CC BY
226
ПРАКТИКУМ
Зубного техника
МАТЕРИАЛЫ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И УСТРОЙСТВА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОТТИСКНЫХ ЛОЖЕК
Полонейчик Николай Михайлович, кандидат медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой общей стоматологии Белорусского государственного медицинского университета, Минск
Poloneichik Nikolay, PhD, Associate Professor, Head of the Department of General Dentistry
of the Belarusian State Medical University, Minsk Materials, processes and the devices used for the manufacture of individual impression spoons
Резюме. Для изготовления индивидуальных оттискных ложек в условиях зуботехнической лаборатории сегодня применяют три основных метода. Каждый из них предполагает использование различных материалов, технологических процессов и устройств. В данной статье детально представлены методы свободной формовки и термопрессования полимерных материалов при изготовлении индивидуальных оттискных ложек, а также особенности использования цифровых аддитивных технологий. Ключевые слова: зуботехническая лаборатория, изготовление индивидуальных оттискных ложек, метод свободной формовки, термопрессование полимерных материалов, цифровые аддитивные технологии.
Современная стоматология. — 2018. — №2. — С. 84-90. Summary. Today three main methods are used for the manufacture of individual impression spoons in a dental laboratory. Each of them involves the use of different materials, processes and devices. This article presents in detail the methods of free molding and thermal compression of polymeric materials in the manufacture of individual impression spoons, as well as the peculiarities of the use of digital additive technologies. Keywords: dental laboratory, manufacture of individual impression spoons, free-forming method, thermal compression of polymeric materials, digital additive technologies.
Sovremennaya stomatologiya. — 2018. — N2. — P. 84—90.
В стоматологии широко используются индивидуальные оттискные ложки - специальные изделия медицинского назначения, изготовленные индивидуально конкретному пациенту и предназначенные для последующего получения оттиска.
Известны три метода изготовления индивидуальных ложек в условиях зуботехнической лаборатории, каждый из которых предполагает использование различных материалов, технологических процессов и устройств (рис. 1).
Рис. 1. Методы изготовления индивидуальных ложек с использованием различных материалов, технологических процессов и устройств
Свободная формовка полимерных материалов при изготовлении индивидуальных оттискных ложек
Методики компрессионного и литьевого прессования пластмассы, предполагающие восковое моделирование ложки, использование разъемных пресс-форм или шприц-пресса со специальной кюветой для литниковых каналов, потенциально моно применять для изготовления индивидуальных ложек. Однако большие временные затраты и необходимость использования специального оборудования для данных технологий обусловили внедрение более простых способов изготовления индивидуальных ложек, таких как свободная формовка.
Свободная формовка полимерных материалов предполагает их наложение на гипсовую модель с последующим пальпаторным обжатием материала по контуру модели, обрезку излишков и формирование ручки. Данная технология используется при работе по изготовлению индивидуальных ложек с применением самотвердеющих пластмасс, свето-отверждаемых преформованных композитных материалов и шеллаковых термопластов.
Для технологии свободной формовки индивидуальных ложек широко используются двухкомпонентные самотвердеющие пластмассы Протакрил-М (СТОМА, Украина), Villacryl 1Т ^егтаск, Италия), SR №о1еп (№ос1аг Vivadent, Лихтенштейн) и другие (рис. 2).
В состав порошка самотвердеющих пластмасс входят по-лиметилметакрилат, карбонат кальция (наполнитель), пероксид бензоила (инициатор) и пигменты. Жидкость включает метиловый эфир метакриловой кислоты, гидрохинон (ингибитор) и третичные амины (активатор).
Последовательность изготовления индивидуальной ложки из самотвердеющей пластмассы методом свободной формовки включает изготовление модели по анатомическому оттиску, изоляцию гипсовой модели, нанесение границ ложки, приготовление полимер-мономерной композиции, формовку пластмассы, изготовление ручки и обработку ложки.
Модель изготавливают из гипса II типа по анатомическому оттиску с последующей ее обрезкой на триммере. При наличии выраженных поднутрений проводят их изоляцию базисным воском. Границы будущей ложки наносят химическим карандашом, отступая 1-2 мм от самого глубокого участка преддверия полости рта, обходя уздечки и тяжи (рис. 3а). Укороченные границы ложки позволяют в последующем оформить их с помощью термопластичного оттиск-ного материала или безводного эластомерного материала плотной или высоковязкой консистенции при выполнении функциональных проб.
Гипсовую модель покрывают изоляционным лаком на основе альгинатного раствора и приготавливают полимер-мономерную композицию путем смешивания жидкости и порошка в весовых пропорциях, рекомендуемых производителем. Приготовление пластмассы проводят в химически устойчивых сосудах путем тщательного смешивания компонентов шпателем. Полимер-мономерную композицию необходимо тщательно вымесить
в течение 1 минуты в руках, защищенных полиэтиленовыми перчатками. Ложка формируется путем обжатия тестообразной массой контуров модели с обрезкой избытков теста по ранее отмеченным границам. Из остатков материала формируется рукоятка ложки. При изготовлении индивидуальной ложки на нижнюю челюсть, кроме ручки во фронтальном участке, следует предусмотреть изготовление двух опор в области отсутствующих первых моляров (рис. 3б).
Современные самотвердеющие пластмассы для изготовления индивидуальных ложек имеют короткое время полимеризации, которое составляет 8-12 минут с момента начала смешивания жидкости с порошком. Затем проводят обработку индивидуальных ложек, после чего они готовы к использованию в клинике (рис. 3б, в). В случаях, когда требуется создание равномерного зазора для оттискного материала между индивидуальной от-тискной ложкой и слизистой оболочкой, на гипсовой модели проводят изоляцию с помощью пластины базисного воска, в которой делают окошки, создающие ограничения в погружении ложки с оттискным материалом (рис. 4).
Одной из разновидностей свободной формовки полимерных материалов, применяемой при изготовлении индивидуальных ложек, является насыпной метод (И.Ю. Лебеденко и соавт., 2005). В данной технике полимер (порошок) равномерно насыпают на предварительно изолированную поверхность гипсовой модели и через тонкую игольчатую насадку порошок смачивают (пропитывают) мономером до насыщения. Манипуляции повторяют послойным нанесением до формирования всей поверхности и придания ложке необходимой толщины. Полимеризация пластмассы осуществляется в пневмополимеризаторе при давлении 3 атмосферы.
Изготовление индивидуальной ложки из самотвердеющей акриловой пластмассы на модели имеет бесспорное преимущество во времени и по стоимости выполняемой работы. Однако токсичность материала при длительном контакте с ним и его усадка не позволяют отнести этот метод к приоритетным.
Для изготовления индивидуальных ложек методом свободной формовки используются стандартные пластины из фотополимерных (светоотверждаемых) материалов. Фотополимерные материалы представляют собой однокомпонентные композиции на базе многофункциональных метакрилатов и неорганических наполнителей. Выпускаются в виде мягких преформованных стандартных пластинок для верхней и нижней челюстей толщиной 1,5-3 мм (рис. 5).
Для световой полимеризации пластмасс используют аппараты с ультрафиолетовым освещением мощностью 36 Вт (длина волны 365 нм). Аппарат включает выдвижной лоток для установки на него гипсовой модели с отформованной индивидуальной ложкой (рис. 6).
После нанесения границ индивидуальной ложки (рис. 7а) гипсовая модель покрывается размягченной пластинкой базисного воска толщиной 1,5-2 мм для создания достаточного места оттискному материалу (рис. 7б). Пластина фотополимерного материала обжимается по модели (рис. 7в). Срезанные из-
лишки фотополимерного материала можно использовать для изготовления ручки (рис. 7г).
Полимеризация пластмассы проводится в специальном стационарном фотобоксе (рис. 6). Время отверждения фотополимеров толщиной 1,5 мм составляет 3 минуты. При большей толщине ложки рекомендуется снять ее с гипсовой модели, повернуть внутренней стороной к лампам и провести повторную световую полимеризацию. Изготовленная методом свободной формовки из фотополимерного материала индивидуальная ложка требует минимальной обработки (рис. 8).
Наряду с самотвердеющими и фотополимерными материалами для изготовления индивидуальных ложек методом свободной формовки могут быть использованы шеллаковые термопластичные материалы. В составе преформованных пластин содержатся шеллак, стеариновая кислота, тальк (50-60%) и слюда. Шеллаковые пластины Tessex AL (Spofa-Dental, Чехия) дополнительно содержат алюминий. Пластины выпускаются в виде жестких преформованных стандартных заготовок для верхней и нижней челюстей толщиной от 1,5 до 3 мм (рис. 9).
Шеллаковые пластины под температурным воздействием горячей воды или пароструйного аппарата приобретают пластичность и могут быть использованы для свободной формовки путем обжатия гипсовой модели по ее контурам, последующей обрезке излишков и формированию ручки (рис. 17). При комнатной температуре шеллаковая пластина отвердевает и сохраняет стабильность формы.
Термопрессование полимерных материалов при изготовлении индивидуальных оттискных ложек
Для термопрессования пластмасс используют устройства для нагрева термопластичных полимерных заготовок и их последующего обжима по гипсовой модели с использованием вакуума или давления сжатого воздуха.
Для термовакуумного прессования капп используют вакуумный формирователь (вакуумформер) (рис. 18). В большом разнообразии данных устройств следует выделять две разновидности, различающиеся формой крепежной рамки для фиксации термопласта: квадратная или круглая. Форма рамки определяет соответствующую форму полимерной заготовки, подлежащей креплению в ней и последующему прессованию.
Для термовакуумного прессования индивидуальных ложек используют полимерные заготовки из стирол-бутадиенового каучука, полипропилена или полистирена толщиной 2, 3 или 3,8 мм (рис. 19а). Для создания места оттискному материалу можно использовать пористый материал (пе-номатериал) толщиной 3,0 мм (рис. 19). Пеноматериал накладывают на поверхность гипсовой модели, что позволяет создать после формовки место для оттискного материала и текстурированную поверхность, которая обеспечивает хорошее механическое сцепление оттискного материала с ложкой. В ряде случаев можно использовать стандартные пластмассовые ручки, обеспечивающие удобство в работе с индивидуальной ложкой.
Принцип работы вакуумформера представлен на рис. 20. Он включает нагрев полимерного материала, закрепленного в рамке (рис. 20а), и обжатие размягченной пластиной гипсовой модели под воздействием вакуумного насоса (рис. 20б).
Последовательность изготовления индивидуальной ложки предусматривает нанесение границ ложки на гипсовую модель. При наличии поднутрений проводят их блокировку полидиметилсилоксаном, устойчивым к высоким температурам. Подготовленную модель устанавливают по центру перфорированного стола. При необходимости создания места для оттискного материала на модель накладывают пластину пористого материала.
После подготовки модели в разборную рамку помещают термопластичную пластину, которую фиксируют между двумя частями рамки с помощью фиксатора. Рамку с термопластом переводят по стойке в максимально верхнее положение по отношению к нагревательному элементу и, включая тумблер, нагревают пластину, переводя ее в пластичное состояние. Время нагрева зависит от мощности вакуумформера, типа пластмассы и толщины полимерной заготовки. Судить о степени нагрева материала можно путем визуальной оценки провисания пластика в рамке. Провисание пластика на 3-4 см свидетельствует о переходе материала в пластичное состояние.
