Опыт использования ионно-плазменной технологии для изготовления несъемных зубных протезов из сплава титана ВТ1-00

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.

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.

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 каркасов комбинированных коронок была модифицирована установка ионно-плазменного напыления ННВ-6.6-И1 (свидетельство на полезную модель).

Нами разработан метод получения зубных титановых протезов путем вакуумно-плазменного массопереноса титанового катода; путем его испарения низковольтной сильноточной дугой, функционирующей в быстро перемещающихся 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 течение 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.