Materiały na wypełnienia zębów tylnych

INSTYTUT MATRERIAŁÓW INŻYNIERSKICH I BIOMEDYCZNYCH

Zakład Inżynierii Materiałów Konstrukcyjnych i Specjalnych

Wydział Mechaniczny Technologiczny
POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH

PROJEKT

Temat:

Materiały na wypełnienia zębów tylnych

Mateusz Soja, Kamil Birowski, Jan Karkoszka

Kierunek studiów: IM

Prowadzący:

Mgr Inż. Katarzyna Basa
Mgr Inż. Daria Skórnicka

GLIWICE 2014

Spis treści

  1. Wstęp …………………………………………………………..………..…….....…… 3

  2. Materiały na uzupełnienia stałe.……………………….……………………………… 5

    1. Materiały ceramiczne………………………………………………...……….. 5

    2. Materiały ceramiczno-organiczne………………………………….........……. 5

    3. Materiały złożone na bazie żywic polimerowych.……..……….….……...….. 6

    4. Materiały organiczne…………………………………………………….……. 6

    5. Metale…………………………………………………………………….…… 7

    6. Stopy metali……………………………………………………………….……7

  3. Zaproponowanie trzech materiałów na wypełnienia stałe zębów tylnych………...….. 8

    1. Amalgamat dentystyczny……………………………………………...……… 8

    2. Złoto kohezyjne……………………………………………………………….. 9

    3. Kompozyty dentystyczne……………………………………………………. 10

  4. Podsumowanie ………………………….………………………………………..…. 13

  5. Bibliografia……………………….…………………………………………………. 15

Wstęp

Protetyka stomatologiczna jak wynika z definicji „Słownika określeń protetycznych”
z 1993 jest to dział stomatologii zajmujący się odbudową i utrzymaniem czynności jamy ustnej, poprzez odtwarzanie pierwotnych warunków zgryzowych po utracie zębów naturalnych, lub po ich uszkodzeniu przez uzupełnienie sztucznymi substancjami brakujących zębów i przyległych tkanek w obrębie jamy ustnej [1].

Wypełnienie zęba potocznie zwana „plombą” jest to materiał mający na celu odbudowanie tkanki zęba, utracone na skutek próchnicy lub innych uszkodzeń nie próchnicowego pochodzenia [1].

Wymagania stawiane wypełnieniom stałym [2]:

Podział materiałów na wypełnienia w zależności od zastosowania [1]:

