CC BY
147
ПРАКТИКУМ
Зубного техника
ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ ОТТИСКНЫХ МАТЕРИАЛОВ В СТОМАТОЛОГИИ
Полонейчик Николай Михайлович, кандидат медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой общей стоматологии Белорусского государственного медицинского университета, Минск
Nikolai Poloneitchik, PhD, Associate Professor, Head of the Department of General Dentistry
of the Belarusian State Medical University, Minsk The history of the development and application of impression material in dentistry
Резюме. Инновационные разработки, достижения современной науки и техники способствуют расширению перечня стоматологической продукции, включая разработку и производство новых модификаций оттискных материалов, смесителей, оттискных ложек и методов получения оттисков. В статье представлен исторический очерк, посвященный вопросам разработки стоматологических оттискных материалов. Ключевые слова: оттискные материалы, история.
Современная стоматология. — 2019. — №2. — С. 84—88.
Summary. Innovative developments, achievements of modern science and technology contribute to the expansion of the list of dental products, including the development and production of new modifications of impression materials, mixers, impression spoons and methods for obtaining impressions. The article presents a historical essay on the development of dental impression materials. Keywords: impression materials, history.
Sovremennaya stomatologiya. — 2019. — N2. — P. 84—88.
I ноговековая история развития зубного протезирования неразрывно связана с разработкой и применением I различных материалов для получения оттисков. Вместе с тем, до XVIII века изготовление зубных протезов осуществлялось преимущественно без использования от-тискных материалов.
В VI—VIII веках с распространением буддизма и развитием искусства резьбы по дереву в Японии предполагают появление технологий изготовления деревянных съемных зубных протезов, которые позже нашли применение в Китае, о чем свидетельствуют письменные источники, относящиеся к 1140-1180 годам. Базис протеза вырезали единым целым из дерева (самшит, вишня). Коррекцию съемных протезов проводили непосредственно в полости рта пациента. Для этого протезные ткани окрашивали индийскими чернилами и припасовывали протез. Участки преждевременного контакта на внутренней поверхности протеза, препятствующие его припасовке, срезали и добивались плотного контакта и ретенции протеза [1, 2].
Самый древний сохранившийся деревянный зубной протез принадлежал буддисткой монахине Накаоке Тей, которая около 1500 года основала храм в Вакаяме (Япония). Среди ее личных вещей, хранящихся в храме после ее смерти, обнаружен деревянный съемный протез при полном отсутствии зубов на верхней челюсти (рис. 1).
До начала XVIII века в Западной Европе зубные протезы изготавливались ремесленниками без снятия оттисков резьбой по кости, зачастую на глаз определяя соответствие протеза протезным тканям (рис. 2).
Рис. 1. Деревянный съемный зубной протез при полном отсутствии зубов верхней челюсти (Япония, 1538, Motoyama Sarado Collection)
Рис. 2. Съемный пластиночный протез при частичном отсутствии зубов нижней челюсти, изготовленный резьбой по кости в России в конце XVII века (экспонат музея компании BEGO, Бремен, Германия)
Рис. 3. Бреславльский городской врач Метью Готтфрид Пурман (1648-1711)
Рис. 4. Дантист Филипп Пфафф (1713- Рис. 5. Дантист Джон Гринвуд (1760-1819) 1766)
Выдающееся значение для развития зубоврачебной протетики в конце XVII - начале XVIII веков имела идея Бреславльского (Бреслау, Вроцлав) врача Метью (Маттеуса) Готтфрида Пурмана (Matthäus Gottfried Purmann) (рис. 3) получения отпечатков (оттисков) с использованием пчелиного воска [5, 9].
Личный дантист короля Пруссии Филипп Пфафф (Philipp Pfaff) (рис. 4) в книге «Трактат о зубах человеческого тела и их заболеваниях», изданной в 1756 году, описал использование для снятия оттисков сургуча (окрашенная термоплавкая смесь, состоящая из твердых смол и наполнителей). Сургуч после термической обработки в горячей воде предлагалось накладывать на зубной ряд нижней челюсти пациента и в прикусе получать двухчелюстной (двухсторонний) оттиск. Оттиск из сургуча поочередно заливался обожженным гипсом, что давало возможность в последующем получать две гипсовые модели челюстей, соединенные между собой резным замковым креплением [3]. Способ отливки гипсовых моделей и их последующего сопоставления в прикусе, предложенный Ф. Пфаффом, послужил прототипом для создания первых окклюдаторов.
В ноябре 1787 года дантист Джон Гринвуд (John Greenwood) (рис. 5) опубликовал рекламное объявление в газете «Нью-Йорк Дейли». В этом объявлении говорилось: «...пациентам, не зависимо от расстояния, могут быть изготовлены съемные зубные протезы в случае отправки почтой оттисков, полученных воском» [10].
В 1820 году французский дантист Кристоф Делабаре (Christophe Francçois Delabarre, 1787-1862) предложил конструкцию первой оттискной ложки. Ложка представляла собой полуэллиптический литой лоток, изготовленный из металла с бортами, удерживающими давление щек на восковой оттиск-ной материал. Для удобства в работе оттискная ложка имела рукоятку, расположенную во фронтальном участке (рис. 6). Для изготовления оттискных ложек К. Делабаре использовал сплав Британия, состоявший из алюминия, свинца и меди [7].
В середине XIX века, примерно в i844-i845 годах А. Вест-котт, В. Двинелл и Е. Даннинг (Amos Westcott, W.H. Dwinelle, E.J. Dunning) в качестве оттискного материала применили полуводный гипс с использованием 3-4% раствора NaCl в качестве катализатора реакции гидратации.
В i822 году бывший на службе Ост-Индийской компании врач Вильям Монтгомери (William Montgomerie, i797-i856) обратил внимание на материал, из которого делались хлысты погонщиков скота в Сингапуре. Он исследовал его свойства и убедился в пользе и возможности разнообразного применения растительного вещества островов Малазийского архипелага в различных отраслях промышленности. Это была гуттаперча (от малайского guttah - смола; pertja - название растения), с которой он познакомил промышленный мир в i842 году. В i847 году английский дантист и изобретатель Эдвин Трумэн (Edwin Tomas Truman, 1818-1905) впервые использовал гуттаперчу в качестве оттискного материала. Материал в горячей воде приобретал пластичность после чего его разминали, помещали в оттискную ложку и накладывали на ткани про-
Рис. 6. Оттискная ложка 1840 года (стоматологический отдел музея науки Wellcome СоУе^юп, Кенсингтон, Лондон, Великобритания)
Рис. 7. Дантист Чарлз Стент (1807-1885) Рис. 8.
тезного ложа. В полости рта гуттаперча отвердевала и после его выведения из полости рта несла на себе отпечатки зубов. Результаты применения гуттаперчи как оттискного материала не оправдали ожиданий. При выведении оттиска из полости рта материал давал оттяжки, деформировался и подвергался усадке при охлаждении.
В 1856 году английский дантист Чарлз Стент (Charles Thomas Stent) (рис. 7) добавил к гуттаперче стеарин, который улучшил пластичность материала. В качестве наполнителя использовался тальк, обеспечивавший размерную стабильность термопластического материала.
Новый оттискной материал, оказался настолько успешным, что вскоре в Лондоне был налажен его промышленный выпуск компанией «C.R. and A. Stent», учрежденной английскими дантистами, сыновьями Чарлза Стента Чарлзом Стентом младшим (Charles R. Stent, 1845-1901) и Артуром Стентом (Arthur H. Stent, 1849-1900). После смерти Чарлза Стента младшего престижная стоматологическая компания «Клавдий Аш и сыновья» в 1901 году приобрела все права на состав и изготовление материала, сохранив в названии имя изобретателя (рис. 8).
В 1864 году Шротт (Schrott) описал метод получения функциональных оттисков при полной потере зубов с использованием термопластического массы Стента.
В конце девятнадцатого столетия продолжают совершенствоваться оттискные ложки. Компания SS White (США) в 1876 году наладила промышленный выпуск фарфоровых оттискных ложек для верхней и нижней челюстей (рис. 9) четырех типоразмеров.
Получение оттисков с использованием гипса или термопластических материалов представляло собой сложную задачу. Перечисленные материалы не обладали эластическими свойствами, выведение оттисков требовало их разделения на фрагменты с последующей установкой частей оттиска в ложку и их склеивание воском.
масса Стента Рис. 9. Фарфоровая оттискная лож-
ка компании "SS White" 1876 года (стоматологический отдел музея науки Wellcome Collection, Кенсингтон, Лондон, Великобритания)
Первым оттискным материалом, обладающим эластичностью был «Nogacoll», запатентованный австрийским изобретателем, доктором медицины Альфонсом Поллером (Alphons Poller) (рис. 10).
Оттискной материал «Nogacoll» представлял собой обратимый гидроколлоид на основе агар-агара, получаемого из морских водорослей. Первоначально гидроколлоид использовался для получения форм с последующей отливкой по негативному отображению гипсовых слепков (моделей, репродукций). Вскоре материал был адаптирован для получения оттисков в стоматологии. В 1931 году компания De Trey наладила промышленный выпуск обратимого гидроколлоида под названием «Denticole». К 1935 году свыше десяти производственных конкурирующих компаний осуществляли выпуск агар-агаровых гидроколлоидов, который продолжается и по нынешний день.
Материалы на основе оксида цинка и эвгенола, содержащегося в гвоздичном масле, применялись в терапевтической стоматологии с конца девятнадцатого века. Впервые структурирующийся на основе окиси цинка и гвоздичного масла материал был предложен в 1887 году. В начале 1930-х годов дантисты А. Уорд (A.W. Ward) и Э. Кэлли (E.B. Kelly) первыми использовали комбинацию оксида цинка и эвгенола в качестве оттискного материала. В опубликованной в 1934 году статье R.A. Ross описывает материал типа «порошок - жидкость». Порошок состоял из окиси цинка (85% по массе) и измельченной канифоли (15%). Жидкость включала гвоздичное масло (60% по массе), канадский бальзам (35%), перуанский бальзам (5%). При смешивании компонентов образовывалась паста, использовавшаяся для получения оттисков. В 1935 году стоматологическая фирма Кегг (США) начала промышленный выпуск цинк-оксид-эвгенольного оттискного материала.
Во времена Второй мировой войны производство обратимых гидроколлоидных оттискных материалов на основе агар-агара значительно сократилось, так как основное сырье (красная
Рис. 10. Доктор медицины Альфонс Рис. 11. Лауреат Нобелевской премии, Рис. 12. Английский химик Фредерик Стенли Поллер (1879-1930). Фото Rudolf Koppitz профессор Г. Штаудингер (1881-1965) Киппинг (1863-1949)
водоросль Gelidium amansii) поставлялось с Японского побережья. В начале 1940 года американская компания Amalgamated Dental обратила внимание на патент английского изобретателя Сидни Уилдинга (Sidney William Wilding), заявленный 26 сентября 1938 года. Патент содержал состав и способ изготовления эластичных необратимых гидроколлоидных оттискных материалов на основе натриевых солей альгиновой кислоты, получаемых из доступных морских водорослей (Laminaria, Ascophyllum no-dosum, Lessonia и др.). Несмотря на то, что способ получения альгиновой кислоты из морских водорослей был изобретен в еще в 1884 году шотландским химиком Эдуардом Стэнфордом (Edwaed Charles Coetis Stanford), патент С. Уилдинга с 1943 года открыл новую эру в ортопедической стоматологии, связанную с использованием альгинатных оттискных материалов.
