Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор .16
1.1 Применение металлокерамических зубных протезов в XXI веке 16
1.2 Использование сплавов металлов для изготовления металлокерамических зубных протезов в современной ортопедической стоматологии 23
1.2.1 Использование неблагородных сплавов металлов для изготовления металлокерамических зубных протезов 24
1.2.2 Использование благородных сплавов металлов для изготовления металлокерамических зубных протезов
1.3 Возможные осложнения, связанные с применением металлокерамических зубных протезов 33
1.4 Влияние технологических параметров на прочность металлокерамических зубных протезов 40
Глава 2. Материалы и методы 47
2.1 Материалы и методы лабораторных и экспериментальных исследований 47
2.1.1 Общая характеристика изученных в работе образцов металлокерамических зубных протезов из отечественных стоматологических сплавов металлов .47
2.1.2 Общий дизайн экспериментальных и лабораторных исследований 57
2.1.3 Методика определения условного предела текучести при изгибе образцов зубных протезов из литейных стоматологических сплавов .60
2.1.4 Методика определения коэффициента термического линейного расширения образцов зубных протезов из отечественных стоматологических сплавов металлов .62
2.1.5 Методика определения твердости образцов зубных протезов из отечественных стоматологических сплавов металлов 65
2.1.6 Методика определения прочности металлокерамического соединения образцов зубных протезов на каркасах из отечественных сплавов металлов 67
2.2 Методы клинических исследований 72
2.3. Методика статистической обработки результатов 73
ГЛАВА 3. Собственные исследования
3.1 Результаты клинических исследований .75
3.2 Результаты изучения влияния количества добавляемых в шихту переплавленных литников на основные физико-механические свойства образцов каркасов зубных протезов из стоматологических сплавов металлов .81
3.2.1 Результаты определения предела текучести образцов каркасов металлокерамических зубных протезов при изгибе 81
3.2.2 Результаты определения коэффициента термического линейного расширения образцов каркасов металлокерамических зубных протезов .82
3.2.3 Результаты определения показателей твердости образцов каркасов зубных протезов из стоматологических сплавов металлов .92
3.3 Результаты изучения прочности металлокерамического соединения образцов зубных протезов 94
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов исследования .100
Выводы 115
Практические рекомендации 117
Список литературы
- Использование неблагородных сплавов металлов для изготовления металлокерамических зубных протезов
- Возможные осложнения, связанные с применением металлокерамических зубных протезов
- Методика определения условного предела текучести при изгибе образцов зубных протезов из литейных стоматологических сплавов
- Результаты определения предела текучести образцов каркасов металлокерамических зубных протезов при изгибе
Использование неблагородных сплавов металлов для изготовления металлокерамических зубных протезов
Кроме того, из-за технологических особенностей (размеров фрез CAD/CAM систем) существуют ограничения по препарированию зубов под фрезерованные цельнокерамические конструкции. В системе CEREC in Lab до недавнего времени для фрезерования каркасов применялась фреза диаметром 1,6 мм. Соответственно, требовалось создавать круговой уступ шириной 1,2 мм. Другие системы, например, Digident требовали уступ шириной 0,8 мм. При подготовке зубов под коронки, изготовленные по системе CAD/CAM требуется более высокая конусность культей и широкий режущий край. [7]. Высокая конусность нежелательна при высоких коронках (пародонтит), т.к. в данном случае будет излишнее сошлифовывание опорных тканей зубов [79, 147]. Кроме того, есть ограничение по высоте культи при изготовлении мостовидного протеза -соединительная часть коронки и промежуточной части должна иметь площадь не менее 12 мм2 [61].
Впервые металлокерамические коронки предложил Parmely Brown в 1884. В 1962 году M. Weinstein и соавт. запатентовали технологию соединения керамики и металла [167, 185]. С тех пор, на протяжении более чем полувекового использования, металлокерамические конструкции не теряют своей актуальности и доказали свою эффективность и надежность [3, 4, 85, 96-99]. Несмотря на появление безметалловых конструкций, количество изготавливаемых металлокерамических коронок неуклонно растет [116, 203]. Металлокермические зубные протезы, применяемые для восстановления целостности зубных рядов, составляют основу современной ортопедической стоматологии и имеют широкое клиническое применение в большом разнообразии конструкций несъемных зубных протезов [6, 11, 16, 22, 40, 44]. Четкое определение показаний для изготовления металлокерамических зубных протезов должно быть основано исключительно на предварительном изучении результатов основных и дополнительных методов исследования [50, 52].
Существует несколько различных мнений по определению показаний для изготовления металлокерамических реставраций [126, 160, 162]. Для одних авторов ключевым фактором является протяженность включенного дефекта зубного ряда.
Donovan Т.Е. в 2005 году опубликовал работу, в которой высота коронковой части опорного зуба является основным критерием планирования и изготовления металлокерамических конструкций при включенных дефектах зубных рядов [162].
Для других авторов основным показанием является объем препарируемых твердых тканей зубов. При минимальной толщине каркаса в 0.3 мм и необходимости облицовывания его слоем керамики, считается, что при препарировании нужно создать межоклюзионное пространство в 2мм [126, 127, 205].
Третьи авторы считают правильным рассматривать показания с точки зрения конкретной клинической ситуации: нарушения анатомической формы и цвета коронок естественных зубов вследствие как приобретенных патологических состояний (кариес, травма, клиновидные дефекты, изменение цвета зубов при флюорозе, после пломбирования или приема лекарств – «тетрациклиновые зубы» и др.), так и врожденных (аномалии величины, формы, положения зубов, структуры твердых тканей – наследственные поражения эмалевого покрова (несовершенный амелогенез), болезнь Капдепона и др.), повышенное стирание твердых тканей зубов, явления аллергии к пластмассовой облицовке, металлические конструкции, требующие замены [2, 134, 142, 149]. Эстетический и функциональный результат зубного протезирования с применением металлокерамических зубных протезов неразрывно связан с выбором их конструкций. За последние годы накоплен значительный клинический опыт по конструированию и применению металлокерамических протезов. Так авторы указывают, что конструирование металлокерамических протезов при аномалиях прикуса следует проводить без изменения соотношения зубных рядов в различных направлениях, восстанавливая при этом высоту прикуса в случае ее снижения и устраняя деформации зубных рядов [51, 52, 131].
Мнения различных авторов по поводу относительных и абсолютных противопоказний также раходятся [4, 55, 136, 137]. Е.Н. Жулев (2010) и С.И. Абакаров (1993) считают абсолютными противопоказаниями протезирование недепульпированных зубов у детей и подростков, пародонтиты тяжелой степени [2, 8, 127, 135]. Первое противопоказание связано с большими размерами полости зуба у молодых людей и, соответственно, ее близкое расположение к поверхности, а также широкие дентинные канальцы, что при глубоком препарировании тканей зуба может сопровождаться гибелью пульпы, второе связано с высокой твердостью и жесткостью керамики, что может вызывать функциональные перегрузки пародонта [2, 38]. Аболмасов Н.Г. и соавт. (2005) также считают, что абсолютными противопоказаниями являются протяженные включенные дефекты (отсутствие более трех-четырех зубов), когда выраженные упругие деформации промежуточной части приводят к сколам облицовочной керамики, низкие или плоские клинические коронки зубов, при которых невозможно создать место для изготовления коронки без вскрытия полости зуба [3]. Некоторые авторы считают относительными противопоказаниями парафункции жевательных мышц (бруксизм), глубокое резцовое перекрытие, недостаточную высоту коронок естественных зубов и протяженные дефекты [40, 114].
Возможные осложнения, связанные с применением металлокерамических зубных протезов
Обжиг опак-массы проводили при температуре 9100С в течение 4 минут (скорость нагрева 100 0С/мин, вакуум 50 гПа). Образцы снова подвергали пароструйной обработке, после чего наносили еще один слой опак-массы с последующим обжигом при том же режиме. После остывания образцы вновь подвергали пароструйной обработке, после чего наносили слой дентиновой массы и помещали в печь, где проводили ее обжиг при температуре 820 0С в течение 1 минуты (скорость нагрева 55 0С/мин, вакуум 50 гПа). Затем наносили еще один слой дентиновой массы и обжигали при температуре 810 0С в течение 1 минуты (скорость нагрева 55 0С/мин, вакуум 50 гПа). Подготовку образцов завершали нанесением глазури и обжигом при температуре 800 oC в течение 0,5 мин (скорость нагрева 55 0С/мин). Общий объем облицовочного слоя составлял 5х3х1,1 ± 0,1 мм (рисунок 19).
Для образцов из четвертой и пятой групп было проведено 9 дополнительных обжигов по температурному режиму, соответствующему обжигу дентиновой массы (при температуре 810 0С в течение 1 минуты, скорость нагрева 55 0С/мин, вакуум 50 гПа). После извлечения образцов металлокерамических зубных протезов проводили визуальный осмотр керамического покрытия на наличие трещин, пор.
Испытания проводили на нагружающем устройстве FP 10/1 «Fritz Heckert». Образцы устанавливали на опорную плиту в нижнем захвате керамическим покрытием вниз. Расстояние между опорами составляло 12 мм (рисунок 20). Рисунок 20 - Образец металлокерамического зубного протеза из сплава Витирий-Н с двуслойным покрытием Duceram Love, установленный в нагружающее устройство FP 10/1 «Fritz Heckert»
Нагрузку прикладывали сосредоточенной силой на середине расстояния между опорами с постоянной скоростью 2 мм/мин. Образец изгибался при опускании верхнего захвата. При этом на диаграммной ленте была записана диаграмма изгиба в координатах нагрузка-стрела прогиба. Аппаратура регистрировала момент изгибного напряжения в образце, фиксируя скачок на диаграмме, в этот момент раздавался характерный щелчок скола керамики. Замеряли силу F, при которой происходило изгибное напряжение образцов зубных протезов.
Условное нормальное напряжение в крайнем растянутом волокне равно t=M/W, где М - изгибающий момент, W - момент сопротивления сечения.
В случае нагружения сосредоточенной силой изгибающий момент равен М=Р1/4. Для прямоугольного образца момент сопротивления сечения равен W=bh2/6. Поэтому, расчет упругого напряжения производился по формуле: r=3Pl/2bh2 , где: P - сила, при которой происходило изгибное напряжение (Н); / длина пластины (мм); Ъ ширина образца (мм); h толщина образца (мм). Полученные результаты подвергали статистической обработке. Результаты данного исследования опубликованы нами в Сборнике научных трудов по итогам международной научной конференции «МКМ-2015»; доложены на Международном Форуме университетской науки «Научное медицинское прогнозирование: молекулярно-генетические аспекты, триггеры патогенеза, ятрогенное влияние», Москва, 22 мая 2015 г., VI научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» (ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ») 29 мая 2015 г.; приведены в разделе диссертации 3.3.
Для выполнения поставленной в работе задачи нами была проведена выборка и выкопировка амбулаторных карт стоматологического больного в частной стоматологической клинике экноном-класса г. Москвы. Критерием включения пациентов в исследование было наличие в амбулаторной карте записи о нарушении целостности (трещины, сколы) керамического покрытия металлокерамических зубных протезов (одиночных коронок, мостовидных зубных протезов), срок использования которых составил не менее 12 месяцев. Отобранные пациенты приглашались на контрольный осмотр. Всего обследовано 288 пациента в возрасте от 35 до 55 лет (из них 198 женщин и 90 мужчин) с осложнениями в виде сколов и трещин облицовочной керамики металлокерамических зубных протезов. Данным пациентам было проведено дентальное фотографирование. Всего им было изготовлено 288 металлокерамических зубных протеза различной протяженности на каркасах из никель-хромового сплава Argeloy N.P. (Argen, США) с покрытием «Duceram Love», из них 108 - на депульпированных зубах, 180 – на имплантатах. Клиническое обследование включало выяснение жалоб больного; сбор анамнеза; осмотр полости рта и зубных протезов с выявлением локализации разрушения облицовочного слоя металлокерамического протеза, вида разрушения. На основании полученных данных были выделены группы: в зависимости от сроков выявления сколов керамического покрытия после фиксации зубных протезов, от типа конструкции, от вида опоры, глубины скола, в зависимости от поверхности, на которой возникал скол. Также полученные данные были классифицированы согласно стандарту Американского национального института здравоохранения.
Результаты данного исследования опубликованы нами в Сборнике трудов 11-й Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука и практика в стоматологии», 2014, С. 43-44; доложены на Международном Форуме университетской науки «Научное медицинское прогнозирование: молекулярно-генетические аспекты, триггеры патогенеза, ятрогенное влияние», Москва, 22 мая 2015 г., VI научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» (ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ») 29 мая 2015 г.; приведены в разделе диссертации 3.1.
Методика определения условного предела текучести при изгибе образцов зубных протезов из литейных стоматологических сплавов
Изучение образцов первой группы позволило выявить существенные различия в твердости образцов зубных протезов из различных сплавов: наиболее твердым оказался сплав на основе палладия Палладент, наименее твердым – сплав на основе золота марки Плагодент. В случае с образцами из кобальтохромового сплава Витирий-С во II группе произошло увеличение твердости на 4%, а в III - на 7% по сравнению с исходными данными. При исследовании твердости образцов из никельхромового сплава Витирий-Н было выявлено снижение показателя твердости во II группе на 4%, а в III группе произошло увеличение, и показатель вернулся к исходным данным. В случае с золотосодержащим сплавом Плагодент, в отличие от кобальтохромового сплава, во всех группах наблюдалось снижение показателей: во II группе – на 5%, в III – на 25% от исходных данных. При исследовании твердости образцов из палладиевого сплава в III группе выявлено снижение показателя на 5%. Таким образом максимальное уменьшение твердости наблюдалось у образцов из золотоплатинового сплава Плагодент. Максимальное увеличение твердости при добавлении переплава в шихту наблюдалось у образцов из кобальтохромового сплава Витирий-С.
Анализ результатов исследования твердости образцов зубных протезов позволяет сделать заключение о том, что добавление 50% литников в шихту сплавов не приводит к статистически значимым изменениям. Однако, использование 100% литников может привести к значительным изменениям твердости образцов зубных протезов, особенно в случае золотоплатинового сплава Плагодент.
Результаты данного исследования опубликованы нами совместно с к.м.н. Деевым М.С. в «Российском стоматологическом журнале» №1, 2015 г., С. 7-11; в «Российском стоматологическом журнале» №3, 2015 г., С. 6-9; совместно с Елистратовой Е.Н. в сборнике научных трудов по итогам международной научно-практической конференции «Современная медицина: актуальные вопросы и перспективы развития» (г. Уфа, 5 сентября 2014 г., С. 70-73); доложены на V научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» (ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ») 30 мая 2014 г., на XXXVII итоговой научной конференции общества молодых ученых МГМСУ имени А.И. Евдокимова.
После исследования изменения основных физико-механических свойств стоматологических сплавов в зависимости от количества добавляемых литников в шихту, перед нами встала задача оценить прочность металлокерамического соединения. Исследование прочности металлокерамического соединения при упругом изгибе проведено на кафедре металловедения цветных металлов НИТУ МИСиС совместно с профессором В.К. Портным.
В нашем исследовании, описанном в разделе 3.1.1. диссертации, в 18% случаев от общего числа сколов были выявлены нарушения целостности керамической облицовки до оксидной пленки, что было в 3 раза больше, чем выявленные разрушения до металла. Причиной данного вида нарушений целостности металлокерамических зубных протезов, по видимому, может быть чрезмерное число корректировочных обжигов при неудовлетворенности пациента формой, размером, цветом и др. Учитывая этот факт в данном исследовании мы изучили влияние числа обжигов и добавления литников на прочность металлокерамического соединения.
Было выделено 5 групп образцов из никельхромового Витирий-Н и из кобальтохромового Витирий-С сплавов: 1) образцы, отлитые из 100% новых гранул сплава; 2) образцы, изготовленные с 50% добавление литейного возврата; 3) образцы из 100% литников, а также добавлены новые группы для определения влияния повышенного числа обжигов на изменение прочности соединения; 4) образцы из 100% новых гранул сплава, прошедшие помимо стандартного числа обжигов для нанесения керамической облицовки еще дополнительно 10 корректировочных обжигов; 5) образцы из 100% литников, прошедшие помимо стандартного числа обжигов для нанесения керамической облицовки еще дополнительно 10 корректировочных обжигов (рисунки 31, 32, 33).
Момент отслоения керамического покрытия во время исследования прочности соединения керамической облицовки с образцом каркаса металлокерамического зубного протеза при упругом изгибе на аппарате FP 10/1 «Fritz Heckert». Рисунок 32 - Образцы металлокерамических зубных протезов из кобальтохромового сплава Витирий-С после исследования прочности металлокерамического соединения при упругом изгибе
График исследований прочности металлокерамического соединения, отображаемый аппаратом FP 10/1 «Fritz Heckert»; указана сила, при которой происходило нарушение целостности керамического покрытия Результаты исследования прочности соединения образцов каркасов металлокерамических зубных протезов с керамическим покрытием при упругом изгибе представлены в таблице 13.
Результаты определения предела текучести образцов каркасов металлокерамических зубных протезов при изгибе
Известно, что нарушение технологических этапов ведет к изменению прочности металлокерамического соединения, выраженному в нарушении целостности покрытия до металла [146]. Таких видов сколов нами выявлено 5,6% от общего числа нарушений целостности керамической облицовки. Таким образом, клиникостатистическое исследование подтвердило актуальность изучения возможных технологических погрешностей в изготовлении металлических каркасов металлокерамических зубных протезов и путей их предупреждения.
Полученные данные побудили нас провести детальное изучение одной из возможных причин изменений физико-механических свойств и коэффициента термического линейного расширения различных видов отечественных стоматологических сплавов металлов - добавление переплава в исходную смесь для литья.
Зубные техники нередко используют в своей работе литники при изготовлении каркасов металлокерамических зубных протезов из благородных и неблагородных стоматологических сплавов по финансово-экономическим причинам (удешевление исходного сырья) [5, 189].
При этом многие авторы изучавшие влияние добавления литников на изменение свойств неблагородных стоматологических сплавов, в своих исследования приводят данные, свидетельствующие о том, что использование переплава может сильно изменять заданные производителем физико-механические свойства и даже вызывать цитотоксичность сплавов [152, 174]. Atluri K.R. et al. (2014) дают рекомендацию не использовать вторичное литье в повседневной практике, т.к. в своих исследованиях они выявили резкое снижение прочности металлокерамического соединения при использовании литников (50% и 100%) [155]. Производители исследуемых нами отечественных неблагородных стоматологических сплавов Витирий-Н и Витирий-С (Уралинтех, Россия) указывают на недопустимость использования повторного литья при изготовлении каркасов металлокерамических зубных протезов.
Алтынбеков К.Д. и соавт. (2012) установили, что добавление более 10% литников при изготовлении каркасов зубных протезов из кобальтохромовых сплавов ведет к образованию окислов кобальта и хрома, которые оказывают негативное воздействие на механические свойства сплавов [5].
В тоже время в инструкциях к ряду стоматологических сплавов для металлокерамики, в частности, I-BOND NF и I-MG FH (INTERDENT, Чехия), Плагодент и Палладент (Суперметалл, Россия), указано, что при изготовлении ортопедических конструкций возможно использование 50% литейного возврата.
Таким образом, из-за большого числа неоднозначных мнений стало очевидным, что дальнейшее изучение влияния состава исходной смеси для литья стоматологических сплавов на изменение физико-механических свойств металлокерамических зубных протезов поможет научно обосновать меры профилактики нарушения целостности протезов после фиксации в полости рта пациентов.
Нами были исследованы образцы металлокерамических зубных протезов из отечественных стоматологических благородных (золотоплатиновый сплав «Плагодент», палладиевый сплав «Палладент») и неблагородных (кобальтохромовый сплав «Витирий-С», никельхромовый сплав «Витирий-Н») сплавов металлов, изготовленных методом литья по выплавляемым восковым моделям в централизованной зуботехнической лаборатории г. Москвы. В зависимости от количества добавляемых литников в шихту было сформировано 3 группы образцов металлокерамических зубных протезов для изучения физико-механических свойств: 100% новый сплав, с 50% добавлением литейного возврата, 100% вторичное литье. Критериальными показателями пригодности образцов для изготовления металлокерамических зубных протезов являлись:
В соответствии с программой комплексного исследования вначале мы изучили возможные изменения условного предела текучести образцов каркасов металлокерамических зубных протезов из отечественных сплавов металлов при изгибе в зависимости от состава шихты. Наиболее выраженное изменение предела текучести при изгибе при использовании 50% литников первого переплава было выявлено для кобальтохромового сплава Витирий-С – повышение на 12,7% от исходных данных (таблица 10).
В случае использования 100% литников для изготовления образцов зубных протезов наблюдалось увеличение предела текучести у всех образцов, кроме никельхромового Витирий-Н, у которого показатели снизились относительно исходных данных. Наиболее выраженные изменения получены для образцов из кобальтохромового сплава Витирий-С: произошло увеличение предела текучести на 22% от исходных данных.
К.Д. Алтынбеков, М.З. Миргазизов и соавт. (2012) в своей работе также отмечали изменение прочностных характеристик образцов каркасов из неблагородных сплавов, при изготовлении которых использовались литники [5]. При добавлении в шихту 30% литников первичного переплава при изготовлении образцов каркасов из кобальтохромового сплава I-BOND NF (INTERDENT, Чехия) авторы наблюдали снижение предела прочности при растяжения на 14 %.