признаки отека. Кариолемма утолщена за счет периферического расположения хроматина. Ядрышки локализуются преимущественно эксцентрично.

Заключение

Таким образом, экспериментальное исследование по изучению морфологических изменений в органах и тканях животных показало:

- при имплантации полимерных образцов из акриловых и безмономерных материалов наибольшие морфологические изменения, наблюдаются в печени и почках животных при использовании полимера холодной полимеризации «Vertex», степень изменений зависит от материала и срока его применения. Морфологические исследования по применению термопластических полимеров не выявили существенных изменений в тканях, что позволяет рекомендовать его для изготовления базисов съемных зубных протезов в практике ортопедического лечения пациентов с отсутствием зубов.

Список используемой литературы

1.  Аболмасов Н.Г., Аболмасов Н.Н. Ортопедическая стоматология // МЕДпресс-информ М. 2003г.

2.  Брель А.Л., Дмитриенко СВ., Котляревская О.О. Полимерные материалы в клинической стоматологии. // Волгоград, 2006.

3.  Варес Э.Я., Варес Я.Э, Нагурный В.Н.. Дорогу термопластам в стоматологическую ортопедию.// Стоматология сегодня №8 2003.

4.  Вязьмина А.В., Усевич Т.Л. Материаловедение в стоматологии // Феникс Ростов-на-Дону 2002г.

5.  Гарбара М.И. Справочник по пластическим массам, т.1-2 // М., 1967-69.

6.  Дебский В. Полиметилметакрилат. // М., 1972.

7.  Дойников А.И., Синицын В.Д. Зубопротезное материаловедение. //

Москва «Медицина» 1981г.

8.  Жолудев СЕ., Олешко В.П., Стрижаков В.А., Ворожцов Ю.Д., Шустов Е.Л., Трифонов И.Д., Серебряков А.А. Опыт применения технополимера Dental-D в ортопедической стоматологии / // Стоматология 21 века: вопросы профилактики. Материалы I общероссийского конгресса стоматологов. Пермь 23-25 мая 2001. - Пермь.- 2001.

9.  Жулев Е.Н. Частичные съемные протезы (теория, клиника и лабораторная техника) // Е.Н. Жулев. – Н. Новгород.: Нижегородская государственная медицинская академия, 2000 .

10.  КабановВ.А. Энциклопедия полимеров.// М., 1977 Зт.

11.  Катаев В.М Справочник по пластическим массам. // М, 1975.

12.  Каливраджиян Э.С., Чиркова Н.В.,Лещева Е.А. Влияние съемных пластиночных протезов различных конструкций на функциональную активность зубочелюстной системы. Вестник аритмологии. Международный симпозиум "Электроника в медицине" С-пб, 2002.

13.  Руководство по ортопедической стоматологии // Под ред. В.Н. Копейкина. - М.: Медицина, 1993.

14.  Савкина Н. И., Арутюнов С. Д., Царев В. Н. и др. // Стоматология. — 2002. — № 3.

15.  Сорокин B.C. Обоснование к использованию некоторых аллергических проб в клинике ортопедической стоматологии: // Автореф. дис... канд. мед. наук. М., 1971.

16.  Трегубов И.Д., Болдырева Р.И., Михаиленко Л.В., Маглакелидзе В.В., Трегубов С.И. Расширение возможностей ортопедического лечения частичной потери зубов, осложненной заболеваниями пародонта.// Научно-практический журнал «Новое в стоматологии», №7 2005.

17.  Умарова С. Э. Клинико-лабораторная оценка адаптационных процессов у пациентов с цельнолитыми несъемными зубными протезами: Автореф. дис. .канд. мед. наук. — М., 2000.

18.  Царёв В.Н., Огородников М.Ю., Сулемова Р.Х. //Стоматология - 2006г.- №3

19.  Чиркова Н.В. Каливраджиян Э.С., Оценка биологической совместимости нового эластичного полимера на основе метилметакрилата // Тезисы научно-практической конференции, посвященной 75-летию профессора Х.А. Каламкарова. - М., 2002.

20.  www.krugosvet.ru

21.  www.medbook.net.ru

22.  www.MosStom.ru

23.  www.wikipedia.ru