1

Gipsy

cracked by fazi
created by sobxxx

Materiałoznawstwo i sprzęt stomatologiczny
2006/2007

2

Naturalnie występujący dwuwodny siarczan wapnia
jest minerałem, który potocznie jest nazywany
gipsem. Po jego wydobyciu, zanim znajdzie
zastosowanie m. in. w stomatologii musi zostać
poddany odpowiedniemu przygotowaniu. W
zależności do jakich celów ma być użyty stosuje się
różne procedury produkcyjne.

Gips w stomatologii używany jest do wycisków
bezzębnych szczęk (rzadko), do pozycjonowania
transferów wyciskowych w implantoprotetyce
(wybrane metody), do odlewania modeli w technice
dentystycznej (przeważnie).

3

Kontrolowane użycie temperatury i ciśnienia, któremu poddaje

się zmieniony minerał prowadzi do otrzymania gipsów o różnej

twardości i porowatości. Modele wykonane z gipsu muszą być

odpowiednio wytrzymałe i odporne na ścieranie, gdyż

podlegają różnym siłom występującym podczas rzeźbienia i

obróbki uzupełnień protetycznych wykonywanych na tych

modelach.

CaSO

4

x 2H

2

O + ciepło => CaSO

4

x ½ H

2

O + woda

`

Zastosowanie temperatury w granicach 110-130°C pod

normalnym ciśnieniem prowadzi do otrzymania półwodnego

siarczanu wapnia w postaci bryłek, które są mielone na

proszek gipsu modelowego.

4

Jeżeli do podwyższonej temperatury dołączymy
zwiększone ciśnienie, to otrzymamy taki sam
półwodny siarczan wapnia, ale o bardziej
upakowanych kryształach, czyli gips odlewowy. W
zależności od wielkości ciśnienia użytego w
produkcji uzyskujemy gipsy o różne twardości. Jeżeli
gips wygotujemy dodatkowo w 30% chlorku wapnia
uzyskamy produkt zwany gipsem odlewowym
supertwardym (kamieniem odlewniczym).
Gipsy są z natury białym proszkiem, dla orientacji co
do twardości gipsu dodawane są różne barwniki,
np.. niebieski, żółty. |Gipsy koncesjonowane są w
szczelnych pojemnikach wielolitrowych lub
saszetkach do bezpośredniego zastosowania.

5

Gdy hemihydrat (gips półwodny) zmieszany
na powrót z wodą zachodzi reakcja
egzotermiczna prowadząca do uzyskania z
powrotem siarczanu dwuwodnego.

CaSO

4

x ½ H

2

O + 1 ½ H

2

O => CaSO

4

x 2H

2

O +

ciepło

6

Chemicy wyliczyli, że dla przeprowadzenia tej reakcji

na 100g proszku potrzeba 18,6g wody. W

rzeczywistości [potrzebujemy więcej wody gdyż jest

prawie niemożliwe dokładne zmieszanie substratów

w takim stosunku. Ta nadmiarowa woda zwana jest

wodą dodatkową. Jest ona konieczna dla dokładnego

zwilżenia kryształów hemihydratu. Woda ta w

procesie dalszego wiązania gipsu jest usuwana na

zasadzie odparowywania. Ilość wody dodatkowej

zależy od porowatości zarabianego proszku

gipsowego

7

Gips modelowy najbardziej nieregularny i porowaty
wymaga około 50 : 100 części wody, a gips
odlewowy supertwardy tylko 24 : 100 części wody,
gdyż jest najmniej porowaty. Po całkowitym
związaniu gipsu nadmiar wody odparowany z
odlewu pozostawia w masie gipsu puste
przestrzenie. Tak powstałe pory mają wpływ na
dokładność odwzorowania szczegółów i zależą od
gęstości gipsu.

8

Do mieszania gipsu używamy odmierzonych

porcji gipsu i wody. Mieszanie odbywa się w
gumowych miseczkach przy użyciu metalowych
szpatułek lub w specjalnych mieszalnikach
mechanicznych, które mają zamontowane pompy
odsysające powietrze. Do zarabiania gipsu
używamy wody o temperaturze pokojowej, choć
użycie zimnej wody też jest dopuszczalne.

9

Po wlaniu do miseczki odmierzonej ilości, stopniowo
dodajemy oznaczoną porcję gipsu rozprowadzając ją
w wodzie przez około 30-60 sekund. Wskazane jest
umieszczenie miseczki na 10 sekund na stoliku
wibratora by usunąć z mieszaniny nadmiar
powietrza. Można też delikatnie postukiwać miseczką
o blat stołu. Szpatułką dokładnie rozrabiamy gips
rozcierając o ściany miseczki przez kolejne 60
sekund. Kiedy ocenimy, że mieszanina jest
jednorodna ponownie można posłużyć się
wibratorem w celu pozbycia się pęcherzyków
powietrza.

10

Po tym gips jest gotowy do wlewania w

przygotowaną formę lub do wycisku. Nalewanie

powinno odbywać się po ścianach formy, tak aby

nie zamknąć wewnątrz przypadkowo powietrza.

Czas pracy z rozrobionym gipsem wynosi 5-7

minut. Z miseczki za pomocą szpatułki usuwamy

niepotrzebny już gips, dokładnie wycieramy

szpatułkę. Po związaniu gipsu, dzięki elastyczności

ścian miseczki resztki gipsu łatwo oddzielą się.

Miseczkę wyczyścimy papierowym ręcznikiem.

11

Czas wiązania gipsu zwykle wynosi 10-15 minut.
Jednak gips po tym czasie jest jeszcze bardzo kruchy.
Przyjmujemy, że dla uzyskania modelu o właściwych
parametrach wytrzymałościowych, tj. dla dobrego
stwardnienia gipsu i odparowania wody nadmiarowej
wydłużamy czas do 45-60 minut. Na czas wiązania
gipsu w większym stopniu mają wpływ zastosowane
metody praktyczne niż zróżnicowany stosunek W/P
(woda/proszek) czy częstotliwość mieszania. Z kolei
dodanie odpowiednich substancji może przyspieszyć
lub opóźnić czas wiązania gipsu w zakresie
kilkunastu minut do kilku godzin.

12

Co się stanie jeżeli nieprawidłowo odmierzymy stosunek

W/P?

Nadmiar wody sprawi, że w jednostce czasu i objętości

powstawać będzie mniej kryształów dwuwodzianu niż

normalnie. Wydłuży to czas wiązania gipsu. Niedomiar wody

skraca czas wiązania zmniejszając tym samym czas roboczy, a

to przekłada się na niedokładności w trakcie odlewania modelu i

odwzorowanie szczegółów. Zmiana stosunku W/P tylko o 0,1

sprawia, że czas wiązania może różnić się nawet o kilkanaście

minut.

13

Co się stanie jeżeli mieszanie gipsu

przeprowadzimy w niedokładnie oczyszczonej z

resztek gipsu miseczce?

Kryształy dwuwodzianu zachowują się jak

katalizator przyspieszając wiązanie gipsu.

Stanowią jak gdyby jądra krystalizacji, wokół

których natychmiast zaczynają powstawać

następne kryształy dwuwodzianu.

14

Dodatki?

Siarczan potasu dodany do mieszaniny

ułatwia rozpuszczanie półwodzianu w wodzie

przyspieszając czas wiązania. Boraks wydłuża

czas wiązania powlekając tworzące się kryształy,

tym samym uniemożliwiając im działanie jako

jądra krystalizacji.

15

Czas mieszania

Wydłużenie czasu mieszania powoduje

mechaniczne rozbijanie tworzących się kryształów

na 2-3 dodatkowe, a to zwiększa ilość jąder

krystalizacji co przyspiesza czas wiązania całej

mieszaniny.

16

Temperatura

Wzrost temperatury zazwyczaj przyspiesza czas
reakcji chemicznej. Podobnie dzieje się w przypadku
wiązania gipsu. Norma wynosi tyle co temperatura
pokojowa, czyli 20-25°C. wzrost temperatury do
37,5°C (temp. ciała) powoduje, że szybkość reakcji
wzrasta, czas wiązania ulega skróceniu. Dalszy
wzrost temperatury powoduje zwolnienie reakcji i
wydłużenie czasu wiązania. W temperaturze 100°C
czas wiązania i rozpuszczania się kryształów pół- i
dwuwodzianu jest podobny i reakcja nie zachodzi.

17

Ekspansja

W czasie wiązania gipsu dochodzi do reakcji rozszerzania, czyli
ekspansji liniowej. Zjawisko ekspansji jest wynikiem wzrostu
kryształów dwuwodzianu gipsu i zderzania się ze sobą.
Wielkość ekspansji zależy od rodzaju gipsu. Gips modelowy
ulega największej ekspansji, gips odlewowy supertwardy
najmniejszej. Ekspansja gipsu nie przebiega jednakowo we
wszystkich kierunkach. Oznacza to, że rozszerzenie modelu w
czasie wiązanie w wymiarze językowo-policzkowym może być
inne niż w wymiarze pionowym. Rodzajem ekspansji jest
ekspansja higroskopijna. Zachodzi gdy po zmieszaniu gipsu do
mieszaniny dostanie się woda. Tak dziej się gdy odlewamy
model z wycisku alginatowego. Gips chłonie wodę z masy
wyciskowej. Dodatki do gipsu zmieniają ekspansję.

18

Dlatego tak ważne jest odczekanie przynajmniej 1

godziny na dobre wyschnięcie modelu zanim

rozpoczniemy jego uwalnianie. Nie wskazane jest

dodatkowe suszenie modelu ponad pozostawienie

w temperaturze pokojowej, gdyż dodatkowo

dostarczone ciepło może nie tylko odparować

szybciej wodę ale doprowadzić do uwolnienia wody

związanej, co znacznie osłabi wytrzymałość modelu.

19

Dezynfekcja

Jakkolwiek do laboratorium powinny trafiać już
wstępnie zdezynfekowane w gabinecie lekarskim
wyciski, to jednak nie można mieć 100% pewności
co do powyższego. Odlane modele można
dezynfekować środkami ogólnie przyjętymi.
Powierzchnię modelu spryskujemy sprejem
aldehydu glutarowego lub fenolu i umieszczamy
model w szczelnym woreczku foliowym na 10-15
minut. Po tym czasie ginie większość wirusów i
bakterii. Model gotowy jest do pracy.

20

21

22

23

24

25

26

Innymi materiałami używanymi w stomatologii do

wykonywania modeli są żywice epoksydowe

(bardzo odporne na ścieranie, ale bardzo długo

wiążą do gotowego modelu) oraz materiały

galwaniczne (srebro, miedź – bardzo kosztowne,

wymagające użycia specjalistycznej aparatury oraz

szkodliwych dla zdrowia odczynników).

27

Gipsy II

cracked by fazi

28

Modele dzielimy na:

• Modele pomocnicze

, np. orientacyjne,

wykonywane są z gipsu białego
nieutwardzonego (dla oceny oszlifowania
zęba)

• Modele robocze -

na tych modelach

wykonujemy ostateczną pracę protetyczną

• Modele całkowite
• Modele częściowe
• Modele segmentowe

29

Gips modelowy

CaSo

4

x ½ H

2

O + 1 ½ H

2

O = CaSO

4

x 2H

2

O + ciepło

Do zarobienia półwodzianu siarczanu wapnia potrzeba
więcej wody, wymagana ilość wody poza tą, która bierze
udział w reakcji chemicznej nazywa się wodą dodatkową.

służy ona do zwilżenia cząsteczek proszku półwodzianu w
taki sposób, że mogą one reagować tworząc kryształy
dwuwodzianu. Woda dodatkowa jako taka nie reaguje z
kryształami półwodzianu i ostatecznie jest tracona na
skutek parowania po związaniu gipsu.

30

Gips modelowy

• Czynniki przyspieszające wiązanie gipsu

(katalizatory dodatnie):

a) Szybkość mieszania (szybko i energicznie)
b) Temperatura wody (ciepła 37,5°C

przyspiesza, powyżej opóźnia)

c) Zmniejszenie ilości dodanej wody
d) Sól kuchenna
e) siarczan potasu
f) Siarczan sodu
g) Tiosiarczan sodowy
h) Chlorek glinu, potasu

31

Gips modelowy

• Czynniki opóźniające wiązanie gipsu

(katalizatory ujemne):

a) Boraks
b) Ałun glinowo-potasowy
c) Gliceryna
d) Cukier
e) Wodne roztwory szkła wodnego
f) Ocet
g) Zsiadłe mleko
h) Zimna woda
i) Duża wilgotność

32

Sposoby zwiększania twardości

modeli gipsowych:

• Dodawanie substancji do gipsu lub wody
• Utwardzenie gotowego wycisku

33

Substancje dodawane do

proszku lub wody:

 Substancje te dodaje się do gipsu półwodnego
 Najczęściej substancje te dodawane są przez

wytwórnię i dostarczane w postaci tzw. gipsu
utwardzonego (gips marmurowy, parianowy,
Moldano, Calston, Plaster i inne)

 Gipsy te zabarwione są na kolor żółty, niebieski,

seledynowy

 Przykładem może być gips marmurowy, który w

swym składzie zawiera ałun glinowo-potasowy

34

Zwiększenie twardości

gotowego modelu:

• Gotowanie modeli w stearynie lub parafinie

• Powlekanie powierzchni modelu 20% alkoholowym roztworem

szelaku

• Powlekanie roztworem szkła wodnego; może ono jednak zmienić

kształt modelu na skutek zatrzymywania się w zachyłkach i
wytworzenia w tych miejscach grubszej powierzchni

• Moczenie modelu w nasyconym roztworze sody: wówczas na

powierzchni modelu powstaje twarda warstewka węglanu wapnia

• Moczenie w gorącym 10% roztworze siarczanu baru

• Gotowanie w nasyconym roztworze boraksu przez 30 minut

35

Jeżeli wykonujemy modele

robocze, to używamy tylko gipsów
utwardzonych.