Directe restauratieve biomaterialen
H0: Inleidende begrippen
1) Tandheelkundige materialen
Metalen - = vermengen van metaalatomen
- Metaalbinding: geordend in een metaalrooster -> valentie elektronen worden gedeeld
- Bv: amalgaam = Hg + Ag + Sn + Cu
Keramische - = chemische binding tss metaalatomen + niet-metaal atomen (O, N, H, Cl)
materialen - Ion verbinding of covalente binding
- Bv: SiO2, Al2O3, K2O
Polymeren - = lange moleculen van niet-metaal atomen (C, O, N, H)
- Covalente binding
- Eenheid: monomeer
- Afdrukmaterialen
Composieten - = fysische mengsels van metalen, keramische verbindingen en/of monomeren
- THK = fysische mengsels van keramische partikels (VULSTOF) + polymeer matrix (MATRIX)
o Monomeer = kunsthars
- Vulmaterialen
2) Structuur van een materiaal
Atomaire configuratie - Geordend, kristalstructuur (= kristallijn)
- Ongeordend, amorf
Aard van de chemische bindingen - Primaire binding (covalent, ion, metaal - binding)
- Secundaire binding (van der Waals binding, waterstofbinding)
De samenstelling van de atomen
en de resulterende verbindingen
Aanwezigheid van defecten, - Van atomaire schaal tot porositeit
onzuiverheden
3) Eigenschappen van een materiaal
= beschrijven de interacties van een materiaal met de energie in zijn omgeving
Fysische eigenschappen = reversibele reacties met de omgeving
- Thermische eigenschappen
o TEC = thermo expansie coëfficiënt = relatieve graad van vormverandering bij veranderende T (ppm/°C)
o Thermische geleidbaarheid = hoeveel warmte die per tijdseenheid wordt doorgegeven in een materiaal
▪ Thermische isolator: glazuur, dentine, composiet, porselein
▪ Thermische geleiders: amalgaam, goud → bodemlaag nodig
- Elektrische eigenschappen
o Elektrische geleidbaarheid = hoeveel e- getransporteerd kunnen worden doorheen een materiaal
▪ Belangrijk bij metalen
▪ ifv oxidatie-reductiepotentiaal vd 2 geleiders (galvanische cel)
- Optische eigenschappen
o = invloed van lichtstralen (EM stralen) op een materiaal
o Refractaire index = verandering in snelheid en afbuiging van lichtstralen bij overgang van een medium
naar een ander medium
▪ THK: gebruikte materialen moeten de refractaire index van glazuur benaderen (1,7)
o Kleur = EM spectrum (objectief) + waarnemingscapaciteit (subjectief)
▪ Gemeten adhv MUNSELL-kleur systeem
o Verkleuring
▪ Niet-metalen: verkleuren door chemische reacties + opname van gekleurde pigmenten
• Composieten en cementen
▪ Metalen: verkleuren door corrosie (vorming van oxiden, sulfides, chlorides en fosfaten)
- Radiologische eigenschappen
o Radio-opaak = materiaal absorbeert X-stralen => WIT
o Radio-lucent = materiaal laat X-stralen door => ZWART
- Oppervlakte eigenschappen
o = speelt een rol bij interactie tss vulmateriaal + tandweefsel + intra orale substanties (bacterien…)
o Bevochtigingsgraad
▪ Oppervlaktespanning van een vloeistof: ifv temperatuur, onzuiverheden, …
▪ Oppervlakte-energie vh materiaal: ifv chemische samenstelling, ruwheid, …
, o Capillariteit = penetreren van een vloeistof in een nauwe spleetvormige structuur
▪ Bv: micro lekkage van vullingen, retentie van volledige prothese, …
- Viscositeit
o = Weerstand die het materiaal biedt tegen vloeien
o Afhankelijk van vulstofpartikels, temperatuur, tijd
o Bv: composieten, afdrukmaterialen
- Verhardings- en verwerkingstijd
o Verwerkingstijd = spatulatietijd + applicatietijd
o Verhardingstijd = praktische bindtijd
- Houdbaarheid
o = tijd tijdens de welke het materiaal bewerkt kan worden
zonder kwaliteitsverlies
