Изучаем гипс: основные свойства и применение в стоматологии

В эту группу входят гипс и пасты на основе цинкоксидэвгенола.

Гипс играет важную роль среди вспомогательных материалов, используемых в ортопедической стоматологии. Его применяют на всех этапах протезирования. Он используется:

— в качестве материала для формования;

— для закрепления моделей в артикуляторе и кювете.

Природный гипс – это распространенный минерал белого, серого или желтоватого цвета, который образуется в результате выпадения его в осадок в озерах и лагунах из водных растворов, богатых сульфатными солями. Залежи гипса содержат примеси кварца, пирита, карбонатов, глинистых и битумных веществ, а химический состав определяется формулой CaSO4 х 2Н2О – двуводный сульфат кальция. Он часто встречается вместе с глинами, известняками и каменной солью.

Плотность гипса составляет 2,2-2,4 г/см3, а его растворимость в воде – 2,05 г/л при 20°C.

В стоматологической практике используется гипс, полученный путем обжига природного гипса. В результате обезвоживания двуводного сульфата кальция при температуре от 120 до 190°C образуется полуводный сульфат кальция. Формула реакции: 2(CaSO4 × 2H2O) — (CaSO4)2 × H2O + 3H2O.

Полуводный гипс может иметь две модификации: а- и β-полугидраты. В зависимости от условий термической обработки, а-гипс получается при нагревании двуводного гипса под давлением 1,3 атмосферы, что увеличивает его прочность. Этот гипс называют супергипсом, автоклавированным или каменным гипсом. Бета-гипс получается при нагревании двуводного гипса при атмосферном давлении.

После термической обработки гипс раздробляют, просят через специальные сита и упаковывают в мешки из специальной бумаги или в бочки.

При смешивании полугидрата гипса с водой образуется двугидрат, который застывает вся смесь.

ЗН2О 2(CaSO4 x 2Н2О)

Эта реакция является экзотермической, то есть сопровождается выделением тепла.

Схватывание гипса происходит очень быстро. Сразу после смешивания с водой масса загущается, но гипс все еще может быть легко формован. Дальнейшее уплотнение уже не позволяет проводить формовку. Перед процессом схватывания гипсовой смеси происходит кратковременный период пластичности.

Гипс, который замешан до консистенции сметаны, является отличным материалом для заполнения форм и получения четких отпечатков. Его пластичность и быстрое затвердевание позволяют использовать его для получения оттисков зубов и челюстей. Однако, прочность гипса продолжает нарастать в течение некоторого времени, и максимальная прочность достигается при высушивании гипса до постоянной массы в окружающей среде.

Скорость затвердевания гипса зависит от нескольких факторов: температуры, степени измельчения, способа замешивания, качества гипса и наличия примесей. Повышение температуры смеси до +30 — +37° С ускоряет затвердевание гипса. Однако, при температуре выше +50° С скорость затвердевания начинает снижаться, а при температуре свыше 100° С затвердевание не происходит. Степень измельчения (тонкость помола) Влияет на скорость затвердевания: чем выше дисперсность гипса, тем больше его поверхность, что ускоряет процесс взаимодействия двух химически реагирующих веществ.

Скорость схватывания полугидрата зависит от способа его перемешивания. Если смесь замешивается энергичнее, контакт между гипсом и водой становится полнее, что приводит к более быстрому схватыванию. Гипс, который уже отсырел, затвердевает медленнее, чем сухой. Чтобы просушить отсыревший гипс, лучше всего использовать температуру +150 — +170° С. Во время просушивания гипс необходимо постоянно помешивать, чтобы избежать неравномерного нагревания, которое может привести к образованию нерастворимого ангидрида и других продуктов.

При работе со стоматологическим гипсом важно использовать соли-катализаторы, которые ускоряют процесс схватывания. Сульфат калия или натрия, а также хлорид калия или натрия являются наиболее эффективными ускорителями. Однако, при концентрации свыше 3%, они могут замедлить процесс схватывания.

В стоматологических кабинетах часто используют 2-3% раствор поваренной соли в качестве ускорителя. Ингибиторами затвердевания гипса могут быть сахар, крахмал и глицерин.

Катализаторы — это вещества, которые ускоряют химические реакции. Ингибиторы, напротив, замедляют или прекращают их протекание.

При получении моделей челюстей не следует использовать ускорители, так как они замедляют затвердевание и не увеличивают прочность гипса.

Скорость твердения гипса и его прочность имеют обратную зависимость: чем быстрее схватывание, тем меньше прочность изделия, и наоборот. Например, замешивание гипса на растворе буры замедляет твердение, что приводит к созданию очень прочного продукта (см. табл. 5).

Для укрепления гипсовых моделей используют различные методы. После тщательной высушки гипса для удаления остаточной влаги модель погружают в расплавленный стеарин или парафин. Это придает поверхности изделия блеск и слоновую кость. Такую обработку применяют для создания учебных муляжей, чтобы придать гипсовым моделям красивый внешний вид и повысить их прочность.

Свежесмешанный гипс и ранее затвердевшее изделие из гипса крепко соединяются между собой. Это свойство используется в зубопротезной технике, например, при создании гипсовых моделей в артикуляторе или кювете. Если гипсовая модель получена из гипсового оттиска, это свойство предотвращает их последующее отделение.

