Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Сплавы металлов, используемые при изготовлении зубных протезов.

1.2. Применение имплантатов при ортопедической реабилитации больных с дефектами зубного ряда.

1.3. Титан и его сплавы: свойства и применение.

1.4. Клинические токсико-химические и аллергические реакции при использовании стоматологических сплавов.

1.5. Теория коррозионных процессов.

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Методы исследования состава, структуры и физико-механических характеристик стоматологических сплавов.

2.2.1. Исследование механических свойств методом наноиндентирования.

2.1.2. Трибологические исследования износостойкости сплавов.

2.1.3. Методы сравнения литого и фрезерованного титана.

2.1.4. Методика изучения состава, структуры и физико-механических свойств сплава после переплава.

2.2. Методы изучения электрохимических параметров стоматологических сплавов.

2.2.1. Измерение базовых электродных потенциалов стоматологических сплавов.

2.2.2. Термическая обработка стоматологических сплавов при электрохимических исследованиях.

2.2.3. Измерение ЭДС и плотности тока контактных пар стоматологических сплавов.

2.2.4. Изучение влияния обновления поверхности стоматологического сплава.

2.2.5. Изучение влияния особенностей коррозионной среды и нагрузки на электропотенциалы сплава.

2.2.6. Оценка скорости коррозии в стационарных условиях по результатам измерения токов контактных пар.

2.3. Методы изучения реакции мезенхимальных стволовых клеток человека на стоматологические сплавы.

2.4. Характеристика клинического материала и методы клинических исследований.

2.5. Статистическая обработка результатов исследования.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Сравнительное исследование структурных, механических и трибологических свойств стоматологических сплавов.

3.1.1. Сравнительная оценка механических свойств стоматологических сплавов.

3.1.2. Сравнительное исследование износостойкости стоматологических сплавов.

3.1.3. Сравнительное исследование структуры и свойств фрезерованного и литого титана.

3.1.4. Влияние термоциклирования и переплава на структуру сплава.

3.2. Сравнительные электрохимические характеристики стоматологических сплавов в разных условиях функционирования протезов.

3.2.1. Кинетика установления стационарных электропотенциалов стоматологических сплавов.

3.2.2. Электрохимические характеристики сплавов после термической обработки при нанесении керамических покрытий.

3.2.3. Влияние рН, температуры и аэрации коррозионной среды на электрохимическое поведение стоматологических сплавов.

3.2.4. Влияние действия циклической динамической нагрузки на коррозионное поведение титанового сплава.

3.3. Электрохимическое взаимодействие стоматологических сплавов с дентальными имплантатами.

3.3.1. Электрохимические характеристики контактных пар «титановый имплантат-каркас протеза».

3.3.1.1. Измерение ЭДС и токов контактных пар.

3.3.1.2. Измерение импульсов потенциалов и контактных токов при обновлении поверхности элементов контактных пар и изучение кинетики репассивации обновленной поверхности при использовании титановых имплантатов.

3.3.2. Электрохимические характеристики контактных пар никелидтитановый имплантат-каркас протеза».

3.3.2.1. Измерение ЭДС и токов контактных пар.

3.3.2.2. Измерение импульсных токов при обновлении поверхности элементов контактных пар и изучение кинетики репассивации обновленной поверхности при использовании никелидтитановых имплантатов.

3.4. Экспериментальная оценка пролиферации мезенхимальных стволовых клеток человека на металлических сплавах.

3.4.1. Оценка цитотоксичности образцов с помощью МТТ- теста.

3.4.2. Исследование влияния изучаемых образцов на эффективность пролиферации МСК.

3.5. Клиническая оценка ортопедических конструкций на металлических каркасах.

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему "Применение сплавов титана в клинике ортопедической стоматологии и имплантологии (экспериментально-клиническое исследование)"

Заключение диссертации по теме "Стоматология", Мушеев, Илья Урьеевич

Список литературы диссертационного исследования доктор медицинских наук Мушеев, Илья Урьеевич, 2008 год

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Титан и тантал – «компромиссные» металлы для медицины
Использование в медицине различных металлоизделий практикуется издревле. Сочетание таких полезных свойств металлов и их сплавов, как прочность, долговечность, гибкость, пластичность, упругость, не имеет альтернатив, в частности, при изготовлении ортопедических конструкций, медицинского инструментария, приспособлений для скорейшего сращивания переломов. А в последние десятилетия, благодаря открытию эффекта «памяти формы» и внедрению прочих инноваций металлы стали широко применяться также в сосудистой и нейрохирургии для изготовления шовного материала, сетчатых стентов для расширения вен и артерий, крупных эндопротезов, в офтальмологической и стоматологической имплантологии.

Однако далеко не все металлы пригодны для применения в медицинской сфере, и главными деструктивными причинами здесь выступают подверженность коррозии и вступление в реакцию с живыми тканями – факторы, имеющие разрушительные последствия, как для металла, так и для самого организма.

Конечно, вне конкуренции стоят золото и металлы платиновой группы (платина, иридий, осмий, палладий, родий и т.п.). Тем не менее, возможность использования драгметаллов для массового применения практически отсутствует ввиду их запредельно высокой стоимости, да и сочетание полезных свойств, востребованных в тех или иных конкретных клинических ситуациях, присуще благородным металлам далеко не всегда.

Значительное место в этой сфере по сегодняшний день занимают нержавеющие стали, легированные определенными добавками для получения требуемых характеристик. Но подобные металломатериалы, которые в сотни раз дешевле драгметаллов, недостаточно эффективно противостоят коррозии и другим агрессивным воздействиям, что значительно ограничивает возможность их применения для целого ряда медицинских нужд. Кроме того, препятствием для приживления изделий из нержавеющих сталей, имплантируемых внутрь организма, является их, конфликт с живыми тканями, обуславливающий высокий риск отторжения и других осложнений.

Своеобразным компромиссом между этими двумя полюсами являются такие металлы, как титан и тантал : прочные, ковкие, почти не подверженные коррозии, имеющие высокую температуру плавления, а главное – совершенно нейтральные в биологическом отношении, за счет чего воспринимаются организмом как собственная ткань и практически не вызывают отторжения. Что же касается стоимости, то у титана она не высока, хотя и значительно превосходит аналогичный параметр нержавеющих сталей . Тантал же, будучи достаточно редким металлом, более чем вдесятеро дороже титана, но все равно обходится намного дешевле в сравнении с драгоценными металлами. При сходстве большинства основных эксплуатационных свойств по некоторым из них он все же уступает титану, хотя по некоторым превосходит его, что, собственно, и обуславливает актуальность применения.

Именно в силу данных причин титан и тантал, нередко именуемые «медицинскими металлами», а также ряд их сплавов, получили широчайшее распространение во многих врачебных отраслях. Различаясь по ряду характеристик и, тем самым, взаимно дополняя друг друга, они раскрывают перед современной медициной воистину необъятные перспективы.

Ниже будет более подробно рассказано об уникальных характеристиках титана и тантала, основных сферах их использования в медицине, применении различных форм выпуска данных металлов для изготовления инструментов, ортопедического и хирургического оборудования.

Титан и тантал – определение, актуальные свойства

Титан для медицины

Титан (Ti) – легкий металл серебристого оттенка, внешне напоминающий сталь – является одним из химических элементов Периодической таблицы, размещенным в четвертой группе четвертого периода, атомный № 22 (рис. 1).

Рисунок 1. Титановый самородок.

Имеет атомную массу 47,88 при удельной плотности 4,52 г/см 3 . Температура плавления – 1669°С, температура кипения –3263 °С. В промышленных марках с высокой устойчивостью является четырехвалентным. Характеризуется хорошей пластичностью и ковкостью.

Будучи одновременно легким и обладая высокой механической прочностью, вдвое превышающей аналогичный показатель Fe и вшестеро – Al, титан также имеет низкий коэффициент теплового расширения, что позволяет применять его в широком температурном диапазоне.

Титан характеризуется низким показателем теплопроводности, вчетверо меньшим по сравнению с железом и более чем на порядок меньшем, чем у алюминия. Коэффициент терморасширения при 20°С относительно невелик, но увеличивается по мере дальнейшего нагревания.

Отличается данный материал и весьма высоким показателем удельного электросопротивления, который, в зависимости от наличия посторонних элементов, может варьироваться в диапазоне 42·11 -8 ...80·11 -6 Ом·см.

Титан относится к парамагнитным металлам, имея невысокий показатель электропроводности. И хотя у парамагнитных металлов магнитовосприимчивость, как правило, уменьшается по мере разогревания, титан в данном отношении можно отнести к разряду исключений, поскольку его магнитовосприимчивость, напротив, возрастает с увеличением температуры.

За счет суммы вышеперечисленных свойств титан совершенно незаменим в качестве исходного сырья для различных областей практической медицины и медицинского приборостроения. И все же самым ценным качеством титана для использования с этой целью является его высочайшая устойчивость к коррозионным воздействиям, и, как следствие, гипоаллергенность.

Своей коррозионной стойкостью титан обязан тому, что при температурах вплоть до 530-560 °С поверхность металла покрыта прочнейшей естественной защитной пленкой оксида TiO 2 , совершенно нейтральной по отношению к агрессивным химико-биологическим средам. В отношении устойчивости к коррозии титан сравним с платиной и металлами-платиноидами, и даже превосходит эти благородные металлы. В частности, он исключительно устойчив к воздействию кислото-щелочных сред, не растворяясь даже в столь агрессивном «коктейле», как царская водка. Достаточно отметить, что интенсивность коррозионного разрушения титана в морской воде, имеющей химсостав во многом сходный с человеческой лимфой, не превышает 0,00003 мм/год или 0,03 мм в течение тысячелетия!

Благодаря биологической инертности титановых конструкций к организму человека, при имплантации они не отторгаются и не провоцируют аллергических реакций, быстро обтягиваясь костно-мышечными тканями, структура которых остается постоянной на протяжении всей последующей жизни.

Существенным преимуществом титана является и его ценовая доступность, обуславливающая возможность массового применения.

Марки титана и титановые сплавы
Наиболее востребованными медициной марками титана являются технически чистые ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ1-00св. В них почти не присутствуют примеси, количество которых столь незначительно, что колеблется в пределах нулевой погрешности. Так, в марке ВТ1-0 содержится около 99,35-99,75% чистого металла, а в марках ВТ1-00 и ВТ1-00св, соответственно, – 99,62-99,92% и 99,41-99,93%.

На сегодняшний день в медицине используется широкий спектр титановых сплавов, различных по своему химсоставу, и механотехнологическим параметрам. В качестве легирующих добавок в них чаще всего используются Та, Al, V, Mo, Mg, Cr, Si, Sn. К наиболее эффективным стабилизаторам можно причислить Zr, Au и металлы платиновой группы. При введении в титан до 12% Zr его коррозиестойкость увеличивается на порядки. Достичь же наибольшего эффекта удается при добавлении в титан небольшого количества Pt и платиноидов Pd, Rh, Ru. Введение в Ti лишь 0,25% данных элементов позволяет на десятки порядков уменьшить активность его взаимодействия с кипящими концентрированными H 2 SO 4 и HCl.

