Лекция 1 стоматологическое материаловедение прикладная наука о материалах для стоматологии




страница3/12
Дата18.11.2016
Размер5,23 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
ЛЕКЦИЯ 7 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ОСНОВНЫХ (КОНСТРУКЦИОННЫХ)
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ДЛЯ ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ
СТОМАТОЛОГИИ
Основные виды конструкций для восстановления зубов в ортопедической
стоматологии. Классификация основных восстановительных материалов в
ортопедической стоматологии. Химическая природа основных восстановительных
материалов и требования к ним.
Согласно классификации стоматологических материалов по назначению основные восстановительные или конструкционные стоматологические материалы, применяемые для ортопедического лечения пациентов с частичной и полной потерей зубов, подразделяются на
материалы для изготовления несъемных зубных протезов и материалы для съемных зубных протезов. Более детальная классификация основных восстановительных материалов для ортопедической стоматологии представлена на схеме 7.1.
При поражении коронок зубов, вызванных различными причинами, их восстанавливают в клинике ортопедической стоматологии такими типами реставраций или протезов, как вкладками (накладками), винирами, полукоронками, коронками, протезами коронки зуба, укрепленными на внутриканальных штифтах.
Вкладки, или накладки (inlay/onlay), стали широко использоваться в последнее время. Это связано с появлением широкого класса современных композитов, новых композиций упрочненного фарфора и ситалловых материалов. Следует отметить, что для коррекции внешнего вида коронки натурального зуба с измененным цветом или несовершенной формой используют методики наложения тонких листовых облицовок (виниров), изготовленных из композитов или керамики, которые укрепляют на наружной вестибулярной поверхности зуба
(в основном переднего) с помощью неорганических или полимерных цементов.
Схема 7.1.
Классификация по назначению основных материалов для ортопедической стоматологии
Для изготовления коронок применяют практически все классы материалов, включенных в классификацию стоматологических материалов по химической природе. Для получения долговечного, эффективного восстановления коронки зуба любым способом восстановительный материал должен обладать определенным комплексом свойств, воспроизводящим свойства твердых тканей натуральных зубов. Очевидно, этими же свойствами должны обладать искусственные зубы для съемных зубных протезов.
Восстановление сильно разрушенной коронки натурального зуба иногда можно выполнить с помощью протезов, укрепленных на штифтах. Штифт, тонкий стержень, укрепляется в корневой части зуба и в прикорневой части коронки. Он должен выдерживать существенные изгибающие нагрузки, при этом его средняя толщина не должна быть более 1,5 мм. Для того чтобы такой тонкий стержень мог выдержать нагрузки, возникающие при функционировании, его чаще всего делают из прочных металлических сплавов. Хотя современные материалы и технологии позволяют использовать для этой цели армированные прочны-
ми волокнами полимерные материалы. Протез коронки, укрепленный на штифте, может быть выполнен из полимерного материала или фарфора, которые должны воспроизводить свойства твердых тканей зуба.
При нарушении целостности зубных рядов основным методом лечения является зубное протезирование. Зубные протезы изготавливают по строгим медицинским показаниям. При ошибке в методе протезирования зубные протезы могут оказывать разрушающее действие на зубочелюстную систему. Восстановление целостности зубного ряда при частичной потере зубов довольно часто проводят с помощью несъемных мостовидных протезов. Последние укрепляются на опорных зубах цементом, и пациент самостоятельно снять их не может. Тело протеза составляют искусственные зубы, изготовленные из металла, пластмассы, фарфора или комбинированных материалов. Часто в процессе лечения дефектов зубных рядов целесообразно изготавливать временные мостовидные зубные протезы, которые могут устанавливать на достаточно короткий период времени (около месяца). Такие протезы, как правило, изготавливают из наиболее технологичных материалов, пластмасс и фиксируют на временный цемент. Таким образом, в данном классе стоматологических материалов мы имеем дело в основном с материалами для замещения твердых тканей зуба и фиксации несъемных конструкций на опорных зубах.
