ОБЗОРНЫЕ СТАТЬИ
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКИХ БАЗИСНЫХ
МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ
ПОЛИАМИДОВ С ДРУГИМИ
СТОМАТОЛОГИЧЕСКИМИ
БАЗИСНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ (обзор
литературы)
Клёмин В.А.
1
,
Вольваков В.В.
1
,
Нигматов Р.Н.
2
,
Ибрахимов А.А.
2
’Донецкий национальный медицинский
университет им. М. Горького, Украина
Ташкентский государственный
стоматологический институт, Узбекистан
Актуальность темы.
Полимерные материалы ис-
пользуются в ортопедической стоматологии для изго-
товления различных съемных и несъемных конструкций
зубных протезов [1]. Базисные материалы на основе
полиметилметакрилата (ПММА) были впервые внедрены в
клиническую практику для изготовления съемных зубных
протезов в 1937 году, и с тех пор стали наиболее
используемой группой базисных материалов. Благодаря
своим достоинствам, акриловые пластмассы очень быстро
стали популярными среди врачей-стоматоло- гов-
ортопедов, и уже в 1946 году 98 % съемных протезов были
изготовлены из метилметакрилатных полимеров или
сополимеров [6].
К достоинствам акриловых базисных пластмасс стоит
отнести хорошие эстетические качества, низкие показатели
водопоглощения и растворимости, приемлемую
прочность, относительно низкую токсичность, возможность
легкой починки протеза и простоту технологии формования
этих материалов. Тем не менее, эти материалы также не
лишены определенных недостатков, к числу которых относят
полимеризационную усадку, низкую прочность на изгиб и
ударную прочность, низкий показатель сопротивления
усталости [4,6, 11 ].Эти недостатки иногда приводят к
поломкам съемных протезов во время функции либо при
случайном падении протезов на твердую поверхность при
осуществлении гигиенического ухода за ними [2].
С целью увеличения прочности съемных пластиночных
протезов, изготовленных с применением акриловых
базисных пластмасс, различными авторами ранее были
предложены различные меры: в базисы протезов вводились
различные металлические элементы (проволока, пластины,
вставки), предпринимались попытки модифицировать
химическое строение акриловых базисных пластмасс.
Однако данные попытки не позволили достигнуть желаемого
результата)! 3].
В последнее десятилетие в клинической практике
отечественных врачей-стоматологов все большее рас-
пространение получила технология изготовления съемных
зубных протезов из термопластических материалов
(термопластов).
На сегодня к числу наиболее распространенных
базисных полимеров относится нейлон [3]. Этот термо-
пластический материал был предложен в качестве базисного
материала для изготовления частичных съемных протезов в
50-е годы XX века [20].
Нейлон (англ. Nylon) - это общее название для опре-
деленных типов термопластических полимеров, относя-
щихся к классу, известному как полиамиды [18].
Полиамиды получаются путем реакции конденсации
диамина и дикарбоновой кислоты [3].Нейлон является
кристаллическим полимером, в то время как полиметил-
метакрилат - аморфным полимером. Эта особенность
структуры нейлона объясняет его нерастворимость в
растворителях, а также высокую термостойкость и высокую
прочность в сочетании с пластичностью. Более того, в
специализированной стоматологической литературе можно
найти свидетельства того, что полиамидные базисные
материалы имеют и ряд других преимуществ по сравнению
с акриловыми пластмассами, полимеризуемыми путем
компрессионного прессования. К числу таких достоинств
нейлоновых базисных материалов относят более высокую
эластичность,
токсикологическую
безопасность
для
пациентов с аллергией на мономер пластмассы и металлы, а
метод
литьевого
прессования,
применяемый
для
изготовления съемных протезов из термопластов, позволяет
контролировать полимериза-
87
STOMATOLOGIYA
ционную усадку и связанную с ней деформацию матери-
ала[9,10,14].
С другой стороны, некоторые авторы сообщают о не-
достатках этой группы базисных материалов, таких как
водопоглощение, шероховатость поверхности, бактери-
альная обсемененность, обесцвечивание и сложность
полировки[21].
