Медицинский гипс: способы применения и свойства. История гипсовой повязки Плюсы и минусы гипсовой повязки

Гипс, или гидросульфат кальция – это минерал, широко используемый в строительстве, медицине и скульптурном литье. В готовом виде он представляет собой порошок, который смешивается с водой, после чего постепенно высыхает, приобретая высокую жесткость. Его цвет может быть белым, серым или с оттенками бурого, розового, желтого или красного. Твердость минерала по шкале Мооса 2 балла.

Добыча гипса

Минерал встречается в виде вкраплений в осадочные породы. Его частицы представлены в виде чешуйчатых или мелкозернистых масс. Его залежи обычно встречаются в глинистых осадочных породах. Внешне они напоминают мрамор. Минерал добывают шахтным способом. Подземные залежи откалывают от общей массы точечными взрывами. Добытый гипсовый камень доставляется на поверхность, после чего размалывается в порошок. Изначально он имеет повышенную влажность, поэтому осуществляется его первичная просушка, а в дальнейшем выпекание на протяжении нескольких часов. Выходящий из печи гипс уже полностью готов к использованию.

Технологический процесс может включать дополнительные способы очистки состава от примесей, что зависит от применяемого сырья. Если требуется производство гипса для медицинских целей, то он очищается более качественно для повышения связующих свойств.

Преимущества гипса как материала

Гипс обладает рядом достоинств, которые позволяют ему значительно превосходить подавляющее большинство прочих материалов, применяемых в строительстве, а также других сферах.

К неоспоримым его преимуществам можно отнести:

Небольшой вес.
Легкое смешивание при приготовлении растворов.
Быстрое застывание.
Короткий период высыхания.
Умеренная твердость.

К безусловным преимуществам гипса относится возможность его легкой шлифовки. Благодаря этому можно поправить форму сделанного из него изделия. В зависимости от предмета или поверхности это можно делать , или специальной .

Перечисленные свойства, являющиеся преимуществами материала, могут отличаться в зависимости от степени помола, очистки и наличия пластификаторов. Его принято классифицировать по степени сжатия. По данному критерию существует 12 видов гипса. Данный показатель измеряет в количество килограмм на сантиметр квадратный, которые необходимо приложить, чтобы провести разрушение материала. Число в номенклатурном наименовании обозначает данное количество килограмм. К примеру гипс с маркировкой 5 имеет верхнюю точку сжатия 5 кг/см².

Где применяется гипс

Существует 3 основных направления применения данного материала:

Медицина.
Скульптура.
Строительство.

Медицинское использование

Очищенный порошок гипса используется для создания бандажа для блокировки конечностей, что необходимо для срастания сломанных костей. Для этого его разводят в воде, готовя жидкий раствор. В нем вымачиваются бинты, которыми и делается перевязка. После застывания армированный бинтами раствор приобретает жесткость, полностью защищая загипсованную конечность от нежелательного воздействия.

Для медицинских целей применяется только мелкий помол гипса, обеспечивающий высокую монолитность после схватывания. Помимо применения для лечения переломов он также используется в стоматологии. С его помощью делаются слепки зубов для дальнейшего изготовления имплантов. С появлением более современных не пачкающих материалов данный способ отходит в прошлое.

Гипс в скульптуре

Использование гипса нашло свое применение в художественном творчестве, в частности создании скульптур. Для этой цели используется высококачественный помол без примесей, подобный тому, что и в медицине. Существует два способа его применения. Первый предусматривает вырезание произведений из крупных гипсовых камней, а второй обыкновенное литье. Резьба по гипсу уже практически не применяется, поскольку получаемые произведения имеют внешние дефекты, что обусловлено неоднородностью природного материала. Кроме того такой способ производства требует большого мастерства и существенных временных затрат. Гораздо проще заливать гипсовый раствор в формы. Он достаточно быстро застывает, благодаря чему имея литьевую форму такое производство можно поставить на поток.

Гипсовые изделия далеко не вечны, ведь их твердость по шкале Мооса всего 2 балла, что конечно меньше чем бетона, набирающего 4-5 баллов. При механическом воздействии он разрушается. Все же к достоинствам гипса можно отнести ремонтопригодность, ведь изделия из него могут склеиваться, а получаемые швы легко затираются наждачной шкуркой. После шлифовки дефекты при достаточном мастерстве можно полностью скрыть.

