Материаловедение в ортопедической стоматологии

Оптические  свойства фарфора являются одним  из главных достоинств 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. Уменьшение кристаллических включений приводит к повышению деформаций изделия во время обжига и понижению прочности фарфора. Такой путь повышения прозрачности имеет определенный предел. 

Второй  путь увеличения прозрачности стоматологического фарфора заключается в уменьшении размера и количества газовых  пор. До обжига суммарный объем воздушных  включений сконденсированной фарфоровой кашицы 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, обжигае- 

мый в вакууме, имеет в 60 раз меньше пор, чем при атмосферном обжиге. 

При обжиге фарфоровых масс усадка составляет 20-40%. Причинами такой усадки являются:

(недостаточное  уплотнение (конденсация) частичек  керамической массы;

(потеря  жидкости, необходимой для приготовления  фарфоровой кашицы;

(выгорание  органических добавок (декстрин, сахар, крахмал, анилиновые красители). 

Большое практическое значение имеет направление  усадки. Усадка может быть:

(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. Основными  показателями прочности фарфора  являются:

(прочность  при растяжении(

(прочность  при сжатии(

(прочность  при изгибе. 

Большое влияние на прочность оказывает  метод конденсации частичек фарфора. 

Существует  четыре метода конденсации:

(электромеханической  вибрацией(

(коронковой кистью(

(методом  гравитации (без конденсации) (

(рифленым  инструментом. 

Большинство исследователей считают, что наилучшего уплотнения фарфоровой массы можно  достигнуть рифленым инструментом с  последующим применением давления фильтровальной бумагой при отсасы- 

вании жидкости. 

Среди технологических условий, которые  существенно влияют на прочностные  показатели, необходимо отметить следующие:

(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. Поэтому условно можно выделить, как минимум, два основных направления в поиске путей 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 равна

2000(С.  Температура обжига алюмооксидного  фарфора составляет 1650-1750(С.

Снижение  температуры обжига достигается  введением в оксид алюминия других минеральных веществ. 

/III. Стандартные  искусственные зубы 

Стандартные искусственные фарфоровые зубы являются одним из основных элементов полных и частичных пластиночных и бюгельных протезов. 

Их основным преимуществом перед металлическими и полимерными искусственными зубами является высокая имитирующая способность.

Светоотражающие качества фарфора в большинстве  своем напоминают таковые у естественных зубов. Цветостойкость фарфора также вне конкуренции. Кроме того, фарфор весьма индифферентен для организма человека и абсолютно показан для лиц с повышенной чувствительностью к полимерам. 

Из недостатков  фарфоровых зубов следует отметить их хрупкость, недостаточно прочное  соединение с базисом протеза, низкую 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. 

Искусственные зубы подразделяют: 

1.по  месту расположения в зубном  ряду на зубы передние и  боковые. 

2.по  способу крепления в базисе  фарфоровые зубы подразделяются  на крампонные и 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. Сырье, изготовленное из различных  компонентов для фарфоровых масс, называют шихтой. Введением в состав шихты легкоплавких добавок (плавней), к которым относятся борная кислота, карбонат лития, окись магния и карбонат натрия, регулируют температуру плавления. 

Процесс обжига шихты называется фриттованием (плавлением), а получаемый при спекании продукт - фриттой. 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. 

Следует отметить, что фарфоровые зубы выпускаются  различных фасонов и цветов:

(передние  верхние и нижние имеют 8 фасонов,  а боковые верхние и нижние -

4 фасона;

(имеется  9 цветовых оттенков, которые соответствуют  шкале расцветок фарфоровых зубов. 

Зубы  фарфоровые передние выпускаются:

(гарнитурами  по 12 зубов (6 верхних и 6 нижних);

(гарнитурами  по 6 зубов верхних или 6 зубов  нижних отдельно;

(неполным  гарнитуром по 4 зуба (2 верхних и  2 нижних клыка правой и левой  сторон).