Применение современных стоматологических термопластических материалов в практике ортопедической стоматологии

Токсикологические 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 науке  критерии вредности химических веществ: понятие «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. По мнению специалистов, оценка пригодности этих материалов осуществляется обычно по жизненно важным показателям, поэтому для их токсикологической характеристики должны быть использованы не общегигиенические критерии вредности, а «критерии биосовместимости» материалов с организмом.

Более того, следует отметить, что при необходимости изучается  возможное влияние веществ на функции организма, ответственные  за воспроизведение и развитие потомства, влияние веществ непосредственно  на плод. В специальных экспериментах  определяется степень опасности  возникновения аллергических, злокачественных  новообразований (бластомогенное действие) нежелательных изменений наследственности (мутагенное действие) и др. отдаленных последствий. Токсикоаллергические 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 биосовместимости» и изучение возможных  отдаленных последствий взаимодействия с организмом.

Исследователи указывают  на то, что 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 - кровь, плазму, мочу, желчь, околоплодную (амниотическую) жидкость, а также  определение устойчивости объекта  к дистиллированной воде.

Методичные подходы к  токсикологическому исследованию, особенно важному для полимерных материалов и изделий медицинского назначения, определяются их конкретным назначением. Наиболее ответственно проводят исследования материалов, 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

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 должны 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.

Из анализа литературы следует, что одним из ведущих  направлений токсикологической  оценки полимеров, контактирующих с  кровью, наряду с исследованием их общетоксического действия является выявление  влияния полимеров непосредственно  на систему крови (например: свертываемость). При токсикологическом изучении материалов и изделий, контактирующих с кожей и слизистыми оболочками, главное внимание уделяется выявлению  возможных местно-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, то есть на присутствие в материалах биологически активных веществ, так называемых пирогенов, вызывающих повышение температуры тела. Одним из основных критериев пирогенности служит температура тела подопытных животных, получивших вытяжки из исследуемых материалов.

Таким образом, в соответствии с результатами санитарно-химических и токсикологических исследований полимеров медицинского назначения, введение ограничения на применение отдельных материалов и ингредиентов. В медицине недопустимо использование полимеров, стабилизированных ароматическими аминами.

Некоторые марки полиамидов, например, полиамид-12, разрешены для применения в медицине (протезирование суставов, изготовление изделий контактирующих с кровью, шприцев и др.).

Установлено, что полиоксиметилен  при комнатной температуре практически  нетоксичен, устойчив к действию высокоагресссивных модельных сред, благодаря чему находит широкое применение в медицине. В токсикологических экспериментах установлено отсутствие у полимера токсических свойств.

При хроническом введении полипропилена животным или вытяжек  из него токсическое действие не обнаружено, В тоже время многие марки стабилизированного полипропилена придают контактирующим с ним средам специфический привкус  и запах, что ограничивает его  применении.

Токсичность гомо- и сополимеров  акрилатов обусловлена содержанием  в них остаточных мономеров - метилметакрилата, акрилонитрила, акриламида. ДДК 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, что обусловило их широкое применение в стоматологии и офтальмологии. Вместе с этим, полимеры акриламида вызывают при имплантации  в организм разнообразные токсические эффекты. Для эндопротезирования допущен сополимер акриламида, этилакрилата и винилпирролидона.

Мономер и полимер этиленвинилацетата также нетоксичны. Однако в санитарно-химических исследованиях выявлена миграция из материала небольших количеств  окисляющихся и бромирующихся соединений. Недостатком материала является появление запаха в контактирующих с полимером средах. Большое влияние  на санитарно-гигиеническую характеристику полимера оказывают входящие в его  состав ингредиенты. Аллергенными свойствами обладают выделяющиеся из полимерных материалов акрилонитрил, ароматические  амины (неозон 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  изопрогашбензола. Из химических веществ, входящих в состав полимерных материалов, канцерогенными свойствами обладают полициклические  углеводороды (3,4-бензпирен), перекиси.

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.

Вследствие этого многие специалисты рекомендуют переход  с пластмасс акрилатного ряда, на термопластические материалы, необладающих данными недостатками.

 

2.3 Характеристика  современных стоматологических  термопластических материалов

 

Основу термопластических  масс составляют природные или искусственные  высокомолекулярные соединения, состоящие  из больших по размеру молекул, молекулярная масса которых превышает несколько  тысяч, а иногда может достигать  многих миллионов. Молекулы таких соединений состоят из комбинаций малых молекул  одинакового или разного химического  строения, которые, соединяясь между  собой силами главных валентностей (химическими связями), образуют высокомолекулярное вещество. В большинстве случаев  высокомолекулярные соединения являются полимерами — веществами, молекулы которых состоят из многократно  повторяющихся структурных единиц. В одну молекулу полимера может входить  одна, две, три и более повторяющихся  структурных единиц.

