Лекция: стоматологическая керамика. Основные представления о составе, свойствах и технологических процессах получения.

ЛЕКЦИЯ: СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СОСТАВЕ, СВОЙСТВАХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ПОЛУЧЕНИЯ.

Слайд 2 Обладая высокими эстетическими качествами и достаточно высокой прочностью и твердостью, фарфор еще в далекой древности привлек к себе внимание как материал для замещения утраченных зубов. В начале XIX была освоена методика фабричного изготовления искусственных зубов из фарфора. Фарфоровые зубы широко использовались во всех странах при изготовлении съемных протезов до того, пока не стали применять зубы из пластмассы.

Широкое распространение фарфоровые материалы получили при внедрении в зубопротезную технику методов покрытия металлических протезов керамическими облицовками (металлокерамика). В настоящее время керамические массы используются при изготовлении искусственных зубов, искусственных коронок, вкладок, покрытия металлических и безметалловых конструкций зубных протезов.

Стоматологический фарфор.

Слайд 3 Фарфор - керамический продукт, получаемый в результате обжига фар­форовой массы, приготовленной из основных компонентов - каолина, по­левого шпата, кварца и красителей.

Характеристика компонентов фарфоровых масс.

Слайд 4 Полевой шпат - это безводные алюмосиликаты калия, натрия или кальция. Содержание полевого шпата в фар­форовой смеси достигает 60-70%. Температура плавления его 1180-1500^ОС. При высокой температуре полевой шпат обеспечивает развитие стекловидной фазы, в которой растворяются другие компоненты (кварц, каолин). Стекловид­ные фазы придают пластичность массе во время обжига и связывают со­ставные части. При расплавлении полевой шпат превращается в вяз­кую аморфную стеклоподобную массу и создает блестящую глазурованную по­верх­ность зубов после обжига. Чем больше в смеси полевого шпата (и кварца), тем прозрачнее фарфоровая масса после обжига.

При обжиге фарфоровой массы полевой шпат как более легкоплавкий компонент, понижает температуру плавления смеси. В этой связи его рас­сматривают в роли плавня (флюса). Полевой шпат, чаще калиевый, на­зы­вают микроклином или ортоклазом - в зависимости от структуры.

Слайд 5 Кварц - минерал, ангидрит кремниевой кислоты, кремнезем. Его содержание в фарфоровой массе для изготовления зубов составляет 25-32%. Кварц тугоплавок, температура его плавления составляет 1710^ОС. Он упрочняет керамическое изделие, придает ему большую твердость, химическую стойкость, уменьшает усадку и снимает хрупкость изделия. В про­цессе обжига кварц увеличивает вязкость расплавленного полевого шпата и при большом содержании кварца масса стано­вится зернистой, а температура плавления увеличивается. При темпера­туре 870-1470^ОС кварц увеличивается в объеме на 15,7%, в результате чего снижается усадка фарфоровой массы.

Слайд 6 Каолин - белая глина, его содержание в фарфоровой массе 3-10%, что делает фарфоровую массу менее прозрачной и увеличивает температуру обжига. Основной частью каолина (99%) является алюмосиликат - каоли­нит. Температура его плавления равна 1800^ОС. Као­лин оказывает влияние на механическую прочность и термическую стой­кость фарфора.

Красители окрашивают фарфоровые массы в различные цвета, свойст­венные естественным зубам. Их содержание в фарфоровых массах менее 1%. Обычно красителями являются окислы ме­таллов (двуокись титана, окиси марганца, хрома, кобальта, цинка и др.).

Флюсы (плавни) - вещества, понижающие температуру плавления фар­форовой массы (карбонат натрия, карбонат кальция и др.).

Пластификаторы добавляют в фарфоровые массы, не содержащих као­лин. Эти органические вещества (декстрин, крахмал, сахар) полностью выгорают при обжиге.

Анилиновые красители добавляются в порошки массы и применяются для моделирования фарфоровых зубов. Как и органические пластификаторы, они полностью выгорают при об­жиге фар­фора.

Металлокерамика

Металлокерамика - технологическое объединение двух материалов –металлического каркаса и облицовки из стоматологического фарфора или ситалла.

