Нержавеющая сталь в стоматологии состав
Обновлено: 02.05.2024
♦ Металлами являются вещества, характеризующиеся в обычных условиях высокими электро- и теплопроводностью, ковкостью, «металлическим» блеском, непрозрачностью и другими свойствами, обусловленными наличием в их кристаллической решетке большого количества не связанных с атомными ядрами подвижных электронов проводимости.
В технике металлы принято делить на черные (железо и сплавы на его основе) и цветные (все остальные).
Свойства металлов объясняются особенностями их строения:
─ расположением и характером движения электронов в атомах;
─ расположением атомов, ионов и молекул в пространстве;
─ размерами, формой и характером кристаллических образований.
Особенности атомного строения определяют характер взаимодействия металлов, способность их давать различного рода соединения, в которые входят несколько металлов, металлы с неметаллами и т.д.
При разных температурах некоторые химические элементы имеют два и более устойчивых типа кристаллических решеток. Существование одного металла в различных кристаллических формах (модификациях) при разных температурах называется полиморфизмом, или аллотропией, а переход из одного строения в другое — полиморфным (аллотропическим) превращением. Аллотропические формы, получающиеся в результате полиморфного превращения, обычно обозначают начальными буквами греческого алфавита.
К таким полиморфным металлам относятся, например, кобальт (Со), олово (Sn), марганец (Mn), железо (Fe). В свою очередь, изменение строения кристаллической решетки вызывает изменение свойств — механических, химических и магнитных, электропроводности, теплопроводности, теплоемкости и др.
К металлам, которые имеют только один тип кристаллической решетки и называются изоморфными, относятся алюминий (Аl), медь (Cu), никель (Ni), хром (Сr), ванадий (W) и др.
Наиболее полную информацию о строении и свойствах металлов получают при использовании комплекса методов исследований:
─ структурных (основаны на макроскопическом, микроскопическом анализах строения металла или сплава и др.);
─ физических (основаны на измерении различных физических свойств: тепловых, магнитных и др.).
Так, например, метод элементного микроанализа изменения поверхности стоматологических сплавов в условиях ротовой полости применяется многими исследователями (Hani Н. et al., 1989).
♦ Металлические сплавы - это макроскопически однородные системы, состоящие из двух или более металлов с характерными металлическими свойствами. В широком смысле сплавами называются любые однородные системы, получаемые сплавлением металлов, неметаллов, оксидов, органических веществ.
Структура и свойства чистых металлов (см. табл. 21) существенно отличаются от структуры и свойств сплавов (см. табл. 22), состоящих из двух и более металлов.
По количеству элементов (компонентов сплава) различают двух-, трех- или многокомпонентные сплавы (см. табл. 19, 28, 31, 35, 38—40).
Образование новых однородных веществ при взаимном проникновении атомов называют фазами сплава.
В расплавленном виде все компоненты обычно находятся в атомарном состоянии, образуя неограниченный жидкий однородный раствор, в любой точке которого химический состав статистически одинаков. При затвердевании расплава атомы компонентов укладываются в порядке кристаллической решетки, образуя твердое кристаллическое вещество — сплав.
Существуют три типа взаимоотношений компонентов сплава:
- образование механической смеси, когда каждый элемент кристаллизуется самостоятельно, при этом свойства сплава будут усредненными свойствами элементов, которые его образуют;
- образование твердого раствора, когда атомы компонентов образуют кристаллическую решетку одного из элементов, являющегося растворителем, при этом тип решетки основного металла сохраняется;
- образование химических соединений, когда при кристаллизации разнородные атомы могут соединяться в определенной пропорции с образованием нового типа решетки, отличающейся от решеток металлов сплава. Образование химического соединения — сложный процесс, при котором создается новое вещество с новыми качествами, а решетка при этом имеет более сложное строение. Соединение теряет основное свойство металла — способность к пластической деформации, становится хрупким.
Соответственно этому, свойства сплавов будут зависеть от того, какие фазы в них образуются: твердые растворы, химические соединения или смеси чистых металлов. Если атомные объемы двух металлов и их температуры плавления резко отличаются, то в жидком состоянии такие элементы обладают, как правило, ограниченной растворимостью.
В то же время неограниченную растворимость, или способность образовывать твердые растворы в любых пропорциях, имеют только металлы с кристаллической решеткой одного типа. Металлы, расположенные недалеко друг от Друга в таблице Менделеева (Сu29 и Ni28; Fe26 и Ni28; Fe26 и Cr24; Fe26 и Co27; Co27 и Ni28) или расположенные в одной группе (As33 и Sb51; Au79 и Ag47; Au79 и Cu29; Bi83 и Sb51), имеют неограниченную растворимость.
Таким образом, взаимодействие элементов в сплавах и характер образующейся структуры определяются положением элементов в таблице Менделеева типом кристаллической решетки, размерами атомов, т.е. физической природой элементов.
Зависимость свойств от состава сплавов:
─ в сплавах, имеющих структуру механических смесей, свойства изменяются в основном прямолинейно. Некоторые свойства механических смесей, в первую очередь твердость и прочность, зависят от размеров частиц (от степени дисперсности) и значительно повышаются при измельчении;
─ в сплавах-твердых растворах — свойства изменяются по криволинейной зависимости;
─ при образовании химических соединений свойства изменяются скачкообразно.
Многие физические и механические свойства сплавов четко зависят от структуры, однако некоторые технологические свойства, такие как литейные (способность обеспечить хорошее качество отливки) или свариваемость, зависят не столько от структуры, сколько от того, в каких температурных условиях проходило затвердевание сплавов.
