Способ обработки зубопротезных изделий из акриловых пластмасс
Владельцы патента RU 2669340:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к области медицины, более конкретно к ортопедической стоматологии, а именно к способу обработки зубопротезных изделий из акриловых пластмасс, согласно которому осуществляют выдержку изделия в жидкой среде при соотношении объемов изделия и жидкой среды 1:1, при этом в качестве жидкой среды для обработки используют или водный раствор щелочи с концентрацией 15%, или водный раствор соляной кислоты с концентрацией 10%, причем выдержку изделия в жидкой среде осуществляют в течение суток, после чего изделие промывают водой до полного удаления следов указанной жидкой среды. Изобретение обеспечивает расширение ассортимента используемых жидких сред и сокращение длительности обработки до одних суток, достаточных для удаления остаточного мономера ниже уровня ПДК из поверхностных слоев изделия. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к ортопедической стоматологии и может быть использовано в технологии изготовления зубных протезов для снижения миграции остаточных акриловых мономеров, экстрагируемых слюной в полость рта пациента от зубных протезов и оказывающих вредное влияние на здоровье человека.
Актуальной технической проблемой в современной стоматологии является поиск решений по улучшению свойств базисного материала зубных протезов, изготавливаемых из конструкционных систем на основе полиметилметакрилата, обладающих многими преимуществами перед другими материалами и потому широко востребованных. При этом отрицательным аспектом в их применении является выделяющиеся из целевых изделий остаточные мономеры, оказывающие местное и общее воздействие на организм, вызывая воспалительные изменения слизистой оболочки биологических тканей и различные аллергические реакции организма, что отмечено в многочисленных источниках. В связи с этим основная техническая задача изготовления базисов зубных протезов заключается в минимизации содержания токсичных остаточных мономеров с помощью простого и доступного на практике способа при сохранении других важных технических характеристик изделия в допустимых пределах. Известные пути решения задачи по снижению остаточного мономера в изделии, заключающиеся в оптимизации состава используемого сырья или в усовершенствовании технологического процесса, приводят лишь к частичному ее решению и не исключают миграцию летучих остаточных мономеров в контактирующую с базисом протеза среду.
Известна технология изготовления базисов зубных протезов из модифицированных акриловых пластмасс на основе полиметилметакрилата и метилметакрилата, при которой в состав полимерной композиции для повышения биологической индифферентности дополнительно вводят склареол при соотношении компонентов, мас. ч.: полиметилметакрилат 8,0-10,0; метилметакрилат 2,5-4,0; склареол 0,9-1,1. В результате добавления склареола в полимерную композицию содержание недополимеризовавшегося мономера в вытяжках из нее уменьшается на 18,1-37,8% (Патент РФ №2001602 С1, дата приоритета 05.05.1991, дата публикации 30.10.1993, авторы: Сысоев Н.П. и Медко В.П., RU).
Недостатком известного аналога является необходимость использования в технологии биологически активного вещества - склареола, а также свойственное для изготовленных базисов наличие миграции остаточных мономеров в контактирующую с базисом протеза среду.
Известен способ изготовления базиса стоматологического протеза, включающий формование и термическую полимеризацию акриловой пластмассы, по которому пластмассу, состоящую из порошкообразного акрилатного материала и акрилатных мономеров, взятых в соотношении 2,5:1, полимеризуют под воздействием электромагнитного излучения длинноволновой области радиочастотного диапазона при мощности источника электромагнитного излучения от 1 до 10 Вт и частоте излучения, установленной из расчета минимального содержания мономеров в образцах целевого изделия, в частности, из пласмасс: «Фторакс», «Этакрит», «Синма-М», «Бесцветная». При этом уменьшение остаточного содержания мономеров в целевом изделии связано с увеличением активности акриловых мономеров под действием электромагнитного поля указанной области и повышением в связи с этим полноты реакции полимеризации (Патент РФ №2155556 С1, дата приоритета 13.07.1999, дата публикации 10.09.2000, авторы: Бобров А.П. и др., RU).
Недостатком известного способа является технологическая сложность, обусловленная необходимостью воздействия электромагнитного поля на процесс полимеризации с частотой электромагнитного излучения в определенных для разных пластмасс диапазонах.
Известен способ уменьшения содержания остаточного мономера в профессиональной стоматологической конструкции, для реализации которого предусмотрена экстракция мономера в вакууме в водной среде (Патент UA 79802 (U), дата приоритета 24.12.2012, дата публикации 25.04.2013, авторы: Ярова А.В. и др., UA).
