Воски - одни из старейших материалов, применяемых в стоматологии.Например, пчелиный воск начали применять для снятия оттисков более 200 лет назад. Сейчас воски применяются в стоматологии во многих случаях. Их используют в качестве временного материала, из которого создают модели вкладок, коронок, штифтов, частичных и полных протезов.На этапах изготовления восковых моделей будущих зубных протезов применяют специальные восковые композиции вспомогательного значения, их в литературе так и назвают вспомогательные или технологические воски.
Стоматологические воски классифицируют по их назначению, различают моделировочные,технологические вспомогательные и оттискные воски. Если исходить из основного назначения, то к моделировочным можно отнести не только воски для моделирования вкладок, коронок, несъемных мостовидных протезов и т.п., но также и базисные воски. Однако последние выделяют в отдельный класс вспомогательных материалов, т.к. технология замены временного воскового материала на постоянный акриловый базис существенно отличается от технологии при изготовлении несъемных конструкций зубных протезов, особенно современных технологий литья металлических сплавов по выплавляемым моделям.
Таким образом, к моделировочным воскам обычно относят воск для вкладок (вкладок/накладок - inlay/onlay), виниров, винирлеев,литьевой и бюгельный воск (воск для моделирования бюгельных или дуговых протезов) и моделировочные воски, предназначенные для моделирования различных видов несъемных мостовидных протезов, в том числе цельнолитых металлических, металлокерамических и металлопластмассовых, а также некоторых других. Воск для вкладок используют для изготовления временной или восковой модели вкладки, коронки или штифтового зуба, с помощью которой затем изготавливают форму, применяемую в технологии литья зубных протезов по выплавляемым моделям. Воск для вкладок типа I твердый и его применяют для изготовления вкладок по прямому методу. Воск типа II мягкий и его используют для изготовления восковых вкладок непрямым или косвенным методом на моделях. Кроме того, вкладочные воски иногда применяют для моделирования аттачменов в комбинированных протезах. Литьевые воски применяют для моделирования тонких частей частичных протезов и мест соединения коронок с промежуточной частью в мостовидных протезах. Они особенно подходят для изготовления колпачков и кламмеров, в которых необходимо воссоздать однородные тонкие элементы.
Понятно, что от качества восковой модели зависит качество и прежде всего точность будущих зубных протезов. Поэтому так важны свойства восковых моделировочных материалов, которые должны обеспечить точность модели, не допускать размерных изменений и искажений формы в процессе изготовления модели, проведения примерок и изготовления по восковой модели формы. К основным свойствам моделировочных восков, обеспечивающих необходимую точность моделей относятся:
- малая усадка при охлаждении воска (< 0,1 - 0,15% объемн./1°С в диапазоне от 90 до 0°С);
- хорошая пластичность в интервале температур 41-55°С;
- достаточная твердость при температуре 37-40°С, обеспечивающая сохранность формы модели в условиях полости рта;
- отсутствие липкости и расслоения в процессе обработки ;
- отсутствие заметной зольности, другими словами, исключение образования налета или нагара на стенках формы после выжигания восковой модели;
- гомогенность при размягчении, отсутствие расслаивания;
- исключение окрашивания гипсовой модели;
- восковой слой должен держаться на модели и сращиваться с предварительно нанесенным слоем материала;
- моделировочные воски должны быть окрашены в яркие контрастные цвета, облегчающие процесс моделирования.
Основные из перечисленных требований введены в раздел “Технические требования” проекта национального стандарта ГОСТ Р для воска зуботехнического моделировочного, соответствующего международному стандарту № 1561 “Dental casting Wax”. Свойства восков, обеспечивающие их способность к моделированию, хорошую пластичность и достаточную твердость в определенных температурных интервалах, установлены в стандартах в виде норм показателей текучести (см. таблицу 1), а показатель зольности данных восков по требованиям стандартов не должен превышать величину 0,1%.
В зависимости от конкретного назначения изменяется состав зуботехнического воска, а точнее восковой композиции. Но независимо от этого основой моделировочных материалов служат воски - органические полимеры, состоящие из углеводородов и их производных (например, эфиров и спиртов). Средняя молекулярная масса восков колеблется от 400 до 4000, что существенно ниже молекулярной массы акриловых полимеров. Стоматологические воски представляют собой смеси натуральных (например, парафина, пчелиного, карнаубского, спермацетового восков, церезина) и синтетических восков, а также природных полимеров (например, даммаровой смолы), с добавлением масел и жиров (например, стеариновой кислоты),камеди (гуммиарабика) и красителей.
Натуральные воски могут иметь минеральное ( продукты переработки нефти), растительное и животное происхождение. Парафин - это относительно мягкий воск с низкой температурой плавления (от 50° до 70°С).Этот минеральный воск получают из очищенной сырой нефти, его используют в восковых композициях для вкладок и для моделирования мостовидных зубных протезов. При обработке парафин расслаивается и не дает гладкой блестящей поверхности, добавка к парафину даммаровой смолы исключает его расслаивание и растрескивание, увеличивает плотность, упругость и придает композиции гладкую блестящую поверхность.
Пчелиный воск отличается хрупкостью, он плавится в диапазоне температур от 60° до 70°С. Этот воск получают из продуктов жизнедеятельности пчел - сот, его добавляют в составы многих восков, которым он придает необходимую текучесть при температуре полости рта.
Для уменьшения текучести, придания поверхности блеска вводится в оптимальном количестве карнаубский воск, но избыток его может приводить к коагуляции - выпадении хлопьев при плавлении смеси. Карнаубский воск - воск растительного происхождения, который добывают из карнаубских пальм , он имеет высокую твердость ,жесткость. Плавится карнаубский воск при более высоких температурах (от 65° до 90°С).Его добавляют к парафину, чтобы повысить его жесткость и температуру плавления. В современных зуботехнических восках карнаубский воск частично заменяют синтетическими восками.
Синтетические воски имеют определенную температуру плавления и их смешивают с натуральными восками. Примером синтетического воска является низкмолекулярный полиэтилен. Свойства природных восков в большой степени зависят от источника их получения, это учитывается разработчиками и производителями зуботехнических восковых композиций. В отличие от них синтетические воски более однородны по составу.
Микрокристаллические воски плавятся при более высоких температурах (от 65° до 90°С) и их добавляют для регулирования температурных областей, в которых восковые композиции размягчаются и плавятся. С их помощью снижают напряжения, которые возникают в воске при охлаждении. Микрокристаллические воски получают из нефти.
Окраска восков различными жировыми красителями (красный, синий, зеленый, желтый, розовый) облегчает моделировку на белом фоне модели и часто определяет назначение воска.
Свойства зуботехнических восков зависят не только от состава, но и от технологии изготовления. При несовершенной технологии или ее нарушении получают воски с напряжениями и большой релаксацией. Создание восков со стабильными свойствами ( по показателям пластичности, температуры плавления, текучести и др.) значительно затруднено вследствие того, что компоненты - природные воски не имеют строго постоянного качественного и количественного состава. Это приводит к тому, что сплавление восков в определенных пропорциях часто не обеспечивает воспроизводимости свойств композиции. Использование синтетических восков со стабильными характеристиками в качестве компонентов позволяет до некоторой степени решить эту проблему.
Интересным и относительно недавним новшеством является создание моделировочных материалов, в составе которых воски отсутствуют. Их часто называют моделировочными пластмассами. Для изготовления моделей литых металлических протезов, керамических конструкций и высокоточных прецизионных аттачменов можно использовать моделировочные материалы из светоотверждаемых полимеров (например,Triad VLC, Palavit GLC). Эти материалы выпускаются в виде паст или жидкостей высокой и низкой вязкости, основой их состава является диуретановый метакрилатный олигомер, в который вводят от 40% до 55% полимерного наполнителя.
Полимерные моделировочные материалы характеризуются более высокой прочностью и стабильностью из-за низкой текучести по сравнению с традиционными восками, хорошей размерной точностью и способностью выгорать без остатка. Сравнение краевого прилегания коронок, изготовленных по моделям из моделировочной пластмассы и вкладочного воска, показало их идентичное качество.
Модель изготавливается из полимерного моделировочного материала путем последовательного нанесения слоев по 3-5 мм, которые отверждают в световой камере или с помощью ручного светоотверждающего аппарата .Полимер полностью выжигается из формы перед литьем при выдержки формы при температуре 690°С в течение 45 минут.
В состав восков могут входить как кристаллические, так и аморфные компоненты, каждый из которых характеризуется своим массово-молекулярным распределением. Поэтому воски плавятся в очень широком температурном диапазоне , а не при одной определенной температуре.
Воски имеют самый высокий коэффициент термического расширения по сравнению с любым другим материалом. Высокий коэффициент термического расширения - это один из недостатков этих моделировочных материалов, обусловленный самой полимерной природой воска. В результате могут возникнуть значительные размерные изменения отливок и плохая фиксация литых протезов, если бы не применялась технология компенсации размерных изменений с помощью расширения формовочных материалов, а также другими способами, например, применением компенсационных лаков. Суммарная усадка воска при его охлаждении от температуры плавления, когда воск находится в жидком состоянии, до комнатной, при которой воск становится твердым, может достигнуть такой значительной величины, как 0,4%, в которую входит усадка при затвердевании и усадка, вызванная охлаждением до комнатной температуры уже затвердевшего воска.
Текучесть воска в твердом состоянии определяет его способность к деформации под действием слабых сил (см. таблицу 1). Такое свойство иначе называется ползучестью. При повышении температуры и увеличении силы текучесть повышается. При температуре близкой к температуре размягчения воск может течь под собственным весом. В жидком расплавленном состоянии текучесть воска характеризуется показателем вязкости, а в твердом- является мерой пластической деформации за определенный период времени. Для вкладочного воска типа I необходима текучесть, чтобы точно воспроизвести рельеф препарированной полости зуба. Однако, при охлаждении до комнатной температуры текучесть восковой вкладки должна быть минимальной, чтобы свести к минимуму искажения полученной модели.
Частично воски проявляют упругие свойства и способность возвращаться к исходной форме после снятия деформирующей нагрузки. Прямая восковая полоска, согнутая наподобие хомута, способна самопроизвольно медленно выпрямляться при комнатной температуре. Искажения могут возникать из-за действия остаточных напряжений, возникших из-за неравномерного нагрева воска. Существует четыре способа снизить до минимума искажения восковых моделей. Первый заключается в том, что воск для технологии прямого моделирования, например, вкладки, должен быть предварительно равномерно прогрет при температуре 50°С в течение 15 минут. Второй- восковую модель следует быстро заливать формовочным материалом. Жесткие стенки формы из отвердевшего формовочного материала сжимают образец и снижают степень искажений, которые могут возникнуть в нем из-за действия восстанавливающих и остаточных напряжений. Кроме того, если невозможно залить восковую модель формовочным материалом немедленно после изготовления, то ее следует хранить при пониженной температуре. Это объясняется тем, что упругое восстановление замедляется при низкой температуре. Но следует помнить - если восковая модель хранилась в холодильнике, ее надо выдержать перед заливкой формовочным материалом, чтобы она прогрелась до комнатной температуры. И последнее, важно, чтобы после выжигания восковой модели, когда применяют технологию литья по выплавляемым моделям, в форме не было остатков моделировочного материала, золы. Этот остаток будет мешать получению качественной отливки с совершенными, полностью воспроизведенными краями. Именно поэтому стандарты для моделировочных материалов включают норму для показателя зольности.
В настоящее время существует мнение, что работа техника с восковыми материалами при моделировании с использованием открытого пламени требует от него большого опыта и богатой интуиции для получения моделей высокого качества. Если техник не обладает таким опытом, то существует опасность перегрева моделировочного воска, деструкции ряда существенных компонентов состава восковой композиции, при этом усадка при охлаждении может значительно увеличиться. В связи с этим представляет интерес применение электрошпателей для изготовления восковых моделей, позволяющие соблюдать точные температурные параметры для моделировочных восков каждого типа. Некоторые фирмы, выпускающие электрошпатели, снабжают их набором инструментов для моделирования, а иногда и восками, специально предназначенными для работы с электрошпателем.
Моделировочные воски выпускаются производителями в самой разнообразной форме, в виде блоков или в массе, но также в виде заготовок различной, в том числе и анатомической формы. Литьевые воски могут поступать на рынок в виде листов, стержней, в виде восковой проволоки для литниковой системы, а также в массе. Выпускаются также заготовки в виде определенных элементов несъемных зубных протезов, элементов частичных съемных и бюгельных протезов (см. таблицу 2).
ЛИТЕРАТУРА
1.В.Н.Трезубов, М.З.Штейнгарт,Л.М.Мишнёв. Ортопедическая стоматология.Прикладное материаловедение. 1999,С.-Петербург,издательство “Специальная Литература”,с.192-207
2.Е.Н.Жулев Материаловедение в ортопедической стоматологии.1997,Н.Новгород,с.26
3.W.J.O’Brien Dental Materials and Their Selection, издательство Quintessence books,3-e издание,2002,c.267-270
4.Dentist’s Desk Reference: Materials, Instruments and Equipment, ADA,c.192-198
5.Материаловедение в стоматологии.Под ред.А.И.Рыбакова, М.,"Медицина",1984,с.240
6.Каталоги фирм-производителей моделировочных восков.
