Indirecte restauratieve biomaterialen
Hoofdstuk 0 : inleiding
Algemene klinische procedure
Conventionele workflow
= niet digitaal werken
– wordt quasi niet meer gebruikt : meestal hybride vorm waar tandtechnicus digitaliseert
1. Preparatie tanden – afhankelijk van wat moeten maken
2. Afdruk – conventioneel : pasta
Afsluiten indirecte preparatie , tijdelijke restauratie – ongevuld , acrylaat hars
3. Vervaardiging : gips
4. Wasmaquette
a. Press-materialen : soort keramisch materiaal
b. Tandtechnicus : betere aanpassing dan wanneer zelf slijpen / digitaal
5. Inbedden
6. Gieten – metaal-keramische kroon / hittepersen
7. Cementeren
Digitale workflow
- Intra-orale scanners : afdruk nemen – digitale versie van ‘lepel’
- Scanning lab
o Als hybride workflow
o Wel pasta afdruk – digitaliseren door technicus
- Software / design
o ~ gips en wasmaquette
- Production
o Milling center
o Maken van indirecte restauratie – prothese, kroon
o Volledig anatomisch , monokleur
- Labo
o Individualiseren kleuren
- Tandarts
o In mond plaatsen
Klinische voorbeelden
1
,Hoofdstuk 1 : prothesebasismaterialen
Volledige prothese
1. Alginaat afdrukname
a. Laag precies
b. Tandtechnisch labo
2. Individuele afdrukname – individuele lepel ; elastomeer afdrukmateriaal
3. Bepaling occlusie en articulatie
a. Beetplaten met waswallen
b. Beethoogte bepalen + hoeveel opvullen wangen
Beetrelatie fase
4. Prothese in was – definitieve tanden
a. Prothese aanpassen in mond
b. Eventuele aanpassingen
5. Plaatsen definitieve prothese
a. Was smelten – mold voor definitief
Historisch overzicht
Verschillende soorten materialen teruggevonden – in overblijfselen
1. Romeinen : beendermaterialen
2. Japan (18e E) : hout
3. W-Eu (18e E) : ivoor / humane tanden
4. 2de helft 18e E : porselein , celluloïd , schildpadmateriaal , legeringen …
5. 1851 : vulcaniet – gevulcaniseerd rubber = 1ste polymeer
6. 1936 : PMMA
a. Nog steeds gebruiken
b. Veel voordelen
i. Betere esthetiek – kleur , hoogglans
ii. Betere fysische eigenschappen
iii. Gemakkelijkere verwerking – structuur die mucosa
iv. Goed beschikbaar
v. Goedkoop
Polymeren en polymerisatie
Eigenschappen
- Monomeer (MMA) – polymeriseert : polymeer PMMA
o Op kamertemperatuur
o Als monomeer : krimp ; slechte pasvorm
o Polymeer : minder krimp
- Homopolymeren – co-polymeren
o Zelfde monomeren : homopolymeer
o Verschillende soorten : co-polymeren
o Altijd covalente binding
- Linair (1 keten) of vertakt
o Ketens onderling verbonden : zwakke bindingen
o Thermoplastisch : bindingen vormen als afkoelen – opwarmen : bindingen breken reversibel
- Cross-linken
o Kruisverbindingen – covalent verbonden polymeerketens
o Sterker : hoger smeltpunt , minder waterabsorptie
o Thermohardend : irreversibele bindingen vormen
- Moleculair gewicht
o MGpoly = x * MGmono
o Verschillende soorten ~ wijze van polymerisatie
- Polymerisatie (conversie) graad
o = graad van crosslinking hoger : weerstandiger
o = maat voor aantal monomeren in polymeer (in % gereageerde dubbele bindingen)
- Ketens verschillen van lengte
o Polymeer – voorkomende onder verschillende vormen (chemisch identiek , ander MG)
o GEEN vaste fysische eigenschappen
2
,Eigenschappen polymeren bepaald door
Chemische samenstelling
Ruimtelijke schikking
MG/ polymerisatiegraad
- Hoger MG : sterker, harder, beter tegen broosheid
- Kristallijn (>< amorf) : sterker
o Meeste dentale polymeren : amorf ‘glassy’ polymeren
- Plasticeermiddelen
o Verlagen glastransitie temperatuur (= T waar rubberachtig worden)
o Weekmakers : aangenamer dragen
- Krimp en krimpspanning
- Expansie door waterabsorptie
o Compensatie krimp
Bereiding van monomeren
- Als bijproduct of afvalproduct – petroleumindustrie
- Eenvoudige chemische bereiding
Polymerisatie
(Poly)condensatie
- Verbinden monomeren met vorming bijproducten – NH3 ; HCl ; H2O
- Bijproducten moeten afvoeren om hoog MG
- Slechts 1 product in tandheelkunde : (poly)condensatie siliconen
o Gedeeltelijke polymerisatie (laag MG) met afvoer afvalproducten
o Polymerisatie tot hoog MG bij tandarts – slechts geringe vorming bijproducten
Additie polymerisatie
- Geen bijproducten
- Monomeren met onverzadigde dubbele bindingen
- Start , keten- en stopreactie – niet verder reageren als gevormd
- MGpoly = x * MGmono
- Technische procedure
o Bulk-of blok polymerisatie
Geen verdunning
Initiatie : warmte, chemisch of auto-polyermisatie…
Voordelen : geen verontreiniging
Nadelen
Warmteontwikkeling – moeten afvoeren ; vernetting en krimp
Onvoldoende polymerisatie (60-70%) : vrij monomeer kan lekken : irriterend
Composieten / persen van prothese
o Polymerisatie in oplossing
Betere temperatuur regeling – warmte kunnen afleiden : minder krimp
Voordelen
Monomeer en initiatoren in inert oplosmiddel
Gevormd polymeer oplosbaar in oplosmiddel
Nadelen
Geen lange ketens
Moeilijk volledige scheiding polymeer en oplosmiddel
o Polymerisatie door emulsie en suspensie
Monomeren emulgeren in inerte vloeistof (water) met emulgator en stabilisator
Reactie in roerbare oplossing – temperatuurcontrole
Suspensie (vaste stof in vloeistof)
Initiator en andere stoffen enkel oplosbaar in monomeerdruppels ; niet
dispersiemiddel => vorming polymeerparels
Emulsie (vloeistof in vloeistof)
Initiator en anders stoffen enkel oplosbaar in water => polymerisatie in water
Weinig monomeren in water : polymeriseren – nieuwe monomeren oplossen ->
ketengroei
Na polymerisatie : neerslaan polymeerdeeltjes , filteren en uitwassen
PMMA : suspensie polymerisatie
3
, Samenstelling en bereiding prothesebasismaterialen
Warmte-polymeriseerbaar
Conventioneel PMMA
- Poeder
o PMMA : parelvorm – suspensie
Verschillende diameters : hoge vulstoffase
Minder krimp
2de polymerisatie – crosslinkers nodig tussen parels
o Initator : benzoyl opwarmen : splitsen in ongepaarde elektronen
o Plasticeermiddelen (zachter, aangenamer)
Uitwendig – dibutylfalaat – tussen korrels : verhinderen copolymerisatie
Inwendig – octomethacrylaat (MMA) – slechts 1 C=C : staart kan niet polymeriseren ; ingebed
o Pigmenten – nabootsen zachte mondweefsels : roze kleur
o Opakers – ZnO of TiO2 – mucosa niet doorschijnen
o Gekleurde vezels (acryl of nylon) – haarvatenstructuur
o Anorganisch materiaal (vulstof) – TEC lager, hogere stijfheid, weerstandiger
o Bariumzouten – radioopaciteit
- Vloeistof
o MMA
Kleurloos , sterk aromatisch
Bijkomende polymerisatie : onderling reageren poeder partikels
o Stabilisator (inhibitor) – hydrochinone
Niet vanzelf reageren : opvangen gevormde vrije radicalen
o Plasticeermiddelen (weekmakers)
o Cross-linking factor : glycoldimethacrylaat
Reductie oplosbaarheid
Reductie krakeleringseffect
Betere handelbaarheid
Vorming polymeer met voldoende massa gewicht – basis voldoende sterk
Tegengaan inhibitie door zuurstof
Impactweerstandig methacrylaathhars (IWA)
- Rubberfase in partikels tijdens suspensie-polymerisatie : hogere impactweerstandigheid ; minder krakelering
- Monomeer : minder / geen crosslinking ; kortere verwerkingstijd
Snelhardend acrylhars (SHA)
- Snelle polymerisatie zonder porositeiten – 20 min in kokend water
Deegvormig acrylhars (PVA – polyvinylacrylaat)
- Poeder/ vloeistof
- ‘deegvorm’ : plastische platen – reeds vermengd : betere vermenging en dosering
Verstevigd acrylhars
Auto-polymeriseerbaar
Conventioneel PMMA
- Geen warmte om reactie opstarten
- Poeder
- Vloeistof
o Accelerator – tertiair amine : N-N-dimethyl-para-toluidine
Omzetten bezoylperoxide in peroxyradicalen
Vloeibaar acrylhars
- Kleinere polymeerparels
- Grotere verhouding monomeer/polymeer – meer krimp
- Gegoten : ‘fluid resins’
Injectie-techniek
Acrylhars / polycarbonaten / nylon of polyamides
- Minder plasticeermiddel
- Geen vernetter
4
Hoofdstuk 0 : inleiding
Algemene klinische procedure
Conventionele workflow
= niet digitaal werken
– wordt quasi niet meer gebruikt : meestal hybride vorm waar tandtechnicus digitaliseert
1. Preparatie tanden – afhankelijk van wat moeten maken
2. Afdruk – conventioneel : pasta
Afsluiten indirecte preparatie , tijdelijke restauratie – ongevuld , acrylaat hars
3. Vervaardiging : gips
4. Wasmaquette
a. Press-materialen : soort keramisch materiaal
b. Tandtechnicus : betere aanpassing dan wanneer zelf slijpen / digitaal
5. Inbedden
6. Gieten – metaal-keramische kroon / hittepersen
7. Cementeren
Digitale workflow
- Intra-orale scanners : afdruk nemen – digitale versie van ‘lepel’
- Scanning lab
o Als hybride workflow
o Wel pasta afdruk – digitaliseren door technicus
- Software / design
o ~ gips en wasmaquette
- Production
o Milling center
o Maken van indirecte restauratie – prothese, kroon
o Volledig anatomisch , monokleur
- Labo
o Individualiseren kleuren
- Tandarts
o In mond plaatsen
Klinische voorbeelden
1
,Hoofdstuk 1 : prothesebasismaterialen
Volledige prothese
1. Alginaat afdrukname
a. Laag precies
b. Tandtechnisch labo
2. Individuele afdrukname – individuele lepel ; elastomeer afdrukmateriaal
3. Bepaling occlusie en articulatie
a. Beetplaten met waswallen
b. Beethoogte bepalen + hoeveel opvullen wangen
Beetrelatie fase
4. Prothese in was – definitieve tanden
a. Prothese aanpassen in mond
b. Eventuele aanpassingen
5. Plaatsen definitieve prothese
a. Was smelten – mold voor definitief
Historisch overzicht
Verschillende soorten materialen teruggevonden – in overblijfselen
1. Romeinen : beendermaterialen
2. Japan (18e E) : hout
3. W-Eu (18e E) : ivoor / humane tanden
4. 2de helft 18e E : porselein , celluloïd , schildpadmateriaal , legeringen …
5. 1851 : vulcaniet – gevulcaniseerd rubber = 1ste polymeer
6. 1936 : PMMA
a. Nog steeds gebruiken
b. Veel voordelen
i. Betere esthetiek – kleur , hoogglans
ii. Betere fysische eigenschappen
iii. Gemakkelijkere verwerking – structuur die mucosa
iv. Goed beschikbaar
v. Goedkoop
Polymeren en polymerisatie
Eigenschappen
- Monomeer (MMA) – polymeriseert : polymeer PMMA
o Op kamertemperatuur
o Als monomeer : krimp ; slechte pasvorm
o Polymeer : minder krimp
- Homopolymeren – co-polymeren
o Zelfde monomeren : homopolymeer
o Verschillende soorten : co-polymeren
o Altijd covalente binding
- Linair (1 keten) of vertakt
o Ketens onderling verbonden : zwakke bindingen
o Thermoplastisch : bindingen vormen als afkoelen – opwarmen : bindingen breken reversibel
- Cross-linken
o Kruisverbindingen – covalent verbonden polymeerketens
o Sterker : hoger smeltpunt , minder waterabsorptie
o Thermohardend : irreversibele bindingen vormen
- Moleculair gewicht
o MGpoly = x * MGmono
o Verschillende soorten ~ wijze van polymerisatie
- Polymerisatie (conversie) graad
o = graad van crosslinking hoger : weerstandiger
o = maat voor aantal monomeren in polymeer (in % gereageerde dubbele bindingen)
- Ketens verschillen van lengte
o Polymeer – voorkomende onder verschillende vormen (chemisch identiek , ander MG)
o GEEN vaste fysische eigenschappen
2
,Eigenschappen polymeren bepaald door
Chemische samenstelling
Ruimtelijke schikking
MG/ polymerisatiegraad
- Hoger MG : sterker, harder, beter tegen broosheid
- Kristallijn (>< amorf) : sterker
o Meeste dentale polymeren : amorf ‘glassy’ polymeren
- Plasticeermiddelen
o Verlagen glastransitie temperatuur (= T waar rubberachtig worden)
o Weekmakers : aangenamer dragen
- Krimp en krimpspanning
- Expansie door waterabsorptie
o Compensatie krimp
Bereiding van monomeren
- Als bijproduct of afvalproduct – petroleumindustrie
- Eenvoudige chemische bereiding
Polymerisatie
(Poly)condensatie
- Verbinden monomeren met vorming bijproducten – NH3 ; HCl ; H2O
- Bijproducten moeten afvoeren om hoog MG
- Slechts 1 product in tandheelkunde : (poly)condensatie siliconen
o Gedeeltelijke polymerisatie (laag MG) met afvoer afvalproducten
o Polymerisatie tot hoog MG bij tandarts – slechts geringe vorming bijproducten
Additie polymerisatie
- Geen bijproducten
- Monomeren met onverzadigde dubbele bindingen
- Start , keten- en stopreactie – niet verder reageren als gevormd
- MGpoly = x * MGmono
- Technische procedure
o Bulk-of blok polymerisatie
Geen verdunning
Initiatie : warmte, chemisch of auto-polyermisatie…
Voordelen : geen verontreiniging
Nadelen
Warmteontwikkeling – moeten afvoeren ; vernetting en krimp
Onvoldoende polymerisatie (60-70%) : vrij monomeer kan lekken : irriterend
Composieten / persen van prothese
o Polymerisatie in oplossing
Betere temperatuur regeling – warmte kunnen afleiden : minder krimp
Voordelen
Monomeer en initiatoren in inert oplosmiddel
Gevormd polymeer oplosbaar in oplosmiddel
Nadelen
Geen lange ketens
Moeilijk volledige scheiding polymeer en oplosmiddel
o Polymerisatie door emulsie en suspensie
Monomeren emulgeren in inerte vloeistof (water) met emulgator en stabilisator
Reactie in roerbare oplossing – temperatuurcontrole
Suspensie (vaste stof in vloeistof)
Initiator en andere stoffen enkel oplosbaar in monomeerdruppels ; niet
dispersiemiddel => vorming polymeerparels
Emulsie (vloeistof in vloeistof)
Initiator en anders stoffen enkel oplosbaar in water => polymerisatie in water
Weinig monomeren in water : polymeriseren – nieuwe monomeren oplossen ->
ketengroei
Na polymerisatie : neerslaan polymeerdeeltjes , filteren en uitwassen
PMMA : suspensie polymerisatie
3
, Samenstelling en bereiding prothesebasismaterialen
Warmte-polymeriseerbaar
Conventioneel PMMA
- Poeder
o PMMA : parelvorm – suspensie
Verschillende diameters : hoge vulstoffase
Minder krimp
2de polymerisatie – crosslinkers nodig tussen parels
o Initator : benzoyl opwarmen : splitsen in ongepaarde elektronen
o Plasticeermiddelen (zachter, aangenamer)
Uitwendig – dibutylfalaat – tussen korrels : verhinderen copolymerisatie
Inwendig – octomethacrylaat (MMA) – slechts 1 C=C : staart kan niet polymeriseren ; ingebed
o Pigmenten – nabootsen zachte mondweefsels : roze kleur
o Opakers – ZnO of TiO2 – mucosa niet doorschijnen
o Gekleurde vezels (acryl of nylon) – haarvatenstructuur
o Anorganisch materiaal (vulstof) – TEC lager, hogere stijfheid, weerstandiger
o Bariumzouten – radioopaciteit
- Vloeistof
o MMA
Kleurloos , sterk aromatisch
Bijkomende polymerisatie : onderling reageren poeder partikels
o Stabilisator (inhibitor) – hydrochinone
Niet vanzelf reageren : opvangen gevormde vrije radicalen
o Plasticeermiddelen (weekmakers)
o Cross-linking factor : glycoldimethacrylaat
Reductie oplosbaarheid
Reductie krakeleringseffect
Betere handelbaarheid
Vorming polymeer met voldoende massa gewicht – basis voldoende sterk
Tegengaan inhibitie door zuurstof
Impactweerstandig methacrylaathhars (IWA)
- Rubberfase in partikels tijdens suspensie-polymerisatie : hogere impactweerstandigheid ; minder krakelering
- Monomeer : minder / geen crosslinking ; kortere verwerkingstijd
Snelhardend acrylhars (SHA)
- Snelle polymerisatie zonder porositeiten – 20 min in kokend water
Deegvormig acrylhars (PVA – polyvinylacrylaat)
- Poeder/ vloeistof
- ‘deegvorm’ : plastische platen – reeds vermengd : betere vermenging en dosering
Verstevigd acrylhars
Auto-polymeriseerbaar
Conventioneel PMMA
- Geen warmte om reactie opstarten
- Poeder
- Vloeistof
o Accelerator – tertiair amine : N-N-dimethyl-para-toluidine
Omzetten bezoylperoxide in peroxyradicalen
Vloeibaar acrylhars
- Kleinere polymeerparels
- Grotere verhouding monomeer/polymeer – meer krimp
- Gegoten : ‘fluid resins’
Injectie-techniek
Acrylhars / polycarbonaten / nylon of polyamides
- Minder plasticeermiddel
- Geen vernetter
4