Целью работы
стало проведение обзора специали-
зированной литературы с целью оценивания некоторых
физико-механических свойств термопластических базисных
материалов на основе полиамидов.
Материалы и методы
Это исследование является литературным обзором
статей, опубликованных за период с 2000 по 201 б годы.
По вопросу свойств термопластических базисных
материалов на основе полиамидов в отечественной ли-
тературе существует весьма ограниченное количество
монографий, а также отдельные журнальные статьи,
появление которых носит эпизодический характер и связано,
как правило, с характеристикой материала какой-либо одной
фирмы-производителя. Данная проблема обусловила
целесообразность поиска литературных источников для
проведения обзора в зарубежной базе данных медицинских
публикаций PubMed.
Поиск проводился по ключевым словам «nylon denture
base» и «polyamide denture base» и был ограничен
англоязычными публикациями. Критерием включения
статей в обзор было точное соответствие их содержания
ключевым словам. Редакционные статьи и рекламные
материалы (статьи) производителей были исключены. После
применения данного критерия в перечне осталось 12
источников цитирования, составивших основу данного
литературного обзора.
Результаты исследования
При анализе статей, составивших основу данного ли-
тературного обзора, было принято решение о проведении
сравнения физико-механических свойств термопластических
базисных материалов на основе полиамидов с другими
базисными материалами для изготовления съемных зубных
протезов по показателям прочности и твердости.
Прочность
Несколько работ из числа отобранных для обзора были
посвящены
исследованию
механических
свойств
нейлоновых базисных материалов, таких как модуль
упругости (эластичности), предел прочности на изгиб и
предел прочности на разрыв.
Yunus et al.
(2005) оценивали показатели прочности
нейлонового базисного материала «LucitoneFRS» в срав-
нении с акриловой пластмассой горячего отверждения
«Meliodent» (полимеризуется методом компрессионного
прессования), акриловой пластмассой микроволнового
отверждения «АсгопМС» (полимеризуется методом ком-
прессионного прессования) и акриловой пластмассой
микроволнового отверждения «Lucitone 199» (полиме-
ризуется методом литьевого прессования), а также влияние
на их свойства безальдегидного дезинфицирующего
раствора «Perform», выделяющего кислород. В этом
исследовании нейлоновый базисный материал показал
самый низкий предел прочности на изгиб, который был
сопоставим с акриловой пластмассой, полимеризуемой
методом литьевого прессования («Lucitone 199»),но более
низким, чем аналогичный показатель акриловых пластмасс,
полимеризуемых методом компрессионного прессования
(«Meliodent» и «АсгопМС»),Кроме того было установлено
увеличение предела прочности на изгиб у нейлонового
базисного материала при обработке его дезинфицирующим
раствором «Perform»[21 ].
Takabayashi (2010) в своем исследовании сравнил ряд
физико-механических свойств, а также водопоглощение,
растворимость и цветостабильность шести термопла-
стических базисных материалов, а в качестве контрольной
группы были исследованы образцы, изготовленные из
акриловой пластмассы микроволнового отверждения
«Асгоп МС». Исследованные термопластические материалы
по химическому строению были трех видов: нейлоновые
(полиамидные) («Valplast», «Lucitone FRS», «Flexite Supreme»),
поликарбонатные («Reigning», «Jet Carbo Resin») и на основе
полиэтилентерефталата
(«Estheshot»).
Исследование
показало, что предел прочности на изгиб и модуль упругости
полиамидных материалов был самым низким. Более того,
значения этих показателей у полиамидных материалов были
ниже требуемых в соответствии со стандартом ISO. Однако
они продемонстрировали большую устойчивость к
разрушению по сравнению с акриловой пластмассой.
Исследование предела прочности на разрыв показало, что
полиамидные базисные материалы могут выдерживать
нагрузку со значительным углом отклонения, что
обуславливает целесообразность их применения для
изготовления кламмеров съемных протезов[15].
Hamanaka et al.
