Хімічна модифікація поверхні сплаву

Низька міцність з`єднання між дорогоцінними металами і полімерними адгезивами є наслідком низької хімічної активності поверхні сплавів дорогоцінних металів в порівнянні зі сплавами неблагородних металів. Цей недолік може бути усунутий шляхом модифікації поверхні дорогоцінного металу таким чином, щоб зробити її більш активної і здатною до адгезійною взаємодії з полімерним фіксуючим матеріалом. Існують три найбільш відомих варіанти модифікації:

• Створення мікромеханічних ретенції шляхом лудіння. Зміна хімії поверхні з використанням оксиду кремнію або трибохимических покриття.
• Нанесення подслоя (праймера) спеціального складу на поверхню металу.

лудить

Пропозиція попередньо наносити на металеві поверхні олив`яне покриття, яке можна проводити під час прийому пацієнта, засноване на здатності полімерних матеріалів створювати адгезійні з`єднання з благородними металами, обробленими лудінням. В результаті такої обробки на поверхні сплаву відкладається шар олова, і поверхня сплаву набуває сіруватого відтінку. Цей поверхневий шар має нерівномірну форму і створює мікромеханічні зачепи або ретенціонньге пункти для пластмаси, в той же час, утворюючи міцну хімічний зв`язок з поверхнею сплаву (Рис. 3.6.11). Метод лудіння використовується при відновленні дефектів металокерамічних реставрацій при оголенні металу за допомогою композитних пластмас безпосередньо в роті.

Мал. 3.6.11. Поверхні коштовного металу після лудіння під електронним мікроскопом

Однак метод лудіння в порожнині рота, як показали дані лабораторних випробувань, має багато суттєвих недоліків, в числі яких недостатня міцність з`єднання сплаву з пластмасою через труднощі нанесення покриття певної товщини. Було встановлено, що при занадто товстому олов`яному покритті адгезійна міцність даного з`єднання знижується, тому що утворюється занадто товста оксидна плівка. Крім того, часто неможливо визначити тип сплаву, з якого виготовлений даний протез. Так, якщо оголений метал є нікель-хромовим сплавом, то лудіння бракуватиме ефективним і, більш того, погіршить якість адгезійного з`єднання.

Покриття оксидом кремнію

Застосування силанового пов`язують агентів - аппретов для посилення адгезії при фіксації кераміки до структури зуба за допомогою композитної пластмаси добре відомо (див. Вище). Можливості сіланізаціі поверхні металевої виливки обмежені через відсутність або дуже малої кількості відповідних активних груп на поверхні сплаву. Навпаки, їх набагато більшу кількість є на кремневокіслой керамічної поверхні, наприклад, сіланола, тобто - Si - ВІН.

В даний час стало можливим отримання покриття з оксиду кремнію на металевих поверхнях, що робить їх більш активними для з`єднання з сіланом і створення міцної адгезійною зв`язку з пластмасою. Для цієї мети існують два методи: перший полягає в тому, що на сплав наноситься спеціальне покриття при певній температурі, другий заснований на трибохимических підході.

система Silicoater (Kulzer З GmbH, Фридрихсдорф, Німеччина)

За технологією системи Silicoater поверхню металу проходить обробку в полум`я суміші пропан-повітря, в якому одночасно відбувається розкладання тетраметоксісілана. В результаті утворюється проміжний шар SiOs, що забезпечує групи - Si - ВІН для з`єднання з сіланом (Рис. 3.6.12). Потім силанового апретом наноситься на вкриту оксидом кремнію поверхню, який в свою чергу здатний утворювати з`єднання з полімерним матеріалом.

Мал. 3.6.12. Поверхня металу з покриттям з оксиду кремнію

трибохимических покриття

При цій технології поверхню сплаву піддається піскоструминної обробці під високим тиском спеціальним порошком, який містить найдрібніші частинки оксиду алюмінію і колоїдні частинки оксиду кремнію. Для цього випускається спеціальне обладнання як для використання в лабораторії, так і безпосередньо в порожнині рота пацієнта (Rocatec і Cojet, ЗМ ESPE).

Метою створення тонкого шару оксиду кремнію (Si08-C), який містить достатню кількість вільних гідроксильних (ОН) груп - які створюють умови для адгезійного з`єднання з полімерними матеріалами за допомогою силанов (Рис. 3.6.13). Ця методика відома як трибохимических покриття оксидом кремнію, так як було встановлено, що колоїдальні частки оксиду кремнію, що володіють високою енергією, вдаряючись з поверхнею сплаву створюють на ній фізично спечений шар оксиду кремнію, який вважається стабільним. Після цього поверхню сплаву обробляється сіланом, що забезпечує його міцне з`єднання з пластмасою.

Мал. 3.6.13. Механізм створення трибохимических покриття на металі

Відео: Плазмове електрополірування титанових сплавів

Мал. 3.6.14. Схема з`єднання металлHпластмасса

Система нанесення покриття в порожнині рота пацієнта розроблена для лагодження металокерамічних протезів з оголеній поверхнею металу в результаті відколу керамічного облицювання, коли необхідно створення умов для адгезії композитних матеріалів до металевої поверхні. Крім того, дана система визнана ефективною для обробки при ремонті відновлень з полімерних композитів.

Одним із суттєвих недоліків цієї технології є необхідність придбання спеціального обладнання. Крім того, складна і багатоетапна методика може призвести до великої кількості помилок при її виконанні.

Праймери для металів

Немає сумнівів, що лікарі-стоматологи з готовністю б використовували у своїй роботі прості методи адгезії для з`єднання матеріалів шляхом нанесення лише одного рідкого адгезиву на металеву поверхню, для чого не потрібно було б використання ніяких додаткових інструментів крім пензлика (Рис. 3.6.13).

Тому розробка простих хімічних методик для попередньої обробки поверхні сплаву є областю широких досліджень. Особливий інтерес викликає застосування праймерів на основі біфункціональних мономерів, тому що вони дають спрощену методику в порівнянні з більшістю представлених вище модифікацій поверхні. Зазвичай вони випускаються у вигляді однієї рідини-праймера, що складається з полімерізаціонноспособного мономера у відповідному розчиннику. (Продукти завжди називаються праймерами незважаючи на те, що фактично вони є аппретами).

Мономер має біфункціонального структуру, з одного боку несе метакрил або аналогічну функціональну групу для з`єднання з пластмасою, з іншого - меркаптанової або тіолову (-SH) групи для з`єднання з поверхнею сплаву дорогоцінного металу. Коли праймер для металу наносять на поверхню металу після піскоструминної обробки, він здатний збільшити адгезію композитного полімерного цементу до металу завдяки властивості сірки реагувати зі сплавами дорогоцінних металів. Отже, наявність меркаптанової груп в молекулі мономера праймера забезпечує хімічну адгезію до поверхні дорогоцінних сплавів. Зараз випускається ряд праймерів на основі біфункціональних мономерів:

VBATDT - 6 (4-вінілбензіл-п-пропив) аміно-1,3,5-тріазід-2,4- дітіол- MDP - метакрілоксіетіл феніл фосфат: MEPS - похідні меткрілоксіалкіл тіофосфата- ММА - метилметакрилат

Хімічна структура праймерів представлена на Рис. 3.6.15. Як видно з формул, - праймери для металу, по суті, є зв`язують агентами. VBATDT праймер добре діє з полімерним матеріалом для фіксації на основі 4-МЕТА, але майже нейтральний по відношенню до традиційно пріеняющімся метакрилатного пластмас, що можливо пов`язано з тим, що VBATDT пригнічує реакцію полімеризації метакрілатних полімерів. Поєднання MEPS з полімерами на основі 4-МЕТА також вважається неприйнятним. Таким чином, до теперішнього часу все ще існують неясні питання про природу сумісності пластмаса-праймер, що вимагають подальшого вивчення.

Відео: Модифікація поверхні імплантатів СПФ

Мал. 3.6.15. Хімічна структура трьох праймерів для металу, які застосовуються в складах, що випускаються промисловістю: (a) VBADT, 6- (4-вінілбензіл-п-пропив) аміно-1,3,5-тріазід-2,4-дітінол- (b) MEPS, похідна трифосфат метаксілолоксіалкіла- (с) Metaltite праймер на основі похідної тиоурацил

клінічне значення

З`єднання полімер-метал збереже своє значення як предмет наукових досліджень, будуть продовжувати ся розробки, спрямовані на поліпшення цієї сполуки, що дозволяють отримати поліпшені результати в клініці.

Основи стоматологічного матеріалознавства
Річард ван нурт