  1. Materiały tymczasowe

    1. Dentyna wodna

    2. Eugenolan cynku

    3. Masy samoutwardzalne

    4. Cementy prowizoryczne

  2. Materiały podkładowe

    1. Materiały izolacyjne

      • Cementy fosforanowe

      • Cementy karboskylowe

      • Cementy szkło-jonomerowe

      • Lakiery podkładowe

      • Linery na bazie żywic polimerowych

    2. Materiały izolacyjno-lecznicze

      • Eugenolann cynku

      • Twardniejące preparaty na bazie Ca(OH)2

    3. Materiały lecznicze

      • Nietwardniejące preparaty na bazie Ca(OH)2

      • Biopreparaty

  3. Materiały do wypełnień stałych.

    1. Materiały ceramiczne

      • Cementy krzemowe

      • Cementy krzemowo-fosforanowe

    2. Materiały ceramiczno-organiczne

      • Cementy szkło-jonomerowe

    3. Materiały złożone na bazie żywic polimerowych

      • Materiały kompozytowe

      • Ormocery

      • Kompomery

    4. Materiały organiczne

      • Szybko polimeryzujące masy akrylanowe

    5. Stopy i roztwory metali

      • Amalgamaty srebra

      • Złoto kohezyjne

Materiały do wypełnień stałych na uzupełnienia zębów tylnych będą przedmiotem tej pracy. Materiały te powinny spełniać swą funkcje przez jak najdłuższy czas, nie zmieniając w najmilejszy sposób swoich własności, jednak do tej pory nie opracowano materiału, który mógłby trwale i ostatecznie zastąpić twarde tkanki zęba. Wymagana jest, bowiem od uzupełnień stałych różna wytrzymałość, ze względu na niejednolity zakres obciążeń zębów w poszczególnych miejscach łuku zębowego. Podobny problem niejednorodności dotyczy również estetyki materiałów. Z tych powodów nie opracowano jeszcze uniwersalnego materiału, który byłby idealnie dopasowany do wymogów każdego pacjenta. W niniejszej pracy postarano się jednak zaprezentować materiały, które jak najlepiej spełniają wymagania stomatologiczne w zakresie wypełnień stałych zębów tylnych [3].

2. Materiały na uzupełnienia stałe

2.1 Materiały ceramiczne

Porcelana jest materiałem znanym, jako surowiec do wyrobów najrozmaitszych przedmiotów gospodarstwa domowego i artykułów technicznych. Porcelanę używa się również w stomatologii i protetyce stomatologicznej. Pomimo wypierania porcelany przez tworzywa sztuczne – masy akrylowe, pozostaje jednak ona często materiałem niezastąpionym do sporządzania protez stomatologicznych [3].

Sposoby formowania mas ceramicznych [6]:

Współczesne metody formowania masy ceramicznej polegają jedynie na ręcznym modelowaniu i z tego powodu tylko ten sposób zostanie omówiony. Ręczne modelowanie polega na nakładaniu masy ceramicznej na model oszlifowanego zęba pokryty złotą folią [6].

2.2 Materiały ceramiczno-organiczne

Powstały z połączenia cementów szklano-jonomerowych z materiałami kompozytowymi. Takie połączenie miało na celu wykorzystanie zalet obydwu materiałów, co w efekcie doprowadziło do powstania nowego materiału o podwójnym mechanizmie wiązania (mechanizmie chemicznym - poprzez zastosowanie połączenia kwas - zasada oraz mechanizmie aktywowanym za pomocą energii świetlnej). Materiały ceramiczno-organiczne w swojej budowie posiadają elementy cementów (szkło glinowo - krzemowe, kwas dikarboksylowy, cząsteczki monomeru) oraz katalizator fotopolimeryzacji, który jest charakterystyczny dla materiałów kompozytowych [5].

Do podstawowych cech Materiały ceramiczno-organiczne należy [6]:

2.3 Materiały złożone na bazie żywic polimerowych(kompozytowe)

Podstawą do stworzenia tych materiałów było połączenie klasycznych szybko polimeryzujących mas akrylowych z umacniaczami, zwanymi też wypełniaczami. Jednak to połączenie metyl/polimekrylanów nie sprostało stawianym wymogą. Obecnie materiały z tej grupy składają się z trzech faz: organicznej, nieorganicznej oraz czynnika wiążącego. Faza organiczna pełni role spoiwa. W jej skład wchodzą monomery, komonomery, dodatkami są stabilizatory, inicjatory i barwniki. Najczęściej stosowanymi monomerami są MMA, Bis-Ema czy Bis-GAM. Faza nieorganiczna zawiera w sobie wypełniacze mineralne, które decydują o parametrach fizykochemicznych i stanowią 50-85 % ogólnej masy. Występują one w postaci nieregularnych ziaren o zróżnicowanej wielkości. Najczęściej jest to kwarc, krzemionka oraz krzemian litowo-glinowy. Czynnikiem wiążącym jest najczęściej silan winylu [4].

2.4 Materiały organiczne

Należą one do żywic będących pochodnymi estrów kwasu akrylowego i metakrylowego. Składają się z proszku (polimer PMMA) i płynu (monomer – MMA). Wiążą one już w temperaturze pokojowej, a polimeryzacja jest tu możliwa dzięki zastosowaniu układu redukucyjno-oksydacyjnego Redox, gdzie oprócz inicjatora (nadtlenek) stosowane są aktywatory (aminy trzeciorzędowe, kwasy sulfinowe) i promotory polimeryzacji [4].

W przeszłości stanowiły pozytywną alternatywę wobec cementów krzemowych i krzemowo-fosforanowych. Jednak weryfikacje kliniczne ujawniły ich stosunkowo szybko przemijający, pierwotnie pozytywny efekt estetyczny. Ponadto porowatość, wtórne przebarwienia, znaczna ścieralność, wodochłonność i skurcz polimeryzacyjny, złe przyleganie i duży mikro przeciek brzeżny, duża toksyczność wobec miazgi.

Aktualnie znajdują one zastosowanie do doraźnych napraw niektórych protez stałych i tymczasowych, korekt protez ruchomych, szynoprotez, aparatów korekcyjnych itp. [4].

2.5 Metale

Metale zajmują w materiałoznawstwie dentystycznym istotne miejsce i dlatego musimy zapoznać się w ogólnych zarysach z ich pewnymi wspólnymi cechami chemicznymi i fizycznymi. W protetyce dentystycznej ok. 90% praz zawiera w swej budowie element metalowy[3].
Metale stosowane w stomatologii i protetyce:

2.6 Stopy metali

Stopy są to mieszaniny metali utworzone przez wspólne ich przetopienie. Czyste metale mają znikome zastosowanie ze względu na ich niskie właściwości wytrzymałościowe. Czyste metale stosuje się w przypadku konieczności zużytkowania ich przewodnictwa elektrycznego, ciągliwości i w niektórych przypadkach jako łączna. W technice dentystycznej stosuje się ich stopy ze względu na lepsze właściwości mechaniczne i fizyczne, a także lepszą lejność [3].

3. Zaproponowanie trzech materiałów na wypełnienia stałe zębów tylnych

Na potrzeby projektu ograniczono się do wybrania trzech materiałów. Wybranymi materiałami, które jak najlepiej spełniają narzucone wypełnieniom stałym zębów tylnych wymagania to: amalgamat dentystyczny, stop złota używany w dentystyce oraz wypełnienia kompozytowe należące do grupy materiałów złożonych na bazie żywic polimerowych [1].

3.1 Amalgamat dentystyczny

Amalgamat dentystyczny jest stopem rtęci i jednego lub większej liczby innych metali. Powstaje poprzez zmieszanie płynnej rtęci ze stałymi cząsteczkami stopów Ag, Sn, Cu i czasami Au, Id, Pd, Pt, Se, Zn (stopu amalgamatowego) [5].

Amalgamaty ze względu na udział metali dzielimy na:

Wysokosrebrowe amalgamaty są materiałami najnowszej generacji. Zawierają 20-30 % Cu, a w proszku dominują formy sferyczne i sferoidalne. Zazwyczaj nie zawierają cynku, zwiększa się natomiast udział metali szlachetnych (2-10%) i półszlachetnych takich jak: złoto, platyna, pallad czy iryd. Amalgamaty te posiadają dobrą odporność na korozje, ale słabą wytrzymałość na pełzanie [5].

Niskosrebrowe i niskomiedziowe amalgamaty nazywane są konwencjonalnymi. Zawierają do 64% Srebra, 25-28% Cyny, 5-6 % Miedzi i około 2% Cynku. Proszki tych metali mają postać wiórów i opiłków. Odporność na korozje tych amalgamatów jest mniejsza niż grupy poprzedniej, ze względu na obecność fazy Sn6-8Hg [5].

Wysokomiedziowe amalgamaty mogą zawierać w sobie mały lub wysoki udział srebra, a zawartość miedzi sięga w nich około 12 %. Proszek tych amalgamatów ma postać sferycznych lub sferoidalnych cząstek. Cechują się dużą odpornością na korozję, natomiast spada wytrzymałość na pełzanie i płynięcie [5].

Techniki przygotowania amalgamatu:

odmierzeniu, wymaganych do wielkości wypełnienia, ilości składników: rtęci i opiłków metali w proporcji wagowej 1:1.

Zaletami materiałów amalgamatowych, są:

Wady amalgamatów:

3.2 Złoto kohezyjne

Jako materiał do wypełnień stałych stosuje się je w postaci plastycznej (tzw. złoto lepkie). Co do formy jego wykorzystania praktycznej używa się: złotą folię, tzw. złoto matowe (gąbczaste) oraz złoty proszek. Najczęściej jednak wykorzystywana jest złota folia [6].

Odpowiednia obróbka termomechaniczna do postaci folii, zachowuje podstawowe zalety tego metalu. Złota folia wytwarzana jest w formie „książeczki” zawierającej arkusze, niekiedy są one przedzielone warstwą platyny i noszą nazwę folii laminowanych. Ich grubość oznacza się w odpowiedniej skali. Do bezpośredniego użycia jest ona przycinana, a następnie rolowana w kształcie walca, tzw. „palety: lub zgniatana (zginana) i w tej formie wprowadzana do ubytku [6].

Złoto matowe wytwarzane jest ze sproszkowanej postaci tego metalu, otrzymanej na drodze elektrolitycznego wytrącania. Proszek ten w dalszej obróbce poddawany jest kompensacji i spiekaniu. Ten typ złota dostarczany jest na rynek w formie cienkich pasków. Używany i stosowany jest podobnie jak złota folia [6].

Do stopów do bezpośredniego użycia, w celu zwiększenia ich twardości i wytrzymałości, dodawane są niekiedy niewielkie ilości wapnia, platyny lub srebra (0,5-5%).

Wykazano, że stosowanie złota kohezyjnego, a w szczególności złotej folii pozwala na osiągnięcie twardości zbliżonej do wkładów. Użycie folii laminowanej platyna dodatkowo potęguje twardość wypełnień, aczkolwiek utrudnia wytworzenie właściwej adhezji pomiędzy kolejnymi zakładanymi warstwami. Stwierdzono również, że złoto powoduje najmniejsze podrażnienie dziąsła brzeżnego i jest odporne na korozję. W porównaniu do większości materiałów do wypełnień stałych charakteryzuje się minimalnym mikro przeciekiem brzeżnym, chociaż wytrzymałość i twardość takich wypełnień jest czasami niewystarczająca do przeciwstawienia się siłom żucia. Ich wadą jest jednak niepełna estetyka oraz praco- i czasochłonność zabiegu kondensacji, szczególnie w odręcznym upychaniu [6].

3.3 Kompozyty dentystyczne

Materiały kompozytowe do wypełnień, najczęściej są dzielone na trzy grupy, a podział ten opiera się na wielkości cząstek. Są to odpowiednio [4]:

Do zalet materiałów kompozytowych możemy zaliczyć [4]:

Wadami są natomiast [4]:

Kompozyty makrocząsteczkowe zawierają makrowypełniacze w postaci sproszkowanego kwarcu(SiO2), szkła sodowego, aluminiowego lub ceramiki o nieregularnym kształcie, zawierają dodatkowo krzemionkę pirolityczną. Stanowią 50-60 % udziału objętości tych materiałów złożonych. Porównując je do kompozytów mikrocząsteczkowych te cechuje [7]:

W porównaniu do materiałów hybrydowych, makrocząsteczkowe charakteryzują się podobną twardością, lecz gorszymi pozostałymi parametrami.

Kompozyty mikrocząsteczkowe zawierają głownie wypełniacze w postaci sferoidalnych ziaren pirolitycznej krzemionki o wielkości 0,04-0,1 µm oraz kilka form makrowypełniacza organiczno-nieorganicznego. Mikrowypełniacze w porównaniu do innych materiałów kompozytowych z tej grupy posiadają najmniejszy udział objętościowy, który mieści się w granicach 20-50 %, z tego faktu wynikają gorsze własności fizykochemiczne i mechaniczne [7].