После перевода полимерного материала в пластичное состояние включают вакуумный насос и опускают рамку с пластиком на рабочий столик с моделью. Шестигранная стойка удерживает скользящую раму от проворачивания. Вакуумный насос создает вакуум между пластиной и перфорированным столом, благодаря чему пластина плотно приживается к модели и столу аппарата (рис. 10а). После 20-30 секунд работы вакуумного насоса можно дополнительно обжать ложку по контурам модели влажной салфеткой, не отключая вакуум. После формовки выключают насос и охлаждают ложку на гипсовой модели. Чтобы ускорить процесс охлаждения, рекомендуется поместить пластмассу и модель в холодную воду. После охлаждения отформованную пластмассу отделяют от пористого изоляционного материала (рис. 10б), лабораторной фрезой для пластмассы обрезают ложку по границам, заглаживают края ложки и специальным клеем приклеивают пластмассовую ручку (рис. 10в). Ручку для ложки можно сформировать путем оттягивания пинцетом еще не остывшей пластмассы во фронтальном участке.
Наряду с термовакуумным прессованием индивидуальных ложек используется формовка термопластов под давлением. Для этих целей применяют стоматологические термопрессы (рис. 11), обеспечивающие программируемый нагрев термопласта и его формовку сжатым воздухом под давлением до 6 атмосфер по гипсовой модели.
Принцип работы устройства для термоформовки полимерных материалов под давлением представлен на рис. 12 и включает нагрев полимерного материала, закрепленного в рамке (рис. 12а), установку пневмокамеры (рис. 12б) и обжатие раз-
Рис. 2. Самотвердеющие пластмассы для изготовления индивидуальных ложек
Рис. 3. Гипсовая модель нижней челюсти с начерченными границами индивидуальной ложки (а) и индивидуальные ложки на нижнюю (б) и верхнюю (в) челюсти, изготовленные методом свободной формовки из самотвердеющей пластмассы. Рис. 4. Гипсовая модель нижней челюсти с изоляцией протезных тканей базисным воском с окнами для формирования выступов на внутренней поверхности индивидуальной ложки
Рис. 5. Фотополимерные материалы для изготовления индивидуальных ложек. Рис. 6. Аппарат для световой полимеризации пластмасс ПМУ 1.0 (Аверон, Россия)
Рис. 7. Последовательность изготовления индивидуальной ложки методом свободной формовки с использованием преформованных фотополимерных материалов
Рис. 8. Индивидуальная оттискная ложка, изготовленная методом свободной формовки с использованием преформованной фотополимерной заготовки Elite LC (Zhermack, Италия). Рис. 9. Шеллаковые термопластичные пластины для изготовления индивидуальных ложек методом свободной формовки
Практикум зубного техника
Рис. 10. Формовка индивидуальной ложки в вакуумформере (а), отделение пористого изоляционного материала от полимера (б), готовая индивидуальная ложка с пластмассовой ручкой (в)
Рис. 11. Аппарат Drufosmart scan для термопрессования полимерных материалов под давлением (Dreve Dentamid GmbH, Германия). Рис. 12. Схема термопрессования полимерного материала под давлением при изготовлении индивидуальной ложки
Рис. 13. Индивидуальные оттискные ложки, изготовленные методом термопрессования под давлением прозрачного полистирола (а) и поли-стирена (б) (Dreve Dentamid GmbH, Германия). Рис. 14. Компьютерное моделирование индивидуальной ложки: цифровая модель (а), участки блокировки поднутрений (б), границы индивидуальной ложки (в) и виртуальная цифровая модель индивидуальной ложки (г)
Рис. 15. Фотополимерный материал NextDent Tray. Рис. 16. Индивидуальные ложки, изготовленные методом 3D-ne4a™ 88 • современная стоматология • n2 2018
Рис. 17. Индивидуальная оттискная ложка, изготовленная методом свободной формовки с использованием преформованной шеллаковой термопластичной пластины. Рис. 18. Аппарат для термовакуумного прессования: а - нагревательный элемент; б - разборная раскрывающаяся рамка с двумя ручками и фиксатором для пластика; в - шестигранная стойка; г - гипсовая модель; д - перфорированный (сетчатый) стол; е - вакуумный насос; ж - тумблеры для включения и выключения нагревателя и вакуумного насоса. Рис. 19. Стирол-бутадиеновые пластины для термовакуумного прессования индивидуальных ложек (а) и пористый материал для изоляции гипсовой модели (б)
Рис. 17,
Рис. 18,
Рис. 19,
Нагреватель Горячий пластик
ÖL
б
Модель
Вакуумный насос
Рис. 20. Схема термовакуумного прессования полимерного материала при изготовлении индивидуальной ложки
а
мягченным термопластом гипсовой модели под воздействием давления сжатого воздуха (рис. 12в), обеспечиваемого отдельным компрессором.
После охлаждения термопласта проводят обрезку ложки по границам, обозначенным на модели, заглаживают края ложки и специальным клеем приклеивают пластмассовую ручку (рис. 13).
Сравнивая две технологии термопрессования полимерных материалов при изготовлении индивидуальных ложек, следует отметить преимущества термопрессования под давлением, обеспечивающего большую точность формовки за счет значительного внешнего давления сжатого воздуха на формуемый материал.
Цифровые аддитивные технологии изготовления индивидуальных ложек
Цифровые (CAD/CAM) технологии завоевывают большую популярность в современных стоматологических лабораториях. Сегодня они нашли свое применение и для изготовления индивидуальных ложек.
Цифровая технология включает три пошаговые операции: сбор информации, обработка данных (CAD - computer aided design) и изготовление (CAM - computer aided manufacturing).
Сбор информации осуществляется путем сканирования гипсовой модели, изготовленной по анатомическому оттиску. С помощью специальной программы (технология CAD), осуществляют моделирование индивидуальной ложки. Простота
моделирования заключается в том, что программа сама автоматически блокирует поднутрения, оставляет необходимый зазор между ложкой и моделью, чертит границы ложки (рис. 14). При этом у зубного техника остается возможность корректирования любого этапа моделирования индивидуальной ложки (А.Г. Ервандян, 2016).
После завершения моделировочных работ файл с виртуальной цифровой моделью индивидуальной ложки передается для автоматизированного изготовления реального объекта (технология CAM). Автоматизированное производство может заключаться в создании объекта методом фрезерования (субтрактивное производство) или методами послойного добавления материала (аддитивное производство). Для автоматизированного изготовления индивидуальных ложек наиболее широко используется один из методов аддитивного производства - стереолитография (SLA - stereo lithography apparatus).
Технология 3D-печати основана на послойном отверждении жидкого фотополимерного материала под действием луча лазера. Принцип работы 3D-принтера, обеспечивающего процесс стереолитографии, представлен на рис. 21. В емкость с жидким фотополимером помещается сетчатая платформа, на которой будет происходить выращивание прототипа. Цифровая модель индивидуальной ложки разбивается на слои. Изначально платформа устанавливается на такой глубине, чтобы ее покрывал слой жидкого фотополимера толщиной 0,02 мм. Далее лазерный луч посредством сканирующего
Проблемные статьи и обзоры
Рис. 21. Схема работы 3D-принтера, обеспечивающего процесс стереолитографии
зеркала воздействует на участки полимера, которые соответствуют слою объекта, вызывая их затвердевание. После этого вся платформа погружается ровно на один слой, то есть на глубину 0,02 мм и повторно осуществляется полимеризация лазерным лучом второго слоя цифровой модели индивидуальной ложки. Повторяя эту процедуру, по очереди печатаются все слои ложки.
По завершении построения ложку погружают в ванну со специальным составом для полной очистки, а после удаления следов фотополимера проводят финальное облучение светом для окончательного отвердевания. Как и
многие другие методы 3D-прототипирования, SLA требует возведения поддерживающих структур, которые обрезают по завершении 3D-печати.
Для изготовления индивидуальных ложек используют фотополимерные материалы, изменяющие свои свойства под воздействием ультрафиолетового света. В обычном состоянии фотополимер - жидкий, а при попадании под ультрафиолетовое излучение электромагнитного диапазона - приобретает прочность. Продолжительность облучения и длина волны рассчитывается в зависимости от конкретного материала, размеров объекта и условий окружающей среды. Мировым лидером в производстве фотополимерных материалов является компания NextDent (Голландия), которая выпускает материал для изготовления индивидуальных ложек методом стереолитографии NextDent Tray на основе сложных эфиров акриловой кислоты (рис. 15).
NextDent Tray является биосовместимым сертифицированным материалом первого класса, предназначенным для 3D-печати индивидуальных ложек. Материал позволяет проводить объемную цифровую печать высокой точности на большой скорости. NextDent Tray дает возможность создавать даже самые сложные формы в течение нескольких минут (рис. 16). Отпечатанные формы обладают достаточной жесткостью для дальнейшей работы с любым типом оттискного материала.
Выходные данные
«Современная стоматология» №2 (71) 2018 г. Международный научно-практический информационно-аналитический журнал.
Свидетельство о регистрации № 966. Выдано Министерством информации Республики Беларусь 9 июля 2010 года. Периодичность - 4 раза в год
Учредитель - Частное издательское унитарное предприятие ЮпокомИнфоМед Юридический адрес: 220018, г. Минск, ул. Якубовского, 70-5 УНП 191350993
Директор Юрий Талятович Шарабчиев Главный редактор Ирина Константиновна Луцкая Шеф-редактор Татьяна Николаевна Манак Ответственный секретарь, редактор Татьяна Ясевич Компьютерный дизайн и верстка: Марина Шусталик Сайт: Марина Шусталик
Ответственность за достоверность и интерпретацию информации несут авторы и рекламодатели
Перепечатка материалов возможна только с письменного разрешения редакции
Рукописи рецензируются независимыми экспертами
Адрес редакции: Н220004, г. Минск, ул. Короля, 51, офис 22 (7-й этаж) ®(+375 17) 200-07-01, Velcom (+375 29) 69-59-419, Тел./ факс (+375 17) 200-07-02, 200-06-41 (гл. редактор), E-mail: dentred1997@mail.ru, www.mednovosti.by
Редакция оставляет за собой право размещать по своему усмотрению полные тексты публикуемых статей на сайте редакции и в базах данных (сайтах) своих партнеров.
Журнал "Современная стоматология" включен в электронные базы данных
"КиберЛенинка" и РИНЦ eLIBRARY.ru
Цитируемость - 1016
Импакт-фактор - 0,319 (2015 г.)
Индекс Хирша - 5
Тираж распространения, включая
электронную подписку, 985 экз.
Подписано в печать с оригинал-макета 14.05.2018 г.
Формат 60x84 1/8. Гарнитура Helvetica Narrow. Уч.-изд.12 л.
Типография: Государственное предприятие «СтройМедиаПроект» Лицензия ЛП № 02330/71 от 23.01.2014 ул. В. Хоружей, 13/61, 220123, Минск
Распространяется по каталогу РУП "Белпочта", РУП «БелСоюзпечать», Украина (ГП «Пресса»), Литва (АО «Летувос паштас»), Латвия (ООО «Подписное агентство PKS»), Германия (Kubon&Sagner), Болгария (Фирма INDEX), РФ (ООО «Ин-формнаука»), РФ (ЗАО «МК-Периодика»), Молдова (ГП «Пошта Молдовей») Подписные индексы: 75038 и 750382. Цена свободная.
Электронная версия (выборочные статьи) журнала доступна на сайте www.eLIBRARY.ru, www.CyberLeninka.ru, а также на сайте журнала www.mednovosti.by По данным Google Analytics (апрель 2018 г.), посещаемость сайта www.mednovosti.by -102300; читаемость журнала "Современная стоматология" - 7200