Для предотвращения данного явления иногда используют жировую прослойку на поверхности формы. Однако, применение жира или вазелина может исказить модель. Поэтому более подходящим материалом для разделения поверхностей оттиска и модели является мыльный раствор или раствор жидкого стекла. Оттиск погружают в указанные растворы на 5-10 минут, которые образуют тонкую пленку и меньше искажают рельеф модели.

Опыт показывает, что разделение двух гипсовых изделий, таких как оттиски и модели, возможно без использования изоляционных материалов. Для ослабления связи между ними оттиск предварительно погружают в воду до полного насыщения, т.е. до вытеснения всего воздуха из его пор. Насыщенный водой оттиск уже не может впитывать влагу из свежеприготовленной гипсовой массы, нанесенной на его поверхность. Таким образом, поверхность модели будет плотно прилегать к поверхности оттиска без проникновения частиц одного в другое, и их можно будет легко разъединить путем откалывания.

Важно соблюдать правила хранения гипса в стоматологических учреждениях. Полуводный стоматологический гипс имеет высокую гигроскопичность и впитывает атмосферную влагу, что приводит к его порче и ухудшению схватываемости. Для сохранения гипса в хорошем состоянии рекомендуется использовать качественную упаковку, такую как металлические бочки или плотные бумажные мешки, а также хранить его в сухом и теплом месте, не на полу. Это поможет предотвратить отсыревание гипса.

Даже в хорошо укупоренной таре и без доступа влаги длительное хранение гипса делает его непригодным, так как он может слеживаться в комки или вовсе не схватываться. Это связано с тем, что полугидрат не является стойким соединением, и между его частицами происходит перераспределение воды, в результате чего образуется более устойчивое соединение — двугидрат и ангидрид.

Формула для этого процесса: 2(CaSO4) х Н2О» CaSO4 х 2Н2О + CaSO4.

Основным материалом для оттисков в течение длительного времени был гипс. Это объясняется отсутствием альтернативных веществ и его доступностью и низкой стоимостью. Кроме того, гипс обладает рядом преимуществ: он дает четкий отпечаток поверхности тканей протезного ложа, безопасен, не имеет неприятного запаха и вкуса, практически не усаживается, не растворяется в слюне, не набухает при смачивании водой и легко отделяется от модели с помощью разделительных средств, таких как вода или мыльный раствор.

Вместе с позитивными свойствами, гипс обладает определенными недостатками, что привело к тому, что за последние годы он почти полностью уступил место другим материалам. Один из таких недостатков — хрупкость гипса, что часто приводит к разрушению оттиска при его удалении из полости рта. Кроме того, мелкие детали гипса, заполняющие пространство между зубами, часто теряются. Этот недостаток проявляется особенно ярко в случаях, когда зубы имеют наклон в язычную или щечную сторону, при дивергенции и конвергенции зубов, а также при заболеваниях пародонта, когда внеалвеолярная часть зубов увеличивается.

Кроме того, гипсовый оттиск трудно выводится из полости рта, его сложно отделить от модели и дезинфицировать. Поэтому гипс, особенно сверхтвердых сортов, чаще всего используется как дополнительный материал для получения моделей челюстей.

В области ортопедической стоматологии используются различные виды гипса, которые отличаются по степени твердости. Согласно международному стандарту (ISO), выделяют 5 классов гипса:

Класс I — мягкий гипс, используется для получения оттисков, в том числе окклюзионных оттисков.

Класс II — обычный гипс, применяется для наложения гипсовых повязок в общей хирургии. В литературе данный тип гипса иногда называют «медицинским гипсом». Примером может служить Галипластер (фирма «Галеника», Югославия), который содержит а-полугидрат сульфата кальция.

Класс III — твердый гипс, используется для изготовления диагностических и рабочих моделей челюстей при изготовлении съемных зубных протезов. Примерами могут служить Пластон-L (фирма «ДжиСи», Япония) и Гипсогал (фирма «Галеника», Югославия), которые содержат а-полугидрат сульфата кальция.

IV-тип гипса является сверхтвердым и используется для создания съемных моделей челюстей. Примерами таких гипсов являются Фуджирок-ЕР (производство фирмы «ДжиСи» в Японии) и Галигранит (производство фирмы «Галеника» в Югославии), которые содержат а-полугидрат сульфата кальция.

Гипс V-типа является особотвердым и содержит синтетические компоненты. Этот вид гипса имеет повышенную поверхностную прочность и требует высокой точности при смешивании порошка и воды. Примером такого гипса является Дуралит-S, который основан на синтетическом а-полугидрате сульфата кальция. Он характеризуется очень низким расширением при затвердевании, что позволяет получать точные рабочие модели.

Хорошая способность заполнения формы обеспечивается высокой текучестью, а высокое сопротивление на сжатие и твердость. При замешивании соотношение порошка и воды равно 100:19-21. Время схватывания составляет 7-10 минут, расширение после схватывания не превышает 0,12%, прочность на сжатие больше 50 Н/мм, а твердость по Бринеллю (см. с. 56) выше 15 МПа.