W porównaniu do materiałów makrocząsteczkowych i hybrydowych materiały mikrocząsteczkowe cechuje dodatkowo [6]:

Jednakże są to materiały szeroko stosowane w stomatologii ze względu na swoje zalety [6]:

Kompozyty hybrydowe są materiałami o budowie pośredniej między makro i mikrocząsteczkowymi. Udział fazy nieorganicznej w materiałach jest największy spośród wszystkich materiałów tej grupy i stanowi średnio 64% objętości. W skład fazy nieorganicznej wchodzi 10-15 % bezpostaciowego SiO2 , a resztę stanowi makrowypełniacz. W odróżnieniu od makrocząsteczkowych w kompozytach tej grupy zastosowano szlachetniejsze gatunki szkła np. borowe, strontowe, krzemowe czy cyrkonowe, co zapewnia zwiększenie stopnia dyspersji uziarnienia, jak również polerowalności i rozszerzalności cieplnej [7].

Ze względu na rozmiar kompozyty hybrydowe można jeszcze podzielić na trzy grupy [2]:

W porównaniu do materiałów makrocząsteczkowych kompozyty hybrydowe cechuje [2]:

W porównaniu do materiałów mikrocząsteczkowych [2]:

Kompozyty te stanowią więc połączenie najlepszych własności kompozytów makro i mikrocząsteczkowych, niwelując jednocześnie ich wady. Takie połączenie sprawiło, że są one obecnie jednymi z częściej stosowanych materiałami do wypełnień stałych. Porównując je jednak do wypełnień z amalgamatów posiadają one mniejszą twardość, a przez to mniejszą odporność na ścieranie, mimo to nie wyklucza to materiałów kompozytowych do stosowania ich na wypełniania ubytków klasy I i II [6].

  1. Podsumowanie

Szereg własności, jakie powinno spełniać idealne wypełnienie stałe zębów tylnych, uniemożliwia na dzień dzisiejszy opracowanie takiego materiału. Indywidulane potrzeby każdego pacjenta wynikające m.in. z żądanej estetyki, klasy ubytków, niejednolitego zakresu obciążeń zębów, a także z zamożności, w znaczy sposób utrudniają opracowanie uniwersalnego wypełniania ubytków. Z tych powodów istnieje na rynku szeroka gama materiałów stomatologicznych, które w dość korzystny sposób pozwalają na dobranie i dopasowanie odpowiedniego materiału dla każdego pacjenta, tak, aby materiał ten spełniał swoje funkcje przez jak najdłuższy czas.

W pracy tej z całego szeregu materiałów wybrano trzy grupy materiałów, które z powodzeniem stosowane są w stomatologii od wielu lat, spełniając potrzeby pacjentów. Przedstawione materiały zostały tak dobrane, aby możliwe było wybranie z pośród nich wypełniania dla ubytków każdej klasy, mając na uwadze jednocześnie możliwe ostre wymogi pacjentów i próbę ich spełnia, jak również dostępność tych materiałów w powszechnej stomatologii.

  1. Bibliografia:

  1. P. Kordasz, Z. Wolanek, „Materiałoznastwo protetyczno-stomatologiczne”, Śląska Akademia Medyczna, 1983.

  2. Prof. L. Ilewicz, „Materiału do wypełnień we współczesnej dentystyce odtwórczej”, Śląska Akademia Medyczna, 2003.

  3. R. G. Craig, „Materiały Stomatologiczne”, Elsevier Urban & Partner, 2006.

  4. E. C. Combe, „Wstęp do materiałoznawstwa stomatologicznego”

  5. http://protetyka-stomatologiczna.blogspot.com

  6. B. Surowska, „Biomateriały Metalowe oraz połączenia metal-ceramika w zastosowaniach stomatologicznych”, Wydawnictwa Uczelniane, 2009

  7. E. Spiechowich, „Protetyka stomatologiczna, podręcznik dla studentów stomatolgii”, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa; Wydanie V unowocześnione.


Wyszukiwarka