Otiskovací hmoty. Pavel Bradna. Výzkumný ústav stomatologický. K přípravě přesné repliky modelů situace v ústní dutině

Otiskovací hmoty Pavel Bradna

Výzkumný ústav stomatologický

Účel: K přípravě přesné repliky – modelů situace v ústní dutině

Model je připravován ve dvou krocích:

Krok 1. Zhotovení negativu – otisku situace v ústech Krok 2. Zhotovení přesného odlitku odlitím modelovým materiálem

(C) Ústav lékařské biochemie 1.LF UK, a Výzkumný ústav stomatologický v Praze

1

Požadavky na otiskovací materiály: 1. Schopnost přechodu z plastického do elastického stavu 2. Netoxičnost, nedráždivost, bez nepříjemné chuti a pachu 3. Doba nutná pro zhotovení otisku do 5-7 min 4. Snadná příprava, vhodné tokové vlastnosti (pseudoplasticita neboli thixotropie) Po ztuhnutí: 5. Přesnost a dokonalá reprodukce detailů (25-50µm) 6. Rozměrová stabilita 7. Odolnost mechanickému zatížení 8. Kompatibilita s modelovými materiály 9. Odolnost proti desinfekčním látkám 10. Cenová dostupnost

Důležité pojmy • Elastická-pružná/plastická (trvalá, nevratná) deformace • Pevnost • Pseudoplasticita/thixotropie • Hydrofilní/hydrofobní • Doba zpracovatelnosti • Doba tuhnutí


2

Elasticita=pružnost - vratná deformace plasticita - nevratná deformace Popisují chování materiálu při zatížení Oblast elastických deformací, platnost Hookova zákona

napětí (síla/m2)

Oblast nevratné/plastické deformace Zatížení při porušení-prasknutí = pevnost

Směrnice – Youngův modul pružnosti

Deformace

Mez úměrnosti

Mechanický model elastického chování

pružina – ideálně elastické těleso (splňuje Hookův zákon)

Bez zatížení 5N Při zatížení

Deformace

Deformace

Po odstranění zatížení – návrat do výchozího stavu Po zatížení ! úplné zotavení po deformaci !

t1 zatížení

t2 zatížení odstraněno


3

Mechanický model plastického chování Tlumič – ideálně plastické/nevratné chování

Plastická = nevratná Deformace

deformace

Po odstranění zatížení ! neúplné zotavení !

Nevratná deformace

t1

t2

zatížení

zatížení odstraněno

Zotavení po deformaci

kombinace pružiny a tlumiče – model viskoelastického

chování

Zatížení dlouhou dobu

deformace

Zatížení na krátkou dobu

Nevratná deformace Odlití po relaxaci napětí

t1

<

t2

Čas


4

Vliv zotavení po deformaci na přesnost modelu

95%

Deformace

99%

Čas

% zotavení po deformaci

Nevratná deformace

Pseudoplasticita/thixotropie

Napětí τ

Směrnice viskozita

Zvyšování rychlosti toku/míchání

Snižování rychlosti toku/míchání Thixotropní struktura je tokem porušena Snižování rychlosti toku/míchání

. τ = ηγ

.

Rychlost toku/míchání γ


5

Hydrofilní/hydrofobní Kontakt/smáčecí

Hydrofobní materiál (α>90o) nesmáčí vlhké povrchy

Hydrofilní materiál (α<90o) smáčí vlhké povrchy

Nekopíruje přesně vlhké povrchy

Příklady vlivu pseudoplasticity, hydrofility a pevnosti (odolnosti proti roztržení) na klinicky významné vlastnosti otiskovacích hmot

Otiskovací hmota Preparovaný zub

Nedokonalá reprodukce detailů - příliš vysoká viskozita otiskovací hmoty a její hydrofobnost

Přetržení a ztráta detailu gracilních částí otisku v důsledku nízké odolnosti otisk. hmoty proti roztržení


6

Doba zpracovatelnosti – časový interval od začátku míchání do doby, kdy lze ještě sejmout otisk bez nebezpečí jeho deformace

Doba tuhnutí – časový interval od začátku míchání do doby, kdy je otiskovací hmota dostatečně elastická, aby vydržela deformace při vyjímání otisku z úst

Rozdělení otiskovacích hmot Ireverzibilní Rigidní/neelastické Zinkoxid-eugenolové (ZOE) Otiskovací sádra Elastické Alginátové Elastomerní: Polysulfidové Polyéterové Silikonové

Reverzibilní Voskopryskyřičné hmoty Agarové otiskovací hmoty


7

Rigidní otiskovací hmoty A. Ireverzibilní 1. Zinkoxid-eugenolové (ZOE) otiskovací hmoty Hlavní indikace: otiskování bezzubých čelistí, obvazy po gingivektomii

Reakce tuhnutí:

-OH a methoxy skupiny

Chelátové struktury

Systém pasta-pasta: Pasta A – ZnO/minerální nebo rostlinný olejvehikulum a plastifikátor Pasta B – hřebíčkový olej s cca. 85 % eugenolu, nebo čistý eugenol, pryskyřice, plniva, akcelerátory H2O, kys. octová, octan Zn


8

Srovnání změn viskozity při tuhnutí ZnO a silikonových otiskovacích hmot viskozita

Silikonová otiskovací hmota

Nízká viskozita ZOE otiskovacích hmot Čas [min]

Nízká viskozita snižuje riziko deformace měkkých tkání a umožňuje mukostatické

tuhost

ZOE

Silikon

otiskování

Čas [min]

Výhody: 1. Nízká viskozita – minimální riziko komprese měkkých tkání 2. Rozměrová stabilita (kontrakce menší než 0,1 %) 3. Dobrá reprodukce detailu 4. Nízká cena

Nevýhody: 1. Nelze otiskovat podsekřivá místa 2. Někdy alergie na eugenol (o-ethoxybenzoová kys. [EBA] jako náhrada eugenolu)


9

2. Otiskovací sádra Hlavní indikace: otiskování bezzubých čelistí

Reakce tuhnutí: CaSO4.0.5H2O + 1.5H2O

CaSO4.2H2O + teplo +expanze

Složení:

cca. 0.1 lin %

CaSO4 . 0.5H2O β-hemihydrát Síran draselný – snížení expanze, ale vede ke urychlení tuhnutí

Borax – retardér k prodloužení doby tuhnutí Křemelina, křemen, vápenec – zlepšuje lámavost (ostrý lom sádry)

Výhody: 1. Nízká cena, dlouhá skladovatelnost, snadná příprava 2. Velmi dobrá reprodukce povrchových detailů 3. Výborná rozměrová stabilita

Nevýhody: 1. Velmi tuhá – často musí být rozlámána při vyjímání z úst 2. Obtížné snímání podsekřivých míst 3. Při rozlámání nutné úlomky slepit-ztráta přesnosti 4 Netoxičnost, ale může vysušovat sliznice-nepříjemné pro pacienta Zastaralá – používaná jen zřídka


10

B. Reverzibilní 3. Vosko-pryskyřičné hmoty

(Kerrova, Stentova hmota, vosko-pryskyřičné hmoty)

Termoplastická hmota (změkne při zahřátí na 50oC a ztuhne při ochlazení) pro otiskování zejména bezzubých čelistí, otiskování jednotlivých zubů v měděném kroužku

Složení: 1. Pryskyřice (vosk, šelak, guttaperča) 2. Plnivo (talek) 3. Mazadla (stearová kyselina, stearin)

Výhody: 1. Možnost opakovaného použití 2. Nedráždivé a netoxické

Nevýhody: 1. Špatná rozměrová stabilita 2. Snadná deformace při vyjímání z úst

Zastaralá – používaná jen zřídka


11

Elastické otiskovací hmoty A. Hydrokoloidní otiskovací hmoty B. Elastomerní otiskovací hmoty Ireverzibilní

Hydrokoloidní

Reverzibilní Polysulfidové

Elastomerní (nevodné) (ireverzibilní)

Silikonové - kondenzační - adiční Polyéterové

A. Hydrokoloidní otiskovací hmoty Hydrokoloidy – koloidní systém (velikost částic do cca 0,5 µm) s vodou jako disperzním prostředím HYDROKOLOIDNÍ SOL se může změnit na tuhý GEL

Reakce tuhnutí: reverzibilní (agar)

sol

ireverzibilní (algináty) sol

Chlazení Zahřátí Koagulace

gel gel


12

1. Ireverzibilní hydrokoloidy Alginátové otiskovací hmoty

(Předběžné, studijní otisky, otisky v ortodoncii) Hlavní složka – soli Na+, K+ kyseliny algové (izolované z mořských řas)

Základní jednotky

Řetězce alginátu M = 30 – 150 000 Po přídavku Ca+2 vytváří pevný gel

Reakce tuhnutí: NanAlg + CaSO4 prášek

H2O

nNa2SO4 + CanAlg2 gel

Bloky guluronové kyseliny

„Egg-box“ struktura

Zesíťovaná struktura alginátových gelů


13

Složení: 1. Na/K alginát 2. Síran vápenatý (CaSO4.2H2O, CaSO4.1/2 H2O) 3. Křemelina (amorfní SiO2) 4. Retardér – fosfáty-prodlužují dobu zpracovatelnosti 2Na3PO4 + 3CaSO4

3Na2SO4 + Ca3(PO4)2

5. Urychlovač tuhnutí - K2TiF6 (zvyšuje povrchovou tvrdost sádrového modelu) 6. Aditiva – glykoly, parafinový olej – k aglomeraci částic SiO2 a úpravu bezprašnosti Mísící poměr prášek/voda cca 10 g/20 ml

Vlastnosti: 1. Reakce nastartuje po smíchání s vodou 2. Kontrakce v důsledku ztráty vody: 1. Synerezí – vylučování vody povrchem otisku (pokud otiskovací hmota obsahuje větší koncentrace Na solí vylučuje se roztok Na2SO4 – což snižuje kvalitu povrchu sádrového modelu. 2. Odpařováním - z povrchu otisku 3. Imbibice – sorpce vody způsobující zvětšování otisku 4. Možnost barevné indikace fází tuhnutí


14

Uchovávat v uzavřeném kontejneru s vloženým látkovým mulem nasyceným vodou

Rozměrové změny modelu připraveného odlitím alginátového otisku skladovaného v různých prostředích Phillips‘ Science of Dental materials

Rozměrové změny modelu připraveného odlitím alginátových otisků skladovaných při RH=100 %/23oC různou dobu 1.00 Ypeen Premium

Rozměrová změna %

Ypeen Phase 0.80 Hydrogum Elastic

Standardní typy

0.60 0.40

S prodlouženou dobou vylití sádrou

0.20 0.00 0

5

10

15

20

čas /hodiny

25


15

Závislost pH a viskozity na čase 8.5

150

Fialová-modrá Růžová

7.5

100

6.5

v isk o z ita

Bílá pH

Tuhnutí

50

5.5

4.5 0:00

0 2:00

4:00

6:00

8:00 Čas [min]

10:00

12:00

14:00

Acidobazické indikátory (fenolftalein/thymolftalein)

5s

35 s

1 min 30 s

2 min


16

Nejčastěji používaná otiskovací hmota

Výhody:

1. Velmi dobrá biologická snášenlivost 2. Snadná příprava a použití 3. Rychlý průběh tuhnutí 4. Nízká cena

Nevýhody: 1. Horší rozměrová stabilita, menší mechanická odolnost a náchylnost k nevratným deformacím 2. Doba tuhnutí závisí na teplotě a tvrdosti vody 3. Ačkoliv je často doporučováno vylití do 100 hodin alginátové otisky je nejlépe zpracovat co nejdříve 4. U některých typů horší kvalita povrchu sádrového modelu

2. Reverzibilní hydrokoloidy Agarové otiskovací hmoty

(Reverzibilní hydrokoloidní otiskovací hmoty) Tuhnutí založeno na termoreverzibilní gelaci roztoků přírodního polysacharidu – agaru (získávaného z mořských řas)

Agaroza, silně gelující neionogenní polysacharid

Agaropektin, složitější polysacharid nesoucí sulfátové skupiny

Kopolymer 1,3- β-D-galaktopyranosa a 1,4-(3,6-anhydro- α -L-galaktopyranosa)


17

Gelace: Agarové soly po ochlazení na (30 – 40)°C gelují Agarové gely zahřátím na (90 – 95)°C tají za vzniku solu

Sol Náhodná klubka

Gelace I Dvojitá šroubovice

Gelace II agregace šroubovic

Složení: 1. Agar 2. Borax – zvyšuje pevnost gelu 3. Síran draselný – zvyšuje tvrdost povrchu sádry 4. Voda – disperzní prostředí Dodávány ve dvou formách – v tubách a stříkačkách

Základní výše viskosní hmota

Naplněná otiskovací lžíce chlazená vodou


18

100oC

Otiskovací hmota ve stříkačkách aplikovaná na preparované zuby

Výhody:

65oC

45oC

Termostatické lázně pro změkčení (100oC), temperování (65oC) a ochlazení hmoty ve lžíci při 45oC

1. Velmi dobrá biologická snášenlivost 2. Vynikající reprodukce detailů

Nevýhody:

1. Nutné speciální a nákladné vybavení (vodní lázně) a speciální lžíce 2. Rozměrově nestálé – odpařování vody a její sorpce - imbibice 3. Nízká pevnost a odolnost proti roztržení 4. Pomalejší průběh tuhnutí

Další možnosti použití hydrokoloidních otiskovacích hmot Reverzibilní hydrokoloidní otiskovací hmoty jsou používány i jako dublovací otiskovací hmoty


19

B. Elastomerní (nevodné) otiskovací hmoty Syntetické polymery s kaučukovými vlastnostmi Polysulfidy

Elastomery (nevodné) (ireverzibilní)

Silikony - kondenzační - adiční Polyétery

Hlavní indikace

· otisky pro částečné náhrady (snímatelné)

· otisky pro fixní protetiku (korunky a můstky) · otisky v implantologii

Polymerizační kontrakce elastomerních otiskovacích hmot je kompenzována kombinací dvou otiskovacích hmot různé viskozity: 1. Vysoce naplněné otiskovací hmoty „Putty“ pro primární otisky (obsahují méně polymerních složek – a tím mají menší kontrakci) 2. Nízkoviskosní - korekční hmoty „wash“ nebo „light“ (menší naplnění – více polymerů a větší kontrakce)


20

Polysulfidové otiskovací hmoty (Thiokol rubbers, mercaptan rubbers) První elastomerní otiskovací hmota

Tuhnutí založeno na reakci mezi polysulfidovým polymerem obsahujícím volné merkaptanové (-SH) skupiny v přítomnosti oxidačního činidla PbO2. Dochází k prodlužování polymeru a síťování reakcí koncových -SH skupin.

Reakce tuhnutí: Lineární polysulfidový polymer HS

SH

HS

HS

O

SH

HS

SH

HS SH

HS

SH

HS

Oxidační činidlo

PbO2

-H2O

PbO + O Uvolňovaná voda – zvyšuje kontrakci

-S – S-

Zesíťovaný polymer


21

Složení: Dodávany ve formě pasta-pasta Základní (Base) pasta: 1. Polysulfidový polymer 2. Plniva, plastifikátor

Katalyzátorová (Catalyst) pasta: 1. Oxid olovičitý, síra 2. Inertní olej

Mísící poměr 1:1 (objemově)

Výhody: 1. Nízká cena 2. Delší doba zpracovatelnosti

Nevýhody: 1. 2. 3. 4. 5.

Nutné odlít během 0,5 – 1 hodiny Oxid olovičitý je toxický Nepříjemný pach merkaptanů Delší doba tuhnutí až 10 min Náchylný k nevratným deformacím – v důsledku menší síťové hustoty Dnes již málo používaný


22

Polyéterové otiskovací hmoty Vychází ze síťující kationtové polymerizace polyéterových řetězců nesoucích aziridinové kruhy, jež je iniciovaná aromatickými estery sulfonové kyseliny

Iniciace: + SO3R

R+

SO3-

Propagace: Hydrofilní část

Lineární polymer

(etylenoxidové jednotky)

CH3-CH-CO-O-[CHR-(CH2)n –O]m-O-CO-CH-CH3 Otevření kruhu

N CH2

CH2

N CH2

Aziridinový kruh

-

N + CH2

+CH

2

+

R+

CH2

N-R CH2

CH2

Zesíťovaná struktura


23

Složení: Dodávány ve formě dvou past Základní (Base) pasta: • •

Polyéterový polymer Plniva, plastifikátor

Katalyzátorová (Catalyst) pasta: •

Estery kyseliny sulfonové

•

Inertní oleje

•

Plniva

Výhody: 1. Přirozená hydrofilita 2. Přesnost a vysoká rozměrová stabilita 3. Výborné zotavení po deformaci – malé nevratné deformace 4. Malá polymerační kontrakce 5. Výborná reprodukce detailů

Nevýhody: 1. Vyšší tuhost (obtížnější vyjímání z úst) 2. Vysoká cena 3. Estery sulfonové kyseliny mohou vyvolávat alergické reakce


24

Silikonové otiskovací hmoty C-silikonové otiskovací hmoty (kondenzační silikony)

Založené na polykondenzační síťující reakci mezi koncovými OH skupinami polysiloxanového polymeru a tetraalkoxy silany za přítomnosti dibutylcín dilaurátu (DBTD) jako „katalyzátoru“

Reakce tuhnutí - polykondenzace

DBTD

O

…..O

Si O

O

O

O

O Si Si

O O Si O

…

…

…

…

O

Lineární polymer

Si

O HO Si

…..O

OH

…..O

…..O

Si

…..O

+ Si(OC2H5)4

O …..O

O

O

4C2H5OH

…..O

O

HO Si

OH

…

Si

…

…

… O …..O


Z reakční směsi se uvolňují alkoholy, které zvyšují kontrakci otiskovací hmoty


25

Složení: Dodávány jako dvou složkový systém Základní (Base) pasta:

1. Hydroxyterminovaný polysiloxanový polymer 2. Plniva (kristobalit, talek, škroby)

Katalyzátor (Catalyst): Kapalný katalyzátor: Síťovadlo (např. tetraethoxysilan) + aktivátor (dibutylcín dilaurát) Pastovitý katalyzátor: 1. Síťovadlo, aktivátor, inertní oleje, smáčedla 2. Plnivo

Výhody: 1. Vysoká přesnost pokud je model odlit brzy 2. Velmi dobré zotavení po deformaci 3. Nižší cena

Nevýhody: 1. Hydrofobní 2. Kontrakce, doba vylití by neměla přesáhnout 4 hodiny 3. Katalyzátor může vyvolávat alergické reakce 4. Obtížnější a méně přesné dávkování 5. Obvykle pouze v ručně mísitelné verzi


26

A-silikonové otiskovací hmoty

(adiční silikony, vinyl siloxany, poly(vinyl siloxany))

Otiskovací hmoty, dublovací hmoty, rebazovací hmoty, hmoty pro registraci skusu, kořenové sealery Síťování založeno na reakci koncových vinylových skupin polysiloxanového polymeru s metylhydrogen silikonovým síťovadlem v přítomnosti platinového katalyzátoru

Reakce tuhnutí - polyadice CH3 …..O

Si CH=CH2 + CH3

H Si

CH3 Si O

Si CH=CH2

+

H Si

CH3 H +

Pt

CH3

Síťovadlo

…..O

O

Si CH2-CH2 Si CH3 CH3

O

CH3

CH3 Si O

CH2=CH Si CH3

CH3

Vinylový polymer

…..O

CH3

O

CH3 …..O

CH3

O

CH3 CH2-CH2 Si CH3

Si CH2-CH2 Si CH3 CH3


Silné redukční účinky Pt mohou vést k uvolňování H2 ze zbytkových molekul vody nebo –OH skupin přítomných v reakční směsi, což vede ke vzniku bublinek na povrchu sádrových modelů


27

Složení: Systémy dvou past, s objemovým mísícím poměrem 1:1 Základní (Base) pasta: 1. 2. 3. 4.

Vinylovými skupinami zakončený polysiloxanový polymer Pt katalyzátor Plniva (např. kristobalit, talek) Surfaktanty (hydrofilizační přísady)

Katalyzátorová (Catalyst) pasta: 1. Vinylovými skupinami zakončený polysiloxanový polymer 2. Síťovadlo 3. Plniva, silikonový olej (k nastavení viskozity dublovacích materiálů)

Výhody: 1. Vysoká přesnost, velmi malá kontrakce 2. Výborná reprodukce detailů 3. Vysoká elasticita 4. Výborné zotavení po deformaci 5. Rozměrová stabilita 6. Netoxické a nedráždivé

Nevýhody: 1. Hydrofobní – nutné přidávat surfaktanty 2. Tuhnutí je inhibováno látkami obsaženými v latexových rukavicích a adstringenty (síra, těžké kovy) 3. Uvolňování vodíku – bublinky na povrchu modelu – vylití po cca 1 hodině 4. Vysoká cena


28

Časový průběh rozměrových změn elastomerních otiskovacích hmot Phillips‘ Science of Dental materials

Typické vlastnosti elastických otiskovacích hmot Vlastnost Počet složek

Algi- Agar náty 1

Polysulfidy Polyétery C-silikony

A-silikony

1

2 pasty

2 pasty

2 pasty

2 pasty

prášek

Doba zpracovatelnosti [min]

1.5

-

4-7

2-3

2-4

2-4

Doba tuhnutí [min]

3-4

3-5

7-10

5-6

5-8

4-7

Kontrakce [lin %] po 24 h

0.5

0.01

0.4-0.5

0.2-0.3

0.2-1.0

0.01-0.2

Zotavení po deformaci [%]

96

98.8

94.5-96.9

98.3-99.0

97.2-99.6

99.0-99.9

Reprodukce detailů [µm]

50

25

25

25

25

25

Uvolňování vodíku

N

N

N

N

N

A

Kontaktní úhel [o]

Velmi nízký

Velmi nízký

82

50-60

98

70*-80

Relativní cena

velmi nízká

vysoká

nízká

velmi vysoká

nízká

vysoká

*Hydrofilní typy

Partly from Phillips‘ Science of dental materials


29

Příklady typů balení otiskovacích hmot

Putty

Light Light


30

Otiskovací hmoty. Pavel Bradna. Výzkumný ústav stomatologický. K přípravě přesné repliky modelů situace v ústní dutině

Recommend Documents