Адгезия. Когезия. Коэффициент пенетрации.

Содержание занятия.

В настоящее время без использование адгезивов получило широкое распространение, без них не обходится не один практический врач.

Адгезия – это сила, которая соединяет два разнородных материала, приведенных в близкий контакт.

Адгезия отличается от когезии, которая является притяжением между одинаковыми атомами или молекулами в пределах одного вещества.

Адгезия между твердыми веществами.

На атомном уровне все поверхности являются не ровными (шероховатыми). Это означает, что если их привести в контакт, то они будут соприкасаться только выступами на поверхности. В этих точках может возникать очень высокое давление, в результате которого, при отсутствии загрязняющих веществ, может появиться эффект, называемый локальной адгезией или холодной сваркой. Если мы попытаемся переместить путем скольжения одну поверхность по отношению к другой, то почувствуем сопротивление называемое трением.

Несмотря на то, что силы трения, возникшие в результате локальной адгезии, могут быть достаточно высокими, определить адгезионную силу в направлении нормали, т.е. силу, перпендикулярную к поверхности материала, обычно невозможно. Это объясняют возникновением напряжений упругости (упругих напряжений) материала, действующих в нормальном направлении и исчезающих сразу же после снятия нагрузки на металл.

Только очень мягкие металлы. Такие, как чистое золото, могут ослабить упругие напряжения за счет своей текучести и предотвратить разрушение в области соединения (локальной адгезии) в результате приложения нагрузки в нормальном направлении. Примером использования этого явления в стоматологии является применение когезионного золота.

Адгезия между твердым веществом и жидкостью.

Каждый, безусловно наблюдал, что капля воды удерживается на нижней стороне стеклянной пластины и не падает. Это явление – пример адгезии воды к стеклу, возникающей за счет сил молекулярного притяжения между двумя веществами. Такое притяжение вызвано вторичными связями (силами Вандер-Ваальса). Всю воду невозможно удалить с поверхности пластины даже путем усердного ее встряхивания, а при попытках вытереть стекло тканью, мы увидим, что на его поверхности сохраняется очень тонкий слой воды. Единственным способом удаления всей воды с поверхности стекла является нагрев пластины.

На этом примере видна хорошая адгезия, возникшая между жидкостью и твердым веществом. В данном случае адгезию можно объяснить способностью жидкости образовывать очень близкий межмолекулярный контакт с твердым веществом на большой площади поверхности. Этим адгезия между жидкостью и твердым веществом отличается от слабой адгезии, возникающей между твердыми телами. Понятно, что адгезия между твердыми веществами практически невозможна, но ее можно создать путем использования третьего вещества, которое будет действовать как промежуточная среда.

Вещество соединяющее два веществ называется адгезивом, а поверхности взаимодействующих веществ – субстратами.

Критерии адгезии:

- Смачиваемость субстрата адгезивом;

- Вязкость адгезива;

- Морфология или рельеф поверхности субстрата;

Перед соединением двух поверхностей необходимо убедиться в их идеальной чистоте, в противном случае будет невозможно образование адгезионной связи.

Адгезив должен быть совместим с поверхностью, подлежащей соединению. Например, гидрофобные (несмачиваемые водой) полимеры не склеиваются с гидрофильными (смачиваемые водой) поверхностями.

Механизмы адгезии:

1. Механическая адгезия – образуется за счет присутствия таких неровностей поверхности, как углубления, трещины, щели, при развитии которых образуются микроскопические поднутрения.

2. Физическая адгезия – образуется за счет диполь-дипольного взаимодействия между поляризованными молекулами. Величина возникших сил притяжения очень не велика, даже если они и обладают высоким значением дипольного момента или повышенной полярностью.

3. Химическая адгезия – прочная адгезионная связь образуется в результате диссоциации молекул на поверхности после адсорбции, и затем ее функциональные группы, каждая в отдельности, соеденяются ковалентными или ионными связями с поверхностью. Такую форму адгезии называют хемосорбцией, и она может быть по своей природе как ионной, так и ковалентной.

Врачу необходимо знать какой вид связи он стремиться получить, а для этого требуется понимание этапов создания адгезионного соединения. Это позволит избежать ошибок в работе.

Для успешного использования адгезива необходимо, чтобы он мог не только образовывать близкий контакт с субстратом, но и легко растекаться по его поверхности, но не до такой степени чтобы его текучестью нельзя было управлять.

Движущая сила растекания жидкости зависит от ее способности смачивать твердую поверхность. Движущей силе противодействует вязкость жидкости.

В целом величины контактного угла прямо пропорциональны вязкости адгезива.

Способность жидкости заполнять все трещины и щели на твердой поверхности можно оценить количественно, с помощью коэффициента пенетрации (КП), который является функцией поверхностного натяжения (g) и вязкости (h). КП определяют по уравнению:

КП= gCosq/2h

КП является мерой способности жидкости проникать в капиллярное пространства, такие, как интерпроксимальные области, десневые карманы и поры.

Контрольные вопросы

1. Что такое адгезия?

2. Что такое когезия?

3. Перечислите механизмы адгезии.

4. Дайте характеристику каждому механизму.

5. Что такое коэффициент пенетрации?

Вопросы для самоподготовки

1. Что называется адгезивом?

2. Практическое значение коэффициента пенетрации.

Задания для самостоятельной работы (учебно-исследовательская работа):

1. Адгезивные керамические реставрации.

2. Способы улучшения адгезии композитных цементов к керамике.

3. Способы улучшения адгезии съёмных пластиночных протезов к слизистой оболочке протезного ложа.

Рекомендуемая основная литература:

1. Гаврилов Е.Н., Щербаков А.С. Ортопедическая стоматология: Учебник.-3изд.; перераб. и доп.-М.: Медицина, 1984.-576 с., ил.

2. Дойников А.Н., Синицын В.Д. Зуботехническое материаловедение.- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Медицина, 1986.- 208с., ил.

3. Курляндский В.Ю. Ортопедическая стоматология: Учебник.-3-е изд.; перераб. и доп.-М.: Медицина, 1969.-497 с.

4. Материаловедение в стоматологии / Под ред. А.И.Рыбакова.- М.: Медицина, 1984, 424 с., ил.

5. Сидоренко Г.И. Зуботехническое материаловедение: Учебное пособие.-К.: Высшая шк. Головное изд-во, 1988.- 184 с., 18 ил.

6. Материалы, применяемые в ортопедической стоматологии: Уч. пособие.-Ижевск, 2009. -36с

7. Справочник по стоматологии // Под ред. А.И. Рыбакова. – 3-изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1993.- 576с.

Рекомендуемая дополнительная литература:

1. Марков Б.П., Лебеденко И.Ю., Еричев ВВ. Руководство к практическим занятиям по ортопедической стоматологии. 4.1. -М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2001. - 662 с.

2. Марков Б.П., Лебеденко И.Ю., Еричев ВВ. Руководство к практическим занятиям по ортопедической стоматологии. 4.2 - М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2001. - 235с.

3. Ортопедическая стоматология: Учебник для студентов стоматлогич. фак. мед. вузов. / Под ред. В.Н. Копейкина, М.З. Миргазизова. - 2-е изд. доп. — М.: Медицина, 2001. - 621 с.

4. Трезубов В.Н., Штейнгарт М.З., Мишнев Л.М. Ортопедическая стоматология: Прикладное материаловедение: Учебник для мед. вузов. - СПб.: СпецЛит, 2001. - 480 с.

5. Трезубов В.Н., Щербаков А.С., Мишнев Л.М. Ортопедическая стоматология: Пропедевтика и основы частного курса: Учебник для мед. вузов. - СПб.: СпецЛит, 2001. -480 с.

6. Руководство по ортопедической стоматологии. / Под ред. В.Н. Копейкина. - М.: Триада-X, 1998.-495 с.

Тема 10

Временные и постоянные фиксирующие материалы, применяемые в ортопедической стоматологии. Общие сведения о цементах и их свойствах. Цинк-фосфатные цементы, цинк-поликарбоксилатные цементы, цементы на основе полимеров, стеклоиономерные цементы.

Содержание занятия.

Несъемные конструкции протезов (коронки, вкладки, штифтовые зубы, мостовидные протезы) в клинике ортопедической стоматологии должны быть неподвижно и прочно укреплены на зубах при помощи специальных фиксирующих материалов – цементов.

Фиксирующие материалы подразделяются на материалы для:

-Временной фиксации;

-Постоянной фиксации;

Для временной фиксации сроком от 1 дня до 3 месяцев, в клинике ортопедической стоматологии применяют водный дентин и слепочные массы «Репин», «Дентол».

К постоянным фиксирующим материалам предъявляются определенные требования. Они должны:

1) Обладать адгезией к твердым тканям зуба и искусственной коронке;

2) Быть индифферентными к тканям зуба;

3) Быть влагоустойчивыми;

4) Сохранять постоянство своего объема и не подвергаться деформации при нагрузке;

5) Обладать термоизолирующим свойством;

6) Быть пластичными и технологически удобными при применении.

Постоянные фиксирующие материалы по химическому составу подразделяются на:

- фосфатные цементы;

- поликарбоксилатные цементы;

- стеклоиономерные цементы;

- композиционные цементы.

Фосфатные цементы состоят из порошка и жидкости. В порошок входит до 80% окись цинка, а так же окислы алюминия, кальция, магния и кремния. Жидкость состоит из 57% ортофосфорной кислоты, 12% фосфатов алюминия, магния и воды.

Фосфатные цементы имеют высокую механическую прочность. Они обладают слабой адгезией к тканям зуба, но хорошей когезией. Не устойчивы к действию слюны. Жидкость цемента оказывает раздражающее действие на пульпу зуба, вызывает болевые ощущения при фиксации.

Поликарбоксилатные цементы состоят из порошка и жидкости. Порошок представляет собой термически обработанный оксид цинка (аналог цинк-фосфатного цемента). Жидкость 40% водный раствор полиакриловой кислоты. Основным преимуществом материала является его способность химически связываться с эмалью и цементом. Этот цемент достаточно пластичен, обладает хорошей адгезией к твердым тканям зуба, не раздражает пульпу и не боится влаги. К отрицательным свойствам относится малая механическая прочность.

Стеклоиономерные цементы состоят из порошка и жидкости. Порошок представляет собой тонко измельченное алюмосиликатное стекло с большим содержанием кальция и фтора и малым количеством натрия и фосфатов. Жидкость – водный раствор полиакриловой кислоты.

Стеклоиономерные цементы содержат фторид кальция, имеют хорошую связь с эмалью и дентином, не растворяются в ротовой жидкости, обладают хорошей краевой герметизацией, высокой механической прочностью, имеют адгезию к основным материалам.

Композиционные или полимерные цементы, применяемые в последнее время для фиксации современных протезов (клеящихся или адгезивных, вкладок, полукоронок, коронок, виниров), называют еще полимерными композитами. Композиты имеют незначительную усадку при полимеризации, минимальную растворимость, высокую стойкость при истирании, устойчивость цвета. Полимерные композиты подразделяют на материалы химического и светового отверждения.

В ортопедической стоматологии наибольший интерес представляют материалы двойного или дуального отверждения.

Контрольные вопросы

1. Назначение цементов в стоматологии.

2. Какие группы цементов применяются в ортопедической стоматологии?

3. Дайте характеристику каждой группе стоматологических цементов.

4. Особенности применение различных групп цементов.

5. Назначение фосфат цемента в ортопедической стоматологии.

6. Особенности химического строения СИЦ.

Вопросы для самоподготовки

1. Реакция отверждения в минеральных цементах.

2. Реакция отверждения в сиц.

3. Поликарбоксилатные цемены, их состав и свойства.

4. Реакция двойного отверждения в сиц.

Задания для самостоятельной работы (учебно-исследовательская работа):

1. Механизмы сцепления разных групп цементов с эмалью и дентином.

2. Понятие об «истинных» и «гибридных» СИЦ