Nhựa Acrylic Trong Nha Khoa

Giới thiệu

Mặc dù implant nha khoa đã trở thành tiêu chuẩn vàng trong việc thay thế răng đã mất, nhưng hàm giả tháo lắp vẫn là một lựa chọn điều trị quan trọng, đặc biệt đối với những bệnh nhân có tình trạng sức khỏe toàn thân như tiểu đường hoặc bệnh tim mạch, hoặc những người bị tiêu xương hàm nghiêm trọng. Để hàm giả tháo lắp hoạt động hiệu quả, nền hàm đóng vai trò then chốt vì nó nâng đỡ răng giả, thay thế mô mềm đã mất, và truyền lực nhai đến các cấu trúc mô miệng bên dưới (bao gồm xương, mô mềm, và niêm mạc). Bởi vì nền hàm phải chịu áp lực liên tục và phù hợp hoàn hảo với môi trường miệng, nên việc lựa chọn vật liệu nền hàm phù hợp luôn là trọng tâm của sự phát triển trong lĩnh vực phục hình nha khoa.

Trong hơn hai thế kỷ qua, khoa học nha khoa đã thử nghiệm nhiều loại vật liệu nền hàm khác nhau, bao gồm gỗ, ngà voi, kim loại, sản phẩm cellulose, nhựa epoxy, polystyrene, polycarbonate, Bakelite, nhựa vinyl, nylon, và vulcanite (cao su lưu hóa). Tuy nhiên, mỗi loại vật liệu đều bộc lộ những hạn chế đáng kể về thẩm mỹ, độ bền, hoặc tính gia công. Ví dụ, vulcanite, được tạo ra bằng cách gia nhiệt cao su tự nhiên với lưu huỳnh, là vật liệu đầu tiên được sử dụng để sản xuất hàm giả hàng loạt, nhưng lại có màu sẫm, kém thẩm mỹ. Nhựa vinyl cải thiện được khả năng gia công, nhưng chống mỏi (fatigue resistance) và chống gãy (fracture resistance) lại kém. Tương tự, phenol-formaldehyde (Bakelite) và cellulose nitrate, xuất hiện vào đầu thế kỷ 20, đánh dấu bước tiến trong polymer tổng hợp, song vẫn gặp khó khăn trong xử lý, màu sắc không ổn định, biến dạng nhiệt (warpage), và mùi vị khó chịu.

Đến năm 1937, những hạn chế này đã dẫn đến sự thay thế của vulcanite bằng polymethyl methacrylate (PMMA), một vật liệu đã làm thay đổi hoàn toàn lĩnh vực phục hình nha khoa. Kể từ khi được giới thiệu, nhựa acrylic không chỉ được sử dụng cho nền hàm giả, mà còn cho răng giả, sửa chữa hàm, khay lấy dấu, nền ghi dấu cắn, răng tạm, mặt cầu răng, và dụng cụ bịt khe hở vòm miệng. Sự ra đời của PMMA đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong vật liệu nha khoa, nhờ kết hợp hài hòa giữa độ bền cơ học, tính thẩm mỹ linh hoạt và chi phí hợp lý. Không giống như khung kim loại, nhựa acrylic mang lại độ trong tự nhiên, khả năng phối màu chính xác, và dễ dàng sửa chữa, giúp cải thiện cả chức năng lẫn thẩm mỹ. Điều làm cho nhựa acrylic thực sự nổi bật chính là tính linh hoạt về hóa học. Với các phương pháp trùng hợp đa dạng như nhiệt, hóa chất, ánh sáng hoặc vi sóng, vật liệu này có thể thích ứng với nhiều quy trình chế tác khác nhau mà vẫn đảm bảo chất lượng cao. Mặc dù vẫn còn một số thách thức tồn tại, chẳng hạn như nguy cơ gãy vỡ và lượng monomer dư, nhựa acrylic vẫn chiếm ưu thế trong nha khoa phục hình, nhờ sự cân bằng hoàn hảo giữa độ bền, tính thẩm mỹ và chi phí.

Đặc tính lý tưởng của vật liệu nền hàm

Việc nhựa acrylic, đặc biệt là polymethyl methacrylate (PMMA), được sử dụng rộng rãi xuất phát từ khả năng của chúng trong việc đáp ứng hầu hết các yêu cầu cần có của một vật liệu nền hàm lý tưởng. Trước khi tìm hiểu cách mà nhựa acrylic đạt được sự cân bằng này, điều quan trọng là cần xác định những đặc tính mà một nền hàm giả cần có để hoạt động hiệu quả trong môi trường miệng. Một nền hàm giả phải chịu đựng liên tục các áp lực cơ học, dao động nhiệt độ, và sự tiếp xúc thường xuyên với nước bọt, thức ăn và vi sinh vật. Để đảm bảo hiệu quả lâm sàng lâu dài và sự thoải mái cho bệnh nhân, vật liệu sử dụng không chỉ cần bền và ổn định, mà còn phải tương hợp sinh học và có tính thẩm mỹ cao. Do đó, một vật liệu nền hàm lý tưởng cần thể hiện những đặc tính chính sau đây:

Đặc tính sinh học: 

• Tương hợp sinh học, không độc hại, không gây kích ứng, và không gây ung thư cho mô miệng, đảm bảo an toàn lâu dài và sự thoải mái cho bệnh nhân.

Đặc tính hóa học:

• Không tan và trơ hóa học trong nước bọt và các dịch thực phẩm.

• Chống thấm và hấp thụ dịch, giúp duy trì độ ổn định kích thước.

• Có khả năng tạo liên kết hóa học mạnh với răng giả và lớp lót mềm (soft liners). 

Đặc tính cơ học:

• Mô đun đàn hồi cao và độ cứng phù hợp để chịu được lực nhai.

• Độ đàn hồi tốt để hấp thụ lực cắn và bảo vệ mô mềm.

• Độ bền mỏi và va đập cao, đảm bảo chịu được tải trọng chức năng hằng ngày.

• Ổn định kích thước, mật độ thấp, và chống mài mòn tốt, đặc biệt quan trọng đối với hàm trên.

Đặc tính nhiệt:

Độ dẫn nhiệt tốt để truyền cảm giác nhiệt tự nhiên khi ăn uống.

Hệ số giãn nở nhiệt (CTE) tương thích với răng giả, tránh nứt hoặc bong khi thay đổi nhiệt độ.

Nhiệt độ hóa mềm cao (softening temperature >100°C), giúp duy trì ổn định trong quá trình chế tác và sử dụng.

Đặc tính thẩm mỹ:

• Độ trong suốt phù hợp và khả năng nhuộm màu để mô phỏng mô miệng tự nhiên.

Đặc tính thực tiễn và khác:

• Dễ gia công, sửa chữa và làm sạch.

• Giá thành hợp lý, bền vững theo thời gian, và giữ được tính chất lâu dài.

• Có khả năng cản tia X để đảm bảo an toàn và truy xuất được nếu vô tình nuốt phải.

• Tuổi thọ bảo quản cao và hiệu suất ổn định trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.

Mặc dù đã có nhiều vật liệu được đề xuất nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn lý tưởng này, nhưng chỉ có rất ít loại đạt được sự cân bằng tối ưu giữa chức năng, thẩm mỹ và tính tương hợp sinh học. Trong số đó, polymethyl methacrylate (PMMA) nổi bật là vật liệu tiệm cận nhất với các tiêu chí lý tưởng. Nhờ sự kết hợp hài hòa giữa độ bền cơ học, ổn định kích thước và khả năng thẩm mỹ linh hoạt, PMMA đã trở thành chuẩn mực trong chế tác nền hàm giả. Sự phổ biến rộng rãi của nó là kết tinh của hàng thập kỷ đổi mới trong vật liệu phục hình, và mở ra nền tảng cho việc hiểu rõ hơn sự tiến hóa của nhựa acrylic trong việc đáp ứng nhu cầu lâm sàng và kỹ thuật của nha khoa hiện đại.

Vật liệu nền hàm bằng nhựa acrylic 

Sự phát triển của vật liệu nền hàm 

Sau khi đã xác định được các tiêu chí lý tưởng của vật liệu nền hàm, việc hiểu rõ quá trình phát triển vật liệu hướng tới việc đáp ứng các tiêu chí đó là vô cùng quan trọng. Từ 1840 đến 1940, nha khoa đã thử nghiệm nhiều vật liệu tự nhiên và tổng hợp khác nhau để chế tạo nền hàm, nhưng không loại nào đáp ứng đầy đủ yêu cầu về độ bền, thẩm mỹ và tương hợp sinh học. Trong thời kỳ này, phương pháp giữ cơ học thông qua móc  hoặc điểm khuyết trên mô nâng đỡ, là cách duy nhất để cố định hàm giả, cho đến khi nhựa acrylic ra đời, đánh dấu cuộc cách mạng trong lĩnh vực phục hình nha khoa.

Vulcanite (cao su lưu hóa): Là vật liệu đầu tiên được sử dụng trong sản xuất hàng loạt hàm giả, vulcanite được tạo ra bằng cách gia nhiệt cao su tự nhiên với lưu huỳnh. Vật liệu này giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất, nhưng có nhiều hạn chế nghiêm trọng, bao gồm: màu sẫm, kém thẩm mỹ; tính xốp; và khả năng vệ sinh kém do tích tụ vi sinh vật bên trong nền hàm.

Celluloid (nhựa xenluloid): Được phát triển bằng cách làm dẻo cellulose nitrate với camphor, celluloid mang lại cải thiện về mặt thẩm mỹ, nhưng lại gặp nhiều nhược điểm, bao gồm: ngả màu nhanh, hấp thụ nước cao, vị camphor tồn đọng khó chịu, và khó sửa chữa. Những hạn chế này khiến celluloid không phù hợp cho ứng dụng lâm sàng dài hạn.

Bakelite (nhựa phenol-formaldehyde): Sự xuất hiện của Bakelite vào đầu thế kỷ 20 đánh dấu một bước tiến mới trong polymer tổng hợp. Tuy nhiên, vật liệu này khó xử lý, màu sắc không ổn định, mùi khó chịu, và không thể sửa chữa, nên không được ưa chuộng trong phục hình nha khoa. Đến năm 1937, Bakelite và vulcanite gần như đã hoàn toàn bị thay thế bởi polymethyl methacrylate (PMMA).

Polyvinyl Chloride (PVC): Mặc dù vẫn được sử dụng cho lớp lót nền hàm hoặc dụng cụ bảo vệ răng thể thao, nhưng PVC không phù hợp cho nền hàm toàn phần vì độ bền gãy thấp, mất chất hóa dẻo theo thời gian, khó đánh bóng, dẫn đến vệ sinh kém và kích ứng niêm mạc miệng.

Polymethyl Methacrylate (PMMA): Nhựa acrylic lần đầu tiên được tổng hợp vào năm 1900 bởi nhà hóa học người Đức Rohn, và được ứng dụng rộng rãi trong y học và nha khoa từ năm 1940, sau khi được Kulzer đăng ký bản quyền sáng chế. PMMA được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp methyl methacrylate (MMA) trong môi trường nước, tạo ra các hạt nhỏ có kích thước khoảng 40–100 μm. Một bước ngoặt lớn trong sản xuất công nghiệp PMMA xuất hiện vào những năm 1930, khi Crawford giới thiệu phương pháp tổng hợp nhanh sử dụng các hóa chất sẵn có như acetone, hydrocyanic acid, methanol và sulfuric acid. Phát minh này giúp đẩy nhanh quy trình sản xuất, tăng độ ổn định chất lượng, và giảm chi phí, tạo tiền đề cho việc ứng dụng PMMA trong y học và nha khoa hiện đại. Nhờ tính sẵn có cao và đặc tính vượt trội, PMMA nhanh chóng trở thành lựa chọn ưu tiên cho nền hàm giả và vẫn là tiêu chuẩn vàng cho đến nay. Trong phục hình nha khoa, nhựa acrylic còn được sử dụng để chế tạo răng giả, răng tạm, khay lấy dấu, nền ghi dấu cắn, và dụng cụ bịt khe hở vòm miệng. PMMA sau khi trùng hợp hoàn toàn có độ trong suốt cao và có thể pha màu để mô phỏng màu nướu tự nhiên. Tuy nhiên, nếu trùng hợp không hoàn toàn, monomer dư có thể còn lại (0,2–0,5% trong loại nhiệt, 2–5% trong loại tự trùng hợp), gây kích ứng hoặc dị ứng niêm mạc miệng. PMMA không tan trong nước, nhưng tan trong hydrocarbon thơm, ketone và ester. Cồn (alcohol) hoạt động như chất hóa dẻo (plasticizer) làm giảm nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg), vì vậy không nên dùng dung dịch chứa cồn để làm sạch hoặc bảo quản hàm giả.

Mặc dù PMMA nổi bật với các ưu điểm như giá rẻ, nhẹ, dễ chế tác, thẩm mỹ cao và dễ sửa chữa, nó vẫn có một số hạn chế như độ dẫn nhiệt thấp, độ bền cơ học thấp, giòn, và biến đổi kích thước do hấp thụ nước. Những hạn chế này đã thúc đẩy nghiên cứu cải tiến PMMA, bao gồm biến đổi thành phần bằng các vật liệu tiên tiến như:

• Sợi (fibers): aramid, carbon/graphite, polyethylene, glass fibers.

• Chất độn kim loại (metallic fillers): hạt nhôm hoặc titan kích thước micro.

• Hạt nano (nanoparticles – NPs): silica, zirconia, titania nhằm tăng độ bền và giảm hấp thụ nước.

Một thách thức khác là PMMA có tính xuyên tia X, khiến khó phát hiện nếu bệnh nhân nuốt phải. Bổ sung 10–15% muối bismuth hoặc uranyl giúp tăng khả năng cản tia X, nhưng đồng thời có thể tăng hấp thụ nước và độ dẻo của vật liệu. Do đó, việc đạt được độ cản tia X tối ưu mà không ảnh hưởng đến đặc tính cơ học và thẩm mỹ vẫn là một hướng nghiên cứu quan trọng trong hiện tại.

Cấu trúc hóa học và cơ chế trùng hợp của nhựa acrylic 

Để hiểu rõ những đặc tính khiến nhựa acrylic trở thành vật liệu nền hàm không thể thay thế, cần xem xét cấu trúc hóa học và cơ chế trùng hợp của nó. Thành phần chính của nhựa acrylic là polymethyl methacrylate (PMMA), một polymer được hình thành thông qua phản ứng trùng hợp cộng gốc tự do của methyl methacrylate (MMA). Trong cấu trúc phân tử, MMA chứa liên kết đôi carbon–carbon (C=C), cho phép các chuỗi polymer phát triển nhờ sự gắn nối liên tiếp của các monomer được hoạt hóa.

Quá trình trùng hợp diễn ra qua các giai đoạn chính: hoạt hóa, khởi đầu, phát triển chuỗi và kết thúc. Tùy thuộc vào cách thức khởi phát phản ứng, nhựa acrylic được chia thành các loại: nhiệt trùng hợp (heat-cured); tự trùng hợp hay hóa học (cold-cured / chemically-cured); quang trùng hợp (light-activated); vi sóng (microwave-cured)

Giai đoạn hoạt hóa và khởi đầu

Phản ứng bắt đầu bằng việc tạo ra các gốc tự do (free radicals), có thể được kích hoạt bởi nhiệt, ánh sáng, tác nhân hóa học hoặc peroxide. Các gốc tự do này tấn công liên kết đôi C=C của MMA, tạo ra vị trí phản ứng và khởi đầu chuỗi phản ứng trùng hợp.

Giai đoạn phát triển chuỗi (Propagation)

Ở giai đoạn này, các monomer MMA tiếp tục liên kết nhanh chóng vào đầu chuỗi polymer, chuyển gốc tự do về đầu chuỗi mới, khiến chuỗi polymer ngày càng dài ra.

Giai đoạn kết thúc (Termination)

Phản ứng kết thúc khi hai gốc tự do kết hợp với nhau, hoặc chất ức chế (inhibitor) phản ứng với gốc tự do, ngăn chuỗi phát triển thêm. Các chất như hydroquinone, eugenol, hoặc oxy có thể ức chế hoặc làm chậm phản ứng trùng hợp bằng cách trung hòa gốc tự do.

Sự cân bằng giữa giai đoạn khởi đầu và kết thúc quyết định trọng lượng phân tử và độ bền cơ học của PMMA sau cùng:

• Khởi đầu chậm → phản ứng bị trì hoãn.

• Kết thúc quá nhanh → chuỗi polymer ngắn, vật liệu yếu hơn.

Để tăng độ ổn định và kéo dài thời hạn bảo quản, một lượng nhỏ hydroquinone được thêm vào monomer MMA làm chất ổn định, giúp ngăn ngừa trùng hợp sớm trong quá trình lưu trữ. Khi phản ứng trùng hợp được kiểm soát hợp lý, PMMA đạt được: cấu trúc phân tử tối ưu; độ ổn định kích thước cao; độ trong quang học tốt; và độ bền cơ học cân bằng. Những đặc tính này khiến PMMA trở thành nhựa acrylic được sử dụng rộng rãi nhất trong phục hình tháo lắp.

​​Cơ chế đóng rắn của vật liệu acrylic

Việc hiểu rõ hóa học của quá trình trùng hợp của nhựa acrylic là nền tảng cho quy trình gia công và xử lý vật liệu trong cả môi trường lâm sàng và phòng thí nghiệm nha khoa. Trong thực tế, quá trình trùng hợp hay đóng rắn của nhựa acrylic có thể được kích hoạt bằng nhiều phương pháp khác nhau, và mỗi cơ chế kích hoạt lại ảnh hưởng đến tính chất vật lý, đặc điểm thao tác và hiệu suất lâm sàng của vật liệu. Những phương pháp này không chỉ quyết định mức độ trùng hợp hiệu quả của nhựa, mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền, độ ổn định và độ chính xác của nền hàm giả cuối cùng.

Nhựa acrylic đóng rắn bằng nhiệt

Trong số tất cả các loại vật liệu nền hàm, nhựa acrylic đóng rắn bằng nhiệt vẫn được xem là tiêu chuẩn vàng nhờ vào độ ổn định cơ học cao, tính thẩm mỹ vượt trội; và hiệu quả lâm sàng lâu dài trong thực hành phục hình hằng ngày. Vật liệu này vẫn là lựa chọn phổ biến nhất cho chế tạo nền hàm tháo lắp, nhờ vào độ bền, độ tin cậy và khả năng duy trì tính chất lâu dài.

Các resin đóng rắn bằng nhiệt thường được cung cấp dưới dạng hệ thống bột – lỏng (powder–liquid system):

• Phần bột chứa các hạt PMMA đã trùng hợp trước (pre-polymerized beads), chất tạo màu (pigments), và chất khơi mào phản ứng là benzoyl peroxide.
• Phần lỏng chứa monomer methyl methacrylate (MMA) cùng một lượng nhỏ chất ức chế (inhibitor) và chất tạo liên kết chéo (cross-linking agent).

Khi vật liệu được gia nhiệt, chất khơi mào benzoyl peroxide sẽ phân hủy tạo gốc tự do, khởi động quá trình trùng hợp MMA thành PMMA rắn. Kết quả thu được là nền hàm có độ bền cơ học cao, bền màu và mang lại thẩm mỹ tự nhiên, giải thích tại sao PMMA đóng rắn bằng nhiệt vẫn được xem là chuẩn mực toàn cầu cho hàm tháo lắp.

Trong quá trình trùng hợp, có thể xảy ra co rút nhẹ  do ảnh hưởng của nhiệt và giải phóng ứng suất (stress release), gây ảnh hưởng nhỏ đến độ khít sát (fit accuracy). Tuy nhiên, độ ổn định cơ học vượt trội và khả năng giữ màu lâu dài vẫn khiến PMMA nhiệt trở thành lựa chọn hàng đầu trong cả lâm sàng lẫn phòng thí nghiệm. Một biến thể nhanh hơn, gọi là rapid heat-polymerized acrylic, kết hợp đồng thời tác nhân nhiệt và hóa học để hoàn tất quá trình trùng hợp chỉ trong khoảng 20 phút khi đun sôi trong nước.

Phương pháp này phù hợp cho các phòng labo cần rút ngắn thời gian gia công mà không làm giảm độ bền hoặc chất lượng sản phẩm.

Ưu điểm:

• Độ bền cơ học và ổn định kích thước cao
• Tính thẩm mỹ vượt trội, bền màu lâu dài
• Mức độ trùng hợp cao, ít monomer dư
• Tương hợp sinh học và độ tin cậy lâm sàng đã được chứng minh
• Giá thành hợp lý, dễ tìm mua

Hạn chế:

• Co rút trong trùng hợp có thể giảm độ chính xác khi thích ứng với mô.
• Cần kiểm soát quá trình gia nhiệt và tháo khuôn (de-flasking) để tránh biến dạng vật liệu.
• Thời gian đóng rắn dài hơn so với các hệ nhựa khác.
• Khó điều chỉnh sau khi vật liệu đã được xử lý xong.

Ví dụ thương mại: Lucitone 199® (Dentsply Sirona, Mỹ); Meliodent® (Kulzer, Đức); ProBase Hot® (Ivoclar Vivadent, Liechtenstein); QC 20® (Dentsply, Anh); Acrosun® (GC Corporation, Nhật Bản); Acropars® (Marlic Medical Industries, Iran).

Nhựa acrylic tự trùng hợp (Cold-Cured Acrylic Resins)

Nhựa acrylic tự trùng hợp có thành phần hóa học tương tự với nhựa đóng rắn bằng nhiệt. Tuy nhiên, cơ chế trùng hợp của chúng được khởi phát bằng phản ứng hóa học, thay vì bằng nhiệt. Trong hệ này, amin bậc ba như dimethyl-p-toluidine hoặc acid sulfinic đóng vai trò chất hoạt hóa (activator), giúp bắt đầu quá trình trùng hợp ở nhiệt độ phòng.

Vì phản ứng trùng hợp diễn ra mà không cần gia nhiệt bên ngoài, nên mức độ trùng hợp thường không hoàn toàn, dẫn đến trọng lượng phân tử thấp hơn, độ bền cơ học giảm, và lượng monomer dư cao hơn so với PMMA đóng rắn bằng nhiệt. Monomer dư có thể gây kích ứng mô miệng và ảnh hưởng đến độ ổn định màu theo thời gian. Ngoài ra, loại nhựa này dễ biến dạng do có nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg) thấp, thường dao động từ 75°C đến 80°C, khiến vật liệu mềm hơn và dễ cong vênh khi chịu lực hoặc nhiệt. Quá trình trùng hợp bề mặt có thể bị ức chế bởi oxy, khiến hiệu quả chuyển hóa monomer thấp hơn. Giải pháp là thực hiện quá trình đóng rắn trong nước (curing in water) để tăng hiệu suất trùng hợp và độ bền vật liệu.

Mặc dù tồn tại những hạn chế về độ bền và tuổi thọ, nhựa acrylic tự trùng hợp vẫn là vật liệu không thể thiếu trong phục hình tháo lắp (prosthodontics) nhờ tốc độ, sự tiện lợi và dễ sử dụng.Loại nhựa này được ứng dụng rộng rãi trong sửa chữa, làm nền hàm tạm, làm khay cá nhân, hoặc lót lại hàm (relining) vì không cần thiết bị đặc biệt và có thể đóng rắn nhanh ngay ở nhiệt độ phòng, rất phù hợp cho quy trình ghế (chairside) hoặc các labo cần hoàn thiện nhanh. 

Ưu điểm:

Thời gian trùng hợp nhanh ở nhiệt độ phòng 

Không cần thiết bị gia nhiệt chuyên dụng 

Phù hợp cho sửa chữa, lót lại, hoặc làm hàm tạm thời 

Độ chính xác kích thước cao hơn nhờ giảm co rút khi trùng hợp

Hạn chế:

Độ bền cơ học và độ cứng thấp hơn so với PMMA đóng rắn bằng nhiệt

Lượng monomer dư cao hơn, có thể gây kích ứng, mùi khó chịu hoặc vị lạ

Kém ổn định màu và dễ biến dạng khi chịu tác động cơ học hoặc nhiệt

Tuổi thọ ngắn, chủ yếu chỉ phù hợp cho phục hình tạm hoặc sửa chữa

Ví dụ thương mại: Duralay® (Reliance Dental Mfg Co., Mỹ); Jet Denture Repair Resin® (Lang Dental, Mỹ); ProBase Cold® (Ivoclar Vivadent, Liechtenstein); Palapress Vario® (Kulzer, Đức); Tokuso Cure Fast® (Tokuyama Dental, Nhật Bản).

Nhựa acrylic quang trùng hợp (Visible Light–Cured Acrylic Resins)

Khi nha khoa bước vào kỷ nguyên của độ chính xác và hiệu quả, nhu cầu về hệ thống trùng hợp nhanh hơn, sạch hơn và có khả năng kiểm soát tốt hơn đã dẫn đến sự ra đời của nhựa acrylic quang trùng hợp bằng ánh sáng khả kiến (Visible Light–Cured, VLC). Đây là thế hệ mới của vật liệu nền hàm, hoạt động dựa trên cơ chế trùng hợp khi chiếu ánh sáng xanh có bước sóng trong khoảng 400–500 nm. Khác với PMMA truyền thống, hệ VLC thường sử dụng:

• Urethane dimethacrylate (UDMA) làm matrix chính,
• Các hạt acrylic (acrylic beads) và silica keo (colloidal silica) được bổ sung để điều chỉnh độ nhớt (viscosity) và cải thiện khả năng thao tác.

Chất quang khơi mào, thường là camphorquinone, sẽ bắt đầu phản ứng trùng hợp khi được chiếu sáng bằng ánh sáng xanh khả kiến trong buồng chiếu chuyên dụng. Về đặc tính cơ học, nhựa VLC có độ bền tương đương hoặc hơi thấp hơn PMMA truyền thống, nhưng lại mang đến nhiều ưu điểm thực tiễn vượt trội, bao gồm:

• Quá trình trùng hợp hoàn toàn và được kiểm soát chặt chẽ 
• Lượng monomer dư cực thấp
• Ít lỗ xốp
• Độ ổn định màu sắc cao

Các nền hàm được chế tạo từ vật liệu VLC còn có độ bám dính tốt với các loại acrylic khác, khiến chúng phù hợp cho việc sửa chữa, lót lại, làm khay cá nhân hoặc làm khung hàm bán phần nhưng không được khuyến khích cho nền hàm toàn phần.

Ưu điểm:

• Không chứa methyl methacrylate, an toàn và không độc
• Giảm độ xốp và tăng độ chính xác kích thước 
• Quá trình trùng hợp nhanh, sạch, và hoàn toàn
• Bề mặt mịn, ít bám vi khuẩn
• Tiện lợi cho sửa chữa, lót hàm, và ứng dụng ngắn hạn

Hạn chế:

• Giòn hơn PMMA truyền thống
• Cần thiết bị quang trùng hợp chuyên biệt
• Độ trong và phạm vi thẩm mỹ hạn chế 
• Nhạy cảm kỹ thuật, phụ thuộc vào thời gian và điều kiện chiếu sáng chính xác

Ví dụ thương mại: Triad VLC® (Dentsply Sirona, Mỹ); Eclipse® Light Cure Resin System (Dentsply Sirona, Mỹ); Lightplast Base® (Dreve-Dentamid GmbH, Đức); QuickLine® (GC America, Mỹ). 

Nhựa acrylic đóng rắn bằng lò vi sóng (Microwave-Cured Acrylic Resins)

Khi các phòng thí nghiệm nha khoa ngày càng hướng tới các phương pháp xử lý nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn, nhựa acrylic đóng rắn bằng lò vi sóng đã xuất hiện vào năm 1968 như một giải pháp đổi mới thay thế cho hệ đóng rắn bằng nhiệt truyền thống. Thay vì dựa vào chu trình đun nóng trong nước kéo dài, kỹ thuật này sử dụng năng lượng vi sóng để kích hoạt nhanh các phân tử khơi mào trong vật liệu acrylic, rút ngắn đáng kể thời gian polymer hóa. Do sóng vi ba không thể xuyên qua kim loại, quy trình này yêu cầu sử dụng các bình khuôn phi kim loại, thường là nhựa đặc biệt, cùng với thiết bị đóng rắn chuyên dụng bằng vi sóng. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, nhưng thời gian đóng rắn cực ngắn (chỉ khoảng 3 phút) giúp tăng hiệu suất làm việc và nâng cao năng suất labo đáng kể.

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng hàm giả được chế tạo bằng phương pháp polymer hóa vi sóng có độ bền cơ học và độ thích ứng tương đương với PMMA đóng rắn bằng nhiệt. Bên cạnh đó, chúng còn thể hiện:

• Hàm lượng monomer dư thấp hơn
• Và độ ổn định màu sắc cao hơn

Nhờ vậy, phương pháp polymer hóa bằng vi sóng đặc biệt phù hợp với các labo sản xuất khối lượng lớn muốn tăng tốc độ chế tạo mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. 

Ưu điểm:

• Chu kỳ đóng rắn cực ngắn (~3 phút)
• Độ chính xác kích thước và độ khít cao
• Hàm lượng monomer dư thấp, bền màu hơn
• Ít gãy hơn ở cả răng giả và nền nhựa
• Lý tưởng cho quy trình sản xuất nhanh, khối lượng lớn 

Hạn chế:

• Lực bám với răng giả yếu hơn so với PMMA đóng rắn bằng nhiệt
• Nguy cơ tạo lỗ xốp (porosity) do tích nhiệt trong khuôn nhựa
• Chi phí đầu tư cao hơn do cần thiết bị và khuôn chuyên dụng
• Thành phần nhựa và bu-lông dễ xuống cấp sau nhiều chu kỳ xử lý

Ví dụ thương mại: Acron MC® (GC Corporation, Nhật Bản); Acron-MC HI® (GC Corporation, Nhật Bản); Onda-Cryl® (Artig Dental, Brazil); Meliodent Microwave® (Kulzer, Đức). 

Nhựa acrylic dạng đổ (Pour-Type / Fluid Acrylic Resins)

Sau sự ra đời của công nghệ đóng rắn bằng vi sóng, một bước tiến đáng chú ý khác trong quy trình gia công nhựa acrylic là sự xuất hiện của nhựa dạng đổ. Đây là một biến thể của nhựa tự trùng hợp, được đặc trưng bởi độ chảy cao và khả năng thích ứng chính xác với chi tiết khuôn. Sau khi trộn, nhựa tạo thành một dung dịch lỏng nhớt thấp (low-viscosity slurry) có thể đổ trực tiếp vào khuôn làm bằng agar hydrocolloid, silicone hoặc thạch cao biến tính loại bỏ hoàn toàn nhu cầu nén khuôn truyền thống. Các hạt polymer có kích thước nhỏ trong loại nhựa này tăng độ chảy, giúp thích ứng hoàn hảo với bề mặt khuôn. Trong quá trình chế tạo, vật liệu có thể được đúc ly tâm hoặc bơm vào khuôn, giúp đảm bảo độ chính xác kích thước và hạn chế bọt khí. Quy trình đơn giản này giảm đáng kể công đoạn thủ công và không yêu cầu thiết bị đóng rắn chuyên biệt, do đó rất phù hợp với các labo nhỏ và vừa đang tìm kiếm hiệu quả và chi phí thấp.

Ưu điểm:

• Quy trình gia công đơn giản, chi phí thấp 
• Độ chảy tốt và thích ứng khuôn chính xác
• Ổn định kích thước tốt, co rút tối thiểu 
• Không cần thiết bị nén hoặc gia nhiệt 

Hạn chế:

• Độ bền cơ học và khả năng chống gãy thấp
• Độ hòa tan và hàm lượng monomer dư cao
• Hiệu năng kém trong điều kiện chịu lực nhai lâu dài 
• Chỉ phù hợp cho hàm giả tạm thời hoặc ngắn hạn 

Ví dụ thương mại: SR Ivocap Pour® (Ivoclar Vivadent, Liechtenstein); Lucitone Pourable® (Dentsply Sirona, Mỹ); Pour’n Cure® (Lang Dental, Mỹ). 

Dạng thương mại và thành phần của nhựa acrylic

Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ CAD/CAM và in 3D (3D printing), nhựa acrylic (acrylic resins) không còn giới hạn trong hệ bột – lỏng (powder–liquid system) truyền thống. Ngày nay, vật liệu này tồn tại dưới nhiều dạng thương mại khác nhau, mỗi dạng được tối ưu hóa cho những phương pháp chế tác, độ chính xác, và quy trình sản xuất riêng biệt.
Sáu dạng phổ biến nhất hiện nay trong phòng labo nha khoa hiện đại bao gồm:

Hệ bột – lỏng (Powder–Liquid System)

Mô tả: Đây là dạng truyền thống và được sử dụng rộng rãi nhất, gồm bột polymer PMMA và dung dịch monomer MMA, thích hợp cho quy trình đóng rắn bằng nhiệt hoặc tự trùng hợp.

Ứng dụng: Hàm giả tháo lắp, lót hàm, và sửa chữa hàm.

Ví dụ thương mại: Lucitone 199® (Dentsply Sirona, Mỹ); Acralyn-H® (Asian Acrylates, Ấn Độ); Triplex Hot® (Ivoclar Vivadent, Liechtenstein).

Dạng gel hoặc dạng sệt (Gel or Paste Form)

Mô tả: Nhựa acrylic được cung cấp sẵn dưới dạng gel hoặc bột nhão nhớt, thường có thể quang trùng hợp bằng tia UV hoặc ánh sáng khả kiến.

Ứng dụng: Lót hàm tại ghế (chairside relining), phục hình tạm thời, và sửa chữa nhỏ.

Ví dụ thương mại: Triad Gel® (Dentsply Sirona, Mỹ); QuickLine® (GC America, Mỹ); Lightplast Base® (Dreve, Đức).

Khối hoặc đĩa PMMA dùng cho CAD/CAM (CAD/CAM PMMA Block or Disc)

Mô tả: Là vật liệu PMMA đã được polymer hóa hoàn toàn (fully polymerized), sản xuất dưới dạng khối hoặc đĩa (blocks/discs) dành cho gia công cắt gọt bằng hệ thống phay CAD/CAM. Quá trình polymer hóa công nghiệp trong điều kiện kiểm soát nghiêm ngặt giúp tạo ra vật liệu có cấu trúc đồng nhất, độ chính xác và ổn định kích thước cao, vượt trội so với vật liệu chế tác thủ công. Nhờ được tiền polymer hóa (pre-polymerized), các đĩa này hầu như không có co rút hay lỗ xốp, giúp đạt kết quả ổn định và chính xác trong các quy trình kỹ thuật số.

Ứng dụng: Đế hàm phay kỹ thuật số, mão và cầu tạm, khung phục hình lai.

Ví dụ thương mại: Ivotion® Disc (Ivoclar Vivadent, Liechtenstein); Juvora® PMMA Disc (Juvora Ltd., Anh); Vita CAD-Temp® (Vita Zahnfabrik, Đức).

Hạt hoặc viên PMMA (PMMA Pellets or Granules)

Mô tả: Gồm các hạt PMMA cứng, kích thước nhỏ, được thiết kế cho ép phun hoặc in 3D công nghiệp. Dạng hạt polymer hóa sẵn cho phép gia công dưới áp lực cao, đảm bảo tỷ trọng đồng đều, ít xốp, và kiểm soát quy trình tốt hơn so với dạng bột – lỏng. Nhờ đó, vật liệu này đặc biệt phù hợp cho sản xuất hàng loạt hoặc dây chuyền tự động hóa.

Ứng dụng: Đế hàm ép phun, khí cụ chỉnh nha, máng bảo vệ răng.

Ví dụ thương mại: ProBase Hot Injection Pellets® (Ivoclar Vivadent, Liechtenstein); Vertex ThermoJect® (Vertex-Dental, Hà Lan); Acrytens® (Pressing Dental, Ý).

Nhựa acrylic lỏng cho in 3D (3D Printing Liquid Resin)

Mô tả: Là nhựa acrylic hoặc methacrylate dạng lỏng có thể quang trùng hợp (photopolymerizable liquid resin), được thiết kế cho công nghệ in (additive manufacturing) bằng tia UV hoặc laser. Khác với phay CAD/CAM, loại này được làm rắn từng lớp, cho phép tạo ra cấu trúc phức tạp và tùy chỉnh cao. Polymer hóa kỹ thuật số được kiểm soát chính xác giúp đạt độ chính xác cao, ít lãng phí vật liệu và khả năng tái lập tốt.

Ứng dụng: Đế hàm in 3D, phục hình tạm, khay lấy dấu cá nhân.

Ví dụ thương mại: NextDent Denture 3D+® (3D Systems, Mỹ); Lucitone Digital Print™ 3D Resin (Dentsply Sirona, Mỹ); Asiga DentaBASE® (Asiga, Úc).

Tấm hoặc thanh PMMA (PMMA Sheets or Rods)

Mô tả: Là vật liệu acrylic rắn đã polymer hóa sẵn (pre-polymerized solid acrylic), được cung cấp dưới dạng tấm hoặc thanh (sheets/rods). Chúng có độ trong suốt cao, bền, dễ tạo hình và ép nhiệt, thích hợp cho các ứng dụng thẩm mỹ và bảo vệ, không chỉ trong nha khoa mà còn trong lĩnh vực y tế.

Ứng dụng: Máng nhai, khay chỉnh nha trong suốt, veneer thẩm mỹ, và các phục hình y khoa.

Ví dụ thương mại: Orthocryl® Sheets (Dreve, Đức); Paladur® Rods (Kulzer, Đức); Acrycast® PMMA Sheets (Plaskolite, Mỹ).

Mỗi dạng thương mại của nhựa acrylic thể hiện sự cân bằng khác nhau giữa chi phí, độ chính xác và tính tiện dụng. Hệ bột – lỏng truyền thống vẫn là lựa chọn kinh tế nhất cho các hàm giả tháo lắp thông thường. Trong khi đó, đĩa PMMA CAD/CAM và nhựa in 3D lại đại diện cho xu hướng kỹ thuật số của ngành chế tác phục hình hiện đại.

Kết luận

Nhựa acrylic đã chứng minh giá trị bền vững của mình như một trong những vật liệu linh hoạt và đáng tin cậy nhất trong phục hình nha khoa hiện đại. Từ những ngày đầu sử dụng dưới dạng hệ bột – lỏng đóng rắn bằng nhiệt cho đến các khối CAD/CAM và nhựa in 3D được thiết kế kỹ thuật số ngày nay, vật liệu này không ngừng phát triển để đáp ứng đồng thời nhu cầu thẩm mỹ và chức năng của cả bác sĩ và bệnh nhân. Nhờ sự kết hợp độc đáo giữa tính tương hợp sinh học, tính thẩm mỹ và tính dễ gia công, PMMA vẫn giữ vai trò nền tảng của chế tạo nền hàm giả, ngay cả khi các vật liệu nhựa nhiệt dẻo (thermoplastics) và polymer lai (hybrid polymers) mới đang dần xuất hiện. Mặc dù vẫn còn tồn tại những thách thức như độ bền gãy, hàm lượng monomer dư và độ dẫn nhiệt thấp, nhưng những đổi mới liên tục trong hóa học polymer và công nghệ xử lý vật liệu vẫn đang không ngừng cải thiện hiệu năng của nhựa acrylic.

Đối với các phòng labo nha khoa, việc hiểu rõ đặc tính, cơ chế đóng rắn và dạng thương mại của nhựa acrylic là điều thiết yếu để lựa chọn vật liệu phù hợp cho từng ca lâm sàng, dù là chế tác truyền thống hay quy trình kỹ thuật số hiện đại. Bằng cách kết hợp các hệ thống acrylic tiên tiến với quy trình kỹ thuật số, các labo có thể đạt được độ chính xác cao hơn, tính ổn định tốt hơn, và sự hài lòng lâu dài hơn cho cả nha sĩ và bệnh nhân.

Tại XDENT LAB, chúng tôi tin rằng việc kết hợp giữa kiến thức khoa học, tay nghề kỹ thuật số, và đổi mới vật liệu chính là chìa khóa để kiến tạo thế hệ nha khoa phục hình tiếp theo, nơi mỗi sản phẩm phục hình đều mang lại độ bền, sự thoải mái và vẻ đẹp tự nhiên vượt trội.

Nguồn Tham Khảo:

Bài viết này tham khảo và tổng hợp nội dung từ nhiều nghiên cứu khoa học và tài liệu chuyên ngành nha khoa hiện đại, bao gồm:

Characteristics of Acrylic Produced Additively by 3D Printing in Dentistry: Comparison of Mechanical and Surface Parameters—A Systematic Review with Meta-Analysis of Novel Reports được viết bởi Szymlet và cộng sự năm 2025.

5 - Acrylic denture base materials được viết bởi Nejatian và cộng sự năm 2019.

Compressive Strength of Three Types of Heat-Cure Acrylic Resins: Acropars, Acrosun, and Meliodent được viết bởi Neshati và cộng sự năm 2021.

Update on Acrylic Resins used in Dentistry được viết bởi Raszewski và cộng sự năm 2021.

XDENT LAB là chuyên gia trong lĩnh vực Dịch vụ Lab-to-Lab tổng thể đến từ Việt Nam. Nổi bật với các dịch vụ phục hình tháo lắp và phục hình trên implant, đáp ứng tiêu chuẩn thị trường Hoa Kỳ – được FDA và ISO chứng nhận. Thành lập năm 2017, XDENT LAB đã phát triển từ quy mô địa phương vươn tầm quốc tế, hiện sở hữu 2 nhà máy và hơn 100 nhân viên. Công nghệ hiện đại, đội ngũ kỹ thuật viên được chứng nhận và cam kết tuân thủ quy định, giúp XDENT LAB trở thành lựa chọn tin cậy cho các phòng labo nha khoa mong muốn đảm bảo chất lượng và sự đồng nhất cho sản phẩm của mình.

Cam kết của chúng tôi:

• 100% vật liệu được FDA phê duyệt.
• Sản xuất quy mô lớn, năng suất cao, tỷ lệ làm lại < 1%.
• Thời gian hoàn thành trong labo 2~3 ngày (*áp dụng cho file kỹ thuật số).
• Tiết kiệm chi phí lên đến 30%.
• Sản xuất liên tục 365 ngày/năm, không gián đoạn.

Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay, để xây dựng chiến lược giảm chi phí vận hành.

--------❃--------

Labo Gia Công Nha Khoa Việt Nam - XDENT LAB

🏢 Nhà máy 1: 95/6 Đường Trần Văn Kiểu, Phường Bình Phú, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam

🏢 Nhà máy 2: Khu công nghiệp Kizuna 3, Xã Cần Giuộc, Tỉnh Tây Ninh, Việt Nam

☎ Hotline: 0919 796 718 📰 Nhận báo giá chi tiết