Сплавы титана обладают высокими технологическими и физико-механическими свойствами, а также токсикологической инертностью. Титан марки ВТ-100 листовой используется для штампованных коронок (толщина 0,14-0,28 мм), штампованных базисов (0,35-0,4 мм) съемных протезов, каркасов титанокерамических протезов, имплантатов различных конструкций. Для имплантации применяется также титан ВТ-6.

Для создания литых коронок, мостовидных протезов, каркасов дуговых (бюгельных), шинирующих протезов, литых металлических базисов применяется литьевой титан ВТ-5Л . Температура плавления титанового сплава составляет 1640° С.

В зарубежой специальной литературе существует точка зрения, по которой титан и его сплавы выступают альтернативой золоту. При контакте с воздухом титан образует тонкий инертный слой оксида. К его другим достоинствам относятся низкая теплопроводность и способность соединяться с композиционными цементами и фарфором. Недостатком является трудность получения отливки (чистый титан плавится при 1668° С и легко реагирует с традиционными формовочными массами и кислородом). Следовательно, он должен отливаться и спаиваться в специальных приборах в бескислородной среде. Разрабатываются сплавы титана с никелем, которые можно отливать традиционным методом (такой сплав выделяет очень мало ионов никеля и хорошо соединяется с фарфором). Новые методы создания несъемных протезов (в первую очередь коронок и мостовидных протезов) по технологии CAD/CAM (компьютерное моделирование/компьютерное фрезерование) сразу устраняет все проблемы литья. Определенные успехи достигнуты и отечественными учеными.

Съемные зубные протезы с тонколистовыми титановыми базисами толщиной 0,3-0,7 мм имеют следующие основные преимущества перед протезами с базисами из других материалов:

Абсолютную инертность к тканям полости рта, что полностью исключает возможность аллергической реакции на никель и хром, входящие в состав металлических базисов из других сплавов; - полное отсутствие токсического, термоизолирующего и аллергического воздействия, свойственного пластмассовым базисам; - малую толщину и массу при достаточной жесткости базиса благодаря высокой удельной прочности титана; - высокую точность воспроизведения мельчайших деталей рельефа протезного ложа, недостижимую для пластмассовых и литых базисов из других металлов; - существенное облегчение в привыкании пациента к протезу; - сохранение хорошей дикции и восприятия вкуса пищи.

Применение в стоматологии получили пористый титан, а также никелид титана, обладающий памятью формы в качестве материалов для имплантатов. Был период, когда в стоматологии получило распространение покрытие металлических протезов нитридом титана, придающее золотистый оттенок стали и КХС и изолирующее, по мнению авторов метода, линию паяния. Однако эта методика не получила широкого применения по следующим причинам:

1) покрытие нитрид-титаном несъемных протезов базируется на старой технологии, т. е. штамповке и пайке;

2) при применении протезов с нитрид-титановым покрытием используется старая технология протезов, таким образом, квалификация стоматологов-ортопедов не повышается, а остается на уровне 50-х годов;

3) протезы с нитрид-титановым покрытием неэстетичны и рассчитаны на дурной вкус некоторой части населения. Наша задача - не подчеркивать дефект зубного ряда, а скрывать его. И с этой точки зрения данные протезы неприемлемы. Золотые сплавы тоже имеют недостатки эстетического характера. Но приверженность ортопедов-стоматологов к золотым сплавам объясняется не их цветом, а технологичностью и большой устойчивостью к воздействию ротовой жидкости;

4) клинические наблюдения показали, что нитрид-титановое покрытие слущивается, иначе говоря, это покрытие имеет ту же судьбу, что и другие биметаллы;

5) следует иметь в виду, что интеллектуальный уровень наших пациентов значительно возрос, а вместе с этим повысились требования к внешнему виду протеза. Это идет вразрез с попытками некоторых ортопедов найти суррогат золотого сплава;

6) причины появления предложения - покрытие несъемных протезов нитрид-титаном - заключаются, с одной стороны, в отсталости материально-технической базы ортопедической стоматологии, а с другой - в недостаточном уровне профессиональной культуры некоторых врачей-стоматологов.

К этому можно добавить большое количество токсико-аллергических реакций организма пациентов на нитрид-титановое покрытие несъемных протезов.

Карагандинский государственный медицинский университет

Кафедра терапевтической стоматологии с курсом ортопедической стоматологии

ЛЕКЦИЯ

Тема: Сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии, их характеристика.

Элективная дисциплина «Основы стоматологического материаловедения в ортопедической стоматологии»

Специальность: 051302 «Стоматология»

Курс: 2

Время (продолжительность) 1 час

Караганда 2011 г.

• Цель: ознакомить студентов со сплавами применяемых в ортопедической стоматологии, их характеристикой.

• План лекции:

• Группы сплавов металлов (ISO 1989)

• Требования предъявляемые к сплавам металлов

• Сплавы золота, платины и палладия.

• Сплавы серебра и палладия. Нержавеющая сталь

• Кобальтохромовые, никелехромовые сплавы. Сплавы титана

• Характеристика сплавов, применяемых в ортопедической стоматологии.

• В настоящее время в стоматологии используется свыше 500 сплавов.

• Международными стандартами (ISO, 1989) все сплавы металлов разделены на следующие группы:

• 1. Сплавы благородных металлов на основе золота.

• 2. Сплавы благородных металлов, содержащих 25-50% золота или платины или других драгоценных металлов.

• 3. Сплавы неблагородных металлов.

• 4. Сплавы для металлокерамических конструкций:

• а) с высоким содержанием золота (>75%);

• б) с высоким содержанием благородных металлов (золота и платины или золота и палладия - > 75%);

• в) на основе палладия (более 50%);

• г) на основе неблагородных металлов:

• - кобальта (+ хром > 25%, молибден > 2%);

• - никеля (+ хром > 11%, молибден > 2%).

• Более упрощенно выглядит классическое подразделение на благородные и неблагородные сплавы.

• Кроме того, применяемые в ортопедической стоматологии сплавы можно классифицировать по другим признакам:

• - по назначению (для съемных, металлокерамических, металло-полимерных протезов);

• - по количеству компонентов сплава;

• - по физической природе компонентов сплава;

• - по температуре плавления;

• - по технологии переработки и т. д.

• Обобщая изложенное выше о металлах и сплавах металлов, нужно еще раз подчеркнуть основные общие требования, предъявляемые к сплавам металлов, применяемым в клинике ортопедигеской стоматологии:

• 1) биологическая индифферентность и антикоррозионная стойкость к воздействию кислот и щелочей в небольших концентрациях;

• 2) высокие механические свойства (пластичность, упругость, твердость, высокое сопротивление износу и др.);

• 3) наличие набора определенных физических (невысокой температуры плавления, минимальной усадки, небольшой плотности и т. д.) и технологических свойств (ковкости, текучести при литье и др.), обусловленных конкретным назначением.

• Металлический каркас зубного протеза - это его основа, которая должна полностью противостоять жевательным нагрузкам. Кроме того, он должен перераспределять и дозировать нагрузку, обладать определенными деформационными свойствами и не менять своих первоначальных свойств в течение длительного времени функцио­нирования зубного протеза.

• То есть, кроме общих требований, к сплавам предъявляются и специфические требования.

• Если сплав металлов предназначен для облицовывания керамикой, ему необходимо отвечать следующим специфическим требованиям:

• 1) быть способным к сцеплению с фарфором ;

• 2) температура плавления сплава должна быть выше температуры обжига фарфора;

• 3) коэффициенты термического расширения (КТР) сплава и фарфора должны быть сходными.

• Особенно важно соответствие коэффициентов термического расширения двух материалов, что предупреждает возникновение силовых напряжений в фарфоре, которые могут привести к отколу или трещине покрытия.

• В среднем коэффициент термического расширения у всех типов сплавов, которые используются для облицовывания керамикой колеблется от 13,8 х 11 до 14,8 х 1

• Как указывалось выше, применяющиеся в ортопедической стоматологии сплавы делятся на 2 основные группы - благородные и неблагородные.

Сплавы на основе благородных металлов подразделяются на:

• - золотые;

• - золото-палладиевые;

• - серебряно-палладиевые.

Сплавы металлов благородных групп имеют лучшие литейные свойства и коррозионную стойкость, однако по прочности уступают сплавам неблагородных металлов.

Сплавы на основе неблагородных металлов включают:

• - хромоникелевую (нержавеющую) сталь;

• - кобальтохромовый сплав;

• - никелехромовый сплав;

• - кобальтохромомолибденовый сплав;

• - сплавы титана;

• - вспомогательные сплавы алюминия и бронзы для временного пользования. Кроме того, применяется сплав на основе свинца и олова, отличающийся легкоплавкостью.

• Сплавы золота, платины и палладия

• Указанные сплавы обладают хорошими технологическими свойствами, устойчивы к коррозии, прочны, токсикологически инертны. К ним реже, чем к другим металлам, проявляется идиосинкразия .

• Чистое золото - мягкий металл. Для повышения упругости и твердости в его состав добавляются так называемые лигатурные металлы - медь, серебро, платина.

• Сплавы золота различаются по проценту его содержания. Чистое золото в метрической пробирной системе обозначается 1000-й пробой. В России до 1927 г. существовала золотниковая пробирная система. Высшая проба в ней соответствовала 96 золотникам. Известна такжеанглийская каратная система, в которой высшей пробой являются 24 карата .

• Сплав золота 900-й пробы используется при протезировании коронками и мостовидными протезами. Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23, 25 мм и блоков по 5 г. Содержит 90% золота, 6% меди и 4% серебра. Температура плавления равна 1063° С. Обладает пластичностью и вязкостью, легко поддается штамповке, вальцеванию, ковке, а также литью.

Сплав золота 750-й пробы применяется для каркасов дуговых (бюгельных) протезов, кламмеров, вкладок. Содержит 75% золота, по 8% меди и серебра, 9% платины. Обладает высокой упругостью и малой усадкой при литье. Эти качества приобретаются за счет добавления платины и увеличения количества меди. Сплав золота 750-й пробы служит припоем , когда в него добавляется 5-12 % кадмия . Последний снижает температуру плавления припоя до 800° С. Это дает возможность расплавлять его, не оплавляя основные детали протеза.

• Отбелом для золота служит соляная кислота (10-15%).

Супер-ТЗ - это «твердое золото», термически упрочняемый износостойкий сплав, который содержит 75% золота и имеет красивый желтый цвет. Он универсален и технологичен - может использоваться для штампованных и литых стоматологических конструкций: коронок и мостовидных протезов. Из данного вида сплава изготавливаются также золотые иглы для акупунктуры.

золото-палладиевого сплава Суперпал. .

• Впервые в России начат выпуск золото-палладиевого сплава для металлокерамических зубных протезов Суперпал. Состав сплава (60% палладия, 10% золота) защищен российским патентом, соот­ветствует международным стандартам и обладает хорошими свойствами .

• За рубежом для нужд ортопедической стоматологии производятся сплавы драгоценных металлов с различным содержанием золота и драгоценных металлов, которые в связи с этим имеют разные механические свойства.

• Фирма «Галеника» (Югославия) рекомендует использовать М-Паладор - сплав золота, палладия и серебра для несъемных протезов. Устойчив к воздействию химических элементов, не вступает в химические реакции в полости рта, не содержит в своем составе никель, бериллий и кадмий. Температура плавления составляет 1090° С, плотность - 11,5 г/ см3.

Фирмой «Сандр и Мето» (Швейцария) разработан сверхтвердый сплав V-Классик с высоким содержанием золота. Сплав не содержит галлия, кобальта, хрома, никеля и бериллия. Доля неблагородных металлов в сплаве не превышает 2%. Сплав предназначен прежде всего для металлокерамических протезов. В связи с хорошим коэффициентом термического расширения он совместим с такими керамическими массами, как Биодент, Керамике, Дуцерам, Вита, Вивадент и др.

• Фирмой «Дегусса» (Германия) разработаны надежные сверх­твердые золотопалладиевые сплавы Стабилор-G и Стабилор-GL для коронок и мостовидных протезов с уменьшенным содержанием золота. Они стабильны в полости рта, имеют высокую прочность и легко обрабатываются, в том числе и в приборе (аппарате) для электролитической полировки.

Альтернативой сплавов благородных металлов для литых коронок и мостовидных протезов, в которых доля золота составляет 60%, является несодержащий бериллия и никеля сплав неблагородных металлов Санбёрст (фирма «Уолрд Эллойз и Рефайнин», США). Этот сплав, кроме хороших литейных свойств, полностью соответствует цвету и физическим свойствам 60% сплава золота.

• Этой же фирмой разработан сплав неблагородных металлов Комэнд для создания каркасов металлокерамических протезов. Этот сплав с жесткостью по Виккерсу 220 обладает хорошими литейными свойствами и после полирования приобретает светло-серый цвет.

Сплавы серебра и палладия

• Сплавы серебра и палладия

• Сплав Щ-250 содержит 24,5% палладия, 72,1% серебра. Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23, 25 мм и полос толщиной 0,3 мм.

• Сплав ПД-190 включает 18,5% палладия, 78% серебра. Выпускается в виде дисков толщиной 1 мм при диаметре 8 и 12 мм и лент толщиной 0,5; 1,0 и 1,2 мм.

• Сплав ПД-150 содержит 14,5% палладия и 84,1 % серебра, а сплав ПД-140 - соответственно 13,5% и 53,9%.

• Кроме серебра и палладия, сплавы содержат небольшие количества легирующих элементов (цинк, медь), а для улучшения литейных качеств в сплав добавляют золото.

• По физико-механическим свойствам они напоминают сплавы золота, но уступают им по коррозионной стойкости и темнеют в полости рта, особенно при кислой реакции слюны. Эти сплавы пластичные, ковкие. Применяются при протезировании вкладками, коронками и мостовидными протезами.

• Паяние серебряно-палладиевых сплавов проводится золотым припоем.

• Отбелом служит 10-15% раствор соляной кислоты.

• Компанией «ЗМ» (США) из эластичного сплава серебра и олова освоен выпуск стандартных временных коронок Изо-Форм для защиты моляров и премоляров после их препарирования. Такие коронки не только легко поддаются обработке, но также легко растягиваются и изменяют свою форму при сохранении прочности.

Нержавеющая сталь

• Нержавеющая сталь

• Все сплавы железа с углеродом, которые в результате первичной кристаллизации в равновесных условиях приобретают аустенитную (однофазную) структуру, называют сталями.

• Широкое распространение в промышленности и в быту имеет сталь марки Х18Н9. Для изготовления зубных протезов применяются две марки нержавеющей стали - 20Х18Н9Т и 25Х18Н102С.

• По международным стандартам (ISO) сплавы, содержащие более 1% никеля, признаны токсичными. Известно, что большинство специальных стоматологических сплавов и нержавеющих сталей содержат более 1% никеля. Так, литейный сплав КХС содержит 3-4% ни­келя, Вироп (фирма «Бего», Германия) - около 30%, Бюгодент - 4%, нержавеющие стали - до 10%.

• Примером современного безникелевого сплава может служить Херанеум СЕ и ЕН фирмы «Хереус Кульцер» (Германия). В настоящее время сотрудниками ММСИ [Марков Б. П. и др.] и РАН в эксперименте разработана безникелевая азотсодержащая сталь РС-1 для литых мостовидных и дуговых (бюгельных) протезов.

