Главная страница

применение термопластических материалов в стоматологии. 616. 31 616. 314-089. 23 541. 6 Ббкя и. Д., Болдырева Р. И., Михайленко


Скачать 14,16 Mb.
Название616. 31 616. 314-089. 23 541. 6 Ббкя и. Д., Болдырева Р. И., Михайленко
Анкорприменение термопластических материалов в стоматологии.pdf
Дата18.04.2018
Размер14,16 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаprimenenie_termoplasticheskikh_materialov_v_stomatologii.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#44105
страница2 из 8
Каталогulan8080

С этим файлом связано 88 файл(ов). Среди них: adgezivnye_sredstva_v_ortopedicheskoy_stomatologii.pdf, funktsionalnye_i_apparaturnye_metody_issledovania_v_ortopediches, primenenie_termoplasticheskikh_materialov_v_stomatologii.pdf, okklyuzionnye_shiny.pdf и ещё 78 файл(а).
Показать все связанные файлы
1   2   3   4   5   6   7   8
1.2.2. Токсикологические исследования
свойства полимерных материалов обусловлены главным образом свойствами мигрирующих из них низкомолекулярных соединений. При токсикологическом определении меры опасности того или иного полимерного материала используют общепринятые в гигиенической практике критерии вредности химических веществ, такие понятия как пороговое действия яда, ПДК и другие. Исключением является токсикологическая оценка полимеров медицинского назначения, которые интимно и длительно контактируют с организмом (зубные протезы, материалы предназначенные для внутреннего протезирования или склеивания тканей) или обладают фармакологической активностью. Оценка пригодности этих материалов осуществляется обычно пожизненно важным показателям, поэтому для их токсикологической характеристики должны быть использованы не общегигиенические критерии вредности, а критерии биосовместимости» материалов с организмом. Более того, при необходимости изучается возможное влияние веществ на функции организма, ответственные за воспроизведение и развитие потомства, влияние непосредственно на плод. В специальных экспериментах определяется степень опасности возникновения аллергических реакций, злокачественных новообразований (бластомогенное действие, нежелательных изменений наследственности (мутагенное действие) и др. отдаленных последствий. Токсикологические исследования особенно важны в тех случаях, когда тип и количество веществ, мигрирующих из материала или изделия, невозможно определить химическим путем. На сегодняшний день актуальными теоретическими проблемами токсикологии полимеров являются
— установление корреляции между физико-химическими константами и степенью биологической активности
— изучение механизмов биодеградации полимеров и путей их метаболизма (превращений внутри клеток) и элиминации выведения) при длительном пребывании в организме
— разработка критериев и изучение возможных отдаленных последствий взаимодействия с организмом.
1.2.3.
требования к полимерам медицинского назначения
Санитарно-гигиенические требования к этим материалам особенно высоки, т. кони контактируют с организмом больного человека, чувствительность которого к интоксикациям, как правило, повышена. В медицине применяется огромное число полимерных материалов и изделий самого разнообразного назначения. Естественно, что требования, предъявляемые к различны, а создание единых методов их санитарно-гигиени­
ческой оценки нецелесообразно. Следует отметить, что к полимерам, вводимым в организм с целью аллопластики, эндопротезирования, к шовными клеящим материалам, к полимерным лекарствами плазмозамени- телям предъявляются наиболее высокие требования. Количество выделяющихся из материалов химических веществ, способных реагировать с продуктами обмена, не должно быть выше того уровня, при котором эти вещества могут оказывать вредное влияние на организм человека в течение всей его жизни. Материалы не должны подвергаться расщеплению ферментами организма, в результате чего могут образоваться токсичные продукты полимерные препараты не должны депонироваться в организме на длительный сроки вызывать реакцию, подобную реакции на инородное тело. При проведении санитарно — химических исследований материалов, которые предназначены для введения внутрь организма, желательно использовать модельные среды, имитирующие биологические жидкости, а иногда и сами эти жидкости —
16
кровь, плазму, мочу, желчь, околоплодную (амниотическую) жидкость и другие. Определение устойчивости объекта к дистиллированной воде обязательно при оценке медицинских изделий любого назначения. Для санитарно-химических исследований медицинских полимеров характерна широкая вариабельность условий приготовления вытяжек из изучаемых объектов, что обусловлено значительными различиями в назначении изделий и условиях их предполагаемой эксплуатации. Так, время настаивания образцов может изменяться от нескольких часов до 1 месяца и более. Необходимо отметить, что сегодня нормативы, лимитирующие содержание различных компонентов в вытяжках из полимерных материалов медицинского назначения, не разработаны. Данное обстоятельство существенно затрудняет гигиеническую оценку и санитарный надзор за качеством продукции, выпускаемой предприятиями-изготовителями. Методичные подходы к токсикологическому исследованию, особенно важному для полимерных материалов и изделий медицинского назначения, определяются их конкретным назначением. Наиболее ответственно проводят исследования которые вводятся непосредственно в организм. Прежде чем допустить к применению такой материал, должны быть тщательно изучены биологические свойства всех его компонентов, учтены возрастные, половые особенности организма и предусмотрены возможные его индивидуальные реакции. Обязателен также учет всех возможных отдаленных последствий влияния материала на организм. Особое значение приобретают вопросы видовой чувствительности и экстраполирования на человека экспериментальных данных, полученных при наблюдениях за животными. При проведении эксперимента применяют различные способы прижизненной имплантации образцов материала в организм животных. Сроки наблюдения за состоянием животных быть согласованы с предполагаемыми сроками пребывания имплантата в организме человека. Необходима оценка местной реакции тканей на материал, которая может служить показателем его биосовместимости с организмом и иммунологических показателей чужеродности имплантата. Одним из ведущих направлений токсикологической оценки полимеров, контактирующих с кровью, наряду с исследованием их общетоксического действия является выявление ния полимеров непосредственно на систему крови (например
При токсикологическом изучении материалов и изделий, контактирующих с кожей и слизистыми оболочками, главное внимание уделяется выявлению возможных мест- но-раздражающих и аллергенных свойств, где для выявления местного действия материалов на кожу допускаются испытания на людях-добровольцах. Санитарно-гигиеническая оценка полимерных материалов включает во многих случаях биологическую пробу на пирогенность, те. на присутствие в материалах биологически активных веществ, так называемых пирогенов, вызывающих повышение температуры тела. Отсутствие пиро- генности — одно из требований, предъявляемых к материалам, контактирующим с кровью, крове- и плазмозаменителями, инъекционными растворами, а также к материалам для внутреннего протезирования. Одним из основных критериев пирогенно- сти служит температура тела подопытных животных, получивших вытяжки из исследуемых материалов. В соответствии с результатами санитарно-химических и токсикологических исследований полимеров медицинского назначения, введены ограничения на применение отдельных материалов и ингредиентов. Например содержание полиакриламида в изделиях для эндопротезирования имеет ограничения из-за токсического действия этого полимера на органы воспроизведения. Более того, в медицине недопустимо использование полимеров, стабилизированных ароматическими аминами.
1.2.4.
характеристика некоторых полимеров, используемых
производства стоматологических материалов Полиамиды Гигиеническое значение имеет миграция из материалов токсичных капролактама и гексаметилендиамина, содержание которых в изделии может достигать Полиамиды изменяют органолептические показатели контактирующих сними модельных сред, в вытяжках обнаруживаются мономеры и олигомеры. При хроническом введении вытяжек вотным были отмечены нарушения их функционального состояния. При экспериментальном исследовании текстильных изделий из волокон на основе (капрон, пер
лон) установлены случаи дерматитов и экземы. Для пищевой промышленности перспективны полиамиды, синтезируемые гексаметилендиамина и адипиновой, себациновой или амино- энантовой кислот (эти кислоты уменьшают токсичность полимеров. Некоторые марки полиамидов, например разрешены для применения в медицине (протезирование суставов, изготовление изделий, контактирующих с кровью, шприцев и
Полиоксиметилен. При комнатной температуре эти полимеры практически нетоксичны. Они устойчивы к действию высо­
коагрессивных модельных сред, благодаря чему находят широкое применение в медицине. В токсикологических экспериментах установлено отсутствие у полимера токсических свойств. Полипропилен Мономер нетоксичен. При хроническом введении животным самого полимера или вытяжек из него токсическое действие не обнаружено. Многие марки стабилизированного полипропилена придают контактирующим с ним средам специфический привкус и запах, что ограничивает его применение в пищевой промышленности, в водоснабжении, а также в качестве тары для упаковки лекарств. Вместе с этим,
ный недостатков нестабилизированный полипропилен марки
«пропатен» используется в водоснабжении.
Гомо- и сополимеры Токсичность этих полимеров обусловлена содержанием в них остаточных мономеров — метил- метакрилата, акрилонитрила, акриламида первых двух мономеров в вытяжках в модельные растворы составляет соответственно 0,25 и 0,05 мг/л. Выявлено, что при поступлении в организм полимеры этих мономеров практически нетоксичны,
обусловило их широкое применение в стоматологии ив глазном протезировании. Вместе с этим, полимеры акриламида вызывают при имплантации в организм разнообразные токсические эффекты. Для эндопротезирования допущен сополимер акриламида, этилакрилата и винилпирролидона.
Этиленвинилацетат. Мономер и полимер нетоксичны. В са­
нитарно-химических исследованиях выявлена миграция из материала небольших количеств окисляющихся и бромирующих- ся соединений. Недостатком материала является появление запахав контактирующих с полимером средах. Запах образованием низкомолекулярных продуктов
19
окисления при высокотемпературной переработке полимера, но стабилизация антиоксидантами предотвращает появление запаха. Большое влияние на санитарно-гигиеническую характеристику полимера оказывают входящие в его состав ингредиенты. Аллергенными свойствами обладают выделяющиеся из полимерных материалов акрилонитрил, ароматические амины (нео­
зон Д, бензол, толуол, ксилолы, гексаметилендиамин, ацетон, резорцин, фталаты, кумарон, малеиновый ангидрид, пиридин. Ряд ингредиентов полимерных материалов, например фталевый ангидрид, гидроперекиси, стирол влияет на функции половых желез (гонадотропное действие. Известны тератогенные и эмбриотоксические свойства бензола, фенола и его производных, формальдегида. К числу химических мутагенов относят этилен — и пропиленоксид, диметилформамид, фенол, формальдегид, эпихлоргидрин, этиленгликоль, гидроперекись изопропилбензола. Из химических веществ, входящих в состав полимерных материалов, канцерогенными свойствами обладают полициклические углеводороды (3,4-бензпирен), перекиси.
1.3. Физико-химические процессы, протекающие при литье термопластов
Термопласт в гранулированном или порошкообразном виде поступает в пластификационный (инжекционный) цилиндр литьевой машины, в котором прогревается ив результате чего происходит пластификация материала. Пластификация полимера в инжекционном цилиндре сопровождается переходом материала в вязкотекучее состояние. Гомогенизация расплава завершается в процессе течения полимера с высокой скоростью через сопло, когда вследствие значительных сдвиговых напряжений температура расплава дополнительно повышается. Одновременно в сопле происходит ориентация макромолекул и надмолекулярных образований, которая продолжается в процессе течения расплава полимера в литьевую форму. При заполнении формы макромолекулы ориентируются в направлении движения потока материала, причем степень ориентации растет с увеличением сдвиговых напряжений, тес увеличением давления литья, скорости заполнения формы и с уменьше-
20
площади сечения полости формы. Ориентация сопровождается упрочнением материала в направлении к литьевой форме что, при соответствующей ее конструкции, позволяет получать изделия с повышенной прочностью тех частей, которые несут наибольшую нагрузку в процессе эксплуатации. Вследствие расширения потока расплава термопласта в форме перпендикулярно направлению течения возникают соответствующие ориентационные напряжения. Оба указанных процесса ориентации происходят одновременно и, складываясь, могут привести к двухосной ориентации материала в изделии. При этом степень ориентации уменьшается по мере удаления от входного отверстия формы, что обусловливает анизотропию свойств изделия в направлении течения. Вместе с этим различие в степени ориентации ив поперечном сечении изделий приводит к возникновению внутренних остаточных напряжений, которые могут привести к деформации изделия, его растрескиванию. Другая причина возникновения внутренних остаточных напряжений в изделиях из термопластов, полученных литьем давлением, — различия в скоростях и степени охлаждения материала в поверхностных и внутренних слоях. Поверхностные слои термопласта при соприкосновении с холодными стенками формы быстро затвердевают. Температура во внутренних слоях материала из-за низкой теплопроводности полимеров остается более высокой, поэтому внутри изделия процессы релаксации и структурообразования успевают пройти полнее. Так, если поверхностные слои литых изделий из кристаллизующихся термопластов обычно аморфны или имеют мелкокристаллическую структуру, то центральные слои, особенно в толстостенных изделиях, характеризуются более высокой степенью кристалличности с большими по размеру кристаллическими образованиями. Все это приводит к возникновению в материале термических напряжений и обуславливает его структурную неоднородность, что отрицательно сказывается на прочностных и эксплуатационных свойствах изделий. Однако, ориентационные напряжения, в готовом изделии без изменения его конфигурации и размеров уменьшить неуда поэтому при разработке конструкции формы и выборе режимов литья необходимо принимать меры для уменьшения степени ориентации материала в форме. Термическое напряжение
21
лизация, причем степень кристалличности влияет на твердость, прочность изделий и характер их деформации. На рис приведены некоторые температурные условия переработки для каждой группы термопластов.
1.4. Оборудование для литья термопластов Для литья полимерных материалов применяются машины, основной рабочей частью которых является инжекционный цилиндр, в котором перерабатываемый материал размягчается и под действием червяка или поршня нагнетается в литьевую форму. Указанные литьевые машины, схема которых представлена на рис. 2, применяют для литья под давлением пластмасс и резиновых смесей. В зависимости от расположения инжекционного механизма литьевые машины подразделяют на горизонтальные, вертикальные, угловые и комбинированные. В отдельную группу принято выделять роторные литьевые машины, машины для
22
Рис.
Литьевая машина поршневого типа 1 - гидравлический цилиндр
2 плунжер 3 - подвижная плита 4 - литьевая форма
5 - неподвижная плита - сопло 7 - торпеда 8 - инжекционный цилиндр 9 - бункер - поршень - плунжер - гидравлический цилиндр - электрообогреватель. литья двух- и многоцветных изделий и некоторые другие специфические конструкции. Сегодня для переработки термопластов выпускаются машины с объемом одной отливки от 0,5 до 30 ООО Наибольшее распространение нашли горизонтальные литьевые машины, предназначенные для выпуска изделий самого различного ма. Горизонтальные литьевые машины обычно являются универсальными и пригодны для переработки различных термопла­
стов в разнообразные изделия. В поршневых литьевых машинах пластификация осуществляется в инжекционном цилиндре главным образом за счет тепла внешних нагревателей. Данный вид машин используется ив стоматологии при изготовлении протезов из термопластических материалов. Промышленность выпускает два вида стоматологических инжекционных систем ручные и универсальные. Ручная инжекционная машина — это простое устройство, из ручного пресса, к которому присоединяется картридж с заполненным термопластическим материалом, электрического нагревателя и специальной кюветы. Картридж с материалом нагревается электрическим нагревателем до заданной температуры, что позволяет выдавливать термопластический в кювету (Рис. 3). Отличительной особенностью универсальных инжекционных машин, которые используются в стоматологии является что материал загружается не в бункера в одноразовые тон
Рис. Ручная инжекционная машина. алюминиевые картриджи, что позволяет изготавливать протезы из полимеров различных цветов и оттенков. Материал в картридже пласти­
фицируется за счет нагревания от горячих стенок трансферного цилиндра и под действием поршня под давлением от 4 до
10 бар нагнетается в оформляющее гнездо пресс-формы литьевым каналам. После отверждения изделия пресс-фор­
ма раскрывается, и отформованные изделия слит ник а ми извлекаются. Рис. Инжекционные машины, применяемые в стоматологии.
24

1.5. Физические характеристики, применяемые для исследования
термопластических материалов На стоматологические полимерные конструкции, находящиеся в полости рта, постоянно воздействует комплекс факторов физических, химических, биологических. Полимерные конструкции эксплуатируются в условиях агрессивной химической среды, какой является слюна. Конструкции также подвергаются сильному механическому воздействию при пережевывании пищи. В свою очередь материал, из которого изготовлен протез, непосредственно оказывает обратное действие на среду полости рта и весь организм в целом. В настоящее время современные методы исследований дают возможность получить полное представление о свойствах материала и структуре вещества, его составе и строении, взаимодействии с другими материалами и биологическими средами. Для оценки основных физико-механических свойств высокомолекулярных веществ, применяемых в стоматологии, определяются следующие показатели плотность, температура ления, прочность, модуль упругости, ударная вязкость, относительное удлинение и водопоглощение. Рассмотрим их подробнее. Плотность — это отношение массы тела к его объему
Этот показатель характеризует плотность вещества по отношению к воде. Зная плотность воска и термопласта легко рассчитать количество полимера, необходимое для замены моделиро- вочного воска на термопласт при литье конкретной детали. Плавление Переход материала из одного агрегатного состояния в другое происходит при нагревании. Переход материала из твердого состояния в жидкое — называется плавлением. Температура, при которой твердое тело переходит в жидкое состояние, называется температурой плавления. Прочность — способность материала сопротивляться силе, его разорвать. Прочностные свойства материалов характеризуются пределом прочности (или просто прочностью) — величиной напряжения, при которой происходит разрушение тела в условиях нагрузки, происходящего в определенном режиме роста деформации и обычно продолжающегося минут. При более длительных воздействиях разрушение происходит при напряжениях, значительно меньших предела прочности. Прочность полимеров зависит от строения макромолекул, молекулярной массы и структуры полимера. Различают предел прочности материалов на разрыв, сжатие и изгиб. Предел прочности на разрыв определяется величиной приложения к испытуемому образцу сил растяжения. Наименьшая сила, обуславливающая разрыв испытуемого материала, является пределом прочности на разрыв. Пределом на сжатие называется максимальная сила, действующая в направлении сжатия материала и обуславливающая его разрушение. Предел прочности на изгиб определяется величиной силы, вызывающей разрушение материала при изгибе испытуемого образца. Твердость или модуль упругости — способность материала оказывать сопротивление при внедрении в его поверхность более твердого другого тела под действием определенной
При вдавливании предмета в материал возникают местные пластические деформации, сопровождающиеся при дальнейшем увеличении давления локальным разрушением. На сегодняшний день это одна из наиболее распространенных характеристик, определяющих качество различных материалов, их пригодность для того или иного назначения. При этом модуль упругости материала характеризует его износоустойчивость, способность противостоять стиранию. Относительным удлинением называют величину равную отношению абсолютного удлинения тела к первоначальной его длине. Относительное удлинение при разрыве — способность материала, характеризующаяся отношением максимальных размеров образца материала в момент его разрушения к первоначальным размерам образца в
1   2   3   4   5   6   7   8

перейти в каталог файлов
связь с админом