У ранні роки становлення стоматології виготовлення зубних протезів було досить рідкісним явищем і вимагало незвичайного мистецтва. Зубні протези виготовляли приблизно, «на око», багаторазової приміркою в роті. Лише в 1721 р міський лікар Бреславля Готфрід Пурман запропонував попередньо знімати відбиток з щелеп, щоб користуватися ним при виготовленні штучних зубів. Відбитком називається негативний відображення форми твердих і м'яких тканин порожнини рота, отримане за допомогою спеціальних відбиткових матеріалів *.
Виготовляти по відбитку гіпсову модель першим запропонував Пфафф (Pfaff). Початок використання відбиткових матеріалів і моделей-позитивів послужило відправною точкою створення технології виготовлення зубних протезів, дуже складних і точних конструкцій для відновлення зубів і зубощелепної системи. Хоча за минулі кілька сотень років технологія виготовлення зубних протезів і їх конструкції значно змінилася і доповнилася новими матеріалами і апаратами, загальна технологічна схема в основному збереглася (схема 15.1).
Процес створення зубного протеза будь-якого виду і конструкції починається зі зняття відбитка - негативного відображення твердих і м'яких
* Відбиток-відбиток, слід чого-небудь, що отримується натисканням. Зліпок - точна копія якого-небудь предмета, твори скульптури і т.п. відлита (зазвичай з гіпсу) в формі, яка знята з оригіналу (Словник російської мови. Том III, IV, вид. 3-е, М. Російська мова, 1988).
тканин рота пацієнта. Зняття відбитка виробляє лікар-стоматолог на прийомі пацієнта в ортопедичній клініці. За отриманим відтиском виготовляють діагностичні та робочі моделі з гіпсу. Робоча або майстер-модель служить для виготовлення на ній зубного протеза.
Спочатку протез виготовляється з тимчасових матеріалів, так званих моделювальних матеріалів, головним представником яких є віск, точніше різні воскові композиції. На наступному етапі віск замінюють основним відновлювальним матеріалом, пластмасою, керамікою, металевим сплавом. Заміну здійснюють після виготовлення форми, для якої застосовують звичайний медичний гіпс або спеціальні формувальні матеріали, в яких також може використовуватися гіпс. Після заміщення воску в моделі зубного протеза на постійний основний відновлювальний матеріал готовий протез виймають з форми, очищають від залишків формувального матеріалу, шліфують і полірують. Таким чином, основні етапи технології виготовлення зубних протезів включають застосування як мінімум п'яти видів допоміжних матеріалів.
Звичайно, технологія виготовлення зубних протезів представлена тут в найзагальнішому вигляді. Однак цього досить, щоб відзначити -
основним якістю, яким повинні володіти допоміжні матеріали, є їх здатність точно відтворювати форму і розміри тканин порожнини рота і конструкції зубних протезів, що відшкодовують відсутні елементи зубощелепної системи. Таку здатність має гіпс, допоміжний матеріал, який застосовують на декількох етапах виготовлення зубних протезів як клінічних, так і лабораторних.
Гіпс займає провідне місце в класі допоміжних матеріалів для ортопедичної стоматології. З гіпсу можна отримати точний відбиток (правда, в даний час використовують більш сучасні відбиткові матеріали). Він дає точну копію твердих і м'яких тканин порожнини рота - модель. З гіпсу ж готують форми для заміщення тимчасових моделювальних матеріалів на основні конструкційні. Також гіпс входить до деяких формувальні матеріали для лиття зубних протезів з металевих сплавів (рис. 15.1).
Під терміном «гіпс» або «гіпсові матеріали» розуміють різні модифікації сульфату кальцію, водні або безводні, одержувані з сульфату кальцію, який зустрічається в природі у вигляді мінералу білого, сірого або жовтуватого кольору, хімічна формула
якого є двухводний сульфат кальцію. Гіпс - це типова осадова порода, утворення якої відбулося випаданням в осад сульфатних солей з розчинів, збагачених ними, в озерах і лагунах. Зустрічаються також поклади гіпсу, що виникли при вивітрюванні гірських порід.