Широкое распространение в имплантологии, ортопедии и хирургии получил сплав Ti-6Al-4V, значительно превосходящий по эксплуатационным параметрам «конкурентов» на базисе кобальта и нержавеющих сталей. В частности, модуль упругости у титановых сплавов в два раза ниже. Для медицинского применения (имплантаты для остеосинтеза, эндопротезы суставов и т.д.) это является большим преимуществом, так как обеспечивает более высокую механосовместимость имплантата с плотными костными структурами организма, у которых модуль упругости составляет 5¸20 Гпа. Еще более низкими показателями в этом отношении (до 40 ГПа и ниже) характеризуются титано-ниобиевые сплавы, разработка и внедрение которых особенно актуальны. Однако прогресс не стоит на месте, и сегодня на смену традиционному Ti-6Al-4V приходят новые медицинские сплавы Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr и Ti-12Mo-6Zr, не содержащие алюминия и ванадия – элементов, оказывающих хотя и незначительное, но все же токсичное воздействие на живые ткани.

В последнее время все более востребованными для медицинских нужд становятся биомеханически совместимые имплантаты, материалом для изготовления которых служит никелид титана TiNi. Причиной роста популярности данного сплава является присущий ему т. наз. эффект запоминания формы (ЭЗФ). Его сущность состоит в том, что контрольный образец, будучи деформированным при пониженных температурах, способен постоянно сохранять вновь обретенные очертания, а при последующем нагревании – восстанавливать изначальную конфигурацию, демонстрируя при этом сверхупругость. Никелид-титановые конструкции незаменимы, в частности, при лечении позвоночных травм и дистрофии опорно-двигательного аппарата.

Тантал для медицины

Определение и полезные характеристики
Тантал (Ta, лат. Tantalum) – тяжелый тугоплавкий металл серебристо-голубоватого «свинцового» оттенка, которому обязан покрывающей его пленке пентаоксида Ta 2 O 5 . Является одним из химических элементов Периодической таблицы, размещенным в побочной подгруппе пятой группы шестого периода, атомный № 73 (рис. 2).

Рисунок 2. Кристаллы тантала.

Тантал имеет атомную массу 180,94 при высокой удельной плотности 16,65 г/см 3 при 20 °C (для сравнения: удельная плотность Fe – 7,87 г/см 3 , Рв – 11,34 г/см 3). Температура плавления – 3017 °С (более тугоплавкими являются только W и Re). 1669°С, температура кипения – 5458 °С. Тантал характеризуется свойством парамагнитности: его удельная магнитовосприимчивость при комнатной температуре составляет 0,849·10 -6 .

Данный конструкционный материал, сочетая в себе высокие показатели твердости и пластичности, в чистом виде хорошо поддается механообработке любыми способами (штамповка, прокатка, ковка, протяжка, скручивание, резание, и т. д.). При низких температурах обрабатывается без сильного наклепа, подвергаясь деформационным воздействиям (ст. сжатия 98,8%) и не нуждаясь при этом в предварительном обжиге. Тантал не утрачивает пластичности даже в случае его заморозки до –198 °C.

Значение модуля упругости тантала составляет 190 Гн/м 2 или 190·102 кгс/мм 2 при 25 °С, благодаря чему он легко перерабатывается в проволоку. Осуществляется также выпуск тончайшего танталового листа (толщина примерно 0,039 мм) и других конструкционных полуфабрикатов.

Своеобразным «двойником» Та является Nb, характеризуемый множеством схожих свойств.

Тантал отличает исключительная стойкость к агрессивным средам. Это является одним из ценнейших его свойств для применения во множестве отраслей, включая медицинскую. Он устойчив к воздействию таких неорганических агрессивных кислот, как HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl, H 3 PO 4 , а также органических кислот любых концентраций. По данному параметру его превосходят лишь благородные металлы, да и то не во всех случаях. Так, Та, в отличие от Au, Pt и многих других драгметаллов, «игнорирует» даже царскую водку HNO 3 +3HCl. Несколько меньшая устойчивость тантала наблюдается по отношению к щелочам.

Высокая коррозиестойкость Та проявляется и по отношению к атмосферному кислороду. Процесс окисления начинается только при 285 °С: на металле формируется поверхностная защитная плёнка пентаоксида тантала Ta 2 O 5 . Именно наличие пленки из этого единственно стабильного из всех окислов Та делает металл невосприимчивым к агрессивным реагентам. Отсюда – такая особенно ценная для медицины характеристика тантала, как высокая биосовместимость с организмом человека, воспринимающим вживляемые в него танталовые конструкции как собственную ткань, без отторжения. На этом ценнейшем качестве основано медицинское использование Та в таких сферах, как восстановительная хирургия, ортопедия, имплантология.

Тантал входит в число редких металлов: его запасы в земной коре составляют примерно 0,0002%. Это обуславливает высокую стоимость данного конструкционного материала. Вот почему столь распространено применение тантала в виде наносимых на основной металл тонких пленок защитных антикоррозийных покрытий, имеющих, кстати, в три-четыре раза большую твердость, чем чистый отожженный тантал.

Еще чаще тантал используется в виде сплавов как легирующую добавку в менее дорогостоящие металлы для придания получаемым соединениям комплекса необходимых физико-механических и химсвойств. Стальные, титановые и другие металлические сплавы с добавлением тантала широко востребованы в химико-медицинском приборостроении. Из них, в частности, практикуют изготовление змеевиков, дистилляторов, аэраторов, рентгеновской аппаратуры, устройств контроля и т.д. В медицине тантал и его соединения применяют также с целью изготовления оборудования для операционных.

Примечательно, что в ряде областей тантал, как менее дорогостоящий, но имеющий множество адекватных эксплуатационных характеристик, способен успешно заменять драгметаллы платиноиридиевой группы.

Марки тантала и его сплавы
Основными марками нелегированного титана с содержанием примесей в пределах статистической погрешности являются:

• ТВЧ: Ta - 99,9%, (Nb) - 0,2%. Прочие примеси, такие как (Ti), (Al), (Co), (Ni), содержатся в тысячных и десятитысячных долях процента.
• ТВЧ 1: Химический состав указанной марки на 99,9% состоит из Ta. Ниобию (Nb), который всегда присутствует в промышленном тантале, соответствует всего 0,03%.
• ТЧ: Та – 99,8%. Примеси (не более %): Nb - 0,1%, Fe - 0,005%, Ti, H - по 0,001%, Si - 0,003%, W+Mo, O - по 0,015%, Co - 0,0001%, Ca - 0,002%, Na, Mg, Mn - по 0,0003%, Ni, Zr, Sn - по 0,0005%, Al - 0,0008%, Cu, Cr - по 0,0006%, C, N - по 0,01%.
• Т: Та – 99,37%, Nb – 0,5%, W – 0,05%, Mo – 0,03%, (Fe) - 0,03%; (Ti) - 0,01%, (Si) - 0,005%.

Высокие показатели твердости Ta позволяют изготавливать на его основе конструкционные твердые сплавы, например, Ta с W (ТВ). Замена сплава TiС танталовым аналогом TaС существенно оптимизирует механические характеристики конструкционного материала и расширяет возможности его применения.

Актуальность применения Та в медицинских целях
На медицинские нужды расходуется примерно 5% производимого в мире тантала. Несмотря на это, значимость его использования в данной отрасли трудно переоценить.

Как уже отмечалось, тантал является одним из лучших металлических биоинертных материалов благодаря самообразующейся на его поверхности тончайшей, но очень прочной и химически стойкой пленки пентаоксида Та 2 О 5 . Благодаря высоким показателям адгезии, облегчающей и ускоряющей процесс сращивания имплантата с живой тканью, наблюдается низкий процент отторжения танталовых имплантатов и отсутствие воспалительных реакций.

Из таких танталовых полуфабрикатов, как лист, пруток, проволока и прочие формы выпуска, изготавливают конструкции, востребованные в пластической, кардио-, нейро- и остеохирургии для наложения швов, сращивания костных обломков, стентирования и клипирования сосудов (рис. 3).

Рисунок 3. Танталовая крепежная конструкция в плечевом суставе.

Применение тонких танталовых пластинчатых и сетчатых конструкций практикуется в челюстно-лицевой хирургии и для лечения черепно-мозговых травм. Волокнами танталовой пряжи замещают ткань мышц и сухожилий. С помощью тантала Хирурги используют танталовое волокно при полостных операциях, в частности, с целью укрепления стенок брюшной полости. Танталовые сетки незаменимы в сфере офтальмопротезирования. Тончайшие танталовые нити используют даже для регенерации нервных стволов.

И, конечно, Та и его соединения, наряду с Ti, повсеместно применяют в ортопедии и имплантологии для изготовления суставных эндопротезов и стоматологического протезирования.

С начала нового тысячелетия обретает все более широкую популярность инновационная сфера медицины, в основу которой заложен принцип использования статических электрополей для активизации в человеческом организме желательных биопроцессов. Научно доказано наличие высоких электретных свойств покрытия из пентаоксида тантала Та 2 О 5 . Титанооксидные электретные пленки ужа получили распространение в сосудистой хирургии, эндопротезировании, создании медицинских инструментов и приборов.

Практическое применение титана и тантала в конкретных отраслях медицины

Травматология: конструкции для сращивания переломов

В настоящее время для скорейшего сращивания переломов все чаще применяют такую инновационную технологию, как металлический остеосинтез. С целью обеспечить стабильное положение костных осколков используют различные фиксирующие конструкции, как наружные, так и внутренние, имплантируемые в тело. Однако применяемые ранее стальные изделия показывают невысокую эффективность ввиду их подверженности коррозии под воздействием агрессивной среды организма и явления гальванизации. В результате наступает как быстрое разрушение самих фиксаторов, так и реакция отторжения, вызывающая воспалительные процессы на фоне сильных болевых ощущений вследствие активного взаимодействия ионов Fe с физиологической средой костно-мышечных тканей в электрическом поле организма.

Избежать нежелательных последствий позволяет изготовление титановых и танталовых фиксаторов-имплантатов, обладающих свойством биосовместимости с живыми тканями (рис. 4).

Рисунок 4. Титановые и танталовые конструкции для остеосинтеза.

Подобные конструкции простых и сложных конфигураций могут быть использованы для продолжительного или даже постоянного внедрения в организм человека. Это особенно важно для пожилых пациентов, поскольку избавляет их от необходимости операции по удалению фиксатора.

Эндопротезирование

Искусственные механизмы, имплантируемые хирургическим путем в костную ткань, называются эндопротезами. Наибольшее распространение получило эндопротезирование суставов – тазобедренного, плечевого, локтевого, коленного, голеностопного и т.д. Процесс эндопротезирования всегда представляет собой сложную операцию, когда часть не подлежащего естественному восстановлению сустава удаляется с последующей ее заменой на имплантат-эндопротез.

К металлическим компонентам эндопротезов предъявляется ряд серьезных требований. Они должны одновременно обладать свойствами жесткости, прочности, эластичности, возможностью создания необходимой поверхностной структуры, стойкостью к коррозионным воздействиям со стороны организма, исключающей риск отторжения, другими полезными качествами.

Для изготовления эндопротезов могут быть использованы различные биоинертные металлы. Ведущее место среди них занимают титан, тантал и их сплавы. Эти долговечные, прочные и удобные в обработке материалы обеспечивают эффективную остеоинтеграцию (воспринимаются костной тканью как естественные ткани организма и не вызывают с его стороны негативных реакций) и быстрое срастание костей, гарантируя стабильность протеза на длительные сроки, исчисляемые десятилетиями. На рис. 5 представлено применение титана в артропластике бедра.

Рисунок 5. Титановый эндопротез тазобедренного сустава.

При эндопротезировании как альтернативу использованию цельнометаллических конструкций широко используют метод плазменного напыления на поверхность неметаллических компонентов протеза защитных биосовместимых покрытий на основе оксидов Ti и Та.

Чистый титан и его сплавы. В сфере эндопротезирования находят широкое применение как чистый Ti (напр. CP-Ti с содержанием Ti 98,2-99,7 %), так и его сплавы. Наиболее распространенный из них Ti-6AI-4V при высоких показателях прочности, характеризуется коррозиестойкостью и биологической инертностью. Сплав Ti-6A1-4V отличается особенно высокой механопрочностью, имея торсионно-аксиальные характеристики, предельно близкие к аналогичным параметрам кости.

К настоящему времени разработан целый ряд современных титановых сплавов. Так, в химическом составе сплавав Ti-5AI-2,5Fe и Ti-6AI-17 Niobium не содержится токсичный V, кроме того, они отличаются низким значением модуля упругости. А сплаву Ti-Ta30 присуще наличие модуля терморасширения, сопоставимого с аналогичным показателем металлокерамики, что обуславливает его устойчивость при длительном взаимодействии с металлокерамическими компонентами имплантата.

Тантало-циркониевые сплавы. В сплавах Та+Zr совмещаются такие важнейшие для эндопротезирования свойства, как биосовместимость с тканями организма на основе коррозионной и гальванической стойкости, поверхностная жесткость и трабекулярная (пористая) структура металлической поверхности. Именно благодаря свойству трабекулярности возможно значительное ускорение процесса остеоинтеграции – наращивания на металлической поверхности имплантата живой костной ткани.

Эластичные эндопротезы из проволочной титановой сетки. Благодаря высокой пластичности и легкости в современной восстановительной хирургии, других медицинских отраслях активно используются инновационные эластичные эндопротезы в виде тончайшей проволочной титановой сетки-«паутины». Упругая, прочная, эластичная, долговечная и сохраняющая свойство биоинертности, сетка является идеальным материалом для эндопротезов мягких тканей (рис. 6).

Рисунок 6. Сетчатый эндопротез из титанового сплава для пластики мягких тканей.

«Паутину» уже успешно опробовали в таких сферах, как гинекология, челюстно-лицевая хирургия и травматология. По мнению специалистов, сетчатые титановые эндопротезы не знают себе равных в плане стабильности при практически нулевом риске побочных проявлений.

Титано-никелевые медицинские сплавы с эффектом запоминания формы

Сегодня в различных сферах медицины находят широкое распространение сплавы из никелида титана, имеющие т. наз. с эффект запоминания формы (ЭЗФ). Данный материал применяют для эндопротезирования связочно-хрящевой ткани опорно-двигательного аппарата человека.

Никелид титана (международный термин нитинол) представляет собой интерметаллид TiNi, который получают путем сплавления в равных пропорциях Ti и Ni. Важнейшей характеристикой никелид-титановых сплавов является свойство сверхупругости, на котором и базируется ЭЗФ.

Сущность эффекта состоит в том, что образец при охлаждении в определенном диапазоне температур легко деформируется, причем деформация самоустраняется при повышении температуры до первоначального значения с возникновением сверхупругих свойств. Другими словами, если пластину из сплава нитинол изогнуть при пониженной температуре, то в этом же температурном режиме она будет сохранять свою новую форму сколь угодно долго. Однако стоит лишь повысить температуру до исходной, пластина вновь выпрямится подобно пружине и обретет первоначальную форму.

Образцы продукции медицинского назначения из сплава нитинол показаны на представленных ниже рис. 7, 8, 9, 10.

Рисунок 7. Набор имплантатов из никелида титана для травматологии (в виде скоб, скреп, фиксаторов и т.д.).

Рисунок 8. Набор имплантатов из никелида титана для хирургии (в виде зажимов, дилататоров, хирургического инструментария).

Рисунок 9. Образцы пористых материалов и имплантатов из никелида титана для вертебрологии (в виде эндопротезов, изделий пластинчатой и цилиндрической конфигурации).

Рисунок 10. Материалы и эндопротезы из никелида титана для челюстно-лицевой хирургии и стоматологии.

Помимо этого, никелид-титановые сплавы, как и большинство изделий на титановой основе, биоинертны вследствие высокой коррозие- и гальваностойкости. Таким образом, это идеальный по отношению к организму человека материал для изготовления биомеханически совместимых имплантатов (БМСИ).

Применение Ti и Та для изготовления сосудистых стентов

Стентами (от англ. stent) - в медицине называют специальные, имеющие вид упругих сетчатых цилиндрических каркасов, металлоконструкции, помещаемые внутрь крупных сосудов (вен и артерий), а также прочих полых органов (пищевод, кишечник, желче- мочевыводящие протоки и др.) на патологически суженных участках с целью их расширения до необходимых параметров и восстановления проходимости.

Наиболее востребовано применение метода стентирования в такой сфере, как сосудистая хирургия, и, в частности, коронарная ангиопластика (рис. 11).

Рисунок 11. Образцы титановых и танталовых сосудистых стентов.

На сегодняшний день научно разработаны и внедрены в реальную практику сосудистые стенты более чем полутысячи различных типов и конструкций. Они различаются между собой по составу исходного сплава, длине, конфигурации отверстий, виду поверхностного покрытия, другим рабочим параметрам.

Требования, предъявляемые к сосудистым стентам, призваны обеспечить их безупречную функциональность, а потому многообразны и весьма высоки.

Данные изделия должны быть:

• биосовместимыми с тканями организма;
• гибкими;
• эластичными;
• прочными;
• рентгеноконстрастыми и т.д.

Основными материалами, используемыми сегодня при изготовлении металлостентов являются композиции благородных металлов, а также Та, Ti и его сплавы (ВТ6С, ВТ8, ВТ 14, ВТ23, нитинол), полностью биоинтегрируемые с тканями организма и сочетающие в себе комплекс всех прочих необходимых физико-механических свойств.

Сшивание костей, сосудов и нервных волокон

Периферические нервные стволы, поврежденные в результате различных механических травм или осложнений тех или иных заболеваний, нуждаются для восстановления в серьезном хирургическом вмешательстве. Положение усугубляется тем, что обычно подобные патологии наблюдаются на фоне травмирования сопутствующих органов, таких, как кости, сосуды, мышцы, сухожилия и др. В этом случае разрабатывается комплексная программа лечения с наложением специфических швов. В качестве же исходного сырья для изготовления шовного материала – нитей, скреп, фиксаторов и т.д. – используются титан, тантал и их сплавы, как металлы, обладающие химической биосовместимостью и всем комплексом необходимых физикомеханических свойств.

На представленных ниже рисунках изображены примеры подобных операций.

Рисунок 12. Сшивание кости титановыми скрепами.

Рисунок 13. Сшивание пучка нервных волокон с применением тончайших танталовых нитей.

Рисунок 14. Сшивание сосудов с применением танталовых скрепок.

В настоящее время разрабатываются все более совершенные технологии нейро- остео- и вазопластики, однако применяемые для этого титано-танталовые материалы продолжают удерживать пальму первенства перед всеми прочими.

Пластическая хирургия

Пластической хирургией называют устранение хирургическим путем дефектов органов с целью воссоздания их идеальных анатомических пропорций. Часто при этом подобные реконструкции выполняются с использованием имплантируемых в ткани различных металлических изделий в виде пластин, сеток, пружин и т.д.

Особенно показательна в данном отношении краниопластика – операция по исправлению деформации черепа. В зависимости от показаний в каждой конкретной клинической ситуации краниопластика может выполняться посредством наложения на оперируемый участок жестких титановых пластин или эластичных сеток из тантала. В обоих случаях допускается применение как чистых металлов без легирующих добавок, так и их биоинертных сплавов. Примеры краниопластики с применением титановой пластины и танталовой сетки представлены на приведенных ниже рисунках.

Рисунок 15. Краниопластика с использованием титановой пластины.

Рисунок 16. Краниопластика с применением танталовой сетки.

Титано-танталовые конструкции могут применяться также при косметическом восстановлении лица, груди, ягодиц и многих других органов.

Нейрохирургия (наложение микроклипсов)

Клипированием (англ. clip зажим) называется нейрохирургическая операция на сосудах головного мозга, имеющая целью остановить кровотечение (в частности, при разрыве аневризмы) либо выключить из кровообращения травмированные мелкие сосуды. Сущность метода клипирования заключается в том, что на поврежденные участки накладываются миниатюрные металлические зажимы - клипсы.

Востребованность метода клипирования, прежде всего, в нейрохирургической сфере объясняется невозможность перевязывания мелких мозговых сосудов традиционными способами.

В связи с разнообразием и спецификой возникающих клинических ситуаций, в нейрохирургической практике используется обширная номенклатура сосудистых клипсов, различающихся по конкретному назначению, способу фиксации, размерным и другим функциональным параметрам (рис. 17).

Рисунок 17. Клипсы для выключения аневризм головного мозга.

На фотографиях клипсы кажутся крупными, на самом же деле по размерам они не больше ноготка ребенка и устанавливаются под микроскопом (рис. 18).

Рисунок 18. Операция по клипированию аневризмы сосуда головного мозга.

Для изготовления клипсов, как правило, используют плоскую проволоку из чистого титана или тантала, в некоторых случаях из серебра. Такие изделия абсолютно инертны по отношению к мозговому веществу, не вызывая реакций противодействия.

Стоматологическая ортопедия

Широкое медицинское применение титан, тантал и их сплавы нашли в стоматологии, а именно в сфере протезирования зубов.

Ротовая полость – особенно агрессивная среда, негативно воздействующая на металлические материалы. Даже такие традиционно используемые при дентальном протезировании драгметаллы, такие как золото и платина, в ротовой полости не могут совершенно противостоять коррозии и последующему отторжению, не говоря уже о высокой стоимости и большой массе, вызывающей дискомфорт у пациентов. С другой стороны, легкие ортопедические конструкции из акриловой пластмассы также не выдерживают серьезной критики в силу своей недолговечности. Подлинной революцией в стоматологии стало изготовление отдельных коронок, а также мостовидных и съемных протезов на базисе титана и тантала. Данные металлы, ввиду таких присущих им ценных качеств, как биологическая инертность и высокая прочность при относительной дешевизне успешно конкурируют с золотом и платиной, а по ряду параметров даже превосходят их.

Большой популярностью, в частности, пользуются штампованные и цельнолитые титановые коронки (рис. 19). А коронки с плазменным напылением из нитрида титана TiN по внешнему виду и функциональным свойствам практически неотличимы от золотых (рис. 19)

Рисунок 19. Цельнолитая титановая коронка и коронка с напылением из нитрида титана.

Что же касается протезов, то они могут быть несъемными (мостовидными) для восстановления нескольких рядом стоящих зубов или съемными, используемыми при утрате всего зубного ряда (полная адентия челюсти). Наиболее распространенные протезы – бюгельные (от нем. der Bogen «дуга»).

Бюгельный протез выгодно отличает наличие металлического каркаса, на котором крепится базисная часть (рис. 20).

Рисунок 20. Бюгельный протез нижней челюсти.

Сегодня бюгельная часть протеза и кламмеры выполняются, как правило, из чистого медицинского титана высокой чистоты марки ТВЧ.

Подлинной революцией в стоматологии явилась становящаяся все более востребованной технология имплантационного зубного протезирования. Протезирование на имплантатах – самый надежный способ крепления ортопедических конструкций, которые в этом случае служат десятилетиями или даже пожизненно.

Дентальный (зубной) имплантат – служащая опорой для коронок, а также мостовидных и съемных протезов двусоставная конструкция, базовая часть которой (собственно имплантат) представляет собой конусный штифт с резьбой, ввинчиваемый непосредственно в кость челюсти. На верхнюю платформу имплантата устанавливается абатмент, служащий для фиксации коронки или протеза (рис. 21).

Рисунок 21. Зубной имплантат Nobel Biocare из чистого медицинского титана класса 4(G4Ti).

Чаще всего для изготовления винтовой части имплантата служит чистый медицинский титан с поверхностным тантал-ниобиевым напылением, способствующим активизации процесса остеоинтеграции – сращивания металла с живыми костными и десневыми тканями.

Однако некоторые производители предпочитают изготавливать не двусоставные, а цельные имплантаты, в которых винтовая часть и абатмент имеют не раздельную, а монолитную структуру. При этом, например, немецкая компания Zimmer производит цельные имплантаты из пористого тантала, который, в сравнении с титаном, обладает большей гибкостью и внедряется в ткань кости с практически нулевым риском осложнений (рис. 22).

Рисунок 22. Цельные зубные имплантаты Zimmer из пористого тантала.

Тантал, в отличие от титана – более тяжелый металл, поэтому пористая структура существенно облегчает изделие, не вызывая, к тому же, необходимости в дополнительном внешнем напылении остеоинтегрирующего покрытия.

Примеры имплантационного протезирования отдельных зубов (коронки) и путем установки на имплантаты съемных протезов показаны на рис. 23.

Рисунок 23. Примеры применения титано-танталовых имплантатов в зубном протезировании.

Ныне, в добавление к уже существующим, разрабатываются все новые методики протезирования на имплантатах, показывающие высокую эффективность в различных клинических ситуациях.

Изготовление медицинского инструментария

Сегодня в мировой клинической практике используется сотни разновидностей различных хирургических и эндоскопических инструментов и медицинской аппаратуры, изготавливаемых с применением титана и тантала (ГОСТ 19126-79 «Инструменты медицинские металлические. Общие технические условия». Они выгодно отличаются от прочих аналогов по показателям прочности, пластичности и коррозиестойкости, обуславливающей биологическую инертность.

Титановые мединструменты по легкости почти вдвое превосходят стальные аналоги, являясь при этом более удобными и долговечными.

Рисунок 24. Хирургические инструменты, изготовленные на титано-танталовой основе.

Основными медицинскими отраслями, в которых более всего востребован титаново-танталовый инструментарий, являются офтальмологическая, стоматологическая, отоларингологическая и хирургическая. В составе обширной номенклатуры инструментов представлены сотни наименований шпателей, клипсов, расширителей, зеркал, зажимов, ножниц, щипцов, скальпелей, стерилизаторов, тубусов, долот, пинцетов, всевозможных пластин.

Биохимические и физикомеханические характеристики легких титановых инструментов имеют особую ценность для военно-полевой хирургии и различных экспедиций. Здесь они совершенно незаменимы, поскольку в экстремальных условиях буквально каждые 5-10 граммов лишнего груза являются существенной обузой, а устойчивость к коррозии и максимум надежности – обязательные требования.

Титан, тантал и их сплавы в виде монолитных изделий или тонких защитных покрытий активно применяют в медицинском приборостроении. Их используют при изготовлении дистилляторов, насосов для перекачки агрессивных сред, стерилизаторов, компонентов наркозо-дыхательной аппаратуры, сложнейших устройств для дублирования работы жизненно важных органов типа «искусственное сердце», «искусственное легкое», «искусственная почка» и др.

Титановые головки аппаратов для УЗИ имеют самый продолжительный эксплуатационный ресурс, при том, что аналоги из прочих материалов даже при нерегулярном воздействии ультразвуковых колебаний быстро приходят в негодность.

В дополнение к выше сказанному можно отметить, что титан, как и тантал, в отличие от многих других металлов, имеют способность к десорбированию («отталкиванию») излучения радиоактивных изотопов, в связи с чем активно применяются в производстве различных защитных устройств и радиологической аппаратуры.

Заключение

Разработка и производство изделий медицинского назначения – одно из наиболее интенсивно развивающихся направлений научно-технического прогресса. С началом третьего тысячелетия медицинская наука и техника вошли в число основных движущих сил современной мировой цивилизации.

Значение металлов в человеческой жизнедеятельности неуклонно возрастает. Революционные изменения происходят на фоне интенсивного развития научного материаловедения и практической металлургии. И вот уже в последние десятилетия «на щит истории» подняты такие промышленные металлы, как титан и тантал, которые со всеми на то основаниями можно назвать конструкционными материалами нового тысячелетия.

Значение титана в современном врачевании просто невозможно переоценить. Несмотря на относительно непродолжительную историю использования в практических целях, он стал одним из лидирующих материалов во множестве медицинских отраслей. Титан и его сплавы обладают для этого суммой всех необходимых характеристик: коррозиестойкостью (и, как следствие, биоинертностью), а также легкостью, прочностью, твёрдостью, жёсткостью, долговечностью, гальванической нейтральностью и т.д.

Не уступает титану в плане практической значимости и тантал. При общем сходстве большинства полезных свойств по некоторым качествам они уступают, а по некоторым – превосходят друг друга. Вот почему трудно, да и вряд ли разумно объективно судить о приоритетности какого-то одного из этих металлов для медицины: они, скорее, органично дополняют друг друга, чем конфликтуют между собой. Достаточно отметить, что ныне активно разрабатываются и находят реальное применение медицинские конструкции на основе титано-танталовых сплавов, объединяющих в себе все преимущества Ti и Та. И далеко не случайно в последние годы предпринимаются все более успешные попытки создания имплантируемых непосредственно в организм человека полноценных искусственных органов из титана, тантала и их соединений. Близится время, когда, скажем, понятия «титановое сердце» или «танталовые нервы» уверенно перейдут из разряда фигур речи в сугубо практическую плоскость.

Карагандинский государственный медицинский университет

Кафедра терапевтической стоматологии с курсом ортопедической стоматологии

ЛЕКЦИЯ

Тема: Сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии, их характеристика.

Элективная дисциплина «Основы стоматологического материаловедения в ортопедической стоматологии»

Специальность: 051302 «Стоматология»

Курс: 2

Время (продолжительность) 1 час

Караганда 2011 г.

• Цель: ознакомить студентов со сплавами применяемых в ортопедической стоматологии, их характеристикой.

• План лекции:

• Группы сплавов металлов (ISO 1989)

• Требования предъявляемые к сплавам металлов

• Сплавы золота, платины и палладия.

• Сплавы серебра и палладия. Нержавеющая сталь

• Кобальтохромовые, никелехромовые сплавы. Сплавы титана

• Характеристика сплавов, применяемых в ортопедической стоматологии.

• В настоящее время в стоматологии используется свыше 500 сплавов.

• Международными стандартами (ISO, 1989) все сплавы металлов разделены на следующие группы:

• 1. Сплавы благородных металлов на основе золота.

• 2. Сплавы благородных металлов, содержащих 25-50% золота или платины или других драгоценных металлов.

• 3. Сплавы неблагородных металлов.

• 4. Сплавы для металлокерамических конструкций:

• а) с высоким содержанием золота (>75%);

• б) с высоким содержанием благородных металлов (золота и платины или золота и палладия - > 75%);

• в) на основе палладия (более 50%);

• г) на основе неблагородных металлов:

• - кобальта (+ хром > 25%, молибден > 2%);

• - никеля (+ хром > 11%, молибден > 2%).

• Более упрощенно выглядит классическое подразделение на благородные и неблагородные сплавы.

• Кроме того, применяемые в ортопедической стоматологии сплавы можно классифицировать по другим признакам:

• - по назначению (для съемных, металлокерамических, металло-полимерных протезов);

• - по количеству компонентов сплава;

• - по физической природе компонентов сплава;

• - по температуре плавления;

• - по технологии переработки и т. д.

• Обобщая изложенное выше о металлах и сплавах металлов, нужно еще раз подчеркнуть основные общие требования, предъявляемые к сплавам металлов, применяемым в клинике ортопедигеской стоматологии:

• 1) биологическая индифферентность и антикоррозионная стойкость к воздействию кислот и щелочей в небольших концентрациях;

• 2) высокие механические свойства (пластичность, упругость, твердость, высокое сопротивление износу и др.);

• 3) наличие набора определенных физических (невысокой температуры плавления, минимальной усадки, небольшой плотности и т. д.) и технологических свойств (ковкости, текучести при литье и др.), обусловленных конкретным назначением.

• Металлический каркас зубного протеза - это его основа, которая должна полностью противостоять жевательным нагрузкам. Кроме того, он должен перераспределять и дозировать нагрузку, обладать определенными деформационными свойствами и не менять своих первоначальных свойств в течение длительного времени функцио­нирования зубного протеза.

• То есть, кроме общих требований, к сплавам предъявляются и специфические требования.

• Если сплав металлов предназначен для облицовывания керамикой, ему необходимо отвечать следующим специфическим требованиям:

• 1) быть способным к сцеплению с фарфором ;

• 2) температура плавления сплава должна быть выше температуры обжига фарфора;

• 3) коэффициенты термического расширения (КТР) сплава и фарфора должны быть сходными.

• Особенно важно соответствие коэффициентов термического расширения двух материалов, что предупреждает возникновение силовых напряжений в фарфоре, которые могут привести к отколу или трещине покрытия.

• В среднем коэффициент термического расширения у всех типов сплавов, которые используются для облицовывания керамикой колеблется от 13,8 х 11 до 14,8 х 1

• Как указывалось выше, применяющиеся в ортопедической стоматологии сплавы делятся на 2 основные группы - благородные и неблагородные.

Сплавы на основе благородных металлов подразделяются на:

• - золотые;

• - золото-палладиевые;

• - серебряно-палладиевые.

Сплавы металлов благородных групп имеют лучшие литейные свойства и коррозионную стойкость, однако по прочности уступают сплавам неблагородных металлов.

Сплавы на основе неблагородных металлов включают:

• - хромоникелевую (нержавеющую) сталь;

• - кобальтохромовый сплав;

• - никелехромовый сплав;

• - кобальтохромомолибденовый сплав;

• - сплавы титана;

• - вспомогательные сплавы алюминия и бронзы для временного пользования. Кроме того, применяется сплав на основе свинца и олова, отличающийся легкоплавкостью.

• Сплавы золота, платины и палладия

• Указанные сплавы обладают хорошими технологическими свойствами, устойчивы к коррозии, прочны, токсикологически инертны. К ним реже, чем к другим металлам, проявляется идиосинкразия .

• Чистое золото - мягкий металл. Для повышения упругости и твердости в его состав добавляются так называемые лигатурные металлы - медь, серебро, платина.

• Сплавы золота различаются по проценту его содержания. Чистое золото в метрической пробирной системе обозначается 1000-й пробой. В России до 1927 г. существовала золотниковая пробирная система. Высшая проба в ней соответствовала 96 золотникам. Известна такжеанглийская каратная система, в которой высшей пробой являются 24 карата .

• Сплав золота 900-й пробы используется при протезировании коронками и мостовидными протезами. Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23, 25 мм и блоков по 5 г. Содержит 90% золота, 6% меди и 4% серебра. Температура плавления равна 1063° С. Обладает пластичностью и вязкостью, легко поддается штамповке, вальцеванию, ковке, а также литью.

Сплав золота 750-й пробы применяется для каркасов дуговых (бюгельных) протезов, кламмеров, вкладок. Содержит 75% золота, по 8% меди и серебра, 9% платины. Обладает высокой упругостью и малой усадкой при литье. Эти качества приобретаются за счет добавления платины и увеличения количества меди. Сплав золота 750-й пробы служит припоем , когда в него добавляется 5-12 % кадмия . Последний снижает температуру плавления припоя до 800° С. Это дает возможность расплавлять его, не оплавляя основные детали протеза.

• Отбелом для золота служит соляная кислота (10-15%).

Супер-ТЗ - это «твердое золото», термически упрочняемый износостойкий сплав, который содержит 75% золота и имеет красивый желтый цвет. Он универсален и технологичен - может использоваться для штампованных и литых стоматологических конструкций: коронок и мостовидных протезов. Из данного вида сплава изготавливаются также золотые иглы для акупунктуры.

золото-палладиевого сплава Суперпал. .

• Впервые в России начат выпуск золото-палладиевого сплава для металлокерамических зубных протезов Суперпал. Состав сплава (60% палладия, 10% золота) защищен российским патентом, соот­ветствует международным стандартам и обладает хорошими свойствами .

• За рубежом для нужд ортопедической стоматологии производятся сплавы драгоценных металлов с различным содержанием золота и драгоценных металлов, которые в связи с этим имеют разные механические свойства.

• Фирма «Галеника» (Югославия) рекомендует использовать М-Паладор - сплав золота, палладия и серебра для несъемных протезов. Устойчив к воздействию химических элементов, не вступает в химические реакции в полости рта, не содержит в своем составе никель, бериллий и кадмий. Температура плавления составляет 1090° С, плотность - 11,5 г/ см3.

Фирмой «Сандр и Мето» (Швейцария) разработан сверхтвердый сплав V-Классик с высоким содержанием золота. Сплав не содержит галлия, кобальта, хрома, никеля и бериллия. Доля неблагородных металлов в сплаве не превышает 2%. Сплав предназначен прежде всего для металлокерамических протезов. В связи с хорошим коэффициентом термического расширения он совместим с такими керамическими массами, как Биодент, Керамике, Дуцерам, Вита, Вивадент и др.

• Фирмой «Дегусса» (Германия) разработаны надежные сверх­твердые золотопалладиевые сплавы Стабилор-G и Стабилор-GL для коронок и мостовидных протезов с уменьшенным содержанием золота. Они стабильны в полости рта, имеют высокую прочность и легко обрабатываются, в том числе и в приборе (аппарате) для электролитической полировки.

Альтернативой сплавов благородных металлов для литых коронок и мостовидных протезов, в которых доля золота составляет 60%, является несодержащий бериллия и никеля сплав неблагородных металлов Санбёрст (фирма «Уолрд Эллойз и Рефайнин», США). Этот сплав, кроме хороших литейных свойств, полностью соответствует цвету и физическим свойствам 60% сплава золота.

• Этой же фирмой разработан сплав неблагородных металлов Комэнд для создания каркасов металлокерамических протезов. Этот сплав с жесткостью по Виккерсу 220 обладает хорошими литейными свойствами и после полирования приобретает светло-серый цвет.

Сплавы серебра и палладия

• Сплавы серебра и палладия

• Сплав Щ-250 содержит 24,5% палладия, 72,1% серебра. Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23, 25 мм и полос толщиной 0,3 мм.

• Сплав ПД-190 включает 18,5% палладия, 78% серебра. Выпускается в виде дисков толщиной 1 мм при диаметре 8 и 12 мм и лент толщиной 0,5; 1,0 и 1,2 мм.

• Сплав ПД-150 содержит 14,5% палладия и 84,1 % серебра, а сплав ПД-140 - соответственно 13,5% и 53,9%.

• Кроме серебра и палладия, сплавы содержат небольшие количества легирующих элементов (цинк, медь), а для улучшения литейных качеств в сплав добавляют золото.

• По физико-механическим свойствам они напоминают сплавы золота, но уступают им по коррозионной стойкости и темнеют в полости рта, особенно при кислой реакции слюны. Эти сплавы пластичные, ковкие. Применяются при протезировании вкладками, коронками и мостовидными протезами.

• Паяние серебряно-палладиевых сплавов проводится золотым припоем.

• Отбелом служит 10-15% раствор соляной кислоты.

• Компанией «ЗМ» (США) из эластичного сплава серебра и олова освоен выпуск стандартных временных коронок Изо-Форм для защиты моляров и премоляров после их препарирования. Такие коронки не только легко поддаются обработке, но также легко растягиваются и изменяют свою форму при сохранении прочности.

Нержавеющая сталь

• Нержавеющая сталь

• Все сплавы железа с углеродом, которые в результате первичной кристаллизации в равновесных условиях приобретают аустенитную (однофазную) структуру, называют сталями.

• Широкое распространение в промышленности и в быту имеет сталь марки Х18Н9. Для изготовления зубных протезов применяются две марки нержавеющей стали - 20Х18Н9Т и 25Х18Н102С.

• По международным стандартам (ISO) сплавы, содержащие более 1% никеля, признаны токсичными. Известно, что большинство специальных стоматологических сплавов и нержавеющих сталей содержат более 1% никеля. Так, литейный сплав КХС содержит 3-4% ни­келя, Вироп (фирма «Бего», Германия) - около 30%, Бюгодент - 4%, нержавеющие стали - до 10%.

• Примером современного безникелевого сплава может служить Херанеум СЕ и ЕН фирмы «Хереус Кульцер» (Германия). В настоящее время сотрудниками ММСИ [Марков Б. П. и др.] и РАН в эксперименте разработана безникелевая азотсодержащая сталь РС-1 для литых мостовидных и дуговых (бюгельных) протезов.

• Марганец, входящий в состав стали, позволяет повысить прочность, улучшить показатели жидкотекучести. Сталь содержит 0,2% азота, который повышает коррозионную стойкость, твердость (HV 210), стабилизирует аустенит и обеспечивает большой потенциал деформационного упрочнения.

• Азот в твердом растворе улучшает свойства, компенсирует отсутствие никеля, повышает токсикологические свойства. Присутствие азота значительно улучшает характеристики упругости, что обеспечивает стабильность сохранения формы в тонких ажурных конструкциях.

• Сталь дает малую усадку (менее 2%), что также обеспечивает точность и качество отливок. Хром является основным легирующим элементом коррозионностойкой стали, а также растворителем азота и в сочетании с марганцем обеспечивает его необходимую концентрацию в стали [Марков Б. П. и др., 1998].

• Температура плавления нержавеющей стали составляет 1460-1500° С. Для паяния стали используется серебряный припой.

• Из нержавеющей стали 20Х18Н9Т

• - стандартные гильзы, идущие на производство штампо­ванных коронок двенадцати вариантов: 7 х 12 (диаметр-высота); 8 х 12; 9 х 11; 10 х 11; 11 х 11; 12 х 10; 12,5 х 10; 13,5 х 10; 14,5 х 9; 15,5 х 9; 16 х 9; 17 х 10 мм;

• - кламмеры из проволоки круглого сечения (для фиксации частичных съемных пластиночных зубных протезов в полости рта) следующих основных размеров: 1 х 25 (диаметр-длина); 1 х 32; 1,2 х 25; 1,2 х 32 мм;

• - эластичные нержавеющие матрицы для контурных пломб ЭН следующих размеров: 35 х 6 х 0,06 мм; 35 х 7,5 х 0,06 мм и 35 х 8 х 0,06 мм, а также полоски (50 х 7 х 0,06 мм) металлические сепарационные, которые изготавливаются методом холодной штамповки из стальной нержавеющей термообработанной ленты, легко гнутся и не ломаются при изгибе до 120° С.

• Из нержавеющей стали 25Х18Н102С фабричным способом изготавливаются:

• - зубы стальные (боковые верхние и нижние) для паяных несъемных зубных протезов;

• - каркасы стальные для мостовидных протезов с последую­щей их облицовкой полимером.

• Кроме того, из этой стали делают проволоку диаметром от 0,6 до 2,0 мм.

• Фирма «ЗМ» (США) выпускает стандартные коронки из нержавеющей стали для постоянных моляров. Существует 6 размеров коронок (от 10,7 до 12,8 мм с шагом 0,4 мм). Набор содержит 24 или 96 коронок.

Кобальтохромовые сплавы

• Кобальтохромовые сплавы

Основу кобальтохромового сплава (КХС) составляет кобальт (66-67%), обладающий высокими механическими качествами, а также хром (26-30%), вводимый для придания сплаву твердости и повышения антикоррозийной стойкости. При содержании хрома свыше 30% в сплаве образуется хрупкая фаза, что ухудшает механические свойства и литейные качества сплава. Никель (3-5%) повышает пластичность, вязкость, ковкость сплава, улучшая тем самым его технологические свойства.

• Согласно требованиям международного стандарта, содержание хрома, кобальта и никеля в сплавах должно быть в сумме не менее 85%. Эти элементы образуют основную фазу - матрицу сплава.

• Молибден (4-5,5%) имеет большое значение для повышения прочности сплава за счет придания ему мелкозернистости.

• Марганец (0,5%) увеличивает прочность, качество литья, понижает температуру плавления, способствует удалению токсичных сернистых соединений из сплава.

• Многие фирмы США осуществляют легирование бериллием и галлием (2%), но из-за их токсичности в Европе не производят сплавов Данных металлов [Скоков А. Д., 1998].

• Присутствие углерода в кобальтохромовых сплавах снижает температуру плавления и улучшает жидкотекучесть сплава. Подобным действием обладает кремний и азот, в то же время увеличение кремния свыше 1% и азота более 0,1% ухудшает пластичность сплава.

• При высокой температуре обжига керамических масс может произойти выделение углерода из сплава, который, внедряясь в керамику, влечет за собой появление в последней пузырей, что приводит к ослаблению металлокерамической связи.

КХ-Дент и Целлит-К, Виталлиум,

• В настоящее время безуглеродистые отечественные кобальто­хромовые сплавы КХ-Дент и Целлит-К, подобные классическому сплаву Виталлиум, находят широкое применение при протезировании металлокерамическими протезами.

• Температура плавления КХС составляет 1458° С.

• Механическая вязкость сплавов хрома и кобальта в 2 раза выше таковой у сплавов золота. Минимальная величина предела прочности при растяжении, допускаемая спецификацией, составляет 61,7 кН/см2 (6300 кгс/см2).

• Благодаря хорошим литейным и антикоррозийным свойствам сплав используется не только в ортопедической стоматологии для каркасов литых коронок, мостовидных и дуговых (бюгельных) протезов, съемных протезов с литыми базисами, но и в челюстно-лицевой хирургии при проведении остеосинтеза.

• Сплав КХС выпускается в виде цилиндрических заготовок. Опыт его применения дал определенные положительные результаты и позволил начать работы по его совершенствованию. Недавно разработаны и внедрены в серийное производство новые сплавы, в том числе и для цельнолитых несъемных протезов.

• Выпуск сплава на основе кобальта - Целлит-К (осн.- Со; 24% Сг; 5% Мо; С, Si ,V, Nb) - освоен на Украине.

• АО «Суперметалл» (Россия) все выпускаемые сплавы металлов для ортопедической стоматологии делит на 4 основные группы:

• 1) сплавы для литых съемных протезов - Бюгодент;

• 2) сплавы для металлокерамических протезов - КХ-Дент;

• 3) никелехромовые сплавы для металлокерамических протезов - НХ-Дент;

• 4) железоникелехромовые сплавы для зубных протезов - Дентан.

• Бюгодент CCS vac (мягкий) тождественен основному химическому составу отечественного сплава КХС (63% кобальта, 28% хрома, 5% молибдена). В отличие от КХС, выплавляется на чистых шихтовых материалах в высоком вакууме с узкими пределами отклонений составляющих компонентов.

Бюгодент CCN vac (нормальный) содержит 65% кобальта, 28% хрома и 5% молибдена, а также повышенное содержание углерода и не имеет в своем составе никеля. Полностью соответствует медицинским стандартам европейских стран. Прочностные параметры высокие. Основу сплава Бюгодент CCHvac (твердый) составляют кобальт (63%), хром (30%) и молибден (5%). Сплав имеет максимальное содержание углерода - 0,5%, дополнительно легирован ниобием (2%) и не имеет в своем составе никеля. Обладает исключительно высокими упругими и прочностными параметрами.

Основу сплава Бюгодент ССС vac (медь) составляют кобальт (63%), хром (30%), молибден (5%). Химический состав сплава включает в себя медь и повышенное содержание углерода - 0,4%. В результате этого сплав обладает высокими упругими и прочностными свойствами. Наличие меди в сплаве облегчает полирование, а также проведение другой механической обработки протезов из него.

• В состав сплава Бюгодент CCL vac (жидкий), кроме кобальта (65%), хрома (28%) и молибдена (5%), введен бор и кремний. Этот сплав обладает высокой жидкотекучестью, сбалансированными свойствами, которые значительно превышают требования немецкого стандарта DIN 13912. Соответствует медицинским стандартам европейских стран.

Сплавы КХ-Дент .

• Сплавы КХ-Дент предназначены для литых металлических каркасов с фарфоровыми облицовками .

• Окисная пленка, образующаяся на поверхности сплавов, позволяет наносить керамические или ситалловые покрытия с коэффициентом термического расширения (в интервале температур 25-500° С) 13,5-14,2 х 10~6.

• КХ-Дент CNvac (нормальный) содержит 67% кобальта, 27% хрома и 4,5% молибдена. Химический состав модификации CNvac близок к составу модификации CCS, но не содержит углерода и никеля. Это существенно улучшает его пластические характеристики и снижает твердость. Полностью соответствует медицинским стандартам европейских стран.

• Сплав КХ-Дент СБ vac (Bondy) имеет следующий состав: 66,5% кобальта, 27% хрома, 5% молибдена. Сплав обладает хорошим сочетанием литейных и механических свойств. Аналог сплава Бондиллой фирмы «Крупп» (Германия).

• Стомикс - стойкий к коррозии кобальтохромовый сплав, предназначенный для каркасов дуговых (бюгельных) протезов и для облицовки керамикой. Сплав обладает хорошими литейными свойствами (повышенной жидкотекучестью, минимальной усадкой), хорошо обрабатывается стоматологическими абразивами, технологичен на всех этапах протезирования.

Стомикс имеет стабильную окисную пленку и термический коэффициент линейного расширения 14,2 х Ю-6 "С"1 в интервале температур 25-500° С, близкий к таковому у фарфоровых масс, что обеспечивает надежное соединение сплава с фарфоровыми массами. Рассматриваемый сплав имеет достаточную прочность (предел прочности г 700 Н/мм2; предел текучести г 500 Н/мм2), что исключает его деформацию и дает возможность создавать более тонкие, ажурные каркасы протезов.

Никелехромовые сплавы

• Никелехромовые сплавы

• Никелехромовые сплавы, в отличие от хромоникелевых сталей, не содержащие углерода, широко применяются в технологии металлокерамических зубных протезов. К его основным элементам относятся никель (60-65%), хром (23-26%), молибден (6-11%) и кремний (1,5-2%). Наиболее популярным из этих сплавов является Вирон-88 фирмы «Бего» (Германия).

• Не содержащие бериллия и галлия сплавы НХ-Дент на никеле-хромовой основе для качественных металлокерамических коронок и небольших мостовидных протезов обладают высокой твердостью и прочностью. Каркасы протезов из них легко шлифуются и полируются.

• Сплавы обладают хорошими литейными свойствами, имеют в своем составе рафинирующие добавки, что позволяет не только получать качественное изделие при литье в высокочастотных индукционных плавильных машинах, но и использовать до 30% литников повторно в новых плавках.

• Основные компоненты сплава НХ-Дент NS vac (мягкий) - никель (62%), хром (25%) и молибден (10%). Он обладает высокой стабильностью формы и минимальной усадкой, что позволяет производить отливку мостовидных протезов большой протяженности в один прием. Аналог сплава Вирон-88 фирмы «Бего» (Германия).

• Модификация сплава НХ-Дент NS vac имеет торговое название НХ-Дент NL vac (жидкий) и содержит 61% никеля, 25% хрома и 9,5% молибдена. Этот сплав обладает хорошими литейными свойствами, позволяющими получать отливки с тонкими, ажурными стенками.

• Современные сплавы типа Дентан разработаны взамен литейных нержавеющих сталей 12Х18Н9С и 20Х18Н9С2, Эти сплавы обладают существенно более высокой пластичностью и коррозионной стойкостью за счет того, что в их составе почти в 3 раза больше никеля и на 5% больше хрома.

• Сплавы имеют хорошие литейные свойства - малую усадку и хорошую жидкотекучесть . Очень податливы в механической обработке. Сплавы на основе железа, никеля и хрома используются для литых одиночных коронок, литых коронок с пластмассовой облицовкой.

Сплав Дентан D

• Сплав Дентан D содержит 52% железа, 21% никеля, 23% хрома. Он обладает высокой пластичностью и коррозионной устойчивостью и имеет хорошие литейные свойства - небольшую усадку и хорошую жидкотекучесть.

• Основу сплава Дентан DM составляют 44% железа, 27% никеля, 23% хрома и 2% молибдена. В состав сплава дополнительно введено 2% молибдена, что повысило его прочность в сравнении с предыдущими сплавами, при сохранении того же уровня обрабатываемости, жидкотекучести и других технологических свойств.

Хорошо известна роль оксидной пленки, обусловливающей химическую связь между металлом и керамикой. Однако для некоторых никелехромовых сплавов наличие оксидной пленки может иметь отрицательное значение, поскольку при высокой температуре обжига окислы никеля и хрома растворяются в фарфоре, окрашивая его. Возрастание количества окиси хрома в фарфоре приводит к пониже­нию его коэффициента термического расширения, что может явиться причиной откалывания керамики от металла.

• Фирмой «Галеника» (Югославия) выпускается Комохром - сплав кобальта, хрома и молибдена для каркасов съемных зубных протезов. Этот сплав не содержит никель и бериллий, обладает хорошими физико-химическими свойствами. Температура плавления его составляет 1535° С, плотность сплава достигает 8,26 г/см3.

• Фирма «Бергер» предлагает сплав из неблагородных металлов Гуд Фит, который имеет хорошие технологические свойства и безопасное применение. Материал не провоцирует электрохимические нарушения в полости рта.

Сплавы титана

• Сплавы титана

Сплавы титана обладают высокими технологическими и физико-механическими свойствами, а также токсикологической инертностью. Титан марки ВТ-100 листовой используется для штампованных коронок (толщина 0,14-0,28 мм), штампованных базисов (0,35-0,4 мм) съемных протезов, каркасов титанокерамических протезов [Рогожников Г. И.и др.,1991; Е. В. Суворина, 2001], имплантатов различных конструкций . Для имплантации применяется также титан ВТ-6.

• Для создания литых коронок, мостовидных протезов, каркасов дуговых (бюгельных), шинирующих протезов, литых металлических базисов применяется литьевой титан ВТ-5Л. Температура плавления титанового сплава составляет 1640° С.

В зарубежой специальной литературе существует точка зрения, по которой титан и его сплавы выступают альтернативой золоту. При контакте с воздухом титан образует тонкий инертный слой оксида. К его другим достоинствам относятся низкая теплопроводность и способность соединяться с композиционными цементами и фарфором. Недостатком является трудность получения отливки (чистый титан плавится при 1668° С и легко реагирует с традиционными формовочными массами и кислородом). Следовательно, он должен отливаться и спаиваться в специальных приборах в бескислородной среде.

Разрабатываются сплавы титана с никелем, которые можно отливать традиционным методом (такой сплав выделяет очень мало ионов никеля и хорошо соединяется с фарфором). Новые методы создания несъемных протезов (в первую очередь коронок и мостовидных протезов) по технологии CAD/САМ (компьютерное моделирование/компьютерное фрезерование) сразу устраняет все проблемы литья. Определенные успехи достигнуты и отечественными учеными [Рогожников Г. И., 1999; Суворина Е. В., 2001].

• Съемные зубные протезы с тонколистовыми титановыми базисами толщиной 0,3-0,7 мм имеют следующие основные преимущества перед протезами с базисами из других материалов:

• - абсолютную инертность к тканям полости рта, что полностью исключает возможность аллергической реакции на никель и хром, входящие в состав металлических базисов из других сплавов;

• - полное отсутствие токсического, термоизолирующего и аллергического воздействия, свойственного пластмассовым базисам;

• - малую толщину и массу при достаточной жесткости базиса благодаря высокой удельной прочности титана;

• - высокую точность воспроизведения мельчайших деталей рельефа протезного ложа, недостижимую для пластмассовых и литых базисов из других металлов;

• - существенное облегчение в привыкании пациента к протезу;

• - сохранение хорошей дикции и восприятия вкуса пищи. Применение в стоматологии получили пористый титан, а также никелид титана, обладающий памятью формы в качестве материа­лов для имплантатов [Миргазизов М. 3. и др., 1991].

• Был период, когда в стоматологии получило распространение покрытие металлических протезов нитридом титана, придающее золотистый оттенок стали и КХС и изолирующее, по мнению авторов метода, линию паяния. Однако эта методика не получила широкого применения по следующим причинам [Гаврилов Е. И., 1987]:

• 1) покрытие нитрид-титаном несъемных протезов базируется на старой технологии, т. е. штамповке и пайке;

• 2) при применении протезов с нитрид-титановым покрытием используется старая технология протезов, таким образом, квалификация стоматологов-ортопедов не повышается, а остается на уровне 50-х годов;

3)

3) протезы с нитрид-титановым покрытием неэстетичны и рассчитаны на дурной вкус некоторой части населения. Наша задача - не подчеркивать дефект зубного ряда, а скрывать его. И с этой точки зрения данные протезы неприемлемы. Золотые сплавы тоже имеют недостатки эстетического характера. Но приверженность ортопедов-стоматологов к золотым сплавам объясняется не их цветом, а технологичностью и большой устойчивостью к воздействию ротовой жидкости;

• 4) клинические наблюдения показали, что нитрид-титановое покрытие слущивается, иначе говоря, это покрытие имеет ту же судьбу, что и другие биметаллы;

• 5) следует иметь в виду, что интеллектуальный уровень наших пациентов значительно возрос, а вместе с этим повысились требования к внешнему виду протеза. Это идет вразрез с попытками некоторых ортопедов найти суррогат золотого сплава;

• 6) причины появления предложения - покрытие несъемных протезов нитрид-титаном - заключаются, с одной стороны, в отсталости материально-технической базы ортопедической стоматологии, а с другой - в недостаточном уровне профессиональной культуры некоторых врачей-стоматологов.

• К этому можно добавить большое количество токсико-аллергических реакций организма пациентов на нитрид-титановое покрытие несъемных протезов.

• Контрольные вопросы (обратная связь)

• На какие группы делятся сплавы металлов?

• Какие требования предъявляются сплавам металлов?

• Какие свойства сплавов золота, платины и палладия?

• Какие свойства сплавов серебра и палладия. Нержавеющая сталь?

• Какие свойства кобальтохромового сплава, никеле-хромового сплава, сплава

Литература

• Литература

• Основная:

• Аболмасов Н.Г., Аболмасов Н.Н., Бычков В.А., Аль-Хаким А. Ортопедическая стоматология М, 2007. – 496 с.

• В.Н Копейкин Руководство по ортопедической стоматологии.., М., 2004.- 495 с.

• Трезубов В.Н., Щербаков А.С., Мишнёв Л.М. Ортопедическая стоматология (факультетский курс)- СПб. 2002 – 576 с.

• Рузуддинов С.Р., Темирбаев М.А., Алтынбеков К.Д. Ортопедическая стоматология., Алматы, 2011. – 621 с.

• Дополнительная:

• И.Ю. Лебеденко, С.Х. Каламкаров Ортопедическая стоматология. Алгоритмы диагностики и лечения. М.- 2008. – 96 с.

• В.Н. Трезубов, Л.М. Мишнев, Е.Н. Жулев. Ортопедическая стоматология. Прикладное материаловедение.- М, 2008. – 473 с.

• Алтынбеков К.Д. Тіс протездерін дайындауда колданылатын құрал-жабдықтар мен материалдар. – А, - 2008. – 380 б.

• А.П. Воронов, И.Ю. Лебеденко, И.А. Воронов «Ортопедическое лечение больных с полным отсутствием зубов». – М, 2006, 320 с.

• Ибрагимов Т.И. Актуальные вопросы ортопедической стоматологии: учебное пособие.

• 2007-256с.

• Афанасьев В.В., Останин А.А. Военная стоматология и челюстно-лицевая хирургия. ГЭОТАР-Медиа 2009-240с.

• В. Л. Параскевич. Дентальная имплантология. 2006-400с.

• Л. М. Цепов, А. И. Николаев, Е. А. Диагностика, лечение и профилактика заболеваний пародонта: практическое пособие. 2008-272с.

• Янушевич О.О., Гринин В.М., Почтаренко В.А., Рунова Г.С. / Под ред. О.О. Янушевича Заболевания пародонта. Современный взгляд на клинико-диагностические и лечебные аспекты. Серия "Библиотека врача-специалиста", ГЭОТАР-Медиа 2010-160с.

Кобальтохромовые сплавы

Кобальтохромовые сплавы марки КХС

кобальт 66-67%, придающий сплаву твердость, улучшая, таким образом, механические качества сплава.

хром 26-30%, вводимый для придания сплаву твердости и повышения антикоррозийной стойкости, образующего пассивирующую пленку на поверхности сплава.

никель 3-5%, повышающий пластичность, вязкость, ковкость сплава, улучшая тем самым технологические свойства сплава.

молибден 4-5,5%, имеющий большое значения для повышения прочности сплава за счет придания ему мелкозернистости.

марганец 0,5%, увеличивающий прочность, качество литья, понижающий температуру плавления, способствующий удалению токсических зернистых соединений из сплава.

углерод 0,2%, снижающий температуру плавления и улучшающий жидкотекучесть сплава.

кремний 0,5%, улучшающий качество отливок, повышающий жидкотекучесть сплава.

железо 0,5%, повышающий жидкотекучесть, увеличивающий качество литья.

азот 0,1%, снижающий температуру плавления, улучшающий жидкотекучесть сплава. В то же время увеличение азота более 1% ухудшает пластичность сплава.

бериллий 0-1,2%

алюминий 0,2%

СВОЙСТВА: КХС обладает высокими физико-механическими свойствами, относительно малой плотностью и отличной жидкотекучестью, позволяющей отливать ажурные зуботехнические изделия высокой прочности. Температура плавления составляет 1458С, механическая вязкость в 2 раза выше таковой у золота, минимальная величина предела прочности при растяжении составляет 6300 кгс/см 2 . Высокий модуль упругости и меньшая плотность (8 г/см 3) позволяют изготавливать более легкие и более прочные протезы. Они также устойчивее против истирания и длительнее сохраняют зеркальный блеск поверхности, приданный полировкой. Благодаря хорошим литейным и антикоррозийным свойствам сплав используется в ортопедической стоматологии для изготовления литых коронок, мостовидных протезов, различных конструкции цельнолитых бюгельных протезов, каркасов металлокерамических протезов, съемных протезов с литыми базисами, шинирующих аппаратов, литых кламмеров.

ФОРМА ВЫПУСКА: выпускается в виде круглых заготовок массой 10 и 30г, упакованных по 5 и 15 шт.

Все выпускаемые сплавы металлов для ортопедической стоматологии делятся на 4 основные группы:

Бюгоденты - сплавы для литых съемных протезов.

КХ-Денты - сплавы для металлокерамических протезов.

НХ-Денты - никелехромовые сплавы для металлокерамических протезов.

Дентаны - железоникелехромовые сплавы для зубных протезов.

1. Бюгоденты. Являются многокомпонентным сплавом.

СОСТАВ: кобальт, хром, молибден, никель, углерод, кремний, марганец.

СВОЙСТВА: плотность - 8,35г/см 3 , твердость по Бринеллю - 360-400 НВ, температура плавления сплава - 1250-1400С.

ПРИМЕНЕНИЕ: используется для изготовления литых бюгельных протезов, кламмеров, шинирующих аппаратов.

Бюгодент CCS vac (мягкий) - содержит 63% кобальта, 28% хрома, 5% молибдена.

Бюгодент CCN vac (нормальный) - содержит 65% кобальта, 28% хрома, 5% молибдена, а также повышенное содержание углерода и не имеет в своем составе никеля.

Бюгодент CCH vac (твердый) - основу составляет кобальт - 63%, хром - 30% и молибден - 5%. Сплав имеет максимальное содержание углерода - 0,5%, дополнительно легирован ниобием - 2% и не имеет в своем составе никеля. Обладает исключительно высокими упругими и прочностными параметрами.

Бюгодент ССC vac (медь) - основу составляет кобальт - 63%, хром - 30%, молибден - 5%.Химический состав сплавов включает в себя медь и повышенное содержание углерода - 0,4%. В результате этого сплав обладает высокими упругими и прочностными свойствами. Наличие мели в сплаве облегчает полирование, а также проведение другой механической обработки протезов из него.

Бюгодент CCL vac (жидкий) - в состав сплава кроме кобальта - 65%, хрома - 28% и молибдена - 5% введен бор и кремний. Этот сплав обладает великолепной жидкотекучестью, сбалансированными свойствами.

2. КХ-Денты

ПРИМЕНЕНИЕ: используются для изготовления литых металлических каркасов с фарфоровыми облицовками. Окисная пленка, образующаяся на поверхности сплавов, позволяет наносить керамические или ситалловые покрытия. Различают несколько видов данного сплава: CS, CN, CB, CC, CL, DS, DM.

КХ-Дент CN vac (нормальный ) содержит 67% кобальта, 27% хрома и 4,5% молибдена, но не содержит углерода и никеля. Это существенно улучшает его пластические характеристики и снижает твердость.

КХ-Дент CB vac (Bondy) имеет следующий состав: 66,5% кобальта, 27% хрома, 5% молибдена. Сплав обладает хорошим сочетанием литейных и механических свойств.

3. НХ-Денты

СОСТАВ: никель - 60-65%; хром - 23-26%; молибден - 6-11%; кремний - 1,5-2%; не содержат углерода.

Сплавы НХ-Дент на никелехромовой основе

ПРИМЕНЕНИЕ: для качественных металлокерамических коронок и небольших мостовидных протезов обладают высокой твердостью и прочностью. Каркасы протезов легко шлифуются и полируются.

СВОЙСТВА: сплавы обладают хорошими литейными свойствами, имеют в своем составе рафинирующие добавки, что позволяет не только получать качественное изделие при литье в высокочастотных индукционных плавильных машинах, но и использовать до 30% литников повторно в новых плавках. Различают несколько видов данного сплава: NL, NS, NH.

НХ-Дент NS vac (мягкий ) - в своем составе содержит никель - 62%, хром - 25% и молибден - 10%. Он обладает высокой стабильностью формы и минимальной усадкой, что позволяет производить отливку мостовидных протезов большой протяженности в один прием.

НХ-Дент NL vac (жидкий ) - содержит 61% никеля, 25% хрома и 9,5% молибдена. Этот сплав обладает хорошими литейными свойствами, позволяющими получить отливки с тонкими, ажурными стенками.

4.Дентаны

СВОЙСТВА: сплавы типа Дентан разработаны взамен литейных нержавеющих сталей. Они обладают существенно более высокой пластичностью и коррозионной стойкостью за счет того, что в их составе почти в 3 раза никеля и на 5% больше хрома. Сплавы имеют хорошие литейные свойства - малую усадку и хорошую жидкотекучесть. Очень податливы в механической обработке.

ПРИМЕНЕНИЕ: используются для изготовления литых одиночных коронок, литых коронок с пластмассовой облицовкой. Различают несколько видов данного сплава: DL, D, DS, DM.

Дентан D содержит 52% железа, 21% никеля, 23% хрома. Обладает высокой пластичностью и коррозионной устойчивостью, имеет небольшую усадку и хорошую жидкотекучесть.

Дентан DM содержит 44% железа, 27% никеля, 23% хрома и 2% молибдена. В состав сплава дополнительно введен молибден, что повысило его прочность в сравнении с предыдущими сплавами, при сравнении того же уровня обрабатываемости, жидкотекучести и других технологических свойств.

Для некоторых никелехромовых сплавов наличие оксидной пленки может иметь отрицательное значение, поскольку при высокой температуре обжига окислы никеля и хрома растворяются в фарфоре, окрашивая его. Возрастание количества окиси хрома в фарфоре приводит к понижению его коэффициента термического расширения, что может явиться причиной откалывания керамики от металла.

Сплавы титана

СВОЙСТВА: сплавы титана обладают высокими технологическими и физико-механическими свойствами, а также биологической инертностью. Температура плавления титанового сплава составляет 1640С. Изделия из титана обладают абсолютной инертностью к тканям полости рта, полным отсутствием токсического, термоизолирующего и аллергического воздействия, малой толщиной и массой при достаточной жесткости базиса благодаря высокой удельной прочности титана, высокой точностью воспроизведения мельчайших деталей рельефа протезного ложа.

ВТ-100 листовой - используется для изготовления штампованных коронок (толщина 0,14-0,28мм), штампованных базисов (0,35-0,4мм) съемных протезов.

ВТ-5Л - литьевой - используется для изготовления литых коронок, мостовидных протезов, каркасов бюгельных шинирующих протезов, литых металлических базисов.

Люди, вследствие определенных обстоятельств утратившие один или несколько зубов, всерьез задумываются о том, как вернуть себе красивую улыбку и вновь радовать окружающих ровными, белоснежными зубами. По словам стоматологов, самой передовой технологией восстановления зубов на сегодняшний день является имплантация.

Преимущества имплантации зубов

Современная медицина уже довольно давно применяет метод имплантации, где имплант выполняет роль корня зуба. По сути, это штифт, который ввинчивают в костную ткань, а после его вживления устанавливают сверху коронку либо зубной мост.

Вживление имплантов имеет немало преимуществ перед прочими вариантами установки зубных протезов. Во-первых, имплантация не требует обточки здоровых зубов и создания зубных мостов. Во-вторых, импланты являются отличной альтернативой съемным протезам, полностью избавляя от дискомфорта, которыми «славятся» последние. А ведь некоторые пациенты совсем не могут носить вставную челюсть из-за повышенной чувствительности слизистой полости рта. У таких людей попросту нет другой альтернативы, кроме установки импланта.

Нельзя не отметить и тот факт, что имплантация является единственным методом, который позволяет получить почти абсолютное сходство с утраченным естественным зубом, что особенно важно при протезировании передних (фронтальных) зубов.

Выбор материала при имплантации зуба

Имплантация является сложной хирургической процедурой, которая сопряжена с определенными рисками. Чтобы минимизировать их важно со всей ответственностью подойти к выбору имплантируемого материала, ведь организм может попросту отторгнуть внедряемый материал.

Не секрет, что устанавливаемому протезу придется постоянно подвергаться нагрузкам, а потому материал, из которого он выполнен, должен иметь подходящие механические характеристики и хорошую совместимость с костными тканями. В настоящее время этим требованиям в большей степени удовлетворяют титан и цирконий. Каждый из названных материалов обладает как преимуществами, так и недостатками, а потому рассмотрим причины выбора каждого из них.

Титановые зубные импланты

Титан используется в качестве материала для изготовления зубных имплантов уже не один десяток лет, и до последнего времени являлся безальтернативно лучшим материалом для данных изделий. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на преимущества этого металла:

• высокая прочность и пластичность, вязкость и ударная устойчивость;
• наличие оксидной пленки на поверхности титана, которая защищает металл от разрушения;
• хорошая приживаемость титана к костным тканям, а значит, низкая вероятность отторжения материала в силу его биологической инертности;
• нетоксичность металла и его оксида для организма;
• отсутствие вкуса;
• низкая способность провоцировать аллергические реакции;
• малый вес, благодаря которому пациент практически не ощущает утяжеления челюсти с установленным на ней титановым имплантом;
• возможность проводить КТ и МРТ, так как титан не относится к ферромагнетикам и не нагревается в процессе процедуры;
• быстрое срастание с костной тканью;
• срок службы более 30 лет.

Стоит сказать, что для удешевления продукта некоторые производители выпускают сплав титана с алюминием. Такие импланты стоят гораздо дешевле, однако наличие той или иной примеси заметно снижает срок службы протеза, уменьшает вероятность приживления и может сопровождаться рядом других побочных эффектов. Именно поэтому если вы желаете установить именно титановый имплант, выбирайте продукцию с маркой титана не ниже «Град 5».

Даже учитывая перечисленные преимущества титана, при некоторых заболеваниях данный металл противопоказан к установке. В этот список входят:

• сахарный диабет (возникают проблемы с регенерацией костей);
• гемофилия и прочие патологии крови;
• болезни щитовидной железы;
• заболевания сердечно-сосудистой системы (ИБС, гипертония и другие);
• болезни соединительной ткани (в т.ч. ревматизм);
• патологии иммунной системы;
• наличие злокачественных опухолей;
• нарушение функции ЦНС;
• туберкулез.

Кроме того, титановые импланты не устанавливаются при тяжелых формах пародонтоза. В случае стоматита, гингивита и воспалительных процессов в корнях зубов, имплант устанавливается, но только после излечения заболеваний.

Стоит учитывать, что организм некоторых пациентов просто не переносит внедрения металла в ткани. Таким лицам для протезирования необходимо использовать другой материал, не относящийся к металлам. Альтернативой в этом случае может выступать диоксид циркония.

Читайте также:

Циркониевые зубные импланты

Импланты из диоксида циркония появились в стоматологии не так давно, однако уже сегодня они заслужили немало лестных оценок профессиональных стоматологов и повсеместно начали вытеснять металлокерамические импланты за счет своих технических и эстетических характеристик.

Первое, что бросается в глаза – белоснежный цвет диоксида циркония. Недаром стоматологи называют его «белое золото». Казалось бы, разве важен цвет импланта, если сверху он скрывается под коронкой? На самом деле, цвет очень важен, так как керамические коронки обладают определенной прозрачностью, а значит, в некоторых случаях через них может просвечиваться металлический каркас. Цирконий в этом случае будет совершенно незаметен, а потому только такой материал может устанавливаться на передние (фронтальные) зубы. А вот титан для этого не годится.

Благодаря этой особенности из диоксида циркония изготавливают абатмент, т.е. связующее звено между имплантом и коронкой. Более того, в современной стоматологии из этого материала нередко изготавливают сами коронки, ведь кроме белоснежного цвета такие протезы способны выдерживать любые перепады температур и максимальные жевательные нагрузки. Цирконий не подвержен повреждениям, сломам и сколам.

Кроме лучшей эстетики, у диоксида циркония есть ряд технических преимуществ, о которых также следует упомянуть. К ним относятся:

• отсутствие необходимости маскировки штифта;
• отсутствие видимой границы на стыке коронки и десны;
• возможность установки импланта при наличии различных заболеваний, в том числе при тяжелом течении пародонтоза;
• лучшая сохранность костной ткани (за счет отсутствия металла);
• возможность проходить процедуры КТ и МРТ;
• противомикробные свойства;
• низкая теплопроводность.

Отдельно следует сказать о приживаемости костной ткани и аллергических реакциях на имплант из диоксида циркония. Данный материал не относится к металлам, благодаря чему его рекомендуют устанавливать даже аллергикам. К тому же, цирконий лучше приживается и реже отторгается тканями организма. Некоторые эксперты заявляют о практически 100% приживаемости зубных имплантов из циркония.

Справедливости ради скажем, что протезы из титана тоже великолепно приживаются и редко отторгаются организмом. Негативные отзывы, связанные с этим материалом, относятся, скорее, к дешевым сплавам титана с ванадием и алюминием, которые действительно, нередко вызывают отторжение.

Если говорить о сроках службы, то имплант из диоксида циркония гарантированно будет стоять в течение 20–25 лет, что несколько меньше, чем титановый протез (30 лет). Однако данное преимущество титановых имплантов довольно условное, ведь применять цирконий в качестве основы для зуба стали не так давно, а значит прошло еще мало времени, чтобы окончательно установить срок действия таких имплантов. С другой стороны, малая изученность материала все же его минус, т.к. с годами могут выявиться и новые побочные эффекты.

Очевидным минусом импланта из диоксида циркония является его высокая цена, которая в несколько раз превосходит по стоимости изделия из титана.

Есть и еще один важный момент. Мы уже упоминали о том, что цирконий великолепен в качестве импланта на передние зубы. Однако если мы говорим о жевательных (молярных) зубах, то здесь оптимальным материалом для импланта является именно титан. Такие зубы, в силу своего расположения, подвергаются наибольшей нагрузке при жевании, а значит, к материалу для вживляемого зуба предъявляются повышенные требования. Титан соответствует им всем. А если учесть еще и гораздо меньшую стоимость в сравнении с цирконием, становится понятно, что лучшего материала для жевательных зубов, чем титан, просто не найти.

Резюмируя все вышеописанное, можно сказать, что титан и цирконий являются лучшими биоинертными материалами для изготовления имплантов зуба. По некоторым характеристикам цирконий более универсальный и надежный в сравнении с титаном. Однако высокая цена таких изделий нередко уравновешивает данные материалы в глазах потребителя. В любом случае, при отсутствии противопоказаний выбор всегда остается за покупателем.
Здоровья вам и красоты!

Рекомендуем почитать

Свойства крови

Английская сказка Jack and the Beanstalk Джек и волшебные бобы читать

Лейкоциты

Проверка медицинской книжки

Капилляры, вены и артерии

Почему нельзя говорить аллах акбар?

Анализы крови

Волчье лыко: описание кустарника, фото

Профилактика

Белый гриб условно съедобный

Группы крови

Как определить лицо глагола?