Титан - матеріал для сучасної стоматології
Олександр Модестов зубний технік - майстер, демонстратор фірм Дентаурум і Еспрідент, Німеччина
В даний час титан зайняв своє гідне місце в ряду сучасних матеріалів.
У цього матеріалу цікава історія, яка принесла за собою багато відкриттів, яким він зобов'язаний своєму сьогоднішньому успіху, досягнутого в дуже короткий час. Сьогодні титан успішно застосовується в автомобіле- і авіабудуванні, в космічних кораблях і суднобудуванні, всюди, де необхідна ефективна захист від корозії і звичайно в медицині.
При зростанні алергічних реакцій на різні метали і сплави металів застосовуються в медицині та стоматології титан розглядається як вирішальна альтернатива.
Завдяки чудовій біосумісності і неймовірною стабільності титану, цей метал звернув на себе увагу ортопедії. Сьогодні з титану виготовляються тазостегнові і колінні протези, різні голки і гвинти. Також корпусу для серцевих стимуляторів і слухових апаратів теж з титану.
Висока біосумісність обумовлена здатністю титану в частки секунди утворювати на своїй поверхнрсті захисний оксидний шар. Завдяки якому він не кородує і не віддає вільні іони металу, які здатні навколо імплантату або протеза викликати патологічні процеси. На сьогоднішній день титан дає нам можливість використання тільки одного металу в порожнині рота. Ми можемо виготовити практично будь-які конструкції. Чи не відбувається ніяких електрохімічних реакцій між різними частинами протезів, а навколишні протез тканини залишаються вільними від іонів металу.
Виберіть і накладки, суцільнолиті та облицювання коронки і мости, бюгельні протези і суцільнолиті базиси повних знімних протезів, комбіновані протези і протезування на імплантатах (включаючи самі імплантати) - ось спектр застосування титану, про який не мріяли і найбільші оптимісти.
Вплив титану на сучасну стоматологію так всеосяжно, що навіть скептично налаштовані колеги справедливо віддають належне його особливостям, уважно стежачи за його розвитком, особливо в сучасній імплантології. Тому ми сьогодні присвячуємо цю статтю питань лиття титану і його обробки в умовах зуботехнічної лабораторії.
У медицині перші досліди із застосування титану почалися в 40-х роках з імплантації в м'які тканини тварин циліндриків з титану, яке протікало без реакції з боку організму.
У стоматології застосування титану почалося з використання цього металу в своїх дослідженнях професором Бренемарком в 1956 році.
Поки титан стверджував себе в зубної імпланталогіі, росло паралельно бажання використовувати цей метал так само і в індивідуальному протезуванні.
Перші експерименти лиття титану в зуботехнічній області були проведені доктором Ватерстраатом в 1977 році.
Теплове перетворення форми титану в зуботехнічних метою стало можливим із застосуванням ливарної установки для лиття титану японської фірми Охара з 1981 року.
Методи холодної обробки титану - наприклад фрезерна обробка - виготовлення імплантатів або фрезерування каркасів коронок або мостовидних протезів шляхом так званих САD / CAM технологій, не тягне за собою особливих складнощів. Проблеми присутні в так званому гарячому зміні форми металу, тобто в лиття. Нам цікавий цей процес в першу чергу не дуже високою собівартістю, по відношенню до ще розвиваються CAD / CAM технологій, а по - друге, як єдиний на сьогоднішній день спосіб виготовлення каркасів бюгельних протезів.
Як ми вже відзначили висока реакційна здатність титану, висока точка плавлення вимагають, низька щільність вимагають спеціальну ливарну установку і пакувальну масу. В даний час на ринку відомі три системи, які вважаються кращими, для лиття титану. Це система Рематітан фірми Дентаурум (Німеччина), система БІОТАЛ фірми Шутц-Дентал (Німеччина) і система японської фірми Моріта. Сьогодні ми докладно познайомимося з Рематітан - ливарної системою. По-перше тому, що на наш погляд це найкраща система, яка дозволяє добитися лиття дуже високої і стабільної якості, по-друге ми маємо вже 4,5 річний досвід роботи.
Що мається на увазі під системою для лиття титану?
В першу чергу це ливарна установка Рематітан- Аутокаст або Аутокаст - Універсал.
Ливарні установки Аутокаст засновані на принципі плавки титану в захисному середовищі аргону на мідному тиглі за допомогою вольтової дуги, точно також в ромишленності сплавляють титанову губку для отримання чистого титану. Заливка металу в кювету відбувається за допомогою вакууму в ливарної камері і підвищеного тиску аргону в плавільной- під час перекидання тигля.
Зовнішній вигляд і принцип, як функціонує установка, показаний на рис. 1 і 2.
На початку процесу обидві камери плавильна (в верху) і ливарна (в низу) промиваються аргоном, потім з обох камер евакуюється суміш повітря і аргону, після чого плавильна камера заповнюється аргоном а в ливарної утворюється вакуум. Чи включається вольта дуга і починається процес плавлення титану. Після проходження певного часу різко перекидається плавильний тигель і метал всмоктується в що знаходиться в вакуумі форму, власна вага а також підвищується тиск аргону на цей момент також сприяють його загонками. Цей принцип дає можливість отримувати хороші, щільні виливки з чистого титану.
Наступним компонентом ливарної системи є пакувальна маса.
Так як в розплавленому стані реакційна здатність титану дуже висока, то він вимагає спеціальних пакувальних мас, які виготовляються на основі оксидів алюмінію і магнезії, які в свою чергу дозволяють знизити реакційний шар титану до мінімуму. Дентаурум пропонує кілька таких мас, наприклад Рематітан Плюс - пакувальна маса для відливання бюгельних протезів, пакувальні маси Рематітан Ультра і Трінелл для відливання коронок і мостів (Рис. 3, 4). Трінелл наприклад це нове покаление пакувальних мас для титану. Перша в світі швидкісна пакувальна маса для титану, яка дозволяє значно економити час і дає дуже чисту поверхню металу, практично без реакційного шару.
Титан - ливарний метал
Що потрібно знати при роботі з титаном?
Виготовляється для облицювання керамікою каркас повинен мати зменшену анатомічну форму зуба. Внутрішня підтримка кераміки каркасом дуже важлива, крім того для сприятливого теплообміну між керамікою і металом під час випалу обов'язкова наявність або охолоджувальних реберець (Рис. 5) або гірлянди. На мостовидних протезах великої протяжності наявність гірлянди обов'язково також з метою зміцнення каркаса. Товщина ковпачків повинна бути не нижче 0,4-0,5 мм. Каркаси бюгельних протезів моделюються також кілька толше, по відношенню до каркасів з хром-кобальтових сплавів.
Правильне штифтування (установка літників і створення ливникової системи), також як і правильне розташування в кюветі грає величезну роль і виробляється строго за правилами запропонованим фірмою виробником ливарних установок. Фірма Дентаурум пропонує наступні вимоги до ливарної системі Рематітан. Для коронок і мостів використання тільки спеціального литого конуса, який дозволяє оптимально направляти метал до відливати об'єкту. Висота вхідного литникового каналу від конуса до живильної балки 10 мм при його діаметрі 4-5 мм. Діаметр живильної балки 4 мм.
Підводні літніковае канали до відливати об'єкту діаметром 3 мм і висотою також не більше 3 мм. Дуже важливо: підводні канали не повинні розташовуватися напроти вхідного литникового каналу (Рис. 6 і 7), в іншому випадку дуже висока ймовірність виникнення газових пір. Всі з'єднання повинні бути дуже гладкими, без гострих кутів і т.д. щоб максимально знизити виникає під час заливки металу турбулентність яка призводить до утворення газових пір. Литниковая система для бюгельних протезів, а особливо для суцільнолитих базисів повних знімних протезів також відмінна, від літників які ми застосовуємо для відливання бюгельних протезів з хром-кобальтових сплавів.
У всіх трьох згаданих вище ливарних установках двох камерний принцип, титан плавиться в плавильної камері в середовищі аргону, на мідному тиглі за допомогою вольтової дуги, і за допомогою вакууму або тиску аргону заганяється в форму. Відмінними є спосіб загонки металу і система штифтування, які і впливають на кількість помилок під час лиття.
За допомогою реакції і дифузії газоподібних і твердих елементів (кисень, вуглець, силіциуму і ін.) З атмосфери плавильної камери і пакувальної маси, відбувається утворення реакційної зони і більш твердої поверхні титану. Ця зміна твердості залежить від речовин, з яких виготовлена пакувальна маса і обумовлених реакцій з рідким титаном.
Поверхневий шар або альфірованний шар настільки крихкий і забруднене, що під час попередньої обробки титану, особливо під облицювання керамікою, повинен бути повністю вилучений.
Зміна кристалічної структури
Для зуботехнічного застосування перехід титану при температурі 882,5 ° С з одного крістоліческого стану в інше має дуже велике значення. Титан переходить при цій температурі з альфа-титану з гексагональної кристалической гратами в Ветта-титан з кубічної. Що тягне за собою, не тільки зміна його фізичних параметрів, а й збільшення на 17% його о'ёма.
Тому причин також необхідне використання спеціальних керамік, температура випалу яких повинна перебувати нижче 880 ° С.
У титану дуже сильне прагнення при кімнатній температурі з киснем повітря утворювати миттєво тонкий захисний оксидний шар, координує захищає його в подальшому від корозії і обумовлює хорошу переносимість титану організмом.
Пасивний шар має здатність самостійно регенеруватися.
Цей шар, на різних етапах роботи з титаном, має гарантуватися.
Після піскоструминної обробки, перед чищенням каркаса паром, необхідно залишити каркас мінімум 5 хв. пасивуватися. Тільки що відполірований протез повинен пасивуватися не менше 10-15 хвилин, в іншому випадку немає гарантії гарного блиску готової роботи.
Вимоги до обробки, відповідні матеріалами
Фізичні властивості, фази оксидації і зміна кристалічної решітки повинні враховуватися при обробці титану.
Правильна обробка може успішно здійснюватися тільки спеціальними фрезами для титану, зі спеціальною хрестоподібної насічкою (Рис. 10). Зменшений кут робочої поверхні яких дає можливість оптимально знімати досить м'який метал, з одночасно хорошим охолодженням імнструмента. Обробка титану повинно здійснюватися без сильного тиску на інструмент.
При неправильному інструменті, або сильному натиску можливі локальні перегріви металу, супроводжувані сильним утворенням оксиду і зміною кристалічної решітки. Візуально на оброблюваному об'єкті відбувається зміна кольору і злегка грубіє поверхню. У цих місцях не бутет необхідного зчеплення з керамікою (можливість появи тріщин і відколів), якщо це не Облицьовувані ділянки, то подальша обробка і полірування буде теж невідповідність встановленим вимогам.
Фрези для титану повинні зберігатися окремо від інших інструментів. Вони повинні регулярно очищатися пароструйним апаратом і щіточками зі скловолокна від залишків титану.
Використання при обробці титану різних карборундових дисків і каменів, або алмазних головок сильно забруднює поверхню титану, що призводить в подальшому також до тріщин і сколів в кераміці. Тому використання перерахованих вище інструментів придатне тільки для обробки наприклад каркасів бюгельних протезів, а використання алмазних головок слід повністю виключити. Шліфування і подальша поліровка відкритих ділянок титану можлива тільки за допомогою адаптованих для титану шліфувальних гумок і полірувальних паст. Багато фірм, що займаються виробництвом обертових інструментів, випускають на даний момент достатній асортимент фрез і шліфувальних гумок для титану.
Я, наприклад, у своїй повсякденній роботі використовую обробні інструменти фірми Дентаурум (Рис.11).
Відповідні для титану параметри обробки:
- Низька швидкість обертання наконечника - макс. 15 000 об / хв.
- Низький тиск на інструмент
- Обробка каркаса тільки в одному напрямку.
- Уникати гострих кутів і напусків металу.
- При шліфування та полірування використовувати тільки відповідні шліфувальні гумки і полірувальні пасти.
- Періодично чистить фрез пароструйним апаратом і пензликом зі скловолокна.
Піскоструминна обробка титану
Піскоструминна обробка перед нанесенням бондінговой шару при керамічному покритті також як і при облицюванні композитними матеріалами повинна відповідати наступним вимогам:
- Чистий, тільки одноразовий оксідалюмінія.
- Максимальна величина зерна піску 150 μm, оптимально 110-125 μm.
- Максимальний тиск з олівця 2 бари.
- Напрямок потоку піску під прямим кутом до поверхні.
Після обробки необхідно залишити оброблений об'єкт на 5-10 хв. пасивуватися, після чого провести чистку поверхні парою.
Оксидний випал або схожі процедури при роботі з титаном повністю виключаються. Використання кислот або травлення також повністю виключено.
У другій частині нашої статті, котра вийде в одному з найближчих номерів, ми розглянемо аспекти титан - керамічних облицювань, облицювання композитними матеріалами, можливості виготовлення кламмерной і комбінованих бюгельних протезів з титану.
· Титан це не сплав - це чистий хімічний елемент, метал;
· Порядковий номер у переодической системі 22;
· Титан має здатність, перебуваючи в організмі, довгий час залишатися інертним;
· В зубопротезній техніці використовується чистий титан в чотирьох градаціях (від Т1 до Т4);
· Твердість, в залежності від градації, від 140 до 250 од.,
· КТР 9,6 х 10 (-6) К (-1);
Для керамічних облицювань потрібна спеціальна кераміка;
· Точка плавлення 1 668 ° С, висока реакційна здатність;
Використання спеціальних ливарних установок і пакувальних мас;
· Щільність 4,51 г / см 3;
Приблизно в чотири рази менша щільність, а значить і вага, по відношенню до золота, дає пацієнтам підвищений комфорт під час користування зубними протезами;
Можливість уникнути сприйнятливих до подразнення твердих і м'яких тканин.
· Біологічна сумісність / стійкість до корозії;
Титан утворює на поверхні незворотний пасивний шар з керамічним характером, який відповідає за біосумісність;
· Нейтральний смак, не викликає не приємних смакових відчуттів, відсутність присмаку металу в роті, як при використанні деяких сплавів;
· Титан прозорий для рентгенівських променів, що робить можливим, наприклад, легко виявити вторинний карієс у зуба, покритого коронкою, або в зуботехнічних цілях - рентген-контроль відлитих виробів на предмет ливарних раковин (Рис. 8 і 9).
Всі ці переваги роблять можливим і потрібним застосування титану в сучасній стоматології.
Більш детальну інформацію
про зуботехнической продукції
фірми DENTAURUM
можна отримати
у генерального дистриб'ютора
німецького концерну вУкаіни
фірми Денталеа-Дентстар
121096, Київ,
вул. Василини Кожин,
д. 14, корп. 1.
Тел. (095) 148-8487, 148-8488
Факс. (095) 148-8493