ПЕРЕВАГИ ТЕРМОПЛАСТИЧНИХ МАТЕРІАЛІВ В ОРТОПЕДИЧНІЙ СТОМАТОЛОГІЇ - Науковий огляд
Термопласти – це один із безлічі видів пластмас, які переходять при нагріванні у високоеластичний стан. 1956 року товариство зі штучних органів виділили з групи термопластів біологічно нейтральні, інакше кажучи «термопласти медичної чистоти». Таким чином, цей матеріал стали вивчати для можливості подальшого створення та застосування штучних структур та органів [1, 2, 4-7].
У 1975 році в Японії було створено комітет зі штучних органів. Також було розроблено науково-дослідний план робіт із вивчення структури термопластів та реакції організму на його застосування [3, 8–12].
Результати дослідницької роботи почали застосовувати у клініці. Штучні структури стали поступово вживляти організм людини. Нейлон вперше був представлений у 1983 році, як пластик для виготовлення основ зубних протезів, що має особливі властивості гнучкості. Передбачалося, що він замінить акрилові комбінації та металеві сплави, які використовуються в часткових знімних зубних протезах. З того часу багато країн почали використовувати цей матеріал [13–16].
Мета дослідження: вивчити переваги термопластичних матеріалів над іншими, які застосовуються для виготовлення зубних протезів, що знімаються.
Найбільш поширеним конструкційним матеріалом в ортопедичній стоматології є акрилова пластмаса. Однак вона здатна викликати алергічні реакції, що виявляються у вигляді запалення слизової оболонки ротової порожнини [9]. Основним етіологічним фактором розвитку алергії до акрилату вважається залишковий мономер [24], що міститься в пластмасі в кількості 0,2%, яка при порушенні режиму полімеризації збільшується до 8% [8, 9].
З 1938 року акрилова пластмаса замістила каучук, який застосовували.як базис багато років і за своїми характеристиками акрилати, природно, перевершили старий матеріал.
Пластмаси – це полімери, що представляють велику групу високомолекулярних сполук, одержуваних хімічним шляхом із природних матеріалів або хімічним синтезом низькомолекулярних сполук. Однією з властивостей полімерів є їх висока технологічність, здатність при нагріванні та тиск формуватися та стійко зберігати надану їм форму [1].
Усі пластмаси складаються з порошку та рідини.
Рідина: мономер – метилметакрилат – безбарвна, летюча рідина з різким запахом, легко спалахує. Фасується в непрозору посудину з притертими кришками і зберігають у прохолодному місці, оскільки реакція самополімеризації може статися під дією тепла, світла та повітря.
До складу мономеру можуть входити:
- інгібітор, який уповільнює процес самополімеризації;
- зшиваючий агент - підвищує твердість, теплостійкість, знижує розчинність.
Порошок: полімер – поліметилметакрилат – тверда прозора речовина, отримана з мономеру, води та емульгатора (крохмалю).
У нього вводяться:
За типом мономерних ланок пластмаси поділяються на 2 класи (рис. 1) [5].
За просторовою структурою пластмаси поділяють на:
- лінійні полімери – хімічно не пов'язані одиночні ланцюги монополімерних ланок (целюлоза, каучук);
- розгалужені полімери, що мають структуру, подібну до крохмалю та глікогену;
- Просторові (зшиті) полімери, побудовані в основному як сополімери (рис. 2).
Мал. 1. Розподіл пластмас за типом мономерних ланок
Мал. 2. Підрозділ пластмас за просторовою структурою [11]
Розгалужені та нерозгалуженілінійні полімери легше розчиняються в органічних розчинниках, плавляться без зміни основних властивостей і при охолодженні тверднуть [15].
Так як пластмасами називають речовини органічного походження з великою молекулярною масою, що складаються зі смол, наповнювачів і невеликих добавок: пластифікаторів і барвників, то в певних умовах та поєднанні ці полімерні матеріали здатні набувати пластичності. Залежно від реагування на нагрівання розрізняють термопластичні (термопласти), термореактивні (реактопласти) та термостабільні пластмаси [8].
- Термопластичні (термопласти) високомолекулярні сполуки при нагріванні поступово набувають зростаючої з підвищенням температури пластичності, що часто переходить у в'язкотекучий стан, а при охолодженні знову повертаються у твердий пружний стан. Ця властивість не втрачається і при багаторазовому повторенні процесів нагрівання та охолодження.
- Термореактивні (реактопласти) полімери мають порівняно невисоку відносну молекулярну масу і при нагріванні легко переходять у в'язкотекучий стан. Зі збільшенням тривалості дії підвищених температур термореактивні полімери перетворюються на тверду склоподібну або гумоподібну масу і незворотно втрачають здатність знову переходити в пластичний стан. Ця властивість пояснюється тим, що переробка матеріалу супроводжується хімічною реакцією утворення полімеру із сітчастою або просторовою структурою макромолекул.
- термостабільні високомолекулярні сполуки при нагріванні не переходять у пластичний стан і порівняно мало змінюються за фізичними властивостями аж до температури їх термічного руйнування [10].
Для виготовлення базисів протезів використовуються пластмаси наступнихтипів:
- на основі модифікованого полістиролу;
- Сополімери або суміші перерахованих пластмас [19].
Проте існує перелік значних мінусів [6–11].
Пластмаси, що застосовуються у стоматології для ортопедичного лікування, є високополімерними органічними сполуками [15]. Вони не мають білкової природи і тому власними силами не можуть викликати алергію. Мономер – ефір метакрилової кислоти – є низькомолекулярною сполукою, тобто це потенційний гаптен, і, поєднуючись з білками тканин організму, перетворюється на антиген. Його пряма токсична дія на клітини слизової рота, включаючи опасисті клітини і базофіли, веде до неспецифічного вивільнення гістаміну, який здатний модулювати алергічний відповідь на вплив причинно-значущих алергенів, тим самим викликати явища алергічного контактного дерматиту [5, 3
Істотним недоліком протезів з акрилових пластмас є мікропористість базисів, яка неминуче виникає з технологічних причин через усадку, що відбувається в процесі полімеризації.
Третім недоліком є мала міцність акрилових пластмас до змінних навантажень при акті жування [4].
Тим не менш, акрилові пластмаси в багатьох клініках досі є часто єдиним матеріалом для виготовлення базисів протезів, що знімаються, оскільки вони недорогі, мають просту технологію виготовлення, не вимагають дорогого обладнання [20].
Останнім часом на вітчизняному стоматологічному ринку з'явилися нові технології виготовлення знімних ортопедичних конструкцій із термопластичних матеріалів (термопластів), які використовуються у світовій стоматології вже понад 20 років. Загальну характеристику термопластів визначає формулювання «матеріал,пластичний при нагріванні», тобто. матеріали пакуються у розігрітому стані без застосування мономерів [26].
Термопласти за хімічною структурою позбавлені тих основних негативних властивостей, які притаманні акриловим пластмасам, а за показниками міцності вони набагато краще. При переробці термопластів вироби не використовується різкотоксичний мономер. Термопласти після розігріву при температурі від 160 до 200 °С набувають в'язкотекуче стан і вводяться в заздалегідь закриту форму через ливарний канал під тиском до 50 атм [4].
На даний момент відомо 3 види матеріалів, що використовуються для виготовлення знімних зубних протезів, які мають властивість зворотної пружності. Це нейлони, акрилополімери-поліметилметакрилати, хімічний клас – поліаміди та ацетали – поліформальдегіди. Всі ці речовини утворені різними хімічними зв'язками, мають різну структуру і різні властивості [17, 18]:
1. Матеріал має високу точність і однорідність завдяки гарячому впорскування під тиском 12 атм.
2. Протези повністю позбавлені залишкового мономеру, отже, не викликають алергічних реакцій.
3. Протези еластичні і відрізняються підвищеною міцністю, тому не зламаються в повсякденній експлуатації.
4. Термопласти містять стійкий барвник, який надає протезам естетичного вигляду, навіть після тривалої експлуатації.
5. Виготовлення протезів відбувається методом гарячого упорскування, тому вони мають точну посадку та стабільну фіксацію.
6. Протези дуже легкі.
7. При використанні протезів із термопластів неможливе розхитування опорних зубів.
8. Відсутність металевих кламерів не призводить до неприємних відчуттів, пов'язаних з іонним обміном (гальвонізм) [19–23].
Показання довиготовлення протезів із термопластичних матеріалів:
1. Беззуба щелепа I тип за Шредером (за наявності умов у порожнині рота);
2. Беззуба щелепа I тип за Келлером (за наявності умов у порожнині рота);
3. Для пацієнтів, схильних до алергії, хім-, фарм- та медпрацівників;
4. Малі, середні, великі дефекти за Бетельманом;
5. I – IV клас з Кеннеді;
6. При ранньому видаленні зубів у дітей для запобігання деформації зубних рядів;
7. При ущелині твердого і м'якого піднебіння як обтураторів;
8. При захворюванні тканин пародонту як шинування;
9. Для пацієнтів з екзостозами, тонким, гострим альвеолярним гребенем та ін;
10. При альвеолярному гребені, що нависає, коли неможливо зробити акриловий протез [24–27].
Недоліки акрилових матеріалів у порівнянні з термопластичні:
1. Монмер, що знаходиться в акрилових пластмасах, викликає алергічні реакції загального і місцевого характеру.
2. Нестійкість до змінних жувальних (механічних) навантажень. Переломи базисів у середньому становлять 80% кількості виготовлених протезів.
3. Протези мають металеві кламери, що не є естетичним і може спричинити пошкодження опорних зубів та їх розхитування [28–30].
Протези з термопластичних матеріалів мають безліч переваг над протезами, виготовленими з інших матеріалів, у тому числі й акрилу. Їх застосування є ключовою ланкою якісного ортопедичного лікування пацієнта за часткової та повної відсутності зубів.