Pojęcie tworzyw sztucznych jest bardzo szerokie. Tą nazwą określa się materiały, których podstawowym składnikiem są polimery. W powszechnym zastosowaniu w różnych dziedzinach życia i gospodarki znajduje się ponad setka różnych pod względem chemicznym polimerów. Tak naprawdę ciężko byłoby nam spędzić choć jeden dzień bez kontaktu z nimi.

Tworzywa sztuczne można dzielić wg różnych kryteriów, w których m.in. wyróżnia się materiały termoplastyczne. Aby zrozumieć, w jaki sposób znajdują coraz szersze zastosowanie w stomatologii, trzeba na chwilę cofnąć się w czasie 😉

Rys historyczny powstania pierwszych tworzyw sztucznych

Pomimo że wynalazki XX wieku znacząco wpłynęły na rozwój to pierwsze tworzywo sztuczne- celuloid, wynaleziono już w drugiej połowie XIX wieku. Szukano zamiennika do produkcji kul bilardowych, które wykonywano z drogiej kości słoniowej. W roku 1907 wynaleziono bakelit, jedno z tworzyw, które można było produkować na większą skalę. Następnie pojawił się celofan, polietylen, poliester…  

W 1937 roku amerykański koncern chemiczny Du Pont (firma istnieje do dzisiaj) opatentował nowy, syntetyczny materiał o nazwie  – Nylon, z którego można było wyprodukować elastyczną nić. Pierwszym produktem poliamidowym była szczoteczka do zębów z nylonowym włosiem. Jednak to nie ona zdobyła rynek dla nowego tworzywa, tylko… „mocne jak stal” pończochy.

Zdj. Pończochy nylonowe pojawiły się na rynku amerykańskim 15 maja 1940 roku, a dzień ten okrzyknięto mianem „Nylon Day”. W ciągu pierwszych czterech dni sprzedano 4 miliony par pończoch.
Źródło: Pinterest.

Tworzywa sztuczne były tanie i łatwe do wyprodukowania, więc szybko stały się popularne. Zastąpiły również takie materiały jak drewno, szkło, kamień, gumę, tkaniny i metal, by z czasem zaistnieć w protetyce. Pierwszym materiałem do stworzenia elastycznej protezy był Nylon N110 o nazwie zarejestrowanej jako Valplast. Po II wojnie światowej, w wyniku powiązań marketingowo – handlowych ekspansja materiału z USA na rynek europejski została wstrzymana, co spowodowało zatrzymanie rozwoju przemysłu stomatologicznego na wiele lat. W Polsce Valplast oficjalnie pojawił się dopiero w 2002 roku (sic!).

Cechy współczesnych tworzyw 

Aktualnie większość tworzyw termoplastycznych wykorzystywanych w protetyce to kopolimery, czyli mieszanki różnych materiałów ze sobą oraz wypełniaczy mineralnych. Każde tworzywo odznacza się specyficznym składem oraz własnościami fizycznymi i chemicznymi, które zapewniają odpowiednie funkcjonowanie kliniczne.

Ze względu na różne cechy polimerów, z których zostały zbudowane oraz zastosowanych wiązań chemicznych, protezy mogą być bardziej sprężyste lub sztywne, odporne na temperaturę, ścieranie oraz wrażliwe na rozpuszczalniki organiczne zawarte w pokarmach i napojach zawierających alkohol, np. w winie. Pomimo iż na pierwszy rzut oka wszystkie protezy wyglądają podobnie, to przejmują zalety, jak i również wady poszczególnych tworzyw sztucznych, z których zostały wykonane.

Żyjemy w dobie powszechnej globalizacji i zlecania produkcji do krajów o niskiej kulturze pracy, ale taniej sile roboczej. Istnieje wiele firm produkujących materiały termoplastyczne różniące się właściwościami, wykorzystaniem, różnym nazewnictwem. Niniejsza prezentacja dotyczy wykorzystania technologii tworzyw w praktyce laboratoryjnej na podstawie wybranych przeze mnie materiałów zaprojektowanych i wyprodukowanych w fabrykach w Europie, zapewniających wysoką i stabilną jakość. Wszystkie przedstawione protezy są biozgodne, bez negatywnego wpływu na tkanki oraz o sprężystym module.

Zdj. Wybrane przykłady materiałów.

VITAPLEX (Roko Dental Systems – Polska)

VITAPLEX jest tworzywem termoplastycznym, który wprowadził nowy standard jakości dla protezy całkowitej. Ponadto nowatorska technika produkcji umożliwia eliminację skurczu, co wpływa na lepsze utrzymanie protezy. Dwukrotnie większa wytrzymałość mechaniczna w stosunku do tradycyjnej protezy, pozwala wykonać protezę lżejszą, delikatniejszą, bardziej komfortową, najlepiej spełniającą wymogi ochrony zdrowia.

Zdj. Proteza z VITAPLEXU.

DENTIFLEX (Roko Dental Systems – Polska)

Charakterystyczne jest to, że we wszystkich protezach częściowych można zastosować klamry naddziąsłowe, które pozbawione są metalowych elementów. Mocowanie takie nie niszczy szkliwa, ponieważ przylega do zęba jedynie milimetrowa powierzchnia klamry. Pozostała część utrzymania spełnia jedynie funkcję amortyzującą.

W tradycyjnej protezie dochodzi do sztywnego przenoszenia sił żucia. Oznacza to, że podczas nagryzania na jedną stronę protezy, druga unosi się i działając jak dźwignia, wyciąga ząb z zębodołu. Dzięki odpowiedniej sprężystości materiału płyta protezy z tworzywa termoplastycznego działa jak „łamacz sił” i amortyzuje przenoszenie siły żucia na przeciwstawne zęby, zwiększając tym samym ich żywotność.

Zdj. DENTIFLEX znajduje zastosowanie zarówno w protezach częściowych, jak i całkowitych.
Popularnie nazywany jest Nylonem.

ACETAL (Pressing Dental – Włochy) 

ACETAL jest to tworzywo o budowie krystalicznej, produkowany w szerokiej gamie kolorystycznej. Został wprowadzony na polski rynek przez firmę Holtrade, reprezentującą Pressing Dental z San Marino. Jest materiałem służącym głównie do produkcji bezmetalowych protez szkieletowych, ale znajduje także szersze zastosowanie np. w implantologii. 

Zdj. Proteza uzupełniająca częściowy brak uzębienia, wykonana z ACETALU.

ACRON (Roko Dental Systems – Polska)

Protezy z ACRONU spełniają najwyższe wymagania biozgodności, a tym samym wszelkie wymogi certyfikacji medycznej. Jest jedynym tworzywem do wykonania protez zębowych, które uzyskało certyfikat Narodowego Instytutu Leków. W odróżnieniu od innych materiałów jest czystym homopolimerem o wyjątkowych właściwościach. W 2012 roku zdobył nagrody na targach innowacji w Niemczech, Polsce i na Tajwanie. Na wystawach tych został uznany za jedno z najbardziej innowacyjnych tworzyw sztucznych na świecie. 

Zdj. Protezy acronowe.

Zdj. Moduł sprężystości w protezie częściowej acronowej.

Film 1. Moduł sprężystości w protezie uzupełniającej całkowity brak zębów w szczęce.

THE.R.MO. STAR F.J.P (Pressing Dental – Włochy) 

Materiał o skróconej nazwie F.J.P, łączy zalety nylonu i acetalu, co wpływa na jego szerokie zastosowanie. Proteza wykonana z żywicy acetalowej charakteryzuje się niską chłonnością wilgoci. Innymi słowy, nie absorbuje do swojego wnętrza zabrudzeń jak np. tradycyjny materiał, który z wierzchu może być czysty, ale po złamaniu wewnątrz płyty może mieć kolor siny.

Zdj. Proteza częściowa The.r.mo. Star F.J.P.

Przyszłość tworzyw termoplastycznych

Na jakość otrzymanej protezy z pracowni protetycznej wpływ ma: skład, linia i technologia produkcji materiału oraz sposób wykonania przez protetyka. Z kolei, wybór odpowiedniego materiału, z którego zostanie wykonana proteza, zależy od: sytuacji klinicznej, możliwości zaprojektowania protezy, względów technicznych oraz oczekiwań pacjenta.

Nieustannie dąży się do tworzenia coraz bardziej fizjologicznych i biozgodnych uzupełnień protetycznych. Analizując rozwój branży z ostatnich 20 lat oraz przyglądając się obszarom nasilenia badań z zakresu inżynierii materiałowej, jestem przekonana, że materiały termoplastyczne jeszcze wielokrotnie nas zaskoczą swoimi atrybutami oraz zastosowaniem.

Daria Żugaj Pracownia Protetyki Stomatologicznej ŻUGAJ

Bibliografia:

• P. Matusiak, Protezy lecznicze – kopolimer The.r.mo. Star F.J.P, „Nowoczesny Technik Dentystyczny”, Nr 3, 2015 r.
• K. Polanowski, Protezy elastyczne i wykorzystanie technologii tworzyw termoplastycznych w praktyce stomatologicznej,„Magazyn Stomatologiczny”, Nr 4, 2013 r.
• K. Borkowski, Przemysł tworzyw sztucznych – materiałów XXI wieku, „Mechanik”, Nr 4, 2015 r.
• Materiały Roko Dental Systems.
• Materiały stomatologiczne, U. Kaczmarek (red.), Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2013 r.
• Kronika medycyny, M. Michalik, Wydawnictwo Kronika, Warszawa 1994 r.