Features of modified prosthetic plastics

Full Text

Разработка современных технологий изготовления протезов связана с улучшением качества материалов, особенно это относится к съемным пластиночным комбинированным протезам с эластичным базисом. Наряду с рядом преимуществ применяемая конструкция имеет недостатки, связанные с недолговечностью срока службы эластичной пластмассы часто наблюдаемое отслаивание от твердого базиса. Это явление характерно для гетерогенных структур полимеров, их сродстве по функциональным группам и отсутствием компонентов, способствующих образованию работоспособного межфазного слоя. Применяемые конструкции базисов на основе мягкой пластмассы должны в большей степени обеспечивать работоспособность этого материала на границе раздела фаз, как в результате формирования взаимопроникающей сетки между жестким и эластичными базисами, так и за счет коогезионных явлений.[3] Среди доступного ассортимента пластификаторов обеспечивающих гомогенность предлагаемых пластмасс больший положительный эффект может быть достигнут при использовании диоктилфталата (ДОФ) и дибутилфталата (ДБФ)а так же эпоксидированного соевого масла (ЭСМ) и полиметилсилоксановых жидкостей [4]. Как известно эти пластификаторы в большинстве случаев применяются не только индивидуально, но и как компоненты увеличивающие прочностные свойства. Разработка таких композиций, между тем, осложняется очередностью введения компонентов или очередностью их смешивания, а так же и технологичностью смесей, т.е. способностью формоваться. Равномерное распределение ПВХ в объеме может быть достигнуто двумя путями: равномерно распределение порошковых компонентов в результате их смешивания; растворение одного из компонентов в жидкой фазе с последующим смешением с другими компонентами. Реализация этих путей возможна, в первом случае, когда модифицирующий компонент применяется сравнительно в больших количествах; во втором - при введении незначительных количеств легирующего вещества. При реализации по второму варианту установлено, что получаемые смеси технологичны при содержании легирующих добавок до 1%. Эластичные материалы наиболее чувствительны к различным добавкам, которые особенно влияют на их свойства и относятся к жидким компонентам. Распределение модифицирующих добавок зависит от сродства к ПВХ и свойств пластификаторов. Применяемый ПВХ марки ПВХ-С-7059М хорошо совмещается с добавками и пластифицируется ДБФ и ДОФ, поэтому это должно обеспечить гомогенность композиции и способствовать усилению физико-механических свойств на границе раздела фаз жесткий базис- мягкий базис. Исследования проводили на порошковых смесях сополимера и ДБФ, эпоксидированное соевое масло предварительно смешивали с пластификатором ДБФ, а затем добавляли пластмассу ПВХ. После созревания массы ее формовали и термообрабатывали в термошкафу по ступенчатому режиму [1]: 100 0С - 60 минут; 125 0С - 30 минут; 160 0С - 60 минут. Температура 160 С была выбрана согласно тому, что пластифицирующий эффект и гомогенность системы достигается в температурном интервале 160-170 0С. Как и следовало ожидать, наибольший пластифицирующий эффект для ПВХ наблюдается при введении ДБФ в количестве от 10 до 14 мл. Показатель по отскоку дает возможность оценить способность к восстановлению материала при жевательной функции или при переменных нагрузках. Наблюдаемые закономерности характеризуют возможность правильно подобрать состав в зависимости от предъявляемых требований. Практически все свойства модифицированной пластмассы ПВХ в этом интервале превышают свойства стандартной композиции. На наш взгляд в интервале 10-15 мл. количество ДБФ для ПВХ-С-7059М является наиболее оптимальным, обеспечивающим при сравнительно близких величинах показателей по твердости, максимальные свойства по прочности и сбалансированные пластоэластические свойства. Дальнейшее увеличение количества модификатора приводит к снижению разрушающего напряжения при разрыве. Отсутствие термообработки при 125 0С и большее количество пластификатора, по видимому, не обеспечивают однородность пластиката и тем самым создают некоторую гетерогенность структуры. Полученные зависимости подтверждают, что накопление ДБФ в композиции более 16 мл. не способствует однородности структуры, и если отличается возрастание прочностных свойств по сравнению со стандартной величиной, то оно не столь значительно, а по сравнению с 14 мл. оно меньше. Более сложным закономерностям отвечает ход кривой, характеризующей динамику эластичности по отскоку, которая в области равномерной гомогенной структуры хорошо коррелирует с показателем твердости по Шору. Введение ДБФ и ДОФ способствует увеличению плотности композиций, так как пластификатор приводит к повышению равномерности и гомогенности структуры. Изучение деформационных свойств в условиях знакопеременной нагрузки при растяжении показало, что лучшими свойствами обладает композиция с содержанием ДБФ 12 мл., а для ДОФ 14 мл. Дальнейшее увеличение количества ДБФ и ДОФ приводит к снижению показателя. Раньше было изучено влияние полиметилсилоксановых жидкостей (ПМС) на свойства пластмассы «Фторакс», в результате установлено легирующее действие этих жидкостей. [4] Известно, что силоксаны обладают гидрофобизирующим эффектом, который и должен обеспечить более высокую водостойкость композиций на основе пластмасс ПМ-01 и ПВХ. Для реализации этого направления были выбраны ПМС жидкости с различной молекулярной массой, и следовательно, с различной совместимостью и распределением в объеме. Действие силоксановых жидкостей связано не только с улучшением водостойкости, но и с определенным структурообразованием. Наличие кольцевых гидроксильных групп в силоксанах должно несколько снижать водостойкость в течении первых суток, затем наступает стабилизация диффузионных процессов. ПМС оказывает влияние и на снижение внутренних напряжений. Причем, для низкомолекулярной жидкости ПМС-20 характерно равномерное распределение в объеме с незначительным влиянием, как на когезионную прочность, так и на структуру платиката. Это подтверждается стабильной величиной разрушающего напряжения, которое не зависит от количества ПМС. Установлено, что с увеличением содержания силоксана ПМС-400 до 0.3 мас.ч. отмечена стабилизация, т.е. независимость прочности от количества модификатора. Для данной силоксановой жидкости с большой молекулярной массой характерен эффект смазки. Относительное удлинение композиций характеризуется противоположными свойствами, которые для ПМС-20 сначала снижается, затем возрастает, для ПМС-400 практически не изменяется. Твердость по Шору для ПМС-20 монотонно уменьшается, в то время как для ПМС-400 твердость вначале уменьшается, достигая минимума при концентрации 0.3 м.ч., а затем возрастает. Твердость по Шору в композиции на основе ПВХ для ПМС-200 монотонно уменьшается, а для ПМС-300 наоборот, монотонно возрастает. Значение эластичности по отскоку и в том, и в другом случае увеличивается до 13%. В то время, как значение разрушающего напряжения у ПМС-200 проходят через минимум, значения ПМС-300 через максимум. Т.е. оптимальное содержание ПМС в ПВХ должно составлять 0.3 масс.ч. Было также изучено влияние модификатора СКТН на пластмассу ПМ-01 и ПВХ. Твердость по Шору в пластмассе ПМ-01 с увеличением содержания СКТН монотонно уменьшается, а в ПВХ - с увеличением содержания СКТН возрастает, достигая максимума в точке 0.3 масс.ч., а затем уменьшается. При этом эластичность по отскоку с увеличением содержания СКТН для пластмассы ПМ-01 увеличивается, для ПВХ - монотонно уменьшается. Разрушающее напряжение и относительное удлинение в случае ПВХ: уменьшаются проходя через минимум в точке 0.3 м.ч., а затем увеличиваются; в случае с ПМ-01 - наблюдается понижение значений с увеличением содержания СКТН. На основании проведенных исследований следует отметить, что структура композиционных материалов определяется распределением соответствующего силоксана в полимерной матрице. Структурная особенность композиционного материала будет зависеть от молекулярной массы модификатора. Большинство композиций имеют более стабильные свойства при концентрациях в интервале 0.1-0.3 м.ч. В дальнейшем повышение содержания силоксана для большинства композиций приводит к незначительным изменениям, особенно это относится к относительному удлинению. Увеличение разрушающего напряжения отмечено только при введении СКТН. Изучение и сравнительная оценка в результате токсикологических исследований проведены на 56 белых крысах (контролировался прирост массы тела, двигательная работоспобность, анализировалась периферическая кровь, свёртывающая и фибринолитическая системы крови, функциональное состояние печени по активности аланиновой и аспарагиновой аминотрансфераз и соотношению белковых фракций сиворотки крови, и др.) позволяет судить о большей индифферентности модифицированных пластмасс по сравнению с традиционними базисными материалами т.к. количественные показатели существенным изменениям не подвергались и находились в пределах физиологической нормы.Проводятся гистологические исследования. Таким образом, необходимые пласто-эластические свойства получены модификацией полихлорвиниловой пластмассы, добавляя в неё такие легирующие вещества как эпоксидированное соевое масло и полиметилсилоксановые жидкости, что способствует целенаправленному конструированию пластиночных съёмных протезов.

About the authors

N I Lesnih

Voronej state medical academy

L N Dedyurina

Voronej state medical academy

L V Lighina

VSTA

A A Gradoboev

VSTA

V V Kalmikov

VSTA

References