Woski w stomatologii używane są już od ponad 100 lat i nadal pozostają podstawowym materiałem pomocniczym w technice dentystycznej. Materiały te są łatwe do formowania w temperaturze pokojowej, zaś woski odlewnicze po umieszczeniu w piecu spalają się bezresztkowo.Woski to organiczne polimery zawierające w swoim składzie węglowodory, a także ich pochodne: estry i alkohole. Ich masa cząsteczkowa jest niższa niż polimerów akrylowych stosowanych do wyrobu protez dentystycznych i zawiera się w grupie 400-4000 pojedynczych atomów.
Jako materiały są one odporne na wiele czynników chemicznych. Jednak najważniejsze jest zachowanie podczas podgrzewania. Możemy wyróżnić następujące fazy:
1) zmiana konsystencji z twardej i łamliwej na plastyczną, dającą się wyginać i formować,
2) zmiana zewnętrznej barwy oraz zmniejszenie plastyczności wskutek rozluźnienia wewnętrznej spoistoci wosku,
3) okres topnienia wosku.
Dużą część wosków stosowanych w stomatologii można otrzymać poddając syntezie chemicznej ropę naftową. W przypadku estrów jest to rekacja działania alkoholi na kwasy tłuszczowe. Oprócz estrów w skład wosków wchodzi wiele innych składników pochodzenia mineralnego (parafina, stearyna, ozokeryt, cerezyna, wosk mikrokrystaliczny, polietylen o niskiej masie cząsteczkowej), pochodzenia zwierzęcego (wosk pszczeli, wosk olbrot, tłuszcze zwierzęce) i pochodzenia roślinnego (wosk Karnaubla, guma arabska, wosk japoński, kalafonia, żywica Dammar).
Parafina jest mieszaniną wyższych węglowodorów nasyconych od C20H42 do C40H82. Głównym jej źródłem jest proces przeróbki ropy naftowej. Jest to biała krystaliczna substancja o temperaturze topnienia od 40-70 oC, rozpuszczalna w dwusiarczku węgla, benzynie i eterze. Ze względu na temperaturę topnienia możemy podzielić parafiny na te o niskiej temperaturze topnienia, średniej i wysokiej. Sama parafina po ogrzaniu do fazy płynnej, a potem po przejściu do fazy stałej, ma duży bo aż 7 proc. skurcz. Jej zawartość w niektórych woskach wynosi około 30-60 proc. Jest chętnie używana przez producentów głównie ze względu na niską cenę.
Stearyna jest z kolei mieszaniną kwasu stearynowego CH3(CH2)16COOH, o temperaturze topnienia 69oC, i kwasu palmitynowego CH3(CH2)14COOH, o temperaturze topnienia 62 oC. Stearynę otrzymuje się w procesie zmydlania tłuszczów. Surowiec ten jest stosowany w niewielkiej ilości, do 10 proc., w celu podwyższenia temperatury uplastycznienia, wpływa również na kruchość całego materiału. Stearyna rozpuszcza się dosyć dobrze w eterze.
Ozokryt, zwany inaczej też woskiem ziemnym, jest pochodzenia bitumicznego, może zawierać w swoim składzie do 50 proc. parafiny. Po obróbce kwasem siarkowym powstaje z niego cerezyna o temperaturze topnienia 60-80 oC, zawierająca w swoim składzie węglowodory nasycone, o ilości węgli w łańcuchu od C36-C50.
Wosk mikrokrystaliczny, podobnie jak parafina, pochodzi z przeróbki ropy naftowej. Jego budowa nie jest jednak krystalicza, dzięki czemu nawet w temparturze pokojowej daje się łatwo formować i nie pęka. Zapewnia to całej kompzycji odpowiednią elastyczność. Temparatura topnienia wynosi około 70-85oC. A skurcz podczas krzepnięcia to około 4 proc.
