Dental Tribune Czech Republic & Slovakia

Termoplastické materiály v dentálních technologiích

By Claudia Herrmann
December 14, 2017

Termoplastické materiály se již dlouho používají v leteckém a kosmickém inženýrství. Vzhledem k jejich vysoké mechanické pevnosti a nízkému modulu elasticity začaly stále častěji nahrazovat kovy i v mnoha výrobních odvětvích. Zvláště pak v těch, ve kterých byly dosud kovy dominantní. Z termoplastického polymeru PEEK se vyrábí implantáty pro meziobratlové ploténky i kyčelní a kolenní klouby. V průběhu posledních 15 let byly s vynikající úspěšností použity čtyři miliony takovýchto implantátů. Tento článek se zabývá řadou běžných plastových materiálů, které se staly alternativami pro použití při výrobě nekovových teleskopických zubních náhrad.

Zhruba před 15 lety proběhly, nikoli bez počátečních problémů, první pokusy o výrobu nekovových teleskopických zubních náhrad. Tyto náhrady se vyráběly v zubní laboratoři technikou injektáže polyamidu (PA) do formy. Voskový model konstrukce, třmenu a sekundárních korunek se vyrobil jako jeden celek, zalil se v kyvetě sádrou a vosk se vyvařil. Plastový materiál, který je v laboratoři k dispozici ve formě granulí, se ohřeje v injektážním zařízení a vstříkne do formy. Po ochlazení, které by nemělo být kratší, než je u daného materiálu uvedeno, se náhrada vyjme z formy a dokončí. K tomu jsou potřeba speciální frézky, protože materiál má při obrušování tendenci být mazlavý.

Velmi důležité je, aby se do plastu nedostal žádný kov. Pokud by byla náhrada obrušována nástrojem, který byl předtím použit na obrušování kovu, do termoplastického materiálu by se z frézky dostaly jemné kovové částice. Tření by se mělo snadno kontrolovat pomocí expanzní sádry.

Obzvlášť nás překvapily dobré kluzné vlastnosti a vysoké tření sekundární korunky. Při nasazování náhrady se sekundární korunka nasouvá na primární korunku a je ukotvena částečně sponou a částečně podtlakem. Naši pacienti shledali kluzné vlastnosti a malou hmotnost náhrady velmi pohodlnými. Modul elasticity PA je velmi nízký, což propůjčuje materiálu pružnost. Ta dává pacientovi pocit snadné adaptace náhrady a nevnímají ji v ústech jako cizí těleso (obr. 1–3).

Největší nevýhodou tohoto materiálu se však ukázal být nízký modul elasticity. Moduly elasticity všech plastových materiálů používaných k upevňování jsou velmi vysoké a dva od sebe takto vzdálené moduly elasticity nelze pomocí žádných prostředků, které mají zubní technici v laboratoři k dispozici, spolehlivě upevnit na dlouhou dobu. V důsledku toho vznikají po několika měsících u mnoha náhrad praskliny a spáry v místech spojů. Velké póry na povrchu náhrady navíc vedly k diskoloracím zejména u pacientů s narušenou acidobazickou rovnováhou.

FPM

Krátce po PA byl na trh uveden nový materiál s FPM. Tento termoplastický fluoropolymer nabízí také určitou pružnost, ale o něco menší než PA. Modul elasticity je nepatrně vyšší než u PA, ale výrazně nižší než u kovu. Díky tomu docházelo k podobným problémům, jakým se čelilo u teleskopických náhrad z PA.

PMMA

S PMMA (polymetylmetakrylát) jsme dosahovali dobrých výsledků. Tento plastový materiál je velmi tvrdý a nepružný. Protože je možnost dokončení v různých barvách, používá se na celkové snímatelné náhrady a okluzní dlahy i na dlouhodobě provizorní náhrady, korunky a můstky. Tento materiál není náchylný k ukládání plaku a diskolorace jsou velmi nevýrazné.

Moduly elasticity vazebných materiálů a PMMA jsou podobné, proto nedocházelo k prasklinám a spárám na vazebném rozhraní. Pacienti, kteří předtím nosili teleskopickou náhradu z PA nebo fluoropolymeru si však stěžovali, že je náhrada z tohoto nového materiálu nepohodlná. Nedostatek pružnosti PMMA dával pacientům pocit, že mají v ústech cizí těleso (obr. 4–6).

Bohužel, po nějaké době byly hlášeny i zlomené náhrady, především v případech náhrad s volným zakončením. Náhrady, které nebyly pravidelně podkládány a byly vystavené velkým žvýkacím silám, měly také sklon ke zlomení. Věříme, že jedním z důvodů, proč je tento materiál poněkud křehký, je poměrně vysoký modul elasticity. Největší problém je však ten, že termoplastické materiály není možné opravovat. Neexistuje způsob, jak opravit praskliny nebo zlomené náhrady. Jediným řešením je vyrobit novou náhradu.

PEEK

PEEK (polyetheretherketon) byl poprvé použit na teleskopické náhrady zhruba před šesti lety. Ve všeobecném lékařství se používá již téměř 15 let na implantáty kyčelního a kolenního kloubu a meziobratlových plotének. Podle německé společnosti Evonik Industries bylo dosud použito kolem čtyř milionů těchto implantátů a nebyl na tento materiál zaznamenán žádný případ prokazatelné alergie. Modul elasticity PEEK je podobný modulu elasticity kosti, což má pozitivní důsledky pro integraci implantátů. To je jeden z důvodů, proč si PEEK zaslouží pozornost zubních techniků. Konečně je zde materiál s tvrdostí podobnou kosti, ne tak měkký jako PA nebo FPM plasty a ne tak tvrdý jako PMMA. Velmi tvrdé materiály často způsobují zubním technikům problémy, například u celokeramických řešení pro horní čelist, kde často vznikají kraniomandibulární problémy.

PEEK je hmotnostně velmi lehký materiál s dlouhou historií využití v kosmickém inženýrství. Jako nevodivý materiál se již dlouhou dobu používá v technologii výroby polovodičů. Tato vlastnost přináší taktéž výhody pro použití v dutině ústní.

Farmaceutický průmysl používá PEEK ve výrobě. Části strojů, které jsou v kontaktu s výrobkem, se vyrábí z PEEK kvůli jeho malým diskoloracím a vysoké odolnosti vůči opotřebení a korozi. Obě tyto vlastnosti jsou velmi užitečné i pro dentální technologie.

PEEK je indikován pro snímatelné i podmíněně snímatelné zubní náhrady. Lze z něj tedy vyrábět můstky, korunky, teleskopické náhrady a attachmenty, stejně jako šroubované konstrukce.

Materiál má velmi dobré kluzové vlastnosti a pacienti uvádějí, že je v ústech velice pohodlný.

Existují dvě různé metody výroby. Jednou je injektáž do formy a druhou CAD/CAM frézování. Minimální tloušťka teleskopických korunek je 0,6 mm. Minimální tloušťka konstrukcí a třmenů je podstatně větší, ale liší se podle designu a velikosti teleskopické náhrady i podle počtu dostupných teleskopů. Teleskopická náhrada z PEEK by měla být obecně o trochu silnější než kovová teleskopická náhrada. Naprostou nutností je, aby byla primární korunka vyrobena ze zirkonu, protože jinak by se pod sekundární korunkou hromadily abradované kovové částice.

Vazebná pevnost fazet byla testována ve studii na univerzitě v Regensburgu, Německo, 2012. Pro úspěšné absolvování testu bylo nutné dosáhnout hodnoty 5 MPa. Ze všech testovaných fazetovacích systémů dosáhl PEEK 10 MPa a překonal tak všechny vazebné pevnosti ostatních testovaných materiálů. V dalších testech, týkajících se například diskolorací a smykové pevnosti, dosáhl také velmi pozitivních výsledků, což jen potvrzuje vhodnost PEEK pro použití v dutině ústní. Při vystavení zátěži v rámci lomových testů dosáhl můstek z PEEK hodnoty 2,354 N a dalece tak překonal keramický můstek s 1,702 N. PEEK tedy může vydržet v dutině ústní vyšší zatížení než keramický materiál, a je tudíž možné z PEEK vyrábět i rozsáhlé teleskopické náhrady.

Při manipulaci s teleskopickými náhradami z PEEK je nutné využívat pokyny pro keramiku, protože jinak by se mohl materiál vlivem šíření prasklin oslabit. Design protetické náhrady navíc musí splňovat určitá kritéria. Například náhrada bez příčného třmenu musí mít v sekundární části vždy zadní desku, aby byla zajištěna dostatečná stabilita. Aby tedy bylo možné dosáhnout požadované vysoce kvalitní úrovně, měli by být zubní technici vyrábějící nekovové teleskopické náhrady dostatečně odborně proškoleni a obdržet příslušné instrukce. Těm, kteří pracují s PEEK jen zřídka a nemají proto dostatek zkušeností se doporučuje, aby teleskopické náhrady z PEEK pouze navrhli a nechali je vyfrézovat ve specializované laboratoři.

I v naší laboratoři jsme narazili na náhrady z PEEK s prasklinami, ale ty byly vždy způsobeny chybami při výrobě. Správně vyrobené náhrady nevykazují žádné praskliny. Praskliny a spáry u okrajů fazet PEEK náhrad se objevují zhruba stejně často jako u teleskopických náhrad z kovu – to znamená spíše zřídka.

PEEK je extrémně odolný vůči plaku a inertní vůči kyselinám a chemickým látkám. Náhrady je proto možné čistit chemickým dentálním čisticím prostředkem.

PEEK vykazuje velmi dobrou, kontrolovatelnou a udržitelnou frikci, která je samozřejmě u teleskopických náhrad základním funkčním aspektem. Nejdůležitější však je, aby bylo tření trvalé. Své první teleskopické náhrady z PEEK jsme vyrobili zhruba před pěti lety a dosud jsme nezaznamenali žádnou ztrátu frikce (obr. 7–13).

Závěr

Naše laboratoř má za posledních 11 let zkušenost s výrobou zhruba 300 nekovových teleskopických náhrad. Po počátečních problémech a několika testech se nakonec z dlouhodobého hlediska osvědčil jako vhodný materiál pro teleskopické náhrady PEEK. Nekovové teleskopické náhrady nejsou v ničem horší než kovové teleskopické náhrady, jsou-li vyrobeny odborně. Naopak, zvláště jejich nízká hmotnost, vysoká míra pohodlí a nepřítomnost kovu, jsou pro zubní techniky a pacienty přesvědčivé argumenty.

O autorovi
Claudia Herrmann je majitelkou a ředitelkou dentální laboratoře Herrmann v německém Bad Tölz. Můžete ji kontaktovat na adrese abt@dl-herrmann.de

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

© 2020 - All rights reserved - Dental Tribune International