• Марганец, входящий в состав стали, позволяет повысить прочность, улучшить показатели жидкотекучести. Сталь содержит 0,2% азота, который повышает коррозионную стойкость, твердость (HV 210), стабилизирует аустенит и обеспечивает большой потенциал деформационного упрочнения.

• Азот в твердом растворе улучшает свойства, компенсирует отсутствие никеля, повышает токсикологические свойства. Присутствие азота значительно улучшает характеристики упругости, что обеспечивает стабильность сохранения формы в тонких ажурных конструкциях.

• Сталь дает малую усадку (менее 2%), что также обеспечивает точность и качество отливок. Хром является основным легирующим элементом коррозионностойкой стали, а также растворителем азота и в сочетании с марганцем обеспечивает его необходимую концентрацию в стали [Марков Б. П. и др., 1998].

• Температура плавления нержавеющей стали составляет 1460-1500° С. Для паяния стали используется серебряный припой.

• Из нержавеющей стали 20Х18Н9Т

• - стандартные гильзы, идущие на производство штампо­ванных коронок двенадцати вариантов: 7 х 12 (диаметр-высота); 8 х 12; 9 х 11; 10 х 11; 11 х 11; 12 х 10; 12,5 х 10; 13,5 х 10; 14,5 х 9; 15,5 х 9; 16 х 9; 17 х 10 мм;

• - кламмеры из проволоки круглого сечения (для фиксации частичных съемных пластиночных зубных протезов в полости рта) следующих основных размеров: 1 х 25 (диаметр-длина); 1 х 32; 1,2 х 25; 1,2 х 32 мм;

• - эластичные нержавеющие матрицы для контурных пломб ЭН следующих размеров: 35 х 6 х 0,06 мм; 35 х 7,5 х 0,06 мм и 35 х 8 х 0,06 мм, а также полоски (50 х 7 х 0,06 мм) металлические сепарационные, которые изготавливаются методом холодной штамповки из стальной нержавеющей термообработанной ленты, легко гнутся и не ломаются при изгибе до 120° С.

• Из нержавеющей стали 25Х18Н102С фабричным способом изготавливаются:

• - зубы стальные (боковые верхние и нижние) для паяных несъемных зубных протезов;

• - каркасы стальные для мостовидных протезов с последую­щей их облицовкой полимером.

• Кроме того, из этой стали делают проволоку диаметром от 0,6 до 2,0 мм.

• Фирма «ЗМ» (США) выпускает стандартные коронки из нержавеющей стали для постоянных моляров. Существует 6 размеров коронок (от 10,7 до 12,8 мм с шагом 0,4 мм). Набор содержит 24 или 96 коронок.

Кобальтохромовые сплавы

• Кобальтохромовые сплавы

Основу кобальтохромового сплава (КХС) составляет кобальт (66-67%), обладающий высокими механическими качествами, а также хром (26-30%), вводимый для придания сплаву твердости и повышения антикоррозийной стойкости. При содержании хрома свыше 30% в сплаве образуется хрупкая фаза, что ухудшает механические свойства и литейные качества сплава. Никель (3-5%) повышает пластичность, вязкость, ковкость сплава, улучшая тем самым его технологические свойства.

• Согласно требованиям международного стандарта, содержание хрома, кобальта и никеля в сплавах должно быть в сумме не менее 85%. Эти элементы образуют основную фазу - матрицу сплава.

• Молибден (4-5,5%) имеет большое значение для повышения прочности сплава за счет придания ему мелкозернистости.

• Марганец (0,5%) увеличивает прочность, качество литья, понижает температуру плавления, способствует удалению токсичных сернистых соединений из сплава.

• Многие фирмы США осуществляют легирование бериллием и галлием (2%), но из-за их токсичности в Европе не производят сплавов Данных металлов [Скоков А. Д., 1998].

• Присутствие углерода в кобальтохромовых сплавах снижает температуру плавления и улучшает жидкотекучесть сплава. Подобным действием обладает кремний и азот, в то же время увеличение кремния свыше 1% и азота более 0,1% ухудшает пластичность сплава.

• При высокой температуре обжига керамических масс может произойти выделение углерода из сплава, который, внедряясь в керамику, влечет за собой появление в последней пузырей, что приводит к ослаблению металлокерамической связи.

КХ-Дент и Целлит-К, Виталлиум,

• В настоящее время безуглеродистые отечественные кобальто­хромовые сплавы КХ-Дент и Целлит-К, подобные классическому сплаву Виталлиум, находят широкое применение при протезировании металлокерамическими протезами.

• Температура плавления КХС составляет 1458° С.

• Механическая вязкость сплавов хрома и кобальта в 2 раза выше таковой у сплавов золота. Минимальная величина предела прочности при растяжении, допускаемая спецификацией, составляет 61,7 кН/см2 (6300 кгс/см2).

• Благодаря хорошим литейным и антикоррозийным свойствам сплав используется не только в ортопедической стоматологии для каркасов литых коронок, мостовидных и дуговых (бюгельных) протезов, съемных протезов с литыми базисами, но и в челюстно-лицевой хирургии при проведении остеосинтеза.

• Сплав КХС выпускается в виде цилиндрических заготовок. Опыт его применения дал определенные положительные результаты и позволил начать работы по его совершенствованию. Недавно разработаны и внедрены в серийное производство новые сплавы, в том числе и для цельнолитых несъемных протезов.

• Выпуск сплава на основе кобальта - Целлит-К (осн.- Со; 24% Сг; 5% Мо; С, Si ,V, Nb) - освоен на Украине.

• АО «Суперметалл» (Россия) все выпускаемые сплавы металлов для ортопедической стоматологии делит на 4 основные группы:

• 1) сплавы для литых съемных протезов - Бюгодент;

• 2) сплавы для металлокерамических протезов - КХ-Дент;

• 3) никелехромовые сплавы для металлокерамических протезов - НХ-Дент;

• 4) железоникелехромовые сплавы для зубных протезов - Дентан.

• Бюгодент CCS vac (мягкий) тождественен основному химическому составу отечественного сплава КХС (63% кобальта, 28% хрома, 5% молибдена). В отличие от КХС, выплавляется на чистых шихтовых материалах в высоком вакууме с узкими пределами отклонений составляющих компонентов.

Бюгодент CCN vac (нормальный) содержит 65% кобальта, 28% хрома и 5% молибдена, а также повышенное содержание углерода и не имеет в своем составе никеля. Полностью соответствует медицинским стандартам европейских стран. Прочностные параметры высокие. Основу сплава Бюгодент CCHvac (твердый) составляют кобальт (63%), хром (30%) и молибден (5%). Сплав имеет максимальное содержание углерода - 0,5%, дополнительно легирован ниобием (2%) и не имеет в своем составе никеля. Обладает исключительно высокими упругими и прочностными параметрами.

Основу сплава Бюгодент ССС vac (медь) составляют кобальт (63%), хром (30%), молибден (5%). Химический состав сплава включает в себя медь и повышенное содержание углерода - 0,4%. В результате этого сплав обладает высокими упругими и прочностными свойствами. Наличие меди в сплаве облегчает полирование, а также проведение другой механической обработки протезов из него.

• В состав сплава Бюгодент CCL vac (жидкий), кроме кобальта (65%), хрома (28%) и молибдена (5%), введен бор и кремний. Этот сплав обладает высокой жидкотекучестью, сбалансированными свойствами, которые значительно превышают требования немецкого стандарта DIN 13912. Соответствует медицинским стандартам европейских стран.

Сплавы КХ-Дент .

• Сплавы КХ-Дент предназначены для литых металлических каркасов с фарфоровыми облицовками .

• Окисная пленка, образующаяся на поверхности сплавов, позволяет наносить керамические или ситалловые покрытия с коэффициентом термического расширения (в интервале температур 25-500° С) 13,5-14,2 х 10~6.

• КХ-Дент CNvac (нормальный) содержит 67% кобальта, 27% хрома и 4,5% молибдена. Химический состав модификации CNvac близок к составу модификации CCS, но не содержит углерода и никеля. Это существенно улучшает его пластические характеристики и снижает твердость. Полностью соответствует медицинским стандартам европейских стран.

• Сплав КХ-Дент СБ vac (Bondy) имеет следующий состав: 66,5% кобальта, 27% хрома, 5% молибдена. Сплав обладает хорошим сочетанием литейных и механических свойств. Аналог сплава Бондиллой фирмы «Крупп» (Германия).

• Стомикс - стойкий к коррозии кобальтохромовый сплав, предназначенный для каркасов дуговых (бюгельных) протезов и для облицовки керамикой. Сплав обладает хорошими литейными свойствами (повышенной жидкотекучестью, минимальной усадкой), хорошо обрабатывается стоматологическими абразивами, технологичен на всех этапах протезирования.

Стомикс имеет стабильную окисную пленку и термический коэффициент линейного расширения 14,2 х Ю-6 "С"1 в интервале температур 25-500° С, близкий к таковому у фарфоровых масс, что обеспечивает надежное соединение сплава с фарфоровыми массами. Рассматриваемый сплав имеет достаточную прочность (предел прочности г 700 Н/мм2; предел текучести г 500 Н/мм2), что исключает его деформацию и дает возможность создавать более тонкие, ажурные каркасы протезов.

Никелехромовые сплавы

• Никелехромовые сплавы

• Никелехромовые сплавы, в отличие от хромоникелевых сталей, не содержащие углерода, широко применяются в технологии металлокерамических зубных протезов. К его основным элементам относятся никель (60-65%), хром (23-26%), молибден (6-11%) и кремний (1,5-2%). Наиболее популярным из этих сплавов является Вирон-88 фирмы «Бего» (Германия).

• Не содержащие бериллия и галлия сплавы НХ-Дент на никеле-хромовой основе для качественных металлокерамических коронок и небольших мостовидных протезов обладают высокой твердостью и прочностью. Каркасы протезов из них легко шлифуются и полируются.

• Сплавы обладают хорошими литейными свойствами, имеют в своем составе рафинирующие добавки, что позволяет не только получать качественное изделие при литье в высокочастотных индукционных плавильных машинах, но и использовать до 30% литников повторно в новых плавках.

• Основные компоненты сплава НХ-Дент NS vac (мягкий) - никель (62%), хром (25%) и молибден (10%). Он обладает высокой стабильностью формы и минимальной усадкой, что позволяет производить отливку мостовидных протезов большой протяженности в один прием. Аналог сплава Вирон-88 фирмы «Бего» (Германия).

• Модификация сплава НХ-Дент NS vac имеет торговое название НХ-Дент NL vac (жидкий) и содержит 61% никеля, 25% хрома и 9,5% молибдена. Этот сплав обладает хорошими литейными свойствами, позволяющими получать отливки с тонкими, ажурными стенками.

• Современные сплавы типа Дентан разработаны взамен литейных нержавеющих сталей 12Х18Н9С и 20Х18Н9С2, Эти сплавы обладают существенно более высокой пластичностью и коррозионной стойкостью за счет того, что в их составе почти в 3 раза больше никеля и на 5% больше хрома.

• Сплавы имеют хорошие литейные свойства - малую усадку и хорошую жидкотекучесть . Очень податливы в механической обработке. Сплавы на основе железа, никеля и хрома используются для литых одиночных коронок, литых коронок с пластмассовой облицовкой.

Сплав Дентан D

• Сплав Дентан D содержит 52% железа, 21% никеля, 23% хрома. Он обладает высокой пластичностью и коррозионной устойчивостью и имеет хорошие литейные свойства - небольшую усадку и хорошую жидкотекучесть.

• Основу сплава Дентан DM составляют 44% железа, 27% никеля, 23% хрома и 2% молибдена. В состав сплава дополнительно введено 2% молибдена, что повысило его прочность в сравнении с предыдущими сплавами, при сохранении того же уровня обрабатываемости, жидкотекучести и других технологических свойств.

Хорошо известна роль оксидной пленки, обусловливающей химическую связь между металлом и керамикой. Однако для некоторых никелехромовых сплавов наличие оксидной пленки может иметь отрицательное значение, поскольку при высокой температуре обжига окислы никеля и хрома растворяются в фарфоре, окрашивая его. Возрастание количества окиси хрома в фарфоре приводит к пониже­нию его коэффициента термического расширения, что может явиться причиной откалывания керамики от металла.

• Фирмой «Галеника» (Югославия) выпускается Комохром - сплав кобальта, хрома и молибдена для каркасов съемных зубных протезов. Этот сплав не содержит никель и бериллий, обладает хорошими физико-химическими свойствами. Температура плавления его составляет 1535° С, плотность сплава достигает 8,26 г/см3.

• Фирма «Бергер» предлагает сплав из неблагородных металлов Гуд Фит, который имеет хорошие технологические свойства и безопасное применение. Материал не провоцирует электрохимические нарушения в полости рта.

Сплавы титана

• Сплавы титана

Сплавы титана обладают высокими технологическими и физико-механическими свойствами, а также токсикологической инертностью. Титан марки ВТ-100 листовой используется для штампованных коронок (толщина 0,14-0,28 мм), штампованных базисов (0,35-0,4 мм) съемных протезов, каркасов титанокерамических протезов [Рогожников Г. И.и др.,1991; Е. В. Суворина, 2001], имплантатов различных конструкций . Для имплантации применяется также титан ВТ-6.

• Для создания литых коронок, мостовидных протезов, каркасов дуговых (бюгельных), шинирующих протезов, литых металлических базисов применяется литьевой титан ВТ-5Л. Температура плавления титанового сплава составляет 1640° С.

В зарубежой специальной литературе существует точка зрения, по которой титан и его сплавы выступают альтернативой золоту. При контакте с воздухом титан образует тонкий инертный слой оксида. К его другим достоинствам относятся низкая теплопроводность и способность соединяться с композиционными цементами и фарфором. Недостатком является трудность получения отливки (чистый титан плавится при 1668° С и легко реагирует с традиционными формовочными массами и кислородом). Следовательно, он должен отливаться и спаиваться в специальных приборах в бескислородной среде.

Разрабатываются сплавы титана с никелем, которые можно отливать традиционным методом (такой сплав выделяет очень мало ионов никеля и хорошо соединяется с фарфором). Новые методы создания несъемных протезов (в первую очередь коронок и мостовидных протезов) по технологии CAD/САМ (компьютерное моделирование/компьютерное фрезерование) сразу устраняет все проблемы литья. Определенные успехи достигнуты и отечественными учеными [Рогожников Г. И., 1999; Суворина Е. В., 2001].

• Съемные зубные протезы с тонколистовыми титановыми базисами толщиной 0,3-0,7 мм имеют следующие основные преимущества перед протезами с базисами из других материалов:

• - абсолютную инертность к тканям полости рта, что полностью исключает возможность аллергической реакции на никель и хром, входящие в состав металлических базисов из других сплавов;

• - полное отсутствие токсического, термоизолирующего и аллергического воздействия, свойственного пластмассовым базисам;

• - малую толщину и массу при достаточной жесткости базиса благодаря высокой удельной прочности титана;

• - высокую точность воспроизведения мельчайших деталей рельефа протезного ложа, недостижимую для пластмассовых и литых базисов из других металлов;

• - существенное облегчение в привыкании пациента к протезу;

• - сохранение хорошей дикции и восприятия вкуса пищи. Применение в стоматологии получили пористый титан, а также никелид титана, обладающий памятью формы в качестве материа­лов для имплантатов [Миргазизов М. 3. и др., 1991].

• Был период, когда в стоматологии получило распространение покрытие металлических протезов нитридом титана, придающее золотистый оттенок стали и КХС и изолирующее, по мнению авторов метода, линию паяния. Однако эта методика не получила широкого применения по следующим причинам [Гаврилов Е. И., 1987]:

• 1) покрытие нитрид-титаном несъемных протезов базируется на старой технологии, т. е. штамповке и пайке;

• 2) при применении протезов с нитрид-титановым покрытием используется старая технология протезов, таким образом, квалификация стоматологов-ортопедов не повышается, а остается на уровне 50-х годов;

3)

3) протезы с нитрид-титановым покрытием неэстетичны и рассчитаны на дурной вкус некоторой части населения. Наша задача - не подчеркивать дефект зубного ряда, а скрывать его. И с этой точки зрения данные протезы неприемлемы. Золотые сплавы тоже имеют недостатки эстетического характера. Но приверженность ортопедов-стоматологов к золотым сплавам объясняется не их цветом, а технологичностью и большой устойчивостью к воздействию ротовой жидкости;

• 4) клинические наблюдения показали, что нитрид-титановое покрытие слущивается, иначе говоря, это покрытие имеет ту же судьбу, что и другие биметаллы;

• 5) следует иметь в виду, что интеллектуальный уровень наших пациентов значительно возрос, а вместе с этим повысились требования к внешнему виду протеза. Это идет вразрез с попытками некоторых ортопедов найти суррогат золотого сплава;

• 6) причины появления предложения - покрытие несъемных протезов нитрид-титаном - заключаются, с одной стороны, в отсталости материально-технической базы ортопедической стоматологии, а с другой - в недостаточном уровне профессиональной культуры некоторых врачей-стоматологов.

• К этому можно добавить большое количество токсико-аллергических реакций организма пациентов на нитрид-титановое покрытие несъемных протезов.

• Контрольные вопросы (обратная связь)

• На какие группы делятся сплавы металлов?

• Какие требования предъявляются сплавам металлов?

• Какие свойства сплавов золота, платины и палладия?

• Какие свойства сплавов серебра и палладия. Нержавеющая сталь?

• Какие свойства кобальтохромового сплава, никеле-хромового сплава, сплава

Литература

• Литература

• Основная:

• Аболмасов Н.Г., Аболмасов Н.Н., Бычков В.А., Аль-Хаким А. Ортопедическая стоматология М, 2007. – 496 с.

• В.Н Копейкин Руководство по ортопедической стоматологии.., М., 2004.- 495 с.

• Трезубов В.Н., Щербаков А.С., Мишнёв Л.М. Ортопедическая стоматология (факультетский курс)- СПб. 2002 – 576 с.

• Рузуддинов С.Р., Темирбаев М.А., Алтынбеков К.Д. Ортопедическая стоматология., Алматы, 2011. – 621 с.

• Дополнительная:

• И.Ю. Лебеденко, С.Х. Каламкаров Ортопедическая стоматология. Алгоритмы диагностики и лечения. М.- 2008. – 96 с.

• В.Н. Трезубов, Л.М. Мишнев, Е.Н. Жулев. Ортопедическая стоматология. Прикладное материаловедение.- М, 2008. – 473 с.

• Алтынбеков К.Д. Тіс протездерін дайындауда колданылатын құрал-жабдықтар мен материалдар. – А, - 2008. – 380 б.

• А.П. Воронов, И.Ю. Лебеденко, И.А. Воронов «Ортопедическое лечение больных с полным отсутствием зубов». – М, 2006, 320 с.

• Ибрагимов Т.И. Актуальные вопросы ортопедической стоматологии: учебное пособие.

• 2007-256с.

• Афанасьев В.В., Останин А.А. Военная стоматология и челюстно-лицевая хирургия. ГЭОТАР-Медиа 2009-240с.

• В. Л. Параскевич. Дентальная имплантология. 2006-400с.

• Л. М. Цепов, А. И. Николаев, Е. А. Диагностика, лечение и профилактика заболеваний пародонта: практическое пособие. 2008-272с.

• Янушевич О.О., Гринин В.М., Почтаренко В.А., Рунова Г.С. / Под ред. О.О. Янушевича Заболевания пародонта. Современный взгляд на клинико-диагностические и лечебные аспекты. Серия "Библиотека врача-специалиста", ГЭОТАР-Медиа 2010-160с.

Сплавы титана обладают высокими технологическими и физико-механическими свойствами, а также токсикологической инертностью. Титан марки ВТ-100 листовой используется для штампованных коронок (толщина 0,14-0,28 мм), штампованных базисов (0,35-0,4 мм) съемных протезов, каркасов титанокерамических протезов, имплантатов различных конструкций. Для имплантации применяется также титан ВТ-6.

Для создания литых коронок, мостовидных протезов, каркасов дуговых (бюгельных), шинирующих протезов, литых металлических базисов применяется литьевой титан ВТ-5Л . Температура плавления титанового сплава составляет 1640° С.

В зарубежой специальной литературе существует точка зрения, по которой титан и его сплавы выступают альтернативой золоту. При контакте с воздухом титан образует тонкий инертный слой оксида. К его другим достоинствам относятся низкая теплопроводность и способность соединяться с композиционными цементами и фарфором. Недостатком является трудность получения отливки (чистый титан плавится при 1668° С и легко реагирует с традиционными формовочными массами и кислородом). Следовательно, он должен отливаться и спаиваться в специальных приборах в бескислородной среде. Разрабатываются сплавы титана с никелем, которые можно отливать традиционным методом (такой сплав выделяет очень мало ионов никеля и хорошо соединяется с фарфором). Новые методы создания несъемных протезов (в первую очередь коронок и мостовидных протезов) по технологии CAD/CAM (компьютерное моделирование/компьютерное фрезерование) сразу устраняет все проблемы литья. Определенные успехи достигнуты и отечественными учеными.

Съемные зубные протезы с тонколистовыми титановыми базисами толщиной 0,3-0,7 мм имеют следующие основные преимущества перед протезами с базисами из других материалов:

Абсолютную инертность к тканям полости рта, что полностью исключает возможность аллергической реакции на никель и хром, входящие в состав металлических базисов из других сплавов; - полное отсутствие токсического, термоизолирующего и аллергического воздействия, свойственного пластмассовым базисам; - малую толщину и массу при достаточной жесткости базиса благодаря высокой удельной прочности титана; - высокую точность воспроизведения мельчайших деталей рельефа протезного ложа, недостижимую для пластмассовых и литых базисов из других металлов; - существенное облегчение в привыкании пациента к протезу; - сохранение хорошей дикции и восприятия вкуса пищи.

Применение в стоматологии получили пористый титан, а также никелид титана, обладающий памятью формы в качестве материалов для имплантатов. Был период, когда в стоматологии получило распространение покрытие металлических протезов нитридом титана, придающее золотистый оттенок стали и КХС и изолирующее, по мнению авторов метода, линию паяния. Однако эта методика не получила широкого применения по следующим причинам:

1) покрытие нитрид-титаном несъемных протезов базируется на старой технологии, т. е. штамповке и пайке;

2) при применении протезов с нитрид-титановым покрытием используется старая технология протезов, таким образом, квалификация стоматологов-ортопедов не повышается, а остается на уровне 50-х годов;

3) протезы с нитрид-титановым покрытием неэстетичны и рассчитаны на дурной вкус некоторой части населения. Наша задача - не подчеркивать дефект зубного ряда, а скрывать его. И с этой точки зрения данные протезы неприемлемы. Золотые сплавы тоже имеют недостатки эстетического характера. Но приверженность ортопедов-стоматологов к золотым сплавам объясняется не их цветом, а технологичностью и большой устойчивостью к воздействию ротовой жидкости;

4) клинические наблюдения показали, что нитрид-титановое покрытие слущивается, иначе говоря, это покрытие имеет ту же судьбу, что и другие биметаллы;

5) следует иметь в виду, что интеллектуальный уровень наших пациентов значительно возрос, а вместе с этим повысились требования к внешнему виду протеза. Это идет вразрез с попытками некоторых ортопедов найти суррогат золотого сплава;

6) причины появления предложения - покрытие несъемных протезов нитрид-титаном - заключаются, с одной стороны, в отсталости материально-технической базы ортопедической стоматологии, а с другой - в недостаточном уровне профессиональной культуры некоторых врачей-стоматологов.

К этому можно добавить большое количество токсико-аллергических реакций организма пациентов на нитрид-титановое покрытие несъемных протезов.

Кобальтохромовые сплавы

Кобальтохромовые сплавы марки КХС

кобальт 66-67%, придающий сплаву твердость, улучшая, таким образом, механические качества сплава.

хром 26-30%, вводимый для придания сплаву твердости и повышения антикоррозийной стойкости, образующего пассивирующую пленку на поверхности сплава.

никель 3-5%, повышающий пластичность, вязкость, ковкость сплава, улучшая тем самым технологические свойства сплава.

молибден 4-5,5%, имеющий большое значения для повышения прочности сплава за счет придания ему мелкозернистости.

марганец 0,5%, увеличивающий прочность, качество литья, понижающий температуру плавления, способствующий удалению токсических зернистых соединений из сплава.

углерод 0,2%, снижающий температуру плавления и улучшающий жидкотекучесть сплава.

кремний 0,5%, улучшающий качество отливок, повышающий жидкотекучесть сплава.

железо 0,5%, повышающий жидкотекучесть, увеличивающий качество литья.

азот 0,1%, снижающий температуру плавления, улучшающий жидкотекучесть сплава. В то же время увеличение азота более 1% ухудшает пластичность сплава.

бериллий 0-1,2%

алюминий 0,2%

СВОЙСТВА: КХС обладает высокими физико-механическими свойствами, относительно малой плотностью и отличной жидкотекучестью, позволяющей отливать ажурные зуботехнические изделия высокой прочности. Температура плавления составляет 1458С, механическая вязкость в 2 раза выше таковой у золота, минимальная величина предела прочности при растяжении составляет 6300 кгс/см 2 . Высокий модуль упругости и меньшая плотность (8 г/см 3) позволяют изготавливать более легкие и более прочные протезы. Они также устойчивее против истирания и длительнее сохраняют зеркальный блеск поверхности, приданный полировкой. Благодаря хорошим литейным и антикоррозийным свойствам сплав используется в ортопедической стоматологии для изготовления литых коронок, мостовидных протезов, различных конструкции цельнолитых бюгельных протезов, каркасов металлокерамических протезов, съемных протезов с литыми базисами, шинирующих аппаратов, литых кламмеров.

ФОРМА ВЫПУСКА: выпускается в виде круглых заготовок массой 10 и 30г, упакованных по 5 и 15 шт.

Все выпускаемые сплавы металлов для ортопедической стоматологии делятся на 4 основные группы:

Бюгоденты - сплавы для литых съемных протезов.

КХ-Денты - сплавы для металлокерамических протезов.

НХ-Денты - никелехромовые сплавы для металлокерамических протезов.

Дентаны - железоникелехромовые сплавы для зубных протезов.

1. Бюгоденты. Являются многокомпонентным сплавом.

СОСТАВ: кобальт, хром, молибден, никель, углерод, кремний, марганец.

СВОЙСТВА: плотность - 8,35г/см 3 , твердость по Бринеллю - 360-400 НВ, температура плавления сплава - 1250-1400С.

ПРИМЕНЕНИЕ: используется для изготовления литых бюгельных протезов, кламмеров, шинирующих аппаратов.

Бюгодент CCS vac (мягкий) - содержит 63% кобальта, 28% хрома, 5% молибдена.

Бюгодент CCN vac (нормальный) - содержит 65% кобальта, 28% хрома, 5% молибдена, а также повышенное содержание углерода и не имеет в своем составе никеля.

Бюгодент CCH vac (твердый) - основу составляет кобальт - 63%, хром - 30% и молибден - 5%. Сплав имеет максимальное содержание углерода - 0,5%, дополнительно легирован ниобием - 2% и не имеет в своем составе никеля. Обладает исключительно высокими упругими и прочностными параметрами.

Бюгодент ССC vac (медь) - основу составляет кобальт - 63%, хром - 30%, молибден - 5%.Химический состав сплавов включает в себя медь и повышенное содержание углерода - 0,4%. В результате этого сплав обладает высокими упругими и прочностными свойствами. Наличие мели в сплаве облегчает полирование, а также проведение другой механической обработки протезов из него.

Бюгодент CCL vac (жидкий) - в состав сплава кроме кобальта - 65%, хрома - 28% и молибдена - 5% введен бор и кремний. Этот сплав обладает великолепной жидкотекучестью, сбалансированными свойствами.

2. КХ-Денты

ПРИМЕНЕНИЕ: используются для изготовления литых металлических каркасов с фарфоровыми облицовками. Окисная пленка, образующаяся на поверхности сплавов, позволяет наносить керамические или ситалловые покрытия. Различают несколько видов данного сплава: CS, CN, CB, CC, CL, DS, DM.

КХ-Дент CN vac (нормальный ) содержит 67% кобальта, 27% хрома и 4,5% молибдена, но не содержит углерода и никеля. Это существенно улучшает его пластические характеристики и снижает твердость.

КХ-Дент CB vac (Bondy) имеет следующий состав: 66,5% кобальта, 27% хрома, 5% молибдена. Сплав обладает хорошим сочетанием литейных и механических свойств.

3. НХ-Денты

СОСТАВ: никель - 60-65%; хром - 23-26%; молибден - 6-11%; кремний - 1,5-2%; не содержат углерода.

Сплавы НХ-Дент на никелехромовой основе

ПРИМЕНЕНИЕ: для качественных металлокерамических коронок и небольших мостовидных протезов обладают высокой твердостью и прочностью. Каркасы протезов легко шлифуются и полируются.

СВОЙСТВА: сплавы обладают хорошими литейными свойствами, имеют в своем составе рафинирующие добавки, что позволяет не только получать качественное изделие при литье в высокочастотных индукционных плавильных машинах, но и использовать до 30% литников повторно в новых плавках. Различают несколько видов данного сплава: NL, NS, NH.

НХ-Дент NS vac (мягкий ) - в своем составе содержит никель - 62%, хром - 25% и молибден - 10%. Он обладает высокой стабильностью формы и минимальной усадкой, что позволяет производить отливку мостовидных протезов большой протяженности в один прием.

НХ-Дент NL vac (жидкий ) - содержит 61% никеля, 25% хрома и 9,5% молибдена. Этот сплав обладает хорошими литейными свойствами, позволяющими получить отливки с тонкими, ажурными стенками.

4.Дентаны

СВОЙСТВА: сплавы типа Дентан разработаны взамен литейных нержавеющих сталей. Они обладают существенно более высокой пластичностью и коррозионной стойкостью за счет того, что в их составе почти в 3 раза никеля и на 5% больше хрома. Сплавы имеют хорошие литейные свойства - малую усадку и хорошую жидкотекучесть. Очень податливы в механической обработке.

ПРИМЕНЕНИЕ: используются для изготовления литых одиночных коронок, литых коронок с пластмассовой облицовкой. Различают несколько видов данного сплава: DL, D, DS, DM.

Дентан D содержит 52% железа, 21% никеля, 23% хрома. Обладает высокой пластичностью и коррозионной устойчивостью, имеет небольшую усадку и хорошую жидкотекучесть.

Дентан DM содержит 44% железа, 27% никеля, 23% хрома и 2% молибдена. В состав сплава дополнительно введен молибден, что повысило его прочность в сравнении с предыдущими сплавами, при сравнении того же уровня обрабатываемости, жидкотекучести и других технологических свойств.

Для некоторых никелехромовых сплавов наличие оксидной пленки может иметь отрицательное значение, поскольку при высокой температуре обжига окислы никеля и хрома растворяются в фарфоре, окрашивая его. Возрастание количества окиси хрома в фарфоре приводит к понижению его коэффициента термического расширения, что может явиться причиной откалывания керамики от металла.

Сплавы титана

СВОЙСТВА: сплавы титана обладают высокими технологическими и физико-механическими свойствами, а также биологической инертностью. Температура плавления титанового сплава составляет 1640С. Изделия из титана обладают абсолютной инертностью к тканям полости рта, полным отсутствием токсического, термоизолирующего и аллергического воздействия, малой толщиной и массой при достаточной жесткости базиса благодаря высокой удельной прочности титана, высокой точностью воспроизведения мельчайших деталей рельефа протезного ложа.

ВТ-100 листовой - используется для изготовления штампованных коронок (толщина 0,14-0,28мм), штампованных базисов (0,35-0,4мм) съемных протезов.

ВТ-5Л - литьевой - используется для изготовления литых коронок, мостовидных протезов, каркасов бюгельных шинирующих протезов, литых металлических базисов.

Александр Модестов зубной техник – мастер, демонстратор фирм Дентаурум и Еспридент, Германия

В настоящее время титан занял свое достойное место в ряду современных материалов.

У этого материала интересная история, принесшая за собой много открытий, которым он обязан своему сегодняшнему успеху, достигнутому в очень короткое время. Сегодня титан успешно применяется в автомобиле- и авиастроении, в космических кораблях и судостроении, везде, где необходима эффективная защита от коррозии и конечно в медицине.

При росте аллергических реакций на различные металлы и сплавы металлов применяемых в медицине и стоматологии титан рассматривается как решающая альтернатива.

Благодаря замечательной биосовместимости и невероятной стабильности титана, этот металл обратил на себя внимание ортопедии. Сегодня из титана изготавливаются тазобедренные и коленные протезы, различные иглы и винты. Также корпуса для сердечных стимуляторов и слуховых аппаратов тоже из титана.

Высокая биосовместимость обусловлена способностью титана в доли секунды образовывать на своей поверхнрсти защитный оксидный слой. Благодаря которому он не корродирует и не отдаёт свободные ионы металла, которые способны вокруг имплантата или протеза вызывать патологические процессы. На сегодняшний день титан даёт нам возможность использования только одного металла в полости рта. Мы можем изготовить практически любые конструкции. Не происходит ни каких электрохимических реакций между различными частями протезов, а окружающие протез ткани остаются свободными от ионов металла.

Вкладки и накладки, цельнолитые и облицованные коронки и мосты, бюгельные протезы и цельнолитые базисы полных съёмных протезов, комбинированные протезы и протезирование на имплантатах (включая сами имплантаты) – вот спектр применения титана, о котором не мечтали и самые большие оптимисты.

Влияние титана на современную стоматологию так всеобъемлюще, что даже скептически настроенные коллеги справедливо отдают должное его особенностям, внимательно следя за его развитием, особенно в современной имплантологии. Поэтому мы сегодня посвящаем эту статью вопросам литья титана и его обработки в условиях зуботехнической лаборатории.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 9

Рис. 10

Рис. 11

В медицине первые опыты по применению титана начались в 40-х годах со вживления в мягкие ткани животных цилиндриков из титана, которое протекало без реакции со стороны организма.

В стоматологии применение титана началось с использования этого металла в своих исследовательских работах профессором Бренемарком в 1956 году.

Пока титан утверждал себя в зубной импланталогии, росло параллельно желание использовать этот металл так же и в индивидуальном протезировании.

Первые эксперименты литья титана в зуботехнической области были произведены доктором Ватерстраатом в 1977 году.

Тепловое преобразование формы титана в зуботехнических целях стало возможным с применением литейной установки для литья титана японской фирмы Охара с 1981 года.

Методы холодной обработки титана – например фрезерная обработка - изготовление имплантатов или фрезерование каркасов коронок или мостовидных протезов путем так называемых САD/CAM технологий, не влечет за собой особых сложностей. Проблемы присутствуют в так называемом горячем изменении формы металла, т.е. в литье. Нам интересен этот процесс в первую очередь не очень высокой себестоимостью, по отношению к ещё развивающимся CAD/CAM технологиям, а во – вторых, как единственный на сегодняшний день способ изготовления каркасов бюгельных протезов.

Литьё титана

Как мы уже отметили высокая реакционная способность титана, высокая точка плавления требуют, низкая плотность требуют специальную литейную установку и паковочную массу. В данное время на рынке известны три системы, которые считаются лучшими, для литья титана. Это система Рематитан фирмы Дентаурум (Германия), система Биотан фирмы Шутц-дентал (Германия) и система японской фирмы Морита. Сегодня мы подробно познакомимся с Рематитан – литейной системой. Во-первых потому, что на наш взгляд это лучшая система, которая позволяет добиться литья очень высокого и стабильного качества, во вторых мы имеем уже 4,5 летний опыт работы.

Что подразумевается под системой для литья титана?

В первую очередь это литейная установка Рематитан- Аутокаст или Аутокаст – Универсал.

Литейные установки Аутокаст основаны на принципе плавки титана в защитной среде аргона на медном тигле посредством вольтовой дуги, точно также в ромышленности сплавляют титановую губку для получения чистого титана. Заливка металла в кювету происходит при помощи вакуума в литейной камере и повышенного давления аргона в плавильной- во время опрокидывания тигля.

Внешний вид и принцип, как функционирует установка, показан на рис. 1 и 2.

В начале процесса обе камеры плавильная (в верху) и литейная (в низу) промываются аргоном, затем из обеих камер эвакуируется смесь воздуха и аргона, после чего плавильная камера заполняется аргоном а в литейной образуется вакуум. Включается вольтовая дуга и начинается процесс плавления титана. После прохождения определенного времени резко опрокидывается плавильный тигель и металл всасывается в находящуюся в вакууме форму, собственный вес а также повышающееся давление аргона на этот момент также способствуют его загонке. Этот принцип даёт возможность получать хорошие, плотные отливки из чистого титана.

Следующим компонентом литейной системы является паковочная масса.

Так как в расплавленном состоянии реакционная способность титана очень высока, то он требует специальных паковочных масс, которые изготавливаются на основе оксидов алюминия и магнезии, которые в свою очередь позволяют снизить реакционный слой титана до минимума. Дентаурум предлагает несколько таких масс, например Рематитан Плюс – паковочная масса для отливки бюгельных протезов, паковочные массы Рематитан Ультра и Тринелл для отливки коронок и мостов (Рис. 3, 4). Тринелл к примеру это новое покаление паковочных масс для титана. Первая в мире скоростная паковочная масса для титана, которая позволяет значительно экономить время и дает очень чистую поверхность металла, практически без реакционного слоя.

Титан – литейный металл

Тритан 1 и Рематитан М. Химическая чистота минимум 99,5%. Тритан 1 – это титан град 1, пригоден для всех видов работ, очень низкое содержание кислорода в металле. Рематитан М – по прочности относится к титану град 4, значительно повышеный предел прочности и эластичность, делают возможным применение в кламмерных бюгельных протезах и для мостовидных работ большой протяженности.

Что нужно знать при работе с титаном?

Особенности моделирования

Изготавливаемый для облицовки керамикой каркас должен иметь уменьшенную анатомическую форму зуба. Внутренняя поддержка керамики каркасом очень важна, кроме того для благоприятного теплообмена между керамикой и металлом во время обжига обязательно наличие или охладительных ребрышек (Рис. 5) или гирлянды. На мостовидных протезах большой протяженности наличие гирлянды обязательно также в целях упрочнения каркаса. Толщина колпачков должна быть не ниже 0,4–0,5 мм. Каркасы бюгельных протезов моделируются также несколько толше, по отношению к каркасам из хром-кобальтовых сплавов.

Штифтование

Правильное штифтование (установка литников и создание литниковой системы), также как и правильное расположение в кювете играет огромную роль и производится строго по правилам предложенным фирмой производителем литейных установок. Фирма Дентаурум предлагает следующие требования к литейной системе Рематитан. Для коронок и мостов использование только специального литьевого конуса, который позволяет оптимально направлять металл к отливаемому объекту. Высота входного литникового канала от конуса до питающей балки 10 мм при его диаметре 4–5 мм. Диаметр питающей балки 4 мм.

Подводные литниковае каналы к отливаемому объекту диаметром 3 мм и высотой также не более 3 мм. Очень важно: подводные каналы не должны располагаться напротив входного литникового канала (Рис. 6 и 7), в противном случае очень высока возможность возникновения газовых пор. Все соединения должны быть очень гладкими, без острых углов и т.д. чтобы максимально снизить возникающую во время заливки металла турбулентность которая приводит к образованию газовых пор. Литниковая система для бюгельных протезов, а особенно для цельнолитых базисов полных съёмных протезов также отлична, от литниковых систем которые мы применяем для отливки бюгельных протезов из хром-кобальтовых сплавов.

Во всех трёх упомянутых выше литейных установках двух камерный принцип, титан плавится в плавильной камере в среде аргона, на медном тигле при помощи вольтовой дуги, и посредством вакуума или давления аргона загоняется в форму. Отличительными являются способ загонки металла и система штифтования, которые и влияют на количество ошибок во время литья.

Альфа-слой

Посредством реакции и диффузии газообразных и твёрдых элементов (кислород, углерод, силициум и др.) из атмосферы плавильной камеры и паковочной массы, происходит образование реакционной зоны и более твердой поверхности титана. Это изменение твердости зависит от веществ, из которых изготовленна паковочная масса и обусловленных реакций с жидким титаном.

Поверхностный слой или альфированный слой настолько хрупкий и загрязнённый, что во время предварительной обработки титана, особенно под облицовку керамикой, должен быть полностью удален.

Изменение кристаллической структуры

Для зуботехнического применения переход титана при температуре 882,5 °С из одного кристолического состояния в другое имеет очень большое значение. Титан переходит при этой температуре из альфа-титана с гексагональной кристалической решеткой в ветта-титан с кубической. Что влечет за собой, не только изменение его физических параметров, но и увеличение на 17% его оъёма.

Поэтой причине также необходимо использование специальных керамик, температура обжига которых должна находиться ниже 880 °С.

Пассивный слой

У титана очень сильное стремление при комнатной температуре с кислородом воздуха образовывать мгновенно тонкий защитный оксидный слой, коорый защищает его в дальнейшем от коррозии и обуславливает хорошую переносимость титана организмом.

Пассивный слой имеет способность самостоятельно регенерироваться.

Этот слой, на различных этапах работы с титаном, должен гарантироваться.

После пескоструйной обработки, перед чисткой каркаса паром, необходимо оставить каркас минимум 5 мин. пассивироваться. Только что отполированный протез должен пассивироваться не менее 10–15 минут, в противном случае нет гарантии хорошего блеска готовой работы.

Требования к обработке, соответствующие материаллу

Физические свойства, фазы оксидации и изменение кристаллической решетки должны учитываться при обработке титана.

Правильная обработка может успешно производиться только специальными фрезами для титана, со специальной крестообразной насечкой (Рис. 10). Уменьшенный угол рабочей поверхности которых дает возможность оптимально снимать достаточно мягкий металл, с одновременно хорошим охлаждением имнструмента. Обработка титана должна производится без сильного давления на инструмент.

При неправильном инструменте, или сильном нажиме возможны локальные перегревы металла, сопровождаемые сильным образованием оксида и изменением кристаллической решетки. Визуально на обрабатываемом объекте происходит изменение цвета и слегка грубеет поверхность. В этих местах не бутет необходимого сцепления с керамикой (возможность появления трещин и сколов), если это не облицовываемые участки, то дальнейшая обработка и полировка будет также не соответствовать предъявляемым требованиям.

Фрезы для титана должны храниться отдельно от других инструментов. Они должны регулярно очищаться пароструйным аппаратом и щеточками из стекловолокна от остатков титана.

Использование при обработке титана различных карборундовых дисков и камней, или алмазных головок сильно загрязняет поверхность титана, что приводит в дальнейшем также к трещинам и сколам в керамике. Поэтому использование вышеперечисленных инструментов пригодно только для обработки например каркасов бюгельных протезов, а использование алмазных головок следует полностью исключить. Шлифовка и дальнейшая полировка открытых участков титана возможна только при помощи адаптированных для титана шлифовальных резинок и полировочных паст. Многие фирмы, занимающиеся производством вращающихся инструментов, выпускают на данный момент достаточный ассортимент фрез и шлифовальных резинок для титана.

Я, например, в своей повседневной работе использую обрабатывающие инструменты фирмы Дентаурум (Рис.11).

Подходящие для титана параметры обработки:

– Низкая скорость вращении наконечника – макс. 15 000 об/мин.

– Низкое давление на инструмент

– Периодическая обработка.

– Обработка каркаса только в одном направлении.

– Избегать острых углов и напусков металла.

– При шлифовке и полировке использовать только подходящие шлифовальные резинки и полировочные пасты.

– Периодическая чистка фрез пароструйным аппаратом и кисточкой из стекловолокна.

Пескоструйная обработка титана

Пескоструйная обработка перед нанесением бондингового слоя при керамическом покрытии также как и при облицовке композитными материалами должна соответствовать следующим требованиям:

– Чистый, только одноразовый оксидалюминия.

– Максимальная величина зерна песка 150 µm, оптимально 110–125 µm.

– Максимальное давление из карандаша 2 бара.

– Направление потока песка под прямым углом к поверхности.

После обработки необходимо оставить обработанный объект на 5–10 мин. пассивироваться, после чего произвести чистку поверхности паром.

Оксидный обжиг или похожие процедуры при работе с титаном полностью исключаются. Использование кислот или травление также полностью исключено.

Во второй части нашей статьи, котрая выйдет в одном из ближайших номеров, мы рассмотрим аспекты титан - керамических облицовок, облицовок композитными материалами, возможности изготовления кламмерных и комбинированных бюгельных протезов из титана.

Важная информация:

· Титан это не сплав – это чистый химический элемент, металл;

· Порядковый номер в переодической системе 22;

· Титан обладает способностью, находясь в организме, долгое время оставаться инертным;

· В зубопротезной технике используется чистый титан в четырёх градациях (от Т1 до Т4);

· Твёрдость, в зависимости от градации, от 140 до 250 ед.,

· КТР 9,6 х 10 (–6) К (–1) ;

Для керамических облицовок требуется специальная керамика;

· Точка плавления 1 668 °С, высокая реакционная способность;

Использование специальных литейных установок и паковочных масс;

· Плотность 4,51 г/см 3 ;

Примерно в четыре раза меньшая плотность, а значит и вес, по отношению к золоту, дает пациентам повышенный комфорт во время пользования зубными протезами;