Фарфор - керамический продукт, получаемый в результате обжига фарфоровой массы, приготовленной из основных компонентов - каолина, полевого шпата, кварца и красителей.
Фарфор относится к группе материалов, представляющих собой смесь, содержащую глинистые вещества (слово «керамический» происходит от греч. «керамос» - горшечная глина). В этой смеси каолин, как глинистый, материал играет главную роль связующего вещества, скрепляющего частицы наполнителя - кварца. Оба эти вещества образуют твердую основу фарфора, отдельные зерна которого цементируются во время обжига третьим элементом - полевым шпатом.
Современный стоматологический фарфор является результатом совершенствования твердого, т.е. бытового декоративного фарфора.
По химическому составу стоматологические фарфоровые массы стоят между твердым фарфором и обычным стеклом.
Из фарфоровых масс изготавливают:
1. стандартные искусственные зубы;
2. стандартные фарфоровые коронки и заготовки для фарфоровых вкладок;
3. фарфоровые коронки индивидуального изготовления в условиях зуботехнической лаборатории;
4. вкладки индивидуального изготовления в условиях зуботехнической лаборатории;
5. облицовка цельнолитых каркасов металлических несъемных зубных протезов (коронок, мостовидных протезов).
Характеристика компонентов фарфоровых масс
Каолин - белая или светлоокрашенная глина, которой содержится в фарфоровой массе от 3 до 65%. При этом, чем больше в смеси каолина, тем меньше прозрачность и тем выше температура обжига фарфоровой массы.
Основной частью каолина (99%) является алюмосиликат - каолинит. Температура его плавления равна 1800ºС. При увеличении содержания каолина повышается температура обжига фарфоровой массы. Каолин оказывает влияние на механическую прочность и термическую стойкость фарфора.
Полевой шпат - это безводные алюмосиликаты калия, натрия или кальция.
Температура плавления его равна 1180-1200ºС. При высокой температуре полевой шпат обеспечивает развитие стекловидной фазы, в которой растворяются и другие компоненты (кварц, каолин). Стекловидные фазы придают пластичность массе во время обжига и связывают составные части. Полевой шпат создает блестящую глазурованную поверхность зубов после обжига. При расплавлении он превращается в вязкую аморфную стеклоподобную массу. 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). Содержание полевого шпата в фарфоровой смеси достигает 60-70%. Полевой шпат, чаще калиевый, называют микроклином или ортоклазом - в зависимости от структуры. Ортоклаз - основной материал для получения стоматологической фарфоровой массы. Натриевый полевой шпат называется альбитом, кальциевый - анортитом.
Кварц - минерал, ангидрит кремниевой кислоты. Кварц тугоплавок, температура его плавления составляет 1710ºС. Он упрочняет керамическое изделие, придает ему большую твердость и химическую стойкость. Кварц уменьшает усадку и снимает хрупкость изделия. В процессе обжига кварц (кремнезем) увеличивает вязкость расплавленного полевого шпата. Однако при большом содержании кварца масса становится зернистой, а температура плавления увеличивается. При температуре 870-1470С кварц увеличивается в объеме на 15,7%, в результате чего снижается усадка фарфоровой массы. В состав фарфоровой массы для изготовления зубов кварц вводят в количестве 25-32%.
Красители окрашивают фарфоровые массы в различные цвета, свойственные естественным зубам. Обычно красителями являются окислы металлов (двуокись титана, окиси марганца, хрома, кобальта, цинка и др.).
Плавни (флюсы) - вещества, понижающие температуру плавления фарфоровой массы (карбонат натрия, карбонат кальция и др.).
Пластификаторы - в фарфоровых массах, не содержащих каолин. Роль пластификаторов выполняют органические вещества (декстрин, крахмал, сахар), которые полностью выгорают при обжиге.
Анилиновые красители - для облегчения моделирования фарфоровых зубов порошки массы подкрашивают анилиновыми красками, которые, как и органические пластификаторы, полностью выгорают при обжиге фарфора.
Физические свойства стоматологического фарфора
Стоматологические фарфоры близки к стеклам, структура их изотропна. Они представляют собой переохлажденные жидкости и вследствие высокой вязкости могут сохранять стеклообразное изотропное состояние при охлаждении без заметной кристаллизации.
Стоматологические фарфоры могут переходить при размягчении или отвердении из твердого в жидкое состояние (и обратно) без образования новой фазы.
Стекла не имеют собственной температуры плавления, а характеризуются интервалом размягчения. Фарфор образуется в результате сложного физико- химического процесса взаимодействия компонентов фарфоровой массы при высокой температуре. Так, при температуре 1100-1300ºС калиевый шпат превращается в калиевое полевошпатное стекло. Каолин и кварц имеют более высокую температуру плавления, чем полевой шпат. Однако в расплаве полевошпатного стекла каолин и кварц взаимодействуют со стеклом. При этом каолин образует игольчатые кристаллы муллита, пронизывающие всю массу фарфора. Частицы кварца оплавляются, теряют игольчатую форму, и небольшое их количество переходит в расплав стекла.
Многочисленными микроскопическими исследованиями установлены следующие основные структурные элементы фарфора:
1.стекловидная изотропная масса, состоящая из полевошпатного стекла с различной степенью насыщения;
2.нерастворившиеся в стекле оплавленные частицы кварца;
3.кристаллы муллита, распределенные в расплаве кремнеземполевошпатного стекла;
4.поры.
Стекловидная изотропная масса в современных стоматологических фарфорах составляет их основную массу. Она обуславливает их качества и свойства.
Количество стеклофазы возрастает при повышении температуры плавления и увеличения времени плавки. Соотношение кристаллической и стекловидной фаз определяет физические свойства фарфора. Содержание стеклофазы в фарфоровых массах обеспечивает их блеск и прозрачность. Завышенная температура обжига приводит к появлению на поверхности изделия чрезмерного блеска и мелких пузырьков. При чрезмерном увеличении стеклофазы прочность фарфора уменьшается.
Нерастворившиеся в полевошпатном стекле частицы кварца вместе с кристаллами муллита и глинозема образуют скелет фарфора. Важным фактором в строении фарфора являются поры. Наибольшую пористость (35-45%) материал имеет перед началом спекания.
По мере образования стекловидной фазы пористость снижается. При этом повышается плотность материала и, соответственно, сокращаются размеры изделия. Полному уничтожению пор мешают заключенные в них пузырьки газов, образующихся в результате физико-химического взаимодействия отдельных компонентов массы. Высокая вязкость полевошпатного стекла мешает удалению газовых пузырьков из фарфорового материала, чем обуславливается образование закрытых пор.
Классификация современного стоматологического фарфора по температуре обжига:
1.тугоплавкий (1300-1370С),
2.среднеплавкий (1090-1260С),
3.низкоплавкий (870-1065С).
Применение среднеплавких и низкоплавких фарфоров - изготовление коронок, вкладок и мостовидных протезов. Использование низкоплавких и среднеплавких фарфоров позволило применять печи для обжига с нихромовыми и другими нагревателями.
Оптические свойства являются одним из главных достоинств фарфоровых искусственных зубов. Коронка естественного зуба просвечивает, но не прозрачна, как стекло. Это объясняется тем, что наряду с абсорбцией света прозрачность выражается соотношением диффузно рассеянного и проходящего света. Свет, состоящий из волн разной длины, попадая на поверхность зуба, может поглощаться, отражаться и преломляться.
Короткие волны отражаются от эмали режущего края зуба, создавая голубоватый оттенок. Длинные волны, проходя через срединную часть зуба, содержащую основную массу твердых тканей, отражаясь и преломляясь, образуют множество цветных оттенков от желто-оранжевого до голубого. В пришеечной части эмаль резко утончается. Этот участок имеет цвет от желто-оранжевого до коричневого. Стоматологический фарфор также является гетерогенным по структуре материалом.
Оптический эффект фарфора близок к таковому естественных зубов в тех случаях, когда удается найти правильное соотношение между стеклофазой и замутнителями фарфора. Обычно этому мешает большое количество воздушных пор и замутняющее действие кристаллов.
Пути повышения прозрачности:
1.Уменьшение кристаллических включений приводит к повышению деформаций изделия во время обжига и понижению прочности фарфора. Такой путь повышения прозрачности имеет определенный предел.
2.Уменьшение размера и количества газовых пор. До обжига суммарный объем воздушных включений сконденсированной фарфоровой массы составляет 20-45%.
Для уменьшения газовых пор предложено 4 способа:
1. Обжиг фарфора в вакууме. При этом способе воздух удаляется раньше, чем он успевает задержаться в расплавленной массе.
2. Обжиг фарфора в диффузном газе (водород, гелий), когда обычную атмосферу печи заполняют способным к диффузии газом (метод непригоден на практике).
3. Обжиг фарфора под давлением 10 атм. Если расплавленный фарфор охлаждать под давлением, то воздушные пузырьки могут уменьшиться в объеме, и их светопреломляющее воздействие значительно ослабевает. Давление поддерживают до полного охлаждения фарфора. Этот способ еще применяют на некоторых заводах для производства искусственных зубов. Недостаток метода состоит в невозможности повторного разогрева и глазурирования под атмосферным давлением, т.к. пузырьки газа восстанавливаются при этом до первоначальных размеров.
4. При атмосферном обжиге для повышения прозрачности фарфора используется крупнозернистый материал. При обжиге такого фарфора образуются более крупные поры, но количество их значительно меньше, чем у мелкозернистых материалов.
Из указанных выше четырех способов наибольшее распространение получил вакуумный обжиг, который применяется в настоящее время как для изготовления протезов в зуботехнических лабораториях, так и на заводах для производства искусственных зубов. Фарфор, обжигаемый в вакууме, имеет в 60 раз меньше пор, чем при атмосферном обжиге.
