Метал у стоматології-стоматологічні сплави. Титановий імплант зуба

Імплантація має чималі переваги над іншими варіантами встановлення зубних протезів. Насамперед, це відсутність необхідності обточування здорових зубівдля забезпечення фіксації. Крім того, встановлення імплантатів є альтернативою знімним протезом за відсутності опорних зубів, або при повній втраті зубного ряду. Імплантовані зуби завдають пацієнту меншого дискомфорту, ніж знімні протези. Деякі пацієнти взагалі не можуть носити вставну щелепу через занадто чутливу слизову оболонку. ротової порожнини, неприйняття акрилових полімерів, або через гіпертрофований блювотний рефлекс.

Важливим моментом є і те, що імплантація є єдиним методом, що забезпечує майже повну схожість зубних протезів із природними зубами, що має особливе значення при протезуванні фронтальних зубів.

Титановий імплантзуба (зовнішній вигляд)

Тим не менш, за всіх переваг, імплантація є серйозною хірургічною операцією, тому супроводжується певними ризиками. При цій процедурі проводиться використання стороннього тілау тканині пацієнта, яке може бути відкинуто. Тому дуже важливим аспектомімплантації є правильний вибірматеріалу, з якого виготовлено зубні протези.

У ході експлуатації імплант постійно зазнає навантажень. Тому від матеріалу, з якого зроблений протез, потрібні відмінні механічні властивості. У той же час, матеріал повинен мати достатню сумісність з кістковими і м'якими тканинами. Цим вимогам найбільше задовольняє титан. У Останнім часомстали застосовуватися і , але ціна на них значно вища, ніж на титанові. Тому застосовуються вони переважно або у разі непереносимості металу пацієнтом, або при .

Чим хороші титанові імпланти зубів

Першими матеріалами, які застосовуються для виготовлення імплантатів зубів, були нержавіюча сталь, а також сплави, що містять хром, ванадій, кобальт та алюміній. Нині імпланти, виготовлені з цих матеріалів, значно витіснені імплантатами зубів із титану.

Ванадій і алюміній, що входять до складу матеріалів, що насамперед широко застосовуються при виготовленні імплантатів, погано сумісні з тканинами. Тому при використанні таких матеріалів було дуже можливим. Саме тому багато пацієнтів відмовлялися від імплантації на користь більш звичних способів протезування.

В даний час нержавіюча сталь, хром і кобальт застосовуються в основному в бюджетних конструкціях. Однак, за відносно невисокої вартості таких протезів, пацієнтові слід тричі подумати, перш ніж погодитись на встановлення таких імплантів. Дешевий матеріал є однією із вагомих причин виникнення негативних наслідків імплантації.

Титанові імпланти для зубівотримали численні позитивні відгуки від пацієнтів завдяки своїм перевагам. Титан відрізняють від інших матеріалів, які застосовуються для виготовлення імплантатів, такі переваги:

1. Високі пластичність, міцність, в'язкість та стійкість до ударів.
2. Наявність на поверхні металу оксидної плівки, що оберігає метал від руйнівної дії середовища.
3. Відсутність ванадію у сплавах.
4. Нетоксичність вільного титану та його оксиду для організму.
5. Хороше приживання титанових імплантатів до тканин, низька ймовірність відторгнення в силу біологічної інертності даного металу.
6. Дуже низька здатність спричинити алергічну реакцію.
7. Відсутність смаку.
8. Швидке зрощення з тканиною кістки.
9. Мінімальна питома вага, завдяки чому пацієнт не відчуває обтяження щелепи після встановлення титанових імплантатів.

Титанові зубні імпланти: показання та протипоказання до встановлення

Нерідко людина з відсутніми кількома зубами не поспішає з їх протезуванням, особливо в тому випадку, якщо брак зубів не помітний з боку. Однак, така позиція може призвести до негативних наслідків. Порушується природний розподіл навантаження на зуби, що веде до їх розхитування, і, як наслідок, до розвитку пародонтозу.

Зменшення навантаження на щелепні кістки викликає їхню дистрофію. Тому коли пацієнт нарешті зважиться на імплантацію зубів, ця процедура буде ускладнена необхідністю додаткової хірургічної операції з нарощування кістки. В іншому випадку обсяг кісткової тканини буде недостатньо для надійної фіксації імплантату.

Установка титанових імплантатів має неабиякі переваги перед іншими способами протезування. У той же час імплантація є складною хірургічною операцією, яка здатна викликати різні ускладнення. Тому титанові лише за наявності ряду показань. Імплантація зубів наказана у таких випадках:

• за відсутності кількох сусідніх зубів;
• за неможливості встановити стаціонарні протези через відсутність опорних зубів;
• за наявності у пацієнта алергії на полімерні матеріали, у тому числі роблять вставні щелепи;
• при постійному виникненні блювотного рефлексу при спробі вдягнути знімний протез;
• при відмові пацієнта від носіння знімних протезів.

Титан є найкращим матеріаломдля протезування молярів – жувальних зубів. Ці зуби, в силу їхньої природної функції, піддаються найбільшому навантаженню. Тому до матеріалу для імплантатів при протезуванні жувальних зубів пред'являються високі вимоги міцності. Цим вимогам найбільше задовольняє титан.

Коли не можна ставити титанові імпланти для зубів

У деяких випадках встановлення титанових імплантатів може призвести до небажаним наслідкам. Існують наступні протипоказаннядля проведення імплантації:

1. Гемофілія та інші хвороби крові.
2. Захворювання серцево-судинної системи, такі як гіпертонія та ішемічна хвороба.
3. Порушення функції центральної нервової системи.
4. Цукровий діабет – у цьому випадку пацієнт має серйозні проблемиз регенерацією кісток.
5. Порушення функцій органів внутрішньої секреціїнаприклад, щитовидної залози.
6. Наявність злоякісних пухлин.
7. Патологія імунної системи.
8. Патології сполучної тканини, такі як ревматизм та інші подібні захворювання
9. Туберкульоз.
10. Тяжка форма пародонтозу.

За наявності пульпіту, запальних процесівна коренях зубів, стоматитів та гінгівітів імплантація допустима, але тільки за умови лікування наявного захворювання.

Деякі пацієнти не переносять застосування металу в тканини. Тому встановлення титанових імплантатів неминуче викличе негативну реакціюорганізму. У даному випадкуДля протезування зубів знадобляться матеріали, що не містять вільних металів.

Протезування фронтальних зубів потребує найбільшої схожості протезів із природними зубами. Титанові зубні імпланти не можуть забезпечити цього. Матеріал штучної коронки має невелику прозорість, і металева основа зубного протеза буде видно крізь коронку. Тому при протезуванні передніх зубів для імплантатів найбільше підходить діоксид цирконію.

Оскільки список випадків, коли імплантація протипоказана, досить великий, важливих моментівпід час підготовки до імплантації є виключення протипоказань. Тому пацієнт має пройти повне обстеженнястану організму та усунення наявних патологій.

В імплантації відмовляють пацієнтам, які не досягли шістнадцяти років. Саме у цьому віці зростання кісток вважається завершеним. Встановлення імплантатів тоді, коли кістки ще ростуть, досить ризиковане. Навіть якщо пацієнту вже виповнилося шістнадцять років, лікар повинен ретельно дослідити його стан та за результатами зробити відповідний висновок.

Які бувають титанові зубні імпланти

Імплантати із титану можуть мати різну конструкцію. Найбільш поширеними є титанові імплантати, що є протезами зубного коріння. Серед них зустрічаються як цілісні, і збірні конструкції. У першому випадку імплантат неможливо розібрати окремі складові. У другому випадку сам імплантат, перехідник або абатмент та інші елементи конструкції є окремими деталями.

Найчастіше застосовуються титанові імпланти, що мають форму циліндричного штифта. Такі імплантати найпростіше виготовити, тому вони порівняно невисока ціна. Вони бувають як з різьбленням, так і без різьблення – у цьому випадку вони мають пористу поверхню, що забезпечує їх фіксацію за рахунок проростання у пори кісткової тканини.

При зниженій міцності щелепної кістки застосовуються титанові кореневі імплантати у формі конічного гвинта.

Крім кореневих титанових імплантатів існують інші конструкції, що застосовуються тоді, коли установка штучного кореня з тих чи інших причин неможлива. Такі

• пластинчасті імплантати з титану, що застосовуються у разі надто тонкої щелепної кістки;
• комбіновані конструкції, в яких поєднуються елементи пластинчастих та кореневих імплантатів;
• піднадкісткові імпланти, що являють собою ажурні каркаси, що вживлюються під ясна і використовуються при сильній дистрофії кістки;
• трансосальні імпланти, що є пластинами, що кріпляться до щелепи горизонтальними гвинтами – установка таких конструкцій є складною і травматичною операцією, тому вони використовуються досить рідко;
• базальні імплантати, що впроваджуються в глибоколежачі шари тканини щелепної кістки.

Імпланти можуть впроваджуватися не тільки в кісткову тканину. Існують імплантати, що вживлюються в корінь зуба для його зміцнення або збільшення його довжини. У разі руйнування частини зуба, що розташовувалась над яснами, і при збереженні корені такі імпланти служать основою для нарощування штучної коронки. Застосовуються також імплантати, що впроваджуються в м'які тканиниясен. Такі призначені для фіксації знімних протезів.

Чи можна робити МРТ із титановими імплантами

Магнітно-резонансна томографія є методом діагностики стану організму, що широко застосовується. Суть цього методу полягає у взаємодії магнітного поля високої напруженості з атомами водню, які у тканинах організму людини.

Магнітне поле здатне взаємодіяти з металами. Тому у людей, які мають імплантовані зуби, може виникнути цілком закономірне питання про допустимість МРТ за наявності імплантатів.

Можливість застосування МРТ залежить від природи металу, з якого виготовлено імплантати. Магнітне поле найбільш помітно взаємодіє з металами, які є феромагнетиками. Найвідоміший серед таких металів – залізо. Але крім заліза властивості феромагнетиків виявляють також нікель та кобальт.

Якщо зубні імплантати виготовлені зі сплавів, що містять феромагнетики, то при дії прикладеного магнітного поля відбувається їхнє небажане розігрів. Тому МРТ за наявності імплантів з нержавіючої сталі та інших феромагнетиків краще не проводити взагалі, а якщо й проводити, то з великою обережністю.

Розігрів імпланту – не єдина проблема під час проведення МРТ. Наявність феромагнетика в тканинах може призвести до спотворення одержуваної картини і, відповідно, помилкових висновків про стан організму.

У разі застосування титану як матеріал для імплантатів, проте, томографія цілком допустима. Титан не є феромагентиком. Він відноситься до парамагнетиків – речовин, що слабо взаємодіють з прикладеним. магнітним полем. Тому під час проведення МРТ розігріву титанових імплантів немає.

З погляду точності діагностичної картинипроведення МРТ за наявності імплантів з титану також цілком прийнятно. Жодних спотворень сигналу титан не викликає, і результати дослідження будуть досить вірними.

Олександр Модестов зубний технік – майстер, демонстратор фірм Дентаурум та Еспридент, Німеччина

Нині титан зайняв своє гідне місце у ряді сучасних матеріалів.

Цей матеріал цікава історія, що принесла за собою багато відкриттів, яким він завдячує своєму сьогоднішньому успіху, досягнутому в дуже короткий час. Сьогодні титан успішно застосовується в автомобіле- та авіабудуванні, космічних корабляхта суднобудуванні, скрізь, де необхідний ефективний захист від корозії і звичайно в медицині.

При зростанні алергічних реакційна різні метали та сплави металів застосовуваних у медицині та стоматології титан розглядається як вирішальна альтернатива.

Завдяки чудовій біосумісності та неймовірній стабільності титану, цей метал звернув на себе увагу ортопедії. Сьогодні з титану виготовляються тазостегнові та колінні протези, різні голки та гвинти. Також корпуси для серцевих стимуляторів та слухових апаратівтеж із титану.

Висока біосумісність обумовлена ​​здатністю титану в частки секунди утворювати на своїй поверхні захисний оксидний шар. Завдяки якому він не кородує і не віддає вільні іони металу, здатні навколо імплантату чи протезу викликати патологічні процеси. На сьогоднішній день титан дає нам можливість використання лише одного металу в ротовій порожнині. Ми можемо виготовити практично будь-які конструкції. Не відбувається жодних електрохімічних реакцій між різними частинами протезів, а оточуючі протез тканини залишаються вільними від іонів металу.

Вкладки та накладки, цільнолиті та облицьовані коронки та мости, бюгельні протези та суцільнолиті базиси повних знімних протезів, комбіновані протези та протезування на імплантатах (включаючи самі імплантати) – ось спектр застосування титану, про який не мріяли і найбільші опти.

Вплив титану на сучасну стоматологіютак всеосяжно, що навіть скептично налаштовані колеги справедливо віддають належне його особливостям, уважно стежачи за його розвитком, особливо у сучасній імплантології. Тому ми сьогодні присвячуємо цю статтю питанням лиття титану та його опрацювання в умовах зуботехнічної лабораторії.

Мал. 1

Мал. 2

Мал. 3

Мал. 4

Мал. 5

Мал. 6

Мал. 7

Мал. 8

Мал. 9

Мал. 10

Мал. 11

У медицині перші досліди щодо застосування титану розпочалися у 40-х роках з вживлення у м'які тканини тварин циліндриків з титану, що протікало без реакції з боку організму.

У стоматології застосування титану почалося з використання цього металу у своїх дослідженнях професором Бренемарком у 1956 році.

Поки титан утверджував себе в зубній імплантології, зростало паралельно бажання використовувати цей метал так само і в індивідуальному протезуванні.

Перші експерименти лиття титану в зуботехнічній області були зроблені доктором Ватерстраатом у 1977 році.

Теплове перетворення форми титану в зуботехнічних цілях стало можливим із застосуванням ливарної установки для лиття титану японської фірми Охара з 1981 року.

Методи холодної обробки титану – наприклад фрезерна обробка - виготовлення імплантатів або фрезерування каркасів коронок або мостоподібних протезів шляхом так званих САD/CAM технологій, не спричиняє особливих складнощів. Проблеми у так званому гарячому зміні форми металу, тобто. у лиття. Нам цікавий цей процес в першу чергу не дуже високою собівартістю, по відношенню до технологій, що ще розвиваються CAD/CAM, а по-друге, як єдиний на сьогоднішній день спосіб виготовлення каркасів бюгельних протезів.

Лиття титану

Як ми вже відзначили високу реакційну здатність титану, висока точкаплавлення вимагають, низька щільністьвимагають спеціальну ливарну установку та пакувальну масу. На даний час на ринку відомі три системи, які вважаються найкращими, для лиття титану. Це система Рематітан фірми Дентаурум (Німеччина), система Біотан фірми Шутц-дентал (Німеччина) та система японської фірми Моріта. Сьогодні ми докладно познайомимося з Рематітан – ливарною системою. По-перше тому, що на наш погляд це найкраща система, яка дозволяє досягти лиття дуже високої та стабільної якості, по-друге ми маємо вже 4,5 річний досвід роботи.

Що мається на увазі під системою для лиття титану?

Насамперед це ливарна установка Рематитан-Автокаст або Аутокаст – Універсал.

Ливарні установки Аутокаст засновані на принципі плавки титану в захисному середовищі аргону на мідному тиглі за допомогою вольтової дуги, так само в ромисловості сплавляють титанову губку для отримання чистого титану. Заливка металу в кювету відбувається за допомогою вакууму в ливарній камері і підвищеного тиску аргону в плавильній під час перекидання тигля.

Зовнішній вигляд і принцип, як функціонує установка, показано на рис. 1 та 2.

На початку процесу обидві камери плавильна (у верху) і ливарна (у низу) промиваються аргоном, потім з обох камер евакуюється суміш повітря і аргону, після чого плавильна камера заповнюється аргоном, а у ливарній утворюється вакуум. Включається вольтова дуга і починається процес плавлення титану. Після проходження певного часу різко перекидається плавильний тигель і метал всмоктується в форму, що знаходиться у вакуумі, власна вага і підвищується тиск аргону на цей момент також сприяють його загонці. Цей принцип дає можливість отримувати хороші, щільні виливки із чистого титану.

Наступним компонентом ливарної системи є пакувальна маса.

Так як у розплавленому стані реакційна здатність титану дуже висока, то він вимагає спеціальних пакувальних мас, які виготовляються на основі оксидів алюмінію та магнезії, які дозволяють знизити реакційний шар титану до мінімуму. Дентаурум пропонує кілька таких мас, наприклад Рематитан Плюс – пакувальна маса для виливки бюгельних протезів, пакувальні маси Рематитан Ультра та Трінелл для виливки коронок та мостів (Рис. 3, 4). Трінелл, наприклад, це нове покалення пакувальних мас для титану. Перша у світі швидкісна пакувальна маса для титану, яка дозволяє значно економити час і дає дуже чисту поверхню металу практично без реакційного шару.

Титан – ливарний метал

Тритан 1 та Рематитан М. Хімічна чистота мінімум 99,5%. Тритан 1 – це титан град 1, придатний всім видів робіт, дуже низький вміст кисню в металі. Рематитан М – по міцності відноситься до титану град 4, значно підвищена межа міцності та еластичність, роблять можливим застосуванняу кламерних бюгельних протезах і для мостоподібних робіт великої протяжності.

Що потрібно знати під час роботи з титаном?

Особливості моделювання

Каркас, що виготовляється для облицювання керамікою, повинен мати зменшену анатомічну форму зуба. Внутрішня підтримка кераміки каркасом дуже важлива, крім того, для сприятливого теплообміну між керамікою і металом під час випалу обов'язкова наявність або охолоджувальних реберець (Рис. 5) або гірлянди. На мостоподібних протезах великої протяжності наявність гірлянди обов'язково також з метою зміцнення каркасу. Товщина ковпачків має бути не нижче 0,4–0,5 мм. Каркаси бюгельних протезів моделюються також дещо товщі, стосовно каркасів з хром-кобальтових сплавів.

Штифтування

Правильне штифтування (установка литников і створення литниковой системи), як і правильне розташування у кюветі грає величезну роль і проводиться суворо за правилами запропонованим фірмою виробником ливарних установок. Фірма Дентаурум пропонує такі вимоги до ливарної системи Рематітан. Для коронок і мостів використання тільки спеціального ливарного конуса, який дозволяє оптимально направляти метал до об'єкта, що відливається. Висота вхідного литникового каналу від конуса до живильної балки 10 мм при діаметрі 4-5 мм. Діаметр живильної балки 4 мм.

Підводні литникове канали до об'єкта, що відливається діаметром 3 мм і висотою також не більше 3 мм. Дуже важливо: підводні канали не повинні розташовуватися навпроти вхідного литникового каналу (Рис. 6 і 7), інакше дуже висока можливість виникнення газових пор. Усі з'єднання мають бути дуже гладкими, без гострих кутів тощо. щоб максимально знизити турбулентність, що виникає під час заливки металу, яка призводить до утворення газових пор. Літникова система для бюгельних протезів, а особливо для цільнолитих базисів повних знімних протезів також відмінна, від литникових систем, які ми застосовуємо для виливки бюгельних протезів з хром-кобальтових сплавів.

У всіх трьох згаданих вище ливарних установках двох камерний принцип, титан плавиться в плавильній камері серед аргону, на мідному тиглі за допомогою вольтової дуги, і за допомогою вакууму або тиску аргону заганяється у форму. Відмінними є спосіб загонки металу та система штифтування, які впливають на кількість помилок під час лиття.

Альфа-шар

За допомогою реакції та дифузії газоподібних та твердих елементів (кисень, вуглець, силіціум та ін.) з атмосфери плавильної камери та пакувальної маси, відбувається утворення реакційної зони та твердішої поверхні титану. Ця зміна твердості залежить від речовин, з яких виготовлена ​​пакувальна маса та обумовлених реакцій з рідким титаном.

Поверхневий шар або альфований шар настільки тендітний і забруднений, що під час попередньої обробки титану, особливо під облицювання керамікою, повинен бути повністю вилучений.

Зміна кристалічної структури

Для зуботехнічного застосування перехід титану при температурі 882,5 °З одного кристолічного стану в інший має дуже велике значення. Титан переходить при цій температурі з альфа-титану з гексагональними кристалічними гратами в ветта-титан з кубічною. Що тягне у себе, як зміна його фізичних параметрів, а й збільшення на 17% його обсягу.

Тому також необхідне використання спеціальних керамік, температура випалу яких повинна перебувати нижче 880 °С.

Пасивний шар

У титану дуже сильне прагнення при кімнатній температуріз киснем повітря утворювати миттєво тонкий захисний оксидний шар, який захищає його надалі від корозії і зумовлює хорошу переносимість титану організмом.

Пасивний шар має здатність самостійно регенерувати.

Цей шар на різних етапах роботи з титаном повинен гарантуватися.

Після піскоструминної обробки, перед чищенням каркаса парою, необхідно залишити каркас мінімум 5 хв. пасивуватись. Щойно відполірований протез повинен пасивуватися щонайменше 10–15 хвилин, інакше немає гарантії гарного блиску готової роботи.

Вимоги до обробки, що відповідають матеріалу

Фізичні властивості, фази оксидації та зміна кристалічних ґрат повинні враховуватися при обробці титану.

Правильна обробка може успішно проводитися лише спеціальними фрезами для титану, зі спеціальною хрестоподібною насічкою (Рис. 10). Зменшений кут робочої поверхні яких дозволяє оптимально знімати досить м'який метал, з одночасно хорошим охолодженням інструменту. Обробка титану повинна проводитись без сильного тискуна інструмент.

При неправильному інструменті або сильному натиску можливі локальні перегріви металу, що супроводжуються сильним утворенням оксиду і зміною кристалічних ґрат. Візуально на оброблюваному об'єкті відбувається зміна кольору і трохи грубіє поверхню. У цих місцях не буде необхідного зчеплення з керамікою (можливість появи тріщин і сколів), якщо це ділянки, що облицьовуються, то подальша обробка і полірування також не відповідатиме вимогам.

Фрези для титану повинні зберігатись окремо від інших інструментів. Вони повинні регулярно очищатися пароструминним апаратом і щіточками зі скловолокна від залишків титану.

Використання при обробці титану різних карборундових дисків і каменів, або алмазних головок сильно забруднює поверхню титану, що призводить також до тріщин і сколів в кераміці. Тому використання перелічених вище інструментів придатне тільки для обробки наприклад каркасів бюгельних протезів, а використання алмазних головок слід повністю виключити. Шліфування та подальше полірування відкритих ділянок титану можливе лише за допомогою адаптованих для титану шліфувальних гумок та полірувальних паст. Багато фірм, що займаються виробництвом інструментів, що обертаються, випускають на даний момент достатній асортимент фрез і шліфувальних гумок для титану.

Я, наприклад, у своїй повсякденній роботі використовую інструменти, що обробляють фірми Дентаурум (Рис.11).

Придатні для титану параметри обробки:

– Низька швидкістьобертанні наконечника – макс. 15 000 об/хв.

– Низький тиск на інструмент

- Періодична обробка.

– Обробка каркасу лише в одному напрямку.

– Уникати гострих кутів та напусків металу.

– При шліфуванні та поліруванні використовувати тільки відповідні шліфувальні гумки та полірувальні пасти.

– Періодичне чищення фрез пароструминним апаратом та пензликом зі скловолокна.

Піскоструминна обробка титану

Піскоструминна обробка перед нанесенням бондингового шару при керамічному покритті так само, як і при облицюванні композитними матеріалами, повинна відповідати наступним вимогам:

– Чистий, лише одноразовий оксидалюмінію.

– Максимальна величина зерна піску 150 µm, оптимально 110–125 µm.

– Максимальний тиск із олівця 2 бари.

– Напрямок потоку піску під прямим кутом до поверхні.

Після обробки необхідно залишити оброблений об'єкт на 5-10 хв. пасивуватися, після чого зробити чищення поверхні пором.

Оксидний випал або схожі процедури під час роботи з титаном повністю виключаються. Використання кислот або травлення повністю виключено.

У другій частині нашої статті, яка вийде в одному з найближчих номерів, ми розглянемо аспекти титану - керамічних облицювань, облицювань композитними матеріалами, можливості виготовлення кламерних та комбінованих бюгельних протезів з титану.

Важлива інформація:

· Титан це не сплав – це чистий хімічний елемент, метал;

· Порядковий номер у переодичній системі 22;

· Титан має здатність, перебуваючи в організмі, довгий часзалишатися інертним;

· У зубопротезній техніці використовується чистий титан у чотирьох градаціях (від Т1 до Т4);

· Твердість, залежно від градації, від 140 до 250 од.,

· КТР 9,6 х 10 (-6) К (-1);

Для керамічних облицювань потрібна спеціальна кераміка;

· Точка плавлення 1668 ° С, висока реакційна здатність;

Використання спеціальних ливарних установок та пакувальних мас;

· Щільність 4,51 г/см 3 ;

Приблизно вчетверо менша щільність, отже, і вага, стосовно золоту, дає пацієнтам підвищений комфорт під час користування зубними протезами;

Шляхетні

2. Срібно-палладієві

Неблагородні

1. Нержавіюча сталь

   Кобальтохромові

   Нікельхромові

   Сплави титану

1. Шляхетні

   Неблагородні

Вимоги до металів, які застосовуються в ортопедичній стоматології. Метали повинні:

Мати високі механічні властивості: міцність, пружність, твердість, високий опір навантаженню.

Мати хороші технологічні властивості: мінімальне усадження, ковкість, пластичність, точне лиття, полірування.

Мати потрібні Фізичні властивості: невелика питома вага, невисока температураплавлення.

Мати високу хімічну стійкість до впливу агресивних середовищпорожнини рота.

Бути нешкідливими, хімічно інертними у ротовій порожнині.

Зберігати сталість форми та обсягу.

Бути біологічно сумісними з тканинами, що відновлюються.

Основні властивості нержавіючої сталі.

В ортопедичній стоматології застосовуються спеціальні марки нержавіючих сталей, звані леговані сталі: для штампування 12Х18Н9Т або 12Х18Н10Т, для лиття 20Х18Н9С2.

До складу нержавіючих сталей входять: 72% заліза, 0,12% вуглецю, 18% хрому, 9-10% нікелю, 1% титану, 2% кремнію. Леговані сталі містять мінімальну кількість вуглецю (його збільшення призводить до підвищення твердості та зменшення ковкості сталі) та підвищений вміст спеціально введених елементів, що забезпечують одержання сплавів з потрібними властивостями. Хром надає стійкості до окислення. Нікель додають до сплаву підвищення пластичності і в'язкості. Титан зменшує крихкість та запобігає міжкристалічній корозії сталі. Кремній присутній лише у ливарній сталі та покращує її плинність. Нержавіюча сталь має гарну ковкість і погані ливарні якості.

Нержавіюча сталь застосовується для виготовлення штампованих коронок, паяних мостоподібних протезів, гнутих кламерів. Паяння нержавіючої сталі проводиться за допомогою срібного припою (ПСрМЦ 37).

Для виготовлення штампованих коронок промисловість випускає стандартні гільзи, виготовлені методом холодного штампування, товщиною 0,25-0,28 мм та діаметром 6-16 мм. Для виготовлення різних ортодонтичних апаратів, гнутих кламерів, штифтів випускають дріт діаметром 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,5 і 2 мм і стандартні кламери діаметром 1 і 1,2 мм. Литєва сталь (20Х18Н9С2) випускається у вигляді злитків вагою від 3,5 до 16 грамів. Температура плавлення 1450 С, коефіцієнт відносного подовження 50%, коефіцієнт усадки до 3,5%.

Основні властивості хромокобальтового сплаву .

Хромокобальтові сплави (КХС) відносяться до високолегованих сталей. Широке застосуваннясплавів обумовлено високим модулем пружності та міцності, гарною плинністю в рідкому стані, невеликою усадкою, високою стійкістю до окислення та корозії.

До складу хромокобальтового сплаву входить: хром 67%, кобальт 26%, нікель 6%, молібден і марганець по 0,5%. Кобальт має високі механічні властивості, хром вводиться для надання твердості та антикорозійних властивостей, нікель надає в'язкість та пластичність, молібден посилює властивості міцності, марганець покращує рідину.

Сплав КХС застосовують виготовлення тільки литих протезів (литі коронки, литі мостоподібні протези, бюгельні протези). Штампування він не піддається, так як має велику пружність і твердість.

Температура плавлення 1460 С, коефіцієнт відносного подовження 8%, коефіцієнт усадки 1,8%.

З сучасних вітчизняних матеріалів широко використовуються кобальтохромомолібденові сплави: КХС-Е (Єкатеринбург) (Co-65, Cr-28, Mo-5; Mn, Ni, Si -інше); Целіт-К (Москва) (Co-69, Cr-23, Mo-5); хромонікелеві сплави: Целіт-Н (Ni-62, Cr-24, Mo-10).

З сучасних зарубіжних матеріалів широко використовуються німецькі хромонікелеві сплави «Вірон 77»,-88,-99 (Ni-70, Cr-20, Mo-6, Si, Ce, В, С-0,02), кобальтохромомолібденові «Віробонд» ( Co-63, Cr-31, Mo-3; Mn, Si, C-0,07).

Хромо-нікелеві сплави на основі заліза

Залізовуглецевий сплав із вмістом вуглецю до 0,1-0,2%. Застосовуються марки лігованих сталей 11Х18Н9Т (ЕЯ-1) – гільзи, 20Х18Н9С2 – зливки, дріт (ЕЯ1-Т, ЕІ-95). Ліговані сталі – залізовуглецеві сплави з мінімальним вмістом вуглецю та з підвищеним вмістом спеціально введених у сплав елементів (хром, нікель, молібден, титан та ін.). Сталі мають гарну ковкість, пластичність, пружні властивості. Температура плавлення 1450? Усадка до 3%. Застосовуються виготовлення деталей незнімних і знімних конструкцій протезів методами штампування і лиття окремих деталей протезів. Випускається як гільз, злитків, дроту.

Хромо-кобальтові сплави (КХС) хромо-нікелеві сплави (НХ-Дент)

Належать до розряду високолігованих сплавів, зі значно меншою кількістю вуглецю. Мають підвищену пружність, міцність, твердість, малий коефіцієнт усадки (1,8%). Знаходять застосування при виготовленні тільки суцільнолитих бюгельних протезів, коронок, мостоподібних протезів, шин та апаратів. Штампування не піддається, т.к. має велику пружність і твердість. НХ-Дент застосовують для металокераміки. Температура плавлення 1460С, коефіцієнт відносного подовження 8%, коефіцієнт усадки 1,8%

Контрольні питання

Які метали та їх сплави застосовуються в ортопедичній стоматології?

Вимоги до металів, що застосовуються в стоматології.

Які марки нержавіючої сталі застосовуються в ортопедичної стоматології?

Які відмінні властивості кобальтохромового сплаву виділяють його серед сплавів з неблагородних металів?

Запитання для самопідготовки

У чому суть технології легування?

Технологічні характеристики сплавів титану.

Взаємозв'язок механічних, хімічних та технологічних властивостей металів та їх сплавів.

Завдання для самостійної роботи (навчально-дослідницька робота):

Технологія лазерного паяння. Переваги, недоліки в порівнянні з традиційною технологієюпаяння.

Сплави металів, які застосовуються для виготовлення зубних імплантатів.

1. Гаврилов Є.М., Щербаков А.С. Ортопедична стоматологія: Підручник.-3вид.; перероб. і доп.-М.: Медицина, 1984.-576 с., Іл.

2. Дойніков О.М., Синіцин В.Д. Зуботехнічне матеріалознавство. - 2-ге вид., перераб. та доп.-М.: Медицина, 1986. - 208с., Іл.

3. Курляндський В.Ю. Ортопедична стоматологія: Підручник.-3-тє вид.; перероб. та доп.-М.: Медицина, 1969.-497 с.

4. Матеріалознавство у стоматології / За ред. А.И.Рыбакова.- М.: Медицина, 1984,424 з., іл.

5. Сидоренко Г.І. Зуботехнічне матеріалознавство: Навчальний посібник.-К.: Вища шк. Головне вид-во, 1988. - 184 с., 18 іл.

6. Матеріали, що застосовуються в ортопедичній стоматології: Уч. посібник.-Іжевськ,2009. -36с

7. Довідник із стоматології // За ред. А.І. Рибакова. - 3-вид., Перероб. та дод. - М.: Медицина, 1993. - 576с.

Марков Б.П., Лебеденко І.Ю., Єричев ВВ. Керівництво до практичним заняттямз ортопедичної стоматології. 4.1. -М.: ГОУ ВУНМЦ МОЗ РФ, 2001. – 662 с.

Марков Б.П., Лебеденко І.Ю., Єричев ВВ. Керівництво до практичних занять з ортопедичної стоматології. 4.2 - М.: ГОУ ВУНМЦ МОЗ РФ, 2001. - 235с.

Ортопедична стоматологія: Підручник для студентів стоматологічних. фак. мед. вишів. / За ред. В.М. Копєйкіна, М.З. Миргазізова. - 2-ге вид. дод. – М.: Медицина, 2001. – 621 с.

Трезубов В.М., Штейнгарт М.З., Мішнєв Л.М. Ортопедична стоматологія: Прикладне матеріалознавство: Підручник для мед. вишів. – СПб.: СпецЛіт, 2001. – 480 с.

Трезубов В.М., Щербаков А.С., Мішнєв Л.М. Ортопедична стоматологія: Пропедевтика та основи приватного курсу: Підручник для мед. вишів. - СПб.: Спецліт, 2001. -480 с.

Посібник з ортопедичної стоматології. / За ред. В.М. Копєйкіна. - М: Триада-X, 1998.-495 з.

Кобальт-хромові сплави

Сг Сплави вперше в стоматологічній практиці почали використовуватися в 30-х роках, і з цього часу вони успішно замінюють золотовмісні сплави IV типу при виготовленні каркасів часткових зубних протезів, насамперед завдяки їх відносно низькій вартості, що є істотним фактором при виготовленні таких великих виливків.

склад

Сплав містить кобальт (55 – 65%) та хром (до 30%). Інші основні легуючі елементи – молібден (4 – 5%) та рідше титан (5%) (Таблиця 3.3.6). Кобальт та хром формують твердий розчин із вмістом хрому до 30%, що є межею розчинності хрому в кобальті; надлишок хрому утворює другу тендітну фазу.

В цілому, чим вищий вміст хрому, тим стійкіше сплав до корозії. Тому виробники намагаються максимально збільшити кількість хрому, не допускаючи утворення другої тендітної фази. Молібден вводять для утворення дрібнозернистої структури матеріалу шляхом створення більшої кількостіцентрів кристалізації під час процесу затвердіння. Це має додаткова перевага, оскільки молібден разом із залізом дають суттєве зміцнення твердого розчину. Тим не менш, зерна мають досить великі розміри, хоча їх межі дуже важко визначити через грубу дендритну структуру сплаву.

Вуглець, присутній лише у невеликих кількостях, є надзвичайно важливим компонентом сплаву, оскільки незначні зміни у його кількісному вмісті можуть суттєво змінити міцність, твердість та пластичність сплаву. Вуглець може поєднуватись з будь-яким іншим легуючим елементом з утворенням карбідів. Тонкий шаркарбідів у структурі може значно підвищити міцність та твердість сплаву. Однак, занадто велика кількістькарбідів може призвести до надмірної крихкості сплаву. Це є проблемою для зубного техніка, якому необхідно гарантувати, що під час плавки та лиття сплав не абсорбував зайву кількість вуглецю. Розподіл карбідів також залежить від температури лиття та ступеня охолодження, т.к. поодинокі кристали карбідів по межах зерен краще, ніж їх суцільний шар навколо зерна.

Властивості

Для зубного техніка робота з цими сплавами важче, ніж із золотовмісними сплавами, оскільки перед литтям їх потрібно нагріти до дуже високих температур. Температура лиття цих сплавів у межах 1500-1550°С, а пов'язана з нею ливарна усадка дорівнює приблизно 2%.

Цю проблему здебільшого вирішили з появою обладнання для індукційного лиття та вогнетривких формувальних матеріалів на фосфатній основі.

Точність виливки страждає за таких високих температур, що значно обмежує використання цих сплавів, в основному для виготовлення часткових зубних протезів.

Ці сплави важко полірувати звичайним механічним способом через їх високу твердість. Для внутрішніх поверхонь протезів, безпосередньо прилеглих до тканин ротової порожнини, застосовується метод електролітичного полірування, щоб не знизити якість прилягання протеза, але зовнішні поверхні доводиться полірувати механічним способом. Перевага такого способу в тому, що чисто відполірована поверхня зберігається більш довгий часщо є істотною перевагою для знімних зубних протезів.

Недолік пластичності, що посилюється включеннями вуглецю, є особливою проблемою, і зокрема тому, що ці сплави схильні до утворення пор при литті. При поєднанні ці недоліки можуть призводити до поломок кламерів знімних протезів.

Тим не менш, існує кілька властивостей цих сплавів, які роблять їх майже ідеальними виготовлення каркасів часткових зубних протезів. Модуль пружності З - Сг сплаву зазвичай дорівнює 250 гПа, у той час як для сплавів, розглянутих раніше, цей показник знаходиться в діапазоні 70 - 100 гПа. Такий високий модуль пружності має перевагу в тому, що протез, і особливо плечі кламера, можуть бути виготовлені з більш тонким поперечним перерізом, зберігаючи при цьому необхідну жорсткість.

Поєднання такого високого показника модуля пружності з щільністю, яка приблизно наполовину нижче, ніж у сплавів, що містять золото, значно полегшують вагу виливків. Це, безперечно, велика перевага для комфортності пацієнта. Додавання хрому забезпечує отримання корозійностійких сплавів, які застосовують для виготовлення багатьох імплантатів, включаючи стегнові та колінні суглоби. Тому можна з упевненістю стверджувати, що ці сплави мають високим ступенембіосумісності.

Деякі сплави також містять нікель, який додають виробники при отриманні сплаву ш посилення в'язкості та зниження твердості. Однак нікель відомий алерген, та його застосування може викликати алергічні реакції слизової порожнини рота.

Титанові сплави

Інтерес до титану з точки зору використання його при виготовленні знімних та незнімних зубних протезів з'явився одночасно з використанням титано.

Вих стоматологічних імплантатів. Титан має цілу низку унікальних властивостей, у тому числі високою міцністю при низькій щільності та біосумісності. Крім того, припускали, що якщо для виготовлення коронок і мостоподібних протезів, що спираються на імплантати титану, використовувати інший метал, а не титан, це може призвести до гальванічного ефекту.

Відкриття елемента титану пов'язують з ім'ям Reverend William Gregor в 1790 році, але перший зразок чистого титану був отриманий лише в 1910 році. Чистий титан одержують із титанової руди (наприклад, рутила) у присутності вуглецю або хлору. Отриманий в результаті нагрівання TiCl4 відновлюється натрієм розплавленим з утворенням титанової губки, яка потім плавиться в умовах вакууму або в середовищі аргону для отримання заготовки (зливка) металу.

склад

У клінічному аспекті найбільший інтерес становлять дві форми титану. Це технічно чиста форматитану та сплав титану - 6% алюміній - 4% ванадій.

Технічно чистий титан

Титан- метал, схильний до алотропічних або поліморфних перетворень, з гексагональною щільноупакованою структурою (а) при низьких температурахта структурою ОЦК (Р) при температурі вище 882С. Чистий титан є сплавом титану з киснем (до 0,5%). Кисень знаходиться в розчині, тому метал є єдиною кристалічною фазою. Такі елементи, як кисень, азот і вуглець мають більшу розчинність у гексагональній щільноупакованій структурі а-фази, ніж у кубічній структурі 3-фази. Ці елементи формують тверді проміжні розчини з титаном і сприяють стабілізації а-фази. Такі елементи, як молібден, ніобій та ванадій, виступають як Р-стабілізатори.

Сплав титан – 6% алюміній – 4% ванадій

При додаванні до титану алюмінію та ванадію в невеликих кількостях, міцність сплаву стає вищою, ніж у чистого титану Ti. Вважається, що алюміній є а-стабілізатором, а ванадій виступає як В-стабілізатор. Коли їх додають до титану, температура, при якій відбувається перехід гх-Р, знижується настільки, що обидві форми можуть існувати при кімнатній температурі. Таким чином, Ti - 6% Al - 4% V має двофазну структуру а- та 3-зерен.

Властивості

Чистий титан це білий блискучий метал, який має низьку щільність, високу міцність і корозійну стійкість. Він пластичний та є легуючим елементом для багатьох інших металів. Сплави титану широко застосовуються в авіаційній промисловості та у військовій області завдяки високій міцності на розрив (-500 МПа) та здатності витримувати вплив високих температур. Модуль пружності чистого титану тех.ч.Т дорівнює ПО ДПа, тобто. вдвічі нижче модуля пружності нержавіючої сталі та кобальт-хромового сплаву.

Властивості при розтягуванні чистого титану Tex.4.Ti значною мірою залежать від вмісту кисню, і хоча межа міцності при розтягуванні показник постійної деформації і твердість збільшуються з підвищенням концентрації кисню, все це відбувається за рахунок зниження пластичності металу.

Шляхом легування титану алюмінієм та ванадієм можливе отримання широкого спектрумеханічних властивостей сплаву, що перевершують властивості технічно чистого титану тех.ч.Тг Такі сплави титану є сумішшю а- і Р-фаз, де ос-фаза відносно м'яка і пластична, а Р-фаза жорсткіше і твердіше, хоча і має деяку пластичність. Таким чином, змінюючи відносні пропорції фаз, можна отримати велику різноманітність механічних властивостей.

Для сплаву Ti - 6% Al -4% V можна досягти більш високої міцності при розтягуванні (-1030 МПа), ніж для чистого титану, що розширює сферу застосування сплаву, у тому числі при впливі великих навантажень, наприклад, при виготовленні часткових зубних протезів .

Важливою властивістю титанових сплавів є їхня втомна міцність. Як чистий титан тех.ч.Т1, так і сплав Ti - 6% Al - 4%V мають чітко визначену межу втоми з кривою S - N (напруга - число циклів), що вирівнюється після 10 - 10 циклів знакозмінної напруги, величина якого встановлюється на 40-50% нижче за межу міцності на розтяг. Отже, тех. ч. Ti ​​не слід застосовувати у випадках, де потрібна втомна міцність вище 175 МПа. Навпаки, для сплаву Ti – 6% Al – 4% V цей показник становить приблизно 450 МПа.

Як відомо, корозія металу є основною причиною руйнування протезу, а також виникнення алергічних реакцій у пацієнтів під впливом токсичних компонентів, що виділяються. Титан став широко використовуватися саме тому, що це один із найстійкіших до корозії металів. Цілком ці якості можна віднести і до його сплавів. Титан має високу реакційну здатність, що є в даному випадку його сильною стороноюоскільки оксид, що утворюється на поверхні (ТЮ2), надзвичайно стабільний, і він надає пасивуючий ефект на решту металу. Висока стійкістьтитану до корозії в біологічній галузі застосування добре вивчено та підтверджено багатьма дослідженнями.

Лиття титанових сплавів є серйозною технологічною проблемою. Титан має високу температуруплавлення (~1670°С), що ускладнює компенсацію усадки виливки при охолодженні. У зв'язку з високою реакційною здатністю металу, лиття необхідно виконувати в умовах вакууму або в інертному середовищі, що потребує використання спеціального обладнання. Інша проблема полягає в тому, що розплав має тенденцію вступати в реакцію з ливарною формою з вогнетривкого формувального матеріалу, утворюючи шар окалини на поверхні виливки, що знижує якість прилягання протезу. При конструюванні протезів, що спираються на імплантати (супраструктури), слід витримувати дуже жорсткий допуск для отримання хорошого прилягання до імплантату. Інакше можна порушити ретенцію імплантату кістки. У титанових виливках також можна спостерігати внутрішню пористість. Тому використовуються інші технології для виготовлення зубних протезів з титану, наприклад, такі як CAD/САМ-технології в поєднанні з прокаткою і методом іскрової ерозії.

Деякі властивості сплавів неблагородних металів, розглянутих вище, представлені Таблиці 3.3.7.

Висновки

Нині у стоматології використовується безліч різних сплавів. Для того щоб зробити раціональний вибір з існуючого різноманіття сплавів з високим вмістом золота або друга типів сплавів, лікарю-стоматологу, як ніколи раніше, необхідно мати знання про природу сплавів, їх фізичні та механічні властивості.

Вартість сплаву є істотною частиною сумі витрат на протезування. Однак, недорогі сплави, як правило, вимагають додаткових витрат на виготовлення протезів і, зрештою, менша вартість сплаву часто нівелюється підвищеною вартістю виробництва протезу. Важливо також відзначити, що високий вмістзолота у сплаві відкриває велику можливість виготовлення високоякісного зубного протеза.

Клінічне значення

Повну відповідальність за вибір матеріалів виготовлення зубних протезів несе лікар-стоматолог, а чи не зубний технік.

Основи стоматологічного матеріалознавства
Річард ван Нурт