Съемные зубные протезы могут быть полными, предназначенными для протезирования при полной потере зубов, и частичными. В любом случае эти конструкции опираются на ткани полости рта, не приспособленные к восприятию нагрузок или давления. Пластиночные зубные протезы опираются на беззубые альвеолярные отростки, тело челюстей и нёбо, и, таким образом, передают жевательные и другие функциональные нагрузки на указанные подлежащие ткани через слизистые оболочки полости рта.
Съемные частичные зубные протезы укрепляются на месте чаще всего специальными приспособлениями, называемыми кламмерами. Кламмеры - это своеобразные крючки, захватывающие сохранившиеся натуральные зубы. Их изготавливают из металлической проволоки толщиной 1-1,5 мм или металлической ленты. Более эстетичным и долговечным является крепление съемного частичного мостовидного протеза с помощью замковых креплений различной конструкции (аттачменов). Съемные мостовидные протезы на кламмерах или замках, восстанавливающие на одной челюсти несколько дефектов в зубном ря- ду, можно связать в единый протез. Связующим звеном в этом случае может быть металлическая дуга, бюгель (bugel-дуга). Такой зубной протез называют дуговым или бюгельным. Независимо от конструкции съемного зубного протеза в нем всегда присутствуют две части: часть, замещающая отсутствующие зубы, коронки и собственно искусственные зубы, и часть, обеспечивающая фиксацию протеза на протезном ложе и его стабилизацию во время функционирования восстановленной зубочелюстной системы, называемая базисом. В таких случаях требуются материалы для искусственных зубов и базисные материалы. Для дуговых протезов дополнительно требуется материал для изготовления дуги - бюгеля, а для частичных протезов - материалы для изготовления кламмеров или замковых креплений.
Таким образом, рассматривая представленную на схеме 7.1 классификацию и знакомясь с типичными восстановительными конструкциями зубных протезов, мы еще раз убедились, что в каждом классе основных восстановительных материалов для ортопедической стоматологии присутствуют материалы всех типов химической природы, о которых мы говорили, рассматривая классификацию стоматологических материалов, построенную по этому принципу. Основные требования к свойствам конструкционных материалов для ортопедической стоматологии зависят от их конкретного назначения. Можно кратко перечислить эти требования. Для базисных материалов в съемных зубных протезах - это
прочность и модуль упругости при изгибе. Для материалов, восстанавливающих или замещающих утерянные натуральные зубы, первостепенное значение имеют прочность при сжатии и изгибе, твердость и износостойкость. Цементы для фиксации несъемных зубных протезов должны обеспечивать прочное удержание восстановительной конструкции в условиях полости рта, следовательно, должны обладать адгезионными свойствами.
Твердость - свойство, определяющее качество и функциональную полноценность искусственных зубов. Она зависит от соотношения ряда свойств. На твердость поверхности материала влияют его прочность, предел пропорциональности, пластичность или ковкость.
Из-за множества факторов, влияющих на твердость, этот показатель достаточно труден для определения. Обычно пользуются специфическим определением твердости из минералогии, где относительная твердость материала связана со способностью его поверхности сопротивляться царапанию. В других отраслях, например в металлургии, твердость определяют как сопротивление проникновению в поверхность данного материала другого твердого тела. На этом принципе основано большинство современных методов определения твердости. К ним относятся методы Бринелля, Роквелла, Викерса и Кнупа. Выбор метода производят исходя из типа материала, который собираются испытывать на твердость. Значение этого показателя для материалов, восстанавливающих зубы, подтверждается тем фактом, что данный показатель введен во многие национальные стандарты для восстановительных стоматологических материалов, например стандарты АДА.
ЛЕКЦИЯ 8 МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ ДЛЯ
ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ
СТОМАТОЛОГИИ. ОБЩАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА
Строение и свойства металлов. Процесс кристаллизации расплава металла. Понятие
сплава и особенности кристаллизации металлического сплава.
Металлы широко применяются в восстановительной стоматологии прежде всего как основные восстановительные конструкционные материалы (см. лекцию 7). Металлы применяют и в терапевтической стоматологии - для пломбирования амальгамой и золотой фольгой (редко); в хирургической стоматологии - для зубных имплантатов; в ортодонтии из них изготавливают проволоку, брекеты, винты, кольца; в качестве вспомогательных материалов - легкоплавкие сплавы для штампиков.
Металлические восстановительные материалы должны обладать:
1) биоинертностью;
2) высокой коррозионной стойкостью в условиях полости рта;
3) высокими механическими свойствами (прочностью, пластичностью, упругостью), способными сохраняться длительное время;
4) хорошими технологическими свойствами (легко поддаваться паянию, литью, сварке, штамповке, полированию и протяжке);

5) гигиеническими свойствами, т.е. легко очищаться обычными средствами для чистки зубов; при наличии металлических протезов пациенты не должны иметь посторонних вкусовых ощущений, в том числе привкуса металла.
К металлам относят большинство химических элементов Периодической системы
Менделеева - 82 элемента из 104. От неметаллов они отличаются характерными металлическими межатомными связями с обобщенными и подвижными электронами.
Для металлов характерны пластичность, ковкость, непрозрачность, металлический блеск, высокие тепло- и электропроводность.
Металлы делят на черные и цветные. Хотя железо относится к «черным» металлам, оно характеризуется блестящим серебристым изломом. Строго говоря, только «желтое» золото и
«розовую» медь можно называть цветными металлами. В то же время большинство металлов относят к цветным, несмотря на то, что им свойствен, как и железу, излом с различными оттенками серебристо-серого.
Из большой группы цветных металлов выделяют тяжелые и легкие. К тяжелым относят свинец, медь, никель, олово, цинк и др. Их плотность составляет 7,14-11,34. Легкие металлы
- алюминий, магний, кальций, калий, натрий, барий, бериллий и литий. Их плотность - 0,53-
3,5. К легким металлам относят и титан, плотность которого равна 4,5. Обособленные группы среди цветных металлов занимают так называемые благородные и редкоземельные металлы.
Металлы, как и все другие элементы, характеризуются температурами плавления, кипения и соответствующими основными физико-химическими свойствами. Характерные свойства металлов обусловлены их строением.
Металлы - кристаллические тела, атомы которых располагаются в пространстве в геометрически правильном порядке, образуя кристаллы. Атомы (точнее, ионы) колеблются возле точек равновесия с большой частотой, а электроны внешних электронных оболочек обобщены или коллективизированы. Иначе говоря, металлические тела состоят из положительных ионов, погруженных в среду, состоящую из коллективизированных обобщенных электронов наружных орбит. Электроны находятся в непрерывном движении между атомами, обеспечивая связь между ними. Металл в жидком и твердом состоянии можно рассматривать, как сумму положительных ионов, плавающих в отрицательной жидкости, образованной обобщенными электронами наружных слоев.
Типы кристаллических решеток у металлов различны. Чаще встречается кубическая объемно-центрированная решетка (например, у хрома, молибдена, ванадия), кубическая гранецентрированная (никель, медь, свинец) и гексагональная плотноупакованная (титан, цинк) (рис. 8.1).
Именно наличие свободных электронов придает металлам высокую тепло- и электропроводность. Специфический металлический блеск и непрозрачность также связаны с этими особенностями строения металлов.
Опыт показывает, что и неметаллическое тело может приобрести металлические свойства.
Для этого нужно создать условия, чтобы элект-

Рис. 8.1.
Примеры строения кристаллических решеток металлов роны внешних электронных орбит были обобщены, коллективизированы. Так, например, типичный металлоид фосфор под влиянием давления 40 тыс. атмосфер (3922,66 МН/м
2
) уменьшается в объеме на 25% и приобретает металлическую проводимость, которая может быть объяснена коллективизацией его наружных электронов. Под действием большого внешнего давления расстояния между центрами соседних атомов становятся меньше, чем размеры внешних электронных орбит. В результате происходит обобществление электронов внешних слоев. При снятии давления свойства обычного фосфора восстанавливаются.
Если рассмотреть кристалл определенного металла, то механические, оптические, электрические и другие свойства в разных направлениях в данном кристалле не одинаковы.
Такое явление называется анизотропия. Аморфные тела не имеют определенной упорядоченной структуры, их свойства, в отличие от свойств кристаллических тел, одинаковы во всех направлениях, т.е. аморфные материалы изотропны. Если металлическое тело состоит из кристаллов одинакового направления, то все поликристаллическое тело может считаться анизотропным. Чаще металлы состоят из кристаллов разно направленных или различно ориентированных. Несмотря на кристаллическое строение, такие металлы называются изотропными.
Кристаллизация - процесс образования кристаллов при переходе из жидкого или газообразного состояния в твердое (первичная кристаллизация), а также при превращении одной фазы в другую в процессе остывания затвердевшего металла (вторичная кристаллизация).
Переход металла из жидкого расплавленного состояния в твердое отражается в изменении его температуры во время данного процесса. Обычно характер зависимости температура- время для процесса кристаллизации металлов носит ступенчатый характер. В процессе затвердевания выделяется тепло. Это тепло называют скрытой теплотой затвердевания, оно равно теплоте плавления, изучаемой в курсе физики, и соответствует количеству калорий тепла, высвобождаемого 1 г вещества в процессе его перехода из жидкого в твердое состояние. Поэтому расплав надо охладить ниже температуры плавления металла. Это дополнительное охлаждение расплава называется переохлаждением, а разница температур между наблюдаемой в данных условиях и истинной температурой плавления называется степенью переохлаждения. Во время переохлаждения начинается процесс кристаллизации.
Как только начался процесс кристаллизации, скрытая теплота плавления приводит к повышению температуры, которая затем сохраняет свое постоянное значение до полного завершения процесса кристаллизации. В процессе переохлаждения атомы начинают выстраиваться в определенный пространственный порядок, соответствующий кристаллической решетке данного металла (рис. 8.2).

Степень переохлаждения оказывает большое влияние на основные параметры процесса кристаллизации: скорость «зарождения» центров кристаллизации и скорость роста кристаллов. При малых значениях степени переохлаждения, когда
Рис. 8.2.
Образование зерен или кристаллитов в структуре металла. Влияние скорости охлаждения на величину зерен*.
* На основе схемы R.W. Phillips «Skinner's Science of Dental Materials» W.B. Saunders Co.,
1982, 8-е изд., с. 255. число «зародышей» кристаллизации невелико, а скорость роста достигает больших значений, после затвердевания металл становится крупнозернистым. С увеличением степени переохлаждения (скорости охлаждения) количество центров кристаллизации резко возрастает. Это приводит к образованию мелкокристаллической структуры. В технологии металлов стремятся получить мелкозернистую структуру, для которой характерны более высокие механические показатели. Для этого регулируют скорость охлаждения, а также
вносят в расплавленный металл посторонние твердые частицы (модификаторы), увеличивающие число центров кристаллизации («зародышей»).
Образование центров кристаллизации может происходить двумя путями. Первый называется гомогенной кристаллизацией. Он может осуществляться быстрым охлаждением
(закаливанием в воде), при котором образуется больше ядер кристаллизации на единицу объема. Другим способом уменьшения размеров зерен является добавление в расплав посторонних твердых частиц, в качестве которых могут быть использованы очень тонкие частицы высокоплавкого металла или порошка оксида. Этот процесс с затравочными ядрами кристаллизации называется гетерогенной кристаллизацией.
Если бы при росте кристаллов им можно было обеспечить свободное пространство, они получили бы правильную форму с развитыми гранями. Результатом была бы идеальная кристаллическая решетка структуры металла. Но в реальных условиях рост кристаллов ограничивается столкновением и срастанием отдельных граней с соседними растущими кристаллами. С этим связано образование зерен или кристаллитов неправильной формы.
Искажения кристаллической решетки в основном расположены по границам зерен, а внутреннее строение кристалла сохраняет правильную характерную для данного металла форму.
В процессе охлаждения расплава ряда металлов возможно возникновение явления перехода одной кристаллической формы в другую. Такое явление называют аллотропией или полиморфизмом металлов. Различные кристаллические формы одного элемента называются аллотропическими модификациями и обозначаются буквами греческого алфавита: α, β, λ и т.д., начиная с той формы, которая существует при более низкой температуре.
Порядок расположения атомов (упаковка), соответствующая указанным элементарным ячейкам кристаллов, наблюдается не во всем объеме кристаллической структуры металла.
Реальный металл имеет точечные, линейные и поверхностные дефекты структуры. Линейные дефекты или несовершенства вызываются сдвигом или смещением (дислокацией) одной части кристаллической структуры относительно другой. Кристаллическая решетка в зоне дислокации упруго искажается. Это явление оказывает существенное влияние на механические свойства металлов.
Чистые металлы в стоматологии имеют крайне ограниченное применение. Они слишком мягкие (например, золото) или склонны к коррозии, как чистое железо. К счастью, металлы сохраняют свои металлические свойства не только в чистом виде, а и с добавками других элементов в жидком или твердом состоянии. Таким образом, чтобы достичь оптимальных для стоматологии свойств, большинство металлов представляют собой смеси двух или более металлических элементов. Хотя такие смеси можно получать различными способами, в большинстве случаев их получают сплавлением металлов при температурах выше температур плавления. Полученные в результате этого процесса металлические твердые тела, содержащие два или более металлов, называют сплавами. Сам термин «металл» часто используют как обобщенное название как для чистых металлов, так и для сплавов.
Большинство сплавов затвердевают не при одной определенной температуре, как чистые металлы, а в диапазоне температур. Внутри этой температурной области сохраняются две фазы, жидкая и твердая. Выше этой температурной области находится область температур, которую называют температурами ликвидуса, а ниже - температурами солидуса металлического сплава. Эти температурные области являются характеристикой для каждого отдельного сплава и связаны с его составом, так же, как температура плавления характеризует каждый индивидуальный металл.

Сплавы классифицируют по числу сплавляемых элементов (компонентов): если два элемента
- бинарный сплав; три - тройной сплав и т.д.
На основе совместимости атомов металлов, составляющих сплав в твердом состоянии, различают несколько типов сплавов. Наипростейший - когда при микроскопическом анализе сплава можно различить, что его зерна похожи на зерна чистых металлов; структура каждого зерна гомогенна. Такой тип сплава называют механической смесью. Бывают металлы, которые способны взаимно растворяться друг в друге в твердом состоянии, сплавы таких металлов называют твердыми растворами. Большинство золотых стоматологических сплавов являются твердыми растворами. Существуют металлические сплавы, относящиеся к типу интерметаллических соединений. Примером последних служит стоматологическая амальгама. Наибольшее число сплавов, применяемых в стоматологии, относится к твердым растворам (рис. 8.3).
Рис. 8.3. Типы строения сплавов*
* На основе рисунка в книге «Материаловедение в стоматологии» под ред. А.И. Рыбакова,
М., Медицина, 1984, с. 107.

ЛЕКЦИЯ 9 СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ
СПЛАВЫ
Классификация стоматологических сплавов. Основные свойства стоматологических
сплавов. Коррозия металлических сплавов и ее значение для восстановительной
стоматологии.
В стоматологии количество сплавов ограничено специфическими требованиями, предъявляемыми к материалам для восстановления зубов. Тем не менее и в стоматологии используют немалое количество сплавов металлов, классификация которых представлена на схеме 9.1.

Схема 9.1.
Основные виды металлических сплавов в стоматологии
Согласно международному стандарту ИСО 8891-98 к благородным сплавам относят сплавы, содержащие от 25 до 75% масс. золота и/или металлов платиновой группы, к последним относятся: платина, палладий, родий, рутений и осмий.
Золотые сплавы различают по количественному содержанию золота в них (с большим - более 75% и с малым 45-60% содержанием золота), и по механическим свойствам, разделяющим золотые сплавы на 4 типа:
• тип 1 - низкой прочности;
• тип 2 - средней прочности;
• тип 3 - высокой прочности;
• тип 4 - сверхпрочные сплавы.
Стоматологические сплавы различают также по технологии их применения при изготовлении тех или иных восстановлений зубочелюстной системы. Для изготовления цельнолитых конструкций съемных зубных протезов используются сплавы золота с платиной и палладием, серебряно-палладиевые и кобальтохромовые сплавы (КХС). Такие сплавы называют прецизионными, т.е. точными. Для этой группы сплавов требуется строгое соблюдение определенного химического состава и технологического режима, существенно отличающихся от обычно принятых при изготовлении отливок. В стоматологии из прецизионных сплавов изготавливают зубные протезы различных конструкций методом литья по выплавляемым моделям.
Относительно новые для стоматологии сплавы для металлокерамических протезов. К ним относятся благородные сплавы палладия и никеля, а также золотые сплавы. Сейчас к ним добавились и неблагородные сплавы, КХС и сплавы на основе никеля и кобальта.
Для изготовления несъемных зубных протезов у нас в стране продолжают широко использовать нержавеющие стали типа 1Х18Н9Т. К ним относят устойчивые к коррозии в атмосфере, речной и морской воде сплавы. Основными компонентами нержавеющих сталей являются железо, хром и никель.
Сплав железа с 1,7 до 4,5% углерода называется чугуном. При содержании углерода 0,1-1,7% получают стали. Железо с углеродом образуют твердые растворы.
Высокие технологические и физико-механические свойства КХС привели к тому, что он стал вытеснять в стоматологии золотоплатиновые сплавы для изготовления конструкций
цельнолитых зубных протезов. Основными компонентами сплава являются кобальт, хром и никель, их содержание в сплаве не должно быть ниже 85%, что гарантирует его устойчивость к коррозии в полости рта.
Хорошими физико-механическими свойствами обладают и хромоникелевые сплавы, однако из-за свойств никеля, который нельзя признать полностью биосовместимым металлом, применение этих сплавов в стоматологии ограничено.
Помимо свойств биосовместимости к основным свойствам, характеризующим качество стоматологических сплавов, можно отнести ряд свойств, которые разбиты на три группы: физико-механические, химические и технологические (схема 9.2).

: stoma
stoma -> Примерная программа дисциплины стоматология модуль «клиническая стоматология»
stoma -> Стоматология история открытий
stoma -> Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине. Приложение №3 к рабочей учебной программе Методические указания для студентов по дисциплине
stoma -> В интернатуру/ординатуру на конкурсной основе принимаются лица, имеющие высшее профессиональное образование
stoma -> Учебно-тематический план дополнительной профессиональной программы повышения квалификации «Стоматологическая помощь населению»
stoma -> Дважды в день следует чистить зубы, межзубные промежутки, после чего полоскать ротовую полость с помощью ополаскивателя
stoma -> Профилактика кариеса и заболеваний десен
stoma -> Учебно-методический комплекс по дисциплине «Терапевтическая стоматология» модуль «Кариесология и заболевания твёрдых тканей зубов»
stoma -> Примерная программа дисциплины стоматология модуль «пародонтология»


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


База данных защищена авторским правом ©stomatologo.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница