Modifikacija poli(metil metakrilatnih) materijala za baze zubnih proteza diestrima itakonske kiseline

Abstract

Cilj ovog rada je ispitivanje mogućnosti modifikacije komercijalnih dvokomponentnih sistema za dobijanje materijala za bazu proteza dodavanjem estara itakonske kiseline u tečnu komponentu sistema, radi dobijanja materijala većeg stepena biokompatibilnosti. U prvom delu ovog rada izvršena je karakterizacija tri sistema za dobijanje baza proteze (Biocryl, Poli Hot i Futura Basic Hot) i ispitan je uticaj veličine zrna i raspodele veličina zrna čvrste komponente sistema koja se sastoji od PMMA praha. Komercijalni sistem za bazu proteza se sastoji od čvrste i tečne komponente. Tečna komponenta sadrži monomer metil metakrilat i umreživač nejčešće etilenglikol-dimetakrilat (EGDM) dok se čvrsta komponenta sastoji od praha PMMA i inicijatora, najčešće dibenzoil peroksida (DBO). Proteze sa dobijaju mešanjem čvrste i tečne komponente u odnosu 2:1 i polimerizacijom pri odabranom temperaturnom režimu. Ispitan je uticaj veličine zrna i raspodele veličina zrna čvrste komponente sistema na apsorpciju vode i mehaničke karakteristike gotovog proizvoda radi određivanja najpovoljnijeg komercijalnog sistema. Kao optimalni komercijalni sistem pokazao se Byocril koji poseduje najužu raspodelu veličina zrna čvrste komponente i srednju prečnik zrna od 55 μm. U drugom delu ovog rada izvršena je modifikacija komercijalnog sistema za bazu proteza dimetil itakonatom, dibutil itakonatom i ditetrahidrofurfuril itakonatom (2,5 - 10 masenih % itakonata). Ispitan je uticaj tipa i količine itakonata na: apsorpciju tečnosti (voda i smeša etanol/voda), količinu zaostalog monomera, termičke, dinamičko-mehaničke i mehaničke karakteristike (tvrdoća, žilavost, napon pri kidanju) sintetisanih materijala. Takođe je ispitan i uticaj ubrzanog starenja na mehanička svojstva sintetisanih materijala. Utvrđeno je da dodatak itakonata u sastav komercijalnih sistema za dobijanje baze proteza značajno smanjuje količinu zaostalog metil metakrilata što materijal čini niže toksičnim i biokompatibilnijim. Kao najoptimalniji uzorak pokazao se materijal modifikovan sa 2,5 masena % dimetil itakonata. Činjenica II da za dobijanje itakonske kiseline nije potrebno koristiti petrohemijske izvore sirovina predstavlja veliku prednost u odnosu na akrilnu i metakrilnu kiselinu i njihove derivate.

The aim of this work is to examine the possibility of modification of commercial denture base materials with itaconic acid esters, in order to obtain a higher degree of material biokompatibility. In the first part of this work characterization of three commercial materials was carried out. The effect of bead size and bead size distribution of prepolymer powder onto water absorption and mechanical characteristics of the end product in order to determine the optimal commercial material for the further course of study. The Byocril that has the narrowest bead size distribution and mean bead diameter of 55 μm is found to be the optimal commercial material. In the second part of this work modification of commercial PMMA denture base material with dimethyl itaconate, di-n-butyl itaconate and ditetrahydrofurfuryl itaconate (2.5 to 10 wt%) was carried out. The effect of the itaconate content on the absorption of fluids (water and a mixture of ethanol/water), the residual monomer content, thermal, dynamic-mechanical and mechanical properties (hardness, toughness, stress at break) was investigated. The effect of the accelerated aging on the mechanical properties of synthesized materials was also investigated. It was found that the addition of itaconate in the denture base materials formulation significantly reduces the amount of residual methyl methacrylate, which makes the material less toxic. The optimal sample was found to be the material modified with 2.5 wt% of dimethyl itaconate. In the third part of this work, the influence of isothermal microwave polymerization on the applicative properties of denture base materials was investigated. It was found that the samples synthesized under isothermal microwave field have better application properties compared to the samples synthesized by conventional polymerization.