Вы зашли на: главная страница > архив > № 7 2007:

ОЦЕНКА

ОПТИЧЕСКИМ МИКРОСКОПОМ СТРУКТУРЫ ВНЕШНИХ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ СЪЕМНЫХ КОРОНОК С СУБСТРУКТУРОЙ, СДЕЛАННОЙ ИЗ СПЛАВА WIRON Ж 99

Краткое содержание

Современные металлокерамические системы дают возможность производить металло-керамичес кие конусовидные выдвижные коронки. Целью данного исследования являлась оценка состояния структуры внешних металлокерамических съемных коронок. Данная оценка была проведена с помощью оптического анализа. Полученные с помощью оптического анализа результаты состояния структуры внешних металлокерамических выдвижных коронок, сделанных из сплава Ж 99 и керамического материала Vita VHK 95, который используется в функциональном единстве частично съемных зубов, с точки зрения деформации и его анализа показали, что такая система является удовлетворительной даже после использования в реальных условиях в течение трех лет.

Ключевые слова: металлокерамическая съемная система, оптический анализ, керамическая структура.

Введение

Современное зубное протезирование способствовало развитию конусовидных съемных систем (КСС), которые обеспечивают функциональное единство ряда зубов и других биоструктур [11].

Морфология и другие эстетические характеристики внешних КСС получены с помощью акрилата, который представляет собой сплав или керамику. Керамика как материал обладает идеальными эстетическими характеристиками, оптически наиболее схожими с зубной эмалью. Ввиду высокой степени гладкости и ее неорганического происхождения керамика является наименее ощутимым материалом для зубов и, таким образом, биологически наиболее приемлемым материалом для их лечения. Она характеризуется высокой твердостью и устойчивостью к давлению, но, однако, очень низким сопротивлением к ударам и скручиванию. С другой стороны, данные сплавы в металлокерамических системах показывают хорошие механические характеристики, которые соответствуют требованиям биомеханики постоянного ряда зубов. Металлокерамические системы включают в себя металлическую структуру и керамический слой, который был проверен на совместимость с металлом по химическим, механическим и физическим показателям [2, 12, 16, 18].

Здесь металлокерамический ряд зубов в основном сделан из сплава Ж 99, который не содержит ни драгоценных металлов, ни берилия.

Геометрическая форма металлокерамической металлической субструктуры должна обеспечивать сопротивление при скручивании. Принимая во внимание то, что металлическая субструктура — это элемент, способный противостоять скручиванию, необходимо обеспечить ей особый уход во избежании искривления металлической субструктуры, так как это в результате может привести к деформации керамики, известной своей чувствительностью к сгибанию и скручиванию, а это в свою очередь может привести к отделению керамики от сплава.

Применение метода для конечных элементов (МКЭ) дает возможность подсчитать давление и деформацию металлической субструктуры внешней выдвижной коронки металлокерамической конусовидной выдвижной системы и позволяет достигнуть теоретической формы металлической субструктуры внешней выдвижной коронки. Это является основой исследования ее оптимальной величины [7].

Результаты, полученные с помощью МКЭ, можно считать абсолютно надежными, если эксперимент проведен. Экспериментальное тестирование проводится с помощью метода растяжения и оптического давления [1, 8].

Для тестирования растяжением с использованием эластичных измерительных лент со специальной системой контроля необходим прибор, который трудно использовать в стоматологическом кабинете.

Тестирование оптическим давлением проводится с использованием метода для фотоэластичного покрытия и для оптического анализа реальной структуры всей системы.

Оптический анализ образцов в металлографии проводится с помощью микроскопа, образцы следует разрезать таким образом, чтобы приспособить размер образцов к микроскопу. Во избежание повреждения краев образцов при разрезании уместно уложить образцы в искуственную смолу. Исследуемые поверхности нужно завершить шлифовкой и полировкой.

Цель

Рис. 1

Целью данного исследования была проверка оптическим анализом состояния структуры керамики внешних металлокерамических выдвижных коронок, сделанных в соответствии с оптической моделью и использованных в функциональном единстве с частично съемным рядом зубов, так же как и сравнение состояния выдвижных коронок, сделанных из проволочного сплава Ж 99 и керамического материала VITA VMK 95 со структурой новых металлокерамических коронок в отношении дефектов.

Для сравнительного анализа структуры металлокерамических коронок две отдельные металлокерамические коронки были те, которые не использовались пациентом до этого.

Материалы и методы

Рис. 2

Оптический анализ структуры внешних металлокерамических конусовидных выдвижных коронок (ВМККВК) был проведен на трех коронках из основного ряда зубов 49–летней пациентки. Этой пациентке съемный ряд зубов был сделан с тремя металлокерамическими конусовидными выдвижными коронками на 32, 33 и 37 (рис.1). Металлическая субструктура внешних выдвижных коронок была отлита на приборе FornaxЖ из сплава Wiron® 99 (Bego) в соответствии с оптической моделью [7]. Их размеры: толщина (dk) 0,36 mm, размер полости внутренней коронки (di) 0,12 mm, форма края структуры внешней выдвижной коронки (dkp) по диагонали 0,35 mm. В металлической субструктуре был применен керамический материал VITA VMK 95. После трехлетнего использования пациентке был сделан новый ряд зубов, в то время как старый использовался для тестирования структуры внешних металлокерамических конусовидных выдвижных коронок.

Рис. 3

Оптический анализ структуры ВМККВК был проведен в Институте воздушных сил им. Мома Станойловича, Белград. До тестирования, однако, было необходимо подготовить экспериментальную модель и соответствующую индивидуальную металлокерамическую коронку. Эта предтестовая подготовка состояла из нескольких ступеней.

Вырезание ВМККВК из неполного ряда зубов.

Помещение коронок в полимерную массу для защиты поверхностей во время разрезания.

Вырезание каждой отдельной металлокерамической системы как внешних выдвижных коронок, так и соответствующих отдельных металлокерамических коронок (рис. 2 и 3).

Поперечное разрезание коронок относительно вертикальной оси и для примыкающих коронок в области внутризубного стыка.

Шлифовка поверхностей и полировка алмазной пастой.

Тестирование микроструктур на отполированных поверхностях образцов было проведено с использованием оптического микроскопа типа Versamet II японской компании Union. Микроструктуры были обследованы и сфотографированы с увеличением в 40, 100 и 400 раз.

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Результаты

Микроскопический анализ образцов во всех коронках обнаружил металлическую структуру с окисью и керамическими слоями.

Результаты тестирования оптической структуры внешних металлокерамических коронок показаны на рис. 4, 5, 6 и 7.

Полученные результаты показывают:

Оптическая структура внешней выдвижной коронки в левом нижнем клыке имеет гомогенную поверхность керамического слоя, очень редкие поры, вполне удовлетворительное сцепление между керамической массой и светонепроницаемым слоем без погрешностей, особенная пористость в слое окисленной пленки, при этом с хорошим прикреплением к металлической субструктуре и яркой поверхности внутренней стороны металлической субструктуры (рис. 4).

Оптическая структура внешней выдвижной коронки левого нижнего второго резца имеет гомогенную поверхность керамического слоя, редкие поры, керамический слой прикрепляется к окисленному слою без погрешностей, как и на предыдущем образце, яркая поверхность внутренней стороны металлической субструктуры. Так как линия разреза проходила через примыкающие внешние металлокерамические конусовидные коронки, очевидно, что три металлических слоя хорошо взаимосвязаны благодаря внутренней связи между коронками (рис. 5).

Оптическая структура внешней выдвижной коронки левого нижнего коренного зуба с гомогенной поверхностью слоя так же, как и в предыдущих системах, с очень редкими порами, хорошим соединением керамики с окисленным слоем, за исключением одной трещины длиной 0,01 мм (прямо сзади на рис. 6), с легкой пористостью светонепроницаемого слоя и с хорошей внутренней связью с металлической субструктурой и яркой поверхностью внутренней стороны металлической субструктуры.

Оптическая структура соответственных отдельных металлокерамических коронок, как в предыдущих системах, с хорошей сцепкой керамики, окисленного и металлического слоев, пористость в керамическом слое является следствием обработки (рис. 7).

На базе представленного анализа результатов, полученных тестированием оптической структуры ВМККВК, и представленного сравнительного анализа структуры отдельных металлокерамических коронок можно сделать вывод, что оцениваемые металлокерамические конусовидные выдвижные системы, выполняющие функцию неполного зубного ряда, соответствуют нормам давления и деформации. Другими словами, во внешних металлокерамических выдвижных коронках деформация отсутствует.

Дискуссия

Полученное давление ВМККВК в соответствии с дизайном оптимальной модели и использованием в функциональном единстве неполного съемного зубного ряда не создало такой нагрузки, которая могла бы привести к деформации металлической субструктуры исследуемого ряда и повлиять на керамику таким образом, чтобы она отделилась от сплава или дала трещину.

Для протестированных микроструктур ВМККВК были использованы настоящие образцы, так что полученные результаты соответствуют реальным условиям использования. Так как при анализе не было обнаружено никаких деформаций, не было необходимости проводить работу по металлу образцов с кислотой, чтобы проверить возможное наличие деформаций в образце.

В многочисленных металлографических тестах для того, чтобы исследовать полированный и отшлифованный образец, достаточно взглянуть на него невооруженным взглядом, а затем использовать различные увеличительные стекла. В некоторых случаях с деформациями рекомендуется выделить микросоставляющие сплава, чтобы сделать их наличие очевидным. Например, в хромовой стали натриевый пикрин может окрасить только карбид железа, но не феррит, мартензит или хромовый карбид. Как сказано выше, не было необходимости использовать работу по металлу, так как деформации обнаружены не были.

Существует много информации о прочности керамосплава, полученной в клинических условиях, что также делает вклад к его техническому улучшению [10].

Экспериментально было доказано, что трещины в металлокерамических системах могли появиться между двумя материалами (трение), или внутри каждого материала отдельно (сцепление), или в более слабых пограничных слоях, таких как окисленный слой. О. Брайан, Райдж в своих исследованиях классифицировали трещины, которые появляются между металлом/керамикой на:

трещины между металлом/керамикой вследствие неадекватного формирования окисленного слоя или из–за пористости металлической поверхности;
трещины между окисью металла/ керамикой на поверхности окиси металла, что типично для недрагоценных сплавов;
трещины, вызванные внутри керамики, характерны для сплавов с высоким содержанием золота;
трещины между металлом/окисью металла граничат с керамическими характеристиками для недрагоценных сплавов, которые вырабатывают слишком много окиси хрома и никеля на поверхности;
трещины, вызванные трением в окиси металла;
трещины, вызванные трением в металле в опорах/мостах соединенных элементов.

При исследовании структуры металлокерамических выдвижных коронок была обнаружена минимальная пористость окисленного слоя и небольшая трещина в этом слое в одной из систем. Это характеристика недрагоценных никелевых и хромовых сплавов.

Изменения по краям металлокерамических систем во время затвердевания исследовали Гемалмаз и Алкумру с использованием сканирующего электронного микроскопа. Они обнаружили, что сплавы никеля и хрома были более четкими, чем слои палладия и меди относительно металлических субструктур и керамики [9]. Трещины между светонепроницаемым и металлическим слоями вместе с краями коронок в сплавах палладий/медь были 19,39 мм и, таким образом, значительно больше, чем изменения в сплавах никель/хром, которые составили 8,65 мм.

Кэмпбелл и Пелетье показали в своих исследованиях влияние термальных стадий обжигания на деформацию металлической субструктурной стенки по краям в зависимости от толщины металлической субструктуры [4]. Металлическая субструктура была сделана из сплава палладий/ золото для металла/керамики. Обнаружилось, что металлическая стенка толщиной 0,8 мм деформировалась гораздо меньше, чем стенки толщиной 0,1 или 0,4 мм. Они также указали, что происходит деформация во время окисления, первой термальной стадии, так же как и на то, что во время нанесения керамики и полировки существенной деформации не произошло.

Твердость керамического слоя в металлокерамических системах зависит от эластичности металлической субструктуры, которая составляет 205 МПа для Wiron® 99, в то время как у палладиевых сплавов для металла/керамики это 100 МПа. Оптимальная используемая толщина металлической субструктуры внешних выдвижных коронок в 0,36 мм является аналогичной металлическим субструктурам крепежей мостов, сделанных из недрагоценных сплавов толщиной 0,35 мм.

Это обеспечивает соответствующую твердость зубов.

Выводы

Результаты, полученные после анализа состояния структуры керамики во внешних металлокерамических выдвижных коронках, созданных в соответствии с дизайном оптимальной модели, используемые в функциональном единстве частично съемных зубов, с точки зрения деформации показали, что такая система даже после использования в реальных условиях в течение трех лет является удовлетворительной.

Используемая литература

Арсенич, Васич Б. Эффективность технических систем. — Белград: Школа Медицины, 1991. — (серб. яз.).
Биннис Д. Химические и физические качества стоматологического фарфора // Производство стоматологической керамики на Первом Международном Симпозиуме по Керамике. — Чикаго: Квинтэссенсе Паблишинг Ко Инк., 1983. — (серб. яз.).
Кэмпбелл С.Д. Компаративное исследование прочности металлокерамики и всех керамических материалов: модули разломов // Простет Дэнт. — 1986. — №56: 476–9.
Кэмпбелл С.Д., Пелитье Л.П. Термальное цикличное искривление металлокерамики. Часть 1: Металлический каркас // Простет Дент. — 1986. — №56: 476–9.
Кэпуто А.А., Стэндль Дж.П. Структуры и дизайн. // Биомеханика в клинической стоматологии. — Чикаго: Квинтэссенсе Паблишинг Ко Инк., 1987.
Клэйтон Дж.А., Яслов К.А. Измерение давления на зубы // Простет Дент. — 1971. — №25: 21–43.
Драганьяч М. Оптимальная толщина и дизайн металлических структур внешних выдвижных коронок металлокерамических конусовидных выдвижных систем (доклад). — Белград: Военно–медицинская академия, 1996. — (серб. яз.).
Дубока, Арсенич. Тестирование моторных машин: пособие. — Белград: Наука и Общество, 1994. — (серб. яз.).
Стаменкович Д. Керамические материалы // Стоматологические материалы. — Белград: Медицинская книга, 1997. — (серб. яз.).
Шуман Х. Металлография. Вып. 9. — Белград: Технолого– металлургический факультет, 1989. — (серб. яз.).
Трифунович Д. Химический состав и физико–механические характеристики сплавов в металлокерамических системах // Достижения в стоматологии. — Загреб: Либер, 1985. — (серб. яз.).
http//www.bego com.

Рисунки

Рис. 1. Полный ряд зубов с внешними металлокерамическими выдвижными коронками.

Рис. 2. Разрез внешних металлокерамических конусовидных выдвижных коронок в Арладит.

Рис. 3. Разрез металлокерамических коронок в Арладит.

Рис. 4. Оптическая структура внеш ней выдвижной коронки на 33.

Рис. 5. Оптическая структура внешней выдвижной коронки на 32.

Рис. 6. Оптическая структура внешней выдвижной коронки на 37.

Рис. 7. Оптическая структура металлокерамической коронки.