Мы всегда на пульсе вашего стоматологического здоровья


    Услуги Статьи Вопросы
LiveZilla Live Help


Современные, усиленные лейцитом, керамические массы. Часть 1.

Современная стоматологическая практика постоянно развивается. Качества материалов улучшаются, методики совершенствуются. Новая, не содержащая металла, усиленная лейцитом керамика отличается высокими эстетическими качествами. Отсутствие металла или алюминиевого каркаса устраняет малейшее отражение света в протезе. Свет может свободно циркулировать, проходить сквозь протез, как у естественного зуба. Таким образом, благодаря отсутствию металла уменьшается феномен метамерии, характерный для металлокерамических протезов. Все эти свойства нового керамического материала обеспечивают хорошее качество керамической реставрации и облегчают работу зубного техника.

Удовлетворение испытывают и пациенты, эстетические запросы которых постоянно возрастают.
С июня 1990 года мы применяем в зуботехнической лаборатории систему IPS-Empress фирмы Ivoclar. Материал легко обрабатывается, не требует освоения новых методик, так как может использоваться опыт работы с выгорающим воском, допускает применение методики послойного нанесения керамики благодаря моделированию ядра, которое уже в глубине реставрации определяет ее цвет. Еще одно преимущество мы видим в том, что при изготовлении коронок можно работать на гипсовой модели, не используя огнеупорную культю, изготовление которой связано с затратами времени из-за обязательно обжига керамики в печи. Кроме того, отсутствует опасность деформации материала вследствие многочисленных, следующих один за другим, обжигов, что имеет место при работе с огнеупорными моделями препарированных зубов, когда при моделировании контактных точек, при коррекции цвета или окклюзии протез приходится повторно обжигать.

IPS-Empress: новая технология в керамике исторический обзор Греческое слово "keramos" означает глиняное изделие или "обожженный материал". Огонь известен человеку более 400 000 лет. "Обожженный материал" был открыт случайно, его первые образцы датированы 23 000 годом до н. э.
Эти первые простые предметы из земли и глины положили начало применению керамики в каменном веке, а затем и в веке современных технологий и исследования космоса. Считается, что французский химик Duchateau в 1776 году впервые использовал керамику в стоматологии. Парижский зубной врач Dubois de Chemant развил эту идею, изготовив 1788 году первые керамические зубы. В начале нашего века С. Н. Land представил керамическую жакетную коронку.

Материал
Общее — краткий обзор Для изготовления цельнокерамических реставраций необходим бесцветный исходный материал, имеющий достаточную прозрачность и минимальную пористость. Кроме того, материал должен обладать следующими свойствами:
- простотой обработки;
- точностью воспроизведения восковых моделей и высокой прочностью при последующих обжигах (нанесение красок, обжиге-глазуровании)
- достаточной прочностью на излом, чтобы противостоять жевательной нагрузке;
- химической резистентностью в среде полости рта.

Состав Керамика, удовлетворяющая указанным требованиям, изготавливает из 2 основных стекломасс обозначаемых ТІ4+. Керамическая система включает следующие материалы:
- керамику, изготовленную методом прессования, для техники моделирования эффект-масс;
- керамику, изготовленную методом прессования, для техники послойного нанесения;       
- эффект-массы;
- корректурные массы;
- послойнонаносимые керамические массы;
- глазуровочные массы.

Указанные материалы изготавливаются из одной единственной исходной стекломассы или из смеси многих масс, а также с добавлением красителей, флуоресцентных  компонентов и других наполнителей для повышения точки размягчения.

Состав базисного расплава стекла (% вес)

Оксиды

Расплавы 1

Расплавы 2

SiO2

63,0

61,0

Аl2

17,7

14,3

К2О

11,2

10,1

Na2О

4,6

8,0

В2Оз

0,6

0,6

СеО2

0,4

0,9

СаО

1,6

3,3

ВаО

0,7

1,5

ТiO2

0,2

0,3

Благодаря темперированию (температура - время) аморфное стекло превращается в частично кристаллическую стеклокерамику. Изменяя параметры этого процесса, можно изменить свойства материала в соответствии с компонентами системы.

Микроструктура
Характерные свойства керамического материала прежде всего определяются его структурой как на атомном уровне, так и по размерам в микрометрах. На уровне атомов в керамике представлены 2 вида связей: ионная и ковалентная. При ионной связи один атом отдает электрон соседнему атому и становится положительно заряженным, в то время как другой атом принимающий электрон, получает отрицательный заряд. Противоположные заряды ионов удерживают атомы вещества вместе. При ковалентной связи один или несколько электронов отделяются от соседних атомов.

Несмотря на то, что электростатические силы притяжения между соседними атомами выражены слабее, чем при ионной связи, ковалентные  связи имеют определенные направления и затрудняют смещение атома.  Следует заметить: самый твердый материал, алмаз, состоит из ковалентно связанных атомов углерода. Независимо от типа связи атомы могут разделяться на группы. Из образований, регулярно повторяющихся во всем материале, образуется кристалл. Во многих случаях подобные комбинации атомов создавать аморфную или кристаллическую структуру. Это зависит от времени, необходимого для периодического деления в процессе образования. Если, например, расплавленную окись силиция медленно охлаждать, то молекулы SiO2 образуют макроскопическую решетку для образования кристаллов кварца. Если имеет место быстрое охлаждение, у молекулы SiO2 нет времени для образования кристаллической решетки. В результате получается беспорядочное "застывшее" образование, являющееся аморфной структурой, т. е. стеклом.

Разнообразие атомных структур, большие возможности взаимозаменяемости и соединения химических элементов создают условия для получения разнообразных керамических материалов, отличающихся разными свойствами. Атомная структура керамики придает ей химическую стабильность, обеспечивающую невосприимчивость керамики к внешним влияниям.

Прочность атомных связей объясняется высокая точка плавления керамики, ее высокие твердость и прочность. К сожалению, стабильность атомных связей препятствует легкому скольжению атомов друг над другом. По этой причине материал не деформируется под воздействием внешних сил при комнатной температуре. Кроме того, керамика хорошо выдерживает нагрузки до определенного порога, при превышении которого  связи внезапно ослабевают, и материал разрушается. Из-за хрупкости керамические материалы не выдерживают растягивания и нагрузок на излом. Причина заключается в том, что компрессионная нагрузка способствует закрытию возникших трещин, а растяжение или излом открывает и увеличивает трещины.

Керамические материалы могли бы быть прочнее, если бы можно было избежать дефектов, возникающих при их изготовлении или механической нагрузке. Любое напряжение концентрируется прежде всего в местах наличия дефектов. Так как керамика не обладает достаточной способностью деформироваться (что могло бы сгладить напряжение, возникающее в местах дефектов), то критический порог легко превышается, и предмет разрушается. 

Слева: принцип ионной связи. Справа: принцип ковалентной связи.

Вверху: расширение трещины в хрупком материале.

Внизу: расширение трещины в эластичном и пластичном материалах.

С целью повышения прочности стеклянных предметов можно использовать метод, предотвращающий повреждение поверхности и снижающий негативные последствия. Одним из таких методов является закаливание стекла: объект, нагрел до температуры плавления, очень быстро охлаждается холодным воздухом. Поверхность стекла быстро твердеет, в то время кок во внутренних слоях усадка продолжается. В результате на поверхности стекла возникает компрессионная нагрузка, а подслой испытывает напряжение на растяжение, компенсируя компрессионную нагрузку. Трещины в стекле закрываются, их дальнейшее распространение предотвращается. И только если напряжение на растяжение больше компрессионного, возникает опасность поломки. При глазуровании в керамике также может возникнуть компрессионное напряжение, если коэффициент термического расширения глазуровочной массы меньше такового опаковой массы. Эту концепцию образования компрессионного напряжения можно перенести на микроскопический уровень. При выращивании кристаллов, имеющих больший коэффициент термического расширения, чем окружающее стекло, стеклянная матрица на пограничном с кристаллами слое подвергается компрессии. Чем больше разница в расширении между стеклом и кристаллической фазой, тем выше прочность.

Направленная кристаллизация — теоретические основы.
Раньше при изготовлении стекла кристаллизация была одним из неприятных феноменов, то позже ее научились использовать технически. Так появился  материал - стеклокерамика (или витрокерамика). Нежелательная, то есть неправильная кристаллизация технического стекла карактеризуется широким спектром кристаллов разных размеров. У гомогенного стекла часто имеет место условие, при котором превышается критический размер кристалла, и кристалл может расти до неуправляемой величины.

Направленная кристаллизация отличается от ненаправленной  следующими параметрами:
— процент образования ядра кристалла в пределах общего объема стекла высокий и равномерный;
— кристаллы имеют небольшие единые размеры (несколько микрометров).
Характерными для плавящейся стеклокерамики являются ядрообразователи или минерализаторы невысокой концентрации (например, фториды, фосфаты, диоксиды титана и др.). Первая фаза любой направленной кристаллизации в стекле микрофазовое деление при охлаждении расплава. Процессы подобного фазового деления подробно исследованы и описаны.

Типичное превращение стекла в стеклокерамику подразделяется на три фазы:
1. Стекло плавится, измельчается и охлаждается.
2. Стеклянный предмет нагревается до температуры Т1(температуры образования основного кристалла), при которой в период времени t1] образуются кристаллы.
3. По истечении этого периода времени (t1) температура повышаетcя до уровня Т2 (температура кристаллизации). При температуре Т2 период t2 происходит кристаллизация, и из стекла получается стекло-керамика.
Пробы из стекла и темперированного стекла уже при визуальной оценке сильно различаются. Пластины, изготовленные из стекла, — прозрачные; из темперированного стекла — замутненные.

Структурный анализ

Для анализа или контроля тончайшей структуры (морфологии) используют микроскопический структурный анализ. В керамике мы применяем керамографию, производную от металлографии. Дифференцирование структурных фаз мы проводим путем избирательного протравливания. С этой целью используем 0,1—0,5% плавиковую кислоту (НF). Благодаря направленному варьированию концентрации плавиковой кислоты и продолжительности протравливания мы можем определить, как кристаллические фазы, так и их мельчайшие структуры. Так как размеры кристаллов оцениваются в микрометрах, а нас интересует их мельчайшая структура, то самым эффективным аналитическим прибором здесь является растровый электронный микроскоп. При изучении под растровым электронным микроскопом у нетемперированного стекла отмечается отсутствие структуры. Темперированное исходное стекло уже после протравливания (0,5% НF в течение 1 мин) имеет характерную микроструктуру:

Кристаллы с тонкой пластинчатой структурой расположены в аморфной матрице (остаточное стекло).
Микроструктуры, обнаруженные у темперированного стекла, очень напоминают кристаллы насыщенного лейцита, описанные Ваrreiro. После незначительных добавок наполнителей  (<5%) к исходному стеклу получают пресс-керамику. При этом меняется микроструктура, кристаллы становятся меньше и тоньше. Примечательными являются имеющиеся в кристаллах микротрещины. Этот феномен объясняется не только различными КТР лейцита и стекломатрицы, но и сжатиеми, которое происходит в момент преобразования стекла во время охлаждения из в насыщенный лейцит.  Распространение трещин предотвращается, если они встречаются с микротрещинами. Внешние концы микротрещин в лейците округляются после последющего обжига. Подобные микротрещины намеренно создаются у керамических материалов для повышения их прочности на излом.

Радиальные и касательные нагрузки, вызванные различной степенью усадки лейцита и стекла.
Касательная компрессионная нагрузка радиальная нагрузка на растяжение. Состояние напряжений в готовом протезе. 0бразование трещин в лейците «ослабляет» напряжение на растяжение.

Идентификация кристаллов с помощью рентгенографического анализа
Рентгенологические методы исследования применяются с целью идентификации определенных минералов или их мельчайших структур. С помощью камеры и облучения можно провести анализ рентгеновского спектра, получаемого из порошка двух основных расплавов. 

Прочность
Как уже упоминалось, распространение трещин, или вернее их предупреждение, очень важно для прочности керамики. Гомогенные, монолитные материалы допускают распространение трещин, которое невозможно избежать и которое ведет к спонтанному разрушению материала. У гетерогенных материалов другие фазы могут предотвратить рост трещин, в результате их прочность увеличивается. Сейчас можно представить, что у гетерогенной керамики, состоящей из нескольких фаз, после охлаждения возникает анизотропное напряжение. С одной стороны, кристаллы лейцита в отличие от стеклокерамики больше подвержены сжатию (из-за повышенного КТР во время охлаждения). С другой стороны, следует учитывать, что во время термического сжатия происходит преобразование кубического лейцита в тетрагональный насыщенный лейцит, снижающее объем материала на 1,2%. В процессе этого  охлаждения обе фазы (кристаллы лейцита и стекломатрицы) вначале связаны. При последующем упрочении в стекломатрице образуются касательные компрессионные напряжения, а в лейците - напряжения на растяжение, находящиеся в равновесии друг с другом.

