HOOFDSTUK 1: PROTHESEBASISMATERIALEN
VERSCHILLENDE SOORTEN PROTHESES
• Voor sommige protheses zijn verankeringsmechanismen nodig. Voor anderen is een goed passend exemplaar
voldoende, waarbij de speekselkracht zorgt voor een capillaire zuigkracht.
• Procedure volledige prothese:
1. Alginaat afdrukname
2. Individuele afdrukname met individuele lepel en elastomeer (hoog-precisie) afdrukmateriaal.
3. Bepaling van occlusie/articulatie met behulp van beetplaten met waswallen. Zo leg je de beetrelatie vast.
4. Pas in was. Hier kunnen nog aanpassingen in worden doorgevoerd. Als deze goed is, wordt hij geperst in het labo.
5. Plaatsen
• Procedure partiële, uitneembare prothese:
1. Tandpreparatie
2. Metaal keramiek kroon maken
3. Kronen plaatsen
4. Uitneembare prothese passen en plaatsen
• Digitale dentures: EXA: Dia Cadcam. Bespreek het gebruik van dit toestel (2015)
Voordeel van een digitaal vervaardigde prothese, is dat het kunsthars extreem hoog gepolymeriseerd is. Bij de klassieke
prothese is de polymerisatie niet 100% waarvan de restmonomeren nog vrij kunnen komen in de mond = ongezond. Bij
de digitale versie is de kunsthars industrieel gefabriceerd, met vrijwel geen restmonomeren.
1. Scannen
2. Beetregistratie
3. Digitaal 3D-ontwerp
4. Afwerken en versturen
Volledige prothese Partiële, uitneembare Immediaat volledige Volledige prothese op
prothese prothese met tissue implantaten
conditoner
2
,HISTORISCH OVERZICHT VAN DE ONTWIKKELING VAN PROTHESEBASISMATERIALEN
• Historische overzicht van de ontwikkeling van prothesebasismaterialen:
1. Beenmaterialen
2. Hout
3. Ivoor met humane tanden
4. Porselein, schilpadmateriaal, gegoten (goud, alluminium…), laag-smeltende legeringen
5. Vulcaniet. Dit is het eerste polymeer, maar heeft een donkere kleur en is opaak.
6. 1936: polymethylmethacrylaat (PMMA):
Ø Betere esthetiek
Ø Betere fysische eigenschappen
Ø Gemakkelijkere verwerking
Ø Goed beschikbaar
Ø Goedkoop
MONOMEREN, POLYMEREN EN POLYMERISATIE
• Eigenschappen van polymeren:
– Moleculair gewicht (MG):
Ø MGpolymeer = x.MGmonomeer
Ø Duizenden tot miljoenen monomeren
Ø Verschillende ketenlengtes: MG = MGgemiddeld
– Polymerisatie(conversie)graad:
Ø Is de maat voor het aantal monomeren in een polymeer/de graad van cross-linking.
Ø Meestal uitgedrukt in % van de overblijvende dubbele bindingen
Ø Constant ingeval van polymerisatie onder constante condities
– Ketens verschillen in lengte:
Ø Geen vaste fysische eigenschappen: smeltpunt, hardheid…
• Eigenschappen van polymeren worden bepaald door:
– Chemische samenstelling
– Ruimtelijke schikking van de moleculen
– Moleculair gewicht en polymerisatiegraad
Ø Moleculair gewicht ~ sterkte, hardheid, E-modulus, weerstand tegen kruip, broosheid
Ø Kristalliniteit ~ sterkte, hardheid, E-modulus, weerstand tegen kruip, broosheid
Ø Meeste polymeren zijn AMORF (onregelmatige schikking van atomen in de ruimte) = glassy polymeren
Ø Toevoeging van plasticeermoleculen zorgt voor verlaging van de glastransitietemperatuur (=temperatuur
waarbij polymeer ophoudt glasachtig en broos te zijn en rubberachtig wordt)
Ø Expansie door waterabsorptie
3
,POLYMERISATIE VAN MONOMEREN
• Polymerisatie algemeen:
1. Monomeren (MMA) polymeriseren tot polymeren (PMMA).
2. Homopolymeren vormen covalente bindingen tot co-polymeren.
3. Lineaire polymeren vormen om tot vertakte polymeren:
Ø Ketens worden onderling verbonden door zwakke bindingen.
Ø Thermoplastisch (reversibel) proces: bij verwarmen worden bindingen gebroken (materiaal wordt zacht). Bij
afkoelen worden de bindingen hersteld (materiaal wordt hard).
4. Vorming cross-linked polymeren:
Ø Netwerk van covalent verbonden polymeerketens (=macro-molecule)
Ø Hoger smeltpunt, minder waterabsorptie
Ø Thermohardend (irreversibel)
Ø Bv: Siliconen, cis-polyisopreen, bisfenol A-diacrylaat, cross-linked PMMA J
• Soorten polymerisatie:
– Via condensatiepolymerisatie:
Ø Wel vorming van bijproducten (ammoniak, waterstofchloride en water). Deze bijproducten moeten afgevoerd
worden om macromoleculen te vormen met een hoog MG.
Ø Enkel bij de afdrukmaterialen (poly)condensatiesiliconen: gedeeltelijke polymerisatie (laag MG) met afvoer
van de meeste bijproducten al tijdens het productieproces bij fabrikant.
– Via additiepolymerisatie:
Ø Cf vorig jaar composieten1
Ø Geen vorming van bijproducten
Ø MGpolymeer = x.MGmonomeer
Ø Kan je technisch op 3 manieren uitvoeren:
Bulk- of blokpolymerisatie: Geen verdunning
Initiatie o.i.v. warmte, licht, chemisch, auto-polymerisatie, dualcure...
J Geen verontreiniging
L Warmteontwikkeling die niet afgevoerd kan worden ® krimp
L Onvolledige polymerisatie ® vrije monomeren zijn irriterend
Gebruikt bij polymerisatie van composieten en het persen van prothesen
Polymerisatie in oplossing: Betere temperatuurregeling
Het gevormde polymeer is oplosbaar in het oplosmiddel
L Niet zo’n lange ketens
L Moeilijk om het polymeer en oplosmiddel nadien volledig te scheiden
Polymerisatie door emulsie: Monomeren worden geëmulgeerd in een inerte vloeistof (meestal water)
(vloeistof in vloeistof) mbv emulgator (vb. zeep) en stabilisator (bv. gelatine) met vorming van een
melk of latex van monomeer.
De initiator is enkel oplosbaar in water ® polymerisatie in water.
Na polymerisatie worden polymeerdeeltjes neergeslagen, afgefilterd en
uitgewassen.
Polymerisatie door suspensie: Monomeren worden geëmulgeerd in een inerte vloeistof (meestal water)
(vaste stof in vloeistof) mbv emulgator (vb. zeep) en stabilisator (bv. gelatine) met vorming van een
melk of latex van monomeer.
Meest gebruikt voor bereiding De Initiator is enkel oplosbaar in monomeerdruppels en niet in omgevende
van PMMA-polymeerpoeder! dispersiemiddel ® polymerisatie in druppels met vorming van
polymeerparels.
1. 1Activatie: Door licht met een golflengte van 470 nm op camphoroquinolone, ontstaat er een camphoroquinolone-radicaal. Door binding van O2
wordt de volgende binding vertraagd. Het kan ook chemisch geactiveerd worden door DMPT.
2. Initiatie: Het CQ-radicaal bindt aan het BIS-GMA monomeer en vormt een monoradicaal.
3. Ketenreactie: Het monoradicaal bindt met het volgende monomeer enzovoort.
4. Stopreactie: Wanneer de monomeren op zijn, bindt er weer een CQ-radicaal en stopt de reactie.
4
, SAMENSTELLING EN BEREIDING VAN PROTHESEBASISMATERIALEN
EXA: Schema van de soorten prothesebasismaterialen en subgroepen. (2018) (2013)
• Overzicht prothesebasismaterialen: additiepolymerisatie, maar de initiatie is telkens anders.
Warmte-polymeriseerbaar 1. Impactweerstandig acrylhars (IWA)
2. Snelhardend acrylhars (SHA)
3. Deegvormig acrylhars (PVA-polyvinylacrylaat)
4. Verstevigd acrylhars
5. Conventioneel PMMA
Auto-polymeriseerbaar 1. Conventioneel PMMA
2. Vloeibaar acrylhars (VA)
Injectie-techniek 1. Acrylhars
2. Polycarbonaten
3. Nylon of polyamides
Licht-polymeriseerbaar 1. UDMA
Dual-cure 1. Poly(ethyl-methacrylaat) (PEMA)
2. Geëthoxyleerd bisfenol A dimethacrylaat (EBDMA)
Microgolf-polymeriseerbaar 1. PMMA
CAD-CAM
|
WARMTEPOLYMERISEERBAAR
1. IMPACTWEERSTANDIG ACRYLHARS (IWA)
• Impactweerstandig acrylhars (IWA):
– Impactweerstand en krakeleringseffect ¯ : Door de incorporatie van een rubberfase in de partikels tijdens de
suspensiepolymerisatie.
– Het monomeer bevat weinig of geen cross-linking factor en heeft een kortere verwerkingstijd.
2. SNELHARDEND ACRYLHARS (SHA)
• Snelhardende acrylhars (SHA):
– Snelle polymerisatie zonder porositeiten door een dubbel initiator-systeem: warmte + chemisch.
– Polymerisatie gedurende 20 minuten in kokend water.
3. DEEGVORMIG ACRYLHARS (PVA – POLYVINYLACRYLAAT)
• Deegvormig acrylhars (PVA-polyvinylacrylaat):
– Kunnen geleverd worden als poeder/vloeistof of als deegvorm.
– De deegvorm wordt in platen geleverd en laat een betere vermenging en dosering toe.
4. VERSTEVIGD ACRYLHARS
5
VERSCHILLENDE SOORTEN PROTHESES
• Voor sommige protheses zijn verankeringsmechanismen nodig. Voor anderen is een goed passend exemplaar
voldoende, waarbij de speekselkracht zorgt voor een capillaire zuigkracht.
• Procedure volledige prothese:
1. Alginaat afdrukname
2. Individuele afdrukname met individuele lepel en elastomeer (hoog-precisie) afdrukmateriaal.
3. Bepaling van occlusie/articulatie met behulp van beetplaten met waswallen. Zo leg je de beetrelatie vast.
4. Pas in was. Hier kunnen nog aanpassingen in worden doorgevoerd. Als deze goed is, wordt hij geperst in het labo.
5. Plaatsen
• Procedure partiële, uitneembare prothese:
1. Tandpreparatie
2. Metaal keramiek kroon maken
3. Kronen plaatsen
4. Uitneembare prothese passen en plaatsen
• Digitale dentures: EXA: Dia Cadcam. Bespreek het gebruik van dit toestel (2015)
Voordeel van een digitaal vervaardigde prothese, is dat het kunsthars extreem hoog gepolymeriseerd is. Bij de klassieke
prothese is de polymerisatie niet 100% waarvan de restmonomeren nog vrij kunnen komen in de mond = ongezond. Bij
de digitale versie is de kunsthars industrieel gefabriceerd, met vrijwel geen restmonomeren.
1. Scannen
2. Beetregistratie
3. Digitaal 3D-ontwerp
4. Afwerken en versturen
Volledige prothese Partiële, uitneembare Immediaat volledige Volledige prothese op
prothese prothese met tissue implantaten
conditoner
2
,HISTORISCH OVERZICHT VAN DE ONTWIKKELING VAN PROTHESEBASISMATERIALEN
• Historische overzicht van de ontwikkeling van prothesebasismaterialen:
1. Beenmaterialen
2. Hout
3. Ivoor met humane tanden
4. Porselein, schilpadmateriaal, gegoten (goud, alluminium…), laag-smeltende legeringen
5. Vulcaniet. Dit is het eerste polymeer, maar heeft een donkere kleur en is opaak.
6. 1936: polymethylmethacrylaat (PMMA):
Ø Betere esthetiek
Ø Betere fysische eigenschappen
Ø Gemakkelijkere verwerking
Ø Goed beschikbaar
Ø Goedkoop
MONOMEREN, POLYMEREN EN POLYMERISATIE
• Eigenschappen van polymeren:
– Moleculair gewicht (MG):
Ø MGpolymeer = x.MGmonomeer
Ø Duizenden tot miljoenen monomeren
Ø Verschillende ketenlengtes: MG = MGgemiddeld
– Polymerisatie(conversie)graad:
Ø Is de maat voor het aantal monomeren in een polymeer/de graad van cross-linking.
Ø Meestal uitgedrukt in % van de overblijvende dubbele bindingen
Ø Constant ingeval van polymerisatie onder constante condities
– Ketens verschillen in lengte:
Ø Geen vaste fysische eigenschappen: smeltpunt, hardheid…
• Eigenschappen van polymeren worden bepaald door:
– Chemische samenstelling
– Ruimtelijke schikking van de moleculen
– Moleculair gewicht en polymerisatiegraad
Ø Moleculair gewicht ~ sterkte, hardheid, E-modulus, weerstand tegen kruip, broosheid
Ø Kristalliniteit ~ sterkte, hardheid, E-modulus, weerstand tegen kruip, broosheid
Ø Meeste polymeren zijn AMORF (onregelmatige schikking van atomen in de ruimte) = glassy polymeren
Ø Toevoeging van plasticeermoleculen zorgt voor verlaging van de glastransitietemperatuur (=temperatuur
waarbij polymeer ophoudt glasachtig en broos te zijn en rubberachtig wordt)
Ø Expansie door waterabsorptie
3
,POLYMERISATIE VAN MONOMEREN
• Polymerisatie algemeen:
1. Monomeren (MMA) polymeriseren tot polymeren (PMMA).
2. Homopolymeren vormen covalente bindingen tot co-polymeren.
3. Lineaire polymeren vormen om tot vertakte polymeren:
Ø Ketens worden onderling verbonden door zwakke bindingen.
Ø Thermoplastisch (reversibel) proces: bij verwarmen worden bindingen gebroken (materiaal wordt zacht). Bij
afkoelen worden de bindingen hersteld (materiaal wordt hard).
4. Vorming cross-linked polymeren:
Ø Netwerk van covalent verbonden polymeerketens (=macro-molecule)
Ø Hoger smeltpunt, minder waterabsorptie
Ø Thermohardend (irreversibel)
Ø Bv: Siliconen, cis-polyisopreen, bisfenol A-diacrylaat, cross-linked PMMA J
• Soorten polymerisatie:
– Via condensatiepolymerisatie:
Ø Wel vorming van bijproducten (ammoniak, waterstofchloride en water). Deze bijproducten moeten afgevoerd
worden om macromoleculen te vormen met een hoog MG.
Ø Enkel bij de afdrukmaterialen (poly)condensatiesiliconen: gedeeltelijke polymerisatie (laag MG) met afvoer
van de meeste bijproducten al tijdens het productieproces bij fabrikant.
– Via additiepolymerisatie:
Ø Cf vorig jaar composieten1
Ø Geen vorming van bijproducten
Ø MGpolymeer = x.MGmonomeer
Ø Kan je technisch op 3 manieren uitvoeren:
Bulk- of blokpolymerisatie: Geen verdunning
Initiatie o.i.v. warmte, licht, chemisch, auto-polymerisatie, dualcure...
J Geen verontreiniging
L Warmteontwikkeling die niet afgevoerd kan worden ® krimp
L Onvolledige polymerisatie ® vrije monomeren zijn irriterend
Gebruikt bij polymerisatie van composieten en het persen van prothesen
Polymerisatie in oplossing: Betere temperatuurregeling
Het gevormde polymeer is oplosbaar in het oplosmiddel
L Niet zo’n lange ketens
L Moeilijk om het polymeer en oplosmiddel nadien volledig te scheiden
Polymerisatie door emulsie: Monomeren worden geëmulgeerd in een inerte vloeistof (meestal water)
(vloeistof in vloeistof) mbv emulgator (vb. zeep) en stabilisator (bv. gelatine) met vorming van een
melk of latex van monomeer.
De initiator is enkel oplosbaar in water ® polymerisatie in water.
Na polymerisatie worden polymeerdeeltjes neergeslagen, afgefilterd en
uitgewassen.
Polymerisatie door suspensie: Monomeren worden geëmulgeerd in een inerte vloeistof (meestal water)
(vaste stof in vloeistof) mbv emulgator (vb. zeep) en stabilisator (bv. gelatine) met vorming van een
melk of latex van monomeer.
Meest gebruikt voor bereiding De Initiator is enkel oplosbaar in monomeerdruppels en niet in omgevende
van PMMA-polymeerpoeder! dispersiemiddel ® polymerisatie in druppels met vorming van
polymeerparels.
1. 1Activatie: Door licht met een golflengte van 470 nm op camphoroquinolone, ontstaat er een camphoroquinolone-radicaal. Door binding van O2
wordt de volgende binding vertraagd. Het kan ook chemisch geactiveerd worden door DMPT.
2. Initiatie: Het CQ-radicaal bindt aan het BIS-GMA monomeer en vormt een monoradicaal.
3. Ketenreactie: Het monoradicaal bindt met het volgende monomeer enzovoort.
4. Stopreactie: Wanneer de monomeren op zijn, bindt er weer een CQ-radicaal en stopt de reactie.
4
, SAMENSTELLING EN BEREIDING VAN PROTHESEBASISMATERIALEN
EXA: Schema van de soorten prothesebasismaterialen en subgroepen. (2018) (2013)
• Overzicht prothesebasismaterialen: additiepolymerisatie, maar de initiatie is telkens anders.
Warmte-polymeriseerbaar 1. Impactweerstandig acrylhars (IWA)
2. Snelhardend acrylhars (SHA)
3. Deegvormig acrylhars (PVA-polyvinylacrylaat)
4. Verstevigd acrylhars
5. Conventioneel PMMA
Auto-polymeriseerbaar 1. Conventioneel PMMA
2. Vloeibaar acrylhars (VA)
Injectie-techniek 1. Acrylhars
2. Polycarbonaten
3. Nylon of polyamides
Licht-polymeriseerbaar 1. UDMA
Dual-cure 1. Poly(ethyl-methacrylaat) (PEMA)
2. Geëthoxyleerd bisfenol A dimethacrylaat (EBDMA)
Microgolf-polymeriseerbaar 1. PMMA
CAD-CAM
|
WARMTEPOLYMERISEERBAAR
1. IMPACTWEERSTANDIG ACRYLHARS (IWA)
• Impactweerstandig acrylhars (IWA):
– Impactweerstand en krakeleringseffect ¯ : Door de incorporatie van een rubberfase in de partikels tijdens de
suspensiepolymerisatie.
– Het monomeer bevat weinig of geen cross-linking factor en heeft een kortere verwerkingstijd.
2. SNELHARDEND ACRYLHARS (SHA)
• Snelhardende acrylhars (SHA):
– Snelle polymerisatie zonder porositeiten door een dubbel initiator-systeem: warmte + chemisch.
– Polymerisatie gedurende 20 minuten in kokend water.
3. DEEGVORMIG ACRYLHARS (PVA – POLYVINYLACRYLAAT)
• Deegvormig acrylhars (PVA-polyvinylacrylaat):
– Kunnen geleverd worden als poeder/vloeistof of als deegvorm.
– De deegvorm wordt in platen geleverd en laat een betere vermenging en dosering toe.
4. VERSTEVIGD ACRYLHARS
5