Недостатком известного аналога является сложность технологии, обусловленная осуществлением обработки изделия в вакууме
Известен способ защиты основания зубного протеза от миграции остаточного мономера путем создания защитного тонкого слоя из армирующей жидкости, представляющей композиционный полимеризуемый материал, предотвращающий отток с поверхности протеза остаточного мономера (Патент JPS 5841809 (А), дата приоритета 07.09.1981, дата публикации 11.03.1983, автор NUMATA ТАКЕО, JP).
Недостатком известного аналога является сложность технологии создания защитного слоя.
В качестве прототипа принят способ удаления остатков мономера из метакриловых полимеров путем их обработки водным раствором этилового спирта, который также может быть применен для обработки базисов зубных протезов, при этом в способе используют раствор с концентрацией этилового спирта 50%, а для приготовления раствора используют воду с исходной минерализацией 0,4-0,8 г/л, обработанную в катодной камере диафрагменного электролизера с использованием нерастворимых электродов до достижения значения рН 7-9 и окислительно-восстановительного потенциала не менее 500 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения, причем обработку ведут до трех суток при посуточной смене раствора и соотношении объемов изделия и раствора 1:1. Условия реализации способа позволяют уменьшить уровень миграции остаточного мономера из изделий в 7-14 раз (Патент РФ №2068851 С1, дата приоритета 18.03.1993, дата публикации 10.11.1996, авторы: Панина С.Я. и др., RU, прототип).
Недостатком прототипа является высокая трудоемкость способа, обусловленная, во-первых, сложностью приготовления раствора и необходимостью применения специального оборудования для обеспечения требуемых свойств воды, во-вторых, длительностью обработки до трех суток с посуточной сменой раствора.
Задачей изобретения является создание простого, доступного и быстро реализуемого способа обработки зубопротезных пластмасс жидкой средой для удаления свободных акриловых мономеров из поверхностных слоев изделий.
Для решения поставленной задачи предложен способ обработки зубопротезных изделий из акриловых пластмасс, характеризующийся тем, что включает выдержку изделия в жидкой среде при соотношении объемов изделия и жидкой среды 1:1, при этом в качестве жидкой среды для обработки используют или водный раствор щелочи с концентрацией 15%, или водный раствор соляной кислоты с концентрацией 10%, причем выдержку изделия в жидкой среде осуществляют в течение суток, после чего изделие промывают водой до полного удаления следов указанной жидкой среды.
Способ в частности характеризуется тем, что водный раствор щелочи с концентрацией 15% может быть использован для обработки изделий из пластмасс: «Вертекс», «Бесцветная пластмасса», «Этакрил», «Фторакс».
Способ, в частности, характеризуется тем, что водный раствор соляной кислоты с концентрацией 10% может быть использован для обработки изделий из пластмасс: «Вертекс» и «Протакрил».
Кроме указанных жидких сред, известен водный раствор этилового спирта с концентрацией от 70% до 95%, который по результатам проведенных экспериментов может быть использован для обработки изделий из пластмасс: «Вертекс», «Протакрил», «Бесцветная пластмасса», «Этакрил», «Фторакс» (Чижов Ю.В. и др. Контроль содержания свободных акриловых мономеров в отечественных базисных пластмассах съемных зубных протезов (экспериментальное исследование) / Сибирское медицинское обозрение, 2015, Т. 6, с. 69-73).
Для проверки возможности реализации способа обработки зубопротезных изделий из акриловых пластмасс были использованы образцы следующих марок стоматологических пластмасс: №1 - «Вертекс», №2 - «Протакрил», №3 - «Бесцветная пластмасса», №4 - «Этакрил», №5 - «Фторакс». Образцы выполнены согласно инструкции по изготовлению базисных съемных зубных протезов и поэтому идентичны по составу и технологическим условиям. Для обработки образцов были использованы водные растворы щелочи с концентрацией 1%, 10% и 15%, водные растворы соляной кислоты с концентрацией 5% и 10%, а также водные растворы этилового спирта с концентрацией 40%, 70% и 95%, причем без предварительной обработки воды. Соотношение объемов изделия и раствора 1:1 выбиралось из условия погружения изделия в раствор с целью снижения времени обработки до одних суток без замены растворов указанных концентраций.
В процессе проверки возможности реализации способа обработки зубопротезных изделий из акриловых пластмасс было проведено определение содержания остаточных свободных мономеров, преимущественно метилметакрилата, в базовых акриловых пластмассах с использованием известного спектрофотометрического метода, исключающего применение химических реагентов и процессов, но при этом более простого и экспрессного. Спектры поглощения метилметакрилата в УФ-области получены с помощью спектрофотометра Uvicon 943 (Kontron Inst. USA). Для получения спектров поглощения метилметакрилата использовались указанные образцы и жидкие среды: 1%-, 10%- и 15%-ные водные растворы щелочи NaOH; 5%- и 10%-ные водные растворы соляной кислоты HCl; 40%-, 70%- и 95%-ные водные растворы этилового спирта. Образцы выдерживали в указанных жидких средах в течение одних суток, после чего образцы тщательно промывали водой и заливали дистиллятом на сутки для максимального удаления следов растворов, затем повторно промывали водой. Обработанные таким образом образцы пластмасс помещали в дистиллированную воду в пропорции 1:1 и инкубировали в течение 10 суток для повышения чувствительности измерений. Далее проводили спектрофотометрическое определение диффундировавших в воду свободных мономеров. Результаты обработки этих данных для всех образцов и сред позволили определить концентрации метилметакрилата (мкг/мл) в образцах после суточной выдержки их в указанных растворах, а также подтвердить возможность реализации заявляемого способа обработки зубопротезных изделий из акриловых пластмасс.
