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03-1 口腔有机高分子材料.ppt

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本课件先讲口腔有机高分子材料,从高分子的基本概念、分子结构与聚集态入手,说明加聚与缩聚两类聚合反应的历程、引发剂产生自由基的三种方式及阻聚剂作用;随后转入印模材料,介绍其分类、八项性能要求、精确性与尺寸稳定性的影响因素,并详述藻酸钠与藻酸钾印模材料的组成、凝固缓凝原理、性能与应用要点。

口腔有机高分子材料章节封面,标示本部分进入高分子材料与印模材料内容
高分子基本概念页,说明高分子化学即聚合物化学并列出塑料、橡胶、纤维三大应用形态
聚合物结构单元示意图,说明结构单元经共价键重复连接、聚合度n衡量分子大小
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第1页:口腔有机高分子材料

口腔有机高分子材料:本部分介绍高分子基本概念、聚合反应机理及印模材料等相关内容。

第2页:高分子的基本概念

概述 一、高分子的基本概念:高分子化学又称聚合物(polymer)化学,是研究高分子化合物合成和反应的一门科学。

其应用形态主要包括:

  • 塑料
  • 有机高分子橡胶
  • 纤维

第3页:结构单元与聚合度

常用的聚合物分子,往往由许多相同的简单结构单元通过共价键重复连接而成。

例如 PMMA:—CH2—C(CH3)(COOCH3)—n,其中 n 为聚合度,是衡量高分子大小的指标,据此分为高聚物与低聚物。

第4页:单体、均聚物与共聚物

单体:由能够形成结构单元的分子所组成的化合物,也是形成聚合物的原料。

均聚物
由一种单体聚合而成的聚合物(homopolymer)
共聚物
由两种以上单体共聚而成的聚合物(copolymer)

第5页:高分子材料的分类

二、高分子材料的分类:

橡胶
弹性模量小,如硅橡胶印模材料
热塑性塑料
受热软化、可反复成型
热固性塑料
成型后不可再软化
纤维
弹性模量高

第6页:聚合物的分子结构

三、聚合物的分子结构:

线形、支链
以分子间作用力吸引形成聚合物,加热可软化熔融,适当溶剂可溶解
交联
线型或支链大分子通过化学键结合成网状结构;交联程度浅的受热可软化、溶剂可溶胀但不能溶解,程度深的则不能软化也难溶胀

第7页:聚合反应的类型

四、聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应称作聚合反应(polymerization),分为:

  1. 加聚反应
  2. 缩聚反应

第8页:加聚反应

(一)加聚反应:由单体加成而聚合起来的反应。

分类:均聚合与共聚合(共聚合可以提高聚合物性能)。例如甲基丙烯酸甲酯经 C=C 双键加成形成 PMMA。

第9页:加聚反应的反应历程

2. 反应历程:C=C 按 π 键的断裂方式可分为:

  • 自由基反应历程
  • 离子型反应历程:阳离子、阴离子(阴离子应用广泛)

第10页:自由基与引发剂

自由基(又称游离基)是有机化合物分子中的共价键在光、热、射线的影响下,分裂成为两个含不成对带独电子的活泼基团。

引发剂:易于产生自由基的物质,分子结构上具有弱键,在热能或辐射能作用下弱键均裂成两个自由基。常用的有无机或有机过氧化物、偶氮化合物等。

第11页:引发剂产生自由基的方式

引发剂产生自由基的方式有以下三种:

热分解型引发
常用过氧化苯甲酰,加热至 60~80℃ 时分裂为两个自由基,使单体活化和聚合;加热固化型基托树脂属此类
氧化还原型引发
过氧化物引发剂与具有还原作用的有机叔胺类物质组成氧化还原体系,可降低引发剂分解温度;自凝树脂属此类
光引发
引发剂在一定波长光照射下吸收光量子后分解成自由基引发聚合;光固化型义齿基托树脂和光固化型复合树脂属此类

第12页:自由基聚合反应的历程

自由基聚合反应的历程如下:

  1. 链引发(initiation):引发剂形成自由基活性中心,与单体分子结合形成单体自由基;单体也可在光、热、辐射作用下产生自由基
  2. 链增长(propagation):单体自由基活性很高,能与其他单体分子结合成单元更多的链自由基
  3. 链终止(termination):两个自由基相遇时独电子消失而使链终止

第13页:阻聚剂

阻聚剂:阻止或延缓聚合反应的进行,本身易于与自由基结合,生成稳定的自由基或使自由基转变成化合物,使反应终止。

常用的阻聚剂为酚类,氧气也有阻聚作用。

第14页:缩聚反应

(二)缩聚反应(condensated polymerization):聚合反应过程中,除形成聚合物外,还有低分子副产物产生。

口腔科应用材料中,聚硫橡胶印模材料(副产物为水)和缩合型硅橡胶印模材料(副产物为乙醇)的聚合属缩聚反应。

第15页:高分子的聚集态结构

五、高分子的聚集态结构:指大分子链间的排列和堆砌方式。

晶态
熔融温度是其使用的上限温度
无定型结构
具有玻璃态、高弹态、粘流态;玻璃化温度是无定型塑料使用的上限温度,也是橡胶使用的下限温度

第16页:聚合物的生产

六、聚合物的生产:

天然聚合物
多从自然界植物中制取
合成聚合物
低分子单体经聚合反应制得,生产方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等

第17页:印模材料

印模材料:以下介绍印模的概念、分类、性能要求及常用材料的组成与应用。

第18页:印模的概念

一、概述:印模是物体的阴模。口腔印模是记录口腔组织形态及关系的阴模,所采用的材料称为印模材料,适用于口腔及颌面部缺损修复时制作组织形态及关系的阴模。

医生借助印模将患者口腔组织形态准确地复制成石膏模型。

第19页:印模制取的重要性

印模的制取是口腔修复工作的首道工序,其质量关系到最终的修复效果。

在临床工作中,准确印模的制取除与医生护士的操作熟练程度有关外,还与印模材料的选择有关。

第20页:口腔印模材料的分类

(一)口腔印模材料的分类:

  • 弹性印模材料:可逆性——琼脂;不可逆性——藻酸盐、合成橡胶
  • 非弹性印模材料:可逆性——印模膏、印模蜡;不可逆性——氧化锌、印模石膏

第21页:印模材料的生物学性能

(二)性能:印模材料性能的优劣直接影响修复体的质量,故对其有较严格的要求。

1. 良好的生物学性能:根据 ISO 规定,印模材料必须对全身和口腔局部组织无毒性、无刺激性、无致敏性。

第22页:流动性、弹性和可塑性

2. 适当的流动性、弹性和可塑性:印模材料在凝固前具有适当的流动性和可塑性,有助于在轻微压力下流至口腔组织细微部分,取得清晰准确的印模,并在短时间内固化成型。

适当的弹性指材料凝固后具有一定的回复性能,使印模在口内取出时不致因进入组织倒凹而造成永久形变。

第23页:尺寸稳定性、凝固时间与强度

印模材料的其他性能要求:

  1. 良好的尺寸稳定性:凝固后形态和体积变化小,保证印模不变形、灌注模型精度良好
  2. 适当的凝固时间:从调拌至凝固以 3-5 分钟为宜
  3. 强度好:凝固后有足够强度,避免取出和灌注模型时产生裂纹或形变

第24页:化学稳定性与操作性能

印模材料的进一步要求:

  1. 化学稳定性:与石膏或其他模型材料不发生化学反应,容易脱模并保持完整性
  2. 操作简便,价格低廉,贮存稳定
  3. 令人愉快的气味、味道与美观的色彩

第25页:精确性与润湿性

精确性(accuracy):印模要如实记录并复制口腔组织的细微部分,因此印模过程中对组织的润湿性和流动性都必须适宜,特别是口腔内所呈现的粘性(viscosity)会影响对细微部分的印模效果。

疏水性(hydrophobic)印模材料在潮湿的口腔黏膜表面可能造成印模不完全。

第26页:凝固过程中的尺寸变化

印模材料凝固(setting)过程中的尺寸变化会造成精确性降低:

  • 聚合收缩:材料向托盘方向收缩,造成组织形态不精确,结果导致模型变大,必须尽量避免或降低
  • 热胀冷缩:口腔温度与室温温差约 10℃,对温度敏感的聚合物或有机物印模材料可能因温度变化发生尺寸改变;印模材料与托盘热胀系数应一致,以免收缩不均导致脱模或移位

第27页:弹性回复与抗撕裂强度

对印模效果精确性影响最大的是印模材料凝固后的机械性能,特别是弹性(elastic properties)和抗撕裂强度(tear resistance)。

  • 分离印模时,材料若拥有优良的弹性回复性能则可获得理想印模
  • 龈下或细微部分材料应具备高度抗撕裂强度,倒凹较严重时同样如此

第28页:尺寸稳定性的影响因素

尺寸稳定性(dimensional stability):印模取出后及灌注模型期间需注意以下因素:

  • 环境温度
  • 印模存放湿度与形变
  • 化学反应
  • 应立即灌注模型

第29页:操作因素

操作因素:

  • 注意调合时各组分的比例,混合均匀
  • 把握工作时间与凝固时间

第30页:复制模型用印模材料

(三)复制模型用印模材料:除用于口腔中制取印模的材料外,还有一类是在技工室做复制模型用的印模材料,包括:

  • 琼脂
  • 易熔合金
  • 铸造包埋材料
  • 齿科油泥

第31页:藻酸盐类印模材料概述

藻酸盐类印模材料:弹性不可逆的水胶体印模材料,分散介质是水。

  • 具有良好的流动性、弹性、可塑性
  • 与模型材料不发生化学变化
  • 价格低廉,使用方便,短时间内尺寸变化不大
  • 是目前国内应用最广泛的一类印模材料

第32页:藻酸的来源与剂型分类

藻酸是一种海藻胶质的酸,提取于褐海藻,可与钠、钾等进行酸碱置换反应,形成藻酸钠、藻酸钾等。纯净的藻酸盐溶胶不能满足印模材料要求,还需加入辅助材料。

  • 按剂型分为粉剂型(与水调和)和糊剂型(与胶结剂调拌使用)
  • 按主要成分分为藻酸钠、藻酸钾和藻酸铵三种

第33页:藻酸钠印模材料的剂型

(一)藻酸钠印模材料:临床上有粉剂型和糊剂型两种,常用的是糊剂型,商品名为「弹性打样膏」,由糊剂部分和胶结剂部分组成。

第34页:藻酸钠印模材料的组成

1. 组成——(1)糊剂部分参考配方:

藻酸钠印模材料糊剂部分参考配方
成分用量作用
藻酸钠350 g基质,形成水胶体
无水碳酸钠100 g缓凝剂
滑石粉62.5 g填料
硼砂2 g增稠剂
甘油10 ml增塑保湿
防腐剂、矫味剂、指示剂适量/少量防腐、矫味、指示
蒸馏水3000-5000 ml稀释剂

(2)粉剂(胶结剂)部分:为硫酸钙,多采用生石膏。

第35页:藻酸钠与缓凝剂

1)藻酸钠:为聚甘露糖醛酸的钠盐,是糊剂的主要成分之一。呈黄色或浅褐色,不溶于酒精、乙醚及其他有机溶剂,但能溶于水而成水胶体,有粘性,粘度可分低、中、高三级。

2)缓凝剂:保证凝结后的印模表面光滑致密,赢得充分的操作时间,并影响藻酸钠与硫酸钙的化学作用、加速藻酸盐配制时的溶解。常用的有磷酸三钠、无水碳酸钠、草酸盐。

第36页:增稠剂、填料及其他辅料

糊剂中的其他组分:

3)增稠剂
增加材料的弹性和韧性,兼有防腐和加速凝固作用,常用硼砂、硅酸盐
4)填料
不参与化学变化,仅起调节强度和赋形作用,如滑石粉、硅藻土、碳酸钙
5)指示剂
酚酞
6)防腐剂
抑制微生物
7)矫味剂
改善气味与味道
8)稀释剂
即水

第37页:凝固原理

2. 凝固原理:藻酸钠糊剂与胶结剂石膏混合调拌,两者起置换与交联反应,钠离子与钙离子置换,藻酸盐由可溶性盐转为不可溶性的藻酸钙,使溶胶转变成凝胶。

NanAlg + CaSO4 → Na2SO4 + CanAlg↓

第38页:缓凝原理

缓凝原理:上述反应极为迅速,造成临床操作困难,必须预先在胶体内加入迟缓剂以调节凝固时间。

常用磷酸三钠、碳酸钠作为迟缓剂,其作用是使石膏最初放出的钙离子首先与磷酸三钠反应形成磷酸钙,迫使形成藻酸钙的速度减慢。

第39页:流动性、弹性及强度

3. 性能(1)流动性、弹性及强度:藻酸盐在调拌合适时在溶胶状态具有良好的流动性,凝胶具有较好的弹性,可以从口腔内顺利取出而不发生变形。

ADA 规定藻酸盐印模材料的强度为 0.35 MPa。

第40页:影响流动性、弹性及强度的因素

影响流动性、弹性及强度的因素:

  • 材料的组成及含量
  • 调拌的糊粉比例
  • 调和时间

第41页:凝固时间

(2)凝固时间:指由糊剂与胶结剂混合调拌开始直至凝固作用发生的时间。

ADA 标准规定室温下藻酸盐印模材料的凝固时间为 2-5 分钟。凝固时间过短,来不及操作;时间过长,患者感到不适。

第42页:影响凝固时间的因素

影响凝固时间的因素:

  • 缓凝剂的量
  • 调和的糊粉比例(胶结剂比例)
  • 温度——临床工作中可通过改变温度的方法调整印模材料的凝固时间

第43页:尺寸稳定性

(3)尺寸稳定性:水胶体藻酸盐印模材料是水胶体,存在凝溢与渗润现象。

印模制取完毕应立即灌注模型。

第44页:藻酸钾印模材料概述

(二)藻酸钾印模材料:通常为粉剂型,粒度细,制取的印模更清晰,使用更方便。

第45页:藻酸钾印模材料的组成

1. 组成参考配方如下:

藻酸钾印模材料参考配方
成分含量
藻酸钾15%
硫酸钙16%
磷酸三钠2%
硅藻土60%
氧化锌4%
氟钛酸钾3%
滑石粉、颜料、香料等适量

第46页:藻酸钾与藻酸钠的组成区别

藻酸钾印模材料与藻酸钠的组成区别:

  1. 藻酸钾为单份包装,胶结剂预先按比例与其他成分混合,因此反应更加完全,尺寸稳定
  2. 藻酸钾取代藻酸钠使凝胶强度增加,反应速度加快,印模表面光洁,与模型分离方便
  3. 氟钛酸钾能提高凝胶的回弹性并加速模型石膏的凝固

第47页:藻酸钾印模材料的性能

2. 性能——比藻酸钠印模材料更优越,表现为:

  • 凝胶更具弹性
  • 印模更清晰、表面光滑,脱模方便
  • 氟化物的加入使石膏模型更致密光洁
  • 携带及操作更方便

第48页:藻酸钾印模材料的应用

3. 应用:粉剂与水直接调和。

  • 水粉比例为 2﹕1
  • 调和时间 30~45 秒

第49页:取模操作流程

取模操作流程:

  1. 牙体预备
  2. 选择托盘
  3. 按比例量取材料
  4. 使用干净工具进行调和
  5. 将材料移入托盘
  6. 放入口腔、托盘就位
  7. 固化后取下
  8. 立即灌注模型

第50页:使用注意事项

使用注意事项:

  • 调拌工具要清洁
  • 调拌比例应适当
  • 调和时间应适当
  • 调拌方法有讲究
  • 取模操作要规范
  • 立即灌注模型
  • 贮存应注意
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