Material till helproteser 

• 
• Skriv ut

Kunskapscentrum för Dentala Material har till uppgift att samla in och sprida vetenskapligt baserad kunskap om dentala materials egenskaper och användning. I kunskapsöversikten diskuteras bland annat  materialens sammansättning och användning, samt dess för- och nackdelar och eventuella biverkningar hos patienter och personal.

Innehåll

• Sammansättning och användning
• Fördelar och nackdelar
• Biologiska egenskaper
• Länkar
• Referenser
• Dokumentinformation

Alla kunskapsdokument som publiceras på Socialstyrelsens webbplats är granskade av myndighetens expertgrupp

Sammansättning och användning

Basen för dentala helproteser utgörs av syntetiska polymerer oftast polymetylmetakrylat (PMMA). I denna förankras proteständer av plast eller porslin. Porslinständer används dock sällan på grund av relativt hög vikt, tendens till spaltbildning mellan tand och basmaterial samt deras abraderande egenskaper.
Beroende av polymertyp, framställs protesen genom varmpolymerisation, genom kallpolymerisation eller genom formning under värme av termoplastiska polymerer. Dessutom har ljuspolymerisering, mikrovågspolymerisering samt tillsättning av diverse förstärkande beståndsdelar introducerats (1, 2).

Varmpolymeriserad PMMA

Konventionell PMMA. Materialet framställs av ett pulver, huvudsakligen PMMA, och en vätska, huvudsakligen metylmetakrylat (MMA) med en tvärbindare. Pulvret består av små kulor i en storlek upp till 50 µm och innehåller en sampolymer (copolymer), pigment, mjukgörare och en polymerisationsinitiator, t.ex. bensoylperoxid (BPO). Vätskan och pulvret blandas till en tjockflytande massa, så kallad akrylmassa.

Under blandningen tränger vätskan in i kulorna. Denna process underlättas av mjukgöraren, som kan vara metakrylater med långa sidokedjor, fettsyresalter eller ftalater. Kulorna expanderar då och BPO löses upp. Polymerkulorna innehåller PMMA-kedjor med molekylvikter från några få tusen- till flera miljoner enheter. En hög medelmolekylvikt eftersträvas eftersom det ger den färdiga produkten lämpliga fysiska och mekaniska egenskaper. En hög molekylvikt får man genom att använda tvärbindare (t.ex. butandiol-dimetakrylat), men en hög tvärbindningsgrad minskar å andra sidan penetreringen av MMA in i PMMA-kulorna och därmed försämras bindningen av kulorna i massan. Detta kan som nämnts avhjälpas genom tillsättning av mjukgörare, vilket i stället reducerar styvheten så att materialet blir mjukare. De två faktorerna (tvärbindare och mjukgörare) har alltså motsatt verkan och tillverkaren försöker uppnå den bästa kompromissen.

Vid protesens framställning skapas först en arbetsmodell i vax på en basplatta av termoplast eller ljushärdande plastmateriel format på en gipsmodell framställt av ca. 0,4 % expanderande gips. Protesen utformas på arbetsmodellen tillsammans med proteständerna. Efter ingjutning i kyvett ersätts basplatta och vaxet av akrylmassa. Ofta används en maskinell injektionsteknik (injection moulding) för att pressa in akrylmassan i kyvetten. Detta sker via en cylinder med kolv (formsprutning) och kolvtrycket bibehålls under polymerisationsförloppet, vilket delvis medverkar till att kompensera för polymerisationskrympningen.

Polymeriseringen sker vanligtvis i ett vattenbad där temperaturen gradvis ökas till cirka 100 °C varefter denna temperatur bibehålls i en timme eller längre. BPO i blandningen spjälkas till radikal när temperaturen når 70 °C och radikalen initierar polymeriseringen. Det är viktigt att hålla kyvetten tätt tillsluten under polymerisationsförloppet för att skapa ett övertryck (2). På så sätt undviks porositet och gropar på grund av polymerisationskrympningen. Det är dessutom viktigt att låta processen ske så pass långsamt att reaktionsvärmen inte medför att temperaturen överstiger MMA:s kokpunkt (= 100 °C vid normaltryck) eftersom detta leder till kokporositeter (vanligast där protesen är som tjockast, ex i tuberområdet).

I stället för uppvärmning i vattenbad kan mikrovågsugn användas. Polymerisationen sker då snabbt, men det går inte att använda de vanliga metallkyvetterna. I stället får man använda kyvetter av plastmaterial. Det är svårt att reglera temperaturen med mikrovågor, och detta ökar risken för kokporositeter.

Fasförstärkt PMMA. Dessa material uppstår när det under PMMA-kulornas framställning tillsätts butadien och polystyren. Härvid binds ett gummi till PMMA-kedjorna och utfälls som små partiklar. Tillsättningen hindrar spänningsinducerad spricktillväxt i materialet, eftersom sprickor har en tendens att hejdas vid kontakt med gummipartiklarna.

Fiberförstärkt PMMA. Fiber av glas, kevlar, polyetylen och kol i PMMA-material ökar slaghållfastheten och andra mekaniska egenskaper, i synnerhet när belastningsriktningen är vinkelrät mot fibrerna. Av flera orsaker, bland annat estetiska, är speciella förbehandlade glasfibrer den enda användbara produkten på marknaden (3).

Kallpolymeriserad PMMA

Det här materialet framställs av samma komponenter som varmpolymeriserad PMMA med det undantaget att vätskan (MMA) innehåller ett reduktionsmedel. Efter blandning och insprutning i kyvett enligt beskrivningen ovan reagerar reduktionsmedlet med BPO under bildandet av radikaler, och polymeriseringen sker i rumstemperatur. Polymeriseringen sker dock inte till samma grad som vid varmpolymerisering, och materialet har därför ett väsentligt större innehåll av restmonomerer jämfört med varmpolymeriserad PMMA (se vidare i avsnittet Fördelar och nackdelar).

Termoplastiska polymerer

Termoplastiska polymerer används med en teknik där polymeren smälts och under tryck injiceras i en form (kyvett) i vilken proteständerna har monterats. Formen är i princip identisk med den som används till varmpolymeriserad PMMA. En rad termoplastiska polymerer har genom åren introducerats på marknaden för att senare försvinna. (ex polystyren, polysulfoner och polyvinylestrar). Andra används i mycket liten utsträckning, t.ex. nyloner, polykarbonater och PMMA. Den sistnämnda är i detta fall ej tvärbunden och har därför sämre slaghållfasthet än varmpolymeriserad PMMA. Metakrylatbaserade proteständer retineras uteslutande mekaniskt i basen, då det inte finns någon möjlighet för sampolymerisation med protesbasmaterialet.

Formningen av termoplastiska polymerer kräver relativt höga temperaturer, och man måste därför kompensera för en relativt stor termisk kontraktion.

Uretandimetakrylater

De här materialen är sammansatta av uretandimetakrylat blandat med andra metakrylater, (eventuellt akrylater), men innehåller inte MMA. Dessutom består de av initiator för polymerisation och fyllmedel, det sistnämnda som polymerpulver och/eller finfördelat glas och amorf kiseloxid.

Det finns två typer av uretandimetakrylater. Den ena typen används vid maskinell insprutning i en kyvett följt av mikrovågs- eller varmbadspolymerisering. Risken för kokporositeter är liten eftersom monomererna som används har högre kokpunkt än MMA.

Den andra typen är ljuspolymeriserande och härdas (polymeriseras) i en speciell ljusugn. Materialen används normalt inte till helproteser eftersom deras tjocklek hindrar en ordentlig polymerisering. Därför utförs polymerisering i skikt, t.ex. för att utföra reparationer eller för att framställa partialproteser.

Fördelar och nackdelar

Undersökningar visar (4) att orsakerna till fel på helproteser är främst lossnande proteständer, brott på grund av slag (t.ex. att protesen tappas på hårt underlag) samt utmattningsbrott, speciellt gäller det sistnämnda proteser i överkäken. Att proteständer lossnar på grund av utmattning motverkar man genom att använda akrylatbaserade tänder som sampolymeriseras med en akrylatbaserad protesbas under polymerisationen. Det går inte att få någon bindning mellan tänder och protesbas med termoplastiska polymerer.

Vad gäller protesbasmaterial generellt bör krav ställas på en ändamålsenlig slag- och utmattningshållfasthet. Vidare bör basmaterialet se ut som naturlig mjukvävnad, vara lämpligt, lätt och styvt, ha en polymerstruktur som hindrar bildandet av mikrosprickor (craze sprickor), uppvisa god abrasionsresistens, ha dimensionsstabilitet under användning samt kunna utformas utan besvär och med god passform. Det ska vara kemiskt inert, vara oupplösligt och ha lämpliga biologiska egenskaper, dvs. vara icke-toxiskt och inte framkalla irritation eller allergi. Slutligen är det önskvärt med radioopacitet med tanke på möjligheten att hitta fragment av protesen i kroppen efter olycka (1).

Konventionell varmpolymeriserad PMMA

Detta material uppfyller många av ovanstående krav. Protesen är lätt och relativt billig att framställa samt har god passform, styvhet och stabilitet och ett bra utseende. Under framställningen ska det kompensera både för polymerisationskrympning och för den termiska krympningen under avkylningen efter kokningen. Det förra kompenseras av trycket i kyvetten och det senare av modellgjutning med ett expanderande gips. Detta kan ge upphov till smärre defekter eftersom kompenseringen sker på olika sätt. Dock uppges det att noggrannheten ökas med maskinell injektionsteknik (formsprutning) (5, 6). Materialet har begränsad slaghållfasthet, vilket kan förorsaka brott om protesen tappas på ett hårt underlag. Vid dålig passform, t.ex. vid resorption av processus alveolaris, kan det uppstå utmattningsbrott till följd av upprepad böjning. Vidare förekommer utmattningsbrott i fall av obalanserad ocklusion och artikulation, vid för klen dimensionering av protesbasen och när proteskanten är ojämn med risk för sprickbildning (2). Restmonomerinnehållet är cirka 0,3 procent och materialet kan därmed avge MMA som är allergent. En förlängning av tiden till tolv timmar för polymeriseringen vid 100 °C kan reducera restmonomerinnehållet till 0,07 procent (7).

Fasförstärkt PMMA

Denna typ av polymer har i förhållande till konventionell varmpolymeriserad PMMA en slaghållfasthet som är cirka 50 procent större, men styvheten är ofta reducerad (8). Om det finns risk för brott vid slag är den här typen att föredra. Brottsegheten, som är ett uttryck för hur effektivt spricktillväxt bromsas upp, är större än för konventionella material (9). Trots detta uppges en ökad risk för utmattningsbrott (3). Dock är denna egenskap ej välundersökt på grund av de tekniska svårigheterna vid mätningarna.

Fiberförstärkt PMMA

Inkorporering av silaniserade glasfibrer ökar slaghållfastheten markant (10, 11). Om fibrerna till följd av slitage exponeras kan det uppstå en ojämn och vävnadsirriterande yta, och placering av fibrer tätt på ytan kan ge ett otillfredsställande estetiskt resultat.

Mikrovågspolymeriserad PMMA

Fördelen med mikrovågspolymerisering är besparingen i tid under framställningen samt något bättre mekaniska egenskaper i förhållande till material som varmpolymeriseras i vattenbad (12). Bland nackdelarna kan nämnas risken för större porositeter (13, 14, 15) i förhållande till varmbadspolymeriserad PMMA, eftersom det är svårare att reglera temperaturen med mikrovågor än med vattenbad. Porositeter uppstår som tidigare nämts när temperaturen under polymeriseringen överstiger MMA:s kokpunkt.

Kallpolymeriserad PMMA

Med det här materialet framställs protesen lätt och snabbt i rumstemperatur. Man behöver alltså inte kompensera för termisk krympning, vilket ger bättre passform i jämförelse med varmpolymeriserad PMMA. Materialet har dock en rad andra svagheter. Således är det mindre dimensionsstabilt p.g.a. större "creep" (tidsberoende plastisk deformation) och lägre styvhet. Vidare har det en tendens till sämre färgstabilitet och plasttänderna förankras i en del fall ofullständigt i protesbasen till följd av vaxrester från modelleringen. Materialet avger mer MMA än vad som avges från varmpolymeriserad PMMA och kan ha ett restmonomerinnehåll på upp till 5 % (7). Den mer ofullständiga polymerisationen betyder att kallpolymeriserad PMMA har sämre hållfasthetsegenskaper än varmpolymeriserad PMMA, och i synnerhet är utmattningshållfastheten väsentligt sämre (16, 17).

Termoplastiska polymerer

Materialen har den fördelen att de i praktiken inte avger monomerer och har mekaniska hållfasthetsegenskaper som för vissa är större och för andra är mindre än för de varmpolymeriserade PMMA-materialen (18, 19). Emellertid har de flera nackdelar på grund av svårigheter vid framställningen, bland annat är det svårt att få kyvetten helt fylld och utan porositeter. Polykarbonater inneslutna i en form kan explodera vid för hög uppvärmning och om formen innehåller fukt. Det finns dessutom en benägenhet till depolymerisering på grund av den relativt höga temperaturen som är nödvändig för att få dem att smälta. Den höga temperaturen resulterar vidare i en relativt stor termisk kontraktion under avkylningen som det kan vara svårt att kompensera för. Därtill är det svårt att rebasera materialen och några (särskilt nylon) är svåra att polera och uppvisar missfärgning (5). Polykarbonater visar i en undersökning (20) lägre utmattningshållfasthet i jämförelse med PMMA-material. Termoplastiska material används därför sällan.

Uretandimetakrylater

Fördelarna med de mikrovågspolymeriserade uretandimetakrylater är snabb framställning samt egenskaper som är jämförbara med dem hos varmpolymeriserad PMMA (14). Material av den här typen marknadsförs som MMA-fria, men är inte fria från frisättning av andra allergena beståndsdelar (21). Frisättningen av dessa är dock mindre än MMA-frisättningen från konventionell PMMA.

Biologiska egenskaper

Patientreaktioner. Somliga patienter upplever biverkningar av helproteser i form av diverse typer av slemhinnereaktioner. Orsakerna till de här reaktionerna är
a) proteser med ojämn yta eller dålig passform
b) förekomst av infektioner, särskilt svamp, på ytor mot slemhinnor
c) i enstaka fall allergiska eller irritativa reaktioner till följd av frisättning av monomerer och andra oreagerade substanser.

Trots att monomerreaktioner hos patienter är sällan förekommande (23, 24, 25) har det ofta en framträdande plats i vägledningar för val av protesmaterial. Om man misstänker att en helprotes förorsakar en allergisk reaktion bör en dermatolog undersöka saken. Bekräftas misstanken kan man byta till ett annat material med lågt eller inget innehåll av den aktuella allergenen. Till exempel: grundligt polymeriserade PMMA-material (7), varmpolymeriserade uretandimetakrylater eller termoplastiska material (25). För PMMA-material gäller ofta att de inom några få veckor inte längre avger substanser i sådana mängder att en allergisk reaktion kan fortgå. Att lägga protesen i vatten, eventuellt vid förhöjd temperatur, kan därför i en del fall avhjälpa problemet (26). Av säkerhetsskäl bör materialet inte vara färgat med kadmiumsulfid eller kadmiumselenid.

Användarreaktioner. Tandläkare, tandsköterskor och tandtekniker kommer i kontakt med materialen i opolymeriserat tillstånd och förekomsten av allergi/irritation från monomera beståndsdelar, initiatorer med mera är därför större i denna grupp än bland patienterna. Det beräknas (27, 28) att cirka en procent av tandläkarna i Skandinavien lider av plastallergi (kontaktallergi) och att andelen är större bland tandtekniker (29, 30). Skyddshandskar ger ett visst skydd, men för en del handsktyper är effekten kortvarig (24). För tandtekniker som arbetar med relativt stora mängder MMA ska det finnas tillfredsställande utsugningsanordningar, eftersom det finns risk för luftvägsirritation och hjärnskador vid inandning av MMA. Dessutom medför arbete med MMA risk för att exponeras för formaldehyd (31). Detta bildas dels ovanför kärl med MMA vid kontakt med luftens syre, dels vid oxidation under torrslipning av PMMA. Formaldehyd kan både vara allergi- och cancerframkallande.

Sammanfattning

Generellt är varmpolymeriserade PMMA-material att föredra. Finns det behov för god slaghållfasthet på bekostnad av en mindre reduktion av styvheten kan de fasförstärkta materialen användas. Patienter med protesinducerad allergi är sällan förekommande. I sådana fall kan välpolymeriserade PMMA-material, uretandimetakrylatmaterial eller termoplastiska material användas. Användarna, speciellt tandtekniker, bör skydda sig mot direktkontakt med materialen.

Länkar

PubMed

Referenser

1. O'Brien WJ: Dental Materials and Their Selection, 3rd ed. Chicago 2002; 74-89.
2. Munksgaard EC, Asmussen E, Peutzfeldt A.: Protesebasismaterialer. Odontologisk Boghandels forlag. København 1998.
3. Jagger DC, Harrison A, Jandt KD. An investigation of self-reinforced poly(methyl methacrylate) denture base acrylic resin using scanning electron and atomic force microscopy. Int J Prosthodont. 2000;13:526-31.
4. Darbar UR, Huggett R, Harrison A. Denture fracture - a survey. Br Dent J. 1994 7;176:342-5.
5. Parvizi A, Lindquist T, Schneider R, Williamson D, Boyer D, Dawson DV. Comparison of the dimensional accuracy of injection-molded denture base materials to that of conventional pressure-pack acrylic resin. J Prosthodont. 2004;13:83-9.
6. Anderson GC, Schulte JK, Arnold TG. Dimensional stability of injection and conventional processing of denture base acrylic resin. J Prosthet Dent. 1988;60:394-8.
7. Vallittu PK, Ruyter IE, Buykuilmaz S. Effect of polymerization temperature and time on the residual monomer content of denture base polymers. Eur J Oral Sci. 1998;106:588-93.
8. Jagger DC, Jagger RG, Allen SM, Harrison A. An investigation into the transverse and impact strength of "high strength" denture base acrylic resins. J Oral Rehabil. 2002;29:263-7.
9. Zappini G, Kammann A, Wachter W. Comparison of fracture tests of denture base materials. J Prosthet Dent. 2003;90:578-85.
10. Kim SH, Watts DC. Effect of glass-fiber reinforcement and water storage on fracture toughness (KIC) of polymer-based provisional crown and FPD materials. Int J Prosthodont. 2004;17:318-22.
11. Chen SY, Liang WM, Yen PS. Reinforcement of acrylic denture base resin by incorporation of various fibers. J Biomed Mater Res. 2001;58:203-8.
12. Phoenix RD, Mansueto MA, Ackerman NA, Jones RE. Evaluation of mechanical and thermal properties of commonly used denture base resins. J Prosthodont. 2004;13:17-27.
13. Yannikakis S, Zissis A, Polyzois G, Andreopoulos A. Evaluation of porosity in microwave-processed acrylic resin using a photographic method. J Prosthet Dent. 2002;87:613-9.
14. Smith LT, Powers JM, Ladd D. Mechanical properties of new denture resins polymerized by visible light, heat, and microwave energy. Int J Prosthodont. 1992;5:315-20.
15. al Doori D, Huggett R, Bates JF, Brooks SC. A comparison of denture base acrylic resins polymerized by microwave irradiation and by conventional water bath curing systems. Dent Mater. 1988;4:25-32.
16. Kelly EK. Flexure fatigue resistance of heat-curing and cold-curing polymethyl methacrylate. J Am Dent Assoc. 1967;74:1273-6.
17. Fujii K. Fatigue properties of acrylic denture base resins. Dent Mater J. 1989;8:243-59.
18. Stafford GD, Huggett R, MacGregor AR, Graham J. The use of nylon as a denture-base material. J Dent. 1986;14:18-22.
19. Yunus N, Rashid AA, Azmi LL, Abu-Hassan MI. Some flexural properties of a nylon denture base polymer. J Oral Rehabil. 2005;32:65-71.
20. Stafford GD, Smith DC. Flexural fatigue tests of some denture base polymers. Br Dent J. 1970;128:442-5.
21. Boeckler AHWF. Dibenzoylperoxid als potentielles Allergen in Protesenkunststoffen. Dissertation. Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg 2003.
22. Tanoue N, Nagano K, Matsumura H. Use of a light-polymerized composite removable partial denture base for a patient hypersensitive to poly(methyl methacrylate), polysulfone, and polycarbonate: a clinical report. J Prosthet Dent. 2005;93:17-20.
23. Munksgaard EC, Knudsen BB. Allergiske og irritative reaktioner på plastmaterialer. I: Odontologi '98 (P. Holmstrup, Ed.) Munksgaard: København 1998 pp. 165-178.
24. Munksgaard EC: Beskytter handsker mod plastallergi? I: Odontologi '05 (P. Holmstrup, Ed.) Munksgaard: København 2005, pp 83-95.
25. Koutis D, Freeman S. Allergic contact stomatitis caused by acrylic monomer in a denture. Australas J Dermatol. 2001;42:203-6. Review.
26. Vallittu PK, Miettinen V, Alakuijala P. Residual monomer content and its release into water from denture base materials. Dent Mater. 1995;11:338-42.
27. Munksgaard EC, Hansen EK, Engen T, Holm U. Self-reported occupational dermatological reactions among Danish dentists. Eur J Oral Sci. 1996;104:396-402.
28. Wallenhammar LM, Örtengren U, Andreasson H, Barregård L, Björkner B, Karlsson S, Wrangsjö K, Meding B. Contact allergy and hand eczema in Swedish dentists. Contact Dermatitis. 2000;43:192-9.
29. Mürer AJ, Poulsen OM, Tuchsen F, Roed-Petersen J. Rapid increase in skin problems among dental technician trainees working with acrylates. Contact Dermatitis. 1995;33:106-11.
30. Mürer AJ, Poulsen OM, Roed-Petersen J, Tuchsen F. Skin problems among Danish dental technicians. A cross-sectional study. Contact Dermatitis. 1995;33:42-7.
31. Ruyter IE. Release of formaldehyde from denture base polymers. Acta Odontol Scand. 1980;38:17-27.

Dokumentinformation

Rekommendationer

Sammanfattning