Использование керамического материала в стоматологии Все материалы, применяемые в полости рта должны обладать рядом качеств. Первое и, пожалуй, главное, на мой взгляд, качество это биологическая совместимость с тканями полости рта.Второе это лёгкость изменения своей геометрической и объёмной формы.Третье это экономичность, т.е. работа с этим материалом должна быть выгодна всем трём заинтересованным сторонам: врачу, зубному технику и пациенту. Четвёртое это безукоризненная механическая прочность в пределах переменных и разновекторных нагрузок, возникающих в полости рта.Это нагрузки на сдвиг, слом, разрыв, растяжение и скручивание. Пятое качество это эстетика, другими словами максимальное приближение в цвете и форме к естественному зубу. Из известных мне материалов, выделим три основные группы: металлы, полимеры и керамика и проследим за их достоинствами и недостатками. МЕТАЛЛЫ – старейший стоматологический материал, применяющийся с 3-4 века до нашей эры. Металлы, применяемые в стоматологии, позволяют создавать точные и одновременно сложные конфигурации, обладающие большим запасом прочности при переменных нагрузках, что позволяет удлинять вантовую часть, как съёмных, так и несъёмных конструкций, без деформации и поломок под давлением. Недостатками применения металлов, является их полная не эстетичность и аллергические реакции на некоторых из них. Родившиеся в первой половине прошлого века стоматологические ПОЛИМЕРЫ открыли новую эру в стоматологическом протезировании и оказались очень полезными в виде альтернативы металлам. Создание сложных форм не представляет сложности из этого вида материалов, однако их эстетическая совместимость с естественной средой полости рта находится в явном выигрыше по сравнению с металлами. Однако, «продолжительность жизни» этих материалов намного уступает металлам. Под влиянием физических, а главное химических процессов протекающих в полости рта, полимерные материалы разрушаются, что приводит иногда к разрушению всей конструкции. Поэтому применение полимерных материалов в полости рта ограничено во времени и нагрузках. С другой стороны, способность соединения друг с другом на химическом уровне и приемлемое, химико-механическое соединение со всеми тканями зуба выводит эту группу материалов далеко вперёд и с большими преимуществами перед группами неорганических материалов. Первые полимерные материалы (1950 г.) состояли на 100% из полимеров и впервые стали отвечать эстетическим требованиям наших пациентов и врачей. На миг показалось, что МЫ у цели!!Очень быстро ВСЕ поняли, что эти материалы не выдерживают «проверку временем», ОНИ (материалы) оказались пространственно и эстетически неустойчивы. Но! В 1955 году был зарегистрирован патент врачам Буонокорэ (Buonocore M.G.) на травление зубной эмали фтористой кислотой, а в 1960 д-р Боуэн Рафаэл (Bowen R.L.) получил патент, на материал, состоящий из метакриловой матрицы с уплотнением её смесью частиц (изначально кварца, а в последствии стекла). Эта дата является по-умолчанию датой рождения целой группы материалов под названием КОМПОЗИТЫ. За прошедших 40 лет композиционные материалы претерпели существенные изменения в основном за счёт стеклянных и керамических наполнителей. За счёт наполнителей получались композиты легко полируемые и более долговечны. В конце 1970-х к аэрозоль-кварцу (размер частицы 0,04 микрона) были добавлены элементы стекла и керамики с более крупными частицами. Так родились ГИБРИДНЫЕ материалы. Все технологии изготовления гибридных материалов имели огромное влияние на технологии получения современной керамики. КЕРАМИКА Третья группа материалов для восстановления зубных рядов, на которой хочу остановиться более подробно.Керамика, также как и металлы один из старейших материалов применяемых в стоматологической практике. В 1736 году Дмитрий Иванович Виноградов уроженец Суздаля со своими товарищами – М.В. Ломоносовым и Р.Райзером был послан Петербургской Академией Наук в «немецкие земли» для изучения горного дела и рукописного искусства. Вернувшись в Россию через восемь лет в звании «бергместера» с соответствующим аттестатом он экспериментирует в области «рецепта» фарфоровой массы. Это ли не рывок гения? Успехи были столь значительны, что 19 марта 1753 года в «Санкт-Петербургских ведомостях» №23 появилось объявление о приёме заказов на фарфоровые изделия. С тех пор мало, что изменилось в базовом рецепте фарфора. ФАРФОР: Каолин – 4% Силикат (кварц) – 15% Полевой шпат (фельцпар) – всё остальное. Формула базового рецепта фарфора: K2O, AL2O3, 6SIO2 Всё, что происходило и происходит с фарфором до сегодняшнего дня это добавления различных элементов в базовую рецептуру для придания конечному продукту новых КАЧЕСТВ и СВОЙСТВ. КЕРАМИКА неметаллический поликристаллический материал (обычно получаемый спеканием порошков) «неметаллический» - оксиды, карбиды, нитриты и пр. «полликристалический» - зёрна микронного и меньше размера (область т.назыв. нанотехнологий) «материал» - наличие связей (перешейков, границ между зёрнами, определённые механические свойства (обычно – но не всегда – твёрдость, хрупкость, достаточно высокая плотность) «получаемый спеканием» - спекание – лишь один из способов (самый традиционный), возможно использование кристаллизации, ударного прессования… По своей микроструктуре керамика делится на: ГРУБУЮ (от5 до зо% пор) ВЫСОКОПОРИСТУЮ (более 30% пор ТОНКУЮ (менее 5% пор) Грубая керамика – строительные материалы, огнеупоры. Высокопористая – теплоизоляционные материалы. Тонкая керамика –художественная (фарфор,фаянс),функциональная (пьезо-, сегнето-, магнитная, термоэлектрическая сверхпроводящая, изоляционная, оптическая и С Т О М А Т О Л О Г И Ч Е С К А Я ! Свойства керамики Физическими свойствами кристаллитов, определяются: размером и формой (анизотропией), кристаллитов, природой связи между кристаллитами, присутствием пор, жидких фаз и пр. Преимущество керамики: относительно простые и экономически выгодные технологии спекания порошков уникальные свойства керамики и керамических композитных материалов. Стоматологическая керамика это материал идеальной НЕЙТРАЛЬНОСТИ и БИОСОВМЕСТИМОСТИ с тканями полости рта. Это материал, который наиболее соответствует ЭМАЛИ ЗУБОВ, как по КОСМЕТИЧЕСКИМ, так и по ФИЗИЧЕСКИМ свойствам. Проследить историю стоматологической керамики сложно. Единственная трёхтомная стоматологическая энциклопедия на русском языке изданная в1923 году под редакцией А.Я.Каца, говорит о применении фарфоровых зубов, для съёмных протезов. В 30-х годах появились первые печки для обжига фирмы «Vita», а в 50-х появилась первая русская (тогда ещё Советская) фарфоровая масса ФИЛ-1 разработанная С.А.Шмерцлером под руководством кандидата наук Юровской, (Москва). С гордостью сообщаю, что с1958 по 1975 я ученик, а потом и сотрудник Шмерцлера С.А. ЦЕЛЬНОКЕРАМИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ Чистая керамика ранее не использовалась по причине технических трудностей, как со стороны зубного техника, так и со стороны врача. Хрупкость, склонность к трещинам, высокий уровень образивности и практическая невозможность ремонта в полости рта, не создавало условий для широкого применения. В настоящее время эта тенденция меняется. Полностью фарфоровые коронки, спечённые на платиновой фольге, много лет считались наиболее эстетическим восстановлением, одним из препятствий к «народному» распространению которых были оттискные материалы и фиксационные цементы. Фарфоровые массы и печи того времени также не отличались высокими «боевыми» качествами. Это были «смеси» приготовленные по принципу изготовления фарфоровых зубов для съёмных протезов. Изготовление полностью фарфоровых коронок после 60-х годов практически прекратилось и начало восстанавливаться только через двадцать лет (в нашем регионе). Металлокерамические конструкции показали свою полную состоятельность как полноправный элемент в ортопедическом восстановлении полости рта. В тот знаменитый день 70-х, когда была «разгадана тайна» разницы в объёмном и линейных расширениях металлов и фарфора, а главное способов их «объединения», было, положено начало эпохи возрождения полностью фарфоровых коронок. Как мы писали выше, современные металлические сплавы позволяют идеально выполнить каркас и облицевать его фарфором. Химическое соединение между металлом и фарфором позволяет создать почти идеальную (в большинстве случаев) работу в эстетическом аспекте. После наложения непрозрачного (опакового) слоя следуют прозрачные и полупрозрачные (транспорентные) слои, затем идёт общий обжиг, обработка и глазурирование, воспроизведя при этом эстетику живого зуба. С1990 годов начинается «эпоха возрождения» цельнофарфоровых работ на основе более новых и точных технологий, как фарфора так и не менее важных фиксационных цементов. Неприязнь к эстетике золотых и металлических конструкций при повышении «чувствительности» населения к естественности ортопедических восстановлений, требует надёжных и эффективных альтернатив. Керамические материалы, бесспорно, отвечают этим требованиям. Цельнокерамические протезы на протяжении последних десяти лет резко улучшили как технологии, материалы так и точность, которая с нашей точки зрения является, чуть ли не главной причиной керамического «ренессанса». Ведь к успеху протезирования цельнокерамическими конструкциями, ведёт высокая точность внутренней и внешней поверхности керамики (примерно в диапазоне 45 микрон и меньше). Цемент ведь не только уплотняет внутреннею поверхность, но и переносит внешнюю нагрузку через керамику, на расположенный под ней зуб без концентрации напряжения на внутренней поверхности. Внезапное разрушение конструкции происходит, чаще всего из-за ВНУТРИПОВЕРХНОСТНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НАГРУЗКИ.Исходя из этого ясно, что изменение исходных керамических материалов не могло привести к вышеописанному «ренессансу» без существенного изменения ФИКСАЦИОННЫХ ЦЕМЕНТОВ. Следующая цель-уменьшение твёрдости керамики в её поверхностном слое и её АБРАЗИВНОГО воздействия на естественные зубы. Керамика более мягкая - желательна. Разработки высокофтористого стекла (начатые ещё Дикором 1980) могут дать впечатляющие результаты, хотя клинические испытания полностью не закончены. СПЕЧЕННЫЕ СТЕКЛОКРИСТАЛЛЫ Вакуумное спечение стеклокристалов на платиновой фольге или на площади из рефракторных материалов дают удивительные результаты. При настоящей технологии использования рефракторных масс, состоящих из фосфатных соединений выдерживающих высокие температуры, позволяют производить очень точные конструкции, при относительно небольшой затрате времени, без использования платиновой фольги, что в свою очередь резко удешевляет сам процесс. Эта технология была впервые использована для производства так называемых ВИНИРОВ– ЛАМИНЕЙТОВ (облицовок), что сразу установило ВЫСОКИЕ ЭСТЕТИЧЕСКИЕ СТАНДАРТЫ, которые сохранили своё влияние до сегодняшнего дня. Преднося различные химические элементы, в основном нерастворимые оксиды в стеклокристалы, производители добились так называемого ОПАЛОВОГО (опалисцентного) эффекта, который в свою очередь при спекании рассеивает свет, повторяя внешний вид естественного зуба. ЛИТАЯ КЕРАМИКА В 1980-х годах Адер и Гроссман предложили систему литой керамики Dicor (Дикор) фирмы Caulk/Dentsply. Это была технология, использовавшаяся фирмой «Кернинг», для производства термостойкой посуды, с низким коофициентом расширения. Отливка производилась с помощью центрифуги в рефракторные формы. В отличие от обожженного фарфорокерамического порошка, стеклокристаллический материал не имеет пор, что выгодно отличает его, хорошо полируется, делая совмещение с зубом более естественным. В связи со сложностью технологии и большими экономическими затратами в начале, а так же невозможностью изготовления цельных мостовидных протезов, метод не получил расспостранения. ПРЕССОВАННАЯ КЕРАМИКА Одна из разновидностей литой, стеклокристаллической керамики выпускается под маркой IFS EMPRESS (ivoclar).Способ изготовления напоминает изготовление съёмных протезов из акрила. Восковая заготовка пакуется в ретракторно - фосфатную форму и после выплавления воска, пустота заполняется вязко-текучим стеклокристаллическим материалом (выпускаемым в виде толстых таблеток, соответствующих цветов) в вакууме, под большим давлением и высокой температурой. Высокая температура плавления стеклокерамики позволяет делать повторный обжиг без нарушения конфигурации и объёмных размеров, т.е. деформации в целом. Прочность такой стеклокерамики уступает только протезам выполненных по технологии IN-CERAM. Одной из разновидностей прессованной керамики, является система CERPRESS – SL. Это низкотемпературная керамика, с усиленной структурой люцитов и предназначена в основном для изготовления одиночных коронок с высокой степенью опалисцентности, что в свою очередь является уникальностью в послойном построении, наличия оттенков в заготовках для прессования, также, как и специальных порошков Sensation SL Выпускается в различных оттенках:8 «голливудских», 16 – шкалы Вита, и в трёх уровнях прозрачности (от 28% до85% мутности).Это, пожалуй, единственная система, обладающая возможностями послойного построения, а также позволяет имитировать ткани зуба ПРИ ЛЮБОМ ОСВЕЩЕНИИ. Стеклокерамика и механическая обработка Развитие компьютерноуправляемых систем привело к появлению ещё одной технологии для изготовления стеклокерамических протезов. Выпускаемая под маркой «CEREC» (Siemens) система представляет возможность сканирования подготовленного зуба (зубов), не производя процедуры снятия оттиска и изготовления протеза с помощью фрезерования под управлением компьютера. Что такое «Cerec»? Это сокращённое название от Chairside Economical Restorations Esthetic Ceramic. По-русски это можно перевести так: прибор для экономичной и эстетической реставрации. Как это «работает»? Подготовка зуба ничем не отличается от обычной за исключением мелких деталей, которые каждый знает «НА ЗУБОК». Дальше вместо слепка пользуемся трёхмерной видеокамерой, а, вместо слепочной массы и моделей оперативной памятью компьютера. После этого происходит прорисовка на дисплее в 12 кратном увеличении, что само по себе резко повышает точность модели и модель (нарисованная) переходит с помощью компьютера в шлифовальный блок, работающий в 6-и осях. Через 15-20 минут вкладка готова и можно приступать к её примерке и фиксации. Выигрыш идёт по многим параметрам: Экономия времени Из-за 12-и кратного увеличения, повышается качество конструирования Из-за скорости метода нет нарушений в дентине и остальных тканях зуба, что само по себе является большим преимуществом Фарфоровая болванка, из которой вытачивается вкладка изготовлена фабричным путём из высококачественного фарфора имеющего стадию «бисквита», что позволяет сохранить оптимальными прочность, твёрдость, близкую к эмали зуба. Другой, менее технологичный, но так же разумный подход к использованию механически обрабатываемой стеклокерамики - система CELAY, созданная фирмой Vident. Согласно этой технологии, всё происходит как обычно: оттиски, отливка модели, изготовление штампа зуба, затем (и тут весь «клик») изготовление будущего протеза из акрила. После получения точной акриловой копии и укреплении её (копии) в аппарате (похожем на аппарат для копирования ключей) происходит дублирование при помощи фрезерования в нескольких осях с помощью инструментов с алмазным напылением. Эта система значительно дешевле, но по каким то коммерческим или производственным причинам не получила должного распространения и освещения в стоматологических изданиях ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ как процесс и его усовершенствование. Всё, что МЫ раньше знали про процесс фиксации конструкций, на естественных зубах, было очень ПРОСТО! Заполнение опорных коронок фиксационным цементом с целью удержания протеза на естественных зубах. Цементы создавались, как правило, на основе фосфорных и метафосфорных кислот, а позднее с различными добавками с целью увеличения сопротивления на СДВИГ. Как было сказано выше, с 1955 года после регистрации патента на травление зубных тканей фосфорной кислотой произошла «бескровная» революция. Вместо цементирования стал применяться процесс ПРИКЛЕИВАНИЯ. Это не могло случиться до появления высокопрочных ПОЛИМЕРНЫХ цементов и ОРГАНОКЕРАМИЧЕСКИХ ПРАЙМЕРОВ (силан). Химико-механическая связь высоко модульного полимерного цемента, как с протравленным фарфором, так и с протравленным зубом, позволяет перенести напряжение на естественный зуб без концентрации этого напряжения на внутренней поверхности конструкции. Исследования, проведенные в ряде университетов показали очень высокие показатели при испытаниях на СДВИГ и на РАЗРЫВ. При использовании этих технологий проявляется значительное сопротивление поломкам полностью керамических конструкций. А, ЧТО ДАЛЬШЕ ??? Современное обращение к керамике, не случайно. Биологическая совместимость ставит этот материал на первое место, особенно для тех, кто заинтересован в уменьшении использования металлов в ортопедической стоматологии. Могут быть использованы любые технологии позволяющие создание очень сложных форм с очень точным соответствием прилегания. НО! Эстетика современного протезирования предъявляет огромные требования к самой, что ни есть ЕСТЕСТВЕННОСТИ и достичь этого можно только с помощью керамики которая как и естественный зуб имеет опаловый (опалисцентный) эффект за счёт своей поликристаллической структуры с различными включениями которые рассеивают свет. НО! Далеко не так всё БЕЗОБЛАЧНО на небосклоне керамических реставраций. «ПРОДВИНУТЫЕ» технологии стоят немалых денег, которые з.технику – одиночке не «одолеть» и даже небольшому объединению «не поднять». Но хозяева высоких технологий не спят, им то же нужны заработки и поэтому до тех пор, пока керамика не станет приблизительно «народной», этот вид протезирования останется ЭЛИТНЫМ. Сегодня, после выпуска электронно-механических и лазерных сканеров стало возможным «пересылать» работу технику с помощью электронной почты, работая и получая готовую продукцию на расстоянии. Практически первичные расходы на покупку оборудования, разложены даже не на несколько городов, а на несколько стран или регионов. И всё же цена оставляет, этот вид протезирования, уделом избранных.