ЦИРКОНИЙ В ОРТОПЕДИЧНАТА СТОМАТОЛОГИЯ

А. Ю. Фадеев, д-р, MGMSU

На съвременния етап един от основните материали за производството на зъбни протези все още са металите и техните сплави. Въпреки това, металните сплави често причиняват алергични реакции при пациенти, странични ефекти в устната кухина и влошават общото състояние на тялото. Ето защо от голям интерес за практическата стоматология е използването на биосъвместими метали: титан, цирконий и техните сплави.

Цирконият е силно устойчив на корозия метал с изключително ниска плътност, достатъчна якост, подобен по свойства на титана и тантала. Въпреки това, много високата точка на топене на циркония и активното взаимодействие с формовъчния материал при високи температури и достъп на кислород създават голям брой технологични бариери за практическото му използване.

През 1996 г. в България е разработен набор от вътрекостни двустепенни винтови импланти от циркониева сплав Е-125. От 1997 г. имплантната система Divadental е одобрена за използване в денталната практика със заповед на българското Министерство на здравеопазването.

Изглежда обещаващо да се проучи възможността за производство не само на импланти, но и на надстройки, тоест протези, също от цирконий и неговите сплави.

Проучвайки възможността за производство на циркониеви протези по метода на плазмено пръскане, използвахме инсталация за дентално плазмено пръскане "PLAST". Въз основа на анализа на резултатите от няколко серии експерименти, ние определихме оптималните режими на работа на стоматологичния модул PLAST за нанасяне на покрития от циркониев прах. Получихме най-добри резултати при използване на циркониев прах с финост 40до 100 микрона. Работата по посочените режими направи възможно формирането на плазмено напръскани циркониеви коронки с дебелина 250 μm.

За облицоване на плазмено напръскани циркониеви коронки е използван композитът "Esterfill-photo". Нашите изследвания установиха, че якостта на натиск на плазмено напръсканите корони след фасетиране с композит се увеличава 2,5–3 пъти. Най-издръжливите сред короните, облицовани с "Esterfill-Photo", бяха короните, изработени от циркониев прах с дисперсия от 80–100 микрона.

При изследване на якостта на адхезия на плазмено напръскани рамки с композита "Esterfill-photo" се оказа, че най-високата якост на адхезия на композита и циркония е отбелязана за корони, използващи прах с дисперсия от 80-100 микрона - 15,9 MPa. Тоест, в този експеримент фракцията на циркониевия прах от 80–100 микрона се оказа най-добрата.

По този начин ние доказахме възможността за производство на циркониеви корони чрез плазмено пръскане и разработихме оптималната технология.

Също така проучихме възможността за използване на метода на леене по модела за производство на циркониеви протези. Като прототип взехме технологичния процес на производство на лята титаниева корона, т.к. температурите на топене на титана и циркония са близки: 1680 и 1870°C.

В хода на дълго проучване ние установихме, че само формовъчната маса "BIOTAN", използвана за леене на титанови единични корони и мостове, е подходяща за леене на цирконий. При отливане на сплав от цирконий Е-125 с помощта на тази формовъчна маса не е имало взаимодействие на метала с горната маса. В резултат на многобройни серии от експерименти беше определен оптималният режим на нагряване на формовъчната маса преди изливане на цирконий - 900 ° C.

Последната стъпка в нашата работа беше да сравнимефективността на горните методи.

Производството на циркониеви протези с плазмено пръскане се състои от 5 етапа: изработка на два работни модела, плазмено пръскане на медния подслой, плазмено пръскане на самия цирконий, ецване на медния подслой, напасване върху модела и шлайфане на рамката по ръба на перваза.

Производството на протези от циркониева сплав чрез леене включва 6 етапа: производство на сгъваем модел, моделиране на восъчния състав и литниковата система, влагане в огнеупорната маса, термична обработка на колбата, топене и леене на цирконий, обработка на рамката и нейното монтиране върху модела.

Сравнявайки общата продължителност на процеса на производство на циркониеви корони, установихме, че методът на плазмено пръскане отнема 5 пъти по-малко време от производството на лята корона: съответно 1 час 40 минути и 8,5 часа.

Разликата във времето за изработка на циркониеви протези по тези две технологии не е толкова голяма. Технологията за плазмено пръскане изисква 1,5 пъти по-малко работно време от технологията за леене: съответно 1 час 10 минути и 1 час 45 минути.

Времето за производство на циркониева лята корона се увеличава поради дългосрочната кристализация на инвестиционната маса във въздуха, дългосрочното многоетапно калциниране на огнеупорната маса в колбите според подходящите режими, охлаждането на колбата във въздуха след леене.

На цената на консумативите една корона, направена чрез плазмено пръскане, струва 40 рубли, чрез отливане 155 рубли.

За производството на циркониева корона с плазмено пръскане се нуждаете от: супергипс, мед и циркониеви прахове с определена дисперсия, азотна киселина и домашна дентална инсталация за плазмено пръскане Plastпроизводство.

За производството на лята циркониева корона, освен всичко друго, ви е необходим специален вносен облицовъчен материал за огнеупорни метали, вносен тигел за еднократна употреба, който да издържа на температурен режим от минимум 2000 ° C и да не влиза в химично взаимодействие с топящия се метал, вносна инсталация за леене на огнеупорни метали от групата на титан, която не се произвежда в България.

По този начин установихме значителните предимства на домашната технология на плазмено пръскане при производството на циркониеви корони.

1. Процесът на изработка на корони е 5 пъти по-бърз от технологията на леене.

2. Консумативите са 4 пъти по-евтини от отливките.

3. Работното време се изразходва 1,5 пъти по-малко в сравнение с отливането.

4. Няма нужда да използвате скъпи тигели и инвестиционни материали, необходими за отливането.

5. Високата точка на топене на циркония не е от основно значение.

Методът на леене обаче има следните предимства:

1. Възможно е да се произвеждат всякакви дизайни на протези.

2. Лятите конструкции могат да се използват без облицовка, структурите с плазмено пръскане трябва да бъдат облицовани поради крехкостта на рамката без покритие.

3. В лятата конструкция се наблюдават ясни граници на перваза, които практически не изискват монтаж.

4. При метода на леене е достатъчен един сгъваем модел.

Въз основа на резултатите от проучванията стигнахме до извода, че е целесъобразно използването на горните технологии в зависимост от конкретната клинична ситуация.

Клиничните изследвания бяха проведени от нас в Катедрата по болнична ортопедична дентална медицина на MMSSU.

Клиничните наблюдения показват ефективността на приложениетонеподвижни циркониеви протези в ортопедичната дентална практика. В резултат на многостранно изследване можем да кажем, че цирконият е подходящ за използване в ортопедичната дентална медицина като материал за неподвижни протези.

Какви са предимствата на циркониевата сплав пред сплавите, широко използвани в стоматологията?

Отговор: Циркониевите сплави се характеризират с ниско специфично тегло, ниска топлопроводимост, 100% биосъвместимост, висока устойчивост на корозия, здравина.

Какви са сравнителните характеристики на циркониевата сплав и титановите сплави?

Отговор: Циркониевите сплави, предимно с добавка на Nb, принадлежат към групата на сплавите с твърдоразтворимо втвърдяване, имат способност за самовъзстановяване на повърхностни дефекти и висока устойчивост на напукване, което заедно определя техните по-високи якостни свойства. Титановите сплави са закалени според интерметалния тип, което води до намаляване на издръжливостта на умора, освен това те са склонни към водородна крехкост.