Материаловедение по ортопедической стоматологии

Основу кобальтохромового сплава (КХС) составляет кобальт (66—67%) обладающий высокими механическими качествами, а также хром (26—30%) вводимый для придания сплаву твердости и повышения антикоррозийной стойкости. При содержании хрома свыше 30% в сплаве образуется хрупкая фаза, что ухудшает механические свойства и литейные качества сплава. Никель (3-5%) повышает пластичность, вязкость, ковкость сплава, улучшая тем самым его технологические свойства.

Согласно требованиям международного стандарта, содержание хрома кобальта и никеля в сплавах должно быть в сумме не менее 85%. Эти элементы образуют основную фазу — матрицу сплава.

Молибден (4—5,5%) имеет большое значение для повышения прочности сплава за счет придания ему мелкозернистости. Марганец (0,5%) увеличивает прочность, качество литья, понижает температуру плавления, способствует удалению токсичных сернистых соединений из сплава.

Многие фирмы США осуществляют легирование бериллием и галлием (2%), но из-за их токсичности в Европе не производят сплавов данных металлов (Скоков А.Д., 1998).

♦        Легирование (нем. legieren, лат. ligare - связывать, соединять) - введение в металл или в металлический сплав другого элемента для улучшения физических, химических или физико-химических свойств основного металла. Например, введение в сталь хрома, вольфрама, ванадия, молибдена и т.п. (легированная сталь).

♦        Лигатура (лат. ligatura, ligare - связывать) - 1) вспомогательные сплавы, добавляемые в плавильных печах к основному сплаву (металлу) при его раскислении или при введении в него лигирующих компонентов; 2) металлы, вводимые в состав сплавов благородных металлов (например, медь или серебро в сплаве с золотом) для придания сплаву большей твердости.

Присутствие углерода в кобальтохромовых сплавах снижает температуру плавления и улучшает жидкотекучесть сплава. Подобным действием обладают кремний и азот, в то же время увеличение содержания кремния свыше 1% и азота более 0,1 % ухудшает пластичность сплава.

При высокой температуре обжига керамических масс может произойти выделение углерода из сплава, который, внедряясь в керамику, влечет за собой появление в последней пузырей, что приводит к ослаблению металлокерамической связи.

В настоящее время безуглеродистые отечественные кобальтохромовые сплавы КХ-Дент и Целлит-К, подобные классическому сплаву Виталлиум, находят широкое применение при протезировании металлокерамическими протезами. Состав и свойства этих сплавов приведены в таблице 42.

Температура плавления КХС составляет 1458°С. Механическая вязкость сплавов хрома и кобальта в 2 раза выше таковой у сплавов золота. Минимальная величина предела прочности при растяжении, допускаемая спецификаией, составляет 61,7 кН/см² (6300 кгс/см²). Благодаря хорошим литейным и антикоррозийным свойствам сплав используется не только в ортопедической сматологии для каркасов литых коронок, мостовидных и дуговых (бюгельных) протезов, съемных протезов с литыми базисами, но и в челюстно-лицевой хирургии при проведении остеосинтеза. Правда, следует отметить, что в последние годы он заменяется титаном.

Сплав КХС выпускается в виде цилиндрических заготовок. Опыт его применения дал определенные положительные результаты и позволил начать работы по его совершенствованию. Недавно разработаны и внедрены в серийное производство новые сплавы, в том числе и для цельнолитых несъемных протезов.

Выпуск сплава на основе кобальта — Целлит-К (осн.— Со; 24% Сr; 5% Мо; С, Si, V, Nb) — освоен на Украине.

Выпускаемые в России сплавы металлов для ортопедической стоматологии составляют четыре основные группы:

1) сплавы для литых съемных протезов — Бюгодент;

2) сплавы для металлокерамических протезов — КХ-Дент;

3) никелехромовые сплавы для металлокерамических протезов — НХ-Дент;

4) железоникелехромовые сплавы для зубных протезов — Дентан.

Свойства данных сплавов приведены в таблице 42.

Бюгодент CCS vac (мягкий) тождественен основному химическому составу отечественного сплава КХС (63% кобальта, 28% хрома, 5% молибдена). В отличие от КХС выплавляется на чистых шихтовых материалах в высоком вакууме с узкими пределами отклонений составляющих компонентов.

Бюгодент CCN vac (нормальный) содержит 65% кобальта, 28% хрома и 5% молибдена, а также повышенное содержание углерода и не имеет в своем составе никеля. Полностью соответствует медицинским стандартам европейских стран. Прочностные параметры высокие.

Основу сплава Бюгодент ССН vac (твердый) составляют кобальт (63%), хром (30%) и молибден (5%). Сплав имеет максимальное содержание углерода — 0,5%, дополнительно легирован ниобием (2%) и не имеет в своем составе никеля. Обладает исключительно высокими упругими и прочностными параметрами.

Основу сплава Бюгодент ССС vac (медь) составляют кобальт (63%), хром (30%), молибден (5%). Химический состав сплава включает в себя медь и повышенное содержание углерода — 0,4%. В результате этого сплав обладает высокими упругими и прочностными свойствами. Наличие меди в сплаве облегчает полирование, а также проведение другой механической обработки протезов из него.

В состав сплава Бюгодент CCL vac (жидкий) кроме кобальта (65%), хрома (28%) и молибдена (5%) введены бор и кремний. Этот сплав обладает высокой жидкотекучестью, сбалансированными свойствами, которые значительно превышают требования немецкого стандарта DIN 13912. Соответствует медицинским стандартам европейских стран.

Сплавы КХ-Дент предназначены для литых металлических каркасов с фарфоровыми облицовками. Окисная пленка, образующаяся на поверхности сплавов, позволяет наносить керамические или ситалловые покрытия с коэффициентом термического расширения (в интервале температур 25—500°С) 13,5-14,2·10^-6°С^-1.

КХ-Дент CN vac (нормальный) содержит 67% кобальта, 27% хрома и 4,5% молибдена. Химический состав модификации CN vac близок к составу модификации CCS, но не содержит углерода и никеля. Это существенно улучшает его пластические характеристики и снижает твердость. Полностью соответствует медицинским стандартам европейских стран.

Сплав КХ-Дент СВ vac (Bondy) имеет следующий состав: 66,5% кобальта, 27% хрома, 5% молибдена. Сплав обладает хорошим сочетанием литейных и механических свойств. Аналог сплава Бондиллой (Германия).

Стомикс — стойкий к коррозии кобальтохромовый сплав, предназначенный для каркасов дуговых (бюгельных) протезов и для облицовки керамикой. Сплав обладает хорошими литейными свойствами (повышенной жидкотекучестью, минимальной усадкой), хорошо обрабатывается стоматологическими абразивами, технологичен на всех этапах протезирования.

Стомикс имеет стабильную окисную пленку и термический коэффициент термического расширения 14,2 10^-6°С^-1 в интервале температур 25—500°С, близкий к таковому у фарфоровых масс, что обеспечивает надежное соединение сплава с фарфоровыми массами. Рассматриваемый сплав имеет достаточную прочность (предел прочности ≥700 Н/мм²; предел текучести ≥500 Н/мм²), что исключает его деформацию и дает возможность создавать более тонкие, ажурные каркасы протезов.

Виробонд С (Германия) содержит 61% кобальта, 26% хрома, 6% молибдена, 5% вольфрама, 1% кремния, 0,5% церия. Функции компонентов кобальтохромового сплава Виробонд С представлены в таблице 42. Содержание никеля в сплаве менее 0,1%, что снижает его токсическое и аллергическое воздействия. Виробонд С может использоваться для металлокерамических коронок и мостовидных протезов. Данный сплав имеет коэффициент термического расширения 14,2 10^-6°С^-1, что оптимально для большинства современных керамических масс.

Вирониум плюс (Германия) — кобальтохромовый сплав для каркасов дуговых (бюгельных) протезов. Отличается высокой стойкостью к коррозии за счет большого содержания хрома. Предел текучести сплава составляет 700 МПа (ISO — минимум 500 МПа), модуль упругости — 220 000 МПа, относительное удлинение — 10,0% (ISO — не менее 3,0%), твердость по Виккерсу — 340 HV 10.

Виронит-ЛА (Германия) — кобальтохромовый сплав по составу и свойствам близкий к Вирониум плюс. В его состав входят кобальт (63,5%), хром (29,0%), молибден (5,0%), кремний, марганец, азот. Предел текучести сплава составляет 640 МПа, модуль упругости — 220 000 МПа, относительное удлинение — 8,0%, твердость по Виккерсу - 360 HV 10.