К этой подгруппе отнесены гипс и цинкоксидэвгеноловые (цинкоксигвая-коловые) пасты
ГИПС.
Из всех вспомогательных материалов, применяемых в ортопедической стоматологии, ведущее место занимает гипс. Им пользуются почти на всех этапах изготовления протезов. Его применяют для получения оттиска, модели,
маски лица, в качестве формовочного материала, при паянии, для установки моделей в окклюдатор (артикулятор) и др.
Природный гипс представляет собой широко распространенный минерал белого, серого или желтоватого цвета. Залежи его встречаются вместе с глинами, известняками, каменной солью. Химический состав природного гипса определяется формулой CaSO4 • 2Н2О - двуводный сульфат кальция. Образования гипса происходит в результате выпадения его в осадок в озерах и лагунах из водных растворов богатых сульфатными солями. Основные месторождения гипса относятся к осадочному гипсу. В чистом виде гипс встречается очень редко. Залежи его часто содержат примеси кварца, пирита, карбонатов, глинистых и битумных веществ. Плотность гипса - 2,2-2,4 г/см3. Растворимость его в воде составляет 2,05 г/л при 20°С. Зуботехнический гипс получают в результате обжига природного гипса. При этом двуводный сульфат кальция теряет часть кристаллизационной воды и переходит в полуводный сульфат кальция - полугидрат. Процесс обезвоживания наиболее интенсивно протекает в температурном интервале от 120 до 190°С: 2(CaSO4 • 2Н2О) •(CaSO4)2 • Н2О + ЗН2О.
В зависимости от условий термической обработки полуводный гипс может иметь две модификации:
α- полугидраты и β-полугидраты, которые отличаются физико-химическими свойствами.
α-гипс - получают при нагревании (124˚) двуводного гипса под давлением 1,3 атм., что заметно повышает его прочность. Отличается большой плотностью и прочностью, водопоглощаемость- 40-45%. Существуют α-модификации с показателями прочности в 2-3 раза выше, чем у обычного. Этот гипс называют супергипсом, автоклавированным, каменным гипсом. Специальный высокопрочный гипс подкрашивается в желтый цвет и выпускается в герметичной упаковке, т.к. может активно поглощать влагу из воздуха.
β-гипс - получается нагреванием (165˚) двуводного гипса при атмосферном давлении.
В процессе производства гипса существенное значение имеет тепловая обработка. Если температура будет недостаточной, останется некоторое количество двуводного гипса. В случае перегрева может произойти полная потеря воды, при этом образуется ангидрит CaSO4. Этот продукт быстро схватывается. Вторая форма получается при более высокой температуре (от 165 до 520°С). Этот ангидрит представляет собой медленно схватывающийся материал. Наконец, третья форма образуется при нагревании до 600°С. При этом получается несхватывающийся, так называемый «мертвый» гипс.
Гипс после обжига размалывают, просеивают через особые сита и фасуют в
мешки из специальной бумаги или в бочки.
В стоматологической практике применяют полугидрат. Особое значение приобретают процессы твердения (схватывания) гипса и условия, влияющие на этот
процесс.
При замешивании полугидрата гипса с водой происходит образование двугидрата, причем вся смесь затвердевает: (CaSO4)2 • Н2О + ЗН2О → 2(CaSO4 •
2Н2О).
Эта реакция экзотермическая, т.е. сопровождается выделением тепла.
Схватывание гипса протекает очень быстро. Сразу же после смешивания с водой становится заметным загустение массы, но в этот период гипс еще легко формуется. Дальнейшее уплотнение уже не позволяет проводить формовку. Процессу схватывания предшествует кратковременный период пластичности гипсовой смеси. Замешанный до консистенции сметаны, гипс хорошо заполняет формы и дает четкие ее отпечатки.
Пластичность гипса и последующее быстрое затвердевание делают возможным его применение для получения оттисков с челюстей и зубов. Однако процесс нарастания прочности гипса еще продолжается некоторое время, и максимальная прочность слепка (модели) достигается при высушивании его до постоянной массы в окружающей среде.
На скорость схватывания гипса влияет ряд факторов: температура, степень измельчения, способ замешивания, качество гипса и присутствие в гипсе примеси некоторых солей. Повышение температуры смеси до +30 - +31 °С приводит к сокращению времени схватывания гипса. Увеличение температуры от +37 до +50°С практически не влияет на скорость схватывания, при температуре выше +50°С скорость схватывания начинает заметно падать, а при температуре выше +100°С схватывания не происходит. Тонкость помола также оказывает влияние на скорость схватывания. Чем выше дисперсность гипса, тем больше его поверхность. Увеличение поверхности двух химически реагирующих веществ приводит к ускорению процесса.
На скорость схватывания полугидрата влияет также способ его замешивания. Чем энергичнее будет замешиваться (перемешиваться) смесь, тем полнее будет контакт между гипсом и водой и, следовательно, тем быстрее схватывание
Отсыревший гипс затвердевает значительно медленнее, чем сухой. Такой гипс лучше всего просушить при температуре +150 - +170°С. Во время просушивания необходимо постоянно помешивать гипс, так как вследствие его плохой теплопроводности возможно неравномерное нагревание, что приводит к частичному образованию таких продуктов, как нерастворимый ангидрид и т.п.
Особое значение при работе со стоматологическим гипсом имеют соли. Соли обычно ускоряют процесс схватывания гипса. Наиболее эффективными являются такие ускорители, как сульфат калия или натрия, хлорид калия или кальция, растворы которых допустимо применять в 2-3% концентрации. При увеличении концентрации они, наоборот, замедляют схватывание. Наиболее часто в стоматологических кабинетах применяют в качестве ускорителя 2-3% раствор поваренной соли.
При отливке моделей ускорители применять не следует, так как пластичность сметанообразной массы гипса за короткое время теряется и поэтому зачастую не удается отлить качественную модель.
Между скоростью реакции схватывания гипса и прочностью затвердевшего гипса имеется, как правило, обратная зависимость: чем быстрее протекает схватывание, тем меньше прочность полученного изделия и наоборот, чем медленнее смесь твердеет, тем она крепче. Например, замешивание гипса на растворе буры дает ощутимое замедление твердения, в результате чего образуется очень прочный продукт.
Упрочнение гипсовых отливок (моделей) осуществляют различными приемами. После тщательного высушивания гипса (для удаления оставшейся в порах влаги) отливают модель, которую погружают в расплавленный стеарин или парафин. Поверхность изделия приобретает блеск и вид слоновой кости. Подобную обработку применяют для приготовления выставочных или учебных экспонатов с целью придания гипсовым моделям красивого внешнего вида и повышенной прочности.
Свежеприготовленный гипс и ранее затвердевшее изделие из гипса прочно соединяются между собой. Этим свойством пользуются в зубопротезной технике, например при гипсовке моделей в артикуляторе или кювете. В тех случаях, когда по гипсовому оттиску получается гипсовая же модель, это свойство служит препятствием для последующего их разъединения. Для того, чтобы избежать этого явления, иногда накладывают на поверхность формы жировую прослойку. Однако применение жира или вазелина может привести к искажению модели. Поэтому более подходящим материалом для разделения поверхностей оттиска и модели может служить мыльный раствор, в который погружают слепок на 5-10 мин. Мыльный раствор образует тонкую пленку и меньше искажает рельеф модели.
Практика показывает, что разделение двух гипсовых изделий, например, оттиска и модели, можно осуществить без применения изолирующих веществ. Чтобы ослабить связь между ними, оттиск предварительно погружают в воду до полного насыщения т.е. до вытеснения всего воздуха из его пор. Насыщенный оттиск не может больше поглощать влагу из нанесенной на его поверхность свежеприготовленной гипсовой массы. Таким образом, поверхность модели будет плотно прилегать к поверхности оттиска без проникновения частиц одного в толщу другого, и их можно будет разъединить достаточно легко путем откалывания. Именно так поступают при получении гипсовых моделей.
Для облегчения манипуляций при разъединении слепков и моделей можно
смешивать гипс оттиска или модели на окрашенной воде (например, метиленовым синим и др.).
В работе стоматологических учреждений важно соблюдать правила хранения гипса. Полуводный стоматологический гипс обладает значительной гигроскопичностью, поглощая атмосферную влагу, он портится, и схватывание его становится хуже. Поэтому рекомендуется хранить гипс в хорошей упаковке (металлических бочках, плотных бумажных мешках), желательно в сухом и теплом месте на мостках, а не на полу. Это препятствует его отсыреванию.
Длительное хранение гипса, даже в хорошо укупоренной таре и без доступа влаги, делает его непригодным, так как гипс слеживается в комки, а иногда вовсе не схватывается. Объясняется это тем, что полугидрат является нестойким соединением и между его частицами происходит перераспределение воды, в ре-
зультате чего образуются более стойкие соединения - двугидрат и ангидрит 2(CaSO4) • Н2О → CaSO42H2O + CaSO4.
Тот факт, что гипс долгое время был основным материалом для оттисков, объясняется, во-первых, отсутствием альтернативных масс. Во-вторых, он был доступен и дешев. Кроме того, гипс позволяет получать четкий отпечаток поверхности тканей протезного ложа, безвреден, не обладает неприятным вкусом и запахом, практически не дает усадки, не растворяется в слюне, не набухает при смачивании водой и легко отделяется от модели при употреблении простейших разделительных средств (вода, мыльный раствор и т.д.)
Однако, наряду с положительными качествами гипс имеет ряд недостатков, в результате чего за последние годы он почти полностью вытеснен другими материалами. Гипс хрупок, что часто приводит к поломке оттиска при выведении из полости рта. При этом мелкие детали его, заполняющие пространство между зубами, часто теряются. Этот недостаток гипса особенно проявляется в случаях, когда имеет место дивергенция и конвергенция зубов, их наклон в язычную или щечную стороны, а также при пародонтитах, когда внеальвеолярная часть зубов увеличивается.
Супертвердые гипсы (α-полугидраты) - «Супергипс» (Россия), «Бегодур», «Бегостоун», «Дуралит», «Вел-Микс Стоун» и «Супра Стоун» (Германия), «Фуджи Рок» (Япония) - имеют время затвердевания 8-10 мин., при этом расширение во время затвердевания не превышает 0,07-0,09%, прочность при давлении через 1 час после затвердевания составляет 30 Н/мм2, через 1 сутки - 35-60 Н/мм2. Применяются при изготовлении разборных, комбинированных с обычным гипсом моделей челюстей. Соотношение порошка и воды составляет 100 г на 22-24 мл.
Синтетические супертвердые гипсы, например, «Молдасинт» (Германия), характеризуются примерным коэффициентом расширения через 2 часа, равным 0,1%. Соотношение при замешивании - 100 г на 20-23 мл, сопротивление сжатию - 48 Н/мм2. Порошки супергипсов строго дозируются с водой и замешиваются в вакуумных смесителях («Вакурет-С», «Юниор», «Вамикс-2м», «Матова-СЛ»). Формы заполняются ими на вибростоликах («Вибромистер», «Вибробой», «Вибробеби», KB-16, -36, -56, все - Германия). Это исключает пористость и недоливы модели.