При обжиге фарфоровых масс усадка составляет 20-40%.
Причины усадки:
1.недостаточное уплотнение (конденсация) частичек керамической массы;
2.потеря жидкости, необходимой для приготовления фарфоровой кашицы;
3.выгорание органических добавок (декстрин, сахар, крахмал, анилиновые красители).
Большое практическое значение имеет направление усадки.
Направления усадки:
- в направлении большего тепла,
- в направлении силы тяжести,
- в направлении большей массы.
В первом и втором случаях усадка незначительна, т.к. в современных печах гарантировано равномерное распределение тепла, а сила тяжести невелика.
Усадка в направлении больших масс значительно выше. Масса в расплаве ввиду поверхностного натяжения и связи между частицами стремится принять форму капли. При этом она подтягивается от периферических участков (т.е. от шейки коронки, например) к центральной части коронки (к большей массе фарфора), что, в конечном счете может привести к появлению щели между искусственной фарфоровой коронкой и уступом модели препарированного зуба.
Прочность фарфора зависит от рецептуры (состава компонентов) фарфоровой массы и технологии производства.
Основные показатели прочности фарфора:
- прочность при растяжении,
- прочность при сжатии,
- прочность при изгибе.
Большое влияние на прочность оказывает метод конденсации частичек фарфора.
Методы конденсации:
1. электромеханической вибрацией,
2. коронковой кистью,
3. методом гравитации (без конденсации),
4. рифленым инструментом.
Большинство исследователей считают, что наилучшего уплотнения фарфоровой массы можно достигнуть рифленым инструментом с последующим применением давления фильтровальной бумагой при дренировании жидкости.
Технологические условия, которые существенно влияют на прочностные показатели:
- необходимое уплотнение материала, т.е. конденсация частичек фарфора;
- хорошее просушивание массы перед обжигом;
- оптимальное (как правило не более 3-4) количество обжигов;
- проведение обжига при адекватной для данной массы температуре;
- время обжига;
- способ применения вакуума при обжиге;
- глазурирование поверхности протеза.
Лучшие сорта стоматологического фарфора при соблюдении оптимальных режимов изготовления имеют прочность при изгибе 600-700кг/см2. Подобная прочность стоматологического материала является недостаточной.
Основные пути повышения прочности фарфора:
1. за счет новых технологий обжига, включая и разработку соответствующего оборудования и инструментария.
2. за счет изменения рецептуры фарфоровой массы.
Так, например, введение в стекло или фарфор кристаллических частичек высокой прочности и эластичности, имеющих одинаковый коэффициент термического расширения со стеклом или фарфором, приводит к значительному повышению прочности. При этом ее увеличение происходит пропорционально росту кристаллической фазы. Кварц добавляют в фарфор как краситель кристаллической фазы. Частички кварца хорошо соединяются со стеклом основного вещества, но коэффициент термического расширения у них разный. При охлаждении вокруг кристаллов кварца возникают зоны напряжения, которые хорошо видны под поляризационным микроскопом. Трещины в фарфоре, усиленном кварцем, проходят по зонам напряжения, минуя кристаллы.
Добавление частичек оксида алюминия к некоторым сортам фарфора, т.е. использование глиноземного (алюмооксидного) фарфора, приводит к увеличению механической прочности сплавленного оксида алюминия. Температура обжига алюмооксидного фарфора составляет 1650-1750ºС.
Снижение температуры обжига достигается введением в оксид алюминия других минеральных веществ.
Стандартные искусственные зубы
Стандартные искусственные фарфоровые зубы являются одним из основных элементов полных и частичных пластиночных и бюгельных протезов.
Достоинства:
- высокая имитирующая способность (светоотражающие качества фарфора в большинстве своем напоминают таковые у естественных зубов);
- отличная цветостойкость;
- индифферентентность для организма человека (не имеет противопоказаний для лиц с повышенной чувствительностью к полимерам).
Недостатки:
- хрупкость,
- недостаточно прочное соединение с базисом протеза,
- низкая стираемость,
- худшие, чем у полимерных зубов, технологические качества,
- недостаточная прочность зубов в области крепления крампонов (в крампонных зубах) и пустотелой части (в диаторических зубах) появляется при неблагоприятных артикуляционных соотношениях.
Крампон - фиксирующий проволочный элемент, преимущественно для передних искусственных фарфоровых зубов. Крампоны могут быть прямыми, изогнутыми, с пуговчатыми окончаниями.
Пластмассовые зубы лишены этого недостатка, и им отдается предпочтение при глубоком прикусе, при деформациях зубных рядов. Кроме того, шлифовка фарфоровых зубов вследствие твердости фарфора и наличия крампонов является более трудоемким процессом, требующим большого внимания и времени у зубного техника, а иногда и у врача, где не должны быть допущены артикуляционные и другие погрешности.
При этом используются мелкозернистые алмазные или другие абразивные инструменты, которые следует постоянно увлажнять из-за потенциально возможного перегрева. Перегрев фарфорового зуба в процессе его подгонки приводит к отколу части коронки или к образованию трещины.
Классификации искусственных зубов:
1.по месту расположения в зубном ряду:
- передние,
- боковые.
2.по способу крепления в базисе:
- крампонные,
- диаторические.
Передние фарфоровые зубы чаще всего снабжены крампонами, но они могут быть и дырчатыми (диаторическими).
Боковые зубы всегда изготавливают дырчатыми.
Полости или крампоны в фарфоровых зубах предназначены для их механического крепления в металле или пластмассе.
Крампоны могут быть сделаны из сплавов различных металлов. Наилучшими сплавами являются такие, коэффициент термического расширения которых приближается к таковому у фарфоровой массы при обжиге. У нас в стране с этой целью применяют серебряно-палладиевый сплав.
Искусственные зубы из фарфора заводского изготовления подвергаются обжигу по специальному режиму.
Шихта - сырье, изготовленное из различных компонентов для фарфоровых масс. Введением в состав шихты легкоплавких добавок (плавней) (борная кислота, карбонат лития, окись магния и карбонат натрия) регулируют температуру плавления.
Фриттование (плавление) - процесс обжига шихты, а получаемый при спекании продукт - фритта. Из фритты путем добавления пластификаторов
(крахмальный клейстер, красители и др.) готовят формовочную массу для изготовления искусственных зубов из фарфора в заводских условиях. В последние годы на заводе нашел применение вакуумный обжиг фарфоровых зубов.
Фарфоровые зубы выпускаются различных фасонов и цветов:
1. передние верхние и нижние имеют 8 фасонов, а боковые верхние и нижние -
4 фасона;
2. имеется 9 цветовых оттенков, которые соответствуют шкале расцветок фарфоровых зубов.
Зубы фарфоровые передние выпускаются:
1. гарнитурами по 12 зубов (6 верхних и 6 нижних);
2. гарнитурами по 6 зубов верхних или 6 зубов нижних отдельно;
3. неполным гарнитуром по 4 зуба (2 верхних и 2 нижних клыка правой и левой сторон).
Зубы фарфоровые боковые выпускаются:
1. гарнитурами по 16 зубов (8 зубов верхних и 8 зубов нижних, состоящих из 4 моляров и 4 премоляров, по 2 с правой и левой сторон);
2. неполным гарнитуром по 8 зубов (верхние и нижние), или 4 верхних и 4 нижних моляра или 4 верхних и 4 нижних премоляра с правой и левой сторон.
Зубы фарфоровые могут выпускаться гарнитурами для беззубых челюстей, по 28 зубов (6 передних верхних, 6 передних нижних и 16 боковых верхних и нижних).
В качестве эталона при подборе фасонов и расцветок зубов анатомической формы используется альбом фарфоровых зубов. Кроме того, для подбора цвета, используется шкала расцветок фарфоровых зубов, которая представлена в виде центральных резцов 9 цветовых оттенков (от №1 до №9).
Представители:
- фарфоровые зубы фирмы «Вита» (Германия);
- фарфоровые зубы Биодент в гарнитурах по 6 передних зубов фирмы «Дентсплай» (США).
Стандартные фарфоровые коронки
Недостатки стандартных фарфоровых коронок:
1. хрупкость;
2. плохое краевое прилегание;
3. высокая абразивность, сказывающаяся на зубах-антагонистах.
Металлокерамические коронки, которые являются альтернативой фарфоровым, обладают большей прочностью и лучшим краевым прилеганием, а также требуют препарирования оральной поверхности зубов в меньшем объеме. Глубокое препарирование необходимо только на вестибулярной поверхности для маскировки каркаса протеза.
Фарфоровые вкладки из стандартных заготовок
В 1988 году фирмой «Сименс» была разработана система Церек, которая позволяет изготавливать и устанавливать фарфоровые зубные вкладки непосредственно в зубоврачебном кресле за одно посещение пациента под управлением компьютера.
В настоящее время эта система модифицирована в систему Церек-3.
Предпосылки разработки данного метода:
1. фарфор обладает стойкостью к стиранию и стабильностью цветового тона максимально приближающий его по этим показателям к природной зубной эмали;
2. изготовление фарфоровых вкладок в лаборатории, несмотря на трудоемкость, не всегда гарантирует высокую точность. Их можно изготавливать либо из стеклокерамики (материал Дикор) либо путем обжига в формах из специальных огнеупорных материалов.
3. композиционные материалы практически вытеснили все применявшиеся до этого времени пломбировочные материалы, особенно для передних зубов.
Однако применение пломб из этих материалов для боковых зубов, испытывающих жевательные нагрузки, не всегда дает удовлетворительные результаты. Хотя влияние усадки в процессе полимеризации композиционных материалов можно устранить, применив требующих затрат времени методы (например, послойно отверждения пломбы и управления векторами усадки с помощью клиновидных световодов), и получить в результате хорошее краевое прилегание, но стойкость материала к стиранию не всегда будет удовлетворительной;
4. широкое внедрение компьютерных технологий в науку и практику.
Фарфоровые заготовки - блоки Церекер Вита для вкладок изготавливаются в заводских условиях методом прессования из смеси равных количеств эмали и дентина. Они характеризуются умеренной прозрачностью и выпускаются четырех расцветок: А1, А2, А3/5, В4. Кроме того, фирма «Вита» (Германия) выпускает для этих целей 10 вариантов фарфоровых заготовок под коммерческим названием Целай.
Система представляет комплекс оборудования, работающим в единой цепи.
Информация о форме и размерах препарированной на зубе полости с помощью внутриротовой видеосистемы с разрешающей способностью 25 мкм передается на экран монитора с 12-кратным увеличением.
Цветной монитор, вытянутый по вертикали, обеспечивает высокую точность знакового воспроизведения, а уникальный, работающий в 6 осях шлифовальный блок с высочайшей точностью воспроизводит заданную врачом конструкцию вкладки.
Комбинация фарфора с металлами (металлокерамика)
Металлокерамика - технологическое объединение двух материалов - металлического сплава и стоматологического фарфора или ситалла. (Первый служит каркасом, основой, второй – облицовкой).
Достоинства:
1.они сочетают в себе преимущества цельнолитых протезов перед штампованно-паяными (точность изготовления, прочность, отсутствие припоя и др.);
2.высокие эстетические и оптимальные токсикологические свойства фарфора.
Эстетические свойства комбинированного протеза определяются качеством керамической облицовки.
Облицовка - покрытие поверхности изделия природным или искусственным материалом, отличающимся эксплуатационными (защитными) и декоративными качествами.
В стоматологии облицовка протезов выполняет несколько целей:
- маскирование,
- изоляция каркаса зубного протеза,
- имитирование твердых тканей естественных зубов.
Материалы для облицовки.
Долговечность сохранения эстетических свойств протеза зависит от надежности соединения облицовки с металлическим каркасом и способности материала облицовки сохранять первоначальный цвет и основные физико-химические свойства при функционировании в условиях полости рта.
Основные требования к материалам для облицовки:
1. отсутствие токсичности;
2. наличие комплекса физико-механических показателей (прочность при изгибе, сжатии, ударе (стойкость к стиранию и др.);
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).
Высокая твердость и износостойкость, уникальная водостойкость и прекрасные эстетические свойства позволяют считать керамику оптимальным облицовочным материалом.
Практически создание фарфоровой массы для металлокерамики заключало в себе разработку не менее трех масс (грунтовой, дентинной и эмалевой), каждая из которых имела свои особенности в составе и технологии.
Температура обжига распространенных фарфоровых масс для металлокерамики не превышает 980С. Она значительно ниже точки плавления применяемых сплавов (1100 - 1300С).
Фарфоровое покрытие выполняется многослойным. Составляющие части фарфорового покрытия:
1. 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;
2. полупрозрачного дентинного слоя (толщиной 0,65 - 0,8 мм);
3. прозрачного слоя, имитирующего режущий край зуба.
Флюоресценция - один из видов люминесценции - явление свечения некоторых веществ при попадании на них световых лучей. При этом тела испускают лучи другого цвета.
В современные керамические материалы, кроме того, вкючаются так называемые краевые или плечевые массы для формирования края коронки.
Классификации стоматологических фарфоровых масс
1. Классификация по назначению:
а) только для облицовки цельнолитых каркасов металлических протезов (масса IPS-Классик фирмы «Ивоклар», Лихтенштейн; массы фирмы «Вита», Германия и др.);
б) только для изготовления цельнокерамических (безметалловых) одиночных несъемных протезов (массы Витадур, Витадур N, NBK 1000, ОРС и его последующая модификация Оптэк; Хай-Керам и его последующая модификация Ин-Керам на основе оксида алюминия);
в) для облицовки цельнолитых каркасов металлических протезов и для изготовления цельнокерамических (безметалловых) одиночных несъемных протезов (масса Дуцерам фирмы «Дуцера», Германия).
2. Классификация по комплектации в наборе:
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.
3. Классификация по технологии:
а) нанесения слоев облицовки:
- трехслойная методика,
- двухслойная,
-однослойная из нейтрального цвета с последующим раскрашиванием.
Так, известные наборы керамических масс Вита-VМК, Биодент и др. Основаны на технике послойного нанесения керамики. Фирмой «Дэ-Трэй/Дентсплай» (США) был предложен метод раскрашивания поверхности коронки, которая, в отличие от техники послойного нанесения, полностью изготовлена из керамики нейтрального цвета. Окончательный цвет придают с помощью раскрашивания поверхности коронки.
б) по технологии обжига:
- стандартные высокотемпературные (IPS-Классик);
- низкотемпературные (масса Дуцерам LFC).
4. Классификация по цветовой шкале:
- Хромаскоп,
- Вита-Люмин-Вакуум,
- Биодент,
- Кераскоп.
Связь между металлом (сплавом) и фарфором:
1. механической,
2.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.
Однако на поверхности раздела благородного сплава и керамики такой структуры не существует. Для улучшения сцепления фарфора с золотом применяют специальные дополнительные связывающие агенты, которые наносят на поверхность металла перед нанесением фарфора.
Хорошо известна роль окисной пленки, обуславливающей химическую связь между металлом и фарфором, однако для некоторых никелехромовых 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 находит распространение мнение о том, что прочность сцепления фарфора с поверхностью неблагородных сплавов достигается в основном за счет механических факторов.
Механические способы обработки - обработка поверхности в специальном пескоструйном аппарате. При этом частицы абразива эффектно удаляют загрязнения, и поверхность приобретает шероховатость. Следует помнить, что неосторожное пескоструйное удаление окисной пленки с внутренних поверхностей коронок,
особенно при давлении воздуха в струйном аппарате более 40 МПа и использовании грубого песка с диаметром частиц свыше 250 мкм, является одной из причин перегрева металла, что приводит в дальнейшем к сколу керамического покрытия. Кроме того, тонкостенные изделия в конструкции могут деформироваться под воздействием ударов частиц абразива.
Химическая обработка изделия, предназначенного к покрытию фарфором, осуществляется в растворе щелочей или кислот, концентрация которых зависит от свойств металла (сплава).
Используемые вещества:
- обезжиривающие,
- травящие,
- комбинированные растворы.
В процессе химической обработки необходимо удалить окисную пленку, которая препятствует соединению с фарфоровой массой.
Прочностные показатели металлокерамических конструкций условно можно определить как суммарный критерий физико-механических показателей используемых сплавов, прочности керамического покрытия и механического соединения сплава и массы.
Немаловажную роль в надежном соединении фарфора со сплавов играет дисперсность керамических масс. Поэтому подбор правильного соотношения мелкой (1-5 мкм) и крупной (30-40 мкм) фракций позволяет значительно увеличить сцепление керамики с металлом.
Прочность соединения металла с керамикой зависит и от структуры керамики, состоящей из двух фаз: аморфной, представляющей собой стекло, и кристаллической, состоящей в основном из лейцита. Эти фазы при высоких температурах расширяются по разному. Меняя соотношение стекла и лейцита, можно получить необходимый коэффициент термического расширения керамики (КТР).
Коэффициент термического расширения 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.
По внешнему виду дефектов можно определить причину их образования:
- если КТР сплава больше такового у керамики, то при охлаждении керамика подвергается воздействию сжимающих напряжений, что может вызвать ее сколы;
- если КТР сплава меньше такового у керамики, то возникающие при охлаждении растягивающие напряжения могут привести к растрескиванию последней.
Таким образом, несоблюдение технологии производства, т.е. изменение в конечном счете различных показателей всех вышеперечисленных составляющих, приводит к нарушению монолитности и целостности металлокерамической конструкции - к сколу покрытия.
Причин откалывания покрытий:
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 покрытия;
7. чрезмерное число обжигов с целью корригирования формы и цвета;
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. Характеристика.
В клинике для облицовки цельнолитых металлических каркасов несъемных зубных протезов используются керамические массы отечественного и импортного производства.
Отечественная масса КС
Применение - облицовка металлических каркасов несъемных зубных протезов из кобальтохромового сплава.
Представляет собой токоизмельченные порошки.
Свойства: изделия из массы не оказывают раздражающего действия на ткани слизистой оболочки полости рта.
Форма выпуска: набор из 11 цветов грунтовых и дентинных масс и 2 прозрачных масс.
Массы «Ивоклар» (Лихтенштейн)
Кроме обычного выпуска масс в форме порошка и жидкости, фирма производит готовые к применению пастообразные материалы, консистенция и отличная устойчивость которых обеспечивает высокую кроющую 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 «Ивоклар».
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. 20 паст различных оттенков непрозрачной «грунтовой» и дентинной масс, которые могут наноситься тонким слоем;
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 цвета» для достижения различных эффектов, а также создания режущего края (5 цветов), что делает возможным имитацию естественной эмали зубов;
6. пастообразная глазурная масса - для придания облицовке естественного блеска.
7. средства для изоляции гипсом от керамической массы (жидкость Модельсепаратор, высыхающая в течение двух минут после нанесения) и для разделения слоев керамической массы («жидкость Керамиксепаратор);
8. три жидкости для моделирования: «N» - для нанесения небольшого количества керамической массы кисточкой, «L» - медленно высыхающая жидкость, «S» - для нанесения массы шпателем, с последующей конденсацией и высушиванием, т.е. для быстрого моделирования.
Фирма «Ивоклар» в дополнение к основному набору выпускает:
1. массы IPS-Классик шести наиболее распространенных цветов, которые чаще других используются в клинике;
2. набор индивидуальных масс (IPS-Импульс), который облегчает внесение эффектов естественности в восприятие протеза. Достоинством такого набора является также естественный цветовой вид благодаря опаловому эффекту пяти мамелоновцых масс, двух масс для резцов и режущего края. Этот набор также выпускается в отдельных упаковках;
3. специальные дентинные массы, основной набор которых состоит из 14 цветов, с их помощью, даже при самых трудных условиях, достигается хороший эстетических эффект;
4. массы для края коронки («плечевые массы») поставляются в наборе из 14 основных цветов.
Достоинством этого набора масс:
- специальная расцветка, которая используется и в кабинете и в зуботехнической лаборатории для непосредственного определения цвета.
Поэтому наличие у зубного техника расцветки позволяет проводить индивидуальное послойное нанесение масс, контролировать результаты обжига, проводить различные виды послойного нанесения материала, сравнивать цветовые оттенки.
- изолирующий карандаш с моделировочной жидкостью, которые обеспечивают простое снятие каркаса с рабочей модели после моделирования края коронки;
- набор пастообразных дентинных красок (IPS-Шэйдз) - 15 цветов поставляются в пастообразном виде в шприцах;
- красок для керамических материалов (IPS-Стэйнс-Р) в виде пасты для непосредственного нанесения на керамическую поверхность. Кроме того, их можно добавлять в керамические массы. Поставляются девяти цветов (от белого до черного).
Таким образом, использование керамических масс IPS-Классик обеспечивает:
- простое экономичное применение пастообразных масс;
- естественный вид облицовки благодаря опаловому эффекту и светопроницаемости различных масс;
- быструю по времени коррекцию цвета с помощью пастообразных дентинных красок;
- создание оптических эффектов с использованием пастообразных масс режущего края;
- минимальную усадку масс при обжиге;
- естественную флюоресценцию;
- возможность использование с большинством благородных и неблагородных сплавов металлов;
- совместимость с керамическими массами фирмы «Ивоклар»;
- совпадение цвета с расцветкой Хромаскоп.
Хромаскоп - ориентированная на практическое использование универсальная расцветка. Она состоит из 20 цветов, которые подразделяются на 5 наглядных, съемных цветовых групп («белый», «желтый», «светло-коричневый», «серый»,«темно-коричневый»). По окончании определения основного оттенка дальнейшие операции определения цвета осуществляются лишь в рамках соответствующей группы.
Последовательный отказ от ненужных эффектов при конструировании расцветки Хромаскоп (например, изображение шейки, прозрачных мест, сильного цветоизменения в области режущего края и дентина, а также окраски поверхности) намного облегчает определение оттенка зуба.
Достоинство расцветки Хромаскоп заключается в широком диапазоне ее применения:
- при протезировании с использованием керамических материалов IPS-Классик и IPS-Эмпресс;
- при протезировании съемными протезами с использованием пластмассовых зубов
SR-Антарис (передних) SR-Постарис (боковых);
- при протезировании несъемными протезами с полимерной облицовкой материалами SR-Хромазит, SR-Спектразит;
- при пломбировании зубов материалами фирмы «Ивоклар-Вивадент» типа Гелиомоляр, Гелиопрогресс, Тетрик.
Шкала расцветок Вита-Люмин-Вакуум фирмы «Вита» (Германия). 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.
Диапазон применения этой шкалы расцветок:
- для керамических материалов из Вита Амега/Амега-800, ВитаVMK68/95, Вита
Тиманкерамик, Вита Хай-Керам, Витадур Альфа;
- при использовании искусственных пластмассовых и фарфоровых зубов
Витапан.
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.
Чтобы удовлетворить все требования, необходимы определенные навыки зубного техника и специальные вспомогательные материалы, которые имеются в дополнительном наборе. Специальный набор массы для края коронки (плечевая масса) упрочняет периметр шейки искусственной коронки и применяется после обжига непрозрачного (грунтового) слоя.
При различном освещении цвет естественной зубной эмали может быть различных оттенков - от голубовато-белого до желто-оранжевого. Эта игра цвета в резцовой зоне может быть воспроизведена при использовании масс режущего края.
Керамическая масса Вита VMK 95 базируется на получивших признание фарфорах VMK 68. В ассортимент выпускаемых масс входят стандартные (содержит 41 оттенок фарфора), лабораторный и большой наборы. Массы VMK 95 дают надежное воспроизведение цвета. В стандартной послойной методике хорошие результаты получают при трехслойной схеме: непрозрачный, дентинный и эмалевый слои.
Выпускаются также набор непрозрачного дентинного порошка, содержащий 16 фарфоров, и дополнительный набор из 15 фарфоров.
Фарфоры Вита Интерно (12 цветов) позволяют индивидуализировать особенности естественных зубов, создавать эффект глубины. Высокая степень флюоресценции приводит к усилению яркости и интенсифицирует пропускание цвета. Хроматический эффект у этих фарфоров может быть усилен путем смешивания с порошками дентинных и прозрачных масс.
Фарфоры Интерно можно использовать также для создания эффекта глубины при недостаточной глубине дентинного слоя вследствие отсутствия места.
Вита Акцент - это набор тонкозернистых наборов (20 цветов) с однородным распределением красящих пигментов, что позволяет зубному технику точно имитировать естественную окраску зубов на последней стадии технологии зубного протеза.
Красители позволяют воспроизвести трехмерный эффект, придающий естественный вид протезу и цветовую гармонию искусственных и естественных зубов.
В набор входит порошок для улучшения качества поверхности зубного протеза. Его добавка к красителям Акцент позволяет получить желаемую интенсивность окраски, создает большую прозрачность красителей, и этим усиливает эффект трехмерности. Применение этого порошка способствует закрытию микропор и сведению к минимуму травмы десневого края.
Масса Карат - 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, например, при освещении большинства коллоидных растворов.
Желаемый цвет облицовки можно получить прозрачной (при достаточной толщине облицовки) или непрозрачной (при недостаточной ее толщине) дентинной массой. Обе дентинные массы могут комбинироваться или даже смешиваться при желании друг с другом. Кроме основного набора, выпускается набор масс режущего края Карат Опалэффект Масса Карат Биопак - готовая к применению непрозрачная пастообразная фарфоровая масса, которая не требует смешивания, моделировки, конденсации и особой грунтовки. При такой сильно упрощенной технике, тем не менее можно получить тонкий ровный слой.
Низкоплавкая стоматологическая керамика Дуцерам - LFC фирмы «Дуцера»(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, 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. Дуцерам содержит меньше лейцита, что дает более низкий КТР и увеличенную светопроводимость по сравнению с обычными фарфоровыми материалами.
Поскольку низкоплавкая керамика изготавливается из обычного материала Дуцерам, то эти два материала совместимы. Таким образом, LFС и Дуцерам могут использоваться в двуслойной технологии как металлокерамических, так и в цельнокерамических конструкциях несъемных зубных протезов.
Витадур N, NBK 1000, ОРС и его последующая модификация Оптек, Хай-Керам на основе оксида алюминия. Фирма «Ивоклар» (Лихтенштейн) рекомендует использовать керамическую массу IPS-Эмпресс, основой которой является упрочненное лейцитом стекло, содержащее латентные частицы, стимулирующие рост кристаллов.
Набор материалов IPS-Эмпресс представлен комплектами:
- сырьевых керамических масс в виде порошка (20 цветов дентина по шкале Хромаскоп, 4 массы режущего края; нейтральная и корректировочная массы) и жидкостей для моделирования;
- девяти светоотверждающих культевых материалов в шприцах, которые предоставляют большие возможности имитации цвета естественных зубов.
Световая полимеризация культевого материала проводится в аппарате Спектрамат-мини;
- фосфатных формовочных масс для паковки моделированных из воска коронок, облицовок и вкладок.
Ситаллы
Ситаллы - это светлокристаллические материалы, состоящие из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределенных в стекловидной фазе.
Применение - протезировании переднего отдела зубных рядов искусственными коронками и мостовидными протезами небольшой протяженности.
Свойства:
- высокая прочность,
- твердость,
- химическая и термическая стойкость,
- низкий коэффициент расширения.
Недостаток ситаллов:
- одноцветность массы,
- возможность коррекции цвета только нанесением на поверхность протеза эмалевого красителя.
Ситаллы содержат большое количество кристаллов, которые связаны между собой межкристаллической прослойкой. Степень закристаллизованности и вид кристаллической фазы (кордиерит, сподумен, дисиликат лития) определяют основные физико-механические свойства ситаллов: прочность, упругость, хрупкость, твердость.
Прочность характеризует свойство ситалла сопротивляться разрушающей внешней нагрузке. В зависимости от вида статической нагрузки различают предел прочности при растяжении, сжатии, изгибе, ударе, кручении. Конструкции из ситаллов более выносливы к нагрузкам на сжатие, чем на изгиб.
Превращение стекла в ситалл происходит при специальной термической обработке в процессе которой наблюдаются зарождение центров кристаллообразования и рост кристаллов. Кристаллизационная способность стекол зависит от состава и количества выведенных инициаторов кристаллизации.
Учитывая специфику зубного протезирования, процесс лучше проводить при пониженных температурах и с минимальной выдержкой, т.е. стекла должны иметь кристаллизационную способность, исключающую спонтанную кристаллизацию при формировании протеза и обеспечивающую получение ситаллового изделия в короткий срок.
Основными факторами, влияющими на получение качественных отливок при минимальной толщине 0,2-0,3 мм, являются: вязкость стекломассы, температура формы, скорость движения расплава, пористость и толщина стенок формы, причем указанные факторы находятся в зависимости друг от друга.
Представители:
- 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.