(2011) сравнили некоторые физико-
механические свойства (предел прочности на изгиб, модуль
упругости и ударную прочность по Шарпи (Charpy)) четырех
термопластических материалов и акриловой пластмассы
горячего отверждения в качестве контрольной группы.
Термопластические материалы в исследовании были
представлены двумя полиамид
88
ОБЗОРНЫЕ СТАТЬИ
ными материалами (Nylon 12 и Nylon РАСМ 12), одним
материалом на основе полиэтилентерефталата и одним
поликарбонатным материалом. В ходе исследования по-
лиамидные базисные материалы показали самые низкие
значения предела прочности на изгиб и модуля упругости
среди исследованных базисных материалов. По показателю
ударной прочности по Шарпи Nylon РАСМ 12 занял первое
место среди исследованных материалов, в то время как
Nylon 12 с низким значением данного показателя - третье
место (акриловая пластмасса горячего отверждения имела
наиболее низкое значение ударной прочности). Полученные
результаты позволили авторам прийти к выводу, что
нейлоновые базисные материалы имеют значительно более
низкие значения показателей предела прочности на изгиб и
модуля упругости, но большие или схожие значения ударной
прочности по сравнению с акриловыми базисными
пластмассами. Исследование продемонстрировало, что
физико-механические
свойства
термопластических
базисных материалов на основе полиамидов существенно
отличаются друг от друга, следовательно, врачи-
стоматологи-орто- педы должны быть хорошо осведомлены
об этих свойствах для того, чтобы выбирать наиболее
подходящий материал для изготовления съемного протеза
для каждого пациента[8].
Ucar et al.
(2012) оценивали физико-механические
свойства (предел прочности на изгиб, модуль упругости,
твердость по Кнупу (Knoop)) трех базисных материалов:
термопластического материала на основе полиамидов
«Deflex», акриловой пластмассы горячего отверждения «SR-
lvocap» (полимеризуется методом литьевого прессования) и
акриловой пластмассы горячего отверждения «Meliodent»
(полимеризуется методом компрессионного прессования).
Предел прочности на изгиб термопластического материала
был значительно выше, чем у «SR-lvocap», и несущественно
ниже по сравнению с «Meliodent». Значение модуля
упругости нейлонового базисного материала при этом было
ниже
по
сравнению
с
акриловой
пластмассой,
полимеризуемой методом компрессионного прессования, и
примерно одинаковым
с
акриловой
пластмассой,
полимеризуемой методом литьевого прессования. Также
авторы отмечают, что при определении предела прочности
на изгиб все образцы из «Meliodent» были разломаны, в то
время, как все образцы из «Deflex» остались целыми. На
основании полученных результатов авторы пришли к
выводу, что, хотя полиамидный базисный материал и
продемонстрировал хорошую устойчивость к разрушению
по сравнению с акриловой пластмассой, показатели его
прочности еще недостаточно высоки, а потому
полиамидные
базисные
материалы
нуждаются
в
усовершенствовании [17].Кроме
того, базис (дуга) съемного протеза должен быть достаточно
жестким для того, чтобы равномерно распределять
жевательное давление на ткани протезного ложа. А потому
низкие значения модуля упругости (большая гибкость) часто
является недостатком с клинической точки зрения[5,7,17].
Takahashi et al.
(2012) исследовали влияние термо-
циклирования на показатели предела прочности на изгиб,
модуля упругости и ударной прочности по Шарпи (Charpy) у
четырех термопластических базисных материалов (в том
числе двух нейлоновых базисных материалов - «Valplast» и
«Lucitone FRS») и акриловой пластмассы горячего
отверждения в качестве контрольной группы. Исследование
продемонстрировало, что термоциклирование существенно
снизило значения предела прочности на изгиб, модуля
упругости и ударной прочноспжА/alplast», но, в то же время,
существенно увеличило значения предела прочности на
изгиб и модуля упругости у «Lucitone FRS». Таким образом,
авторы пришли к выводу, что тепловое воздействие может
повлиять на механические свойства термопластических
базисных материалов [1 б].
IhccaedoeaHueSoygunetal.
(2013) было посвящено срав-
нительной оценке механических и термических свойств
полиамидного базисного материала «Valplast» и акриловой
пластмассы горячего отверждения «Meliodent» (в чистом
виде в качестве контрольной группы, а также с введенными
в ее состав тремя видами волокон). Исследование показало,
что полиамидный базисный материал имеет наивысший
предел прочности на изгиб, а в образцах из этого материала
не было обнаружено ни одного перелома. Значения модуля
упругости во всех экспериментальных группах были ниже,
чем в контрольной группе («Meliodent» без волокон). Также
было отмечено, что наивысшее значение ударной прочности
было выявлено у полиамидного материала, и оно было
гораздо выше по сравнению с другими группами[13].
V/adachi et al.
(2013) сравнили жесткость частичных
съемных протезов, изготовленных методом литьевого
прессования из полиамидного термопластического ба-
зисного материала «Valplast», термопластического базисного
материала на основе полиэтилентерефталата «Estheshot» и
акриловой пластмассы горячего отвержде- HHfl«Physio
Resin». О жесткости базисного материала судили по
расстоянию
смещения
протеза
под
воздействием
искусственно воссоздаваемого жевательного давления.
Максимальное смещение наблюдалось у протеза с базисом
из полиамидного материала, минимальное - у протеза с
базисом из акриловой пластмассы. Сила давления,
передаваемая на ткани протезного ложа при давлении на
протез силой 100 Н, была минимальной у протеза с базисом
из акриловой пластмассы и максимальной - у протеза
89
STOMATOLOGIYA
с нейлоновым базисом (более чем в 2,5 раза больше, чем у
акрилового базиса). Кроме того, исследование показало, что
протез, изготовленный из полиамидного материала, имел
наименьшие значения предела прочности на изгиб и модуля
эластичности, которые, ктомуже, не соответствуют
требованиям к базисным материалам, предъявляемым
стандартом ISO. Авторы пришли к выводу, что полиамидный
базисный материал нужно армировать с помощью
металлического каркаса с целью предотвращения дефор-
маций протеза под действием окклюзионных сил [19].
Твердость
Ucar et al.
(2012) в ходе исследования изучали твердость
по Кнупу (Knoop) трех базисных материалов: полиамидного
материала «Deflex», акриловой пластмассы горячего
отверждения
«SR-lvocap»
(полимеризуется
методом
литьевого прессования) и акриловой пластмассы горячего
отверждения
«Meliodent»
(полимеризуется
методом
компрессионного прессования). В результате исследования
было выявлено, что показатель твердости по Кнупу у
нейлонового материала был самым низким среди
исследованных материалов (примерно в 2 раза ниже, чем у
акриловых пластмасс) [17].
В исследовании Shah et al. (2014) акриловая базисная
пластмасса горячего отверждения продемонстрировала
большее значение микротвердости по сравнению с по-
лиамидным базисным материалом «Valplast». По мнению
авторов, такой результат может быть обусловлен большим
соотношением мономера к полимеру и наличием мономера
метилметакрилата в акриловой пластмассе. Кроме того,
ввиду большего количества сшивающих агентов в составе
акриловой пластмассы, авторы высказали предположение,
что сшивающие агенты способны влиять на твердость
поверхности[12].
Выводы
В данной статье был проведен обзор современных
публикаций о физико-механических свойствах термо-
пластических базисных материалов на основе полиамидов.
Несмотря на то, предел прочности на изгиб, модуль
упругости и жесткость нейлоновых базисных материалов
требуют дальнейшего усовершенствования, они де-
монстрируют хорошие показатели ударной прочности и
устойчивости к разрушению.
Использование полиамидных базисных материалов для
изготовления кламмеров съемных конструкций придает
таким протезам определенные преимущества в плане
эстетичности и улучшения ретенции.
Таким образом, выбор полиамидного термопласти-
ческого материала и конструкции изготавливаемого из
него протеза в каждой конкретной клинической ситуации
должен быть осуществлен только при полном учете врачом-
стоматологом-ортопедом его свойств.
Список литературы
1.
Клёмин В.А. Зубные коронки из полимерных материалов. М.: МЕДпресс-ин- форм,
2004. - 176 с.
2.
Павленко В.М., Клёмин В.А. Методика починки пластиночных протезов. -
«Стоматология», №5,1984.-С. 76.
3.
Трегубов И.Д., Болдырева Р.И., Михайленко Л.В, Маглакелидзе В.В., Трегубов С.И.
Применение термопластических материалов в стоматологии. Учебное
пособие. Под общей редакцией доцента Трегубова ИД. М.: «Медицинская пресса»,
2007.-140 скилл.
4.
АН IL, Yunus N, Abu-Hassan Ml. Hardness, flexural strength, and flexural modulus
comparisons of three differently cured denture base systems. J Prosthodont 2008; 1
7;
545-549.
5.
Ben-Ur 1, Matalon 5, Aviv I, Cardash HS. Rigidity of major connectors when subjected to
bending and torsion forces. J Prosthet Dent. 1989; 62:557-562.
6.
Craig B.G., Powers J.M. et al. Restorative Dental Materials. 11th ed. St Louis: Mo,
Mosby;2002. P. 636-689.
7.
Dogan DM, Bolayir G, Keskin S, Dogan A, Bek B. The evaluation of some flexural
properties of a denture base resin reinforced with various aesthetic fibers. J Mater Sci
Mater Med 2008; 19:2343-2349.
8.
Hamanaka I, Takahashi Y, Shimizu H. Mechanical properties of injection-molded
thermoplastic denture base resins. ActaOdontolScand2011; 69:75-79.
9.
Hargreaves
45.
Hylon as a denture-base material. Dent Bract Dent Bec. 1971; 22: 122-
128.
10.
MacGregor AB, Graham J, Stafford GD, Huggett B. Recent experiences with denture
polymers. J Dent 1984; 12:146-157.
11.
O'Brien WJ. Dental Material and their selection. 4th ed.Chicago: Quintessence Publishing
Co, Inc; 2008. p. 75-90,91-113.
12.
Shah J, Bulbule H, Kulkarni S, Shah B, Kakade D. Comparative Evaluation of Sorption,
Solubility and Micro-hardness of Heat Cure Polymethylmethacrylate Denture Base Besin
& Flexible Denture Base Besin. J ClinDiagn Bes 2014; 8:7F01-7F04.
13.
Soygun К Bolayir G, Boztug A. Mechanical and thermal properties of polyamide versus
reinforcedPMMA denture base materials. JAdvProsthodont 2013; 5:153-160.
14.
Stafford GD, Huggett B, MacGregor A B, Graham J. The use of nylon as a denture-base
material. J Dent 1986; 14:18-22.
15.
Takabayashi Y. Characteristics of denture thermoplastic resins for non-metal clasp
dentures. Dent Mater J 2010; 29:353-361.
16.
Takahashi Y Hamanaka I, Shimizu H. Effect of thermal shock on mechanical properties
of injection-molded thermoplastic denture base resins. A ctaOdontolScand 2012;70:297-
302.
17.
Ucar Y Akova T, Aysan I. Mechanical properties of polyamide versus different PMMA
denture base matedals. J Prosthodont 2012; 21:173-176.
18.
Vojdani M„ Giti B. Polyamide as a Denture Base Material: A Literature Beview. J Dent
Shiraz Univ MedSci., 2015 March; 16 (1 Suppl): 1-9.
19.
WadachiJ, Sato M, Igarashi Y. Evaluation of the rigidity of dentures made of inject! on-
molded materials. Dent Mater J 2013; 32:508-511.
20.
Watt DM. Clinical assessment of nylon as a partial denture base mateual. Bi Dent J
1955;98:238-244.
21.
Yunus H, Rashid AA, Azmi LL, Abu-Hassan Ml. Some flexural properties of a nylon
denture base polymer. J Oral Behabil 2005; 32:65-71.
90
