Лекція №4. Матеріали для виготовлення звичайних і комбінованих моделей

Найпоширенішим видом матеріалів для виготовлення моделей є гіпс. Це природний матеріал, що утворився шляхом випадання його в осад із розчинів, збагачених сульфатними солями, або шляхом вивітрювання гірських порід. Гіпс у природі зустрічається у вигляді мінералу — водяної або воднево-сірчанокислої солі кальцію CaSO4 * 2Н2О. Природний гіпс має кристалічну структуру. Кристали чистого гіпсу прозорі, безбарвні, але за наявності різноманітних домішок набувають жовтуватого, рожевого, бурого і навіть чорного кольору. У чистому вигляді гіпс зустрічається рідко. Постійними домішками є карбонати, кварц, пірит та глинисті речовини.

В ортопедичній стоматології застосовують зневоднений або напівводяний гіпс (CaSO4)2 * Н2О. Для отримання напівводяного гіпсу природний, очищений від домішок гіпс піддається подрібненню у спеціальних подрібнювальних установках, у гіпсових млинах до дрібного однорідного порошку. Потім подрібнений гіпс завантажують у гіпсові печі і спікають за температури 140—190 °С протягом 10—12 год. Кращі сорти гіпсу отримують за температури 170 °С у разі спікання протягом 12 год. Залежно від температури спікання, тиску, часу можна отримати різноманітні сорти гіпсу, що відрізняються термінами затвердіння і міцності.

2(CaSO₄-2H₂O) - (CaSO₄>2 Н₂О + ЗН₂О, (t 120-180 °С).

У будівництві для штукатурних робіт застосовується гіпс, відомий під назвою "алебастр". Медичний гіпс — тоншого помолу. Для зуботехнічних потреб випускають гіпс двох гатунків: для відбитків і для моделей. Перший — порошок дрібного помолу, 96 % якого проходить через сито з 1600 отворами на 1 см2. Він часто буває зафарбованим у рожевий колір алізарином або харчовим жировим "Суданом Ж". Для поліпшення органолептичних якостей до нього додають 0,03 % м'ятної олії. У суміші з водою гіпс має здатність приєднувати воду, перетворюючись знову в двоводневий та затвердіваючи. Затвердіння гіпсу настає не раніше ніж через 1,6 хв і закінчується не пізніше ніж через 5 хв. Гіпс для моделей має грубілий помол. Він цілком проходить через сито з 900 отворами на 1 см2. Час його кристалізації: початок не раніше 4-ї хвилини, закінчення — не пізніше 6-ї хвилини. З найтоншого помолу отримують мармуровий гіпс, який просівається через сито з 4900 отворами на 1 см2. Подрібнений на заводі гіпс упаковують у металеві бочки, які закриваються герметично, або міцні паперові мішки, щоб уникнути поглинання ним вологи з повітря. Зберігати гіпс необхідно в сухому місці.

Гіпс в ортопедичній стоматології застосовують на різних етапах виготовлення протезів для отримання моделей, під час паяння, загіпсовки в оклюдатор (артикулятор) або в прес-форму.

Відповідно до вимог міжнародного стандарту (ISO) за ступенем твердості виділяють 5 класів гіпсу:

1. М'який, використовують для отримання (оклюзійних) відбитків.

2. Звичайний, використовують для накладання гіпсових пов'язок у загальній хірургії (даний тип гіпсу в літературі іноді позначають терміном "медичний гіпс"), наприклад "Галіпластер" (фірма "Галеніка", Югославія), до складу якого входить а-напівгідрат сульфату кальцію.

3. Твердий — використовують для виготовлення діагностичних і робочих моделей щелеп у технології знімних зубних протезів, наприклад, "Пластоп-L" (фірма "ДжіСі", Японія), "Ппсогал" (фірма "Галеніка", Югославія), до складу якого входить а-напівгідрат сульфату кальцію.

До гіпсів третього типу належить пакувальний гіпс "Адвастон" (фірма "ДжіСі", Японія). Розроблений для виготовлення протезів у прес-формі. Володіє низьким коефіцієнтом розширення під час затвердіння — 0,09%, високою точністю та міцністю на стискання, надійний у разі пакування пластмаси під пресом (мал. 7).

Не менш відомим є твердий гіпс "Молдано" ("Хереус Кульцер", Німеччина). Використовується для виготовлення робочих та діагностичних моделей, для гіпсування у ряді пакувально-пресової техніки. Випускається двох кольорів — синього та білого. Під час замішування набуває текучої кремової консистенції, швидко схоплюється, має низький ступінь розчинення, високу твердість та міцність країв, утворює гладеньку поверхню моделей.

4. Надтвердий, супергіпс, використовується для одержання розбірних моделей, наприклад, "Фуджирок-ЕР" (фірма "ДжіСі", Японія). "Галіграніт" (фірма "Галеніка", Югославія), до складу якого входить а-напівгідрат сульфату кальцію.

Особливості матеріалів групи розглянемо на прикладі гіпсу "Фуджирок-ЕР" (фірми "ДжіСі", Японія) (мал. 8). Використання матеріалу запобігає появі сколів під час відкриття моделі, шліфування, розпилювання чи полірування та забезпечує виготовлення моделей з абсолютною точністю. Гіпс швидко замішується (протягом 1 хв), має подовжений час роботи — близько 8 хв. Відкриття моделей через З0 хв економить час зубного техніка. Матеріал має низький коефіцієнт розширення — менше ніж 0,08%. Зручною для роботи зубних техніків є палітра кольорів матеріалу — білий, жовтий, золотисто-коричневий, ебонітово-чорний, сірої платини, бежевого топазу, королівський синій.

Гіпсом четвертого типу з гарантією високої якості є супергіпс "Молдастон" ("Heraeus Kulzer", Німеччина). Його використовують для виготовлення розбірних моделей, моделей для виготовлення бюгельних каркасів.

Позитивними характеристиками "Молдастону" є тіксотропність (добра текучість на вібростолику, миттєва стійкість після вібрації); низький ступінь розширення, тривале перебування у пластичному стані та безперервне схоплювання гіпсу в кінці обробки; висока стійкість країв, опірність стиранню і міцність, що забезпечують якість моделей під час розпилювання, обробки фрезою культі, моделювання протеза.

5. Особливо твердий супергіпс із домішками синтетичних компонентів. Даний вид гіпсу має підвищену поверхневу міцність. Для замішування потрібна висока точність співвідношення порошку і води. Так, наприклад, "Дураліт-S", матеріал на основі синтетичного а-напівгідрату сульфату кальцію, характеризується дуже низьким розширенням під час затвердівання, що забезпечує одержання точних робочих моделей.

Добра текучість забезпечує хорошу здатність заповнення форми, а також високий опір на стискання та твердість. Співвідношення порошку і води під час замішування дорівнює 100: 19—21. Час затвердіння складає 7—10 хв; розширення після затвердівання < 0,12%; міцність на стискання > 50 Н/мм2; твердість за Бринелем > 15 МПа.

Надтверді гіпси (а-напівгідрати) — "Супергіпс" (Росія), "Бегодур", "Бе-гостоун", "Херастоун-М", "Вел-Мікс Стоун" і "Супра Стоун" (Німеччина): час затвердіння 8—10 хв, розширення під час затвердівання не перевищує 0,07—0,09%, міцність під час стискування через 1 год після затвердіння складає ЗО Н/мм2, через 1 добу — 35—60 Н/мм2.

Названі матеріали застосовують для виготовлення розбірних, комбінованих моделей щелеп. Співвідношення порошку і води під час замішування складає 100 г на 22—24 мл води.

Синтетичні особливо тверді гіпси, наприклад, "Херарок", "Молдасінт" (Німеччина), характеризуються коефіцієнтом розширення, що приблизно дорівнює 0,1% через 2 год після замішування, а опір стискання досягає 48 Н/мм2. Порошки супертвердих гіпсів суворо дозуються з водою і замішуються у вакуумних змішувачах.

Гіпс стає пластичним у разі замішування з водою у пропорції 1:2. Замішують його в гумовій колбі. Швидкість затвердіння гіпсу залежить від цілої низки чинників: температури — підвищення її до 30—37°С призводить до скорочення терміну затвердіння гіпсу (вища температура не впливає на швидкість затвердіння), ступінь помолу також має значення. Чим вища тонкість помолу гіпсу, тим більша поверхня дотику, що призводить до прискорення процесу затвердівання. Чим інтенсивніше перемішування, тим повніший контакт між гіпсом і водою і, відповідно, тим швидше перебігає процес затвердіння. Швидкість затвердіння залежить від кількості взятої води. Крім того, процес затвердіння гіпсу можна пришвидшити (застосування каталізаторів) або сповільнити (застосування інгібіторів). Найефективніші такі каталізатори: сульфат калію, сульфат натрію, хлористий натрій, хлористий калій, алюмо-калієві галуни, цитрат калію. Найчастіше як каталізатор застосовують 3% розчин кухонної солі. Застосовуючи каталізатори, необхідно пам'ятати, шо міцність гіпсу знижується, тому їх не варто використовувати під час виготовлення моделей, загіпсовки в кювети. Уразі відлиття комбінованих моделей, музейних експонатів, навпаки, потрібна велика міцність гіпсу. Цього досягають додаванням інгібіторів, до яких належать: клей столярний, 2—3% розчин тетраборату натрію (бури), 5—6% розчин цукру, 5% розчин етилового спирту. Речовини, що змінюють швидкість кристалізації, можна вносити як у воду, яка застосовується для замішування, так і в гіпс. Механізм дії їх повністю не вияснений. Водночас із багатьма позитивними властивостями гіпсу як відбиткового матеріалу (добра пластичність, точний відбиток протезного ложа, відсутність усадки, нешкідливість, доступність та дешевизна) він має і низку недоліків. Гіпс важко виводиться із ротової порожнини, оскільки він крихкий і розпадається. У такому разі дрібні частинки, що заповнюють простори між зубами, губляться. Цей недолік гіпсу особливо виявляється у тому разі, коли спостерігаються девергенція і конвергенція зубів, їх нахил у язиковий або щічний бік, а також за наявності пародонтиту, коли збільшуються клінічні коронки зубів. Гіпс неможливо використовувати для одержання відбитка під час виготовлення вкладок. До недоліків належиться тривалий час затвердіння, труднощі відокремлення моделі від відбитка, що потребує певного досвіду і вміння, неможливість повторного використання. Однак не слід забувати, що гіпс дуже дешевий матеріал і в умовах масового протезування його ще довгий час будуть застосовувати у практиці зубопротезних лабораторій.

Для замішування особливо твердих синтетичних гіпсів фірма "Хереус Кульцер" (Німеччина) рекомендує використовувати спеціальну рідину — "Ппс-Бріллант-ліквід". Завдяки застосуванню цієї рідини відбувається рівномірний розподіл порошку в рідині і затвердівання гіпсу. Одержана гіпсова модель відрізняється високою гомогенною міцністю, пружністю іточністю відображення оригіналу. Схильність до утворення пор на поверхнях гіпсу під час контакту з водою у разі застосування цієї рідини зведена до мінімуму. Рідина постачається у флаконах об'ємом 1 л у вигляді концентрату і розбавляється 19 л дистильованої води, що складає загальний об'єм 20 л.

Для покращення якості моделей супергіпси замішують за допомогою гіпсових змішувачів (мал. 9). Голландська фірма "Евро-Дентал" випускає електронний гіпсовий змішувач, що працює в автоматичному режимі. Резервуар для гіпсу містить 25—30 кг. Перемішування відбувається у вакуумі, є можливість вибору часу. Після перемішування середина приладу автоматично очищується.

Змішувальні прилади входять до стандартного забезпечення навіть невеличких лабораторій. Фірма "Бего" (Німеччина) розробила вакуумний змішувач "Моттава-СЛ". Він за допомогою сильного мотора забезпечує інтенсивне перемішування і видає до 98% змішаної маси. У приладі використано 2 мотори, один з яких служить для приводу змішувального пристрою і виготовлений із твердої гуми та дозволяє легко проводити очистку. Після завершення процедури змішування магнітний вентиль автоматично відключає вакуумний насос.

Фірма "Хереус Кульцер" (Німеччина) випускає вакуумний прилад CL- VMR- W для замішування формувальної маси і гіпсу, що дозволяє одержати матеріал, вільний від повітряних бульбашок. Після установлення часу змішування (максимально — 90 с) процес відбувається автоматично. Форми заповнюються гіпсом на вібростоликах ("Вібромістер", "Вібробой",Вібробебі", KB-16, КВ-36, КВ-56, усі — виробництва Німеччини). Це запобігає появі пор і раковин у моделі.