Преимущества металлокерамических протезов в прочности, точности изготовления металлического каркаса и высоких эстетических свойств фарфора. Высокая твердость и износостойкость, уникальная водостойкость и пре­красные эстетические свойства позволяют считать керамику опти­маль­ным облицовочным материалом.

Основные требования к материалам для облицовки:

1. Отсутствие токсичности;

2. Наличие комплекса физико-механических показателей (КТР, прочность при изгибе, сжатии, ударе, стойкость к стиранию и др.), должны быть идентичны к металлу;

3. Способность к окрашиванию в цвета, имитирующие окраску твердых тканей зуба;

4. Прочность адгезионного соединения с материалом каркаса протеза;

5. Способность сохранять адгезионное соединение при высокой влажности, температурных колебаниях и жевательных нагрузках;

6. Обеспечение оптимальных эстетических свойств конструкции;

7. Коэффициенты термического расширения металла и облицовочного ма­териала должны быть близки друг к другу;

8. Простота приготовления, нанесения и обжига;

9. Наличие большого рабочего интервала использования (возможность использовать массу через несколько часов после ее приготовления).

Фарфоровое покрытие состоит из:

- непрозрачной грунтовой массы (толщиной 0,2 - 0,3 мм), маскирующей металлический каркас и обеспечивающий прочную связь фарфора с по­верхностью сплава (для повышения прочности сцепления и замутнения в грунтовую массу вводят ряд добавок). Эта масса обладает флюорес­ци­рующим эффектом и может быть стандартно или интенсивно окра­шена;

- полупрозрачного дентинного слоя (толщиной 0,65 - 0,8 мм);

- прозрачного слоя, создающего блеск и имитирующего режущий край зуба;

- краевые или плечевые массы для формирования края ко­ронки.

В современной стоматологии представлено большое количество фарфоровых масс, которые можно классифицировать по различным признакам:

1. По назначению:

а) только для облицовки цельнолитых каркасов металлических про­те­зов (например, масса IPS-Classic фирмы «Ivoclar», Лихтенштейн; массы фирмы «Vita», Германия и др.);

б) только для изготовления цельнокерамических (безметалловых) одиночных несъемных протезов (например, массы Vitadur, Vitadur N, NBK 1000, ОРС и его последующая модификация Optec; Hi-Ceram и его последующая модификация In-Ceram на основе оксида алюминия);

в) массы, используемые как для облицовки цельнолитых каркасов металлических протезов, так и для изготовления цельнокерамических (безметалловых) одиночных несъемных протезов (масса Duceram фирмы «Ducera», Гер­мания).

2. По комплектации в наборе могут быть:

а) в виде порошка, расфасованного в емкости (бутылочки, банки) и требующего последующего замешивания с жидкостью, т.е. в форме «полуфабриката»;

б) готовыми к применению - в виде пасты, расфасованной в специаль­ные шприцы-контейнеры.

Связь между металлом и фарфором может быть механической и химической. Важную роль в получении качественного металлокерамического протеза играет создание пограничного слоя ме­жду металлическим каркасом и фарфоровой массой. Диффузия эле­мен­тов от фарфора к сплаву и от сплава к фарфору является фактором об­разования постоянной электронной структуры на поверхности раз­дела неблагородного металла и керамики.

Хорошо известна роль окисной пленки, обуславливающей химиче­скую связь между металлом и фарфором, однако для некоторых нике­лехромовых сплавов, наличие окисной пленки может иметь отрицательное зна­че­ние, поскольку при высокой температуре обжига окислы никеля и хрома растворяются в фарфоре.

Для того, чтобы образовалась прочная связь между металлом и фар­фором на поверхности их раздела, необходимо прочное химическое соединение металла и окисной пленки. В последнее время бытует мнение, что прочность сцепления фарфора с по­верхностью неблагородных сплавов достигается в основном за счет ме­ханических факторов.

К механическим способам обработки относится обработка поверхности в специальном пескоструйном аппарате. При этом час­тицы абразива удаляют загрязнения, и поверхность приобре­тает шероховатость.

Коэффициент термического расширения (КТР) керамических масс всегда немного ниже такового сплавов металлов. В результате этого облицовка испытывает легкое напряжение сжатия. Различия коэффициентов термического расширения керамики и ме­талла влекут за собой появление дефектов на протезе.

Возможные причины сколов керамического покрытия:

Лабораторные:

1. Неправильная моделировка каркаса.

2. Неправильная струйная обработка металлической поверхности каркаса.

3. Слишком гладкая поверхность каркаса из неблагородных сплавов.

4. Загрязнение каркаса.

5. Ошибки при нанесении грунтового слоя покрытия.

6. Ошибки при обжиге и охлаждении керамического покрытия.

7. Увеличение числа обжигов с целью корригирования формы и цвета.

Клинические:

8. Неустраненные блокирующие окклюзионные контакты.

9. Возникновение внутренних напряжений в каркасе протеза при его наложении, обусловленное ошибками подготовки опорных зубов и припасовки каркаса.

 

Фарфоровые массы.

В ортопедической стоматологии для облицовки цельнолитых металлических каркасов несъемных зубных протезов используются керамические массы отечест­венного и импортного производства.

Для изготовления фарфоровых коронок и вкладок на платиновой фольге используется фарфоровая масса «Гамма», разработанная в ЦНИИ стоматологии. Масса «Гамма» представляет собой набор тонкоизмельченных минеральных порошков, окрашенных в разные цвета. Формирование ее производят методом конденсации, замешивание — на дистиллированной воде, обжиг — в вакуумных условиях. Комплект фарфоровой массы «Гамма» включает: грунтовую массу 6 цветов, дентинную - 12 цветов, прозрачную массу, шкалу расцветок, керамический трегер для двух коронок (4 шт.), чашечку для замешивания фарфоровой массы, инструкцию по применению.

Отечественная масса КС. Применяется для облицовки металлических карка­сов несъемных зубных протезов из кобальтохромового сплава. Представляет собой токоизмельченные порошки. Выпускается в наборе из 11 цветов грунтовых и ден­тинных масс и 2 прозрачных масс.

В клинике широко известны и популярны массы « Ivoclar»(Лихтенштейн), которая постоянно совершенствует и расширяет комплек­тацию указанной продукции. Кроме обычного выпуска масс в форме порошка и жидкости, фирма производит готовые к применению пастооб­разные материалы, консистенция и отличная устойчивость которых обес­печивает высокую перекрывающую способность при нанесении материала тон­кими слоями.

Точный состав компонентов, входящих в состав масс IPS-Классик, позволяет регулировать основные свойства керамических масс, таких, как коэффициент теплового расширения, рост кристаллов и др. Это дает воз­можность смешивания всех керамических материалов фирмы «Ivoclar».

Основной ассортимент IPS-Классик представлен следующими компо­нентами:

1. Порошок непрозрачной «грунтовой» массы «Грунт - наполнитель» для заполнения пустотелого каркаса промежуточной части мостовидного протеза, полученного с использованием стандартных восковых загото­вок.

2. Непрозрачные «грунтовая» и «дентинная» массы, которые могут наноситься тонким слоем, в виде 20-ти паст различных оттенков.

3. Набор 5 вариантов цветов пастообразной, интенсивно окрашенной, непрозрачной «грунтовой» массы, которая наносится при необходи­мо­сти перед вторым обжигом грунтовой массы.

4. Набор 9 цветов пастообразной интенсивно окрашенной дентинной массы, которая наносится при необходимости перед вторым обжи­гом дентинной массы.

5. Набор прозрачных масс 4 цветов для достижения различных эффек­тов, а также 5 цветов массы режущего края, что делает возмож­ным имитацию естественной эмали зубов.

6. Пастообразная глазурная масса - для придания облицовке естествен­ного блеска.

Фирмой «Vita» (Германия) разработана ориентированная на практическое использование уни­вер­сальная шкала расцветок Vita-Lumin-Vacuum. Эта расцветка представлена четырьмя вариантами основных типов, составляющих 16-цветную палитру: А1,А2, А3, А3-5, А4, B1, B2, B3, B4, С1, С2, С3, С4, D2, D3, D4. Набор оттенков, представленный расцветкой, необязательно дает вос­произведение цвета естественных зубов. Очень часто имеются индиви­дуальные характеристики, которые невозможно воспроизвести, исполь­зуя только массы грунта, дентина и эмали.

Масса Carat - материал последнего поколения фирмы «Дентсплай» (США) - способна легко воспроизводить цвета, указанные на шкале рас­цветок Биодент и Вита, а также обладает свойством опалесценцции.

Опалесценция - явление рассеяния света мутной средой, наблюдаемое при освещении большинства коллоидных растворов.

Низкоплавкая стоматологическая керамика Duceram - LFC фирмы «Ducera» (Германия) по своему химическому составу, структуре, обраба­тываемости и эксплуатационным качествам несравнима ни с одной из стоматологических керамик. Самым выдающимся ее свойством является низкая температура обработки (650-680^OC), что и послужило основой для ее названия - Low-Fusing Ceramic (LFC). Низкоплавкий фарфор LFC представляет собой кристаллическую структуру с частицами размером от 5 до 15 микрон. Duceram содержит меньше лейцита, что дает более низкий КТР и увеличенную светопрово­димость по сравнению с обычными фарфоровыми материалами.

Массы LFС могут использоваться в двуслойной технологии как металлоке­рамических, так и в цельнокерамических конструкциях несъемных зуб­ных протезов, т.к. изготовлены из обычного материала Duceram.

Для изготовления цельнокерамических протезов используются массы Vitadur, Vitadur N, NBK 1000, ОРС и его последующая модификация Optec, Hi-Ceram на основе оксида алюминия. Фирма «Ivoclar» (Лихтенштейн) рекомендует использовать керамическую массу IPS-Empress, основой которой является упрочненное лейцитом стекло, со­держащее латентные частицы, стимулирующие рост кристаллов.

Ситаллы.

Ситаллы относятсяк группе поликристаллических стекол, отличающихся высокими физико-механическими свойствами. Ситаллы содержат большое количество кристаллов, связанных между собой межкристаллической прослойкой. Их отличают высокая прочность, твердость, хими­ческая и термическая стойкость, низкий коэффициент расширения. Применяют при протезировании переднего отдела зубных рядов ис­кусственными коронками и мостовидными протезами небольшой про­тя­женности. Ос­новным недостатком ситаллов является одноцветность массы и возмож­ность коррекции цвета только нанесением на поверхность протеза эмале­вого красителя. Конструкции из ситаллов более выносливы к нагрузкам на сжатие, чем на изгиб.

Известны Сикор (ситалл для коронок), Симет (для ситалло-металлических протезов), литьевой ситалл. Все они разработаны в ММСИ им. Н.А.Семашко и Алма-Атинском медицинском институте (Копейкин В.Н., Седунов А.А., Лебеденко И.Ю. и др.)

Продолжающие попытки заменить металлический каркас металлокера­мических протезов ситалловым позволяют надеяться на его перспектив­ность. Ситаллы в чистом виде и с добавление гидроксилапатита (так называе­мые «биоситаллы») применяются в качестве имплантатов как для опор зубных протезов, так при альвеолопластике.

ЛЕКЦИЯ: СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СОСТАВЕ, СВОЙСТВАХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ПОЛУЧЕНИЯ.

Слайд 2 Обладая высокими эстетическими качествами и достаточно высокой прочностью и твердостью, фарфор еще в далекой древности привлек к себе внимание как материал для замещения утраченных зубов. В начале XIX была освоена методика фабричного изготовления искусственных зубов из фарфора. Фарфоровые зубы широко использовались во всех странах при изготовлении съемных протезов до того, пока не стали применять зубы из пластмассы.

Широкое распространение фарфоровые материалы получили при внедрении в зубопротезную технику методов покрытия металлических протезов керамическими облицовками (металлокерамика). В настоящее время керамические массы используются при изготовлении искусственных зубов, искусственных коронок, вкладок, покрытия металлических и безметалловых конструкций зубных протезов.

Стоматологический фарфор.

Слайд 3 Фарфор - керамический продукт, получаемый в результате обжига фар­форовой массы, приготовленной из основных компонентов - каолина, по­левого шпата, кварца и красителей.