Опыт использования ионно-плазменной технологии для изготовления несъемных зубных протезов из сплава титана ВТ1-00

Дефекты коронок зубов различного происхождения, аномалии формы и положения зубов в последнее время являются преобладающими формами поражения зубочелюстной системы, требующими ортопедической коррекции.

Сегодня возросли возможности замещения полных и частичных дефектов коронок зубов и исправления аномалий формы зубов с применением композитных материалов, исправления положения зубов с применением ортодонтических методов лечения. Тем не менее, важное значение в лечении пациентов по-прежнему занимает применение одиночных коронок, позволяющих не только восстановить жевательную эффективность зубного ряда, но и обеспечить надежную защиту от разрушения и хороший эстетический эффект.

Широко применяемые в качестве основных конструкционных материалов искусственных коронок нержавеющие стали, сплавы на основе хрома, кобальта и никеля не соответствуют некоторым требованиям современной стоматологии. При изготовлении каркасов комбинированных коронок на сегодняшний день актуальными задачами остаются: – применение биоинертных конструкционных материалов; – использование металлических сплавов с низкой линейной усадкой, с оптимальными показателями жидкотекучести, модуля упругости, плотности, твердости; – предотвращение возникновения химико-токсического, гальванического и аллергического воздействия на организм пациентов. Кроме этого, важным остается вопрос точного соответствия каркасов протезируемым зубам и качественного соединения каркасов коронок и облицовочного покрытия.

В настоящее время одним из наиболее перспективных конструкционных материалов является титан и его сплавы, которые находят все большее применение в стоматологии.

Наряду с разработкой новых конструкционных материалов, отечественные и зарубежные ученые уделяют разработке новых технологий изготовления зубных протезов. Наиболее распространенной технологией изготовления каркасов комбинированных искусственных коронок на сегодняшний день является метод литья, кроме этого, несмотря на общепризнанные существенные недостатки, продолжает использоваться метод штамповки. В последние годы успешно используются электронно-лучевая технология, изготовление протезов методами порошковой металлургии, гальванопластики, плазменного напыления.

С 1998 года совместно с Республиканским инженерно-техническим центром порошковой металлургии и кафедрой композиционных материалов и покрытий Пермского государственного технического университета, в результате проведенных лабораторных и клинических исследований, нами разработан способ изготовления каркасов комбинированных коронок с пластмассовой облицовкой. При данном методе были исключены такие этапы, как моделировка каркаса и изготовление его методами штамповки или литья, что существенно сократило трудозатраты на производство данных конструкций и позволило добиться минимального расстояния между зубами и искусственными коронками.

Каркасы комбинированных коронок изготавливались из биоинертного материала сплава титана ВТ 1-00, что обеспечило высокое качество протезов, увеличило их функциональную ценность и адаптацию к ним.

Для изготовления каркасов комбинированных коронок была модифицирована установка ионно-плазменного напыления ННВ-6.6-И1 (свидетельство на полезную модель).

Нами разработан метод получения зубных титановых протезов путем вакуумно-плазменного массопереноса титанового катода; путем его испарения низковольтной сильноточной дугой, функционирующей в быстро перемещающихся микропятнах, и конденсации высококонцентрированного ионного потока на формообразующую модель, изготовленную из супергипса, зуба, подготовленного под комбинированную коронку. Отличительной особенностью технологического процесса формирования зубного протеза из титана является отсутствие подачи напряжения на изделие. Это позволяет вести процесс нанесения протезов при достаточно низких температурах, что существенно упрощает как режим управления за процессом формирования изделия, так и оборудование.

Процесс нанесения и формирования титановых зубных протезов осуществлялся путем конденсации ионов титана, генератором – источником которых является электродуговой ускоритель. Гипсовые формы, полученные по оттискам с зубных рядов, устанавливались на штифты и закреплялись на механизм вращения.

Расстояние между формами и источником – генератором ионов составляло 70–90 мм. Такое расстояние позволяло формировать изделия с высокой скоростью и равномерностью, как по высоте, так и по диаметру. Модели располагались таким образом, чтобы в процессе нанесения они находились в центре плазменного потока. Это позволяло осуществлять максимальный массоперенос титана на гипсовую форму и соответственно обеспечивало высокую производительность формирования зубного протеза. Предварительно перед установкой гипсовые формы прокаливали при температуре 800 °К (прим. ред. 527 °С) в течение 10–15 минут, с целью их дегазации. Температура формирования каркасов в начальный момент нанесения составляла 298 °К и возрастала до 778–828 °К по окончании процесса осаждения. После закрепления гипсовых форм в рабочую камеру, камеру герметизировали и производили предварительную и высоковакуумную откачку до давления 5.10-3 Па. По достижению необходимого разряжения включали электродуговой ускоритель и механизм вращения. В начальный момент времени ток дугового разряда устанавливался в пределах 80–100А. Невысокий первоначальный ток позволял уменьшить процесс газовыделения из гипсовых форм и самого источника ионов – титанового катода и тем самым уменьшить толщину титанового слоя, насыщенного примесными газами. Первоначальный момент составлял 5–10 минут. С уменьшением давления в рабочей камере ток увеличивали до 250 А. В дальнейшем давление постоянно уменьшалось и по окончании процесса формирования зубного протеза достигало 5.10-4 Па. Высокое разряжение позволяло формировать зубные титановые протезы высокой чистоты, близкими по фазовому составу к составу распыляемого титанового катода. При скорости нанесения титана 3,5 мкм/мин и при толщине титанового протеза 350–400 мкм весь технологический процесс составил 2 часа. Процесс охлаждения осуществлялся в вакууме при работе высоковакуумной системы. По достижению температуры изделий 478–498 °К камеру разгерметизировали. Гипс, находящийся в зубном протезе, удалялся механическим путем.

Пластмассовая облицовка наносилась на каркасы по традиционной технологии.

По вышеизложенной методике было изготовлено 75 коронок у 50 пациентов в возрасте от 25 до 59 лет. Клиническая оценка эффективности лечения пациентов за 2 года показала: изготовленные конструкции эстетичны, плотно прилегают к шейкам зубов, фиксация коронок не нарушена. Результаты анализов смешанной слюны на предмет выявления микроэлементов у пациентов, которым была оказана ортопедическая помощь титановыми коронками, позволили отметить ее стабильность и соответствие качественного состава норме. Исследование индекса РМА показало, что комбинированные коронки, изготовленные с применением технологии ионно-плазменного напыления, не вызывают увеличения воспалительных изменений со стороны краевого пародонта.

За период с 1999 г. у 4 (5,3%) коронок произошел откол облицовочного материала, что, по всей видимости, связано с изготовлением их в период поиска оптимального технологического режима изготовления каркасов.

Стоимость каркаса, полученного методом ионно-плазменного напыления, в 2 раза ниже стоимости каркаса, полученного методом литья.

Следовательно, анализируя данные экспериментальных и клинических исследований, можно сделать заключение о целесообразности применения комбинированных коронок, изготовленных с применением технологии ионно-плазменного напыления, в практической медицине.

IV. СОВЕТЫ ЛИТЕЙЩИКОВ

1.Часто при моделировании каркаса бюгельного протеза из воска, приходиться формировать на огнеупорной модели отдельные элементы, контактирующие с зубами–антагонистами. Как правило, это литая жевательная поверхность, часто в области гнезда матрицы, или элементы перекидных кламмеров с окклюзионными накладками (типа кламмера Бонвиля ) или просто сами окклюзионные накладки.

В основном большинство специалистов делают это просто «на глаз». Моделируют поверхность с учетом последующей припасовки «по прикусу», затем на металле сошлифовывают лишнее, иногда тратя на подгонку каркаса в металле уйму времени. Мало кто из зубных техников знает, что ф. Бредент предлагает оригинальный и относительно простой способ перевода дубликата модели из паковочной массы в артикулятор с сохранением всех условий окклюзии, позволяющий моделировать все элементы, контактирующие с зубами – антагонистами под контролем окклюзии. Для этого фирма рекомендует воспользоваться специальной кюветой, делающей возможным создать со стороны цоколя модели из паковочной массы условия для ее крепления в артикуляторе, отсоединения от него, установки обратно и тд и тп. Очевидно, что с точки зрения экономии времени при припасовке каркаса непосредственно в металле, да и с точки зрения самого качества работы эта кювета может оказать большую помощь в вашей работе.

2.Многим зубным техникам – литейщикам знакома проблема так называемого остаточного воздуха в опоке после выжигания воска. Воздух, остающийся не только в литьевых каналах, но и в форме самой композиции может явиться одной из причин некачественного литья. Для «выдавливания» остаточного воздуха часто используют дополнительные воздухоотводные каналы в виде множества круглых литьевых профилей малого диаметра. Обычно их устанавливают по контурам всей композиции.

В процессе литья расплавленный металл, испытывающий завихрения заполняет литьевые каналы округлой формы и как поршень давит на остаточный воздух, который в свою очередь под давлением устремляется в воздухоотводные каналы. И чем их больше, тем надежней процесс отвода воздуха. В результате отлитое изделие получается более качественное, но обработка всей конструкции требует массу времени и больше затрат, так кроме литьевых каналов диаметром 3,5–4мм приходиться дополнительно отпиливать и зашлифовывать еще и металл воздухоотводных каналов. Если учесть, что, как правило, подобным методом для подстраховки пользуются при литье объемных конструкций, сложной конфигурации, то подобный метод становится весьма проблематичен.

Решить же подобную проблему можно простым способом. Достаточно использовать при штифтовании композиции литниковую проволоку квадратного сечения. Расплавленный металл будет завихряясь двигаться по каналу квадратной формы, а остаточный воздух под давлением устремиться в оставшиеся треугольные части канала, которые не будут заполняться металлом так стремительно. При хорошем качестве литья вы экономите время на обработку металлической конструкции после отливки.

3.Как известно на качество литья любых конструкций с применением фосфатосодержащих паковочных масс влияет множество факторов. Вот некоторые из них, которые полезно учитывать в работе.

- Короткое время предварительного нагрева опоки.

- Как правило, это влечет за собой неполное или частичное преобразование Кристобаллида и Кварца (основных компонентов фосфатосодержащих паковочных масс) и их резкое изменение объемов, что впрямую влияет на точность отливаемого элемента. Кроме того при поспешном предварительном нагреве не всегда полностью выгорают все компоненты моделировочных восков или пластмасс. Исключение составляют, естественно так называемые «шоковые» или Спид-массы.

- Низкая рабочая температура.

- Делает менее гладкой поверхность литья.

- Ошибочное соотношение жидкостей при замешивании

- Влияет на степень расширения при схватывании, что влечет за собой неравномерное расширение различных участков опоки и как следствие неточность в литье.

- Недостаточная степень вакуумирования (или медленный набор вакуума).

- Может стать причиной так же неравномерной степени расширения при схватывании и, конечно же, причиной большого количества остаточного воздуха в опоке.