Так, например, стоматологические сплавы золота, отлитые в форму и быстро охлажденные в воде, будут иметь вид твердого раствора, отличающегося характерной мягкостью, ковкостью и меньшей прочностью, чем сплавы с упорядоченным расположением атомов (Копейкин В.Н., 1995). Однако если ту же отливку охлаждать медленно до комнатной температуры, то твердый раствор, превалирующий при температуре более 424°С, полностью переходит в фазу AuCu путем перераспределения атомов в пространственной кристаллической решетке в более упорядоченную структуру. Это приводит к повышению прочности и твердости при потере ковкости сплава. Сплавы с высоким содержанием золота (выше 88%) не образуют упорядоченной фазы.
Поэтому о зависимости механических и физических свойств однофазных сплавов (α и β) говорят следующие положения, известные из курса металловедения:
─ твердость, прочность и электросопротивление твердых растворов выше, чем у чистых металлов;
─ электропроводность и температурный коэффициент электросопротивления у твердых растворов ниже, чем у чистых металлов;
─ электрохимический потенциал при этом изменяется по плавной кривой.
Помимо свойств металлической матрицы, имеющей определенную кристаллическую решетку и тем самым определяющую основные параметры механических свойств, на последние может оказывать влияние дополнительное легирование такими элементами, как молибден, вольфрам, ниобий, углерод, азот и др. Присутствие их в сплавах даже в небольших количествах значительно повышает прочность, износостойкость, жаропрочность и другие свойства, необходимые при эксплуатации конструкций.
Добавка небольших количеств (0,005%) иридия и рутения превращает грубую зернистую структуру сплавов золота в мелкозернистую, что дает возможность улучшить на 30% прочность на растяжение и предел прочности при удлинении, не влияя при этом на твердость и предел текучести. Особенно эффективно увеличивается прочность при легировании кобальтохромовых сплавов 6% молибденом и дополнительно 1—2% ниобия в присутствии 0,3% углерода. В металлических сплавах образуются различные химические соединения между двумя или несколькими металлами (их называют интерметаллидами) так и между металлом и неметаллом (карбиды, оксиды и т.д.).
Наличие неметаллических включений в структуре сплава ведет к образованию усталости, трещин, внутренних пор и полостей, коррозионному растрескиванию отливок, что приводит в конечном счете к разрушению. Неметаллические включения играют существенную роль в процессе вязкого и усталостного разрушения.
Основу неметаллических включений в сплаве Виталлиум составляют марганец и кремний. В кобальтохромовом сплаве (КХС) содержатся включения нитридов титана и силикаты. Приведенные в таблице 27 данные свидетельствуют, что у образца, испытавшего циклическую нагрузку, произошли изменения почти по всем параметрам: значительно уменьшены пределы упругости и текучести прочности, напряжения, разрушения, относительного удлинения и сужения. Это свидетельствует о тенденции к усталости металла.
В результате циклических напряжений металл «устает», прочность его снижается (см. табл. 27) и наступает разрушение образца (протеза). Такое явление называют усталостью, а сопротивление усталости — выносливостью. Разрушение от усталости происходит всегда внезапно вследствие накопления металлом необратимых изменений, которые приводят к возникновению микроскопических трещин — трещин усталости, возникающих в поверхностных зонах образца. При этом чем больше на поверхности царапин, выбоин и других дефектов, вызывающих концентрацию напряжения, тем быстрее образуются трещины усталости.
В связи с усталостью металла появляются микротрещины на границе неметаллических включений, зерен металла, которые в процессе циклической нагрузки увеличиваются, образуя магистральную трещину, приводящую к разрушению металла.
♦ Основной характеристикой, определяемой при испытании на усталость материала, является предел выносливости - наибольшее напряжение, которое может выдержать материал без разрушения при произвольно большом числе перемен (циклов) нагрузки. Максимальное напряжение, не вызывающее разрушения, соответствует пределу выносливости.
Кроме механических испытаний, металлические материалы подвергаются технологическим испытаниям (изгиб, перегиб и др.) с целью определения их пригодности к различным технологическим операциям в процессе использования. Приложение к образцу нагрузки при механическом испытании приводит к деформации (см. с. 11).
Нержавеющая сталь в стоматологии состав
Нержавеющая сталь в стоматологии. Хром, никель в стоматологии.
Нержавеющая сталь. С 1933 г. для изготовления зубных протезов широкое распространение получила нержавеющая сталь — сплав серовато-белого с синеватым оттенком цвета. Специальный сплав нержавеющей стали для изготовления зубных протезов, кроме железа, содержит хром (18%), никель (8%) и углерод (0,1%). Этот специальный сплав нержавеющей стали имеет удельный вес 7,2—7,8, температуру плавления около 1400°.
В настоящее время широко применяется для изготовления кламмеров, коронок, мостовидных протезов, бюгелей, штифтов, ортодонтических аппаратов и различных шин при лечении переломов челюстей. Данный сплав нержавеющей стали (18.8.01) не намагничивается, эластичен, прочен, устойчив к коррозии, легко штампуется и вытягивается в ленту и проволоку. Твердость сплава по Бринеллю до 140.
Нашей промышленностью нержавеющая сталь для изготовления зубных протезов выпускается в виде полуфабрикатов — проволоки, гильз и заготовок по 30—50 г для литья. Проволока выпускается в виде заготовок для кламмеров двух видов: диаметры 1 и 1,2 мм; длина около 3 см. Проволока из нержавеющей стали выпускается также в мотках по 30—50 г различных диаметров: 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5 и 2 мм для изготовления из нее различных штифтов, кламмеров, ортодонтических аппаратов и шин. Гильзы для изготовления из них коронок выпускаются 20 размеров, от 4 до 16 мм в диаметре; толщина стенок и дна гильз 0,22—0,30 мм.
Ввиду отсутствия в некоторых зуботехнических лабораториях печей для литья стали нашей промышленностью временно выпускаются из нержавеющей стали стандартные литые искусственные зубы и защитки для пластмассовых фасеток, из которых изготовляют тело мостовидных зубных протезов.
Припоем для нержавеющей стали является сплав серебра, меди, никеля, марганца, цинка, кадмия и других металлов, предложенный Д. Н. Цитриным. Температура плавления этого сплава 800°.
Железо. Металл синевато-серебристого цвета, удельный вес 7,86; температура плавления 1530°. Чистое железо пластично и легко штампуется; твердость по Бринеллю до 70. Железо сильно притягивается магнитом и легко намагничивается. Металл химически очень малоустойчив, так как он подвергается значительной коррозии во влажной среде и даже на воздухе. Железо в чистом виде не может быть использовано для изготовления зубных протезов, но широко применяется в сплаве с хромом и никелем в виде нержавеющей стали.
Хром. Металл белого цвета со слегка синеватым оттенком; удельный вес 7,2; температура плавления 1910°; химически устойчив к коррозии, очень твердый (режет стекло), но и слишком хрупкий. Для изготовления зубных протезов хром в чистом виде неприменим, нецелесообразно и хромирование зубных протезов из окисляющихся металлов, так как это не защищает, а, наоборот, увеличивает коррозию основного металла из-за возникающих микротоков. Хром, входящий в состав сплавов нержавеющей стали, кобальтхромникелевых сплавов, крампонов и др., улучшает их физические и химические свойства.
Никель. Металл серебристого цвета, удельный вес 8,9; температура плавления 1455°, очень стойкий к коррозии, в том числе и во влажной среде. Это очень прочный металл, хорошо штампуется и вальцуется в ленту и тонкую проволоку, твердость никеля по Бринеллю — 70. В чистом виде для изготовления зубных протезов не применяется, но входит в состав многих сплавов, в том числе нержавеющей стали, кобальтхромникелевых сплавов и др. Никель придает сплавам большую пластичность, вязкость и упругость, уменьшает усадку при литье и расширение при нагревании.
Никель входит в сплав некоторых припоев и в сплав для крампонов фарфоровых зубов.
Существенный недостаток нержавеющей стали — значительная усадка при литье (до 3%). Низкие качества припоя для нержавеющей стали (его легкая коррозия в полости рта) побуждают искать новые сплавы для изготовления зубных протезов. Для этой цели в настоящее время проводятся широкие испытания сплавов на основе палладия (палларгенов) с содержанием небольших количеств меди, серебра и золота.
Для изготовления так называемых цельнолитых бюгельных зубных протезов предложены и в настоящее время широко применяются кобальтхромникелевые сплавы, свободные от железа. А. И. Дойниковым в Институте металлургии АН СССР в 1954 г. получен сплав, состоящий из кобальта (67%), хрома (26%), молибдена (6%), никеля (0,5%), марганца (0,5%), названный нами кохромонидом. Получен и другой сплав с несколько большим содержанием никеля. Данные сплавы обладают очень высокими антикоррозионными свойствами и высокой прочностью. Удельный вес этих сплавов около 8,0; температура плавления около 1600°.
Для их плавки необходимо иметь специальные печи, электрические или с кислород-ацетиленовым пламенем. Эти сплавы имеют минимальную усадку при литье, но плохо паяются, и вследствие значительной упругости из данных сплавов не представляется возможным изготовлять штампованные части зубных протезов. Эти сплавы применяются широко только для изготовления очень высокоэффективных цельнолитых бюгельных зубных протезов.
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
Материалы для базисов съемных протезов. Каучук в стоматологии.
Базисом является часть съемного протеза, на котором укрепляют искусственные зубы и кламмеры; прилегает он к слизистой оболочке альвеолярных отростков и твердого неба, а также к оставшимся естественным зубам. Материал для базисов должен удовлетворять следующим требованиям.
1. Обладать достаточной устойчивостью (прочностью и эластичностью) к жевательному давлению, не деформируясь при длительном пользовании протезом.
2. Быть безвредным, негигроскопичным и не подвергаться коррозии в полости рта.
3. Легко окрашиваться в стойкие цвета, легко формоваться и обрабатываться, соединяться с искусственными зубами и кламмерами.
Каучук. В течение длительного времени в качестве базисного материала применялся каучук. Каучук (кау — дерево, учу — течь, плавать)— эластичный материал растительного происхождения, широко применяемый для изготовления резины и резиновых изделий. Каучук содержится в каучуконосных растениях, их млечном соке (латекс) и добывается главным образом из бразильской гевеи (Индонезия, Малайя и др.) путем подсечки ствола. Млечный сок гевеи содержит 34—37% натурального каучука. Млечный сок после его добычи подвергают желатинированию (свертыванию), добавляя к нему муравьиную или уксусную кислоту, затем прокатывают в листы и их коптят в камерах, наполненных дымом.
Натуральный каучук — высокомолекулярный углеводород (С6Н8)11 Удельный вес 0,9. В 1839 г. англичанин Т. Генкок и американец Ч, Гудьир открыли процесс вулканизации каучука; Б. В. Вызов и Б. А. Догадкин развили теорию вулканизации — затвердевания его при соединении с серой.
Долгое время натуральный каучук был единственным материалом, кроме металлов, для изготовления базисов съемных зубных протезов. В 30-х годах советской промышленностью было освоено производство искусственного каучука из бутадиена и других продуктов.
В состав каучука для изготовления базисов съемных зубных протезов входит большое количество серы (после вулканизации каучука с небольшими количествами серы — 5—15% —получается резина), а по косметическим требованиям красители и наполнители, но они (в особенности окись цинка) снижают прочность каучука. Поэтому каучук для базисов длительное время выпускали двух видов: красный —для базисов и розовый — для искусственной десны. Красный каучук содержит: каучука 48 частей, серы 24 части и киновари 30 частей. Розовый каучук содержит: каучука — 48 частей, серы 24 части, окиси цинка 30 частей и киновари 10 частей.
Вулканизация каучука, т. е. процесс соединения каучука с серой и превращения его в твердое вещество, происходит при температуре выше плавления серы (114,5°), при температуре 160° в течение 45—50 минут. Проводится это в воде в специальных герметических котлах типа автоклава — вулканизаторах под давлением 6,5 — 7 атм. Вулканизированный каучук порист и имеет удельный вес от 1,5 до 2,0. Пористость каучука, высокий удельный вес, дефицитность его, трудная обработка и другие отрицательные свойства послужили причиной для поисков других базисных материалов.
Полиметилметакрилат. С 1939 г. в качестве материала для базисов широкое применение получила пластмасса, органическое стекло или полимер на основе метакриловой кислоты. Пластмассу получают из ацетона, действуя на него синильной кислотой или ее солями, а затем метиловым спиртом или метиловым эфиром кислот. СН3
Метилметакрилат — бесцветная жидкость с запахом ацетона, удельный вес 0,955. Под действием света и кислорода воздуха начинает полимеризоваться в полиметилметакрилат — твердое прозрачное вещество плексиглас. С промышленной целью для полимеризации мономера применяют кислородвыделяющие катализаторы, например перекись бензоила. Полиметилметакрилат может деполимеризироваться, т. е. из твердого полимерного соединения можно получить жидкий^ мономерный метилметакрилат.
Для изготовления базисов съемных зубных протезов метилметакрилат выпускают под наименованием АКР-7 в виде жидкости мономера и порошка — полимера. При смешении порошка и жидкости в определенных соотношениях и набухании этой смеси получается пластичная масса, которая легко формуется, a затем и полимеризуется. Препараты для базисов выпускаются подкрашенными в розовый цвет Суданом IV. Кроме этого, к порошку добавляют перекись бензоила (0,5—0,6%) и наполнитель — окись цинка (1,35%), делающие пластмассу менее прозрачной.
Для приготовления пластической массы, из которой формируют базис зубного протеза, смешивают порошок (полимер) с жидкостью (мономером) в тех количествах, которые указаны в рабочей инструкции по применению пластмассы, соблюдая все правила, указанные в ней; работать в чистом помещении, чистыми руками и др. Смешав порошок и жидкость, необходимо выждать время для набухания массы — 20 — 25 минут, а для предупреждения впитывания мономера гипсом последний покрывают изоляционным лаком или целлофаном.
Полимеризацию пластмассы производят в водяных банях при температуре 100° в течение 30—40 минут; при полимеризации пластмассы необходимо медленно повышать температуру и медленно охлаждать кювету; в противном случае готовый базис протеза получится менее эластичным и с порами.
Удельный вес полиметилметакрилата 1,2; он гигиеничен, не имеет пор, хорошо формуется и обрабатывается, с ним прочно соединяются искусственные зубы, но полиметилметакрилат имеет недостаточную прочность и эластичность для базиса протезов. Поэтому в настоящее время ведутся работы по увеличению прочности и эластичности пластмассы для базисов. Для этой цели испытывают другие соединения — этиловый эфир ме-такриловой кислоты, а также добавляют пластификаторы — дибутилфталат (АКР-9), дающие более эластичный продукт. Харьковский завод зубоврачебных материалов испытывает и сополимеры (смеси) метилмета-крилата с другими веществами. В некоторых странах проводятся опыты с включением в полиметилметакрилат других пластмасс — нейлона, капрона и др. Но массового распространения они еще не получили.
В настоящее время во многих странах для изготовления базисов съемных протезов методом литья широко испытывают, так называемые виниловые пластмассы.
Для изготовления базисов съемных зубных протезов в настоящее время в некоторых случаях пользуются металлическими сплавами — нержавеющей сталью (штампуя базис), сплавом золота с платиной и кобальтхромникелевыми сплавами (отливая базис).
Полиметилметакрилат применяется и для изготовления коронок, мостовидных протезов и фасеток в них. Для этой цели нашей промышленностью выпускается набор различных цветов полиметилметакрилата с бесцветным мономером, в соответствии с цветами естественных зубов. Из полиметилметакрилата изготовляют различного цвета и фасона в гарнитурах искусственные зубы для съемных протезов, которые в процессе формовки и полимеризации монолитно соединяются с базисом из АКР-7.
Кроме препаратов пластмассы АКР-7 для базисов, АКР-9 и АКР-10 эластичных, нашей промышленностью выпускается эластичная пластмасса ЭГМАСС-12 для изготовления шин боксерам, челюстно-лицевых протезов. а в последние годы все более широкое распространение получают быстротвердеющие самополимеризирующиеся пластмассы для пломб: АСТ-2 (с катализатором — диметилпаратолуидин), норакрил, АКР-100 и для перебазировки протакрил и другие пластмассы.
Фарфоровые зубы. Ввиду недостаточной прочности искусственных зубов из пластмассы в настоящее время в большом количестве выпускаются искусственные зубы из фарфора. Фарфор для изготовления искусственных зубов применяется уже более 100 лет.
Фарфор для изготовления искусственных зубов состоит из каолина — белой глины (3—10%), кварца (15—25%) и полевого шпата (60—75%). Каолин является связующим веществом, кварц придает прочность массе, а полевой шпат при обжиге расплавляется и заполняет все поры. Покрывающая фарфоровые зубы гладкая блестящая поверхность содержит до 90% полевого шпата. Красителями фарфоровых зубов являются окислы металлов: титана, никеля, кобальта, золота и губчатая платина. В качестве склеивающего вещества в фарфор добавляют органические вещества, сгорающие без остатка при обжиге фарфора — крахмальный клейстер, растительные слизи (трагакант) и др.
Для соединения фарфоровых зубов с базисом протеза передние зубы выпускаются с двумя пуговчатыми крампонами (крампонные зубы), из специального сплава — нихрома (никельхрома). Некоторые фабрики эти крампоны покрывают тонким слоем золота (Солила). Фарфоровые жевательные зубы для укрепления их в базисе выпускаются со специальным углублением на стороне, противоположной жевательной, и называются диаторическими.
И. С. Рубиновым предложены пустотелые фарфоровые зубы с внутренними перемычками «Сазур», имеющие форму моляров и премоляров. Пустоты в зубах заполняют воском, который после примерки протеза заменяют пластмассой. Таким образом, в готовом протезе жевательная поверхность зуба состоит из фарфоровых граней, которые из-за наличия пластмассы между ними самозатачиваются.
Кроме указанных зубов, из фарфора выпускаются искусственные зубы с цилиндрическими крампонами из платины или из платины с иридием (10%) — зубы АША для фасеток мостовидных протезов. Для этой же цели выпускаются бескрампонные сменные фасетки Стиля с пазами на язычной поверхности и стандартные коронки Логана для штифтовых зубов. Все искусственные зубы выпускаются в большинстве случаев в виде различных гарнитуров.
- Вернуться в оглавление раздела "Стоматология."
Протез. Требования предъявляемые к протезу
В разделе широко раскрывается проблем стоматологии связанные с использованием самых разных видов протезов. Отдельно обговариваются методы профилактики протезных стоматитов и другой патологии.
Основы ортопедии.
Оценка полости рта пациента.
Слизистая полости рта. Акт жевания.
Коронки. Оттискные материалы.
Виды коронок. Штифтовые зубы.
Устранение частичных дефектов зубных рядов.
Частичные зубные протезы.
Протезирование при парадонтозе.
Модели частичных зубных протезов
Протезирование беззубой челюсти.
Техника протезирования беззубой челюсти.
Методы создания протеза.
Детское протезирование.
Частичные зубные протезы
Детская стоматология. Деформации зубов.
Деформации челюсти и зубов.
Основы детской ортодонтии.
Аппараты для корректировки зубочелюстных деформаций.
Лечение аномалий прикуса.
Устранение аномалий прикуса.
Ортопедические аппараты.
Лечение переломов челюсти.
Лечение контрактур челюсти. Лечение расщелин неба.
Материалы протезирования.
Коррозия и износ зубных протезов
Металлы зубных протезов и их влияние на здоровье
Аллергический стоматит к зубным протезам
Диагностика стоматитов на протезы
Основные конструкционные материалы, применяемые в ортопедической стоматологии: металлы и их сплавы, пластмассы
Основные или конструкционные материалы – материалы, из которых непосредственно изготавливают зубные или челюстные протезы.
К ним предъявляются следующие требования:
1) быть безвредными;
2) химически инертными в полости рта;
3) механически прочными, пластичными, упругими;
4) сохранять постоянство формы и объема;
5) обладать хорошими технологическими свойствами (легко поддаваться паянию, литью, сварке, штамповке, полированию и протяжке и др.);
6) по цвету быть аналогичными замещаемым тканям;
7) не должны иметь какого-либо привкуса и запаха;
8) обладать оптимальными гигиеническими свойствами, т.е. легко очищаться обычными средствами для чистки зубов.
К основным материалам относятся: металлы и их сплавы, пластмассы, фарфор и ситаллы.
Металлы – определенная группа элементов, которая вступает в химическую реакцию с неметаллами, и отдает им свои внешние электроны. Для металлов характерны пластичность, ковкость, непрозрачность, металлических блеск, высокие тепло - и электропроводность.
Все металлы можно разделить на две большие группы – черные и цветные. Черные металлы имеют темно-серый цвет, большую плотность, высокую температуру плавления, высокую твердость. Цветные металлы имеют красную, желтую, белую окраску, обладают большой пластичностью, малой твердостью, низкими температурами плавления. Из большой группы цветных металлов выделяют тяжелые и легкие. К тяжелым относят свинец, медь, никель, олово, цинк и др.
