Med-Practic
Посвящается выдающемуся педагогу Григору Шагяну

События

Анонс

У нас в гостях

Aктуальная тема

Научно-медицинский журнал НИЗ 3,2009

Теоретические основы создания твердоэластичных базисных материалов, применяемых в ортопедической стоматологии

Ни один из базисных материалов, используемых в ортопедической стоматологии, не отвечает всем медико-техническим требованиям, предъявляемым к базисам частичных и полных съемных протезов [1,4,9]. Для этой цели широко применяются полимеры, молекулы которых построены из большого числа повторяющихся групп (мономерных единиц) с высокой степенью полимеризации [2,10], в частности метилметакрилат. Он относится к линейным полимерам:

 

 

Линейные полимеры растворимы, образуют истинные растворы и могут существовать в пластичном состоянии. 

 

В отличие от низкомолекулярных веществ, полимеры не имеют определенного молекулярного веса. Они представляют собой смесь молекул различного веса и различной степени полимеризации. Фракционированием можно разделить вещество на фракции, содержащие молекулы одного веса. Распределение по молекулярным весам в полимере дается весовыми концентрациями фракций gi или же величинами Ni – числами молекул i-й фракции. Для определения среднего молекулярного веса полимера применяется определение среднечисленного молекулярного веса: 

 

 

 

где μi – молекулярный вес i-й фракции, а суммирование проводится по всем фракциям. В полимерных молекулах, содержащих в главной цепи простые валентные связи, например, единичные С-С-связи, осуществляется внутреннее вращение. В результате этого, полимерная молекула, имеющая большое число таких связей, обладает громадным количеством различных конфигураций (конформаций). В этом проявляется гибкость полимерной цепи, содержащей единичные связи. Конформации полимерной цепи определяются набором углов внутреннего вращения. Различным значениям углов соответствует различная потенциальная энергия внутреннего вращения. Конформации, отвечающие минимуму потенциальной энергии (устойчивые конформации), называются поворотными изомерами, среди которых есть наиболее устойчивые, отвечающие наиболее глубоким минимумам потенциальной энергии. В стереорегулярных изотактических или синдиотактических полимерах наиболее устойчивые конформации те, в которых атомы главной цепи локализованы на винтовой линии (спиральная конформация). Сложность молекулярного строения полимеров обусловливает многообразие молекулярных структур в полимерах: от полностью аморфной до кристаллической. Полимерная цепь обладает большим числом степеней свободы; когда температура кристаллизации полимера выше температуры его стеклования, полимеры могут находиться в твердом состоянии. Легко кристаллизируются те полимеры, у которых боковые группы имеют одинаковый химический состав, одинаковые размеры; плохо кристаллизируются сополимеры. Существует три типа кристаллических полимеров:

 

  • поликристаллы, у которых имеется дальний порядок в расположении звеньев; размеры кристаллитов обычно порядка 102 Å, т.е. меньше, чем размеры цепей, под микроскопом их не видно; 
  • глобулярные кристаллы с дальним порядком в расположении молекул, имеющих вид плотного клубка – глобулы, звенья которой расположены беспорядочно; 
  • монокристаллы с дальним расположением звеньев; полимерные монокристаллы обычно видны в микроскоп; подавляющее большинство полимеров, в том числе и полиметилметакрилат, относится к первому типу. 

Связь звеньев полимерной цепи препятствует установлению порядка в расположении звеньев, принадлежащих к разным молекулам, поэтому полимерные кристаллы содержат большое число дефектов. На рентгенограммах полимеров первого типа, кроме колец, характерных для кристаллов, имеется также размытое гало, характерное для аморфного состояния. Это позволяет говорить о кристаллической и аморфной «фазах» в поликристаллических полимерах и ввести степень кристаллизации λ как отношение веса кристаллической «фазы» к весу всего образца, и указывает на степень дефектности кристаллов в полимере. Величина λ может быть определена рентгенографически, из измерений плотности, показателя преломления, удельной теплоты плавления, определением свободнорадикальной активности методом хемилюминесцентного анализа [3,7]. Высокая вязкость полимеров обусловливает большую длительность процесса кристаллизации, занимающего в некоторых случаях много недель. Поэтому поликристаллические полимеры в большинстве случаев термодинамически неравновесны. Температура кристаллизации и, следовательно, способность к кристаллизации повышается у полимеров при их растяжении. Некоторые полимеры могут кристаллизоваться только при растяжении, так как это приводит к ориентации полимерных цепей. Ценность полимерных материалов, в частности полиметилметакрилата, определяется следующими механическими свойствами: способностью к деформациям и большой чувствительностью к изменениям температуры. Деформация полиметилметакрилата представляет собой сложный процесс, который можно разделить на три составляющие:

