INDIRECTE BIOMATERIALEN
H1 – PROTHESEBASISMATERIALEN
Volledige prothese
- Volledige prothese stappenplan
1. Alginaat afdrukname ® nr tandtechnisch labo
2. Individuele afdrukname met individuele lepel en elastomeer afdrukmateriaal
3. Bepaling v occlusie/articulatie mbv beetplaten met waswallen (beetrelatie ® vr
nodige referentie (bv hoeveelh vulling vr wang en lippen))
4. Pas in was ® correcties kunnen nog uitgevoerd w
§ Waswal opstellen
§ Aanduiden: lachlijn (hoogte), cuspidepunt hoektanden, middelijn
§ Kijken in hoeverre de waswallen nr binnen of buiten geplaatst moeten w
5. Plaatsen
- Klinisch voorbeeld
o Volledige prothese
§ Tanden extraheren ® niet naar huis gaan zonder tanden dus op voorhand al
prothese gemaakt (tanden nog aanw, maar afgeslepen op model) =
‘immediaat volledige prothese’ met tissue conditioner (soort kussentje ®
niet te veel pijn en wondes kunnen genezen)
§ Implantaten insteken ® moet genezen
§ Pas in was ® beetrelatie
§ ‘Geperste’ overkappingsprothese (vasthechtend aan implantaten) ® bevat
deel metaal vr vasthechting
o Partiële prothese
§ Met attachementen: hangt vast rond implantaten
§ Klassiek: hangt vast rond tanden
§ Voorlopige/tijdelijke ‘spoon’-prothese: mucosagedragen ® niet goed vr
definitieve prothese want moet tandgedragen zijn!
§ Moet goed gereinigd kunnen w!
- Digital dentures
o Scannen en afdrukken
o Inscannen en beetregistratie
o Digitaal ontwerp 3D
o Fresen vd prothese
o Afwerken en versturen
o = CAD-CAM
Historisch overzicht vd ontwikkeling v prothesebasismaterialen
- Al uit heel wat versch soorten materialen bestaan: hout, bot, ivoor, metaal,
metaallegeringen, kunsthars, ...
- Romeinen: beendermateriaal
- Japan – 18e E: hout
- West-Europa – 18e E: ivoor met humane tanden
- 2e helft 18e E: porselein, gutta percha, schildpadmateriaal, celluloïd, gegoten (goud,
...), laag-smeltende legeringen, ...
- 1851: vulcaniet (gevulcaniseerd rubber) ® 1e polymeer, maar intrinsiek donkere
kleur en opaak
,- ...
- 1936: PMMA (polymethylmetchacrylaat)
o Betere esthetiek: hoogglans, mucosa betere kleur, ...
o Betere fysische eig
o Gemakkelijkere verwerking
o Goed beschikbaar
o Goedkoop!
Polymeren en polymerisatie
- Polymeren en polymerisatie
1. Monomeer MMA polymeriseert tot polymeer PMMA
2. Homopolymeren (herhaaldelijk dezelfde monomeren) en co-polymeren
(herhaaldelijk versch soorten monomeren)
3. Lineaire polymeren – vertakte polymeren
§ Ketens onderling verbonden dr zwakke bindingen
§ Thermoplastisch (reversibel): bij verwarmen w bindingen gebroken (w
“zacht”), bij afkoelen w bindingen hersteld (w “hard”)
§ PS, PVC, PMMA
4. ‘Cross-linked’ polymeren
§ Netwerk v covalent verbonden polymeerketens (= macro-mol)
§ Hoger smeltpunt, minder waterabsorptie
§ Thermohardend (irreversibel)
§ Siliconen, cis-polyisopreen, bisfenol A-diacrylaat (nadelige endocriene
ehecten), cross-linked PMMA
5. Moleculair gewicht
§ MGpolymeer = x.MGmonomeer
§ Duizenden tot miljoenen meren
§ Versch ketenlengtes ® MG = MGgem
6. Polymerisatie(conversie)graad
§ = graad v cross-linking
§ = maat vr aantal monomeren gekoppeld aan elkaar in een polymeer
§ Meestal uitgedrukt in % gereageerde dubbele bindingen
§ Constant igv polymerisatie onder cte condities
7. Keten in versch lengte
§ Polymeer kan voorkomen onder versch vormen (chemisch identiek, versch
MG)
§ Geen vaste fysische eig (smeltpunt hardheid, dichtheid, treksterkte)
8. Eigenschappen v polymeren w bep dr
§ Chemische samenstelling
§ Ruimtelijke schikking vd mol (kristallijn of amorf)
• Kristallijn (>< amorf) ® sterkte, hardheid, elasticiteitsmodulus (e-
modulus), weerstand tegen kruip, broosheid
• Meeste dentale polymeren = amorf (onregelm schikking v atomen in de
ruimte) ® ‘glassy’ polymeren
§ Moleculair gewicht/polymerisatiegraad
• MG ® sterkte, hardheid, elasticiteitsmodulus (e-modulus), weerstand
tegen kruip, broosheid
, • Toevoeging plasticeermol ® verlaging glastransitietemp (= temp
waarbij polymeer ophoudt v glasachtig en broos te zijn en rubberachtig
w) ® moet comfortabel vr patiënt zijn
• Volumetrische krimp/krimpspanning
o Ongevuld acrylaathars: 21%
o Prothesehars: 6%
o Composiet: 1-2%
• Expansie dr waterabsorptie (compensatie vr krimp)
- Bereiding v monomeren
o Als bijproduct of afvalproduct in petroleumindustrie
o Via een eenvoudige chemische bereiding (goedkoper)
o Polymerisatie dr (poly)condensatie (‘condensatiepolymerisatie’)
§ Verbinding v monmeren met vorming bijproducten (NH3, HCl, H2O)
§ Bijprod moet w afgevoerd om macro-mol te vormen met hoog MG
§ Enkel bij afdrukmaterialen: (poly)condensatiesiliconen
• Fabrikant: gedeeltelijke polymerisatie (laag MG) ® veel bijprod ® w
afgevoerd
• Tandarts: verdere polymerisatie (hoog MG) ® weinig bijprod
o Polymerisatie dr additie (‘additiepolymerisatie’)
§ Geen bijproducten ® gunstiger (bv bij composieten)
§ Monomeren met onverzadigde dubbele binding (methacrylaat)
§ Start-, keten- en stopreactie (mono-radicaal)
§ MGpolymeer = x.MGmonomeer
§ Technische procedure
• Bulk- of blokpolymerisatie
o Geen verdunning (gewoon pastamateriaal)
o Initiatie dr wartme, licht, chemisch of auto-polymerisatie, ‘dual
cure’, microgolf-polymerisatie (polymerisatie-initiatie
o Voordelen: geen verontreiniging
o Nadelen: warmte-ontw (exotherm, geen afvoer ® vernetting,
krimp), onvoll polymerisatie (vrij monomeer kan irriterend zijn)
o Bij polymerisatie v composieten
o Bij ‘persen’ v prothese (VP/PP)
• Polymerisatie in oplossing
o Betere tempregeling (tov blokpolymerisatie)
o Monomeer en initiatoren w opgelost in inert oplosmiddel (neemt
niet deel aan reactie)
o Gevormde polymeer is oplosb in oplosmiddel
o Nadelen: niet zo lange ketens, vaak moeilijk om polymeer en
oplosmiddel nadien voll te scheiden
• Polymerisatie dr suspensie (heterogene verdeling v vaste stof in
vloeistof) en emulsie (heterogene verdeling v vloeistof in vloeistof)
o Monomeren w geëmulgeerd in inerte vloeistof (meestal water) mbv
emulgator (bv zeep) en stabilisator (bv gelatine) ® vorming melk of
latex v monomeer (wit-achtig, niet doorschijnend)
o Reactie in roerbare oplossing (tempcontrole mogelijk)
, o Door suspensie: initiator en andere stohen enkel oplosb in
moonomeerdruppels en niet in omgevende dispersiemiddel ®
polymerisatie in druppels met vorming ‘polymeerparels’
o Door emulsie: initiator en andere stohen enkel oplosb in water ®
polymerisatie in water (weinig monomeren polymeriseren in water,
nieuwe monomeren w in water opgelost ® ketengroei)
o Na polymeristaie w polymeerdeeltjes neergeslagen, afgefilterd en
uitgewassen
o Meestal dr suspensiepolymerisatie w PMMA-polymeerpoeder vr
THK-ig gebruik bereid
Samenstelling en bereiding v prothesebasismaterialen
- Warmte-polymeriseerbaar (thermo-polymeriseerbaar)
o Conventioneel PMMA
§ POEDER
• PMMA in parelvorm, verkregen uit suspensie-polymerisatie
Benzoylperoxide o Variëren in diameter, ter verbetering vd stapeling ® zo hoog
mogelijke vulstof
o Hoge polymerisatiegraad ® sterkte, minder krimp (pasvorm!)
o Hoge polymerisatiegraad >< 2e polymerisatie ® alkylmethacrylaten
nodig (= cross-linker)
Dibutylftalaat • Initiator: benzoylperoxide (0,5-1,5%)
• Plasticeermiddelen ® zachter, resiliënter (aangenamer om te dragen)
o Uitwendige: dibutylftalaat (groot, inert, niet-toxisch, verspreid tss
Butylmethacrylaat
PMMA ® verhindert co-polymerisatie
o Inwendige: bu(oc)tylmethacrylaat (grotere zijgroepen dan MMA,
hoger MG, w opgenomen in polymerisaat ® langdurig ehect,
kunnen niet uitlekken)
• Pigmenten (nabootsing v zachte mondweefsels)
o Kwiksulfide, cadmiumselenide, cadmiumsulfide, koolstof en
ijzeroxide
o Geen kleurstohen! ® lekkage en verbleken
• Opakers: ZnO of TiO2
• Gekleurde vezels: acryl of nylon ® haarvatenstructuur
• Anorganisch materiaal (vulstof) ® TEC¯, stijfheid
o Glasvezels of -parels
o Zirconiumoxide (ZrO2), silica (SiO2)
• Barium zouten of radio-opake vezels ® radiopaciteit
§ VLOEISTOF
• MMA
o Kleurloze vloeistof
o Sterk aromatische geur
• Stabilisator (= inhibitor): hydroquinone (0,006-1%) ® radicalen
kapteren
• Plasticeermiddel: dibutylftalaat, bu(co)tylmethacrylaat
• Cross-linking factor: glycoldimethacrylaat (2-10%)
H1 – PROTHESEBASISMATERIALEN
Volledige prothese
- Volledige prothese stappenplan
1. Alginaat afdrukname ® nr tandtechnisch labo
2. Individuele afdrukname met individuele lepel en elastomeer afdrukmateriaal
3. Bepaling v occlusie/articulatie mbv beetplaten met waswallen (beetrelatie ® vr
nodige referentie (bv hoeveelh vulling vr wang en lippen))
4. Pas in was ® correcties kunnen nog uitgevoerd w
§ Waswal opstellen
§ Aanduiden: lachlijn (hoogte), cuspidepunt hoektanden, middelijn
§ Kijken in hoeverre de waswallen nr binnen of buiten geplaatst moeten w
5. Plaatsen
- Klinisch voorbeeld
o Volledige prothese
§ Tanden extraheren ® niet naar huis gaan zonder tanden dus op voorhand al
prothese gemaakt (tanden nog aanw, maar afgeslepen op model) =
‘immediaat volledige prothese’ met tissue conditioner (soort kussentje ®
niet te veel pijn en wondes kunnen genezen)
§ Implantaten insteken ® moet genezen
§ Pas in was ® beetrelatie
§ ‘Geperste’ overkappingsprothese (vasthechtend aan implantaten) ® bevat
deel metaal vr vasthechting
o Partiële prothese
§ Met attachementen: hangt vast rond implantaten
§ Klassiek: hangt vast rond tanden
§ Voorlopige/tijdelijke ‘spoon’-prothese: mucosagedragen ® niet goed vr
definitieve prothese want moet tandgedragen zijn!
§ Moet goed gereinigd kunnen w!
- Digital dentures
o Scannen en afdrukken
o Inscannen en beetregistratie
o Digitaal ontwerp 3D
o Fresen vd prothese
o Afwerken en versturen
o = CAD-CAM
Historisch overzicht vd ontwikkeling v prothesebasismaterialen
- Al uit heel wat versch soorten materialen bestaan: hout, bot, ivoor, metaal,
metaallegeringen, kunsthars, ...
- Romeinen: beendermateriaal
- Japan – 18e E: hout
- West-Europa – 18e E: ivoor met humane tanden
- 2e helft 18e E: porselein, gutta percha, schildpadmateriaal, celluloïd, gegoten (goud,
...), laag-smeltende legeringen, ...
- 1851: vulcaniet (gevulcaniseerd rubber) ® 1e polymeer, maar intrinsiek donkere
kleur en opaak
,- ...
- 1936: PMMA (polymethylmetchacrylaat)
o Betere esthetiek: hoogglans, mucosa betere kleur, ...
o Betere fysische eig
o Gemakkelijkere verwerking
o Goed beschikbaar
o Goedkoop!
Polymeren en polymerisatie
- Polymeren en polymerisatie
1. Monomeer MMA polymeriseert tot polymeer PMMA
2. Homopolymeren (herhaaldelijk dezelfde monomeren) en co-polymeren
(herhaaldelijk versch soorten monomeren)
3. Lineaire polymeren – vertakte polymeren
§ Ketens onderling verbonden dr zwakke bindingen
§ Thermoplastisch (reversibel): bij verwarmen w bindingen gebroken (w
“zacht”), bij afkoelen w bindingen hersteld (w “hard”)
§ PS, PVC, PMMA
4. ‘Cross-linked’ polymeren
§ Netwerk v covalent verbonden polymeerketens (= macro-mol)
§ Hoger smeltpunt, minder waterabsorptie
§ Thermohardend (irreversibel)
§ Siliconen, cis-polyisopreen, bisfenol A-diacrylaat (nadelige endocriene
ehecten), cross-linked PMMA
5. Moleculair gewicht
§ MGpolymeer = x.MGmonomeer
§ Duizenden tot miljoenen meren
§ Versch ketenlengtes ® MG = MGgem
6. Polymerisatie(conversie)graad
§ = graad v cross-linking
§ = maat vr aantal monomeren gekoppeld aan elkaar in een polymeer
§ Meestal uitgedrukt in % gereageerde dubbele bindingen
§ Constant igv polymerisatie onder cte condities
7. Keten in versch lengte
§ Polymeer kan voorkomen onder versch vormen (chemisch identiek, versch
MG)
§ Geen vaste fysische eig (smeltpunt hardheid, dichtheid, treksterkte)
8. Eigenschappen v polymeren w bep dr
§ Chemische samenstelling
§ Ruimtelijke schikking vd mol (kristallijn of amorf)
• Kristallijn (>< amorf) ® sterkte, hardheid, elasticiteitsmodulus (e-
modulus), weerstand tegen kruip, broosheid
• Meeste dentale polymeren = amorf (onregelm schikking v atomen in de
ruimte) ® ‘glassy’ polymeren
§ Moleculair gewicht/polymerisatiegraad
• MG ® sterkte, hardheid, elasticiteitsmodulus (e-modulus), weerstand
tegen kruip, broosheid
, • Toevoeging plasticeermol ® verlaging glastransitietemp (= temp
waarbij polymeer ophoudt v glasachtig en broos te zijn en rubberachtig
w) ® moet comfortabel vr patiënt zijn
• Volumetrische krimp/krimpspanning
o Ongevuld acrylaathars: 21%
o Prothesehars: 6%
o Composiet: 1-2%
• Expansie dr waterabsorptie (compensatie vr krimp)
- Bereiding v monomeren
o Als bijproduct of afvalproduct in petroleumindustrie
o Via een eenvoudige chemische bereiding (goedkoper)
o Polymerisatie dr (poly)condensatie (‘condensatiepolymerisatie’)
§ Verbinding v monmeren met vorming bijproducten (NH3, HCl, H2O)
§ Bijprod moet w afgevoerd om macro-mol te vormen met hoog MG
§ Enkel bij afdrukmaterialen: (poly)condensatiesiliconen
• Fabrikant: gedeeltelijke polymerisatie (laag MG) ® veel bijprod ® w
afgevoerd
• Tandarts: verdere polymerisatie (hoog MG) ® weinig bijprod
o Polymerisatie dr additie (‘additiepolymerisatie’)
§ Geen bijproducten ® gunstiger (bv bij composieten)
§ Monomeren met onverzadigde dubbele binding (methacrylaat)
§ Start-, keten- en stopreactie (mono-radicaal)
§ MGpolymeer = x.MGmonomeer
§ Technische procedure
• Bulk- of blokpolymerisatie
o Geen verdunning (gewoon pastamateriaal)
o Initiatie dr wartme, licht, chemisch of auto-polymerisatie, ‘dual
cure’, microgolf-polymerisatie (polymerisatie-initiatie
o Voordelen: geen verontreiniging
o Nadelen: warmte-ontw (exotherm, geen afvoer ® vernetting,
krimp), onvoll polymerisatie (vrij monomeer kan irriterend zijn)
o Bij polymerisatie v composieten
o Bij ‘persen’ v prothese (VP/PP)
• Polymerisatie in oplossing
o Betere tempregeling (tov blokpolymerisatie)
o Monomeer en initiatoren w opgelost in inert oplosmiddel (neemt
niet deel aan reactie)
o Gevormde polymeer is oplosb in oplosmiddel
o Nadelen: niet zo lange ketens, vaak moeilijk om polymeer en
oplosmiddel nadien voll te scheiden
• Polymerisatie dr suspensie (heterogene verdeling v vaste stof in
vloeistof) en emulsie (heterogene verdeling v vloeistof in vloeistof)
o Monomeren w geëmulgeerd in inerte vloeistof (meestal water) mbv
emulgator (bv zeep) en stabilisator (bv gelatine) ® vorming melk of
latex v monomeer (wit-achtig, niet doorschijnend)
o Reactie in roerbare oplossing (tempcontrole mogelijk)
, o Door suspensie: initiator en andere stohen enkel oplosb in
moonomeerdruppels en niet in omgevende dispersiemiddel ®
polymerisatie in druppels met vorming ‘polymeerparels’
o Door emulsie: initiator en andere stohen enkel oplosb in water ®
polymerisatie in water (weinig monomeren polymeriseren in water,
nieuwe monomeren w in water opgelost ® ketengroei)
o Na polymeristaie w polymeerdeeltjes neergeslagen, afgefilterd en
uitgewassen
o Meestal dr suspensiepolymerisatie w PMMA-polymeerpoeder vr
THK-ig gebruik bereid
Samenstelling en bereiding v prothesebasismaterialen
- Warmte-polymeriseerbaar (thermo-polymeriseerbaar)
o Conventioneel PMMA
§ POEDER
• PMMA in parelvorm, verkregen uit suspensie-polymerisatie
Benzoylperoxide o Variëren in diameter, ter verbetering vd stapeling ® zo hoog
mogelijke vulstof
o Hoge polymerisatiegraad ® sterkte, minder krimp (pasvorm!)
o Hoge polymerisatiegraad >< 2e polymerisatie ® alkylmethacrylaten
nodig (= cross-linker)
Dibutylftalaat • Initiator: benzoylperoxide (0,5-1,5%)
• Plasticeermiddelen ® zachter, resiliënter (aangenamer om te dragen)
o Uitwendige: dibutylftalaat (groot, inert, niet-toxisch, verspreid tss
Butylmethacrylaat
PMMA ® verhindert co-polymerisatie
o Inwendige: bu(oc)tylmethacrylaat (grotere zijgroepen dan MMA,
hoger MG, w opgenomen in polymerisaat ® langdurig ehect,
kunnen niet uitlekken)
• Pigmenten (nabootsing v zachte mondweefsels)
o Kwiksulfide, cadmiumselenide, cadmiumsulfide, koolstof en
ijzeroxide
o Geen kleurstohen! ® lekkage en verbleken
• Opakers: ZnO of TiO2
• Gekleurde vezels: acryl of nylon ® haarvatenstructuur
• Anorganisch materiaal (vulstof) ® TEC¯, stijfheid
o Glasvezels of -parels
o Zirconiumoxide (ZrO2), silica (SiO2)
• Barium zouten of radio-opake vezels ® radiopaciteit
§ VLOEISTOF
• MMA
o Kleurloze vloeistof
o Sterk aromatische geur
• Stabilisator (= inhibitor): hydroquinone (0,006-1%) ® radicalen
kapteren
• Plasticeermiddel: dibutylftalaat, bu(co)tylmethacrylaat
• Cross-linking factor: glycoldimethacrylaat (2-10%)