Свойства высокомолекулярных соединений зависят от величины молекулярной массы, химического строения, величины и формы цепи атомов молекулы. Большая  молекула полимера обладает определенной гибкостью. Установлено, что чем  длиннее цепь макромолекулы, тем  выше механическая прочность полимера. По мнению специалистов линейное расположение макромолекул в структуре полимера обуславливает высокую плотность  вещества, повышает механические свойства, но делает обработку этих масс более  трудоемкой.

Применяемые в медицине и, в частности в стоматологии, термопластические  материалы представляют собой композиции веществ (сополимеров), обладающих термопластическими свойствами, а также наполнителей, обеспечивающих цветостойкость материалов.

Наиболее широкое применение в  стоматологии получили такие торговые марки термопластов, как «Dental D» Quattro Ti (Италия) и «T.S.M. Acetal Dental» (Сад Марино) на основе полиоксиметилена, «Valplast», «Flexite» (США), «Flexy-Nylon» (Израиль) на основе нейлона, «Polyan» Bredent (Германия) на основе полиметилметакрилата, «ЛИПОЛ» (Украина) на основе полипропилена.

Для всех перечисленных материалов характерно отсутствие остаточного  мономера, они не содержат токсичных  или аллергенных добавок, обладают высокой биосовместимостью и  способностью запоминания формы. Высокая  степень пластичности, точность при  изготовлении, наличие широкой цветовой гаммы позволяют расширить возможности  частичного и съемного протезирования, шинирования, изготовления иммедиат-протезов, десневых протезов, шин-протезов и повысить их эстетические качества.

 

2.4 Основные характеристики  полиамидов (нейлон)

 

Полиамиды (нейлоны) относятся  к числу наиболее распространенных полимеров.

 

           Формула полиамидов:

 

Полиамиды представляют собой  гетероцелные полимеры, содержащие в основной цепи макромолекулы - амидные группы. Полиамиды могут быть алифатическими или ароматическими в зависимости от того, с какими радикалами связаны группы -CO-NH-,

В медицине и, в частности, в стоматологии используются только нетоксичные полиамиды.

Макромолекулы полиамидов в  твердом состоянии обычно имеют  конфигурацию плоского зигзага. Благодаря  наличию амидных,групп,макромолекулы  полиамида связаны между собой  водородными связями, которые обусловливают  относительно высокие температуры  плавления кристаллического полиамида.

 

 

 

 

Рис. 2. Полиамид 6.6. Схематическое  изображение.

 

Полиамид, схема которого показана выше, имеет название "нейлон 6.6", поскольку каждое повторяющееся  звено цепи полимера содержит два  участка из атомов углерода, каждый из которых имеет по шесть углеродных атомов.

В обычных растворителях (спирте, сложных эфирах, кетонах, алифатических  и ароматических углеводородах) полиамиды нерастворимы. Они растворяются в концентрированной серной, уксусной и муравьиной кислотах, фторированных  спиртах и фенолах.

Полиамиды перерабатывают литьем, литьем под давлением, экструзией и  прессованием. Детали из полиамидов можно  сваривать (тепловой сваркой или  токами высокой частоты) или склеивать  растворами этого же полимера в многоатомных фенолах или муравьиной кислотой.

Полиамид - это первый синтетический  полимер, физические свойства которого превосходят свойства некоторых  металлов. Он имеет невероятное сочетание  свойств - высокую прочность, среднюю  жесткость и устойчивость к высокой  температуре, дрючим и смазочным  веществам и большинству химикатов. Применяемые в стоматологии полиамидные  материалы выпускаются под торговой маркой «Нейлон», поэтому мы также  будем использовать это название.

Для, изготовления нейлоновых протезов использовали Valplast, Flexite (США) Flexy-Nylon (Израиль), Flexi-J (Сан Марино), Flexiplast (Германия).

Valplast - гибкая стоматологическая пластмасса, применялась нами для изготовления съемных протезов при одностороннем и двухстороннем концевых дефектах зубных рядов.

Шкала расцветок Valplast состояла из четырех оттенков, позволяющих индивидуально подбирать натуральный тон слизистой оболочки (умеренно розовый - medium pink, слаборозовый - light pink, два оттенка meharry - под цвет слизистой черной расы) и одного прозрачного цвета (рис. 3).

 

Рис. 3. Valplast - шкала расцветок

 

Flexi - J - нейлоновый термопластический полимер, эластичный и полупрозрачный, имел 4 цветовых оттенка (рис. 4).

 

Рис. 4-Flexi – J. Шкала расцветок.

 

Эксклюзивная формула  Flexi-Nylon и устойчивые красители позволяют достигнуть максимального эстетического результата и комфортности при эксплуатации протеза. Протезы из Flexi-Nylon отличаются  высокой прочностью и легкостью конструкции (рис. 5).

Рис. 5. Термопласты разработанные  Ashdodental (Израиль).

 

Flexite supreme - термопласт с исключительной прочностью и гибкостью, выпускамый  в светлых и темных розовых оттенках. Для придания жесткости базису (в случае изготовления полного съемного протеза) рекомендуется смешивать материал с акриловыми компонентами, что позволяет расширить диапазон использования.

 

Рис. 6. Flexite supreme - шкала расцветок