 

  • упругая деформация, аналогичная упругим деформациям обычных твердых тел, связанная с изменением межатомных и межмолекулярных расстояний; 
  • высокоэластическая деформация, связанная с перемещением звеньев молекул без относительного перемещения самих молекул; при этом происходит изменение их формы, т.е. при растяжении молекулярные глобулы раскручиваются;
  • пластическая деформация (текучесть), связанная с относительным перемещением целых молекул. 

Высокоэластичность присуща только полимерам. Для ее развития необходимо, чтобы цепи были достаточно длинными. В отличие от упругой деформации, которая составляет не более нескольких процентов, при высокоэластической деформации размеры тела меняются на сотни процентов. И, главное, в отличие от пластической деформации, высокоэластическая деформация обратима. Все три типа деформации полимеров имеют свое время релаксации. Упругая деформация практически мгновенно следует за приложенной силой. Время релаксации зависит от температуры. В сополимерах молекулы сшиты друг с другом, что препятствует пластической деформации, но способствует высокоэластической деформации, время релаксации которой может быть достаточно длительным. Кроме того, всегда имеют место разрывы поперечных сшивок и разрывы цепей, что приводит к возникновению необратимой пластической деформации. У полимеров с достаточно гибкими цепями относительное изменение внутренней энергии намного меньше относительного изменения энтропии. Такие полимеры напоминают идеальный газ, у которого изотермическое изменение объема не сопровождается изменением внутренней энергии. Для идеальных в этом смысле полимеров упругая сила пропорциональна абсолютной температуре (аналогично давлению идеального газа). Статическая теория равновесной высокоэластичной деформации полимеров основана на предположении, что при вычислении свободной энергии деформации можно не учитывать взаимодействия между цепями. Теория применима к полимерам, у которых в недеформированном состоянии цепи представляют собой сильно скрученные глобулы. В областях деформаций, далеких от предельных, т.е. таких, где цепи почти полностью выпрямлены, статическая теория высокоэластичности дает следующую связь между истинным напряжением и удлинением:   

 

 

 

где R – газовая постоянная (численно равная работе, совершаемой одним молем идеального газа при изобарном нагревании на один градус):

 

 

Q – постоянная , зависящая от числа поперечных сшивок между цепями (Q возрастает с увеличением числа сшивок и от гибкости цепей). Эта формула качественно правильно описывает растяжение высокоэластичных полимеров в области, где l/l0 меняется не более чем на 300-400%. При больших растяжениях напряжение растет значительно быстрее, чем следует из теоретической формулы. Более точно описывает растяжение высокоэластичных полимеров эмпирическая формула Мули-Равлина

 

 

где С1 и С2 – упругие постоянные.

 

Связь между напряжением σ(t) и деформацией ε(t) в случае линейно-вязко-упругого тела дается соотношением

 

 

 

где Е∞ - мгновенный или предельный модуль, K(u) – релаксационная функция. При высоких частотах это соотношение переходит в закон Гука: σ(t)= Е∞ε(t), что раскрывает смысл Е∞. Если происходит очень быстрая деформация до значения  ε0, которое затем остается неизменным, то релаксация напряжений при этом описывается формулой

 

 

где       

 

называется релаксационным модулем. Разность Е∞-Е(0) называется равновесным модулем. Вязкость полимеров зависит от молекулярного веса и температуры. Температурная зависимость вязкости полимеров описывается уравнением Вильямса-Ланделла-Ферри (ВЛФ)

 

 

где  

 

- коэффициент вязкости при температуре Т. Тs – температура приведения (Тs выше температуры стеклования), C1 и C2 – постоянные. Если Тs = Тg , то C1 = 17,78o , C2 = 51,6o K.

 

Уравнение ВЛФ для вязкости является следствием общей закономерности, называемой принципом температурно-временной инвариантности. Этот принцип означает, что при повышении температуры все периоды релаксации умножаются на один и тот же множитель, описываемый уравнением ВЛФ. Принцип температурно-временной инвариантности применим только к аморфным полимерам [8]. 

 

Создание и клиническое применение твердоэластических базисных материалов для изготовления частичных и полных съемных зубных протезов позволит решить ряд вопросов, связанных с их побочным действием на ткани протезного ложа: исключит неизбежную коррекцию и явления непереносимости, сократит сроки привыкания больных к съемным зубным протезам, улучшит качество жизни [5,6,11].  

 

Литература


  1. Лебедев К.А., Журули Н.Б., Понякина И.Д. и др. Причины непереносимости стоматологических материалов. Стоматология для всех. М., 2007. №2 с. 18-23.
  2. Материаловедение в стоматологии. Под редакцией А.И.Рыбакова. М., “Медицина” 1984. с. 12-87.
  3. Погосян Г.А., Тунян М.Ю., Лалаян К.В., Лалаян Б.К., Закарян А.Е. Роль свободнорадикальных реакций в изменениях состояния тканей пародонта и протезного ложа. Стоматология., М., Медиа Сфера 2008., Т.87, №6, с. 72-74.
  4. Поюровская И.Я. Стоматологическое материаловедение. М., ГЕОТАР-Медиа 2007., с. 162-166.
  5. Рыжова И.П. Комплексная реабилитация пациентов с частичным отсутствием зубов, направленная на профилактику прогрессирующей атрофии тканей протезного ложа. Автореф. дис. ...д-ра мед. наук. М., 2008, 46с.
  6. Симановская О.Е. Влияние стоматологического здоровья на качество жизни. Стоматология. М., Медиа Сфера 2008.,  №5 с. 75-77.
  7. Тунян М.Ю., Погосян Г.А., Закарян А.Е. Метод определения свободнорадикальной активности акриловых базисных пластмасс. Патент №2021 АМ20060210. Ереван. 17.09.2007.
  8. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М., “Наука”. 1977. с. 291-304. 
  9. Patterson R., Zeiss G.R., Kelly J.F. Editional Classification of hypersensitivity reaction. New Engl. J. Med. 1976, 295 p. 277-279.
  10. Shellingburg H.T., Hobo S., Whitsett L.D. Fundamentals of Fixed Rrosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc, Chicago, Berlin, Rio de Janeiro, Tokya, 1981, p. 161-185.
  11. Zarb G.A., Bolender C.L., Carlsson G.E. Boucher's prosthodontic treatment for edentulous patients. Mosby, USA, 1997, p. 558.

 

 

Автор. М.Ю. Тунян, К.А. Костандян, НИЗ МЗ РА
Источник. Научно-медицинский журнал НИЗ 3,2009
Информация. med-practic.com
Авторские права на статью (при отметке другого источника - электронной версии) принадлежат сайту www.med-practic.com
Share |

Вопросы, ответы, комментарии

Читайте также

Течение хронического антрального гастрита у больных периодической болезнью

Периодическая болезнь (ПБ) наследственное за­бо­ле­ва­ни­е, которое характеризуется сопровождающимися лихорадкой и воспалением се­роз­ных оболочек повторяющимися приступами [15]. В настоящее время болезнь рас­сматривают в рамках наследственных аутовоспалительных болезней [12]...

Гастроэнтерология, гепатология Системные заболевания Терапия
Показатели качества некоторых бутылированных питьевых вод

Качественноe водоснабжение – проблема жизнеобеспечения населения. Форумами в Киото и Душанбе ООН провозгласила десятилетие 2005-2015г.г. Международной декадой “Вода для жизни”...

Основы здорового образа жизни
Взаимосвязь современной стоматологии со смежными дисциплинами

Стоматология достигла высокого уровня развития. Увеличилось число объектов воздействия, расширились границы дисциплины, охватывающей не только челюстно-лицевую систему, но и смежные с ней системы организма. Соответственно изменяется и...

