Биохимия. Н. А. Пономарёва материаловедение в стоматологии
 Скачать 3.47 Mb.
|
|
В. А. Клёмин А. П. Педорец Н. А. Пономарёва МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В СТОМАТОЛОГИИ Учебное пособие Донецк 2021 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М. ГОРЬКОГО» Клёмин В. А. Педорец А. П. Пономарёва Н. А. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В СТОМАТОЛОГИИ Учебное пособие Рекомендовано Министерством образования и науки Донецкой Народной Республики Донецк 2021 УДК 616.314-74/-74 ББК 56.6 К 48 Авторы: Клёмин В. А., Педорец А. П., Пономарёва Н. А., Гонтарь Е. А., Жданов В. Е., Мороз А. Б., Юровская И. А, Гаврилов А. Е., Хачатурова К. М., Александров И. Н. Рецензенты: Чайковская И. В. – д-р мед. наук, профессор, заведующая кафедрой стоматологии ФИПО ГОО ВПО ДОННМУ ИМ. М. ГОРЬКОГО Бугорков И. В. – д-р. мед. наук, профессор кафедры общей стоматологии ФИПО ГОО ВПО ДОННМУ ИМ. М. ГОРЬКОГО Калиниченко Ю. А. – д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой стоматологии и ортодонтии ГУ ЛНР «ЛГМУ ИМ. СВЯТИТЕЛЯ ЛУКИ» Присвоен гриф «Рекомендовано Министерством образования и науки Донецкой Народной Республики» (Приказ №390 от 07.05.2021 г.) К 48 Материаловедение в стоматологии: учебное пособие / В.А. Клёмин, А. П. Педорец, Н.А. Пономарёва [и др.] // Донецк : «ПОЗИТИВ», 2021. – 194 с. Текст: непосредственный. В учебном пособии рассмотрены современные данные о физико-химических характеристиках, свойствах и способах применения материалов , используемых в терапевтической и ортопедической стоматологии. В пособии отражены современные классификации стоматологических материалов, сведения об их свойствах, составе, механизмах взаимодействия компонентов. В каждом разделе пособия приведены тестовые задания. Предложенная структура пособия помогает выделить главные аспекты изучаемых материалов, организовать и конкретизировать учебный процесс. Учебное пособие разработано в соответствии с учебной дисциплиной «Материаловедение» для студентов медицинских университетов, обучающихся по специальности 31.05.03 «Стоматология». УДК 616.314-74/-74 ББК 56.6 © КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ,2021 © ГОО ВПО ДОННМУ ИМ. М. ГОРЬКОГО, 2021 3 Содержание Введение 6 ЧАСТЬ I. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ……………………………………...……… 8 ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ……………………………. 8 1.1. Физические свойства материалов……………………………….... 8 1.2. Химические свойства материалов……………………………..…. 12 1.3. Адгезионные свойства материалов…………………...………….. 13 1.4. Механические свойства материалов………………………...…… 16 1.5. Биосовместимость и биоинертность материалов…………...…… 18 1.6. Критерии качества стоматологических материалов………..…… 20 1.7. Классификация стоматологических материалов………………… 22 1.8. Основные требования к стоматологическим материалам в клинике терапевтической стоматологии………………………… 24 Задания для самоконтроля ………………………………………………. 26 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВРЕМЕННЫХ ПЛОМБ И ПОВЯЗОК. ИЗОЛИРУЮЩИЕ И ЛЕЧЕБНЫЕ ПРОКЛАДКИ ....……………………… 28 2.1. Материалы для временных пломб и повязок……………............. 28 2.2. Материалы для лечебных прокладок……..……………………… 30 2.3. Материалы для изолирующих прокладок………...……………… 34 Задания для самоконтроля ………………………………………………. 37 ГЛАВА 3. КЛАССИФИКАЦИЯ ЦЕМЕНТОВ. МИНЕРАЛЬНЫЕ ЦЕМЕНТЫ……………………………………………………………………….. 39 3.1. Цинк-фосфатные цементы…………………...……………………. 40 3.2. Силикатные цементы…………………………..………………….. 42 3.3. Силико-фосфатные цементы…………………...……………….… 43 Задания для самоконтроля ………………………………………………. 45 ГЛАВА 4. ПОЛИКАРБОКСИЛАТНЫЕ И СТЕКЛОИОНОМЕРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ…………………………………………………………………………. 47 4.1. Поликарбоксилатные цементы……………………….………….. 47 4.2. Стеклоиономерные цементы……………………………………… 48 Задания для самоконтроля ………………………………………………. 58 ГЛАВА 5. МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИЕ ПЛОМБИРОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ………………………………………………………..… 60 5.1. Амальгамы…………………………………….…………………… 60 5.2. Сплавы галлия……………………………………...……………… 72 Задания для самоконтроля ………………………………………………. 73 ГЛАВА 6. КОМПОЗИТНЫЕ ПЛОМБИРОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ……… 75 6.1. Определение, классификация и общая характеристика композитов………………………………………………..……..… 75 6.2. Механизмы отверждения композитов…………………………… 80 4 6.3. Сравнительная характеристика композитов различных классов 86 Задания для самоконтроля ………………………………………………. 95 ГЛАВА 7. СОВРЕМЕННЫЕ ЭМАЛЕВО-ДЕНТИННЫЕ АДГЕЗИВНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ СТОМАТОЛОГИИ ……… 97 7.1. Механизмы сцепления композитов с поверхностью эмали…….. 98 7.2. Механизмы сцепления композитов с поверхностью дентина….. 100 7.3. Адгезивные системы для эмали………………………………..… 105 7.4. Адгезивные системы для дентина (праймеры)…………...……… 105 Задания для самоконтроля ……………………………………………….111 ГЛАВА 8. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПЛОМБИРОВАНИЯ КОРНЕВЫХ КАНАЛОВ ЗУБОВ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ………………………...…..… 113 8.1. Пластичные нетвердеющие материалы…………………….……. 114 8.2. Пластичные твердеющие материалы………………………….…. 115 8.3. Первичнотвердые (штифты, филлеры)……………………...…… 120 Задания для самоконтроля ……………………………………………….124 ЧАСТЬ II. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ……………………………………….……. 126 ГЛАВА 9. КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ. ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 126 9.1. Классификация стоматологических материалов………………… 126 9.2. Оттискные материалы……………………………………………... 127 Задания для самоконтроля ………………………………………………. 134 ГЛАВА 10. МЕТАЛЛЫ И ИХ СПЛАВЫ………………..………….…………… 136 10.1. Металлы ……………………………………………….…………. 136 10.2. Сплавы…………………………………………………………….. 137 Задания для самоконтроля ……………………………………………….145 ГЛАВА 11. ПОЛИМЕРЫ …………………………………………………. 147 11.1. Определение, классификация и общая характеристика полимеров……………………………………...………………… 147 11.2. Механизмы отверждения полимеров………….………………... 147 11.3. Сравнительная характеристика различных классов полимеров………………………………………………………... 149 Задания для самоконтроля ……………………………………………….158 ГЛАВА 12. КЕРАМИКА (СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ ФАРФОР, СИТАЛЛЫ). КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРЫ (КОМПОМЕРЫ)….. 160 12.1. Керамика и ее основные свойства………………...…………….. 160 12.2. Стоматологический фарфор………………………...…………… 161 12.3. Композиционные полимеры (компомеры)……………………... 167 Задания для самоконтроля ……………………………………………….169 ГЛАВА 13. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФИКСАЦИИ ОРТОПЕДИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ………………………………………….……………………… 171 13.1. Общая характеристика фиксирующих материалов……………. 171 13.2. Виды фиксирующих цементов …..……………………..………. 172 5 Задания для самоконтроля ………………………………………………. 175 ГЛАВА 14. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЗУБОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И РАСХОДНЫЕ СРЕДСТВА НА КЛИНИЧЕСКОМ ПРИЕМЕ ………… 177 14.1. Моделировочные материалы……………………………………. 177 14.2. Формовочные материалы………………………………………... 180 14.3. Изоляционные материалы……………………………………..… 182 14.4. Материалы для обработки стоматологических изделий………. 183 14.5. Расходные средства и материалы на клиническом приеме…… 185 Задания для самоконтроля ………………………………………………. 187 Заключение………………………………………………………………….. 189 Библиографический список…………………………………..................... 190 Ответы на тестовые задания…………………………………….………... 192 6 Введение Учебное пособие по дисциплине «Материаловедение» разработано в соответствии с государственным образовательным стандартом по направлению подготовки – 31.00.00 «Клиническая медицина» для специальности – 31.05.03 «Стоматология». Дисциплина «Материаловедение» входит в базовую часть Блока 1 «Дисциплины (модули)» учебного плана подготовки специалистов. Целью освоения дисциплины «Материаловедение» является формирование у студентов основных представлений о составе, строении, свойствах и технологии применения материалов стоматологического назначения, а также о закономерностях изменений свойств материалов под влиянием физических, механических, химических и биологических факторов, связанных с условиями их применения в стоматологической практике. Пломбирование кариозных полостей является завершающим этапом лечения таких распространенных в терапевтической стоматологии заболеваний как кариес, пульпит и периодонтит. Пломбирование – это искусственное замещение дефекта твердых тканей зуба стоматологическим материалом с восстановлением анатомических особенностей, физиологических функций и эстетических свойств тканей зуба. Стоматологическое материаловедение – это наука, изучающая взаимосвязь состава, строения, свойств, технологию производства и применение материалов в стоматологии, а также закономерности изменений свойств материалов под влиянием различных физических, механических и химических факторов. Стоматологическое материаловедение, как собственно наука, появилась сравнительно недавно, около 300 лет назад, однако, начало применения материалов для замещения отсутствующих тканей зубов относят к временному периоду до нашей эры (около 2500 лет до н.э.). Появление же науки о стоматологических материалах датируют 1728 г., когда был издан труд Пьера Фушара (Faucherd P., 1678-1761). В нем описаны все материалы того времени и способы их использования в стоматологии. Конец ХХ века ознаменовался стремительным развитием стоматологических материалов, и, чтобы соответствовать, стоматолог должен быть в курсе новых разработок и новых методик использования материалов в практике. Это требует от него не просто поверхностных знаний о материалах, используемых в стоматологии, а глубокого понимания взаимосвязей их химических основ и свойств. Составляя план действий перед лечением, стоматолог стоит перед выбором наиболее подходящего материала для восстановления зуба конкретного пациента. За последние годы ассортимент стоматологических материалов и технологий многократно увеличился. В наше время очевидно, что без глубоких познаний в свойствах материалов невозможно достигнуть восстановления функции, эстетической составляющей и долговечности восстановленного зуба, невозможно оказать пациентам полноценную и эффективную помощь. 7 На данный момент существует огромное множество различных материалов, используемых в ортопедической стоматологии. И каждый класс материалов незаменим и нашел свое применение для самых разнообразных целей. Сейчас повсеместно используются металлические конструкции, которые несут основу для большинства съемных и несъемных конструкций, а керамика и полимеры позволяют добиваться потрясающих результатов в эстетических свойствах реставрационных работ. Различные сплавы металлов позволяют подобрать именно тот набор качеств и свойств, которые необходимы в конкретно взятой ситуации. Широкое разнообразие оттискных масс, как одноразового, так и многоразового применения, позволяет получать точные анатомические и функциональные оттиски. Знание материаловедения, сходных свойств и различий материалов в зависимости от химической структуры и технологий применения позволяет использовать в практике научно-обоснованные критерии подбора материалов. 8 ЧАСТЬ I. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Основной задачей стоматологического материаловедения является создание «идеального» материала для реставрации зубов. На данную задачу направлено изучение состава, строения и свойств материалов для стоматологии, а также закономерностей изменения этих свойств под влиянием различных факторов, таких как физические, химические и механические. Определение комплекса свойств материалов, имеющих основополагающее значение для их использования в полости рта, является основным методом и инструментом этого изучения в стоматологическом материаловедении. Под действующими факторами полости рта подразумеваются колебания температуры, высокая постоянная влажность, присутствие электролитной среды. Весь комплекс свойств материалов можно разделить на физические, химические, механические, эстетические, технологические и биологические. Четкое разграничение свойств материалов на физические, химические и механические в стоматологическом материаловедение не является правильным, поэтому корректнее применять комплексные понятия для характеристики различных материалов, такие как физико-химические и физико-механические свойства. Следует заметить, что не только эстетические свойства материалов, но и показатели биосовместимости связаны с их физическими и химическими характеристиками. 1.1. Физические свойства материалов К физическим свойствам относятся такие свойства как плотность, термические свойства, оптические, реологические. Плотность материал – это физическая величина, определяющая отношение массы материала к занимаемому объему. Единицей измерения плотности в системе СИ принята размерность кг/м 3 Термические свойства. Коэффициент теплопроводности измеряют по количеству тепла в калориях в секунду, которое проходит через образец материала толщиной 1 см и площадью поперечного сечения 1 см 2 , когда разница температуры на концах образца составляет 1°С. Чем выше этот показатель, тем более способно вещество пропускать через себя тепловую энергию, и наоборот. Важным физическим свойством материалов, связанным с их теплопроводностью, является линейный коэффициент теплового 9 (термического) расширения, который показывает изменение относительной длины (линейное изменение, отнесенное к единице длины) образца данного материала, когда его температура возрастет или упадет на 1°С. Этот коэффициент должен быть максимально близким к тканям зуба. Это предотвращает растрескивание пломбированных зубов или нарушение краевого прилегания пломб при изменениях температуры в полости рта. Выделение тепла в процессе отвердеваниядолжно быть минимальным, что исключает возможность неблагоприятного термического влияния на пульпу. Оптические свойства. Одной из важных задач восстановительной стоматологии является воспроизведение внешнего вида натуральных зубов. В последние годы эстетика в стоматологии приобрела приоритетное значение. В связи с этим стали активно проводиться научные исследования, изучающие влияние состава и технологии применения материалов на их эстетические показатели. К показателям, которые характеризуют эстетические свойства восстановительных материалов, относят цвет, полупрозрачность, блеск поверхности, флуоресценцию. Цвет – это человеческое восприятие, которое является функцией трех переменных: источника освещения, свойств объекта и индивидуальных особенностей наблюдателя. Материал приобретает цвет в результате отражения одной части и поглощения другой части спектра падающего на него света. Напомним, что свет – форма электромагнитной энергии, которую может воспринимать глаз человека. Ньютон (1666) воспроизвел спектр разных цветов, направив луч света на стеклянную призму, которая превратила его в многоцветную полосу. Эти цвета оказались идентичными цветам радуги. Ньютон показал, что белый цвет фактически представляет собой комбинацию широкого спектра цветных лучей. Глаз воспринимает свет длиной волны приблизительно от 400 нм (фиолетовый) до 700 нм (темно-красный). Свет в указанном спектральном диапазоне часто называют видимым светом. Комбинация длин волн, содержащаяся в луче света, отраженном от поверхности предмета, определяет то свойство, которое мы называем цвет. Поверхность, которая имеет синий цвет, отражает только синюю часть и поглощает все остальные цвета спектра освещающего ее света. Поверхность белого цвета отражает все длины волн спектра падающего на нее света. Объект черного цвета полностью поглощает весь световой спектр и не отражает ничего. Светопроницаемость (полупрозрачность (степень прозрачности) или просвечиваемость) – зависит от количества света, которое может пропускать предмет. Свет при прохождении через прозрачные материалы в основном проходит сквозь материал, и лишь малая часть его поглощается. При прохождении через непрозрачные объекты свет поглощается, отражается или рассеивается от поверхности (опаковость). Предметы с высокой прозрачностью кажутся более светлыми. Чем прозрачнее материал, тем больше на его цвет и 10 внешний вид будет влиять фон или подложка. Прозрачность снижается с увеличением степени рассеяния света в материале. Непрозрачность (опаковость, заглушенность) представляет собой соотношение между степенью отражения дневного света от образца стандартной толщины (обычно, 1 мм) на черном стандартном фоне и кажущейся степенью отражения дневного света от того же образца на белом стандартном фоне. Коэффициент отражения белого стандартного фона составляет 70% относительно оксида магния. Восстановительный материал сравнивают по этой шкале с эмалью и дентином, что позволяет легко оценить относительную степень непрозрачности интересующего материала. Блеск поверхности – оптическое свойство, придающее поверхности глянцевый зеркальный вид. Неблестящая и глянцевая поверхности отличаются соотношением зеркального и диффузного (рассеянного) отражения света. Блеск можно охарактеризовать количеством зеркально отраженного от поверхности света, который падает на нее в виде пучка параллельных лучей. Для зеркального отражения соблюдается закон: угол падения света равен углу его отражения. Когда луч света, падающий на поверхность предмета, рассеивается, поверхность воспринимается как матовая, неблестящая или шероховатая. Глянцевый или матовый вид материала зависит от степени гладкости его поверхности. Эмаль имеет блестящую поверхность, поскольку она обладает гладкой текстурой и отражает большую часть света, падающего на ее поверхность. По мере увеличения шероховатости поверхности материала, рассеяние света усиливается, и поверхность становится матовой. Это явление должно быть учтено при работе со стоматологическими материалами, поскольку реставрация будет выглядеть неэстетичной из-за матовой поверхности, которая образуется при ее шлифовании. Наличие матовой поверхности приведет к тому, что реставрация станет заметно отличаться от остальных сохранившихся тканей зуба. Простейшим способом оценки текстуры поверхности является визуальный осмотр материала, однако рельеф поверхности образца можно оценить и количественно, с помощью прибора, называемого профилометром. Профилометр имеет иглу, прикрепленную к коромыслу с длинным плечом. Игла проходит по поверхности материала, и во время ее движения производится автоматическая регистрация всех перемещений острия штифта вверх и вниз. Данные, полученные с помощью профилометра, позволяют определить степень шероховатости поверхности материала путем подсчета величины Ra – среднего арифметического отклонения профиля поверхности материала: чем выше этот показатель, тем более грубой (шероховатой) будет поверхность испытываемого образца. Флуоресценциейназывается излучение или эмиссия предметом света длиной волны, отличающейся от длины волны света, падающего или освещающего данный предмет. Флуоресцентное излучение прекращается сразу 11 после прекращения освещения способного к флуоресценции предмета. Естественные зубы флуоресцируют в диапазоне голубого света под воздействием ультрафиолетового облучения. При оценке цветовосприятия эстетической реставрации следует использовать различные источники света, на разных уровнях яркости и под разным углом падения лучей. Таким образом, на каждый из показателей эстетики, с точки зрения наблюдателей влияют: освещение и, следовательно, осветитель (источник света); собственные оптические свойства восстановительного материала, которые определяют характер взаимодействия света от осветителя с материалом; восприятие полученного результата наблюдателем. Характеристика источника света чрезвычайно важна при оценке цвета, потому что интенсивность света на определенных длинах волн оказывает непосредственное влияние на спектр света, отраженного предметом, который рассматривает наблюдатель. В восстановительной стоматологии лучше применять источники света, которые позволяют создать освещение, близкое к дневному. Именно в таких условиях пломбы и протезы будут выглядеть как при естественном освещении. Человеческий глаз – самый чувствительный прибор для восприятия цвета и сравнения цветовых различий. Определение цвета с его помощью происходит в результате действия, так называемого, цветового стимула, получающего информацию от клеток сетчатки глаза (палочек и колбочек). Восприятие цвета индивидуально, сравните, например, восприятие цвета художника и человека с нарушением цветового зрения. Встречается такое нарушение зрительного восприятия, как цветовая слепота – неспособность различать цвета. Для объективной оценки цвета, а также других эстетических характеристик восстановительных материалов необходимо использовать стандартные условия наблюдения и аппаратурные методы измерений с помощью спектрофотометров и колориметров. Эти приборы должны выдавать результаты наблюдений или измерений цвета в понятной универсальной форме, не зависящей от вида и конструкции прибора. Для этой цели предложены несколько систем измерения цвета. Рассмотрим некоторые из них, наиболее интересные для применения в восстановительной стоматологии. В большинстве расцветок применяется определенное обозначение каждого цвета и оттенка. Наибольшую популярность приобрела расцветка фирмы VITA |