Еще в начале прошлого столетия развиваются теоретические представления о строении полимеров. В 1917 году немецкому химику 1ерману Штаудингеру (Hermann Staudinger) (рис. 11) удалось раскрыть общий принцип построения высокомолекулярных соединений. Он пришел к выводу, что на самом деле каучук состоит из настоящих огромных молекул, которые связаны между собой валентными силами. Эти огромные молекулы Штаудингер назвал макромолекулами. Через несколько лет он разрабатывает теорию строения полимеров. Результаты своих опытов он изложил в 1932 году в классической работе «Высокомолекулярные органические соединения. Каучук и целлюлоза». Спустя четверть века после осуществления большой работы Штаудингеру в 1953 году была присуждена Нобелевская премия «За исследования в области химии высокомолекулярных веществ».
В пятидесятые годы прошлого столетия начались разработка и производство безводных эластомерных оттискных материалов. В Ливерпульском университете (Великобритания) в 1954 году профессором С. Пирсоном (S.L. Pearson) разработан состав первого безводного эластомерного полисульфидного оттискного материала на основе синтетического каучука.
Еще в начале XX века английский химик Фредерик Стенли Киппинг (Frederic Stanley Kipping) (рис. 12) занялся изучением органических соединений, содержащих кремний - самый распространенный после кислорода элемент земной коры. Ф. Киппинг посвятил изучению кремния более сорока лет и синтезировал множество органических соединений, содержащих один или несколько атомов кремния. В середине XX века были созданы первые силиконовые эластомеры на основе высокомолекулярных кремнийорганических соединений. Внедрение достижений химии полимеров в медицинскую промышленность обеспечило разработку в 1955 году силиконовых оттискных материалов конденсированного типа.
В 1963 году П. Йохум, Р. Паррманн, В. Шмитт и В.Д. Захлер (Peter Jochum, Robert Purrmann, Werner Schmitt, Wolf Dieter Zahler) запатентовали состав полиэфирных оттискных материалов (эластомеров из простых полиэфиров и производных этиленимина) патентообладателем которых стала компания ESPE (Германия).
1947 год ознаменовался для кремнийорганической химии открытием реакции присоединения гидросиланов к непредельным соединениям. Эта реакция, названная в дальнейшем реакцией гидросилирования, сразу же привлекла к себе внимание широкого круга исследователей, быстро оценивших ее прикладное и теоретическое значение. В 1957 году был обнаружен один из самых эффективных гомогенных металлокомплексных катализаторов реакции гидросилирования - платина хлористоводородная кислота, так называемый катализатор Спайера (J.L. Speier). В результате были синтезированы органосилоксаны разнообразной структуры и свойств. В 1973 году был открыт быстродействующий растворимый платиновый катализатор Карстеда (Bruce D. Karsted) [8]. С тех пор начались активные исследования гидросилирования, направленные на синтез и применение новых кремнийорганических соединений, которые в 1975 году увенчались разработкой и промышленным производством
ПРАКТИКУМ ЗУбНОГО ТЕХНИКА
Рис. 13. Патент Дж. Дрейка на двухпортовый картридж и смесительную канюлю
силиконовых оттискных материалов присоединительного типа (силиконов - А-типа, винилполисилоксанов, VPS).
Первые силиконовые оттискные материалы присоединительного типа по своей молекулярной структуре обладали гидрофобностью. В 1986 году за счет добавления в состав гидрофилизаторов (поверхностно-активных веществ) были разработаны гидрофильные винилполисилоксаны.
С разработкой новых типов безводных эластомерных оттискных материалов совершенствуются способы их смешивания и доставки. В 1983 году Джеральд Э. Дрейк [4] патентует двухпортовый картридж и смесительную канюлю для безводных эластомерных материалов низкой и средней вязкости (рис. 13). В этом же году компанией ESPE (1ермания) был налажен выпуск первой в мире системы для автоматического смешивания от-тискных материалов в виде диспенсера Express™. В 1985 году налажен промышленный выпуск оттискного материала Imprint™ в картриджной расфасовке для ручного диспенсера Mixpac™ производства ConProTec, Inc., а в 1996 году ESPE представила систему смешивания и доставки оттискных материалов Garant™, которая была специально спроектирована для использования с Imprint™ II.
Ручной диспенсер Garant™ предназначался только для автоматического смешивания безводных эластомерных оттискных
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Полонейчик Н.М. Оттискные материалы, применяемые в стоматологии: Учебное пособие. - Минск: МГМИ, 1998. - 87 с. / Poloneychik N.M. Ottisknyye materialy, primenyayemyye v stomatologii: Uchebnoye posobiye [Impression materials used in dentistry]. Minsk: MGMI, 1998, 87 p. (in Russian)
2. Ряховский А.Н., Мурадов М.А. Точный оттиск. - М., 2006. - 227 с. / Ryakhovskiy A.N., Muradov M.A. Tochnyy ottisk[Exact print]. M., 2006, 227 p. (in Russian)
3. Bremner M.D. The story of dentistry from the dawn of civilization to the present. New York & London: Dental Items of Interest Pub Co., Inc.; 1958. 91 p.
4. Drake G.E. Static mixing device. US Patent 4538920.
Адрес для корреспонденции
Кафедра общей стоматологии
Белорусский государственный медицинский университет
г. Минск, ул. Сухая, 28
220004, Республика Беларусь
тел.: + 375 17 226-50-92
Полонейчик Николай Михайлович, e-mail: commonstom@bsmu.by
Рис. 14. Патент В. Герольда, Г. Брандхорсата и Г. Рехфельда на двухпортовый картридж и смесительную канюлю для безводных эластомерных материалов плотной и высоковязкой консистенций
материалов низкой и средней типов вязкости. Для смешивания более густых оттискных материалов (плотной и высоковязкой консистенций) В. Герольд, Г. Брандхорсат и Г. Рехфельд [6] в 1991 году патентуют картридж и смесительную канюлю для дозировки, смешивания и доставки безводных эластомерных материалов плотной и высоковязкой консистенций (рис. 14).
В 1993 году компания ESPE (Германия) наладила промышленный выпуск картриджей Penta™ для расфасовки и автоматического смешивания безводных эластомерных оттискных материалов плотной и высоковязкой консистенций и стала компанией, создавшей первую систему автоматического смешивания оттискных материалов - аппарат Pentamix™. Через 5 лет на рынок вышла система Pentamix™ 2, имеющая скорость смешивания в 2 раза выше скорости смешивания аппарата Pentamix™. С появлением в 2008 году системы третьего поколения Pentamix™ 3 компания 3M ESPE установила новый стандарт в технологии автоматического смешивания. Заключение
Достижения современной науки и техники постоянно расширяют перечень стоматологической продукции, включая разработку и производство новых модификаций оттискных материалов, смесителей, оттискных ложек и методов получения оттисков.
5. Guerini V. A history of dentistry. Philadelphia & New York: Lea & Febiger; 1909, pp.241-242, 305-306.
6. Herold W.D., Brandhorst G., Rehfeld G. Dynamic mixer. US Patent 5249862.
7. Hoffmann-Axthelm W. History of dentistry. Chicago: Quintessence Pub. Co., Inc.; 1981, 284 p.
8. Karstedt B.D. Platinum complexes of unsaturated siloxanes and platinum containing organopolysiloxanes. US Patent 3775452.
9. Ring M. Dentistry: an illustrated history. New York: Abrams, 1985.
10. Weinberger B. An introduction to the history of dentistry, vol.2. St. Louis: Mosby; 1942, pp.225, 253.
Поступила 12.11.2018 Принята в печать 15.03.2019
Address for correspondence
Department of General Dentistry
Belarusian State Medical University
28, Sukhaya street, Minsk
220004, Republic of Belarus
phone: + 375 17 226-50-92
Nikolai Poloneitchik, e-mail: commonstom@bsmu.by