Стоматология
Трансабдоминальные оперативные доступы для лапароскопической адреналэктомии

В данной статье приведен опыт выполнения 73 лапароскопических адреналэктомий посредством прямого и бокового трансабдоминальных доступов, выделены основные технические аспекты выполнения операций, определены технические...

Хирургия
Применение новых стержневых аппаратов в клинической практике

Новые стержневые аппараты: компрессионно-дистракционный аппарат для внешнего остеосинтеза (аппарат 1) [1], репозиционный аппарат внешнего остеосинтеза (аппарат 2) [2], аппарат для остеосинтеза проксимальных отделов бедренной...

Травматология и ортопедия
Течение язвенной болезни двенадцатиперстной кишки у больных периодической болезнью

Периодическая болезнь (ПБ) – наследственное заболевание, которое характерезуется сопровождающимися лихорадкой и воспалением серозных оболочек повторяющимися приступами [15]. В настоящее время болезнь рассматривают в рамках наследственных аутовоспалительных болезней [12]...

Гастроэнтерология, гепатология Системные заболевания
Анализ причин нагноений послеоперационных ран и методы их прогнозирования у больных сахарным диабетом

Статистические данные свидетельствуют о том, что частота заболеваемости сахарным диабетом во всем мире колеблется в пределах от 2,0% до 9,0%, причем в последнее десятилетие она возросла вдвое (М.Р.Калинин, 2000; Б.А.Брискин с соавт,,,

Хирургия Эндокринология Методы диагностики
Ранняя диагностика и профилактика сердечно-сосудистых заболеваний с помощью определения и коррекции эндотелиальной дисфункции

Профилактика сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) во всем мире остается актуальной задачей (WHO report 2007, 2008). Более 50% смертности населения приходится на ССЗ: ишемическую болезнь сердца (ИБС) и такие проявления атеросклероза, как ишемический инсульт, периферическая сосудистая патология (WHO report 2000, 2003)...

Кардиология, ангиология Обзоры Методы лечения
Медико-социальные аспекты здоровья врача

Конечный результат деятельности врача – здоровье пациента – во многом определяется состоянием здоровья самих врачей, включающем понятия как общего благополучия, так и удовлетворенностью работой и условиями труда. Литературные данные...

Цифры и факты Статьи разное
Эндовидеохирургическая адреналэктомия: современное состояние и перспективы развития

В связи с бурным развитием эндоскопической хирургии, малоинвазивные вмешательства при заболеваниях надпочечников представляют значительный интерес для хирургов, сталкивающихся в своей практике с патологией гипоталамо-гипофизарно,,,

Хирургия Эндокринология Обзоры
Аспекты биомеханики внешнего остеосинтеза

Применяя внешний остеосинтез при лечении повреждений и заболеваний опорно-двигательного аппарата, необходимо учитывать такие клинические аспекты, как вопросы биомеханики. Биомеханика внешнего остеосинтеза рассматривает...

Травматология и ортопедия
Тактика первичного эндопротезирования биполярными конструкциями при медиальных переломах шейки бедренной кости в пожилом и старческом возрасте

Однополюсное эндопротезирование (ЭП) тазобедренного сустава (ТБС) считается радикальным, безальтернативным методом лечения медиальных переломов шейки бедра у лиц пожилого и старческого возраста, когда несращение перелома...

Травматология и ортопедия
Особенности организации лечебно-профилактической помощи населению на региональном уровне

В ключе разработки оптимальных вариантов организации медицинской помощи населению, важное значение приобретают исследования по проблеме оптимизации лечебно-профилактической помощи населению отдаленных регионов...

Статьи разное Основы здорового образа жизни
Гендерные аспекты распространения инфекций, передаваемых половым путем, в ошской области Кыргызстана

Инфекции, передаваемые половым путем (ИППП), приняли масштаб эпидемии. Во многих частях мира они распространяются гораздо быстрее, чем предполагалось. Только в 2002 году в 34 европейских странах было зарегистрировано 224 436 случаев...

Цифры и факты Венерология

Notice: Undefined index: HTTP_X_FORWARDED_FOR in /sites/med-practic.com/classes/flud_class.php on line 33

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