Результаты исследований приведены в таблицах 1-3.
Анализ данных, приведенных в таблице 1, позволяет сделать вывод, что при обработке в течение одних суток поверхностных слоев исследуемых образцов из акриловых пластмасс водными 1%-, 10%- или 15%-ными растворами щелочи, концентрации метилметакрилата в образцах существенно уменьшаются, и при использовании 15%-ного раствора становятся ниже ПДК. Исключение составляет образец №2 из пластмассы «Протакрил».
Анализ данных, приведенных в таблице 2, позволяет сделать вывод, что при обработке в течение одних суток поверхностных слоев образцов из акриловых пластмасс 5%- и 10%-ными растворами соляной кислоты, концентрации выделившихся в воду остаточных мономеров существенно уменьшаются. При этом только для образцов №1 - «Вертекс» и №2 - «Протакрил» концентрации ниже ПДК. Для образцов №3 - «Бесцветная пластмасса», №4 - «Этакрил» и №5 - «Фторакс» концентрации выше ПДК.
Анализ данных таблицы 3 позволяет сделать следующие выводы:
- при обработке 40%-ным раствором этилового спирта только у образца 1 - «Вертекс» концентрация превышает ПДК;
- обработка образца 2 - «Протакрил» может производиться даже 40%-ным раствором спирта, так как выделение остаточных мономеров ниже уровня чувствительности спектрофотометра, а значит ниже ПДК;
- для образцов: 1 - «Вертекс», 3 - «Бесцветная пластмасса», 4 - «Этакрил», 5 - «Фторакс» наихудшие результаты имеют место при обработке 40%-ным раствором спирта;
- образцы, обработанные 70%- и 95%-ными растворами этилового спирта, если и выделяют мономер, то в мизерных количествах или ниже уровня чувствительности спектрофотометра, а значит ниже ПДК.
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о получении технического результата, который заключается в расширении ассортимента используемых жидких сред, в частности водных растворов этилового спирта с концентрацией от 70% до 95%, водного раствора щелочи с концентрацией 15% или водного раствора соляной кислоты с концентрацией 10%, и в сокращении длительности
обработки до одних суток, достаточных для существенного удаления остаточного мономера ниже уровня ПДК из поверхностных слоев изделия без замены раствора.
Таким образом, проверка возможности реализации способа обработки зубопротезных изделий из акриловых пластмасс с использованием образцов из следующих марок стоматологических пластмасс: №1 - «Вертекс», №2 - «Протакрил», №3 - «Бесцветная пластмасса», №4 - «Этакрил», №5 - «Фторакс» и спектрофотометрического метода позволила выбрать простой и доступный способ обработки поверхностных слоев акриловых пластмасс, который заключается в выдержке изделий из стоматологических пластмасс в течение одних суток при комнатной температуре в водных растворах:
- в 15%-ном растворе щелочи, исключение составляет пластмасса «Протакрил»;
- в 10%-ном растворе соляной кислоты для пластмасс «Вертекс» и «Протакрил»;
- в растворах этилового спирта с концентрацией от 70% до 95% для всех исследованных пластмасс, причем, обработка изделий из пластмассы «Протакрил» может осуществляться даже в 40%-ном растворе спирта.
1. Способ обработки зубопротезных изделий из акриловых пластмасс, характеризующийся тем, что включает выдержку изделия в жидкой среде при соотношении объемов изделия и жидкой среды 1:1, при этом в качестве жидкой среды для обработки используют или водный раствор щелочи с концентрацией 15%, или водный раствор соляной кислоты с концентрацией 10%, причем выдержку изделия в жидкой среде осуществляют в течение суток, после чего изделие промывают водой до полного удаления следов указанной жидкой среды.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что водный раствор щелочи с концентрацией 15% может быть использован для обработки изделий из пластмасс: «Вертекс», «Бесцветная пластмасса», «Этакрил», «Фторакс».
3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что водный раствор соляной кислоты с концентрацией 10% может быть использован для обработки изделий из пластмасс: «Вертекс» и «Протакрил».