Стоматологічні (зуботехнічні) гіпси отримують прогреванием або термообробкою природного гіпсу, при цьому в залежності від умов термообробки отримують різні його модифікації. Двухводний сульфат кальцію перетворюється в напівводяний або напівгідрат. Саме він є основним гіпсовим продуктом, який застосовується в якості допоміжного матеріалу в ортопедичної стоматології. Стандарти виділяють 5 типів гіпсу стоматологічного призначення (схема 15.2).
Готовий зуботехнічний гіпс (перших трьох типів, див. Схему 15.2) має наступний склад (у масових%): напівгідрат сульфату кальцію - не менше 90%, двогідрату сульфату кальцію - 2-4%, домішки процесу термообробки (безводний сульфат кальцію - ангідрит і ін.) - 6%.
При змішуванні порошку полугидрата з водою в певному співвідношенні вода / порошок утворюється густе тісто. Процес твердіння описується реакцією:
Напівгідрат розчиняється і взаємодіє з водою за представленою вище реакції. З утворенням двугидрата сульфату, розчинність якого нижче, ніж полугидрата сульфату кальцію (2,05 г / л і 6,5 г / л відповідно), водна фаза стає перенасичена їм, що призводить до його кристалізації на наявних в суспензії центрах. Зазвичай гіпсові кристали мають игольчатую форму, часто розташовуються в радіальному напрямку від центру кристалізації у вигляді сферичних агрегатів. Центрами кристалізації можуть бути домішки (наприклад, залишки частинок гіпсу). Подальше збіднення водної фази іонами кальцію і сульфату призводить до збільшення кількості полугидрата, що переходить в розчин, і, в свою чергу, осаждающегося у вигляді двугидрата сульфату кальцію.
Процес твердіння гіпсу триває від початку змішування порошку з водою до завершення реакції твердіння, коли матеріал досягає своєї оптимальної міцності у вологому стані. Можна виділити чотири стадії твердіння гіпсу: текучу, пластичну, пухку і тверду.
Реакція твердіння на початковій стадії викликає зменшення обсягу гіпсової суміші. При відповідних умовах ці зміни можна безпосередньо спостерігати на ранніх стадіях процесу твердіння, коли суміш ще рідка. Однак коли в суміші починає наростати твердість і жорсткість (в цей момент зникає блиск поверхні), можна спостерігати явище ізотропного розширення в результаті росту кристалів гіпсу.
Строго кажучи, швидкість гідратації під час твердіння не залежить від співвідношення вода / порошок (В / П) в досить широких межах. Однак швидкість, з якою протікають пов'язані з нею і описані вище фізичні процеси, багато в чому залежить від цього співвідношення, оскільки ці процеси пов'язані з взаємодією в суспензії зростаючих із центрів кристалів гіпсу. Густі суміші (при низькому співвідношенні В / П) тверднуть швидше, помітно прискорюється розширення через більш високої концентрації в них центрів кристалізації.
Багато солі і колоїди здатні впливати на характер твердіння гіпсів, змінюючи швидкість реакції твердіння. Протягом багатьох років їх широко використовували при розробці складів стоматологічних гіпсів різного призначення, в основному емпіричним способом, так
як принципи їх впливу не були до кінця зрозумілі. Сам тонкий порошок гіпсу є хорошим прискорювачем твердіння, він прискорює крісталлообразованія в гетерогенній системі. Розчинні сульфати і хлориди (сульфати натрію і калію, хлорид натрію) в низьких концентраціях теж є ефективними прискорювачами, очевидно підвищуючи швидкість розчинення полугидрата. Однак ці ж солі в більш високих концентраціях (вище 1-2%) діють як сповільнювачі твердіння, так як в процесі твердіння зменшується кількість незв'язаної води в суміші і відповідно підвищується концентрація добавок.