WŁAŚCIWOŚCI

MATERIAŁÓW

STOMATOLOGICZNYCH

WŁAŚCIWOŚCI

• biologiczne
• fizyczne

– zmiany objętościowe
– elektryczne
– mechaniczne
– reologiczne

WŁAŚCIWOŚCI

BIOLOGOCZNE

Materiały stomatologiczne

powinny być biokompatybilne,

tzn:

•nietoksyczne (dla pacjenta, lekarza i

personelu pomocniczego)

•nie drażniące jamy ustnej i tkanek zęba

•pozbawione właściwości alergizujących

•nie mutagenne ani kancerogenne

WŁAŚCIWOŚCI

FIZYCZNE

WŁAŚCIWOŚCI FIZYKO -

MECHANICZNE

•

SZKLIWO

ZĘBINA

• Odporność na zgniatanie

100 – 380 250 –

350 (MPa)

Twardość w skali Knoop’a

360 – 390 75

(KHN)

Współczynnik rozszerzalności

11,4

8,3

cieplnej

(ppm/

o

C)

Przewodność cieplna

0,88 0,59

ZMIANY OBJĘTOŚCIOWE

• Mogą pojawić się podczas:

– wiązania materiału

jako wynik reakcji

chemicznej (skurcz polimeryzacyjny

materiałów kompozytowych)

– w wyniku zmian temperatur

w jamie

ustnej (materiały i tkanki zęba)

• Najczęściej rozszerzalność

termiczna materiałów stosowanych
do wypełnień

nie jest równa

rozszerzalności szkliwa i zębiny

• Różnica ta prowadzi do

mikroprzeciekania

płynów jamy

ustnej pomiędzy wypełnienie a ząb

LINIOWY WSPÓŁCZYNNIK

ROZSZERZALNOŚCI TERMICZNEJ

MATERIAŁU

• jest miarą tego, jak bardzo

materiał rozszerza się na
jednostkę długości przy
podgrzaniu o 1 stopień

LINIOWY WSPÓŁCZYNNIK

ROZSZERZALNOŚCI TERMICZNEJ

dla

materiałów stomatologicznych w zakresie

temperatur od 20

o

do 50

o

C

• MATERIAŁ

WSPÓŁCZYNNIK (x 10

-6

/

o

C)

• Porcelana

8

• Ludzki ząb

10 – 15

• Stopy złota

12 – 15

• Amalgamat

22 – 28

• Materiały kompozytowe 25 – 68
• Żywice bez wypełniacza 70 –100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

porcelana

ząb

złoto

amalgamat
25
kompozyt

żywice bez
wypełniacza

Liniowy współczynnik rozszerzalności termicznej

materiałów stomatologicznych

PRZEWODNICTWO CIEPLNE

• Materiały w różnym stopniu

przewodzą ciepło

• Metale przewodzą ciepło bardziej

niż żywice i ceramika

PRZEWODNICTWO CIEPLNE

• jest miarą przekazanego ciepła

i określa się je jako

– ilość kalorii przepływających na

sekundę przez powierzchnię 1 cm

2

,

dla której spadek temperatury na
długości próbki wynosi 1

o

C/cm

PRZEWODNICTWO CIEPLNE

MATERIAŁÓW

STOMATOLOGICZNYCH

MATERIAŁ

PRZEWODNICTWO CIEPLNE

cal / sec / cm

2

[

o

C / cm]

Żywice bez wypełniacza 0,0005
Cement tlenkowo-cynkowo-eugenolowy 0,0011

Zębina 0,0015
Szkliwo 0,0022

Materiały kompozytowe 0,0025
Porcelana

0,0025

Cement cynkowo- fosforanowy

0,0028

Amalgamat 0,055
Stopy złota

0,710

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

żywice bez wypełniacza

cement ZOE
zębina
szkliwo
kompozyt
porcelana
cement fosforanowy
amalgamat
złoto

Przewodnictwo cieplne materiałów

stomatologicznych

ROZPUSZCZALNOŚĆ I

ABSORPCJA

ROZPUSZCZALNOŚĆ

•wagowy procent

rozpuszczonego materiału

lub waga rozpuszczonego
materiału na jednostkę
powierzchni (np. miligramy /
cm

2

)

ABSORPCJA

- pochłanianie płynu

przez ciało

stałe mgcm

2

- Dla żywic bez wypełniacza

absorpcja wody wynosi ok. 2%

• ADSORPCJA

• oznacza koncentrację molekuł na

powierzchni ciała stałego lub
płynu, na przykład adsorpcja
składników śliny na powierzchni
zęba

WŁAŚCIWOŚCI

ELEKTRYCZNE

GALWANIZM W STOMATOLOGII

• to powstawanie w jamie ustnej

prądów, które są odczuwalne przez
pacjenta

• galwanizm wynika z obecności

różnych metali

mających zdolność

przechodzenia do roztworu

• w jamie ustnej elektrolitem (płynem

zawierającym jony) jest ślina

PRZYKŁAD

• potencjał elektryczny aluminium +1,33 V

(duża zdolność przechodzenia do roztworu)

• potencjał elektryczny złota - 1,36 V (mała

zdolność przechodzenia do roztworu)

• W przypadku zetknięcia się tych dwóch

metali w jamie ustnej różnica potencjałów

wyniesie 2,69 V i przepłynie prąd,

pacjent

skarży się na metaliczny smak

KOROZJA

• wynika z tych samych warunków

– w wyniku zjawiska galwanizmu

materiał przechodzi do roztworu i
powierzchnia staje się szorstka

• korozja może również wynikać z

chemicznego ataku składników
pożywienia czy śliny na metal

 

WŁAŚCIWOŚCI

MECHANICZNE

ODKSZTAŁCENIE

• SPRĘŻYSTE

– gdy materiał po zaprzestaniu siły

powraca do swego pierwotnego kształtu

• PLASTYCZNE

– jeżeli nastąpi trwała zmiana w

wymiarach

NAPRĘŻENIE

(napięcie wewnętrzne)

• jest to wewnętrzne oddziaływanie

wyrażone, podobnie jak ciśnienie,
w jednostkach siły na jednostkę
powierzchni (N / m

2

)

• Napięcie wewnętrzne w materiale

można wywołać jego

– ściskaniem
– rozciąganiem
– ścinaniem

• W praktyce naprężenia w

materiałach mają charakter złożony

• W materiałach zawierających

– pęknięcia
– nacięcia
– bruzdy
– zarysowania powierzchni
– wtrącenia
– lub znaczne zmiany konturów

• może wystąpić koncentracja

naprężeń, prowadząca do pękania

ODPORNOŚĆ NA ZGNIATANIE

• Jest miarą siły, która przyłożona do

próbki materiału standardowej
wielkości i kształtu, spowoduje jej
pęknięcie

ODPORNOŚĆ NA

ODPORNOŚĆ NA

ZGNIATANIE

ZGNIATANIE

Stress= F/A

MAKSYMALNA ODPORNOŚĆ NA

ZGNIATANIE

• MATERIAŁ

MPa

• Cementy cynkowo – polikarboksylowe 90
• Żywice bez wypełniacza

97

• Porcelana

150

• Cementy glasjonomerowe

180 –220

• Zębina

297

• Kompozyty

200–345

• Szkliwo 400

• Amalgamat

310 – 483

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

cementy

polikarboksylowe
żywice bez

wypełniacza
porcelana

glasjonomery

zębina

kompozyt

szkliwo

amalgamat

złoto

Odporność na zgniatanie materiałów
stomatologicznych

TWARDOŚĆ

• Jest to odporność materiału na

nacięcia

• Wartości otrzymuje się mierząc

długość przekątnej nacięcia
zrobionego diamentowym
nacinakiem i obliczając ilość
kilogramów potrzebną do uzyskania
nacięcia wielkości 1 mm

2

POMIAR TWARDOŚCI

POMIAR TWARDOŚCI

METODĄ VICKERS’A

METODĄ VICKERS’A

• Twardość materiału pozwala nam

przewidzieć jego odporność na
zarysowania i ścieranie

 LICZBY TWARDOŚCI KNOOP’A

(kg / mm

2

)

• Żywice bez wypełniacza

20

• Cement cynkowo–fosforanowy

40

• Cement korzeniowy

43

• Zębina

68

• Stopy złota

85

• Amalgamat

110

• Szkliwo 343

• Porcelana

460

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

żywice b. Wyp

cem. fosf.

cem. korzeniowy

zębina

złoto

amalgamat

szkliwo

porcelana

Twardość materiałów stomatologicznych (KHN)

 

WŁAŚCIWOŚCI

REOLOGICZNE

• Reologia jest nauką o płynięciu

• To zjawisko ma znaczenie

w

początkowych fazach stosowania
materiałów

stomatologicznych,

ponieważ wiele z nich

– amalgamat
– kompozyty
– cementy

• używane jest w stanie

pasty o wysokiej

lepkości

, która następnie gwałtownie

wiąże stając się ciałem stałym

• Dla cieczy charakterystyką

właściwości reologicznych jest

lepkość

Przykład: Płyn w strzykawce poddawany
stałemu działaniu siły poprzez
wywieranie ucisku na tłok

Jeżeli płyn ma małą lepkość (np. woda)
będzie wypływał szybko ze strzykawki,
odwrotnie niż w przypadku płynu o dużej
lepkości





 

lepkość (eta)

 

przyłożona siła (sigma)

 

- stopień przepływu płynu (sigma)

• Ciecze o niskiej lepkości

charakteryzują się wysokim
stopniem przepływu po przyłożeniu
określonej siły

• odwrotnie jest w przypadku cieczy o

wysokiej lepkości

• Ciecz, której zachowanie można opisać

podanym wzorem określamy jako

newtonowską

• Wzór można przepisać w

następujący sposób:

•

()

n

= 

• Wykładnik potęgi nazywamy

wskaźnikiem przepływu

•

Dla cieczy newtonowskich n = 1

• Gdy n jest mniejsze od 1 ciecz

określamy jako pseudoplastyczną

• Charakteryzuje się ona

zmniejszającą się lepkością pod
wpływem zwiększającego się
napięcia

(przyłożonej siły)

• W ten sposób zachowuje się

– tlenek cynku z eugenolem zarobiony

do konsystencji cementu

– materiały kompozytowe
– cementy polikarboksylowe

• Gdy n jest większe od 1 ciecz

zwiększa lepkość pod wpływem
przyłożonego napięcia

• Takie materiały nie są stosowane

w stomatologii