Достижения и открытия химической науки прочно обосновались во всех отраслях жизни человечества. Одна из важнейших возможностей химии – это полимеризация и поликонденсация соединений, которые, в свою очередь, являются способами получения полимеров. Полимеры – это высокомолекулярные соединения, состоящие из большого количества звеньев (мономеров), связанных межу собой химическими связями. Этот термин впервые был употреблен шведским химиком Йенсом Берцелиусом в 1833 году. Уникальные полимерные соединения являются основой пластмасс, химических волокон, резины, лакокрасочных материалов, клеев. Однако помимо своего промышленного значения полимеры широко распространены и в медицине, в частности, в стоматологии. Этой теме и будет посвящена наша работа.
Именно в стоматологии распространение полимеров получило свое развитие раньше, чем в других отраслях медицины. После того, как был найден способ вулканизации каучука введением серы и способ его применения в ортопедической стоматологии для изготовления базисов съемных протезов, полимерные материалы стали незаменимыми для изготовления зубных протезов данного типа. Базис – это основной элемент съемного зубного протеза. Однако более ста лет практики использования каучука в качестве основного полимерного материала выявили все его недостатки, основным из которых является пористость каучука. Он поглощает остатки пищи, что приводит к неприятному запаху и загрязнению протеза. А также в составе каучука находится ртуть и сера. Дело в том, что после вулканизации каучука эти вещества могут остаться в его составе в свободном виде, а это уже способно токсично воздействовать на организм и вызвать химическое отравление. Кроме этого, цвет каучука не соответствует цвету слизистой оболочки полости рта и резко выделяется на ее фоне. Итак, вышеупомянутые недостатки каучука подводят нас к главному выводу: полимерный базисный материал зубного протеза должен обладать целым рядом характерных свойств:
- обладать биосовместимостью с человеческим организмом, в противном случае произойдет отторжение;
- легко очищаться и соответствовать требованиям гигиены;
- обладать устойчивостью к накоплению бактерий на своей поверхности;
- иметь низкую плотность, чтобы обеспечить легкость протеза во рту;
- обладать устойчивостью к нагрузке, то есть быть достаточно прочным, чтобы не деформироваться;
- обладать теплопроводностью;
- удовлетворять эстетическим требованиям;
- иметь высокое качество и низкую цену.
Учитывая все эти характеристики, специалисты нашли замену каучуку. Ей стали акриловые пластмассы – полимер на основе метакриловой кислоты. Эти материалы оказались гораздо гигиеничнее и практичнее каучука, а также удовлетворяли всем требованиям, выдвигающимся к материалу для базисов.
Пластмассу получают из ацетона, действуя на него синильной кислотой или ее солями, а затем метиловым спиртом или метиловым эфиром кислот. Изготовление базисов съемных зубных протезов происходит путем смешения жидкости метилметакрилата – мономера и порошка – полимера в определенных соотношениях. Кроме того, к порошку добавляют перекись бензоила (0,5—0,6%) и наполнитель — окись цинка (1,35%), которые придают пластмассе прозрачность. В результате образуется пластичная масса, которая легко формируется, а затем полимеризуется. Полимеризацию пластмассы производят в водяных банях при температуре 100° в течение 30—40 минут. При полимеризации пластмассы необходимо медленно повышать температуру и медленно охлаждать сосуд, в противном случае готовый базис протеза получится неэластичным и пористым. Итак, мы получили полиметилметакрилат – полимерный материал ля базиса зубного протеза. Сравнив его свойства с вышеупомянутыми требованиями к материалам для базисов, нужно отметить, что этот полимер имеет весьма много достоинств. Он гигиеничен, не имеет пор, легко поддается обработке, с ним прочно соединяются искусственные зубы. Однако есть и недостатки: низкий уровень прочности и эластичности. Помимо изготовления базисов зубных протезов, акриловые пластмассы используются для воспроизведения рельефа мягких тканей на литых металлических каркасах, для реконструкции протезов, а также для изготовления мягких подкладок базисов съемных протезов и искусственных зубов.
Мы рассмотрели один вид полимерных материалов, применяющихся в ортодонтии – акрилаты. Обратимся теперь к терапевтической отрасли стоматологии. Здесь в качестве основного рабочего материала используется второй вид полимеров – композиты, которые являются основой для создания полимерных композиционных материалов. Сам композитный материал представляет собой пломбировочную массу для коррекции и восстановления разрушенной части зуба. В литературе можно найти сведения о применении в первом веке нашей эры свинца в качестве пломбировочного материала. Существует предположение, что термин «пломба» произошел от латинского названия свинца - «plumbum». На протяжении всей истории применения композитных полимерных материалов в стоматологии в качестве пломбировочного использовали металлы, так как они обладают пластичностью, то есть способностью заполнять полость зуба, пластически деформируясь, и тем самым принимая нужную форму. Однако металлы и сплавы не способны были воссоздать вид натурального зуба, поэтому композитные материалы, в которых этот недостаток был устранен, на сегодняшний день поучают химическим способом путем полимеризации. Итак, композиционный материал в современной стоматологии – это многокомпонентный пломбировочный материал, состоящий из матрицы, неорганического наполнителя и других дополнительных компонентов и предназначенный для восстановления анатомической целостности зуба. Попробуем разобраться, что представляют собой основные составляющие композиционных материалов и как они взаимодействуют между собой.
Органическая матрица – это каркас, в котором располагаются остальные компоненты, представленный гидрофобными метакрилатами (органическими молекулами разных типов, размеров и веса). Неорганический наполнитель – это силанизированные частицы неорганического вещества разного типа и размера, равномерно распределенные в матрице. Наполнитель представляет собой двуокись кремния, а частицы – соли различных металлов. Очевидно, что для получения самого композитного материала эти компоненты необходимо смешать. Однако нужно учесть, что есть возможность начала их взаимодействия и полимеризации под действием естественного света. Тогда на помощь приходят стабилизаторы, которые препятствуют этим процессам. Стабилизаторы представлены метиловым эфиром гидроквинона или гидрокситолуэном и определяют срок годности самого материала.
Так как композиционный материал является химической «заменой» живой ткани и предназначен для долгого и прочного контакта с зубом, к нему предъявляется ряд требований. Вот основные из них:
- универсальность, удобство и легкость в применении
- устойчивость к нагрузке
- биосовместимость с организмом — отсутствие раздражения пульпы и слизистой оболочки полости рта
- приближенность к физическим и эстетическим свойствам ткани зуба
- нерастворимость в ротовой жидкости
- длительный срок хранения
- отсутствие вредного воздействия на пациента и врача
- доступная цена
Токсичность материала по отношению к пульпе зуба и ко всей полости рта зависит от качества изготовления материала, условий и сроков его хранения, а также от правильности полимеризации. Дело в том, что ни один материал не способен полимеризоваться на 100%, то есть всегда остается свободный мономер, а биологические свойства композиционных материалов в большей мере определяются именно количеством остаточного мономера, допустимый уровень которого по стандарту равен 12. Все современные композиционные материалы после полимеризации нетоксичны.
Еще одним важным фактором в применении материала является скорость работы с ним и удобство использования для самого врача. Композитный пломбировочный материал легко вносить в кариозную полость, распределять и моделировать. Скорость в работе с композиционными материалами зависит от максимальной толщины слоя и времени его полимеризации. То есть выгоднее использовать те материалы, у которых более толстый слой полимеризуется за меньшее время.
В нашей работе мы рассмотрели два вида полимерных материалов - акриловые пластмассы и композиты, которые на сегодняшний день являются ведущими в ортодонтии и терапевтической стоматологии. Важно отметить, что использование данных полимеров имеет неограниченный возрастной диапазон: стоматолог может использовать эти полимерные материалы для лечения и восстановления зубов людей абсолютно разных возрастов.
Безусловно, нельзя не сказать об огромной значимости использования полимеров в такой отрасли медицины как стоматология. Зубная полость требует тщательного и регулярного ухода и профилактики, но даже если постоянно поддерживать ее целостность соблюдением правил гигиены, риск разрушения зубов, особенно с возрастом, очень велик. Полимеры позволили стоматологии творить настоящие чудеса: даже безнадежно разрушенные или сильно поврежденные зубы подлежат восстановлению благодаря полимерным материалам. Конечно, чем ближе по своим физическим и эстетическим свойствам материал к живым тканям, тем он дороже; но медицина не стоит на месте и открывает все более новые, удобные и доступные способы замены живой тканей химической. Возможно, в ближайшем будущем, полимерные материалы найдут еще более широкое применение не только в стоматологии, но и в других отраслях медицины, и тогда, в силу своей распространенности, они станут доступны каждому.
Литература:
- Иорданишвили А.К. Клиническая ортопедическая стоматология, М.: «МЕДпресс информ» 2007 — 248 с.
- Поюровская И.Я. «Стоматологическое материаловедение», учебное пособие. –– Гэотар Медицина, 2007
- Ричард Ван Нурт «Основы стоматологического материаловедения»-304с.
- http://otherreferats.allbest.ru/chemistry/00270564_0.html
- http://xreferat.com/55/5395-1-primenenie-sovremennyh-stomatologicheskih-termoplasticheskih-materialov-v-praktike-ortopedicheskoiy-stomatologii.html
- http://vmede.org/sait/?page=13&id=Stomatologiya_poyrovskaya_2007&menu=Stomatologiya_poyrovskaya_2007
- http://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2011/10/04/polimery-v-nashey-zhizni
- http://www.myshared.ru/slide/673114/
- http://allrefs.net/c52/4bryt/p86/
- http://dentaltechnic.info/index.php/obshie-voprosy/ortopedicheskayastomatologiya/671-osnovnye_elementy_s_emnyh_protezov
- http://dentaltechnic.info/index.php/obshie-voprosy/osnovystomatologicheskogomaterialovedeniya/1301-polimernye_materialy_dlya_bazisov_s_emnyh_zubnyh_protezov
- http://meduniver.com/Medical/stomatologia/443.html
- http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/4ee22d2b-8dcc-9308-877a-53118dc6979e/1012459A.htm
- http://www.bsmu.by/downloads/kafedri/k_1_terstom/komposit.pdf
