Преимущества цельнолитых конструкций мостовидных протезов

Размещено на http://www.allbest.ru

Преимущества цельнолитых конструкций мостовидных протезов

Клюшников О.В., Подкорытов Ю.М., Бессчастный Д.С.

История изготовления несъемных конструкций зубных протезов уходит в далекое прошлое. Зубопротезирование относится к временному виду помощи. Любой протез, вследствие изнашиваемости и изменения условий протезного ложа, спустя несколько лет после фиксации его во рту, необходимо изготавливать заново. Статистика дает основание утверждать, что пациенты, которым изготовлены несъемные протезы, обращаются к врачу в среднем через 5 лет, а те, которым изготовлены съемные протезы - через 3-4 года. Следовательно, потребность населения в зубных протезах - понятие динамическое. Обеспечить всех нуждающихся при существующей технологии изготовления протезов, судя по всему, невозможно.

Если же сопоставить данные о преждевременном удалении зубов и данные о восстановлении их с помощью протезов, то оказывается, что в настоящее время в нашей стране при вполне удовлетворительно развитой системе стоматологической помощи зубопротезная помощь оказывается не более чем 15% нуждающихся. Расчеты показывают, что для удовлетворения населения в зубных протезах ежегодно надо изготавливать порядка 50 млн. протезов, из которых около 40 млн. зубных протезов на металлической основе. Фактически же ежегодно изготавливается не более 5 млн., причем качество изготовления протезов зачастую неудовлетворительное и не отвечает современным требованиям.

Несмотря на то, что в последнее десятилетие в мировой практике в технологиях изготовления различных конструкций зубных протезов достигнут значительный прогресс, в России же до 90% протезов изготавливается по старым технологиям, т.е. когда отдельные конструкционные элементы металлических частей зубных протезов изготавливают штамповкой с последующим соединением их между собой методом пайки с помощью специальных припоев. В мировой практике уже давно на смену паянным пришли цельнолитые конструкции зубных протезов. При этом стоматологическое литье занимает ведущее место и составляет до 100% в технологии изготовления бюгельных и мостовидных протезов, микропротезов, пластиночных протезов с металлическими базисами, челюстно-лицевых и ортодонтических аппаратов, а также других металлических приспособлений к зубным протезам.

Внедрение литейного производства в стоматологии позволяет ручной, трудоемкий, без гарантий качества процесс «выклепывания» металлических коронок, заменить высокой механизацией. Естественно, что это приведет к изменению всего технологического процесса изготовления зубных протезов. Вместе с тем это позволит получить значительный экономический эффект а, главное, обеспечить высокое качество изготовления зубных протезов и тем самым значительно улучшить оказание стоматологической помощи населению.

Оценивания с позиции современного уровня возможностей проведение технологического процесса изготовления паянных мостовидных протезов и результаты клинических наблюдений, есть основание считать, что конструкции зубных протезов неудовлетворительны как с технологических, так и механопрочностных позиций и, кроме того, не отвечают биологическим требованиям.

Паяние определяется как технологический процесс соединения металлических частей в единую конструкцию посредством другого сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых деталей на 50-100 оС и иметь максимальное сродство. Для понижения температуры плавления припоя в состав его вводят элементы, имеющие низкую температуру плавления, т.е. вводят присадку. Так, например, для соединения изделий из нержавеющей стали, используют сплав, в состав которого входят серебро, медь, цинк, висмут, кадмий и другие элементы, не включенные в состав нержавеющей стали.

От характера припоя и спаиваемых деталей зависит структура получаемого в результате пайки шва. Различают три вида структуры шва: механическую смесь, твердый раствор и химическое соединение. Лучшим из них является твердый раствор. Он получается при химическом или физическом сродстве составов спаиваемых деталей и припоя. Поэтому для соединения методом пайки металлических деталей необходимо знать состав сплавов, из которых изготовлены эти детали, и соответственно этому составу подбирать необходимый припой, который при соединении со сплавом образует твердый раствор. Идеальный шов может получиться лишь при паянии тем же сплавом, из которого состоят спаиваемые детали. Однако осуществить это на практике невозможно, так как для обеспечения взаимной диффузии припой следует подогревать до полного расплавления, а при такой температуре расплавляются и теряют необходимую форму спаиваемые детали. Поэтому припой не может быть идентичен по физико-химическим и механическим показателям основному сплаву, из которого состоят детали протеза. Припой также должен иметь непродолжительный период скрытой теплоты плавления, иначе это приведет к тому, что к моменту спая еще не вся масса припоя расплавиться, или наоборот, перегреется и произойдет выгорание некоторых его компонентов, образуя пористый шов. Кроме того, припои, имеющие большое поверхностное натяжение, плохо растекаются по поверхности спаиваемых деталей и особенно плохо проникают в узкие щели между деталями, что ухудшает структуру шва и его прочность.

Проведенные еще в 30-е годы в НИИ цветной металлургии испытания припоя с позиции прочности соединения спаянных частей показали, что припой обладает удовлетворительными механическими свойствами, хотя неустойчив к воздействию даже слабых кислот. Это дает основание утверждать, что припой с физико-механических позиций не отвечает требованиям, предъявляемым к зубным протезам, находящимся в биологической среде. Главными недостатками припоев являются низкая их устойчивость к коррозионным разрушениям в полости рта, различие в электропотенциальном отношении со спаиваемыми металлами, а также изменение структуры спаиваемого металла в процессе пайки. Это обуславливает ряд положений, имеющих отрицательный характер. Так, полости рта у людей, пользующихся паяными протезами из хромникелевой стали, происходит образование окислов металлов. В зависимости от характера слюны, состава других металлических изделий, имеющихся в полости рта (протезы, металлические пломбы, вкладки), а также индивидуальных особенностей организма образование окислов может носить более или менее выраженный характер. Почернение мест пайки или наличие резко очерченных пятен на поверхности стальных протезов свидетельствует о наличии таких окислов. При этом в полости рта людей, пользующихся такими протезами, отмечено количественное увеличение микроэлементов в слюне и образование солей тяжелых металлов, что отрицательно влияет на секреторную функцию желудка. Механизм влияния на организм окислов металлов при электролитической диссоциации в полости рта изучен еще недостаточно, однако нефизиологичность их вполне очевидна и несовместима с принципами профилактической медицины. В полости рта лиц, пользующихся паяными протезами, возникает патологическое состояние, получившее название явлений гальванизма, которые связаны с разностью потенциалов и могут возникать как при наличии разнородных металлов или сплавов, так и вследствие неоднородности структуры одного сплава. При наличии паяных мостовидных протезов могут возникать оба фактора, обуславливающие разность потенциалов, так как эти протезы состоят из разных сплавов - хромоникелевой стали и припоя, а в процессе их изготовления структура каждого из этих сплавов приобретает неоднородный характер. При проведении металлографического исследования паяных мостовидных протезов из хромоникелевой стали, выявлено, что даже при тщательном соблюдении технологии по всей линии контакта имеется много непропаяных участков. В разделяющем их слое припоя встречаются микропоры. Уменьшение толщины слоя припоя хотя и обеспечивает более прочное соединение спаянных частей, однако не улучшает структуры сплава у места их соединения, а количество микропор в слое припоя в этом случае даже увеличивается. Как в коронке, так и в промежуточной части наблюдается двухфазная структура стали. Встречаются участки металла с выпадением карбидов хрома по границам зерен металла. Улучшить структуру сплава путем термической обработки (рекристаллизацией) нельзя, так как для этого протез необходимо нагреть до температуры 1000-1100 оС, а это приведет к деформации и разъединению его частей.

В результате явлений электролитической диссоциации, пористости и непропаянных участков создается недостаточная их прочность. Это приводит к сокращению сроков пользования такими протезами вследствие отрыва промежуточной части от коронок.

С механических позиций паяные протезы недостаточно прочны. В процессе пайки коронки и искусственные зубы более всего прогреваются в зоне расплавления припоя, а отдельные участки мостовидного протеза нагреваются в меньшей степени. Неравномерный нагрев изменяет строение кристаллической решетки литой промежуточной части протеза. Например, хромоникелевая нержавеющая сталь в месте пайки при температуре 900 оС меняет фазовое состояние. В несколько отдаленных участках в интервале температур 600-800 оС происходит выпадение растворенных в сплаве карбидов. В участках, расположенных еще дальше, концентрируется соединение углерода и хрома. Металл становится хрупким. Образование двухфазной структуры в свою очередь обуславливает возникновение межкристаллической коррозии, которая усиливается при механической нагрузке зубных протезов в электролитной среде полости рта, вследствие чего мостовидные протезы ломаются. Кроме того, после пайки частей протеза суммарный результат усадки припоя, приводит к значительной деформации каркаса мостовидного протеза, что затрудняет его фиксацию в полости рта.

С биологической позиции качество паяных протезов также неудовлетворительно. Припой достаточно устойчив только в щелочных средах. В кислой среде, которая зачастую бывает при приеме пищи или вследствие изменения РН слюны, припой неустойчив и из него высвобождаются химически активные элементы. Так концентрация железа, кадмия, меди, висмута и др. элементов в слюне человека зачастую может превышать норму более чем в три раза В комплексе с другими элементами, входящими в состав слюны, они обуславливают возникновение нефизиологических электролитических процессов в полости рта. Вследствие же структурной разновидности участков паяных протезов разница в потенциалах зачастую превышает 100 мА, а это может является причиной возникновения у пациентов таких симптомо-комплексов, как металлический привкус, чувство жжения слизистой оболочки, извращение вкуса и др. Электролитическая диссоциация в свою очередь усиливает процесс коррозии металлов и приводит к образованию новых окислов. Кроме того, окислы припоя, диффундируют в пластмассовые облицовки коронок и искусственных зубов и изменяют их цвет.

С технологических позиций при изготовлении коронок путем штамповки происходит нецелесообразное изменение их толщины в различных участках. В процессе протягивания и штамповки гильз более всего истончаются участки в области перехода жевательной и режущей поверхностей. Затем в этих же участках значительно сошлифовывается металл при механической обработке и полировке. В итоге толщина боковой стенки коронки между экватором и десневым краем почти в 2 раза больше толщины в участке, подвергающемся наибольшей обработке.

Если же рассмотреть клинические этапы изготовления штампованно-паянных протезов, то они предусматривают до 4 посещений пациента к врачу: протез мостовидный конструкция

1 посещение: препаровка зубов и снятие слепков для изготовления штампованных коронок;

2 посещение: примерка штампованных коронок и их припасовка, а также снятие слепка для изготовления промежуточных частей протеза (литых зубов);

3 посещение: примерка неполированных штампованно-паянных конструкций мостовидных протезов и их припасовка;

4 посещение: примерка полированных штампованно-паянных конструкций мостовидных протезов и конструкций с последующей их фиксацией.

Таким образом, анализируя выше сказанное можно сделать следующие выводы, а именно:

1. В настоящее время штампованные коронки и паянные мостовидные протезы не отвечают необходимым современным требованиям, так как методика штамповки не позволяет обеспечить точное изготовление коронки.

2. Наличие разнородных сплавов и металлов в паянном мостовидном протезе приводит к явлению гальванизма в полости рта.

3. По месту пайки элементов зубного протеза очень часто происходит его поломка.

4. Техпроцесс изготовления различных элементов штампованно-паянного зубного протеза предусматривает использование сильнодействующих кислот.

Современное зубное протезирование развивается в двух направлениях:

1. Изыскание и применение материалов, которые обладали бы определенными физико-химическими, механическими и биологическими свойствами, но в то же время являлись бы дешевыми и доступными для массового применения.

2. Индивидуальное изготовление конструкции зубного протеза, который бы наиболее полно и оптимально возмещал дефект зубного ряда.

В связи с этим в стоматологической практике применяют сплавы металлов, детали из которых изготавливают путем предварительного индивидуального моделирования репродукций из моделировочных материалов с последующей заменой этих репродукций методом точного литья. Поэтому большая роль в изготовлении зубных протезов, удовлетворяющих предъявляемым к ним современным требованиям, принадлежит литейным процессам по производству стоматологического литья.

Однако следует отметить, что отливка металлических деталей зубного протеза является сложным технологическим процессом, состоящим из следующих этапов:

- изготовление восковой репродукции детали (восковой модели);

- установление литников и создание литьевого блока;

- подготовка поковочной смеси, используемой для образования облицовочного слоя модели;

- покрытие восковой репродукции детали поковочной массой;

- изготовление литьевой формы;

- выплавление воска из литьевой формы с последующей сушкой и обжигом литьевой формы;

- расплавление стоматологического сплава с последующей заливкой расплавленного металла в литьевую форму;

- охлаждение отливки с последующим освобождением ее от формовочной массы и литников;

- при необходимости проведение термической обработки отлитых деталей.

- полировка, припасовка и т.д.

Последовательное и тщательное выполнение перечисленных выше этапов изготовления деталей зубных протезов методом литья по выплавляемым моделям является гарантией обеспечения высокого качества отливаемой детали протеза, которое может быть достигнуто только путем тщательного выполнения перечисленных пунктов в соответствии с существующими методиками.

Следует особо подчеркнуть, что для обеспечения качественного изготовления металлических деталей зубных протезов важное значение имеет способ плавления сплава, из которого отлита деталь.

В зуботехнической практике применяют различные способы плавления металла: плавление электрической дугой, кислородно-ацетиленовым пламенем, электрошлаковое литье, а также высокочастотное литье. Плавление металла электрической дугой и кислородно-ацетиленовым пламенем является открытым видом плавки. В первом случае температурный режим поддерживается при помощи электродов выполненных в виде графитовых углей, во втором - плавление происходит за счет непосредственного соприкосновения с плавящимся металлом пламени горящей смеси ацетилена и кислорода. Плавление же металла в электропечах с помощью токов высокой частоты является закрытым видом плавки. Однако, несмотря на то, что перечисленные выше способы плавления металла позволяют обеспечить требуемую температуру достаточную для расплавления сплавов, применяемых в стоматологической практике, структура и свойства этих сплавов после литья значительно изменяется. Так, например, при плавлении хромоникелевой стали электрической дугой увеличивается процентное содержание углерода и кислорода в сплаве, а на микрошлифе обнаруживается много посторонних включений, которые по своей природе можно отнести к кислороду и углеродным соединениям. На микрошлифах деталей, отлитых с помощью высокочастной печи, посторонние включения не обнаруживаются, а структура сплава близка к однородной.

При взаимодействии с 50% раствором соляной, уксусной или молочной кислоты высокую устойчивость имеют отливки после плавления в высокочастотных электропечах. Отливки же после плавления электрической дугой менее устойчивы к кислотам, что объясняется повышенным содержанием углерода и кислорода в этих образцах. Результаты исследования плавок кобальтохромовой стали с помощью электрической дуги или кислородно-ацетиленовым пламенем показали, что содержание в ней углерода и кислорода увеличивается (содержание углерода часто превышает 0,4%). При плавке этой же марки стали в высокочастотных печах процентное содержание углерода в сплаве существенно не меняется.

Существенное влияние на твердость, пластичность и однородность структуры металла оказывает характер охлаждения сплава после заливки в форму.

Высокая твердость, низкая пластичность и выраженная неоднородность структуры сплавов (наличие карбидных образований) отмечаются при медленном охлаждении отливки. При быстром охлаждении сплавы сохраняют однофазное состояние без видимых углеродных включений, отмечается невысокая твердость и хорошая пластичность. Объясняется это тем, что при медленном охлаждении отливки имеется достаточно времени для протекания диффузионных процессов, способствующих образованию карбидных систем. При быстром охлаждении этот процесс подавляется, карбиды не успевают образоваться. Следовательно, для обеспечения однородной структуры сплава после отливки, сохранения его высоких физико-химических и механических свойств наиболее целесообразно выплавлять металл в высокочастотных литейно-плавильных печах с последующим быстрым охлаждением отлитых деталей.

Высокочастотные индукционные плавильные аппараты обеспечивают более высокое качество литья. Прежде всего, исключается науглероживание и выгорание некоторых компонентов сплава, ликвидируется разрыв между периодом полного плавления металла и заливкой его в форму, а это исключает необходимость более высокого нагрева сплава после расплавления с целью компенсации охлаждения массы в период подключения кюветы к литьевой форме. Расплавленный сплав заполняет горячую форму под большим давлением центробежной силы, что позволяет за счет расширения формовочной массы при ее нагревании компенсировать усадку сплава. Кроме того, постоянное давление центробежной силы, оказываемое на охлаждающийся металл, резко понижает возможность образования усадочных раковин, возникающих вследствие того, что наружная поверхность металла уже отвердела и образовалась твердая корка, а внутренняя еще охлаждается и получается как бы разрыв массы, т.е. раковина. При отливке стоматологических деталей в центробежных литейных установках сплав заливают в форму, подогретую до 800-900 оС, поэтому охлаждение его происходит более равномерно. Раковин будет тем больше, чем больше разница в температурном нагреве формы и сплава, при этом допускается перегрев сплава не более чем на 100 оС выше точки его плавления.

Таким образом, стоматологическое литье требует максимального внимания даже при тщательном соблюдении всех основных правил литейного производства. Отлитые детали или протезы необходимо подвергать соответствующей дополнительной обработке для повышения их качества.

Как уже указывалось, для обеспечения однородности структуры сплава, отлитые детали следует подвергать быстрому охлаждению. Однако даже при быстром охлаждении отливок при температуре 600-800 оС может возникнуть некоторая неоднородность структуры сплава, при этой температуре создаются наиболее благоприятные условия для соединения углерода и хрома (образование карбидов хрома). Это проявляется тем интенсивнее, чем больше процентное содержание углерода в сплаве. Возникшую неоднородность структуры сплава можно устранить термической обработкой детали или протеза, если они не подвергались пайке и процентное содержание углерода в них находится в пределах допустимых величин.

При проведении металлографического исследования беспаечных мостовидных протезов, отлитых их хромоникелевой нержавеющей стали, сразу после отливки и после соответствующей термической обработки в промежуточных звеньях протезов, не подвергшихся термической обработке (особенно в коронках этих протезов), выявляется двухфазная структура стали. Встречаются также участки металла с выпадением карбидов хрома, что понижает механические и физико-химические свойства металла, обусловливает межкристаллическую коррозию и повышает электрический потенциал протезов.

Точность литья, гладкость его поверхности и чистота сплава зависят как от термостойкости, дисперсности и других качеств облицовочного слоя, так и от ряда других факторов. Важную роль играет изменение формы металла при переходе из расплавленного состояния в твердое (усадка). Усадка металла или сплава неизбежна в литейной технике, но ее можно компенсировать путем подбора формовочной массы, имеющей коэффициент расширения, наиболее близкий к коэффициенту расширения сплава. Следует помнить, что коэффициент расширения формовочной массы зависит не только от физических свойств каждого из ингредиентов, но и от степени нагревания, а также от количества пластификатора, взятого для разведения массы.

Формовочные массы, основу которых составляют кварциты, имеют наибольшее расширение при нагреве до температуры 800-900 оС. Степень расширения тем больше, чем меньше воды взято для разведения массы, т.е. чем плотнее консистенция теста. При больших разведениях формовочной массы водой максимальное расширение наблюдается при более низкой температуре, но степень расширения значительно ниже по сравнению с густо разведенной формовочной массой. Для достижения наибольшего термического расширения формы, необходимой для компенсации усадки металла, целесообразно в качестве наружного наполнителя для литьевой формы применять сухой кварцевый песок.

С механических позиций у литых опорных коронок, входящих в состав цельнолитого мостовидного протеза, отсутствует упругая деформация, присущая штампованным коронкам и паянным мостовидным протезам. Литые протезы меньше прогибаются, что создает условия надежной защиты эстетического покрытия из пластмасс или металлокерамики. При изготовлении коронок можно создавать зоны локального утолщения путем наслоения воска, что обеспечивает механическую устойчивость к восприятию функциональной нагрузки.

С биологических позиций цельнолитые конструкции протезов так же имеют преимущества. Однородность структуры металла, отсутствие припоя обеспечивают снижение интенсивности электрохимических процессов в полости рта и уменьшение количества вымываемых в слюну микроэлементов, способных выступать в роли гаптенов и оказывать аллергическое воздействие на организм человека.

Клинические исследования дают основание считать, что у многих пациентов, обращающихся в клинику с явлениями гальваноза, после удаления паяных протезов из полости рта и фиксации цельнолитых протезов, изготовленных из того же сплава, исчезают явления непереносимости металла.

Кроме того, клинические этапы изготовления цельнолитых зубных протезов по сравнению с клиническими этапами изготовления штампованно-паянных зубных протезов предусматривает только два посещения, а именно:

1 посещение: Препаровка зубов, снятие слепков для изготовления мостовидных протезов, изготовление временных защитных конструкций и фиксация временных защитных конструкций.

2 посещение: Примерка, полированных цельнолитых конструкций и фиксация протеза.

С технологической позиции преимущества цельнолитых мостовидных протезов неоспоримы. Литье по выплавляемым восковым моделям в промышленности всех стран мира является в настоящее время одним из самых перспективных процессов переработки металла в изделия сложной формы. В настоящее время в большинстве зуботехнических производств мира процесс пайки исключен. Вот уже почти 40 лет в учебных программах зарубежных вузов, где готовят специалистов-стоматологов, нет раздела технологии изготовления паяных конструкций зубных протезов.

Таким образом, из приведенного сравнительного анализа изготовления зубных протезов методом штамповки с последующей пайкой и методом литья можно сделать следующие выводы:

1. Получение зубных протезов методом литья позволяет получить более однородные свойства металла зубного протеза, что позволяет исключить электрохимические процессы в полости рта;

2. Зубные протезы позволяют наиболее полно возмещать дефект зубного ряда, так как литые коронки более точны, плотно охватывают шейку зуба и не травмируют ткани десны;

3. Зубные протезы надежно защищаются эстетическими покрытиями из пластмасс или металлокерамики.

4. Увеличивается механическая прочность и химическая стойкость зубных протезов, а, следовательно, и срок их службы.

5. Внедрение технологии литья в стоматологическую практику позволяет сократить число как клинических, так и лабораторных этапов при изготовлении цельнолитых мостовидных протезов, что позволяет не только получить значительный экономический эффект, но и существенно повысить качество изготовления зубных протезов.

6. Технология изготовления цельнолитых мостовидных протезов не предусматривает использование сильнодействующих химических веществ (кислоты, щелочи и т.д.), что позволяет улучшить условия труда зубных техников.

7. При организации должной и качественной подготовке техников-литейщиков изготовление зубных протезов методом литья по выплавляемым моделям позволяет в несколько раз увеличить производительность и эффективность работы зубных техников.

Размещено на Allbest.ru