Применение атмосферной плазмы в зуботехнической лаборатории

В практическом исследовании Arbnor Saraci, Lukas Wichnalek и Norbert Wichnalek из ZahntechnikWichnalek в г. Аугсбург рассказывают об опыте использования холодной атмосферной плазмы в зуботехнической лаборатории. Лаборатория специализируется на изготовлении неметаллических зубных протезов.

Norbert Wichnalek уделяет особое внимание качеству изготовления зубных протезов и их чистоте. Здесь на первый план выходит технология плазменной обработки. В лаборатории Zahntechnik Wichnalek она используется каждый день уже 6 лет. Это непревзойденный и эффективный способ подготовки поверхности. Например, обработка в течение всего 30 секунд во время предварительной подготовки зубного протеза перед покрытием или приклейкой существенно влияет на повышение его качества. И позволяет быть уверенным в финальной очистке во время всех работ с протезами.

Специалисты лаборатории используют компактный генератор холодной атмосферной плазмы Piezobrush PZ3, производства Relyon Plasma. Температура обработки ниже 50 оС. Плазменная обработка активирует поверхность, повышая поверхностную энергию и смачиваемость. Это особенно важно, когда пластики с высокими эксплуатационными характеристиками, такие как PEEK, соединяются с композитами или PMMA пластиками. Другой пример - покрытие керамики.

Кроме активации поверхности, плазма очищает зубные протезы от загрязнений, невидимых человеческим глазом. Для Arbnor Saraci преимущества очевидны: «Спасибо плазменной обработке, нет больше необходимости использовать мокрую химию и длительную механическую обработку. Обработка плазмой – экологичная технология для контролируемой, эффективной и экономичной подготовки поверхностей, стерильной ультратонкой очистки».
Индивидуальный подбор цвета зубных протезов

Обработка плазмой применяется и при подборе цвета зубных протезов. Глянцевые полированные поверхности циркония, керамики, кремнекислого лития, композитов или PMMA трудно смачиваются. Поэтому жидкости, применяемые для окрашивания, отталкиваются поверхностью. Цветные пигменты, содержащиеся в них, накапливаются в случайных областях протезов, что приводит к их неравномерной окраске. Плазменная обработка делает поверхности легко смачиваемыми. После нее протез полностью и равномерно смачивается жидкостью, формируется его равномерный цвет.

«Благодаря обработке плазмой мы получаем высокую чистоту и смачиваемость изделий, связь между материалами прочнее. Обработка поверхности безопасна и хорошо воспроизводима», - заявляет Lukas Wichnalek.
Обработка импланта плазмой перед окрашиванием
Окклюзионная шина с жесткой основой из поликарбоната и мягким прикусным валиком из силикона

В зуботехнической лаборатории Norbert Wichnalek и его команда производят подогнанные окклюзионные шины с эластичной сердцевиной. Требования к материалам, прочности и качеству крайне высокие. Используемые материалы должны быть на 100% устойчивыми к влаге и изменению уровня pH в ротовой полости. Должны выдерживать резкие изменения температуры от очень холодной до горячей. Более того, возможно приложение высокого давления, до 480 кг/кв.см. Это происходит при сжимании челюсти. Также, на окклюзионную шину действуют скручивающие силы.

В нижней окклюзионной шине с эластичным прикусным валиком твердая основа изготавливается из поликарбоната, а противостоящие прикусные валики из силикона с твердостью по Шору 50. Получается, два совершенно разных по физическим свойствам материала должны соединяться друг с другом.

В лаборатории заготовка из поликарбоната обрабатывалась атмосферной плазмой с одной стороны в течение 30 сек с целью исследования адгезии. После обработки плазмой клей на основе метилметакрилата и этилацетата наносился с обеих сторон. Затем накладывался прозрачный силикон, отверждаемый по реакции полиприсоединения и одобренный для применения в стоматологии. Чтобы симулировать реальные условия в ротовой полости далее проводились испытания на усталостную прочность. Заготовка погружалась 50 раз в кипящую воду, затем в воду со льдом.
Рис. 1 Плазменная обработка заготовок из поликарбоната с последующим испытанием на усталостную прочность
Испытания на отрыв показали, что композит поликарбонат - клей - силикон намного прочнее после проведенной плазменной обработки. На образцах не обработанных плазмой при испытании на отрыв произошло адгезионное разрушение между поликарбонатом и силиконом. Это означает, что силикон отсоединился от поликарбоната. На стороне заготовки, которая подвергалась плазменной обработке, силикон частично отломался только после приложения большого усилия.
Рис. 2 Испытание на отрыв силиконовой массы от тестового образца. На правом изображении верхняя часть – с обработкой плазмой, нижняя часть – без обработки
Как правило, для создания связи между силиконом и поликарбонатом при изготовлении окклюзионной шины проводят шлифовку углублений, в которые потом наносится силикон. Для придания шероховатости используют грубый алмазный абразив. Затем наносят необходимый клей и после силикон.
Рис. 3 Подготовка окклюзионной шины. Слева направо: придание шероховатости алмазным абразивом , нанесение клея и нанесение силикона
Плазменная обработка генератором PiezobrushPZ3

Для обеспечения более прочного соединения после придания шероховатости, изделия обрабатываются генератором атмосферной плазмы Piezobrush PZ3 в течение 30 сек. Это позволяет активировать поверхность и повысить ее смачиваемость клеем. Также, плазменная обработка способствует проникновению клея в мелкие канавки материала.

Благодаря обработке плазмой силикон распределяется равномерно без формирования пустот. Это обеспечивает максимально прочное соединение между поликарбонатом и силиконом. Чтобы отсоединить силикон потребуется приложить существенное усилие и приведет к частично когезионному разрушению силикона, а не к адгезионному.

Рис. 4 Обработка изделия плазмой в зуботехнической лаборатории
Рис. 5 Окклюзионная шина с силиконовым валиком
Для соответствия стандартам самого высокого качества окклюзионные шины, производства лаборатории Zahntechnik Wichnalek, перед отправкой пациенту дезинфицируются плазмой и помещаются в стерильную одноразовую упаковку.
Рис. 6 Плазменная дезинфекция изделия и упаковка
Сравнение атмосферной плазмы и вакуумной плазмы

В лаборатории используются обе плазменные технологии. Преимущества плазмы атмосферного давления очевидны: «Мы быстро поняли, что генератор Piezobrush PZ3 имеет несколько преимуществ перед вакуумными плазменными установками. PZ3 всегда готов к работе, компактный и удобный. Стоимость Piezobrush PZ3 существенно ниже, также как стоимость его эксплуатации и технического обслуживания, поскольку нет необходимости внешней подачи газа», - рассказывают специалисты Zahntechnik Wichnalek.


Лаборатория Zahntechnik Wichnalek

Norbert Wichnalek
Hochfeldstrasse 62
86159 Augsburg

Тел: 0049 (0)821 571212
Факс: 0049 (0)821 5892553
Email: info@wichnalek-dl.de
Web: https://wichnalek-dl.de/