Строительное использование

Чаще всего гипс применяют для создания штукатурок. В отличие от цементных или известковых составов, они обладают более удобной консистенцией для работы. При средней температуре +20° продолжительность высыхания таких штукатурок всего 7 дней. За это время они полностью набирают свою прочность, что в 4 раза скорее, чем в случае с бетоном.

Из гипса изготовляют и шпаклевки. В них применяется более мелкая фракция помола чем в штукатурках, благодаря этому получаемая в результате поверхность обладает высокой гладкостью. Это особенно важно если требуется проведение поклейки обоев, а тем более окраски.

Из гипса льются декоративные изделия для отделки. Из него изготовляют:

Стеновые 3D панели.
Стеновую плитку.
Лепнину.
Багеты.
Колонны.
Пилястры.
Молдинги.
Орнаменты.
Дизайнерские розетки.

Подавляющее большинство гипса производимого для строительных целей используется для изготовления гипсокартона. Он применяется в качестве ровного основания для быстрого возведения межкомнатных перегородок и подвесных потолков. Также с помощью гипсокартона осуществляется выравнивание большой кривизны стен.

Использование гипса для создания элементов декора

Гипсовый порошок отличный материал для производства украшений интерьера. Чаще всего из него делают стеновые 3D панели, а также различные изделия для имитации античной архитектуры. С появлением полиуретана такие предметы интерьера начали делать из него, но гипс по-прежнему остается доступным материалом, который используют при желании сделать подобные украшения своими руками. Для этого в продаже по вполне умеренным ценам предлагаются 3D формы из пластика или силикона для проведения литья. При их использовании применяются чистые составы гипса. В идеале подходит скульптурная разновидность, но ее стоимость слишком высока, что экономически невыгодно. Более удачным выбором будет использование зернистого гипса, продаваемого в магазинах под названием алебастр.

Для производства алебастр разбавляется водой в равных пропорциях. Получаемый жидкий состав заливается в форму, после чего она встряхивается для обеспечения выхода пузырьков воздуха. Лучше всего ее устанавливать на вибрационный станок. Его наличие позволяет готовить раствор с меньшим добавлением воды, что в дальнейшем положительно повлияет на прочность. Форма оставляется до момента схватывания алебастра. Обычно в летнее время для этого достаточно 25-30 минут. После извлечения из нее изделия оно уставляется для просыхания, а форма может использоваться повторно необходимое количество раз.

Поскольку обычно глубина формы около 20-25 мм, то при температуре воздуха в +20° полное высыхание литья занимает около 3 суток. После этого изделие может использоваться по предназначению.

При использовании форм их нужно смазывать, чтобы обеспечить нормальный выход литья. Это можно делать техническим вазелином, но проще и дешевле всего применять обыкновенное рафинированное подсолнечное масло.

Особенности работы с гипсовыми штукатурками

Штукатурки на основе гипса могут применяться для нанесения на минеральные поверхности. В первую очередь они подходят для покрытия стен из кирпича, бетона, газобетона, керамзитобетона и т.д. Также они используются для выравнивания потолков.

Хотя штукатурки и шпаклевки на основе гипса и обладают хорошей адгезией, подготовка поверхности с нанесением грунтовки глубокого проникновения обязательна. Это позволяет создать непроницаемую пленку между основанием и гипсом, препятствующую отдачи влаги стене или потолку. Благодаря этому гарантируется, что на период высыхания штукатурка будет иметь достаточно воды для нормального течения химической реакции кристаллизации между смешанным помолом гипса. В дальнейшем это обеспечит более высокую твердость материала и устойчивость к механическим повреждениям.

Обычно гипсовую штукатурку можно наносить на поверхность с толщиной слоя от 0,5 до 3 см. Отдельные производители предлагают гипсовые смеси с добавлением особых пластификаторов и прочих примесей, благодаря чему вполне возможно оштукатуривание с большой толщиной слоя.

Для штукатурки на основе гипса характерно менее выраженное сползание материала. Благодаря этому они нуждаются в меньшем количестве подрезок наплывов. Все это способствует более высокой производительности труда при их применении.

Гипс легко впитывающий влагу материал, потому штукатурки и шпаклевки на его основе малопригодны для использования в ванных комнатах. В условиях повышенной влажности возможность разрушения слоя многократно увеличивается. Для решения данной проблемы выпускаются специальные влагозащитные полимерные составы, но даже с их использованием, все равно надежнее цементные штукатурки.

Делятся на пять классов, в соответствии с их назначением и твердостью:

Гипс для оттисков - Мягкий и податливый низкотвердый гипс. Используется для получения частичных и полных оттисков, в том числе и с челюстей без зубов. Такой гипс быстро твердеет и обладает наименьшим расширением.
Медицинский гипс - Алебастровый гипс обычной твердости. Этот вид материала подходит для изготовления диагностических анатомических моделей, а также моделей, используемых для планирования ортопедической конструкции. Гипс этого класса относят к вспомогательным материалам, так как модель из него имеет недостаточный показатель прочности. Таким образом, гипс для оттисков и медицинский стоматологический гипс используются только в технических целях, но не для изготовления рабочих моделей.
Высокопрочный гипс для моделей - Класс твердых гипсов. Применяется для изготовления съемных протезов как всего зубного ряда, так и замещающих отсутствующую часть зубов, для изготовления основы несъемных разборных протезов и других изделий этого ряда. В отличие от обычного медицинского гипса, материал этого класса обладает достаточно высокими показателями прочности.
Сверхпрочный гипс для моделей с низким показателем расширения - Гипс с наибольшими показателями прочности, отлично подходит для изготовления разборных мастер-моделей и выполнения комбинированных работ.
Сверхпрочный гипс для моделей с регулируемым показателем расширения - Достаточно редкая разновидность, предназначенная для изготовления моделей, требующих особо высокой точности.

Для успешного выполнения стоматолого-ортопедических и зуботехнических работ с применением стоматологических гипсов важно помнить определенные правила их использования:

Стоматологические гипсы необходимо хранить в сухом месте.
Емкости для хранения гипсов должны очищаться перед каждым новым заполнением.
Приборы и принадлежности, используемые при работе со стоматологическими гипсами, должны быть чистыми, не содержать остатков ранее использованного гипса.
Одна порция гипса должна составлять количество, необходимое для заполнения не более чем двух-трех оттисков.
Недопустимо применение любых ускорителей застывания. В случае необходимости нужно использовать быстротвердеющий гипс или увеличить время замешивания на несколько секунд.
Для получения заданного расширения гипса необходимо очень точно соблюдать соотношение гипса и воды.
Вода и гипсовый порошок должны иметь температуру 19-21 °С.
Порошок необходимо медленно засыпать в воду, после чего дать ему погрузиться в нее, - и только после этого приступить к замешиванию шпателем.
Машинное замешивание не должно превышать 30 секунд, ручное - одну минуту.
Смесь должна выливаться в форму сразу же после замешивания. Недопустимо пытаться увеличить время заливки путем вибрации или добавления воды.
Вынимать гипсовую модель из оттиска можно только тогда, когда температура модели понизится.

Следование этим указаниям позволит проводить любые стоматологические работы с использованием гипса комфортно, быстро, экономично.

На базе кафедры ортопедической стоматологии Воронежской Государственной Медицинской Академии был проведен сравнительный анализ стоматологических гипсов, задача которого - оценить основные характеристики наиболее распространенных марок гипсовых вяжущих.

Для проведения анализа были отобраны высокопрочные и сверхпрочные стоматологические гипсы. Испытания проходили согласно ГОСТ Р51887-2002.

В результате исследования были установлены параметры, определяющие качество стоматологического гипса, обеспечивающие изготовление протезов, обладающих высокими функциональными и эстетическими свойствами.

Водопотребление. В теории, необходимое количество воды для перевода полугидрата в двугидрат - 18,6% от общей массы вяжущего. Но на практике для обеспечения требуемой подвижности гипсового теста расходуется гораздо больше: таким образом, гипсовое тесто обладает своей собственной водопотребностью.

Водопотребность – это наименьшее количество воды, требуемое для получения заданной консистенции раствора. Избыточная вода испаряется из образовавшегося , оставляя в нем поры, которые способны значительно снизить прочность модели. Следовательно, необходимо стремиться точно отмеривать воду для получения идеальной консистенции.

Во время твердения происходит гидратация полуводного гипса (реакция присоединения воды к полугидрату), при которой выделяется 29 кДж теплоты на килограмм полугидрата. Процесс твердения происходит постепенно. Полуводный гипс образует с водой пересыщенный раствор, из которого и выделяется двугидрат. Образование большого количества частиц двугидрата приводит к тому, что гипсовая смесь уплотняется и загустевает, что служит началом ее схватывания.

Прочность готового изделия зависит от многих факторов: чистоты сырья (гипсового порошка), его структуры, способов его обработки, состава и количества модифицирующих добавок. Предел прочности измеряется в мегапаскалях: 1 МПа = 10 кгс/см2.

Непосредственные испытания в рамках зуботехнической лаборатории показали, что наиболее качественные виды гипса демонстрируют высокую устойчивость на шпателе и жидкотекучую консистенцию на вибростоле, что позволяет максимизировать количество беспористых заливок с одного замешивания.

Модели, полученные из качественных гипсовых вяжущих, устойчивы к появлению сколов, прекрасно повторяют моделируемую поверхность, хорошо полируются, шлифуются и распиливаются, а при обработке столбика границы препаровки не повреждаются. Высокое качество гипсового сырья исключает отламывание кромок при извлечении модели из оттиска, обеспечивая наилучший результат моделирования.

Изготовления моделей зубного ряда из гипса:

В травматологии и ортопедии для иммобилизации применяют отвердевающие повязки. В качестве отвердевающих повязок используют различные средства и материалы.

Гипс отвердевает значительно быстрее других материалов, поэтому применяется чаще. Большая заслуга в совершенствовании гипсовой повязки и применении ее при переломах принадлежит замечательному русскому хирургу Н. И. Пирогову, который еще в Крымскую войну 1854-1856 гг. широко применял ее у раненых с огнестрельными переломами.

Что такое гипс, качество медицинского гипса

Гипс - это порошок сернокислого кальция, прокаленный при температуре не выше 140°. Формула гипса после обжига в связи с потерей воды: 2CaSO4-H2O. Хранить гипс следует в закрытой посуде в сухом месте, так как отсыревший твердеет очень медленно.

Медицинский гипс должен быть белого цвета, пудрообразный, мягкий на ощупь, без комков, должен быстро отвердевать (через 5-10 минут) и быть прочным в изделиях.

Качество гипса лучше всего определить лабораторным путем. Если этой возможности нет, пользуются практическими пробами.

Проба 1. Зажимают гипс в кулак. Значительная часть гипса легко проникает через межпальцевые щели, и в зажатом кулаке остается только часть гипса. После разжатия кулака гипс хорошего качества рассыпается. Если на ладони остается опрессованныи ком гипса, значит он увлажнен.

Проба 2. Нагипсованный лонгет из 2-3 слоев накладывают на предплечье или на кисть. При хорошем качестве гипса отвердевание происходит в течение 5- 7 минут. После снятия лонгет не крошится и сохраняет приданную ему форму.

Проба 3. Замешивают кашицу из 5 частей гипса и 3 частей воды и оставляют на 5-10 минут. За это время хороший гипс должен отвердеть. Если надавить на отвердевшую массу пальцем, то гипс не распадается и на поверхности его не выступает влага. Хороший гипс после отвердевания разламывается на несколько кусочков. Плохого качества гипс разминается с выделением влаги.

Проба 4. Две ложки гипса смешивают с таким же количеством воды; из полученной гипсовой кашицы скатывают шарик. Когда он затвердеет, его бросают на пол с высоты 1 м. Шарик из доброкачественного гипса не разобьется. Шарик из недоброкачественного гипса рассыпается.

А вы говорите: поскользнулся, упал. Закрытый перелом! Потерял сознание, очнулся — гипс. (к\ф «Бриллиантовая рука»)

С древних времен, чтобы сохранить неподвижность в области перелома, иммобилизовать поврежденные отломки костей применялись различные материалы. Сам факт того, что кости намного лучше срастаются, если придать им неподвижность друг относительно друга, был очевиден еще первобытным людям. Подавляющее большинство переломов заживет без какой-либо необходимости в операции, если сломанная кость правильно сопоставлена и зафиксирована (иммобилизована). Очевидно, что в ту стародавнюю пору стандартным методом лечения переломов была иммобилизация (ограничение подвижности). А чем в те времена, на заре истории можно зафиксировать сломанную кость? Согласно дошедшему до наших дней тексту из папируса Эдвина Смита (1600 г до нашей эры), в применялись затвердевающие бинты, вероятно полученные из бинтов, применяемых при бальзамировании. Также при раскопках гробниц пятой династии (2494-2345 годах до нашей эры) Эдвин Смит описывает два набора шин для иммобилизации. До появления первой гипсовой повязки было очень далеко…
Подробные рекомендации по лечению переломов даны в «Гиппократовом сборнике». В трактатах «О переломах» и «О суставах» дана техника вправления суставов, устранение деформации конечностей при переломах, и, конечно же, методы иммобилизации. Применялись отвердевающие повязки из смеси воска и смолы (кстати, метод был очень популярен не только в Греции), а также шины из «толстой кожи и свинца».
Более поздние описание методов фиксации сломанных конечностей , в 10 веке н.э. Талантливый хирург из Кордовского Халифата (территория современной Испании) предлагал для создания плотной фиксирующей повязки применять как смесь глины, так и муки и яичного белка. Это были материалы, которые наряду с крахмалом применялись повсеместно вплоть до начала 19 века и технически претерпевали лишь незначительные изменения. Интересно другое. Почему для этого не применяли гипс? История гипсовой повязки, именно такой, какую мы ее знаем сегодня, насчитывает только 150 лет. А гипс как строительный материал применялся еще в 3-м тысячелетии до нашей эры. Неужели никто не подумал применять гипс для иммобилизации за 5 тысяч лет? Все дело в том, что для создания гипсовой повязки нужен не просто гипс, а тот, из которого убрали излишки влаги — алебастр. В среднее века за ним закрепилось название «парижская штукатурка».

История гипса: от первых скульптур до парижской штукатурки

Гипс как строительный материал применялся еще 5 тысяч лет назад, и использовался повсеместно в произведениях искусства, постройках древних цивилизаций. Египтяне, например, использовали его для отделки усыпальниц фараонов в пирамидах. В Древней Греции гипс очень широко применялся для создания великолепных скульптур. Фактически, греки и дали название этому природному материалу. «Гипрос» по-гречески — «кипящий камень» (очевидно, что ввиду своей легкости и пористой структуре). Широкое распространение получил он и в творениях древних римлян.
Исторически самый известный строительный материал применялся и зодчими остальной части Европы. Причем изготовление лепнины и скульптуры — не единственное применение гипса. Применялся он и для изготовления декоративной штукатурки для обработки деревянных домов в городах. Огромный интерес к гипсовой штукатурке возник из-за довольно часто встречающегося в те времена несчастья — огня, а именно: Великого лондонского пожара в 1666 году. Пожары тогда были не редкостью, но тогда выгорело более 13 тысяч деревянных строений. Оказалось, что те здания, которые были покрыты гипсовой штукатуркой, были намного устойчивее к действию огня. Поэтому во Франции начали активно применять гипс для защиты зданий от пожаров. Важный момент: во Франции находится самое крупное месторождение гипсового камня — Монмартр. Поэтому и закрепилось название «парижская штукатурка».

От парижской штукатурки до первой гипсовой повязки

Если говорить об отвердевающих материалах, применяемых в «догипсовую» эпоху, то стоит вспомнить знаменитого Амбруаза Паре. Французский хирург пропитывал бинты составом на основе яичного белка, о чем пишет в своем десятитомном руководстве по хирургии. Это был 16 век и начало активно применяться огнестрельное оружие. Иммобилизующие повязки применялись не только для лечения переломов, но и лечения огнестрельных ран, . Европейские хирурги тогда экспериментировали с декстрином, крахмалом, столярным клеем. Личный врач Наполеона Бонапарта, Жан Доминик Ларрей применял повязки, пропитанные составом камфорного спирта, ацетата свинца и яичного белка. Метод ввиду трудоемкости не был массовым.
А вот кто первым догадался использовать гипсовую повязку, то есть ткань, пропитанную гипсом — неясно. По-видимому, это был голландский врач — Антоний Матиссен, применивший ее в 1851 году. Он попробовал натирать гипсовым порошком перевязочный материал, который после наложения смачивали губкой с водой. Причем на заседании Бельгийского общества врачебных наук его резко раскритиковали: хирургам не понравилось, что гипс пачкает одежду врача и быстро затвердевает. Повязки Матиссена представляли полоски грубой хлопчатобумажной ткани с нанесенной тонким слоем парижской штукатурки. Этот метод приготовления гипсовой повязки использовался до 1950 года.
Стоит сказать, что и задолго до этого есть свидетельства того, что гипс для иммобилизации применяли, но несколько другим способом. Ногу помещали в заполненный алебастром ящик — «перевязочный снаряд». Когда гипс схватывался, на конечности получалась такая тяжелая болванка. Минусом было то, что это сильно ограничивало подвижность пациента. Очередным рывком в иммобилизации, как обычно, стала война. На войне все должно быть быстро, практично и удобно в массовом применении. Кто на войне будет заниматься ящиками с алебастрами? Именно наш соотечественник, Николай Иванович Пирогов в первый раз применил гипсовую повязку в 1852 году в одном из военных госпиталей.

Первое в истории применение гипсовой повязки

А почему же все-таки гипс? Гипс — один из самых распространенных минералов в земной коре. Представляет собой сульфат кальция, связанный с двумя молекулами воды (CaSO4*2H2O). При нагревании до 100-180 градусов гипс начинает терять воду. В зависимости от температуры получается либо алебастр (120-180 градусов Цельсия). Это и есть тот самый парижский гипс. При температуре 95-100 градусов получается низкообжиговый гипс, называемый высокопрочным гипсом. Последний как раз более предпочтителен для скульптурных композиций.

Первым применил знакомую нам гипсовую повязку . Он, также как и другие врачи, пытался применить для создания плотной повязки разные материалы: крахмал, коллоидин (это смесь березового дегтя, салициловой кислоты и коллоидия), гуттаперчу (полимер, очень похожий на каучук). У всех этих средств был большой минус — они очень медленно высыхали. Кровь и гной размачивали повязку и она нередко ломалась. Способ, предложенный Матиссеном, также не был совершенен. За счет неравномерного пропитывания ткани гипсом повязка осыпалась и была непрочной.

Для иммобилизации еще в древности были попытки применять цемент, но минусом было также длительное время отверждения. Попробуйте посидеть со сломанной ногой неподвижно целый день…

Как писал Н.И. Пирогов в своих «Севастопольских письмах и воспоминаниях» он увидел у известного в те времена скульптора, Н.А.Степанова в мастерской действие гипса на полотно холста. Скульптор использовал тонкие льняные полоски, смоченные в жидкой смеси парижской штукатурки для изготовления моделей. «Я догадался, что его можно применять в хирургии, и тотчас наложил бинты и полоски холста, намоченные этим раствором, на сложный перелом голени. Успех был замечательный. Повязка высохла за несколько минут…Сложный перелом зажил без нагноения и всяких припадков».
Во время Крымской войны способ применения гипсовых повязок был широко внедрен в практику. Методика приготовления гипсовой повязки по Пирогову выглядела так. Поврежденную конечность оборачивали тканью, причем дополнительно обкладывали костные выступы. Готовился раствор гипса и в него погружались полоски из рубашек или кальсон (на войне не до жиру). В общем, для повязок годилось все.

В иммобилизующую повязку при наличии гипсового раствора можно превратить все что угодно (из к/ф «Джентльмены удачи»)

Распределяли гипсовую кашицу по ткани и накладывали вдоль конечности. Затем продольные полосы укреплялись поперечными полосами. Получалась прочная конструкция. Уже после войны Пирогов усовершенствовал свой метод: из грубой парусины заранее вырезался лоскут ткани, соответствующий размерам поврежденной конечности и замачивался в гипсовом растворе перед применением.

За рубежом же популярна была методика Матиссена. Ткань натиралась сухим гипсовым порошком и накладывалась на конечность пациента. Гипсовый состав хранился отдельно в герметичных контейнерах. В дальнейшем выпускались обсыпанные тем же составом бинты. Но смачивали их уже после бинтования.

Плюсы и минусы гипсовой повязки

Какие плюсы есть у фиксирующей повязки на основе гипса? Удобство и быстрота применения. Гипс гипоаллергенный (на памяти только один случай контактной аллергии). Очень важный момент: повязка «дышит» за счет пористой структуры минерала. Создается микроклимат. Это несомненный бонус, в отличии от современных полимерных повязок, имеющих еще и гидрофобную подложку. Из минусов: не всегда достаточная прочность (хотя тут многое зависит от техники изготовления). Гипс крошится и очень тяжел. И для тех, кого коснулось несчастье и пришлось обращаться к травматологу, часто мучает вопрос: как почесать под гипсом? Все же под гипсовой повязкой чешется чаще чем под полимерной: он пересушивает кожу (вспомним гигроскопичность гипса). В ход идут различные приспособления из проволочек. Кто сталкивался, тот поймет. В повязке из пластика, наоборот, все «преет». Подложка гидрофобная, то есть воду не впитывает. А то как же главный бонус полимерных повязок — возможность принимать душ? Конечно, здесь всех этих минусов лишены повязки, созданные на 3D принтере. Но пока такие повязки только в разработке.

Полимер и 3D принтер как средство иммобилизации

Уйдет ли гипсовая повязка в прошлое?

Современные возможности 3D принтера в создании фиксирующих повязок

Безусловно. Но, думаю, что будет это очень не скоро. Быстро развивающиеся современные технологии, новые материалы все же возьмут свое. У гипсовой повязки есть пока очень важное преимущество. Очень низкая цена. И, хотя появляются новые полимерные материалы, иммобилизующая повязка из которых намного легче и прочнее (кстати снимать такую намного сложнее, чем обычную гипсовую), фиксирующие повязки по типу «внешнего скелета» (напечатанные на 3D принтере), история гипсовой повязки еще не закончена.

Паламарчук Вячеслав

Если вы нашли опечатку в тексте, пожалуйста, сообщите мне об этом. Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

32136 0

Введение

Материалы на основе гипса имеют различное назначение в стоматологической практике. К ним относятся:

Модели и штампики;

Оттискные материалы;

Литейные формы;

Огнеупорные формовочные материалы;

Модель — это точная копия твердых и мягких тканей полости рта пациента; модель отливают по оттиску анатомических поверхностей полости рта, и впоследствии ее используют для изготовления частичных и полных зубных протезов. Литейную форму применяют для изготовления зубного протеза из металлических сплавов.

Штампики - это копии или модели отдельных зубов, которые необходимы при изготовлении коронок и мостовидных зубных протезов.

Огнеупорный формовочный материал для изготовления литых металлических зубных протезов - это материал устойчивый к воздействию высоких температур, в котором гипс служит связующим веществом или связкой; такой материал применяется для форм при изготовлении протезов из некоторых литейных сплавов на основе золота.

Химический состав гипса

Состав

Гипс - дигидрат сульфата кальция CaS04 - 2Н20.

При прокаливании или обжиге этого вещества, т.е. нагревании до температур, достаточных для удаления некоторого количества воды, оно превращается в полугидрат сульфата кальция (CaS04)2 - Н20, а при более высоких температурах образуется ангидрит по следующей схеме:

Получение полугидрата сульфата кальция может осуществляться тремя способами, позволяющими получать разновидности гипса различного назначения. К этим разновидностям относятся: обожженный или обычный медицинский гипс, модельный гипс и супергипс; следует отметить, что эти три вида материала имеют одинаковый химический состав и отличаются только по форме и структуре.

Обожженный гипс (обычный медицинский гипс)

Дигидрат сульфата кальция нагревается в открытом варочном котле. Вода удаляется, и дигидрат превращается в полугидрат сульфата кальция, называемый также обожженным сульфатом кальция или ГЗ-полугидратом. Полученный материал состоит из больших пористых частиц неправильной формы, которые не способны к значительному уплотнению. Порошок такого гипса необходимо смешивать с большим количеством воды для того, чтобы эту смесь можно было применять в стоматологической практике, так как рыхлый пористый материал поглощает значительное количество воды. Обычное соотношение для смешивания - 50 мл воды на 100 г порошка.

Модельный гипс

При нагревании дигидрата сульфата кальция в автоклаве получаемый полугидрат состоит из небольших частиц правильной формы, которые почти не имеют пор. Такой автоклавированный сульфат кальция называют а-полугидратом. Благодаря непористой и регулярной структуре частиц, этот вид гипса дает более плотную упаковку и требуется меньшее количество воды для смешивания. Соотношение при смешивании - на 20 мл воды 100 г порошка.

Супергипс

При производстве этой формы полугидрата сульфата кальция дигидрат подвергается кипячению в присутствии хлорида кальция и хлорида магния. Эти два хлорида действуют как дефлоккулянты, препятствуя образованию хлопьев в смеси и способствуя разделению частиц, т.к. в противном случае частицы имеют тенденцию к агломерации. Частицы получаемого полугидрата по сравнению с частицами автоклавированного гипса еще более плотные и гладкие. Супергипс смешивается в соотношении - на 100 г порошка 20 мл воды.

Применение

Обычный обожженный или медицинский гипс используется как материал общего применения, главным образом в качестве основания моделей и самих моделей, поскольку он дешевый и легко обрабатывается. Расширение при затвердевании (см. ниже) не имеет существенного значения при изготовлении таких изделий. Такой же гипс применяется в качестве оттискного материала, а также в составах огнеупорных формовочных материалов на гипсовом связующем, хотя для такого использования рабочее время и время затвердевания, а также расширение при затвердевании тщательно контролируется путем введения различных добавок.

Автоклавированный гипс применяют для изготовления моделей тканей полости рта, в то время как более прочный супергипс - для изготовления моделей отдельных зубов, называемых штампиками. На них моделируют различные виды восстановлений из воска, по которым затем получают литые металлические протезы.

Процесс затвердевания

При нагревании гидрата сульфата кальция для удаления некоторого количества воды образуется в значительной степени обезвоженное вещество. Как следствие этого, полугидрат сульфата кальция способен реагировать с водой и превращаться обратно в дигидрат сульфата кальция по реакции:

Полагают, что процесс затвердевания гипса происходит в следующей последовательности:

1. Некоторое количество полугидрата сульфата кальция растворяется в воде.

2. Растворенный полугидрат сульфата кальция вновь вступает в реакцию с водой и образует дигидрат сульфата кальция.

3. Растворимость дигидрата сульфата кальция очень низкая, поэтому образуется перенасыщенный раствор.

4. Такой перенасыщенный раствор нестабилен, и дигидрат сульфата кальция выпадает в осадок в виде нерастворимых кристаллов.

5. Когда кристаллы дигидрата сульфата кальция выпадают в осадок из раствора, следующее дополнительное количество полугидрата сульфата кальция опять растворяется, и этот процесс продолжается до тех пор, пока не растворится весь полугидрат. Рабочее время и время затвердевания

Материал необходимо смешивать и заливать в форму до окончания рабочего времени. Рабочее время для различных продуктов разное и выбирается в зависимости от конкретного применения.

Для оттискного гипса рабочее время составляет всего 2-3 минуты, в то время как для огнеупорных формовочных материалов на гипсовом связующем оно достигает 8 минут. Короткое рабочее время связано с коротким временем затвердевания, так как оба эти процесса зависят от скорости реакции. Следовательно, если обычно рабочее время для оттискного гипса находится в пределах 2-3 минут, то время затвердевания для огнеупорных гипсовых формовочных материалов может изменяться от 20 до 45 минут.

Материалы для изготовления моделей имеют такое же рабочее время, как и оттискной гипс, но время их затвердевания несколько дольше. Для оттискного гипса время твердения равно 5-ю минутам, тогда как для автоклавированного или модельного гипса оно может длиться до 20 минут.

Изменение манипуляционных свойств или рабочих характеристик гипса можно получать путем ввода различных добавок. Добавки, которые ускоряют процесс затвердевания, это порошок самого гипса - дигидрата сульфата кальция (<20%), сульфат калия и хлорид натрия (<20%). Эти вещества действуют как центры кристаллизации, вызывая рост кристаллов дигидрата сульфата кальция. Вещества, которые замедляют процесс затвердевания, это хлорид натрия (>20%), лимоннокислый калий и бура, которые препятствуют образованию кристаллов дигидрата. Эти добавки также влияют на размерные изменения при затвердевании, как будет упомянуто ниже.

Различные манипуляции при работе с системой порошок-жидкость также влияют на характеристики затвердевания. Можно изменить соотношение порошок-жидкость, и при добавлении большего количества воды время затвердевания увеличится, поскольку времени для получения насыщенного раствора потребуется больше, соответственно больше времени будет нужно для выпадения в осадок кристаллов дигидрата. Увеличение времени перемешивания смеси шпателем приводит к уменьшению времени затвердевания, поскольку при этом может возникнуть разрушение кристаллов по мере их формирования, следовательно, образуется больше центров кристаллизации.

Клиническое значение

Увеличение времени перемешивания гипса шпателем приводит к уменьшению времени затвердевания и увеличению расширения материала при затвердевании.

Повышение температуры оказывает минимальное действие, поскольку ускорение растворения полугидрата уравновешивается более высокой растворимостью дигидрата сульфата кальция в воде.

Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт