http://habrahabr.ru/post/232593/

Нет ничего прекраснее, чем сидеть в лаборатории и гладить толстую плешивую крысу в поисках вдохновения.



Итак, сегодня у нас будет немного необычный DIY-пост. Делать руками мы ничего не будем. Arduino и прошивок в 30 строк на Brainfuck тоже не будет. Мы попробуем взглянуть на привычные вещи под необычным углом.
Все мы привыкли к классическим для этой области материалам вроде текстолита, оловянного припоя и прочих радостей любителей повыпиливать лобзиком потравить платы. В этой статье мы попробуем найти интересные альтернативы привычным техпроцессам в несколько непривычной области — стоматологии. Зубные техники и стоматологи работают с целой кучей полимеров, композитов и много с чем еще. Я не буду давать конкретных рецептов применения, а просто дам общее направление для самостоятельных экспериментов.

В сегодняшней программе:
Материалы

• Силиконы. Как кремний, только интереснее.
• Супергипс. Гипсее всех гипсов.
• Пластмассы. Отличный розовый цвет.

В следующей части:
Материалы

• Фотокомпозиты. Сам себе 3D принтер.
• Ортофосфорная кислота для травления

Оборудование и инструменты

• Алмазные и твердосплавные боры
• Портативные микромоторы. Замена дремеля
• Обратные пинцеты, зонды и другая мелочь

Disclaimer: Я не продвигаю ничьи интересы и все приведенные ссылки на магазины стоматологических материалов выбраны корейским рандомом с иллюстративной целью.

Наша цель

Для начала давайте определимся какие материалы нас интересуют и как их добыть.
Во-первых, материалы очень сильно различаются по цене. Бывают по 80 рублей ведро какой-нибудь дряни типа Унифас-цемент. Бывают по 7000 за 2 мл особо хитрого адгезива. Нас интересуют именно низкобюджетные варианты, хотя, возможно, кто-то найдет применение и более дорогим вещам.
Во-вторых, места продажи совсем неочевидны. Тут работает тот же принцип, что и в фурнитуре для профессиональных мебельщиков, специализированных магазинов кормов для опоссумов и тому подобных. Такие магазины не тратят деньги на красивую витрину и обычно гнездятся в городских ульях среди сотен ООО «Вектор-плюс», из-за дешевой аренды. Типичный пример в г. Краснодаре:

Как найти магазин

Сразу встает вопрос, а как же найти эти замаскированные убежища с хитрыми материалами? Ответ достаточно очевиден. 2GIS наш лучший помощник в данной ситуации. Пользуясь случаем хочу передать огромное спасибо сотрудникам компании pilikoff, jetfreeman и всем остальным. Сами стоматологи не успевают следить за бесконечными перемещениями этих магазинов. Возьмем для примера г. Москва, как один из наиболее актуальных для аудитории. Правильный вариант запроса «стоматологические материалы»

Особенно удобно делать это напрямую с телефона, совмещая поиск с обзвоном на предмет наличия интересующих позиций. Теперь можем переходить непосредственно к материалам.

Силиконовые и альгинатные массы

Стоматологи очень часто снимают оттиски. Когда-то это делали гипсом, который хрупок и выведение его цельным куском из полости рта невозможно в принципе. Приходилось потом склеивать оттиск и нескольких кусков. Более того, оттиск еще и нагревался в процессе кристаллизации… Также приятным бонусом была возможность оставить часть зубов непосредственно в оттиске. Сегодня все изменилось и основные рабочие материалы для врача — альгинатные массы и С- и А-силиконы.

Альгинаты

Альгинаты хороши своей очень низкой ценой. Например Hydrogum Soft стоит примерно 200 рублей за полукилограммовый пакет. Продаются в виде цветного порошка и замешиваются в дистиллированной (желательно) воде.
Очень важно! Всегда внимательно читайте инструкцию. Производитель не зря дает точные пропорции по массе и объему. Также очень важно выдерживать нормы по времени для замешивания и формирования оттиска. Альгинаты подороже имеют цветовую маркировку полимеризации и качества замешивания. Они меняют цвет в зависимости от своего состояния, например с фиолетового на желтый. У альгинатов есть один большой минус — они дают дикую усадку уже через 2-3 часа после создания слепка. Через сутки вы не узнаете модель. Поэтому отливать надо сразу.

Для работы с альгинатами вам понадобится несколько вещей:

Резиновая колба

Стоит не более 50 рублей. В ней также очень удобно замешивать гипс.

Шпатель

Он также может быть металлическим.

Опционально — весы или мерная ложечка
Не во все альгинатные массы вкладывают мерные емкости, а выполнять замешивание «на глаз» крайне не советую.

Процесс работы:
Отмерьте нужное количество порошка и насыпьте его в колбу. Затем долейте туда необходимое количество холодной воды. Начинайте размешивать шпателем. Когда масса станет однородной ее можно наносить на поверхность. В случае стоматологии это оттискная ложка для полости рта, в нашем — нужно будет что-то придумать в зависимости от целей. Напоследок немного дерганое видео, где показана полуавтоматическая система замешивания.
Гораздо более интересные материалы, но и стоят ощутимо дороже. Впрочем и среди них есть отдельные низкобюджетные представители. А-силиконы дают меньшую усадку и более высоку точность воспроизведения рельефа. С-силиконы попроще, но и стоят дешевле. Рассмотрим один из таких бюджетных представителей с ценой в районе 1300 рублей — Zetaplus от Zhermack.

Как вы можете видет на рисунке базовый набор состоит из трех компонентов. Это базисный материал в большом ведерке (часто называется Putty), жидкотекучий силикон в тюбике с надписью Oranwash L (также часто называется soft или light) и тюбик с катализатором. Основной принцип работы с силиконами заключается в создании двухкомпонентных оттисков. Первый слой оттиска снимается вязкой базовой массой, затем второй — коррегирующей текучей массой, которая дает особо точное отображение деталей. Рассмотрим на практике:


Вначале замешивание базовой массы с нужным количеством катализатора. Размещаем нашу пластилинообразную массу в слепочную ложку или ее аналог и прижимаем к снимаемой детали.


Примеряем слепок на то с чего мы его снимаем, скорее всего он не сядет, так как есть поднутрения, срезаем то что мешает слепку сесть Это пространство заполнит жидкий силикон.


Заливаем смешанный с катализатором жидкий силикон в обработанный слепок и снова прижимаем к детали, осторожно выдавливая массу. Важно! Эта синяя дрянь категорически не отстирывается. Жидкий силикон пропитывает ткань и потом застывает навеки гидрофобным пятном.


Получаем точный оттиск снимаемой модели.

Из других силиконов вы также можете обратить внимание на Speedex. Он тоже стоит недорого. Помимо прямого назначения для оттисков, силиконы можно использовать как герметики, а также для создания каких-либо временных конструкций. Я очень часто делаю из него герметизирующе-удерживающие подставки под лабораторное оборудование. Усадка не так сурова как у альгинатов. Считается, что слепок можно отлить в течение суток с сохранением точности. Для разного рода временных конструкций срок жизни почти не ограничен.

Супергипс и отливка моделей

Супергипс отличается обычного строительного алебастра повышенной чистотой, равномерным размером частиц и хитрыми добавками, которые позволяют снизить коэффициент расширения. Прочность финального изделия также выше. Цены на него от 500 рублей. Гипс материал весьма капризный и создание качественных моделей из него требует изрядной тренировки.

Классификация:
I класс – редкая гадость и нормальными лабораториями не используется.

II класс – в стоматологии используется в основном для гипсовки моделей в окклюдатор или артикулятор, загипсовки кювет для варки. Прочность невелика.

III класс – один из самых ходовых в зуботехнических лабораториях. Из него льются практически все модели челюстей для различных работ, за исключением разборных моделей. Этот зуботехнический гипс достаточно прочен, чтобы не ломаться при извлечении модели из слепка. Универсальный гипс, своеобразная золотая середина между ценой, качеством и прочностью.
IV класс – сверхпрочный гипс, который практически невозможно обработать без использования скоростных инструментов. Используют его для отливки рабочей части разборных моделей. Применять его в других целях достаточно накладно, так как он очень дорог.
V класс – невероятно прочный и практически не дающий усадки гипс. Прочность и прочие свойства гипса достигается за счет использования в процессе его изготовления различных синтетических компонентов. Цена абсолютно негуманна.

Для получения гипсовой модели нам понадобятся:

• Резиновая колба
• Супергипс
• Металлический шпатель для замешивания

Помните, что в нормальных зуботехнических лабораториях стоят уловители гипсовых частиц в водостоках. В квартире вы рискуете забить канализационный слив, если будете отработанную массу сливать прямо в раковину.

Гипс замешивается строго по пропорциям, которые указаны производителем. Лучше всего взвешивать, тогда результат будет чистым и предсказуемым. Вначале насыпается гипс, затем наливается нужное количество воды. Замешивать нужно быстро, растирая комочки о стенки колбы до получения идеально однородной массы. Вакуумные смесители в домашних условиях будут слишком дороги, хотя они дают идеальный результат. Получившуюся сметанообразную массу выливаете на оттиск, стараясь не допускать наличия пузырьков воздуха. Правильным будет использование вибростолика для точного пролива всех деталей. Если нет возможности воздействовать вибрацией — постукивайте оттиск о край стола в процессе отливки. Кажый пузырек даст каверну на финальной модели.

Возможные варианты применения — прототипирование, создание копий прототипов, подготовка форм для будущего литья из пластмассы, металла и других материалов.

Пластмассы холодной полимеризации

Очень вкусная группа материалов. Могут отверждаться в домашних условиях при комнатной температуре. Варианты расцветок — от загадочно-розовых до прозрачных. Для наших задач лучше всего подойдут пластмассы производства СНГ. Они ощутимо дешевле. Например Редонт Колир — самотвердеющая пластмасса для изготовления ортодонтических аппаратов (150 г порошка, 100 г жидкости, 3х15 г красители красный, синий, желтый). Цена около 400 рублей.

Представители: «Протакрил-М», «Редонт-01», «Редонт-02», «Редонт-03», «Стадонт», «Карбопласт», «Акрилоксид», «Хромазит», «Футура Зельер», «Пробейз Колд», «СР-3/60 Квин», «Спектра Трей», «СР-Иволен», «Протемп».

Правила работы с каждой пластмассой сильно отличаются — надо сверяться с рекомендациями производителя. Помните о технике безопасности. Почти все мономеры ядовиты, часто имеют испаряющиеся фракции неполезные для здоровья.

Методы работы:
Полимеризация происходит при инициирующем воздействии окислительно-восстановительной системы, системы «инициатор-активатор». Скорость полимеризации зависит от количества и природы активатора и инициатора, температуры окружающей среды, дисперсности порошка и природы мономера. При температуре выше 30°С происходит быстрая полимеризация, а при отрицательных значениях температуры приостанавливается. Общая технология: пластмассовое тесто приготавливается в стеклянной или фарфоровой посуде. Вначале наливают мономер, а затем насыпают порошок, используя для этого мерники. Смесь тщательно размешивают и сосуд плотно закрывают. В таком состоянии пластмассовое тесто должно быть выдержано 30 — 40 минут. Созревшее пластмассовое тесто (3 стадия) используют для паковки.

Процесс полимеризации полимерно-мономерной смеси холодного отверждения является экзотермическим. После смешивания первоначально компонентов происходит набухание массы. Затем наступает индукционный период, при котором масса сохраняет свою пластичность, а температура ее еще не повышается. В дальнейшем начинается период полимеризации, и в это время температура быстро возрастает до максимального значения. После периода полимеризации температура падает вследствие окончания реакции и отдачи тепла окружающей среде. Образующиеся полимерные цепи короче, чем при тепловой полимеризации. Пластмасса считается созревшей, если значительная часть мономера впиталась частицами полимера. В фазе тянущихся нитей проводится паковка пластмассы.

Вместо эпилога

Вначале я хотел сделать одну статью, но потом понял, что объем чересчур велик для этого. Поэтому будет серия. К сожалению, я сейчас дико ограничен во времени из-за интенсивной работы в лаборатории и не могу обещать, что буду выпускать статью очень часто. Если будут вопросы — с удовольствием отвечу.

UPD
Как оказалось на Хабре также есть и мои коллеги-стоматологи. В частности Budda40 справедливо упрекнул меня в нескольких фактических ошибках, за что ему огромное спасибо. В частности, я перепутал в спешке понятие слепок/оттиск и модель. Модель — позитивное отображение предмета, а слепок — негативное. Собственно, надо больше спать. В свое оправдание, могу сказать, что я не практикую уже длительное время. Сейчас мое основное направление деятельности — генная и тканевая инженерия.Также привожу его дополнение по пластмассам:

Пластмассы холодной полимеризации в этом параграфе хочу добавить, то что сейчас торговля данным классом материалов, с прошлого года стала довольно геморойной, так как в жидкости для полимеризации, содержатся прекурсоры метамфитамина — метилметакрилаты. Теперь его продают по предъявлении паспорта, а хранение требует наличия сейфа и ведения документации, в общем не стоит их покупать, хотя недавно появились пластмассы без прекурсоров, например Rebase II от Tokuyama Dental.