Материалы для моделей


Материалы для моделей подразделяются на:

Кристаллические материалы для моделей

Гипс

Природный гипс представляет собой широко распространённый минерал белого, серого или жёлтоватого цвета. Залежи его встречаются вместе с глинами, известняками, каменной солью. Химический состав природного гипса определяется формулой CaSO4·2H2O — двуводный сульфат кальция. Образование гипса происходит в результате выпадения его в осадок в озёрах и лагунах из водных растворов, богатых сульфатными солями. Залежи гипса обычно содержат примеси кварца, пирита, карбонатов, глинистых и битумных веществ.

Плотность гипса равна 2,2—2,4 г/см3. Растворимость его в воде составляет 2,05 г/л при 20°С.

Гипс для стоматологической практики получают в результате обжига природного гипса. При этом двуводный сульфат кальция теряет часть кристаллизационной воды и переходит в полуводный (полугидрат) сульфат кальция. Процесс обезвоживания наиболее интенсивно протекает в температурном интервале от 120 до 190°С:

2(CaSO4·2H2O) →  (CaSO4)2·H2O + 3H2O

В зависимости от условий термической обработки полуводный гипс может иметь две модификации — α и β-полугидраты, которые отличаются физико-химическими свойствами (см. табл. 3):

  • α-гипс получают при нагревании двуводного гипса под давлением 1,3 атм, что заметно повышает его прочность. Этот гипс называют супергипсом, автоклавированным, каменным гипсом;
  • β-гипс получается при нагревании двуводного гипса при атмосферном давлении.

Гипс после обжига размалывают, просеивают через особые сита и фасуют в мешки из специальной бумаги или в бочки.

При замешивании полугидрата гипса с водой происходит образование двугидрата, причём вся смесь затвердевает:

(CaSO4)2·H2O + 3Н2O → 2(CaSO4·2H2O)

Эта реакция экзотермическая, т.е. сопровождается выделением тепла.

Схватывание гипса протекает очень быстро (см. табл.). Сразу же после смешивания с водой становится заметным загустение массы, но в этот период гипс ещё легко формуется. Дальнейшее уплотнение уже не позволяет проводить формовку. Процессу схватывания предшествует кратковременный период пластичности гипсовой смеси. Замешанный до консистенции сметаны, гипс хорошо заполняет формы и даёт чёткие её отпечатки. Пластичность гипса и последующее быстрое затвердевание делают возможным его применение для получения оттисков с челюстей и зубов. Однако процесс нарастания прочности гипса ещё продолжается некоторое время, и максимальная прочность гипсового оттиска и гипсовой модели (см. табл.) достигается при высушивании его до постоянной массы в окружающей среде.

Известно множество разновидностей гипса, выпускаемого для нужд ортопедической стоматологии. В соответствии с требованиями Международного стандарта (ГОСТ 31568-2012; ISO 6873:1998) по степени твёрдости выделяют 5 классов гипса (см. табл.):

 

Тип гипса

Линейное расширение при затвердевании через 2 ч, %

Предел прочности при сжатии через 1 ч, МПа

мин.

макс.

1

0,15

4,0

8,0

2

0,3

9,0

3

0,2

20,0

4

0,15

35,0

5

0,3

35,0

 

  1. гипс для оттисков, используется для получения оттисков (окклюзионных оттисков);
  2. гипс медицинский, используется для наложения гипсовых повязок в общей хирургии, например, Галипластер, в состав которого входит α-полугидрат сульфата кальция;
  3. гипс высокопрочный для моделей, используется для изготовления диагностических и рабочих моделей челюстей в технологии съемных зубных протезов, например, Пластон-L, Гипсогал, в состав которого входит α-полугидрат сульфата кальция;
  4. гипс сверхпрочный для моделей и штампиков с низким показателем расширения, используется для получения разборных моделей челюстей, например, Фуджирок-ЕР, Галигранит, в состав которого входит α-полугидрат сульфата кальция;
  5. гипс сверхпрочный для моделей и штампиков с высоким показателем расширения,  используется для получения разборных моделей челюстей, когда необходимо компенсировать относительно большую усадку оттискного материала, например, Дуралит-S, DENFLO-HX — материал на основе синтетического α-полугидрата сульфата кальция. Для замешивания супергипсов (3-5 класс) требуется высокая точность соотношения порошка и воды, а также обязательно использование дистиллированной воды.

DENFLO-HX (гипс V класса)

Рис. Сверхпрочный гипс V типа DENFLOHX

Таблица

Физические характеристики различных типов гипса
(по данным фирмы «Вип Микс», США)

Торговая марка гипсаТип гипсаЦветСоотношение воды и гипса (мл/г)Рабочее время, минКоэффициент расширения,%Сопротивление сжатию (кг/см2)
влажного гипсасухого гипса
Прайме-РокVфиолетовый, жёлтый20:10070,136351200
Резин РокVсерый, голубой, персиковый20:10070,087000 psi (48 МПа)11000 psi (76 МПа)
Джайд СтоунVзелёный, синий22:1004-60,13530985
Силки-РокIVфиолетовый, белый, жёлтый23:1003-60,09442915
Дай-РокIVканареечно нефритовый, розовый23:1003-50,10390850
Супер-ДайIIIжёлтый23:1001-20,08390850
МикростоунIIIзолотой, белый28:1003-60,12320600
КвикстоунIIIзелёный, синий, бежевый, розовый28:1003-50,12280560
Ортодонтический гипсIIбелый37:1007-80,20250460
Лабораторный гипсIIбелый45:1002-40,20105232
Ортодонтический гипсIбелый28:1004-60,09320600
Кюветный гипсIбежевый35:1004-50,30210425
Моментальный гипсIрозовый24:1001-1,50,15420985
Установочный гипсIбелый, синий28:10010,08322600
Окклюзионный гипсIбелый32:10010,15230500
Установочный гипс-2Iбелый62:10010,0945126

Полимерные материалы для моделей

Несмотря на широкое распространение гипса как материала для моделей, он обладает большим количеством недостатков, главный из которых – маленькая прочность на изгиб, разрыв и истирание, приводящая к отлому зубов и истиранию поверхности модели и искажению протезного ложа. Поэтому в настоящее время наряду с гипсом начали использовать специальные полиуретановые композиции (Exakto-Form (Bredent, Германия); AlphaDie MF (Schutz Dental, Германия); Polyhard Q), эпоксидные смолы (Metallеpox, Epoxy-Die (Ivoclar, Лихтенштейн), Tri-Epoxy (Tri-Dynamics Dental Co., Cherry Hill, США) и Diemet-e (Erkodent, Германия)) и силикон (Mach-2, Blu-Mousse и Green-Mousse) для отливки и фотополимерный акрилат (VeroDent) для 3D печати моделей челюстей.

Полиуретан

Полиуретановые модели обладают высокой прочностью и минимальной усадкой, не подвержены истиранию. Способ применения прост, в отличие от гипса не нужно соблюдать строгое соотношение воды и гипса. Они поставляются в виде катализатора и базы равного количества, которые при перемешивании начинают твердеть. Полиуретан используется для изготовления как обычных моделей методом литья, так и методом фрезерования моделей и 3D печати.

Exakto-Form (Bredent) — двухкомпонентная сверхпрочная пластмасса, пяти разных цветов, на основе полиуретана, для изготовления моделей челюстей, обеспечивающая точное соответствие формы и наивысшую стабильность кромок.

Exakto-Form (полиуретан для моделей)

Рис. Exakto-Form (полиуретан для моделей)

Преимущества:

  • Консистенция, обеспечивающая нанесение очень тонким слоем, позволит легко и без образования пор выполнять отливку ваших слепков.
  • Точное воспроизведение поверхности в соответствии с оригиналом и абсолютная стабильность формы, а также не имеющая себе равных высокая точность посадки без какого-либо расширения – отличительная черта этой, требующей меньших затрат пластмассы.

Форма поставки

Поставляется в банках по 50 г компонент А и В.
При использовании необходимо строго соблюдать меры предосторожности.
Перед тем, как открыть банки, хорошо встряхнуть содержимое. Рывком открыть крышки обоих компонентов. Каждый раз перед использованием тщательно промешать осевшие компоненты А + В до получения однородной жидкости. Вылить содержимое банки компонента B в банку компонента А (соотношение компонентов смеси 1:1). Хорошо замешать оба компонента в течение 30 сек. Рабочее время 2-3 минуты, схватывание после 30 минут. Макс. полное отверждение 1,5 часа.
Недостатком данного полиуретанового материала для моделей является высокая стоимость и малый срок хранения открытых банок с материалом из-за самоотверждения компонента В.
Другим недостатком является соединение с оттискными материалами на основе полиэфира. Для устранения данного недостатка необходимо наносить на оттиск микродисперсную изолирующую жидкость Экзакто–Форм.
Если требуется небольшое количество материала, шприцом набирается нужное количество, а затем замешивается, а оставшиеся банки плотно закрываются.

Меры предосторожности:

  • Наличие соответствующей защитной одежды, перчаток, очков, защиты для лица
  • При попадании на кожу немедленно промыть большим количеством воды и мыла. При попадании в глаза немедленно промыть большим количеством воды и проконсультироваться с врачом. Не вдыхать пары – обеспечить достаточную вентиляцию. При несчастном случае или недомогании немедленно обратиться к врачу (при возможности показать этикетку). Не допускать попадания в руки детей. Не спускать в канализацию, воды, в почву. Избегать открытого огня.

Alphadie MF (Schütz Dental) — полиуретановый, формовочный материал для литья моделей и культей. Точно повторяет детали, крепкий даже в тонких участках, чрезвычайно твёрдый, устойчив к откалыванию и расширению. Очень низкая усадка всего 0.06 %. Специальные добавки препятствует росту грибков и бактерий полости рта, перенесённых из полости рта с оттиском или протезом.

Набор: базовый материал 2 x 100 мл, отвердитель 1 x 100 мл, наполнитель 400 г, деревянные шпатели и 3 измерительных сосуда.

AlphaDie MF (полиуретан для моделей)

Рис. Набор Alphadie MF (Schütz Dental)(а) и полиуретановая модель (б).

Polyhard Q — термостойкая пластмасса, предназначенная для изготовления моделей челюстей. Удобно смешивается в пропорции 100А:100В (по объёму) и обладает низкой вязкостью, что значительно облегчает процесс смешивания и заливки. После полной полимеризации имеет твёрдость 80 по Шору D. Обладает хорошими физическими и эксплуатационными свойствами.
Пригоден для ручного и механического смешивания. Вакуумная дегазация не требуется.

Измерение и смешивание. Материалы должны храниться и использоваться при комнатной температуре (23°С) в хорошо проветриваемом помещении. Взболтайте перед вскрытием фабричной упаковки компоненты А и В. После вскрытия упаковки отмеренное количество компонентов А и В (по весу или объёму согласно таблице) необходимо поместить в контейнер для смешивания. Смешайте тщательно и осторожно. Убедитесь, что вы хорошо промешали смесь по стенкам контейнера и по его дну во избежание неоднородности массы. Будьте осторожны! Избегайте брызг, возможных из-за низкой вязкости смеси.

Важно. Время жизни неиспользованного продукта резко уменьшается после открытия упаковки. Оставшийся продукт должен быть использован как можно быстрее. Инструменты и контейнеры для смешивания должны быть чистыми и сделаны из металла, стекла или пластика.

Заливка. Для получения наилучшего результата, приготовленную вами смесь необходимо заливать в одну точку непрерывной струёй, чтобы предоставить смеси возможность самой максимально равномерно заполнить Polyhard Q (А+В)

Polyhard Q (термостойкая пластмасса)

Рис. Модели челюстей из термостойкой пластмассы Polyhard Q

Недостатки полиуретана

  1. Маленький срок годности (6 месяцев);
  2. Резкое сокращение срока годности после вскрытия упаковки;
  3. Образование пор при наличии влаги;
  4. Короткое время схватывания и длительное время отвердения;
  5. Жидкая консистенция не позволяет смоделировать цоколь модели, поэтому необходимо края оттиска удлинить силиконом перед отливкой модели.
  6. Соединение с полиэфирными оттискными массами и резиной (формой для цоколя модели).

 Эпоксидная смола

Diemet-e (Erkodent) — трёхкомпонентная эпоксидная смола состоящая из основания, отвердителя и наполнителя. Применяется для отливки моделей в стоматологии.

Diemet-e (Erkodent) - эпоксидная смола

Diemet-e (Erkodent) — эпоксидная смола

Рис. Diemet-e (Erkodent, Германия) — эпоксидная смола для моделей

Эпоксидная смола должна быть очень тщательно дозирована. Применяется ручное замешивание в мернике/чаше для замешивания.

Дозировка

  • Налейте смолу и отвердитель в мерник/чашу для замешивания в соотношении делений 1:1. Т.е. одно деление на шприце смолы соответствует одному делению на шприце отвердителя. Для отливки одной модели верхней челюсти расходуется 4 деления смолы и отвердителя, нижней — 3.
  • Добавьте полные ложки наполнителя в жидкости по количеству делений использованной смолы.
    Примечание: Если уровень жидкости находится между 2 делениями вы можете округлить в большую или меньшую сторону. Если округлить в большую, то вязкость смеси незначительно увеличивается, если в меньшую, то смола получается немного более жидкой. Однако в любом случае физические свойства DIEMET-E от этого не изменятся.
  • После тщательного размешивания залить смесь в оттиск или форму тонкой струёй.
  • Очистить мерник/чашу для замешивания после затвердения смолы.

Технические данные

Рабочее время15 мин
Время гелеобразования20-30 мин
Затвердение после6-8 часов
Окончательная твёрдость> 200 Н/мм2
Усадка0.05%
* 90% окончательной прочности после5 часов при 40°С
6 часов при 30°С
8 часов при 20°С

*Отверждение необходимо проводить при температуре 20-40°С

Важно:

Силиконовые и полисульфидные оттиски не должны быть изолированы: необходимо удалить возможную влагу из оттиска и отлить модель (силиконовые оттиски можно обработать специальными разделительными средствами для уменьшения поверхностного напряжения и предотвращения образования пор во время литья).

Полиэфирные оттиски должны быть изолированы. Для этой цели лучше всего использовать порошок талька вместо изолирующего лака. Получают оттиск, сушат и покрывают порошком талька с помощью мягкой кисточки, а затем сдувают излишки сжатым воздухом и при литьё (едва видимый слой порошка остаётся) порошок талька обволакивается DIEMET-Е, и таким образом происходит надёжная изоляция без образования толстого изолирующего слоя.

Гидроколлоидные оттиски слегка высушите для удаления видимых капель воды (не используйте мощную струю воздуха!) и сразу же отлейте модель из DIEMET-E. Необходимо убедиться в том, что гидроколлоидная масса не высохла во время затвердевания модели. Если происходит высыхание, то необходимо проводить полимеризацию модели в течение 1 ч при давлении 1,5 бар.

Нарастите борта оттиска для предотвращения вытекания эпоксидной смолы, так как она текучая.

Смола и отвердитель: Xn представляют опасность для здоровья при вдыхании, проглатывании и при контакте с кожей (возможна повышенная чувствительность).
Не выбрасывайте эти продукты в почву или канализацию, носите соответствующую защитную одежду.
Смола содержит: 1,4-бис (2,3 эпоксипропокси) бутанол.
Отвердитель содержит: бензиловый спирт фенол.

Силиконовые материалы для моделей

Силикон используется только при работе с композитами, кроме того его использование затруднительно при работе с силиконовыми оттисками, так как модель химически может соединяться с оттиском.
Для изготовления силиконовых моделей используется преимущественной А-силикон, так как он даёт меньшую усадку и обладает лучшими физико-механическими свойствами по сравнению с С-силиконом.

Силикон для моделей Мач-2

Используется для получения силиконовых моделей при изготовлении композиционных вкладок, накладок, виниров, полукоронок и т.д.

Mach 2 (силикон для моделей)

Рис. Силиконовые материал для моделей МАЧ-2

Преимущества:

  • Качественные модели менее, чем за 6 минут.
  • Высокая текучесть, подробное воспроизведение мельчайших деталей.
  • Автоматический смеситель позволяет сразу вводить материал в оттиск.
  • Высокая твёрдость материала (90 по Шору), но при этом умеренная гибкость, позволяющая легко извлекать композитные модели.
  • Идеально подходит для изготовления вкладок, накладок, виниров или временных коронок из композитов.
  • Благодаря силикону для моделей Mach2 изготовление композитных реставраций становится очень простой и быстро выполнимой задачей.

С помощью обычного пистолета силикон Mach-2 непосредственно вносится в альгинатный, полиэфирный или гидроколлоидный оттиск через автоматический смеситель. Mach-2 обладает высокой текучестью, благодаря чему она без пор заполняет оттиск. После полимеризации основание модели моделируется с помощью сверхбыстрого силикона Blu-Mousse. Через две минуты после этого вы можете отделить готовую модель от оттиска.

Blu-Mousse и Green-Mousse

Рис. Тиксотропная силиконовая масса Blu-Mousse и Green-Mousse.

Mach-2 в отличие от гипса не трескается, не ломается и не истирается. Модель легко обрезается острым скальпелем или бритвой. Нет необходимости в использовании боров и соответственно не образуется пыль при обработке модели.

Силикон Mach-2 непрозрачный и обладает высокой степенью отражения света. Во время фотополимеризации, когда направляется свет на окклюзионную поверхность вкладки, свет проходя через толщу композита отражается от силиконовой модели и способствует полимеризации со всех сторон.

При необходимости, для улучшения прочностных качеств композита, силиконовую модель вместе с композиционной реставрацией можно нагреть в печи до температуры 121°C в течение 10 минут.

Акриловые материалы для моделей

VeroDent — это используемый для 3D печати жёсткий фотополимер двух видов — непрозрачный персикового цвета и прозрачный биосовместимый. VeroDent сочетает очень высокую геометрическую стабильность с отличной детализацией и высокой точностью. Он идеален как замена гипсовых моделей, для изготовления съёмных капп (элайнеров), хирургических направляющих и других стоматологических и ортодонтических приспособлений.

Stratasys предлагает 3 материала для цифровой стоматологии и ортодонтии VeroDent, VeroDentPlus и MED610. Модели из стоматологических материалов печатаются при помощи гелеобразной подложки, которая легко смывается проточной водой, оставляя чистые гладкие поверхности.

VeroDent

VeroDent

Материал VeroDentPlus (MED690) лучший материал для печати коронок, мостов, имплантатов и стоматологических инструментов. Он был специально разработан для замещения традиционных процессов в стоматологической лаборатории цифровыми, которые помогут в значительной мере снизить затраты. Материал позволяет печатать удивительно тонкими 16-микронными слоями, что создаёт отпечатки с высочайшей детализацией. Также материал обладает превосходной прочность и долговечностью.