Wosk pszczeli pod względem chemicznym jest mieszaniną ponad 60 różnych substancji w dużej części o charakterze - estrów, głównie kwasu cerotynowego i trzech kwasów tłuszczowych (C24, C26, C28), palmitynianu micerylu C15H31COOC30H61 i kwasu cerotynowego, o temperaturze mięknięcia:.35 oC i temperaturze topnienia: 63-66 oC. Ciężar właściwy wynosi 0,96 g/cm3. Ma strukturę ziarnistą, jest rozpuszczalny w benzynie, chloroformie, estrach i gorącym alkoholu. Jest stosowany w stomatologii od najdawniejszych czasów. W czasach prehistorycznych wosk ten był używany jako materiał wypełnieniowy w ubytkach. Stosuje się dwa typy wosku pszczelego żółty i biały. Pierwszy z nich jest produktem wstępnie oczyszczonym poprzez wytopienie z plastrów, a następnie oczyszczonym z zanieczyszczeń mechanicznych i gotowany w wodzie. Wosk biały mniej pachnie miodem i jest bardziej twardy od wosku żółtego. Powstaje w wyniku działania na wosk żółty nadtlenkiem wodoru w podwyższonej temperaturze. Zawartość wosku pszczelego w woskach wynosi od 5-30 proc. Ciemniejsze zabarwienie wosku spowodowane jest domieszką kitu pszczelego oraz zanieczyszczeniami. W miarę upływu czasu wosk w plastrze zmienia barwę na ciemnożółtą, a nawet ciemnobrązową. Skurcz wosku wynosi około 6 proc.
Wosk olbrot to produkt niemalże historyczny, uzyskiwany z jam głowowych i szpiku kostnego kaszalotów, składa się głównie z palmitynianu cetylu. Ma zbliżone właściwości do wosku pszczelego, ale jest bardziej kruchy (C15H 31COOC16H33,), temperatura topnienia wynosi 45 oC. Obecnie stosowany jest jeszcze w przemyśle farmaceutycznym. Z dużego kaszalota można uzyskać nawet 2 tony oleju spermacetowego.
Wosk japoński jest tłuszczem pochodzenia roślinnego, znajdującym się wewnątrz komórek drzewa woskowego. Jest mniej lepki od wosku pszczelego, wchodzi w skład wosków wyciskowych i odlewniczych, składa się z glicerydów jedno i dwu wartościowych kwasów karboksylowych, temperatura jego topnienia wynosi 52-55 oC.
Wosk Karnaubla jest bardzo intersującym typem wosku ze względu na jego występowanie. Jest on wytwarzany w postaci szarego pyłu na powierzchni palmy brazylijskiej, ale tylko w Brazyli. Chemicznie wosk ten składa się głównie z cerotynianu mirycylu, laktydów, żywic i węglowodorów. Odznacza się dosyć wysoką temperaturą topnienia: 85oC. W kompozycjach jest wykorzystywany, jako substancja podnosząca twardość wosku. Zawartość tego składnika w woskach stomatologicznych waha się od 1-30 proc.
Kalafonia to żywica drzew iglastych. Jest to ciało stałe o barwie od jasnożółtej do ciemnobrunatnej, o charakterystycznym zapachu żywicznym. Składa się głównie z kwasu abietynowego i pimarowego. Dodawana jest do wosków w celu podniesienia ich twardości. Stosowana jest przede wszystkim w wosku odlewniczym. Z chemicznego punktu widzenia ta żywica, o pięknym zapachu, to kwas nienasycony C19H29COOH, którego temperatura topnienia wynosi: 105-135oC,
Żywica Dammar to produkt roślinny drzew tropikalnych i europejskich z rodziny drzew iglastych. Składa się z olejków eterycznych terpenów i ich pochodnych tlenowych. Temperatura mięknięcia wynosi: 75oC, a temperatura topnienia: 150oC. Stosowana jest podobnie jak kalafonia w celu polepszenia adhezji do gispu, łyżki itp.
Dodatkowo przy produkcji wosków używa się barwników, zwanych barwnikami tłuszczowymi, które łatwo rozpuszczają się w parafinie. W zależności od typu wosku stosuje się barwnik czerwony (woski modelowe, pomocnicze), zielony, niebieski (odlewnicze), żółty (wosk lepki) lub inne.
Produkcja wosków
Do produkcji wosków używana jest mało skomplikowana aparatura. I teoretycznie wydaje się, że proces ten jest bardzo prosty. Jednak rzeczywistość jest inna. Wskutek zmieniających się surowców pochodzenia naturalnego, praktycznie za każdym razem receptura produkcji jest inna. Trudno mówić o powtarzalności. Na każdym etapie produkcji musi być ścisła kontrola.
Podział wosków stomatologicznych
Ze względu na sposób wykorzystania materiały te zostały podzielone w czasopismach anglojezycznych np O’ Brien zupełnie umownie na trzy główne typy: woski typu modelowego (pattern wax), woski procesowe (processing) i wyciskowe (impression wax).
Woski typu modelowego (pattern)
Służą do modelowania (inlay, koron, licówek) w oparciu o metodę traconego wosku - zwane są potocznie woskami odlewniczymi. Woski te możemy dodatkowo podzielić w zależności od zastosowania typ I i II.Typ pierwszy to woski twarde, używane w technice bezpośredniego formowania (wkłady i nakłady). Typ drugi to woski miękkie, służące do formowania elementów, np: modeluje się z nich ciernie, klamry, siatki. Występują głównie w kolorach zielonym i niebieskim. Całkowite wyeliminowanie wosku z masy osłonowej następuje poprzez wygrzewanie przez 45 minut w temperaturze 690oC.
Na rynku można spotkać bardzo dużo wosków odlewniczych, o gotowym kształcie np. klamry, ciernie, siatki w protezach szkieletowych czy też przęsła mostów.
Cechy wosków odlewowych– wosk odlewowy musi posiadać dobrą plastyczność, stabilność oraz dużą dokładność; – powinien łatwo przyklejać się do modelu i łatwo się skrawać; – powinien zachować kształt w temperaturze pokojowej; – wszystkie substancje wosku odlewowego muszą się dokładnie spalać, nie pozostawiając żadnych zanieczyszczeń. |
Trzecim typem wosków modelowych są woski służące do formowania płyty protezy, wzorników zwarciowych, czy także rejestracji zwarcia. Występują najczęściej w kolorze różowym, w postaci płytek o grubości od 1 do 1,5 mm lub kształtem przypominajace literę U. Są stosunkowo elastyczne i dają się wyginać już w temperaturze pokojowej. Według standardów amerykańskich ADA wyróżnia się 3 typy wosków modelowych do modelowania płyt protez: miękki, średni i twardy. Wosk twardy używany jest powszechnie w krajach tropiklanych. Plastyczność w temperaturze 37oC dla wosków twardych wynosi do 40 proc., wosków średnich 60 proc., a miękkich do 80 proc.
Cechy wosku modelowego:wosk musi być dostatecznie twardy i niełamliwy oraz cechować się wysoką odpornością na pękanie; nie może ulegać w temperaturze ciała zmiękczaniu i zniekształceniu; powinien charakteryzować się niewielkim skurczem termicznym; powinien wykazywać się niewielką elastycznością i kleistością podczas ustawiania zębów. |
Podczas przewożenia wzorników zwarciowych lub protez z zębami osadzonymi w wosku, szczególnie latem, należy pamiętać, aby materiał nie został wystawiony na działanie wysokiej temperatury lub bezpośredniego działania promieni słonecznych, gdyż może to spowodować zmianę kształu całego uzupełnienia.
Woski procesowe
Do tej grupy materiałów zaliczamy woski służace do prac pomocniczych, z których nie wykonuje się kształtów uzupełnień protetycznych. Do tej szerokiej klasy materiałów zaliczamy przede wszystkim woski typu boxing, oraz lepkie do łączenia ze sobą pękniętych elementów protez akrylowych, blokowania podcieni i o różnych innych zastosowaniach. Woski typu boxing są dostępnie na rynku w postaci pasków o szerokości 5-7 cm lub prostopadłościanów (belek) o szerokości 2 X2 i długości 30 cm. Łatwo ulegają wygięciu w temperaturze pokojowej, bez pękania. Taśmy służą jako forma do podstawy podczas odlewania modelu gipsowego z wycisku. Materiał w postaci belek służy głównie do formowania pobrzeża łyżki wyciskowej.
W niektórych pracowniach można też spotkać woski typu ,,carding”, służą do unieruchomienia elementów, które są następnie lutowane. Inne typy wosków pomocniczych to np woski utrzymujące zęby akrylowe lub porcelanowe na płytce, w kolorze czerwonym, odznaczjace się bardzo dużą lepkością już w temperaturze pokojowej.
Woski wyciskowe
Materiały tego typu mają temperaturę zeszklenia wynoszącą 37 oC.Służą głównie do pobierania wycisków w przypadkach bezzębia. Jeszcze klika lat temu były dosyć powrzechnie używane do formowania części dośluzówkowej podczas sprawdzania stopnia przylegania części akrylowych do sluzówki w protezach szkieletowych. Woski te ogrzewa się do temperatury 55-60 oC (materiał staje się płynny) następnie nanosi cienką warstwą na część dośluzówkową protezy. Całość umieszcza w jamie ustnej pacjenta prosząc, aby wykonywał ruchy jak podczas wycisku czynnosciowego jak podczas rozdrabniania pokarmów. Zastygający wosk formuje pobrzeże protezy szkieletowej. Całość zabiegu ma być powtarzana dwu- trzykrotnie, za każdym razem ma być dodawana nowa warstwa wosku
Do tego typu materiałów zaliczamy też woski korekcyjne do odwzorowywania detali i przesunięcia poszczególnych regionów tkanek miękkich w wyciskach bezzębnych. Kolejnym jeszcze przykładem są woski przeznaczone do rejestracji zgryzu. Składają się z wosków i cząsteczek metali – parafina, cerezyna i wosk pszczeli. Płynność w 37o C - 100 proc.. Woski do rejstracji zgryzu mają najczęściej kształt podkowy, zaś w środku materiału, pomiędzy warstwami wosku, znajduje się cienka folia plastikowa, która zapobiega przerwaniu wosku podczas zagryzania przez pacjenta. Cząsteczki metali np. aluminium lub miedzi są odpowiedzialne za równomierne i szybkie oddawanie ciepła przez materiał (sam wosk jest bowiem dosyć dobrym izolatorem). Niewątpliwą zaletą tego typu wosków jest ich odpowiednia grubość.
Czasami do rejstracji zwarcia sa wykorzystywane woski modelowe (do wykonywania płyt protez), ale musza być to woski typu 3 czyli twarde, tak aby nie ulegly one odkształceniu. Po wyjęciu z jamy ustnej, dobrze jest na chwilę umieścić wosk w naczyniu z zimną woda, aby uległ on całkowitemu ochłodzeniu, co zapobiega jego ewentualnym odkształceniom. Podobnie jak wycisk, wosk przeznaczony do rejstracji zwarcia po wyjęciu z jamy ustnej jest materiałem skażonym, dlatego też musi być zdezynfekowany.
Właściwości fizyczne wosków
Ponieważ woski składają się z wielu składników, nie możemy podać np. ściśle zdefiniowanej temperatury mięknięcia czy topnienia, tylko pewien zakres temperatur. Dodatkowo w materiale występują substancje o charakterze krystalicznym i amorficznych. Co gorsza, woski mają największy współczynnik ekspansji termicznej ze wszystkich materiałów stosowanych w stomatologii.
Przejście ze stanu ciekłego np z temperatury 55 oC, w stan stały 23 oC powoduje skurcz większy od 1,4 proc. Dodatkowo materiały te odznaczają się zjawiskiem zwanym pamięcią kształtu. Gdy pałeczkę woskową zegniemy wpół i umieścimy w wodzie o temperaturze pokojowej, po 24 godzinach będzie ona częściowo odgięta. Odporność na zgniatanie wynosi około 1-2 Mpa. Odporność na rozciąganie też nie przedstawia się zbyt optymistycznie, wynosi około 0,5 mPa. Próbka rozciąganego wosku potrafi wydłużyć swoją długość o około 20 proc., w przypadku wosków miękkich, zanim ulegnie zerwaniu. Jedną z ważniejszych własciowości wosków jest zjawisko zwane płynięciem. Jeśli materiał podgrzejemy do odpowiedniej temperatury i jego koniec obciążymy, to może okazać się, że po pewnym czasie długość tego materiału legnie wydłużeniu. Blisko temperatury mięknięcia materiał może płynąć już pod swoim własnym ciężarem, bez dodatkowego obciążenia.
W ofercie niektórych firm można spotkać płyny do usuwania pozostałości wosków (Orange Sovent) z łyżek wyciskowych, zębów lub narzędzi. Materiał ten jest mieszaniną olejów i naturalnego środka czyszczącego, jakim jest D limonen (pochodzący ze skórek owoców cytrusowych).
Rejestracja zwarcia za pomocą płytek woskowych
|
Ogólne warunki pracy z woskiem
|
Autor: dr. Zbigniew Raszewski
Uzyskał stopień doktora na Śląskiej Akademii Medycznej w zakresie biologii medycznej oraz tytuł magistra inżyniera, w zakresie technologii chemicznej, na wydziale chemicznym Politechniki Warszawskiej.
Artykuł opublikowany w numerze 6/2015 magazynu Nowy Gabinet Stomatologiczny. Zobacz pełny spis treści.
Dowiedz się więcej - Nowy Gabinet Stomatologiczny.
Więcej ciekawych artykułów w "Nowy Gabinet Stomatologiczny" -zamów prenumeratę lub kup prenumeratę w naszym sklepie.