Сверхтвердые гипсы (а-полугидраты), такие как Супергипс (Россия), Бе-годур, Бегостоун, Херастоун-М, Вел-Мжс Стоун и Супра Стоун (Германия), имеют время затвердевания 8-10 минут, при этом расширение во время затвердевания не превышает 0,07%-0,09%, а прочность при давлении через 1 час после затвердевания составляет 30 Н/мм2, а через 1 сутки — 35-60 Н/мм2. Для сравнения, прочность некоторых сортов гипса ряда фирм представлена в таблицах.

Данные материалы используются при создании разборных и комбинированных моделей челюстей вместе с обычным гипсом. Для замешивания состава необходимо соотношение 100 г порошка на 22-24 мл воды.

Искусственные гипсы, такие как Херарок и Молда-синт (Германия), обладают высокой твердостью и коэффициентом расширения, составляющим приблизительно 0,1% через 2 часа после замешивания. Они также имеют сопротивление сжатию на уровне 48 Н/мм2. Для замешивания порошков супертвердых гипсов строго следует дозировать воду и замешивать их в вакуумных смесителях.

Для приготовления особо твердых синтетических гипсов компания «Хереус Кульцер» (Германия) рекомендует использовать специальную жидкость — Гипс-Бриллиант-Ликвид. Эта жидкость обеспечивает равномерное распределение порошка в жидкости и затвердевание гипса. Гипсовая модель, полученная с использованием этой жидкости, отличается высокой гомогенной плотностью, прочностью и точностью воспроизведения оригинала.

Склонность к образованию пор на поверхностях гипса при контакте с водой при использовании этой жидкости сведена до минимума. Жидкость поставляется в флаконах объемом 1 л в виде концентрата и разбавляется 19 л дистиллированной воды, общий объем которых составляет 20 л.

Нидерландская компания «Евро-Дентал» производит электронный гипсовый миксер, который полностью функционирует в автоматическом режиме. Резервуар для гипса имеет объем 25-30 кг. Смешивание происходит в вакууме, и есть возможность выбора времени. После смешивания внутренняя часть устройства автоматически очищается. При необходимости можно подогревать воду.

Смешивающие устройства входят в стандартное оборудование даже небольших лабораторий. Фирма «Бего» (Германия) создала вакуумный миксер Моттава-СЛ. Он обеспечивает интенсивное перемешивание с помощью мощного двигателя и выдает до 98% перемешиваемой массы.

В данном приборе используются два мотора: один отвечает за перемешивание, а второй приводит в движение вакуумный насос. Емкость для перемешивания сделана из прочной резины, что упрощает процесс очистки. После окончания программы перемешивания магнитный клапан автоматически выключает вакуумный насос.

Компания «Хереус Кульцер» (Германия) производит вакуумный перемешивающий прибор CL-VMRW для смешивания формовочной массы и гипса, который позволяет получить материал, свободный от воздушных пузырей. После установки времени перемешивания (максимальное время — 90 секунд) процесс проходит автоматически. Формы заполняются гипсом на вибростоликах (Вибромистер, Вибробой, Вибробеби, КВ-16, КВ-36, КВ-56 — все производства Германии), что исключает появление дефектов в модели, таких как поры и раковины.

К твердым оттискным материалам относятся также пасты на основе цинкоксида и эвгенола, среди которых наиболее популярен чешский Репин. Он представляет собой 2 алюминиевые тубы с белой (основной) и желтой (катализаторной) пастами. Состав катализаторной пасты включает:

— 15% гвоздичного масла (эвгенол);

— 65% канифоли и пихтового масла;

— 16% наполнителя (тальк или белая глина);

— 4% ускорителя (хлористый магний).

Обе пасты смешиваются в равных пропорциях. Реакция преципитации между эвгенолом и оксидом цинка приводит к затвердеванию материала (эвгенолата цинка), которое ускоряется при интенсивном замешивании, добавлении влаги и повышении температуры.

Данный материал предназначен для получения функциональных оттисков, особенно с беззубых челюстей. Он обеспечивает точный и детальный отпечаток слизистой оболочки, хорошо прилипает к индивидуальной ложке и легко отделяется от модели.

Масса Неогенат, произведенная компанией «Септодонт» во Франции, содержит белую пасту на основе окиси цинка и красную пасту, состоящую на 15% из эвгенола. Она используется для получения функциональных оттисков беззубых челюстей, перебазировки протезов и фиксации воскового базиса при определении центрального соотношения челюстей.

Для подготовки материала из каждого тюбика необходимо выдавливать примерно 10 см пасты на стеклянную пластинку или блок плотной мелованной бумаги. Обе пасты тщательно смешиваются в течение 30 секунд с помощью жесткого широкого шпателя до получения текучей гомогенной массы розового цвета. Затем полученная масса наносится на индивидуальную ложку, которая вводится в полость рта, слегка встряхивается для равномерного распределения материала, прижимается к челюсти и удерживается около 1 минуты. После этого пациент должен выполнить необходимые функциональные движения губами, щеками, языком, дном полости рта и мягким нёбом.

Через 2,5-3 минуты после введения ложки появляется оттиск. Если оттиск имеет дефекты, то в этих местах и по периферии удаляется слой массы толщиной 1 мм. Это место заполняется свежеприготовленной пастой, и ложка вновь вводится в полость рта. Материал не подвержен усадке, поэтому получение модели может быть отложено.

Для функциональных оттисков используется цинкоксидэвгеноловая паста Викопрес фирмы «Галеника» (Югославия). Благодаря своим водопоглощающим свойствам, она абсорбирует воду с поверхности тканей полости рта при снятии оттиска и обеспечивает получение точного отпечатка.

К пасте прилагаются дополнительные компоненты:

— Вико-1 — антисептический крем для кожи, предназначенный для защиты губ пациента и рук стоматолога;

— Вико-2 — жидкость для удаления пасты с инструментария.

Несмотря на свои преимущества, пасты на основе цинкоксидэвгенола могут деформироваться или крошиться при удалении из полости рта. Поэтому они заменяются эластичными оттискными материалами и используются в основном как временный фиксирующий материал для несъемных зубных протезов (см. гл. 7.7).

Если вам понравилась статья, добавьте ее в закладки (CTRL+D) и не забудьте поделиться с друзьями:

Гипс и его свойства в стоматологии

На данном стоматологическом сайте представлена информация о свойствах гипса в стоматологии. На странице расположены две картинки, которые иллюстрируют тему: «гипс и его свойства в стоматологии».

Для того, чтобы всегда быть в курсе последних обновлений, у Вас есть возможность подписаться на новости нашего сайта. Для этого необходимо указать свой e-mail. Последнее обновление сайта состоялось 05.02.2024 года. На данный момент на сайте Datadental.ru зарегистрировано 346 анкет стоматологических клиник, врачей-стоматологов, зуботехнических лабораторий и учебных центров. В календаре нашего сайта представлено 37 предстоящих конференций, симпозиумов и выставок: http://www.datadental.ru/events/all/. В разделе «Фотогалерея» опубликован клинический случай, связанный с изготовлением керамических коронок на центральные резцы верхней челюсти. На сайте было опубликовано первое обновление за 2023-24 годы.

Гипсы для стоматологии

В данном тексте будет рассмотрена химическая природа гипса и его свойства в зависимости от методов работы с ним, которые применяются в стоматологии.

Природные источники гипса встречаются повсеместно, однако их чистота может значительно варьироваться. Только гипс высочайшей чистоты может быть использован для изготовления дентального гипса, так как стоматологические процедуры требуют материала высокой чистоты и однородности. Производство гипса регулируется в строительстве, литье, обработке и гончарной промышленности.

Дентальные гипсы и камни изготавливаются из кальцинированного гипса и широко используются в дентальной практике и лаборатории благодаря своей простоте в применении и отсутствию токсичности. Они применяются для интраоральных слепков беззубых пациентов, изготовления отливок твердых и мягких оральных тканей, установки отливки на диагностические приспособления и обработки дентальных протезов.

В данной схеме представлена химическая формула кальцинации гипса в дентальном гипсе (дигидрат сульфата кальция). При нагреве раскрошенного гипса до температуры 110-120°C происходит кальцинация, в результате чего образуется полугидрат сульфата кальция, который является основой для измельчения и дальнейшего использования в стоматологии. Размер и форма частиц зависят от окружающей среды, в которой происходит кальцинация. В таблице 1 приведены три различных метода кальцинации и соответствующие физические свойства полученного гипса. Несмотря на то, что каждый продукт имеет одинаковую химическую формулу, их свойства отличаются из-за различий в размере и форме частиц.

Кальцинация, окружающая среда, полученные дентальные гипсы и их свойства.

Важно отметить, что внешние признаки частиц также могут влиять на свойства гипса.

Предел прочности при сжатии/рsi

Емкость на воздухе при использовании гипса/Plaster of Paris или бета-гемигидрата

Свободное скопление многих кристаллов

Закрытая емкость с паром под давлением при температуре 120-130°C

Гипс для моделей/Stone или альфа-гемигидрат

Закрытая емкость с раствором CaCl2 при температуре 120-130°C

Гипс для рабочих моделей/Die stone или модифицированный

Плотные, компактные, отдельные кристаллы

Сканирование частиц гипса/Plaster of Paris с помощью электронного микроскопа

Сканирование частиц гипса для моделей/Model stone с помощью электронного микроскопа

Сканирование частиц гипса для рабочих моделей/Die stone с помощью электронного микроскопа

На рисунках 1, 2 и 3 представлено сканирование трех форм гипса с помощью электронного микроскопа. Путем сравнения этих изображений можно наглядно увидеть, как окружающая среда влияет на морфологию частиц в процессе кальцинации. Зона поверхности частиц гипса значительно больше, чем у частиц гипса для рабочих моделей, из-за их грубой, неровной формы.

При добавлении воды для замешивания необходимо увлажнять все поверхности частиц. Так как поверхность 100 грамм гипса значительно больше, чем у 100 грамм гипса для рабочих моделей, для увлажнения или замешивания гипса требуется больше воды, чем для гипса для рабочих моделей. Рекомендуется сравнить стандартные соотношения при замешивании гипсов и гипсовых камней.

Для получения смеси, пригодной для работы, используют 50 мл воды и 100 г гипса plaster. Однако для завершения химической реакции необходимо только 18,6 мл, как указано в расчете 1. Это также относится к гипсам model stone и die stone. Оставшиеся 31,4 мл воды являются излишними и испаряются, оставляя пустоты за счет твердых элементов. Эти пустоты ослабляют затвердевший гипс и снижают предел прочности на сжатие. Гипс для рабочих моделей/die stone, замешанный в соотношении 22 мл воды на 100 г порошка, имеет только 3,4 мл воды в остатке (22 — 18,6), что позволяет получить более прочный материал с меньшим количеством пустот.

При замешивании гипса следует использовать минимальное количество воды, чтобы достичь максимальной прочности. Избыточная вода приводит к образованию пустот, что снижает свойства материала. Рекомендуется точно измерять воду и порошок.

Гипс разделен на несколько классов с разными свойствами для определенных целей. Таблица 2 показывает различные классы и их физические характеристики.

Название и область применения

Оптимальные физические свойства

Гипс для слепков

Низкая прочность на сжатие

Зарегистрирован с низким уровнем расширения при затвердении

Краткое время работы

Для работы в лаборатории общего характера и создания моделей используется гипс/plaster.

Этот материал имеет средний предел прочности на сжатие и внесен в реестр.

При затвердении гипс/plaster расширяется на средний уровень, а время рабочего состояния среднее.

Для установки слепков в артикуляторе используется гипс/plaster stone используются для заливки учебных слепков. Они имеют средний до высокого предел прочности на сжатие и большее время рабочего состояния, чем стандартные plasters

Также гипс можно получить путем термической обработки природного гипса. Этот материал представляет собой порошок серо-белого цвета, который обладает повышенной водопоглощаемостью при замешивании [5,6].

При производстве гипсовых моделей необходимо использовать дистиллированную воду, так как это значительно снижает расширение гипса. Схватывание гипса происходит очень быстро. Сразу после смешивания с водой масса имеет сметанообразную консистенцию. Затем масса начинает густеть, становится пластичной и легко формуется.

Во время этапа застывания гипсовых оттисков необходимо обработать их края. После этого гипс становится еще более густым, ломким и наконец твердым. Прочность отливок из гипса зависит от того, насколько тесно сплелись кристаллы двугидрата, образовавшие кристаллические группы. Высокая прочность полугидратного гипса обусловлена его спутанно-волокнистой структурой. [3,7]

Для получения гипсовой модели необходимо заливать жидкий гипс в слепок или оттиск, поэтому этот процесс и называется отливкой модели.

Для облегчения процесса отделения слепка от модели необходимо использовать изолирующее вещество. Для этой цели используются различные вещества, которые наносятся на поверхность слепка, такие как мыльный спирт, керосин со стеарином и другие. Однако опыт показал, что любое изолирующее вещество оставляет на слепке слой, что может привести к неточной модели. Поэтому рекомендуется опустить склеенный слепок на 6-8 минут в холодную воду, которая заполнит все поры и предотвратит соединение гипса модели с гипсом слепка.

Для увеличения прочности модели гипс, используемый для заливки слепка, должен иметь консистенцию сметаны.

Заливку слепка гипсом следует начинать с небольших порций, наливая его сначала на самую выпуклую часть слепка. В процессе заливки слепок необходимо постоянно встряхивать, чтобы удалить пузырьки воздуха. Этот процесс повторяется до тех пор, пока весь слепок не будет заполнен гипсом.

При заполнении слепка, после заполнения всего объема, остатки гипса используют для создания холмика, который накладывают на слепок. Затем слепок переворачивают вниз и придавливают к гладкой поверхности, такой как стекло или металлическая пластина. В результате получается модель с широкой подставкой, которая удобна для работы. Модель состоит из двух частей: рабочей части, соответствующей месту расположения будущего протеза, и подставки, которая обеспечивает устойчивость модели. Качество отливки зависит от различных факторов [1, 2, 3, 5, 7, 8].

Качество отливки определяется точностью размеров, шероховатостью поверхности, физико-химическими свойствами, герметичностью и пористостью. Качество отливок зависит от операций заливки и охлаждения формы, независимо от того, как они изготавливаются. Свойства формы (теплопроводность) и литейные свойства сплавов предопределяют возможность получения доброкачественных тонкостенных отливок, сложных по форме или больших по размерам, без раковин, трещин пригара и других литейных эффектов [2,3,4].

Наша цель — изучение факторов, влияющих на качество отливки гипсовых моделей. В обзоре литературы по данной теме.

Данный обзор будет содержать информацию о различных факторах, влияющих на отливку моделей из гипса, а также об оценке качества гипсовых моделей. Скорость схватывания гипса зависит от ряда факторов, таких как температура, степень измельчения и качество гипса, влияние солей, прочность, дисперсность и расширение гипса при схватывании. Давайте рассмотрим каждый из них более подробно.

Температура

Повышение температуры смеси до 30-37°C приводит к ускорению схватывания гипса. Увеличение температуры от 37 до 50°C практически не влияет на скорость схватывания, а при температуре выше 50°C скорость схватывания начинает падать. После достижения температуры 100°C процесс схватывания прекращается полностью.

Степень измельчения и качество гипса

Использование теплой воды может сократить время схватывания гипса. Чем более измельчен гипс, тем больше его поверхность и тем быстрее он схватывается.

Воздействие солей

Регулирование скорости схватывания гипса возможно путем добавления в смесь определенных минеральных или органических веществ. Вещества, изменяющие скорость схватывания, могут быть добавлены как в гипс, так и в воду, используемую для замешивания гипса. а)Ускорители схватывания гипса включают в себя сульфат калия (K2S04), сульфат натрия (Na2S04), хлорид натрия (NaCl), хлорид калия (КО), алюмокалиевые квасцы [K2S04A12(S04)3′ 12Н20], нитрат калия (KN03). Сульфат калия ускоряет схватывание гипса в любых концентрациях, в то время как другие действуют в качестве ускорителей только при концентрациях порядка нескольких процентов. При увеличении концентрации они могут замедлять схватывание. Для ускорения схватывания чаще всего используется 2,5% раствор поваренной соли. б)Замедлители схватывания включают в себя буру (Na2B407), этиловый спирт (С2Н5ОН), сахар (С12Н22Оп).

Прочность

Прочность гипса зависит от качества исходного полугидрата и условий его замешивания. Избыточное перемешивание, жидкие консистенции, остаточная влага и быстрое внесение гипса в воду могут снизить прочность материала. После окончательного схватывания, прочность гипса постепенно увеличивается в течение 12-24 часов. Удаление остаточной влаги может улучшить качество гипса. Влажный гипс имеет в два раза меньшую прочность, чем просушенный. Сушку гипсовой модели необходимо проводить при температуре не выше 100°C, чтобы избежать дегидратации. Если нужно увеличить прочность гипса, его можно погрузить после высыхания в расплавленный стеарин или кипящий 2% раствор буры. Дисперсность также играет важную роль в качестве гипса.

При помоле гипса его поверхность увеличивается, что ускоряет процесс схватывания. Чем более интенсивно происходит перемешивание порошка и воды, тем быстрее происходит процесс схватывания.

При схватывании гипса происходит его расширение. Объем схватившейся массы гипса оказывается больше, чем объем гипса и воды, использованных для ее получения. Это связано с образованием воздушных промежутков между кристаллами двугидратов в процессе гидратации полугидрата.

При стандартных условиях работы гипса, его линейное расширение изменяется в диапазоне от 0,15 до 0,40%. Однако, при отклонении от оптимальных условий, расширение может достигать 1,15%. Процесс расширения гипса происходит преимущественно в первые часы после застывания и затем продолжается медленнее в течение следующих 24 часов. Изменение объема зависит от консистенции смеси. В густой смеси расширение проявляется в большей степени, что обусловлено отсутствием значительных межкристаллических пустот и увеличением объема за счет роста кристаллов. При изготовлении съемных зубных протезов гипс используется многократно, например, для получения гипсового оттиска, отливки гипсовой модели, укрепления моделей в артикуляторе, изготовления гипсовой формы для полимеризации протеза. [7,8,9]

Рассмотрим качество отливки и факторы, которые на него влияют.

Качество отливки определяется точностью размеров, шероховатостью поверхности, физико-химическими свойствами, герметичностью и пористостью. Формирование качества отливок зависит от операций заливки и охлаждения формы, независимо от метода их изготовления. Качество и свойства формы (теплопроводность) и литейные свойства сплавов предопределяют возможность получения доброкачественных тонкостенных отливок, сложных по форме или больших по размерам, без раковин, трещин пригара и других литейных эффектов [2,3,4].

Вывод

Изучив много научной литературы, я пришла к выводу, что тема обзора недостаточно раскрыта и требует дополнительного времени и внимания для полноценного изучения всех факторов, влияющих на качество отливки гипсовых моделей.

Влияние различных модификаторов на физико-механические свойства стоматологического гипса

Оганян, А. С., Гордеева Т. А. и Крючков М. А. исследовали влияние различных модификаторов на физико-механические свойства стоматологического гипса. Результаты опубликованы в журнале «Молодой ученый» в 2015 году (№ 5 (85), с. 90-93). Подробнее можно узнать по ссылке: https://moluch.ru/archive/85/15967/ (дата обращения: 18.03.2024).

Как профессиональный врач, можно добавить, что исследования такого рода важны для оптимизации использования стоматологических материалов и повышения качества лечения пациентов.

В сфере ортопедической стоматологии сегодня представлен большой выбор конструкционных материалов для изготовления съемных протезов, требующих использования вспомогательных паковочных материалов с определенными свойствами. Это важный вопрос для практического здравоохранения [3, 4, 7]. Одним из основных материалов является гипс. Существует 5 типов стоматологического гипса, которые различаются по назначению и пределу прочности при сжатии: гипсы для оттисков (тип 1), медицинские гипсы (тип 2), высокопрочные гипсы для моделей (тип 3), сверхпрочные гипсы для моделей и штампиков с низким показателем расширения (тип 4) и сверхпрочные гипсы для моделей и штампиков с высоким показателем расширения (тип 5) [5, 6].

Исследованы физико-механические, химические и прочностные свойства различных видов гипса, однако улучшение этих свойств продолжает открывать новые возможности в зубном протезировании [1, 2, 7]. Целью нашего исследования было создание и лабораторное тестирование модифицированного гипса третьего типа.

Для экспериментов были подготовлены образцы из исходного гипса третьего типа — α-rock («Целит», г. Воронеж), а также образцы модифицированного гипса третьего типа, содержащие агитан в соотношении 3% и 5% по массе порошка и поликарбоксилатный гиперпластификатор в соотношении от 0,05% до 0,2% по массе порошка.

Все испытания проводились на базе лаборатории ООО «Целит» (г. Воронеж) в соответствии с ГОСТ 31568-2012.

Одним из исследований было изучение прочности гипса при сжатии.

Для изготовления образцов использовали специальные формы, имеющие диаметр 20 мм и высоту 40 мм. Гипс замешивали на дистиллированной воде в соотношении 28 мл на 100 г порошка (для образцов с добавлением гиперпластификатора — 19-20 мл). После ручного замешивания заполняли формы в течение 30 секунд, осторожно потряхивая их. При наличии блеска на поверхности гипса выравнивали поверхности смеси и формы стеклянными пластинами с обеих сторон. После 45 ± 1 минуты образцы извлекали из форм и оставляли на 15 минут при комнатной температуре. Затем проводили испытание в разрывной машине до момента разрушения образца.

Исследование линейного расширения при твердении

Для изучения линейного расширения гипса в процессе твердения был использован прибор ГОИ. Он состоит из металлического цилиндра высотой 10 мм и внутренним диаметром 50 мм, который жестко соединен со штативом с плоским основанием. Сверху цилиндр закрывается дюралюминиевой крышкой диаметром 56 мм и толщиной 1 мм, соединенной с индикатором (микрометром) с точностью измерения до 0,01 мм. Перед проведением испытания все детали прибора ГОИ смазывали силиконовым агентом.

Исследование времени схватывания и затвердевания гипсовых образцов.

Для замешивания каждых 100 грамм гипса использовалось 28 мл дистиллированной воды, а для образцов с добавлением гиперпластификатора — 19-20 мл. Замешивание образцов проводилось вручную. После этого гипсовую массу помещали в форму из коррозионно-стойкого неабсорбирующего материала высотой 40 мм, внутренним верхним диаметром 70 мм и внутренним нижним диаметром 60 мм. Форму с гипсом ставили на основание прибора Вика. За 1,5-2 минуты до окончания предполагаемого времени твердения иглу прибора опускали в гипсовое тесто через каждые 15 секунд на расстоянии не менее 5 мм от предыдущего погружения. При этом иглу тщательно вытирали.

Для определения времени начала и окончания схватывания гипсовых образцов использовалась игла прибора Вика. Время начала схватывания измерялось в минутах от момента смешивания гипса с водой до того, как игла не доходила до нижней пластинки формы. Время окончания схватывания измерялось в минутах от момента смешивания до того, как свободно опущенная игла погружалась в гипс не более чем на 2 мм.

Для получения гипсовых образцов на 100 г порошка гипса добавляли 28 мл дистиллированной воды (для образцов с гиперпластификатором — 19-20 мл). Полученную смесь помещали в цилиндр прибора ГОИ и устанавливали его на ровную и невибрирующую поверхность. За 60 секунд до начала твердения снимали начальное показание микрометра, а окончательные показания фиксировали через 120 минут после смешивания гипса с водой.

Для расчета показателя линейного расширения использовалась формула, где Lo — начальная длина образца в мм.

Ln — это длина образца после прохождения испытания, измеряется в миллиметрах.

На рисунках 4-6 представлены результаты исследования физико-механических свойств образцов гипса третьего класса до и после модификации.

Рис. 4. Результаты исследования времени схватывания и твердения

Полученные данные свидетельствуют о том, что использование пеногасителя агитана для модификации гипса третьего типа не оказывает значительного влияния на его физико-механические свойства и, вероятно, только снижает образование пор.

Добавление гиперпластификатора на основе поликарбоксилата к исходному материалу приводит к существенным изменениям в его физико-механических свойствах. Рабочее время увеличивается (время схватывания и твердения удлиняется), прочность при сжатии повышается на 50%, а показатель расширения при твердении снижается.

На Рисунке 5 представлены результаты испытания прочности при сжатии.

Как врач, я хотел бы подчеркнуть важность проведения таких испытаний, поскольку они позволяют определить стойкость материала к сжатию и, следовательно, предотвратить возможные повреждения и травмы. Результаты испытаний помогают определить допустимые нагрузки на конструкции и материалы, что является ключевым фактором для обеспечения безопасности и эффективности в медицинских приложениях.

Рис. 6. Результаты исследования линейного расширения при твердении.

Проведенные исследования физико-механических свойств модифицированного гипса третьего класса позволяют рекомендовать его в качестве материала для изготовления зубных протезов, что повысит эффективность лечения ортопедических пациентов.

1. Применение пеногасителя агитан в качестве модификатора для гипса третьего типа не обосновано, так как это не приводит к значительным изменениям его физико-механических свойств.
2. Использование гиперпластификатора на поликарбоксилатной основе при модификации гипса третьего типа приводит к увеличению прочности при сжатии в 1,5 раза, увеличению времени схватывания и твердения, а также уменьшению объемного расширения при твердении.
3. Применение модифицированного гиперпластификатора на поликарбоксилатной основе в гипсе третьего типа может улучшить физико-механические характеристики и качество зубных протезов, особенно в случае съемного протезирования.

1. Изучение высокопрочных гипсовых вяжущих для стоматологических целей / Богданович И. А.// Тез. докл. — БГТУ.- 2000.- С. 25–26.

1. Исследование влияния нанокремния на физико-механические свойства цинк-фосфатного цемента / Каливраджиян Э. С., Крючков М. А., Чиркова Н. В., Гордеева Т. А. // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. — 2011. — Т. 10, № 1.– С. 126–128.
2. Рациональный выбор тактики лечения стоматологических заболеваний с использованием адаптивного подхода / Кунин В. А., Олейник О. И., Сущенко А. В. // Вестник новых медицинских технологий. — 2004. — Т. 11, № 6. — С.61.

4. Улучшение поверхностного слоя рабочей модели для повышения качества изготовления съемных пластиночных протезов / Автореф. дис. канд. мед. наук А. Н. Куралесин. — Воронеж, 2003. — 65 с.

5. Учебник по ортопедической стоматологии / И. Ю. Лебеденко, Э. С. Каливраджиян и др. — М.: ГЭОТАРмедиа, 2011. — 640 с.

6. Руководство по стоматологическому материаловедению / Под редакцией Э. С. Каливраджияна, Е. А. Брагина. — М.: ООО «Медицинское информационное агенство», 2013. — 304 с.

7. Учебник по стоматологическому материаловедению / Э. С. Каливраджиян, Е. А. Брагин, С. И. Абакаров, С. Е. Желудев и др. — М.: ООО «Издательство» Мед.инф.агенство, 2014. — 320 с.

Сведения об авторах:

1. Анна Седраковна Оганян

4. Воронежская ГМА им. Н. Н. Бурденко

Сроки хранения

При упаковке гипса следует использовать водонепроницаемый контейнер, который не повлияет на его свойства. Контейнер должен быть четко маркирован.

На нем должны быть указаны:

• торговое название продукта;
• название производителя и поставщика, а также их адрес;
• класс гипса;
• предполагаемое применение;
• цвет (если не белый);
• запах;
• вес;
• срок годности;
• условия хранения, указывая, что гипс подвержен порче при атмосферном давлении и высокой влажности;
• номер партии.

Для сохранения качества материала необходимо хранить его в заводской упаковке и транспортировать именно в таком виде. Производитель гарантирует сохранение характеристик продукта в течение 1 года при соблюдении правил хранения.

В видео, прилагаемом к данной статье, представлена дополнительная информация по данной теме.

Отзывы

Гипс — многоцелевой стоматологический материал. Стабильность его свойств и качества, а также правильное применение облегчают работу врачей и повышают эстетические и функциональные характеристики зубных протезов.

Кроме того, использование гипса улучшает результаты лечения пациентов и влияет на качество их жизни.

Если у вас есть мнение о целесообразности применения гипса в стоматологии и его роли в зубопротезировании, пожалуйста, поделитесь им в комментариях к этой статье.

Гипс стоматологический

Гипс является одним из наиболее часто применяемых вспомогательных материалов в зуботехническом производстве.

Гипс — это естественный материал, образованный в результате осаждения из растворов, содержащих сульфатные соли, или выветривания горных пород. Его естественная форма — водная сернокислая соль кальция CaSO4 x2H2O. В ортопедической стоматологии используют обожженный или полусухой гипс (CaSO4)2xH2O. Чтобы получить полусухой гипс, естественный гипс, очищенный от примесей, измельчают в специальных дробильных установках или гипсовых мельницах до мелкого порошка. Затем измельченный гипс загружают в варочные котлы (гипсовые печи) и обжигают при температуре 140-190°C в течение 10-12 часов. В зависимости от температуры обжига, давления и времени можно получить различные сорта гипса, отличающиеся по времени затвердевания и прочности.

При определенных условиях термической обработки полуводный гипс может существовать в двух модификациях — Б- и В-полугидратах:

— Б-гипс получают при автоклавировании двуводного гипса при температуре 110-115 °C и давлении 1,3 атмосфер. Эта модификация гипса известна как супергипс. Б-гипс имеет плотную структуру и малую удельную поверхность, что приводит к низкой водопотребности и высокой прочности. Сроки его схватывания длиннее;

— В-гипс получают при нагревании двуводного гипса при температуре 95-105 °C и атмосферном давлении. Кристаллы модификации В образуют капиллярно-пористую структуру, обладают развитой внутренней поверхностью и более высокой реакционной способностью. Для их растворения требуется большое количество воды, а прочность понижена.

После обжига гипс размельчают, процеживают через специальные сита и упаковывают в мешки из специальной бумаги или бочки. При смешивании полугидрата гипса с водой происходит образование двугидрата, вследствие чего вся смесь затвердевает. Эта реакция является экзотермической, то есть сопровождается выделением тепла. Схватывание гипса происходит очень быстро.

Сразу после смешивания с водой гипсовая масса начинает загущаться, но на этом этапе еще можно формировать ее. Однако дальнейшее уплотнение массы препятствует проведению формовки. Перед процессом затвердевания гипса наступает короткий период пластичности. Если гипсовая смесь замешана до консистенции сметаны, она хорошо заполняет формы и дает четкие отпечатки. Но прочность гипса продолжает увеличиваться в течение некоторого времени, и максимальная прочность оттиска и модели достигается после высушивания до постоянной массы в окружающей среде.