o Afhankelijk van temperatuur, vochtigheid, tijd van bewaren,…
o Bv: CE label
- Massa eigenschappen/densiteit
Mechanische eigenschappen
- Kracht-belasting-vormverandering
o Kracht -> belasting/stress -> vervorming/strain
o Drukbelasting = 2 krachten op dezelfde as, in tegengestelde richting, naar elkaar toe
o Trekbelasting = 2 krachten op dezelfde as, in tegengestelde richting, van elkaar weg
o Schuifbelasting = 2 krachten op verschillende as, evenwijdig, in tegengestelde richting, naar elkaar toe
o Belasting = kracht per oppervlak (stress)
o Vormverandering/vervorming = lengteverandering (strain)
o Stijfheid/elasticiteitsmodulus = verhouding stress over strain
o Resilientie = de E die een materiaal kan absorberen tot aan zijn elastich limiet
o Taaiheid = de E die een materiaal kan absorberen tot zijn ultiem breuksterkte
o Krimp = volumeverandering vh materiaal bij overgang van vloeibaar -> vast
▪ Alleen gips ondergaat expansie
- Kruip
o =tijdsafhankelijke respons vh materiaal op langdurige constante belasting
- Vermoeiing
o = tijdsafhankelijke respons van een materiaal op cyclische belasting
- Slijtage
o = verlies van materiaal bij contact met meerdere materialen
o Fysiologische slijtage: veroudering
o Pathologische slijtage: fout poetsen
o Diverse vormen: corrosie, vermoeiing, …
- Biomechanica
o = onderzoekt de diverse vormen van belasting + ontstane vormveranderingen
o Ifv tand, restauratief materiaal, overgangszone tss tand en restauratie
- Hardheid
Chemische eigenschappen
= veranderingen in de primaire en secundaire bindingen
o Primaire tgv chemische en elektromechanische reacties
o Secundaire tgv ad- en absorptieprocessen
- Oplosbaarheid
o Chemische oplossing: ontstaat tgv waterstofbindingen die water aangaat met het materiaal bij hoge pH
o Oplosbaarheid
, - Ad-en absorptie
o AD = toevoegen van moleculen aan het oppervlak door secundaire bindingen
o AB = binnendringen van moleculen in een vast materiaal door diffusie
- pH/zuurtegraad
- Reuk en smaak
- Chemische en elektrochemische interacties
Biologische eigenschappen
- Bio compatibiliteit & toxiciteit
o LOKAAL: toxiciteit is gerelateerd met
▪ Primaire factoren:
• Tijd van blootstelling
• Concentratie vd toxische bestanddelen
▪ Secundaire factoren:
• Diepte, uitgebreidheid van de preparatie
• Aard en dikte van de resterend dentine
• Toestand van de pulpa
• Wijze van prepareren
• Aard van de bescherming
• Aard van het vullingsmateriaal
o SYSTEMISCH: toxiciteit is gerelateerd met
▪ Algemene verschijnselen:
• Aard van het toxisch agens;
• De dosis die het organisme bereikt;
• Het eventueel cumulatief aspect;
• De individuele geaardheid;
• De leeftijd van de patiënt.
▪ Systemische symptomen:
• Vermoeidheid
• Lusteloosheid.
• Chronische hoofdpijn.
▪ Oraal galvinisme:
• Waarnemen van elektrische stromen na het plaatsen van een metalen herstelling
- Overgevoeligheid en allergiserend vermogen
o Allergie
o Intoxicatie
o Overgevoeligheid
- Functionele en anatomische eigenschappen
, H1: Gutta Percha
Gutta Percha
- Wat? Thermoplastisch vulmateriaal
o Vullen van wortelkanalen
o Ifv de temperatuur is het materiaal vast of plastisch/vervormbaar
- Functie? Wortelkanaalbehandelingen (vullen van ontzenuwde wortelkanaal)
o Alles hermetisch afsluiten -> geen plaats meer voor bacteriën overlaten
o Herbehandeling is mogelijk indien slecht geplaatst -> makkelijk in en uit plaatsen
- Gebruik? Nooit alleen -> in combinatie met wortelkanaal cement (= sealers)
o Niet hetzelfde als sealent!
- Alternatief voor
o Vroeger gebruikte metaalpunten/stiften -> worden niet meer gebruikt omdat
▪ Onvoldoende hermetische afsluiting
▪ Apicale verkleuring
▪ Corrosie
▪ Geen herbehandeling mogelijk: kon er niet meer uit
o Kunsthars (nu nog gebruikt)
▪ Krimpt na polymerisatie -> geen hermetische afsluiting
Endodontologie
- Tak van de THK gespecialiseerd in wortelkanaalbehandelingen of ontzenuwing
o Morfologie, fysiologie, pathologie vd tandpulpa + peri-radiculair weefsel (weefsel rond de wortel)
- Doel? Behouden van de tand (door te ontzenuwen) in geval van
o infectie thv tandpulpa (= pulpitis)
o infectie thv peri-radiculair weefsel (= parodontitis apicalis/tandabces)
- Doel toekomst? (nu nog niet mogelijk)
o Na ontzenuwing -> regeneratie/revascularisatie vd tandpulpa via stamceltherapie -> nieuwe pulpa dat
kanaal opvult ipv het kanaal door tandarts op te vullen (zodat tand vitaal blijft)
o Pulpa = bron voor stamcellen -> worden gebruikt voor andere doeleinden
▪ Bv wijsheidstanden
- Behandeling?
o Palataal opening maken -> toegang tot wortelkanaal
o Lengtebepaling: meten hoe lang het kanaal is
o Ontzenuwen: pulpa + zenuw uit wortelkanaal gehaald
▪ Kanaal mechanisch reinigen: riemer + veiler
▪ Kanaal chemisch reinigen: Natriumhypochloriet
o Vulling/verzegelen: gutta perca + cement (endo sealer)
Samenstelling GP
- Polymeer: poly-isopreen (n x isopreen)
o Monomeer = isopreen = 2-methyl-1,3-butadieen = (C5H8)n
o Bevat dubbele C=C binding
- Isomeer van rubber: hebben beide dezelfde aantal atomen maar een andere schikking
o Natuurlijk rubber:
▪ Cis-bindingen
▪ Niet kristallijn
▪ Smelt alleen bij hoge T
▪ Zacht, kleverig
o Gutta Percha
▪ Trans-bindingen
▪ Kristallijn
▪ Smelt bij 50°C
▪ Hard en broos
Van rubber naar
- Natuurlijk product
o Wordt als sap getrokken uit bepaalde bomen (Pallaqium Gutta of Taban boom)
o Goedkoop
THK-ige samenstelling van GP
- Gutta Percha: voor rubber effect (19-22%)
- ZnO: vulstof, voor stevigheid, tegen kleverigheid (59-75%)
- BaSO4: voor radio-opaak op radiografie (wit) (1-17%)
- Was: voor vervormbaarheid van GP indien T stijgt (1-4%)
H0: Inleidende begrippen
1) Tandheelkundige materialen
Metalen - = vermengen van metaalatomen
- Metaalbinding: geordend in een metaalrooster -> valentie elektronen worden gedeeld
- Bv: amalgaam = Hg + Ag + Sn + Cu
Keramische - = chemische binding tss metaalatomen + niet-metaal atomen (O, N, H, Cl)
materialen - Ion verbinding of covalente binding
- Bv: SiO2, Al2O3, K2O
Polymeren - = lange moleculen van niet-metaal atomen (C, O, N, H)
- Covalente binding
- Eenheid: monomeer
- Afdrukmaterialen
Composieten - = fysische mengsels van metalen, keramische verbindingen en/of monomeren
- THK = fysische mengsels van keramische partikels (VULSTOF) + polymeer matrix (MATRIX)
o Monomeer = kunsthars
- Vulmaterialen
2) Structuur van een materiaal
Atomaire configuratie - Geordend, kristalstructuur (= kristallijn)
- Ongeordend, amorf
Aard van de chemische bindingen - Primaire binding (covalent, ion, metaal - binding)
- Secundaire binding (van der Waals binding, waterstofbinding)
De samenstelling van de atomen
en de resulterende verbindingen
Aanwezigheid van defecten, - Van atomaire schaal tot porositeit
onzuiverheden
3) Eigenschappen van een materiaal
= beschrijven de interacties van een materiaal met de energie in zijn omgeving
Fysische eigenschappen = reversibele reacties met de omgeving
- Thermische eigenschappen
o TEC = thermo expansie coëfficiënt = relatieve graad van vormverandering bij veranderende T (ppm/°C)
o Thermische geleidbaarheid = hoeveel warmte die per tijdseenheid wordt doorgegeven in een materiaal
▪ Thermische isolator: glazuur, dentine, composiet, porselein
▪ Thermische geleiders: amalgaam, goud → bodemlaag nodig
- Elektrische eigenschappen
o Elektrische geleidbaarheid = hoeveel e- getransporteerd kunnen worden doorheen een materiaal
▪ Belangrijk bij metalen
▪ ifv oxidatie-reductiepotentiaal vd 2 geleiders (galvanische cel)
- Optische eigenschappen
o = invloed van lichtstralen (EM stralen) op een materiaal
o Refractaire index = verandering in snelheid en afbuiging van lichtstralen bij overgang van een medium
naar een ander medium
▪ THK: gebruikte materialen moeten de refractaire index van glazuur benaderen (1,7)
o Kleur = EM spectrum (objectief) + waarnemingscapaciteit (subjectief)
▪ Gemeten adhv MUNSELL-kleur systeem
o Verkleuring
▪ Niet-metalen: verkleuren door chemische reacties + opname van gekleurde pigmenten
• Composieten en cementen
▪ Metalen: verkleuren door corrosie (vorming van oxiden, sulfides, chlorides en fosfaten)
- Radiologische eigenschappen
o Radio-opaak = materiaal absorbeert X-stralen => WIT
o Radio-lucent = materiaal laat X-stralen door => ZWART
- Oppervlakte eigenschappen
o = speelt een rol bij interactie tss vulmateriaal + tandweefsel + intra orale substanties (bacterien…)
o Bevochtigingsgraad
▪ Oppervlaktespanning van een vloeistof: ifv temperatuur, onzuiverheden, …
▪ Oppervlakte-energie vh materiaal: ifv chemische samenstelling, ruwheid, …
, o Capillariteit = penetreren van een vloeistof in een nauwe spleetvormige structuur
▪ Bv: micro lekkage van vullingen, retentie van volledige prothese, …
- Viscositeit
o = Weerstand die het materiaal biedt tegen vloeien
o Afhankelijk van vulstofpartikels, temperatuur, tijd
o Bv: composieten, afdrukmaterialen
- Verhardings- en verwerkingstijd
o Verwerkingstijd = spatulatietijd + applicatietijd
o Verhardingstijd = praktische bindtijd
- Houdbaarheid
o = tijd tijdens de welke het materiaal bewerkt kan worden
zonder kwaliteitsverlies
o Afhankelijk van temperatuur, vochtigheid, tijd van bewaren,…
o Bv: CE label
- Massa eigenschappen/densiteit
Mechanische eigenschappen
- Kracht-belasting-vormverandering
o Kracht -> belasting/stress -> vervorming/strain
o Drukbelasting = 2 krachten op dezelfde as, in tegengestelde richting, naar elkaar toe
o Trekbelasting = 2 krachten op dezelfde as, in tegengestelde richting, van elkaar weg
o Schuifbelasting = 2 krachten op verschillende as, evenwijdig, in tegengestelde richting, naar elkaar toe
o Belasting = kracht per oppervlak (stress)
o Vormverandering/vervorming = lengteverandering (strain)
o Stijfheid/elasticiteitsmodulus = verhouding stress over strain
o Resilientie = de E die een materiaal kan absorberen tot aan zijn elastich limiet
o Taaiheid = de E die een materiaal kan absorberen tot zijn ultiem breuksterkte
o Krimp = volumeverandering vh materiaal bij overgang van vloeibaar -> vast
▪ Alleen gips ondergaat expansie
- Kruip
o =tijdsafhankelijke respons vh materiaal op langdurige constante belasting
- Vermoeiing
o = tijdsafhankelijke respons van een materiaal op cyclische belasting
- Slijtage
o = verlies van materiaal bij contact met meerdere materialen
o Fysiologische slijtage: veroudering
o Pathologische slijtage: fout poetsen
o Diverse vormen: corrosie, vermoeiing, …
- Biomechanica
o = onderzoekt de diverse vormen van belasting + ontstane vormveranderingen
o Ifv tand, restauratief materiaal, overgangszone tss tand en restauratie
- Hardheid
Chemische eigenschappen
= veranderingen in de primaire en secundaire bindingen
o Primaire tgv chemische en elektromechanische reacties
o Secundaire tgv ad- en absorptieprocessen
- Oplosbaarheid
o Chemische oplossing: ontstaat tgv waterstofbindingen die water aangaat met het materiaal bij hoge pH
o Oplosbaarheid
, - Ad-en absorptie
o AD = toevoegen van moleculen aan het oppervlak door secundaire bindingen
o AB = binnendringen van moleculen in een vast materiaal door diffusie
- pH/zuurtegraad
- Reuk en smaak
- Chemische en elektrochemische interacties
Biologische eigenschappen
- Bio compatibiliteit & toxiciteit
o LOKAAL: toxiciteit is gerelateerd met
▪ Primaire factoren:
• Tijd van blootstelling
• Concentratie vd toxische bestanddelen
▪ Secundaire factoren:
• Diepte, uitgebreidheid van de preparatie
• Aard en dikte van de resterend dentine
• Toestand van de pulpa
• Wijze van prepareren
• Aard van de bescherming
• Aard van het vullingsmateriaal
o SYSTEMISCH: toxiciteit is gerelateerd met
▪ Algemene verschijnselen:
• Aard van het toxisch agens;
• De dosis die het organisme bereikt;
• Het eventueel cumulatief aspect;
• De individuele geaardheid;
• De leeftijd van de patiënt.
▪ Systemische symptomen:
• Vermoeidheid
• Lusteloosheid.
• Chronische hoofdpijn.
▪ Oraal galvinisme:
• Waarnemen van elektrische stromen na het plaatsen van een metalen herstelling
- Overgevoeligheid en allergiserend vermogen
o Allergie
o Intoxicatie
o Overgevoeligheid
- Functionele en anatomische eigenschappen
, H1: Gutta Percha
Gutta Percha
- Wat? Thermoplastisch vulmateriaal
o Vullen van wortelkanalen
o Ifv de temperatuur is het materiaal vast of plastisch/vervormbaar
- Functie? Wortelkanaalbehandelingen (vullen van ontzenuwde wortelkanaal)
o Alles hermetisch afsluiten -> geen plaats meer voor bacteriën overlaten
o Herbehandeling is mogelijk indien slecht geplaatst -> makkelijk in en uit plaatsen
- Gebruik? Nooit alleen -> in combinatie met wortelkanaal cement (= sealers)
o Niet hetzelfde als sealent!
- Alternatief voor
o Vroeger gebruikte metaalpunten/stiften -> worden niet meer gebruikt omdat
▪ Onvoldoende hermetische afsluiting
▪ Apicale verkleuring
▪ Corrosie
▪ Geen herbehandeling mogelijk: kon er niet meer uit
o Kunsthars (nu nog gebruikt)
▪ Krimpt na polymerisatie -> geen hermetische afsluiting
Endodontologie
- Tak van de THK gespecialiseerd in wortelkanaalbehandelingen of ontzenuwing
o Morfologie, fysiologie, pathologie vd tandpulpa + peri-radiculair weefsel (weefsel rond de wortel)
- Doel? Behouden van de tand (door te ontzenuwen) in geval van
o infectie thv tandpulpa (= pulpitis)
o infectie thv peri-radiculair weefsel (= parodontitis apicalis/tandabces)
- Doel toekomst? (nu nog niet mogelijk)
o Na ontzenuwing -> regeneratie/revascularisatie vd tandpulpa via stamceltherapie -> nieuwe pulpa dat
kanaal opvult ipv het kanaal door tandarts op te vullen (zodat tand vitaal blijft)
o Pulpa = bron voor stamcellen -> worden gebruikt voor andere doeleinden
▪ Bv wijsheidstanden
- Behandeling?
o Palataal opening maken -> toegang tot wortelkanaal
o Lengtebepaling: meten hoe lang het kanaal is
o Ontzenuwen: pulpa + zenuw uit wortelkanaal gehaald
▪ Kanaal mechanisch reinigen: riemer + veiler
▪ Kanaal chemisch reinigen: Natriumhypochloriet
o Vulling/verzegelen: gutta perca + cement (endo sealer)
Samenstelling GP
- Polymeer: poly-isopreen (n x isopreen)
o Monomeer = isopreen = 2-methyl-1,3-butadieen = (C5H8)n
o Bevat dubbele C=C binding
- Isomeer van rubber: hebben beide dezelfde aantal atomen maar een andere schikking
o Natuurlijk rubber:
▪ Cis-bindingen
▪ Niet kristallijn
▪ Smelt alleen bij hoge T
▪ Zacht, kleverig
o Gutta Percha
▪ Trans-bindingen
▪ Kristallijn
▪ Smelt bij 50°C
▪ Hard en broos
Van rubber naar
- Natuurlijk product
o Wordt als sap getrokken uit bepaalde bomen (Pallaqium Gutta of Taban boom)
o Goedkoop
THK-ige samenstelling van GP
- Gutta Percha: voor rubber effect (19-22%)
- ZnO: vulstof, voor stevigheid, tegen kleverigheid (59-75%)
- BaSO4: voor radio-opaak op radiografie (wit) (1-17%)
- Was: voor vervormbaarheid van GP indien T stijgt (1-4%)