Их плотность составляет 7,14-11,34. Легкие металлы – алюминий, магний, кальций, калий, натрий, барий, бериллий, и литий. Их плотность – 0,53 – 3,5. К легким металлам относят так же и титан, плотность которого равна 4,5. Обособленные группы среди цветных металлов занимают так называемые благородные и редкоземельные металлы. Металлы отличаются по типу кристаллических решеток. Чаще встречается кубическая объемно – центрированная решетка (например, у хрома, молибдена, ванадия), кубическая гранецентрированная (никель, медь, свинец) и гексагональная плотноупакованная (титан, цинк).
Сплавы - вещества, получаемые путем сплавления двух и более элементов. При этом образующийся сплав обладает совершено новыми качествами. Различают два вида сплавов: металлические и неметаллические. Металлические сплавы могут состоять либо только из металлов, либо из металлов с содержанием неметаллов. Неметаллические сплавы состоят из неметаллических веществ. Например, стекла, фарфора, ситаллов и других.
Сплавы классифицируют по числу сплавляемых элементов (компонентов): если два элемента – бинарный сплав; три – тройной сплав и т.д.
На основе совместимости атомов металлов, составляющих сплав в твердом состоянии, различают несколько типов сплавов. Наипростейший – когда при микроскопическом анализе сплава можно различить, что его зерна похожи на зерна чистых металлов; структура каждого зерна гомогенна.
Такой тип сплава называют механической смесью. Бывают металлы, которые способны взаимно растворяться друг в друге в твердом состоянии, сплавы таких металлов называют твердыми растворами. Большинство золотых стоматологических сплавов являются твердыми растворами. Существуют металлические сплавы, относящиеся к типу интерметаллических соединений. Примером последних служит стоматологическая амальгама. Наибольшее число сплавов, применяемых в стоматологии, относится к твердым растворам.
Всеметаллические сплавы, применяемые в стоматологии, можно разделить на легкоплавкие (с температурой плавления до 300°C), относящиеся к вспомогательнымматериалам, и тугоплавкие. В свою очередь, тугоплавкие делятся на благородные сплавы (с температурой плавления до 1100°С) и неблагородные сплавы, температура плавления которых превосходит 1200°С (таблица №1).
| Стоматологические сплавы | ||
| БЛАГОРОДНЫЕ | НЕБЛАГОРОДНЫЕ | |
| Золотые сплавы | Серебряно – палладиевые | Co – Cr Ni – Cr Tj и Ti – сплавы хромоникелевые (нержавеющие стали) |
| Au – Pt – Pd Au - Pd Au – Pd - Ag Au – Pd – Ag – Cu | Ag - Pd Ag – Pd – Cu Ag – Pd – Zn |
Согласно международному стандарту ИСО 8891 – 98 к благородным сплавам относят сплавы, содержащие от 25 до 75% масс. золота и/или металлов платиновой группы, к последним относятся: платина, палладий, родий, иридий, рутений и осмий.
Золотые сплавы делят по количественному содержанию золота в них на сплавы с большим - более 75% и с малым - 45 – 60% содержанием золота. Получили широкое применение из-за высокой антикоррозийной стойкости.
В ортопедической стоматологии применяют следующие сплавы на основе золота:
а) сплав 900-916 пробы, температура плавления – 1050°C, содержит 91 % золота 4,5% меди, 4,5% серебра, материал желтого цвета, не окисляется в полости рта, обладает хорошими пластическими и литейными свойствами, применяют для изготовления коронок и мостовидных протезов;
б) сплав 750 пробы, температура плавления – 1050°С, более жесткий и упругий сплав, чем предыдущий, содержит 75% золота, 16,66% меди, 8,34% серебра, из этого сплава изготавливается плакировка для фарфоровых зубов и базисные пластинки для съемных протезов;
в) золотые сплавы с примесью платины могут содержать:
1) 75% золота, 4,15% платины, 8,35% серебра, 12,5% меди;
2) 60% золота, 20% платины, 5% серебра, 15% меди, обладают хорошими литейными качествами, применяются для изготовления каркасов бюгельных протезов, вкладок, полукоронок и кламмеров в съемных пластиночных протезах.
г) сплав 750 пробы, температура плавления – 800°С, содержит 75% золота, 5% серебра, 13% меди, 5% кадмия, 2% латуни, используется для изготовления припоя.
По механическим свойствам золотые сплавы делят на 4 типа (таблица №2):
· тип 1 – низкой прочности;
· тип 2 – средней прочности;
· тип 3 – высокой прочности;
· тип 4 – сверхпрочные сплавы.
Сплавы 1 типа рекомендуются для изготовления одноповерхностных вкладок. Поскольку они относительно мягкие и легко деформируются, необходимо обеспечить им соответствующую опору для предотвращения деформирования под воздействием жевательной нагрузки. Низкий предел текучести этих сплавов обеспечивает легкую полировку краев вкладки. Благодаря высокой пластичности они менее подвержены отколам.
Сплавы 2 типа рекомендуются для изготовления большинства видов вкладок.
Сплавы 3 типа используются для изготовления всех видов вкладок, накладок, искусственных коронок, небольших по протяженности мостовидных протезов и литых штифтов. Однако они труднее поддаются полированию.
Сплавы 4 типа используются для литых штифтов и создания искусственной литой культи под коронку, для всех видов мостовидных и съемных протезов при частичной потери зубов, для изготовления кламмеров.
Платина – это самый тяжелый металл серовато-белого цвета с температурой плавления – 1770°С, является довольно мягким, ковким и вязким металлом с незначительной усадкой. Платина не окисляется на воздухе и при нагревании, не растворяется в кислотах, кроме царской водки. Применяется для изготовления коронок, штифтов, крампонов искусственных зубов. Платиновая фольга используется при изготовлении фарфоровых коронок и вкладок.
Серебро имеет белый цвет, температура плавления – 960°С. Серебро тверже золота и мягче меди. Является хорошим проводником электричества и тепла, неустойчиво к действию кислот. Применяется в составе серебряно-палладиевого сплава, который состоит из 50-60% серебра, 27-30% палладия, 6-8% золота, 3% меди, 0,5% цинка, имеет температуру плавления 1100-1200°С, обладает выраженными антисептическими свойствами, применяется для изготовления вкладок, коронок, мостовидных протезов.
В ортопедической стоматологии используют следующие неблагородные сплавы: на основе железа, хрома, кобальта, никеля; на основе меди, никеля, титана, алюминия, ниобия, тантала.
В нашей стране широко используется нержавеющая сталь, или её называют хромоникелевая (типа 1Х18Н9Т), имеет высокие физико-механические свойства, химическую стойкость, хорошо прокатывается, вытягивается и профилируется, обладает хорошей пластичностью и ковкостью после термической обработки, что имеет большое значение в процессе штамповки коронки, после закаливания не деформируется. Металл бело-серебристого цвета, температура плавления 1450°С.
Содержит: 72% железа, 18% хрома, 9% никеля, 1% титана. Хром придает сплаву коррозийную стойкость, никель пластичность, усиливает вязкость, делает его ковким. Никель, входящий в состав сплава, нельзя признать полностью биосовместимым металлом, так как он обладает токсичностью и может вызывать аллергические реакции. Для улучшения литейных свойств добавляют титан, что придает стали высокие механические свойства. Область применения: коронки, мостовидные протезы, кламмеры, ортодонтические аппараты, литые детали.
КХС – сталь кобальтохромовая. Состав: 67% – кобальт, 26% – хром, 6% – никель, остальное – Fe. Материал серебристо-белого цвета, с температурой плавления 1460°С. Некоторые кобальтохромовые сплавы, например «Vitallium» состоят из 60,6% – кобальта, 31,5 % – хрома, 6% – молибдена. В КХС может добавляться марганец и легирующий элемент - титан. Кобальт, имеет высокие механические свойства. Хром увеличивает коррозийную стойкость сплава и уменьшает его способность к потускнению.
Молибден придает сплаву металлокристаллическую структуру, что также усиливает прочность. Марганец повышает качество литья, понижает температуру плавления, способствует удалению газов и сернистых соединений. В настоящее время используют углеродсодержащие (бюгодент ССS, бюгодент ССЕ, бюгодент ССН) и не содержащие углерод (КХ-дент СS, КХ-дент СЕ, КХ-дент Сl) виды кобальтохромомолибденовых сплавов.
КХС не окисляется, не поддается ковке, но обладает отличными литейными качествами, практически не дает усадки при литье и относится к прецизионным сплавам, т.е. точным. Применяется: при изготовлении каркасов бюгельных протезов, литых мостовидных, а также металлокерамических и металлопластмассовых протезов.
Сплавы титана биологически инертны, имеют высокую удельную прочность, отличную химическую стойкость по отношению ко многим агрессивным средам, низкий коэффициент усадки при литье, не токсичны и доступны. В клиническом аспекте наибольший интерес представляют две формы титана. Это технически чистая форма титана и сплав титана - 6% алюминий - 4% ванадий. Для изготовления металлокерамических конструкций использует сплав Ti-6AG-4V. Для изготовления вкладок, штифтовых конструкций, коронок, мостовидных протезов, каркасов бюгельных протезов, имплантов, а также мелкого медицинского инструментария применяют сплавы BT1Л, ВТ5Л, ВТ6Л.
В имплантологии широко применяют следующие сплавы титана: ВТ1-00, ВТ1-010, ВТ1Л, ВТ5Л, 6ЛВТЗ-1, Ti-6AG-4V, TiNi (никелид титана). Из соединений титана в зуботехнической практике применяется двуокись титана. Она представляет собой белый порошок, который используется в качестве замутнителя при производстве пластмасс, а так же при приготовлении лаков для покрытия металлических частей зубных протезов.
Литье титановых сплавов представляет серьезную технологическую проблему. Титан имеет высокую температуру плавления (~1670°С), что затрудняет компенсацию усадки отливки при охлаждении. В связи с высокой реакционной способностью металла, литье необходимо выполнять в условиях вакуума или в инертной среде, что требует использования специального оборудования. Другая проблема заключается в том в том, что расплав имеет тенденцию вступать в реакцию с литейной формой из огнеупорного формовочного материала, образуя слой окалины на поверхности отливки, что снижает качество прилегания протеза. В титановых отливках также часто можно наблюдать внутреннюю пористость. Поэтому используются и другие технологии для изготовления зубных протезов из титана, например, такие как CAD/САМ технологии в сочетании с прокаткой и методом искровой эрозии.
Сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии, по определенным свойствам можно разделить на две группы. К первой группе относятся сплавы, обладающие общемедицинскими свойствами. Они не должны вызывать в полости рта аллергического и токсического действия.
Во вторую входят сплавы с определенными технологическими свойствами:
- высокой антикоррозийной стойкостью;
- малой усадкой при литье;
- невысокой температурой плавления;
- ковкостью, текучестью при литье;
- возможностью паяния и сварки;
- хорошей механической и электролитической обработкой и полировкой.
Все эти требования зависят от свойств компонентов, входящих в сплав.
Различают механические, физические, технологические и химические свойства конструкционных материалов.
Механические свойства материалов – это способность материалов сопротивляться деформирующемуи разрушающему воздействию внешних механических сил в сочетании соспособностью при этом упруго и пластически деформироваться.
Деформацией называется изменение размеров и формы тела под действием приложенных к нему сил. Деформация может быть упругой и пластичной. Первая исчезает после снятия нагрузки. Она не вызывает изменений структуры, объема и свойств металлов и сплавов. Вторая не устраняется после снятия нагрузки и вызывает изменение структуры, объема, и свойств металлов и сплавов. Пластическая деформация приводит к изменению физических свойств металла, а именно: к повышению электросопротивления, уменьшению плотности, изменению электромагнитных свойств. Упрочнение металла под действием пластической деформации еще называется наклепом. Имеющие наклеп металлы более склонны к коррозионному разрушению при эксплуатации.
Выделяют следующие механические свойства: твердость, прочность, упругость, пластичность.
Твердостью называется способность тела оказывать сопротивление при внедрении в его поверхность другого тела. Это важная характеристика материала, позволяющая судить о способности материала сопротивляться износу.
Прочностью называют способность материала сопротивляться действию внешних сил, не разрушаясь и не деформируясь. Это одно из основных требований, предъявляемых к материалам, из которых изготавливаютвсе виды протезов. Прочность материала зависит от его природы, строения, размеров изготовленных из него изделий, величины нагрузок и характера ихдействия.
Упругость – это способность материала изменять форму под действием внешней нагрузки и восстанавливать форму после снятия этой нагрузки. Наглядным примером упругих свойств материала может служить растяжение металлической пружины и изгиб стальной проволоки. После устранениядействия силы все эти тела приобретают прежнюю форму.
Пластичность – свойство материала, не разрушаясь, изменять форму под действием нагрузок и сохранять эту форму после того, как нагрузка перестает действовать. Этим свойством обладают многие слепочные массы, воск, металлы.
К физическим свойствам материалов относятся цвет, плотность, плавление, теплопроводность, тепловое расширение и сжатие при нагревании и охлаждении.
Цвет материала играет важную роль совпадать с цветом тех тканей, которые он замещает. Все металлы не соответствуют этому требованию, но пластмассы и фарфор, наоборот, могут быть приведены в точное соответствие с цветом близлежащих тканей.
Плотностью называется количество данного вещества, содержащегося в единице объема. Это свойство имеет большое значение при выборе материала для изготовления различных конструкций протезов. Зная плотность материала, можно легко вычислить, какой будет масса всего изделия, изготовленного из этого материала.
Плавление – это переход тела из твердого состояния в жидкое под действием тепла. Твердые тела переходят в жидкое состояние при разной температуре, которая называется температурой плавления.
Тепловое расширение – это способность тел расширяться при нагревании, т.е. в большей или меньшей степени изменять линейные и объемные размеры. При охлаждении этих тел наблюдается обратное явление – уменьшение объема или сжатие. В стоматологической практике постоянно приходится иметь дело с телами, обладающими разными коэффициентами линейного и объемного расширения. Если не учесть коэффициента теплового расширения, то отлитые металлические детали не будут соответствовать заготовленной детали вследствие усадки при охлаждении.
Технологические свойства – это свойства, определяющие пригодность материала к обработке и возможность применения его в тех или иных условиях. Наиболее важными для ортопедической стоматологии являются ковкость, усадка и текучесть.
Ковкость – это способность материала поддаваться обработке давлением, принимать новую форму и размеры под действием прилагаемой нагрузки без нарушения целостности. Свойство ковкости присуще многим металлам и почти отсутствует у пластмасс.
Под текучестью понимают способность материала в жидком, пластифицированном или расплавленном состоянии заполнять тонкие места литьевой или прессовочной формы. Это свойство материалов в ортопедической стоматологии используется для изготовления литых деталей из металлов, протезов из пластмассы.
Усадка – это уменьшение объема отлитой или отпрессованной детали при охлаждении или затвердении материала при переходе из одного состояния в другое и хранении. Она зависит от свойств материалов, степени их нагрева и способа охлаждения.
Под химическими свойствами материалов понимают отношение материалов к другим химическим веществам, в частности, их поведение в различных средах: кислотах, щелочах, растворах солей, воде и на воздухе. К химическим свойствам относят растворимость, окисляемость, жаростойкость.
Широко известны такие явления как коррозия металла и гальванизм. Зубные протезы в полости рта постоянно подвергаются воздействию химически активных веществ. Если материал, из которого они изготовлены, будет вступать во взаимодействие с жидкостями полости рта, то он будет разрушаться, и образующиеся в результате реакции вещества, попадая в организм, могут оказать на него вредное воздействие. Поэтому основным требованием, предъявляемым к материалам, является их абсолютная химическая стойкость в полости рта.
Взаимодействие между металлом и полости рта первоначально может заключаться в некоторой адсорбции компонентов этой среды поверхностью металла. При определенных условиях адсорбция может привести к возникновению химических реакций, которые чаще всего приводят к коррозии, т.е. процессу разрушения металлов вследствие их химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой, ротовой жидкостью, слюной, пищей. Усилению процессов коррозии способствуют и знакопеременные нагрузки, которые претерпевают металлические конструкции в полости рта.
Читайте также: