Опыт использования ионно-плазменной технологии для изготовления несъемных зубных протезов из сплава титана ВТ 1-00

Оголь Р.Ю., Рогожников А.Г., Пермская государственная медицинская академия,
Кафедра ортопедической стоматологии

Дефекты коронок зубов различного проис­хождения, аномалии формы и положения зубов в последнее время являются преобладающими формами поражения зубочелюстной системы, требующими ортопедической коррекции.

Сегодня возросли возможности замещения полных и частичных дефектов коронок зубов и исправления аномалий формы зубов с применением композит­ных материалов, исправления положения зубов с примене­нием ортодонтиче­ских методов лечения. Тем не менее, важное значение в лечении пациентов по-прежнему занимает применение одиночных коронок, позволяющих не только восстановить жевательную эффективность зубного ряда, но и обеспечить на­дежную защиту от разрушения и хороший эстетический эффект.

 Широко применяемые в качестве основных конструкционных материалов искусственных коронок нержавеющие стали, сплавы на основе хрома, кобальта и никеля не соответствуют некоторым требованиям современной стоматологии. При изготовлении каркасов комбинированных коронок на сегодняшний день актуальными задачами остаются: – применение биоинертных конструкционных материалов; – использование металлических сплавов с низкой линейной усад­кой, с оптимальными показателями жидкотекучести, модуля упругости, плот­ности, твердости; – предотвращение возникновения химико-токсического, галь­ванического и аллергического воздействия на организм пациентов. Кроме этого, важным остается вопрос точного соответствия каркасов протезируемым зубам и качественного соединения каркасов коронок и облицовочного покры­тия [6].

В настоящее время одним из наиболее перспективных конструкционных мате­риалов является титан и его сплавы, которые находят все большее применение в стоматологии.

Наряду с разработкой новых конструкционных материалов, отечест­венные и зарубежные ученые уделяют разработке новых технологий изготовле­ния зубных протезов. Наиболее распространенной технологией изготовления каркасов комбинированных искусственных коронок на сегодняшний день явля­ется метод литья, кроме этого, несмотря на общепризнанные существенные недостатки, продолжает использоваться метод штамповки. В последние годы успешно используются электронно-лучевая технология, изготовление протезов методами порошковой метал­лургии, гальванопластики, плазменного напыления [1, 2, 3, 4, 5, 7].

С 1998 года совместно с Республиканским инженерно-техническим цен­тром порошковой металлургии и кафедрой композиционных материалов и по­крытий Пермского государственного технического университета в результате проведенных лабораторных и клиниче­ских исследований, нами разработан способ изготовления каркасов комбинированных коронок с пластмассовой облицовкой. При данном методе были исключены такие этапы, как моделировка каркаса и изготовление его методами штамповки или литья, что существенно сократило трудозатраты на производство данных конструкций и позволило добиться минимального расстояния между зубами и искусственными коронками.

Каркасы комбинированных коронок изготавливались из биоинертного ма­териала сплава титана ВТ 1-00, что обеспечило высокое качество протезов, увеличило их функциональную ценность и адаптацию к ним.

Для изготовления каркасовкомбинированных коронок была модифициро­вана установка ионно-плазменного напыления ННВ-6.6-И1 (свидетельство на полезную модель). (Рис. 1).

Нами разработан метод получения зубных титановых протезов путем ваку­умно-плазменного массопереноса титанового катода, путем его испарения низковольтной сильноточной дугой, функционирующей в быстропереме­щаю­щихся микропятнах, и конденсации высококон­центрированного ионного по­тока на формообразующую модель, изготовленную из супергипса, зуба, подго­товленного под комбинированную коронку.

Отличительной особенностью технологического процесса фор­ми­рования зубного протеза из титана является отсутствие подачи напряжения на изделие. Это позволяет вести процесс нанесения протезов при доста­точно низ­ких температурах, что существенно упрощает как режим управ­ления за про­цессом формирования изде­лия, так и оборудование.

Процесс нанесения и формирования титановых зубных проте­зов осу­ществлялся путем конденсации ионов титана, генератором – источником ко­то­рых является электродуговой ускоритель. Гипсо­вые формы, полученные по оттискам с зубных рядов, устанавливались на штифты и закреплялись на ме­ханизм вращения.

Расстояние между формами и источником – генератором ионов состав­ляло 70–90 мм. Та­кое расстояние позволяло формировать изделия с высокой скоро­стью и равномерностью, как по высоте, так и по диаметру. Модели рас­полагались таким образом, чтобы в процессе нане­сения они находились в цен­тре плазменного потока. Это позволяло осуществлять максимальный массопе­ренос титана на гипсовую форму и соответственно обеспечивало высокую производительность формирования зубного протеза. Предварительно перед установкой гипсовые формы прокаливали при температуре 800 °К (прим. ред. 527 °С) в течении 10–15 минут, с целью их дегазации. Темпера­тура формирования каркасов в начальный момент нанесения составляла 298 °К и воз­растала до 778–828 °К по окончании процесса осаждения. После закрепления гипсовых форм в рабочую камеру, камеру герметизировали и производили пред­вари­тельную и высоковакуумную откачку до давления 5^.10^-3 Па. По достижению необходи­мого разряжения включали электродуговой ускоритель и механизм вращения. В начальный момент времени ток дугового разряда устанавлива­лся в пределах 80–100А. Невысокий первоначальный ток позволял уменьшить процесс газо­выделения из гипсовых форм и самого источника ионов – титано­вого катода и тем самым уменьшить толщину титанового слоя, на­сыщенного примесными газами. Первона­чальный момент составлял 5–10 минут. С уменьшением давле­ния в рабочей камере ток увеличивали до 250 А. В дальнейшем давление по­сто­янно уменьшалось и по окончании процесса формиро­вания зубного про­теза достигало 5^.10^-4 Па. Высокое разряжение позволяло формировать зуб­ные титановые протезы высокой чистоты, близкими по фазовому составу к со­ставу распыляемого титанового катода. При скорости нанесения титана 3,5 мкм/мин и при толщине титанового протеза 350–400 мкм весь технологический процесс составил 2 часа. Процесс охлаждения осуществлялся в вакууме при ра­боте высоковакуумной системы. По достижению темпера­туры из­делий 478–498 °К камеру разгерметизировали. Гипс, находящийся в зубном протезе, уда­лялся механическим путем.

Пластмассовая облицовка наносилась на каркасы по традиционной тех­нологии.

По вышеизложенной методике было изготовлено 75 коронок у 50 пациен­тов в возрасте от 25 до 59 лет. Клиническая оценка эффективности лечения пациентов за 2 года показала: изготовленные конструкции эстетичны, плотно прилегают к шейкам зубов, фиксация коронок не нарушена. Результаты анализов смешанной слюны на предмет выявления микроэлементов у пациентов, которым была оказана ортопедическая помощь титановыми коронками, позволили отметить ее стабильность и соответствие качественного состава норме. Исследование индекса РМА показало, что комбини­рованные коронки, изготовленные с применением технологии ионно-плазмен­ного напыления, не вызывают увеличения воспалительных изменений со стороны краевого пародонта.

За период с 1999 г. у 4 (5,3%) коронок произошел откол облицовочного материала, что, по всей видимости, связано с изготовлением их в период поиска оптимального техноло­гического режима изготовления каркасов.

Стоимость каркаса, полученного методом ионно-плазменного напыления, в 2 раза ниже стоимости каркаса, полученного методом литья.

Следовательно, анализируя данные экспериментальных и клиниче­ских исследований, можно сделать заключение о целесообразности при­менения комбинированных коронок, изготовленных с применением тех­нологии ионно-плазменного напыления, в практической медицине.