Описание основных характеристик сплавов
Под твердостью понимают свойство материала противостоять внедрению в него индентора – другого твердого тела. От этого параметра зависит окклюзионная износостойкость и то, как стоматолог сможет обработать и отполировать протез.
Под пределом текучести подразумевают напряжение для вызова остаточной пластической деформации при растяжении. Условный предел текучести – это напряжение, которое возникает при деформации 0,2 %. Этот параметр больше остальных характеризует прочность сплава. Именно на него обращают внимание в первую очередь при выборе дизайна протеза.
Модуль упругости – еще одно важное свойство, определяющее гибкость металлического каркаса. Сплав, обладающий высоким модулем упругости, изгибается под нагрузкой меньше, чем аналог с низким модулем.
Относительное удлинение – это пластичность материала, измеряемая в процентах. Чем ниже этот показатель, тем более хрупким будет сплав.
Интервал температуры плавления – важный параметр, позволяющий предупредить деформацию каркаса при обжиге керамики.
Биосовместимость означает, что материал изготовления сплава безопасен для тканей организма и человека в целом. Неблагородные сплавы вызывают неоднозначную оценку биосовместимости, поэтому их использовать нужно осторожно.
Технологичность – это максимальная точность изготовления и обработки каркаса.
Коэффициент термического линейного расширения указывает на совместимость сплава с керамикой. Главное условие – коэффициент сплава и керамики должны максимально совпадать, а в готовой реставрации не должно оставаться остаточного напряжения.
Эстетические свойства металлокерамики
Коронки из металлокерамики обладают прекрасными эстетическими качествами. Современные технологии позволяют добиваться любых оттенков цвета керамического покрытия.
В 60-х – 70-х царила мода на так называемую «голливудскую улыбку», для создания которой изготавливались металлокерамические протезы с ровными белыми зубами. Несмотря на внешнюю привлекательность «голливудская улыбка» неестественна, безжизненна и, за редким исключением, не сочетается с сохранившимися зубами.
Все чаще пациентами стали высказываться пожелания, чтобы искусственные зубы не отличались от сохранившихся натуральных. Но возможности материалов для изготовления металлокерамических зубных протезов были тогда весьма ограничены.
Это стало причиной появления ряда научно-исследовательских проектов, направленных на разработку красителей, эффект-масс, опалесцентных фарфоров и т.д. Революционным этапом в разработке материалов для создания натуральной эстетики зубного протеза было создание техники внутреннего окрашивания, разработанная одним из самых известных в мире зубных техников, Хитоси Аосимой. Принцип этой техники заключается в том, что все характерные особенности зуба не рисуются красителями на поверхности металлокерамческого протеза, а моделируются изнутри.
Был также разработан люстровый (глянцевый) фарфор . Ученые-исследователи пришли к выводу, что зубная эмаль по своему блеску напоминает поверхность жемчужины. Для имитации натуральности блеска эмали учеными была создана новая технология изготовления опалесцентных материалов. Поверхность люстрового фарфора, благодаря сверхтонкой структуре частиц, по своему рельефу, способности пропускать свет и окраске напоминает эмаль естественного зуба.
Если же металлокерамика все же почернела, то причина этого может быть банальной — пациент забывает чистить зубы. Если самый нижний слой керамики, опак, недостаточно заглушает металлический каркас и пропускает ионы хрома (в случае кобальт-хромового сплава), то они придают скопившемуся зубному налету неприятный зеленоватый оттенок. Индивидуальная гигиена полости рта очень важна для каждого, а для тех, у кого есть металлокерамические протезы – особенно.
Свойства благородных сплавов
Идеальный вариант, по мнению большинства стоматологов, – дорогостоящие золотоплатиновые сплавы. Они обладают безупречными механическими и физическими свойствами, высокой биосовместимостью и хорошо сочетаются с керамикой. Наиболее известные благородные сплавы российского производства – «Плагодент» и «Плагодент Плюс».
Палладий в комбинации с золотом образует сплавы с превосходными физико-механическими свойствами и высокой устойчивостью к коррозии. Они имеют достойный условный предел текучести и высокую прочность на разрыв, поэтому из них изготавливают длинные мостовидные протезы и несъемные элементы замковых соединений. По внешнему виду – напоминают неблагородные сплавы. Всего 10 % палладия в составе придают сплаву белый цвет, похожий на сталь.
Работа с палладиевыми конструкциями требует от стоматолога определенных навыков из-за высокой температуры плавления сплава и особой техники литья. Необходимо избегать пайки и лазерной сварки. Золотопалладиевые сплавы стоят дешевле, чем золотоплатиновые: из-за разной плотности разница в стоимости может достигать 2-2,5 раза.
Процентное содержание благородного металла в сплаве влияет на коррозионную стойкость и биосовместимость. Снизить стоимость протеза можно только путем перехода на неблагородные сплавы. В составе благородного сплава может быть высокое или низкое содержание золота или может вовсе не быть этого элемента, как, например, в серебряно-палладиевых композициях.
Сплавы в металлокерамике
Для изготовления металлокерамической коронки, зубной техник сначала делает металлический каркас, точно соответствующий контурам подготовленного к протезированию зуба.. Каркас – это самая важная часть конструкции металлокерамической коронки.
Существует поговорка: «рот — начало желудка, слюна — первый «желудочный» сок». Слюна богата разнообразными ферментами. В результате химической реакции металлы, входящие в состав сплава металлокерамического протеза «вымываются» слюной в полость рта в микродозах. Далее слюна с микродозами металлов заглатывается, всасывается через желудочно-кишечный тракт и поступает в печень. Тем самым происходит медленное отравление организма.
Керамический слой, покрывающий снаружи поверхность металлического каркаса, является хорошей преградой для слюны, это отличный изоляционный материал. Зубы изолированы от металла высокопрочным цементом, который полностью предохраняет Ваш зуб от вредных факторов, но металл в конструкции все же присутствует, и никто не может гарантировать, что тонкие биохимические реакции между Вашим организмом и металлическим каркасом не происходят.
Не существует «наилучшего сплава», пригодного для всех; пациенты имеют разную чувствительность к определенным элементам. Определяющим фактором здесь является степень коррозии. Чем меньше составных частей сплава растворяется, тем меньшая опасность патологической реакции организма на металлокерамику. Из этого следует, что в сплаве должен быть представлен минимум неблагородных компонентов, т.к. они более восприимчивы к коррозии по сравнению с благородными металлами.
Определение аллергических эффектов сплава производится при помощи тестов на животных. Прямой перенос результатов на человека не показан, однако, есть возможность установить аллергический потенциала сплава.
От чего зависит цвет благородных сплавов
Врачи обращают внимание на цвет. Считается, что очень желтый сплав, содержащий много золота, улучшает цвет керамики: оксиды таких сплавов легко покрываются тонким слоем опака и выглядят эстетично. Пациент, наблюдающий на промежуточных этапах золотой цвет каркаса коронки, не испытывает сомнений в необходимости приобретать такой дорогой протез.
В некоторых благородных сплавах долю палладия, платины или серебра увеличивают, поэтому они теряют желтый цвет, но остаются такими же прочными. Такие разновидности подходят для изготовления протяженных мостовидных протезов, с опорой на импланты или без нее. Если предстоит устанавливать одиночную коронку, можно вполне обойтись вариантом с высоким содержанием золота и небольшим содержанием металлов платиновой группы.
Сплавы с меньшим количеством благородных компонентов имеют выраженный желтый цвет и не имеют таких хороших свойств, как белые сплавы. В их составе – высокое содержание индия, дающего в сочетании с палладием яркий соломенный цвет. Они не обладают достаточной упругостью и устойчивостью к коррозии. Используются преимущественно в Китае и Индии в массовом порядке с целью удешевления зубных протезов.
Из чего производятся зубные протезы?
Современные протезы зубов отличаются между собой по эстетическим и функциональным параметрам. На сегодня стоматологи используют безопасные для организма и удобные для работы материалы, с помощью которых можно добиться необходимого для пациента и его здоровья эффекта:
- композитные;
- керамика;
- металлокерамика;
- оксид, диоксид циркония;
- сплавы металлов;
- пластик (акрил, нейлон).
Три вида неблагородных сплавов
Более восьмидесяти лет в стоматологии используют хромовые сплавы. Они отличаются хорошей устойчивостью к коррозии, прочностью, высоким модулем упругости, низкой плотностью и доступной ценой.
- Никельхромсодержащие сплавы используют чаще для каркасов с целью дальнейшей облицовки. В их составе – 62-82 % никеля и 11-22 % хрома, а также добавки – молибден, кремний, марганец, железо, галлий, титан, цирконий.
- Кобальтохромовые сплавы содержат 50-65 % кобальта, 25-35 % хрома и 2-6 % молибдена за редким исключением.
Температура плавления этих сплавов – между 1140 и 1460 °С. Полированные поверхности протезов блестящие, серебристо-белые. Вес малый, плотность слегка превышает 8 г/см3. Такие сплавы отлично подходят для установки на зуб коронок одиночного типа и мостовидных протезов, они более прочные и твердые, чем благородные, однако требуют применения специальных абразивных инструментов при механической обработке. Окклюзионная коррекция, полировка и снятие протезов вызывают определенные сложности и требуют гораздо больше времени.
Соединение керамики с металлом такое же прочное, так и у благородных сплавов. Литье менее точное, что незаметно на небольших отливках. Вопрос биосовместимости вызывает сомнения. Никель и хром – сильные аллергены.
- Титановые сплавы обладают малой плотностью, отличными механическими свойствами, высокой биосовместимостью и коррозиестойкостью. Однако литье титановых сплавов для изготовления несъемных протезов себя изжило из-за высокой стоимости и технологической сложности процесса. Гораздо чаще используют фрезерование.
В целях экономии для изготовления несъемных протезов все чаще используют нержавеющую сталь. Штампованные коронки отличаются невысокой стоимостью и минимальным объемом препарирования зуба. В зарубежной стоматологии их используют для временного протезирования молочных зубов.
Неблагородные металлы в стоматологии
Помимо стали, при лечении зубов может использоваться кобальто-хромовый сплав. Его состав выглядит так:
- От 3 до 5% никеля. Этот элемент добавляют для упрощения обработки материала, увеличения вязкости и пластичности.
- От 4 до 5,5% молибдена. Эта добавка улучшает прочностные характеристики.
- 0,5% железа.
- 0,5% кремния.
- 0,2% углерода.
- 66-67% кобальта. Основа сплава, лёгкий металл с хорошими прочностными характеристиками.
- От 26 до 30% хрома. Этот элемент повышает устойчивость материала к коррозии.
Сплав используется в первую очередь для литья. Из него можно изготавливать мостовидные и бюгельные протезы, кламмеры и коронки. Кроме того, применяется в качестве материала для каркаса в металлокерамике.
Следует упомянуть также о сплавах на основе титана. Этот металл тяжело обрабатывать, но зато он обладает уникальным соотношением лёгкости и прочности. Используется отдельно или в соединении с никелем.
Сталь для стоматологических инструментов
Инструментальная сталь – содержит углерод от 0,7% и более.
Отличается высокой прочностью и твердостью (после специальной температурной обработки).
Добавление к стали вольфрама, молибдена, ванадия и хрома делает сталь способной хорошо резать при высокой скорости. Такую сталь используют для боров и фрез.
Карбид вольфрама – не сплав. Химическое соединение вольфрама с углеродом (химическая формула WC). Сопостовим по твердости с алмазом. Применяют для производства бронебойных танковых снарядов. А ещё для твердосплавных стоматологических боров.
Металл цирконий в стоматологии
Диоксид циркония – тоже не сплав. Химическое соединение металла циркония с кислородом. По химической природе близок к керамике, но твёрже и прочнее. В стоматологии применяют для изготовления фрезерованных протезов.