В последней фазе сжатия происходит образование трещин в лейците, так как напряжение на растяжение превосходит прочность на разрыв лейцита. Параллельно идет процесс частичного расцепления стекломатрицы и кристаллов лейцита. Начальное равновесие между компрессионным напряжением и напряжением на сжатие нарушается в пользу компрессионного. Прочность на сжатие стекломатрицы при этом достаточно высока, так что компрессионное напряжение на фазовой границе как бы застывает. По этой модели уменьшается спонтанный рост трещин благодаря существующим компрессионным напряжениям. Кроме того, дисперсная структура на фазовых границах ведет к преломлению трещин и, следовательно, к ослаблению энергии разрушения. В итоге латентно существующие микротрещины с закругленными верхушками могут предотвратить или замедлить распространение трещин. Благодаря этому методу стал возможным перенос на микроскопический уровень гениальной концепции античной арки и создание структурно-упроченной зубопротезной керамики. Силы сжатия значительно выше собственного веса камней, поэтому наступает баланс сил, обеспечивающий высокую стабильность. Другим примером могут служить современные бетонные конструкции. Здесь стальные элементы (например, анкеры у мостов) обеспечивают бетону компрессионную нагрузку. Благодаря высокой прочности стали на растяжение, а также высокой прочности бетона на сжатие получается комбинация, позволяющая изготавливать конструкции, способные выдерживать высокие нагрузки.

Коронки сначала моделируются в воске. Вся работа проводится на той же модели, коронки оформляется полностью.

Смоделированные в восковые коронки пакуются специальной паковочной массой. Расширение этой паковочной массы легко регулируется, поэтому можно изготовить коронки высокой точности.

Печь для прессования.

Технология

Муфель Коронки, вкладки и виниры моделируются из воска. Как и в технике литья металла, восковые модели запаковывают специальными огнеупорными паковочными массами. Для паковки восковых моде¬лей и для получения керамических заготовок нужна специальная система муфелей. На цилиндрическом конце базиса фиксируют восковые модели с литниковыми каналами для прессовки керамики. Базис закрывают манжетой и устанавливают стабилизирующее кольцо. Получают цилиндрическую форму в которую заливают паковочную массу. После затвердевания базис легко удаляется из формы благодаря расширению при затвердевании. Муфель нагревают в печи до 850°С с повышением температуры от 3 до 6° С в мин. Через полтора часа при температупе 850°С муфель готов для прессования керамики.

Печь для прессования
Для горячего прессования стеклокерамики необходимо регулирование процесс что осуществляется в специальной печи.
Следующие функции печи:
- температура готовности
- Повышение температуры
- Рабочая температура
- включение вакуума
- выключение вакуума
- время выдержки.

Для прессования стеклокерамики были добавлены или изменены некоторые элементы:
- установлено пневматическое устройство для прессования керамики
- вмонтирован вентиль для ослабления напряжения и манометр для контроля давления пресса
- увеличен размер нагревательного элемента

Для дальнейшего контроля процесса рядом с пневматической колбой монтирован индуктивный приемник. Этот важный сенсор контролирует процесс прессования и электронным сигналом сообщает об автоматическом окончании программы. После завершения процесса прессования и заполнения полых форм, сформированных выгоревшим воском, пуансон становится неподвижным. Этот этап контролируется специальным микропроцессором. Для гарантии заполнения всей формы керамикой, что является проблематичным особенно при очень тонких стенках реставрации (виниров), запрограммировано дополнительное время после прессования.

Система Orphus

Другие статьи

Современные, усиленные лейцитом, керамические массы. Часть 2.

Подготовка Как и в технике литья металла слепок отливается в гипсе и изготавливается мастер-модель. При изготовлении коронок, вкладок и вихров на гипсовую модель наносят слой лака, резервирующего место для фиксирующего материала. Кроме того, лак сглаживает шероховатые участки, образованные препарированием зуба.

Керамический уступ.

Создание керамического уступа является, пожалуй, самым важным этапом изготовления эстетичного зубного протеза. Обычно мы пытаемся, особенно в области фронтальных зубов, пришеечный край коронки оформлять в керамике. При овладении этой техникой достигается высокая точность.

Опаковые массы.

Нанесение опаковых масс может считаться промежуточным этапом, но является сложной и важной манипуляцией. Опаковая масса определяет основной цвет керамического покрытия. Следует знать, что опаковая масса — это самый насыщенный слой керамики.

Лечение челюстно-лицевых деформация при неправильно сросшихся переломах.

Если при повреждении челюстно-лицевой области своевременно была оказана специализированная помощь, первичная обработка раны и иммобилизация отломков челюсти осуществлены правильно, проводилась лечебная физкультура, то процесс заживления протекает благоприятно.

Аддитивный и субтрактивный синтезы

При работе над картиной замечаешь, что цветовые смеси всегда принимают то, что остается от света, т. е. всегда идешь от светлых цветов к темным. Например, при смешивании красного и зеленого цветов, получается более темный цвет коричневый.

Свет, цвет и красители в керамических массах.

Итак, мы приблизились к нашей теме, к зубопротезной керамике. Зубопротезная керамика состоит из окрашенных масс или красящих веществ, с помощью которых пытаются имитировать феномены света и цвета, которые мы только что объяснили.