Композиты в медицине

Содержание:

 

 

1. Введение

     1.1   История  развития КМ в медицине

2. Км в стоматологии
3. Травматология и ортопедия
4. Композиты в кардиологии
5. КМ в офтальмотологии
6. Хирургический шовные материал
7. Композиционный материал «биокерамика-никелид титана»
8. Заключение
9. Список используемой литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

 

       Наше  общество вступило в период, который  все чаще называют эрой новых  технологий и новых материалов. Грандиозные достижения фундаментальной  науки, небывалая интеграция науки  и техники стали катализаторами  изменений, происходящих в нашей  жизни, и это, в большей степени,  относится к конструкционным  и функциональным материалам, которые  и создают окружающий нас материальный  мир. Медицина в отличие от  других областей знаний и практики, в наибольшей степени использует  все то, что создали современная  наука и производство. С другой  стороны, именно медицина, как  никто другой, в решении проблем  сохранения жизни и здоровья  людей, постоянно ставит задачи  перед различными отраслями науки  и техники. Особенно это касается  средств воздействия на отдельные  органы человека, временного или  длительного замещения их функций  Основополагающей, в этом случае, является задача применения существующих  и создания современных материалов  для разработки новых технологий  и производства более качественных  изделий медицинской техники.  Чем больше медицина проникает вглубь человеческого организма, познает его законы на клеточном и генетическом уровнях, тем больше возникает потребность в использовании существующих и создании новых материалов, совместимых с отдельными органами человека, не оказывающих вредного влияния на его здоровье. В современной медицине используются изделия из материалов, создаваемых в металлургии, химической, нефтяной и газовой промышленности, с применением биохимических, биофизических и генно-инженерных методов. Это металлы и сплавы, пластмассы и полимеры, жидкие кристаллы, композиционные и другие материалы. Для повышения качества, надежности и экономичности изделий медицинской техники при снижении их материалоемкости разрабатываются высокоэффективные методы повышения прочностных свойств, коррозийной стойкости, тепло- и хладостойкости сплавов; расширяется производство новых полимерных и композиционных материалов с заданным комплексом свойств; используются эффективные методы обработки материалов и изделий с целью существенного улучшения их свойств.

       Поверхностные  слои во многом определяют  работоспособность деталей машин,  поэтому износостойкость и коррозийная  стойкость деталей полностью  зависят от состояния их поверхности.  Применением износостойких покрытий  стремятся решить проблему экономии  вольфрама в инструментальных  сталях, а также повысить работоспособность  деталей из конструкционных сталей.

 

 

 

 

 

 

 

Задача создания высокожаростойких и жаропрочных сплавов для новой техники неразрывно связана с разработкой надежных защитных покрытий. Поверхностное легирование приводит к экономии дефицитных металлов, так как в этом случае их требуется меньше, чем при объемном легировании сплавов, с целью получения указанных специ-фических свойств.

       Перед  инженером, работающим в сфере  производства, эксплуатации и технического  обслуживания медицинской техники,  часто встает проблема выбора  необходимых материалов, решение  которой, в первую очередь,  определяется информированностью  специалиста о материалах, применяемых  в медицине, их свойствах (физических, химических, биофизических и биохимических), их совместимости с тканями  органов человека и характере  воздействия на них.

        По  мере развития общества, в медицине  стали применяться материалы,  создаваемые в процессе деятельности  различных отраслей промышленности. В дальнейшем медицина становится  заказчиком производства в соответствующих  отраслях производства, занимающихся  созданием материалов для медицины  и медицинской промышленности. От  металлов к различным видам  неорганических, органических и  композиционных материалов - такова  история их применения в медицине.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  Композиционные материалы в стоматологии.

Композиционные материалы  применяются в стоматологической  практике уже более 45 лет и являются на сегодняшний день неотрывной частью адгезивных методов лечения зубов. Успех клинического использования композитов во многом зависит от детальных представлений о свойствах и химическом составе композиционных материалов, механизмах полимеризации и взаимодействия с тканями зуба, а многие ошибки и осложнения удается избежать при четком определении противопоказаний к применению композитов. Немаловажный фактор успешного применения композитов – это рациональная организация рабочего места с учетом особенностей клинической методики.

Возможности применения композитов в стоматологии:

1)  кариес на всех этапах разрушения зубов;

2) некариозные поражения (эрозии эмали, патологическая стираемость,         3)  гипоплазия, флюороз, клиновидные дефекты и др.);

4)  аномалии формы и цвета зубов;

5)  травмы зубов;

6)  коррекция формы зубов и зубных рядов

7)  герметизация фиссур.

 

      Внедрение композитов в стоматологическую практику связано с двумя научными достижениями в области материаловедения. Регистрируя в 1962 г.

Патент о пломбировочном материале, состоявшем из мономера «Бис-ГМА» и

силанизированной кварцевой муки, Bowen заложил основу для развития композиционных материалов. Проведенное в 1955 г. Buonocore наблюдение, что адгезия пломбировочного материала с поверхностью зуба существенно улучшается, когда эмаль предварительно обрабатывается фосфорной кислотой, является моментом рождения адгезивных методов реставрации зубов. 

     Современная стоматология уже не мыслима без композитов. Преимуществами этих материалов перед многими другими пломбировочными и ортопедическими материалами являются очень высокая прочность, простота подбора эстетических характеристик, технологичность выполнения с их помощью протезирования и реставрации зубов.

     Типичными наполнителями стоматологических композитов являются аморфный кремнезём, кварц, бариевое стекло, стронциевое стекло, силикат циркония, силикат титана, оксиды и соли других тяжёлых металлов, полимерные частицы.

В середине прошлого века учёным удалось получить материал, который  кардинально отличался по своим  физико-химическим свойствам от акриловых  пластмасс. Композиты, используемые в стоматологии, отличаются от пластмасс наличием третьего компонента, соединяющего разнородные по химической структуре вещества в один материал. Преимущество композита в том, что он является инертным веществом и не обладает токсичностью.

 

1. Композиционные пломбировочные материалы.

 

Прямое пломбирование  с использованием композитных материалов является неотъемлемой составной частью современной стоматологии и проводится практически в каждой клинике. Современные  материалы существенно расширили  показания к применению реставрационной  методики в стоматологии. Прогресс в области химии позволил создать  адгезивные системы с силой сцепления с тканями зуба сопоставимым с естественными показателями.

Композиты – полимерные пломбировочные материалы, состоящие  из трех компонентов: 
1) органической матрицы (акриловые и эпоксидные смолы),  
2)        неорганического наполнителя – не менее 50% по массе и 

3)        поверхностно  активного вещества – силана.

 

В пломбировочном материале  нужно учитывается два показателя: механизм

отверждения пломбы (химический или световой) и размер наполнителя. Наиболее важным показателем является характеристика, т.к. от этого зависят основные свойства. В соответствии с этим различают следующие группы.

    1) Макронаполненные композиты (размер частиц 10-45 мкм, 60% наполнения).

     2)Микронаполненные композиты (размер частиц 0,4-0,6 мкм, 45% наполнения).

     3)Мининаполненные композиты (размер частиц 1-10 мкм, 70% наполнения)

     4)Гибридные (размер частиц наполнения от 0,05 до 50 мкм, 50% наполнения). Материалы светостойки, устойчивы к истиранию, не обладают токсичностью, большой выбор расцветок.

     5)Адгезивная система комплект сложных жидкостей, способствующих присоединению композитных материалов к тканям зуба: праймер, присоединяющийся к дентину и адгезив, обеспечивающий связь композита с эмалью и пленкой праймера.

    6) Протравливание эмали. В связи с тем, что эмаль в основном состоит из

неорганических компонентов, то вопрос о ее травлении не вызывает сомнения. Установлено, что при обработки эмали в течение 15-20 сек., ЗО-40% Фосфорной кислотой происходит удаление около 10 миллимикрон эмали и образование пор на глубину от 5 до 50 микрон.

          Существуют две основных группы композитов применяемых в стоматологии. Композиты полимеризирующиеся химическим путем, состоят из двух паст или жидкости и порошка. В состав этих композитов входят инициаторная система из перекиси бензоилаамина. При замешивании базисной пасты, образуются радикалы, запускающие процесс полимеризации. Скорость полимеризации в значительной степени зависит от количества инициатора, от температуры и присутствия ингибиторов полимеризации. Преимущество такого вида полимеризации – это равномерная полимеризация независимо от глубины полости и толщины пломбы. Композиты, полимеризующиеся под воздействием света, выделяются однородной консистенцией, допускают регулирование момента полимеризации и возможность послойного нанесения материала. В качестве инициатора полимеризации используется светочувствительное вещество камферохинон, расщепляющийся под действием энергии света. Интенсивное расщепление камферохинона наступает под воздействием света длиной волны 400-500 нм. Степень и глубина полимеризации в определенной степени зависят от цвета и прозрачности композита. 
Композиты, полимеризующиеся под воздействием тепла, используются только для изготовления вкладок вне полости рта. Горячая полимеризация наступает при расщеплении перекиси бензоила (ВРО) под воздействием энергии тепла.  В состав макрофилированных композитов входят неорганические наполнители с размером частиц от 2 до 30 мк.  
Благодаря своим высоким физико-химическим свойствам макрофилы более резистентны к от лому, поэтому довольно целесообразно их применение для восстановления полостей подвергаемых значительному давлению.

Ситуациями, когда макрофилы могут успешно применяться, являются:

1) очень большие реставрации  коронок зубов, особенно в участках, подверженных значительному жевательному давлению;

2) большие реставрации  на передних зубах нижней челюсти;

3)пломбирование полостей 2 класса, где эстетика не имеет большого значения.

Если возникает клиническая  необходимость, можно использовать комбинацию «макрофил-микрофилл», по так называемой технике ламинирования. Согласно этой методике, основу пломбы или реставрации представляет макрофилированный композиционный материал, который затем покрывается микрофильным композитом.

         Современные восстановительные методы в терапевтической стоматологии базируются на использовании композитных материалов, обладающих хорошими физико-химическими, эстетическими свойствами и высокой адгезией к твердым тканям зуба.

 

 

 

 

 

 

2. Этапы пломбирования зубов композиционными материалами.

 

 

 Техника тотального протравливания эмали и дентина.  

 

Протравливание — это  нанесение кислоты для улучшения  адгезии. 
Цель протравливания заключается в:

1) создании в эмали пространств, обеспечивающих микроретенцию композитных материалов к зубу;

2) удалении «смазанного» слоя дентина;

3) раскрытии дентинных трубочек и растворении неорганических веществ межколлагеновых пространств.

Адгезия композита к правильно  протравленной эмали составляет в среднем 20 МПа. Этого вполне достаточно для фиксации пломб, прямых и непрямых реставраций, брекетов, фиссурных герметиков

 

Для кислотного протравливания эмали и дентина в современных  материалах в основном используются травильные гели. Перед нанесением геля поверхность эмали и дентина  высушивается. Гель наносится на поверхность  эмали, полностью покрывая её, но не захватывая дентин. Протравливание эмали продолжается в течении 20 с. (отсчёт времени после полного покрытия краёв эмали гелем). Затем гель накладывается на дентин и кисточкой распределяется по его поверхности. Экспозиция травильного геля на дентин – 10 с. протравленные поверхности тщательно промываются водой в течение 15-30 с, избегая прямого попадания водяной струи на дентин. После этого полость высушивается (избегать попадания прямой струи воздуха на дентин) до образования так называемого влажного, искрящегося дентина. Он имеет влажную поверхность и влажный вид, на нём нет избытка влаги, даёт блики при попадании на него зайчика света. Протравленная эмаль в это время становиться матовой и приобретает цвет мела. Протравленная поверхность должна оставаться сухой и чистой. Если на поверхность твёрдых тканей зубов попадает слюна, её необходимо протравить снова в течение 15-30с., хорошо промыть и высушить. Молочные зубы и зубы с высоким содержанием фтора требуют более длительного времени протравливания – до 60-90с.