Основные тенденции изучения и разработки сплавов для ортопедической стоматологии

Сплавы, что используются в ортопедической стоматологии, по их химическому составу можно сгруппировать таким образом:

1. сплавы на основе Au, Ag, Pd;

2. сплавы на основе Co, Ni,Cr;

3. сплавы на основе Cu, Al, Ta, Ni, Ti, а также магнитные сплавы (Pd-Co, Pd-Co-Ni, Pd-Ni).

Первые 2 группы объединяют сплавы на основе типичных для стоматологии материалов, 3-я группа – совсем новые сплавы.

1. Разработка сплавов на основе благородных металлов ведется по двум основным направлениям соответственно области применения: 1) сплавы для изготовления вкладок, коронок и мостовидных протезов и 2) сплавы для облицовки фарфором.

Хорошие эстетичные результаты при полном сохранении функции протезов дает облицовка каркаса зубного протеза из сплавов благородных металлов керамикой, при этом сплавы должны иметь одинаковый с керамикой КТР, обеспечивать необходимую химическую связь фарфоровой массы с металлической основой протеза и владеть более высокой температурой плавления, чем нужен для обжига фарфоровой массы.

В европейских странах и Америке для нанесения керамики широко используют золотосодержащие сплавы. С целью снижения стоимости сплава и его удельной массы золото нередко заменяют элементами платиновой группы. Хорошие физико-механические и технологические характеристики можно получить при добавлении в сплав палладия, однако он имеет не совсем удовлетворительную расцветку. Незначительное введение титана обеспечивает получение нужного цвета без ухудшения других свойств. В сплавы с низким содержанием золота для предотвращения обесцвечивания и изменения цвета фарфора некоторые фирмы добавляют кремний и бор.

Крепкому сцеплению металла с фарфором способствуют легко легирующие, что окисляются, элементы, образовывающие в результате диффузного обжига промежуточный слой окислов на поверхности металла. Легирующие элементы способны частично проникать в поверхностный слой керамики. Поэтому для обеспечения крепкого сцепления металла с фарфором легирования сплавов предлагается проводить такими элементами как Sn, Si, In, Ta, W.

2. Сплавы на основе Со,Ni, Cr. В нашей стране и за рубежом уже много лет при изготовлении зубных протезов применяют сплавы, эти металлы, что содержат. Каркасы искусственных коронок для облицовки фарфором и дуговые протезы, которые выполняют из этих сплавов методом литья, отличаются высокой прочностью, твердостью и достаточной линейной и объемной точностью.

Однако, несмотря на хорошие экономические, физико-механические и технологические свойства, эти сплавы имеют ряд недостатков, сдерживающих широкое применение их в ортопедической стоматологии. Устранению этих недостатков посвященная сейчас большая часть научных работ.

Сплавы этой группы, что разрабатываются, охватывают три основные системы:

Co-Cr, Ni-Cr, Ni-Co-Cr.

Сплавы системы Со—Сr, имеют следующий химический состав основных компонентов: кобальт —40-60%, хром —20-30%; основное их отличие — варьирование легирующих элементов (Те, Al, Cu, Ta, Mn, Sn, Ga, Nb, Si, Mo, Zn, W). Главной целью комбинирования их является обеспечение крепкого сцепления металла с фарфором.

Сплавы Ni-Cr содержат в среднем до 70% никеля и до 25% хрома, остальная часть приходится на легирующие элементы. Известно, что эти сплавы характеризуются лучшим сцеплением с фарфором, чем сплавы Со—Сr.

При разработке сплавов этой системы развязывается целый ряд проблем, главная из которых — обеспечение крепкого сцепления металла с керамикой. Для сближения КТР сплава из КТР керамики сплав Ni-Cr легируют Mo, Fe, B, Al, Si или Fe, Mn, Al.

Литейные свойства сплава можно улучшить путем легирования В, Мо, Si, Al, которые вводят как элементы, содействующие дисперсионной прочности и оберегая поверхность отливки от задирания окислительной пленки. В последние годы полученные патенты на сплавы этой системы с температурой плавления от 960 до 1360 ⁰С. Относительно низкая температура плавления и заливки сплава в форму повышает его литейные свойства, что дает возможность получать качественные отливки. Кроме того, низкая температура плавления позволяет использовать гипсовые формы.

Следует заметить, что в последние десятилетия на сплавы этого типа получено кое-что меньше патентов, чем на сплавы из благородных металлов. Это можно объяснить не только традициями и давностью применения золота в стоматологии, но и некоторыми технологическими трудностями получения сплавов, что содержат С, что устояли, Ni, Cr. Однако путем варьирования химического состава сплавов исследователи стремятся получить экономически выгодные сплавы с необходимыми фізико-механическими свойствами. Поэтому ведется постоянный поиск новых комбинаций химических элементов, что позволяют создать сплавы с заданными свойствами для определенного вида протезирования.

3.Сплавы на основе других металлов. В эту группу входят магнитные сплавы, которые предназначены для изготовления съемных зубных протезов. Их применение позволяет готовить протезы без сложных дополнительных фиксирующих элементов. Эти сплавы используются в сочетании с постоянным магнитом на основе Со-РЗМ. Намагничивание происходит посредством магнита, которым могут быть искусственный зуб или пломба в природном зубе.

Сплавы этого типа разрабатываются в основном в Японии. В состав магнитных сплавов входит 30-70% кобальту или 20—70% кобальту в сочетании с никелем. Как раскислители здесь используют Mn, Zn, Sn, Si, Al, Mg (до 5%).

Температура плавления сплавов — от 1200 до 1450 ⁰С в зависимости от их химического состава. Кроме того, некоторые из этих сплавов могут быть фанерованный эмалью. Из алюминиевых сплавов наиболее известный дюралюминий (95% алюминия, 4% меди, магния и марганца по 0,5%). Его отличают легкость, прочность, добрые литейные свойства. Делались попытки использовать дюралюминий для изготовления зубных протезов, однако сплав этот не нашел широкого применения через коррозийную неустойчивую. В зубном протезировании в нашей стране его не применяют. 3арубежные специалисты предлагают использовать алюминий как материала для базисов съемных протезов. Они утверждают, что правильно отлитый базис из алюминиевого сплава характеризуется лучшим прилеганием, ретенцией и стабильностью, чем базисы из акриловых пластмасс. Несмотря на то, что изготовление этого базиса требует больших расходов времени, они компенсируются преимуществами алюминия перед другими неметаллическими материалами, что используются для этой же цели. Кроме того, алюминий дешевле и широко распространен в природе.

Медные сплавы — это в основном бронза и латунь, а также алюминиевая бронза, которая владеет доброй пластичностью. В прошлом делались попытки использовать латунь для изготовления несъемных зубных протезов. Однако исследования показали, что получен сплав для этой цели непригодный, поскольку он окисляется с образованием растворимых окислов, вредных для организма. Однако, поиски в этом направлении ведутся, о чем свидетельствуют патенты. Новые составы сплавов этого типа содержат медь от 45 до 92%. физико-механические и литейные свойства сплавов на этой основе близкие таким из благородных металлов, употребляемых для протезирования. Так, температура плавления сплавов, что содержат медь, колеблется от 950 к 1025°С и зависит от их химического состава. Во всех сплавах этого типа присутствующий цинк (10—50%), который стабилизирует коррозийную стойкость и твердость. Кроме основных компонентов Cu и Zn, в сплавах в разных пропорциях присутствует In, Mn, Si, Be, Ti.

Использование сплавов на основе Ta и Nb как материал для изготовления зубных протезов — новое направление в стоматологическом материаловедении. Установлено, что тантал и ниобий могут применяться для изготовления имплантатов и в зубопротезной технике. Эти сплавы хорошо соединяют в себе коррозийную стойкость, биологическую инертность и необходимую пластичность.

Те и сплавы на его основе, по мнению многих исследователей, найдут широкое применение в хирургической и ортопедической стоматологии как имплантаты для опор несъемных и съемных протезов, а также как конструкционный материал для несъемных протезов. Образцовый состав сплава: титан – 90%, алюминий – 6%, вольфрам – 4%. Технология изготовления зубных протезов из титановых сплавов разработана в Японии.