Tworzywa sztuczne

stosowane w protetyce

stomatologicznej

Martyna Babula

Celuloid



Jest to dwunitroceluloza plastyfikowana

kamforą w obecności spirytusu i olejków
roślinnych .



Pierwsza masa użyta w protetyce



Wprowadzona przez Huntera w 1872r



Produktem wyjściowym jest błonnik na który

działa się kwasem azotowym i siarkowym (w
celu odwodnienia) w stosunku 5:2. W ten
sposób otrzymuje się nitrocelulozę .

Masy winylowe



Ukazane na rynku po raz pierwszy w 1928r.



Kopolimery octanu winylu i etylenu



są stosowane do wykonywania ochraniaczy

ust przeznaczonych dla sportowców a, także
do wyrobu łyżek przeznaczonych do aplikacji
środków fluorowych oraz nakładek
podwyższających zwarcie podczas leczenia
bruksizmu.

Masy akrylowe

Materiały te należą do grupy organicznych tworzyw

sztucznych o wielkocząsteczkowej budowie
chemicznej. Są to syntetyczne tworzywa otrzymywane
drogą polimeryzacji estrów kwasu akrylanowego i
metakrylanowego.

Masy akrylanowe pod względem budowy chemicznej

należą do związków wielkocząsteczkowych. Cząsteczka
związku prostego, istniejąca samodzielnie, ma inny
stan skupienia fizycznego i nazwana jest monomerem.
Synteza żywic syntetycznych może następować przez:



polimeryzację



polikondensację

Polimeryzacja

Proces chemiczny polegający na prostym łączeniu się

wielu cząsteczek zawierających wiązania wielokrotne w
jeden związek wielocząsteczkowy bez produktu
ubocznego.

Reakcja zachodzi pod wpływem:



Światła



Ciepła



Tlenu z powietrza

Czynnikiem warunkującym powstanie akrylu

usieciowanego jest glicerol dwumetyloakrylowy.
Polimery usieciowane charakteryzują się małą
rozpuszczalnością we wszystkich rozpuszczalników.

Polikondensacja



Reakcja zachodząca między substancjami o

prostej cząsteczce. Powstaje wtedy związek
wielocząsteczkowy oraz proste produkty
uboczne np. woda.

Fazy wstępnej
polimeryzacji



Faza mokrego piasku



Faza pęcznienia



Faza rozklejania



Faza nitek



Faza ciasta



Faza wstępnej polimeryzacji

Fazy polimeryzacji



I faza – reakcja inicjowania



II faza – reakcja wzrostu łańcucha



III faza – reakcja zakończenia wzrostu łańcucha



IV faza – reakcja przeniesienia aktywności

łańcucha

Polimeryzacja jest reakcją łańcuchową i po okresie

początkowym, charakteryzującym się powolnym
przebiegiem, zachodzi bardzo szybko. Im wyższy
stopień polimeryzacji polimeru, tym większa jest
jego wytrzymałość mechaniczna.

Skład proszku akrylanów



poli(metakrylan metylu), polimer lub kopolimer

(perełki)



organiczny nadtlenek – inicjator



dwutlenek tytanu pozwalający kontrolować

przezierność



barwniki nieorganiczne – zapewniają odpowiedni

kolor, odzwierciedlając kolor błony śluzowej
pacjenta



Wysuszone włókna syntetyczne – w celu poprawy

estetyki



plastyfikatory – zwiększają elastyczność

Cechy proszku -
polimeru



sproszkowany polimetakrylan metylowy



otrzymywany przez addycyjną polimeryzację

cząstek monomeru



bezbarwny przepuszcza światło i promienie RTG



trwałość 2-3 w skali Mohsa



rozpuszczalny w niewielu rozpuszczalnikach

organicznych, nie ulega działaniu kwasów i zasad



ziarna – perełki 0,04 mm

Skład płynu akrylanów



metakrylan metylu lub monomer



inhibitor – hydrochinon



czynnik zapewniający wiązanie sieciowe –

dimetyloakrylan



przyspieszacz – nadltenek benzoilu



plastyfikatory – ułatwiają wymieszanie monomeru

z polimerem

Cechy płynu - monomeru



płynny ester metylowy kwasu metakrylanowego



temperatura wrzenia 103 ̊C



nierozpuszczalny w wodzie



rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych



bezbarwny o przenikliwym zapachu



łatwopalny



powyżej 65 ̊C ulega polimeryzacji



przechowywany w ciemnych w butelkach, w

chłodnym miejscu

Monomer resztkowy



Niespolimeryzowany monomer rzeczywisty w

przebiegu polimeryzacji



Toksycznie, uczulająco działa na człowieka



Jego powstanie jest spowodowane krótkotrwałą

polimeryzacją lub błędami w wykonaniu
labolatoryjnym



Likwidacja:

1.

polimeryzacja protezy w kąpieli wodnej

2.

Kapiel w roztworach nadmanganianu potasu,
wody utlenionej, chloraminy (powierzchniowo)

3.

Naświetlania promieniowaniem UV (głęboko)

Wymagania stawiane materiałom
stosowanym do wytwarzania płyt protez



Wytrzymałość, trwałość



Dokładność przetwórcza , stabilność

wymianowa



Dobre właściwości termiczne



Stabilność chemiczna



Mała sorpcja wody



Nierozpuszczalność



Biokompatybilność



Naturalny wygląd



Stabilność koloru



Łatwość wytwarzania i naprawy



Umiarkowany koszt

Cechy akrylanów
polimeryzowanych termicznie,
przeznaczonych do wyrobu protez



Mała wytrzymałość, umiarkowana

elastyczność; są kruche i miękkie; wysoka

odporność na zniszczenia na skutek zużycia



Małe przewodnictwo cieplne



Niska temperatura, przy której dochodzi do

odkształcenia akrylanu płyt protez (ok. 95 ̊C)



Względnie wysoka sorpcja wody



Słaba adhezja polimerów akrylanowych do

metalu i porcelany



Dobra stabilność koloru



Dobra kompatybilność

Modyfikowane tworzywa
akrylanowe do wyrobu protez



Zmodyfikowane przez dodanie gumy-

butadienowo-sterynowej



Kopolimery uzyskane przez połączenie

monomerów hydroksymetakrylowych z
metakrylanem metylu



Dodatek tłuszczów, takich jak np.: ftalan dibutylu,

wpływa na plastyfikację polimeru. Odpowiednia

ilość ftalanu powoduje, że polimer staje się

elastyczny.



Takie uplastycznione akrylany są stosowane jako

tymczasow masy podścielające



protezy ruchome. Stopniowe ulegają one

utwardzeniu, ponieważ ślina



wypłukuje plastyfikatory tłuszczowe.

Plastyfikowanie to inaczej zmiękczanie.

Tworzywa akrylanowe mogą być

dostarczane w różnych postaciach, takich
jak proszki, płyny oraz płatki i arkusze.

Obecnie są stosowane w postaci proszku

(polimer) i płynu (monomer). Proporcje
mieszanki wynoszą 3 : 1 (proszek : płyn).
Użycie proszku i płynu nie tylko ułatwia
pracę tym materiałem, ale i umożliwia
bezproblemowe wykonanie płyty protezy w
laboratorium protetycznym.

Zastosowanie tworzyw akrylowych



Protezy ruchome całkowite i częściowe



Zęby sztuczne do protez ruchomych



Korony akrylowe (obecnie tymczasowe)



Licówki koron i mostów (dawniej)

Akryl
szybkopolimeryzujący



proszek - katalizator: nadtlenek benzoilu +
promotor: alkohol etylowy



 płyn – dodatek akceleratora (aktywator): amina III -
rzędowa

Reakcja redukcyjno-oksydacyjna: nadtlenek – amina; 

spotęgowana przez promotor

Czas twardnienia 5 –20 min. Też polimeryzacja pod

ciśnieniem w wodzie o temp. 35-40

o

 C  (kilkanaście minut)

Masy te ze względu na układ Redox są wygodniejsze w

użyciu na skutek łatwego przerabiania i trwałości aminy w
monomerze, ale bieg polimeryzacji jest wolniejszy i dłużej
trwa przenikanie monomeru do ziarenek polimeru.

Akryl elastyfikowany



Charaktryzuje je większa wytrzymałość na uderzenie
niż akrylu konwencjonalego.



Elastyczność można uzyskać poprzez dodanie
plastyfikatora w ilości 50% masy lub przez stosowanie
kopolimerów, których pewne rodniki zastępuje się
innymi.



Przez połączenie metaktylanu z ftanalem
dwubutylowym uzyskuje się dostateczny stopień
elastyczności, którego trwałość utrzymuje się przez
okres pół do półtora roku.



Elastycznego akrylu nie można opracowywać
mechanicznie

Ze względu na rodzaj związków jakie dodaje się by

uzyskać elastyczność tworzywa, akryle te dzielimy na:



  Akryle zawierające zmiękczacze zewnętrzne

dodatek plastyfikatorów (ftalan dwubutylu, ftalan

dwumetylu, salol) od 50 do 55% - zmniejszają tarcie
wewnętrzne cząsteczek, układając się między
cząsteczkami



 Akryle zawierające zmiękczacze wewnętrzne

dodatek kopolimerów, w których pewne rodniki

zastąpiono innymi, np.: ester kwasu metakrylowego z
wyższymi alkoholami

  Dzięki temu dochodzi do wzrostu długości łańcucha

alkoholowego co zwiększa się poślizg   między
cząsteczkami.

Stosuje się je wtedy, gdy:



Podłoże kostno-śluzówkowe jest wrażliwe na

ucisk



W przypadku kolbowatości wyrostków

zębodołowych



Protezy twarzowe lub szyny ochronne dla

pięściarzy

W zakresie techniki dentystycznej wykaże swoją

przydatność, gdy będzie:



Trwale łączył się z podłożem protezy



Trwale elastyczny



Nieszkodliwy dla tkanek otaczających i

organizmu

Inne wzmocnienia akrylu

Wprowadzenie do masy włosków
korundowych.

Eksperymentuje się także z fibrylami

węglowymi odpowiednio przygotowanymi . Ich
dodatek wzmacnia materiał ale zaburza jego
estetykę wskutek czarnego zabarwienia
domieszki.

Podział akrylanów ze względu na
rodzaj polimeryzacji



termoutwardzalne – utwardzane na gorąco



samopolimery – chemoutwardzalne,

autopolimery



światłoutwardzalne

Samoutwardzalne a
Termoutwardzalne



Różnią się metodą aktywacji



Mają większą porowatość którą trudno zaobserwować
w barwionym materiale. Porowatość jest
prawdopodobnie spowodowana powietrzem zawartym
w monomerze, które w temperaturze pokojowej nie
uległo rozproszeniu w polimerze.



Masy samoutwardzalne mają mniejszą masę
cząsteczkową i większe stężenie monomeru
resztkowego (2-5%)



Nie są tak wytrzymałe jak polimery termoutwardzalne.
Wytrzymałość poprzeczna jest o 80% mniejsza od
wytrzymałości klasycznych akryli.



Stabilność barw polimerów samoutwardzalnych

jest słabsza; jeśli zastosuje się trzeciorzędową
aminę jako aktywator wykazują po upływie
pewnego czasu żółtawe przebarwienia struktury.



Materiały te wskazują większy stopień dysorcji w

trakcie użytkowania. W trakcie pomiarów
pełzania obu materiałów można wykazać, że
akryl termoutwardzalny wykazuje mniejszą
deformacje początkową, mniejsze pełzanie i
szybszy powrót do stanu pierwotnego niż
polimer samoutwardzalny.

światłoutwardzalny

Addycyjna polimeryzacja wolnorodnikowa może być aktywowana

światłem. Technika ta szeroko rozpowszechniona w materiałach
kompozytowych, ostatnio używana jest do wykonywania protez
akrylowych. Obecnie istnieje jeden taki system podlegający ciągłym
modyfikacją. W skład zestawu wchodzi:

1.

Materiał do wykonania akrylowej bazy protezy – kopolimery akrylowe,
mikrowypełniacz krzemionkowy, długołańcuchowy monomer akrylowy,
brak w nim metakrylanu metylu

2.

Związek do pokrycia poprzedniego materiału; jego zadaniem jest
zapobieganie inhybicyjnemu działaniu tlenu na proces polimeryzacji

3.

Łuki zębowe w czterech rozmiarach

4.

Światłoutwardzalny klej służący do łączenia zębów z płytą protezy; jest
on mieszaniną monomerów akrylowych w tym metakrylanu metylu

5.

Specjalny piec świetlny zawierający cztery wolframowe lampy
holagenowe emitujące światło o długości fali 400 – 500 nm.

DZIĘKUJĘ ZA

UWAGĘ