Характеристики материала приведены в таблице:

Предел прочности на разрывD638-0354-65 МПа
Удлинение при разрывеD638-0515-25%
Модуль упругостиD638-042200-3200 МПа
Предел прочности при изгибеD790-0380-110 МПа
Модуль упругости при изгибеD790-042400-3300 МПа
HDT @ 0,45MПаD648-0645-500С
HDT @ 1,82МПаD648-0745-500С
Ударная прочность по ИзодуD256-0620-30 Дж/м
ВодопоглощениеD-570-98 за 24 ч.1,2-1,5%
TgDMA, E52-540С
Твёрдость по Шору (D)Scale D83-86
Твёрдость по РоквеллуScale M73-76
ПлотностьD7921,17-1,18 г/см3

Гибридные материалы для моделей

Акрил с минеральным наполнителем

Состоит из двух компонентов:

  1. жидкость — водная эмульсия (суспензия) акрилового олигомера;
  2. порошок — альфа-гипс.

Благодаря нахождению гидрофобного метилметакрилата в виде водной эмульсии не происходит его полимеризация, так как вода не даёт частичкам метилметакрилата соприкасаться друг с другом и запускать механизм полимеризации. Как только вода испаряется или поглощается другим веществом, например гипсом, запускается механизм полимеризации. Соответственно при перемешивании водной эмульсии акрилата с альфа-гипсом, вода поглощается последним, приводя к кристаллизации гипса и полимеризации акрилата. Благодаря этому образуется прочная структура с минимальным расширением (0,1%). В быту такой материал называется акриловым гипсом. Представителем такого акрилового гипса является Пластикрит (Plasticrete) и Акриловая система Forton MG. Подробные характеристики представлены в таблице.

СостояниеP-cast A02 — смола (вязкая жидкость), P-filler art — наполнитель (порошок)
Цвет смолы P-cast A02Бело-молочный
Цвет наполнителя P-filler artБелый, серый
Вязкость смолы (при 25°C)IO-10-50 — 30-50 мПа*сек
Плотность смолы (при 25°C)IO-10-51 (ASTM D 1475) — 1,01-1,08 г/мл
Плотность наполнителя1,3-1,4 г/мл
Соотношение компонентов P-cast A02 / P-filler artпо весу — 45-55/100
Время жизни (при 25°C)IO-10-73 (*) — 30-34 мин
Начальная вязкость (при 25°C)IO — 10-50 1000-1400 мПа*сек
Время жизни (4000 мПа*сек при 25°C)IO — 10-50 22-30 мин
Время застывания (при 25°C)IO — 10-50а (UNI 8701) — 50-60 мин
Время формования4-15 час
Пост-отверждение40°C 15 час
ЦветБелый
Возможность машинной обработкипрекрасная
ПлотностьIO-10-54 (ASTM D 792) — 1,5-1,55 г/мл
ТвердостьIO — 10-58 (ASTM D 2240) — 82-86 по Шору D
НегорючестьIO — 10-68 (класс горючести UL 94 V-0) при толщине 1,6 мм
Термостойкость250°C
Увеличение размера после выемки из формы< 0,1%
Линейная усадка после 1 месяцаIO — 10-74 а 0,15-0,2%
Сопротивление изгибу, 7 дней при
комнатной температуре
ASTM С293 7-9 MН/м2
Сопротивление изгибу, 1 месяц при
комнатной температуре
ASTM С293 9-11 MН/м2
Сопротивление изгибу после 30 дней в водеASTM С293 9-11 MН/м2
Деформация при разрывеASTM С293 1,5-1,8%
Потеря веса после 1 месяца при комнатной температуре или 24 ч при 60°CРазмер образца 40×40×160 мм 3,5-5,5%
Устойчивость к термическому шоку (образец выдержал 80 циклов с облучением жестким УФ и выдержкой в воде)Размер образца 40×40×160 мм — 20 — — +60°C
Поглощение воды, вызванное пористостью материала3,5-5,5%
Plasticrete

Plasticrete

Поделиться в: