Стоматологическая ортодонтическая нержавеющая сталь – что это такое, свойства

Назначение

Несколько десятков лет назад стоматологи изготавливали медицинские конструкции исключительно из благородных металлов в чистом виде. Постепенно появилась тенденция их использования в качестве различных сплавов.
Ближе к XX веку распространёнными были ортопедические зубные аппараты из неблагородных металлов, в частности сплавы стали и хрома.

Неблагородные металлы – очень твёрдые, что усложняет их обработку, но благодаря этой особенности, протезы можно изготовить любой протяжённости.

Чистое золото прекратили использовать из-за его недостаточной твёрдости. На сегодняшний день востребованы золото-палладиевые, золото-платиновые, серебряно-палладиевые сплавы, поскольку они являются более прочными, устойчивыми к коррозии и обладают массой других положительных характеристик.

Сплавы из неблагородных металлов также популярны.

Они прекрасно подходят для керамических покрытий, поскольку оксидная плёнка, появляющаяся на поверхности, способствует прочному соединению.

Металлы и сплавы в стоматологии Классификация

Все металлы и сплавы делят на черные и цветные.

Черные металлы – это железо и сплавы на его основе. Стали и чугун. Чугун содержит более 2,14% углерода. В стоматологии не применяется.

Поверхность у чугуна матовая и неблестящая. Он плохо поддается полировке.

Сталь в стоматологии

сплав на основе железа, содержащий менее 2,14% углерода. Кроме железа и углерода в стали присутствуют и другие металлы. Они придают сплаву новые свойства (легированная сталь), в том числе делают её нержавеющей.

Стальные колпачки для штамповки коронок

Легированная сталь – сплав железа и углерода, с добавлением любых других металлов. Они меняют свойства сплава (температуру плавления, твердость, пластичность, ковкость и т.д.).

Легированная сталь

Нержавеющая сталь – сталь устойчивая к коррозии. В качестве антикарозионного агента чаще всего применяют хром (21%), а также другие металлы.

Цветные металлы — это соответственно все остальные металлы.

Металлы в ортопедической стоматологии делят на благородные и не благородные.

Благородные металлы (или драгоценные металлы) – металлы устойчивые к коррозии и химически инертные. Основные благородные металлы – это золото, серебро, и металлы платиновой группы (платина, палладий, иридий, осмий и др.).

Неблагородные металлы – металлы, легко подвергающиеся коррозии, и не встречающиеся в природе в чистом виде. Их всегда добывают из руд.

Определение строения

При помощи микроскопического и макроскопического анализов можно узнать строение металлов. Макроанализ помогает определить:

• микро-и макроскопические дефекты металла;
• химический состав (неоднородность различных элементов сплава);
• строение (неоднородность сплавов, возникшая в результате термической обработки).

Благодаря микроскопическому способу исследования можно установить:

• форму и размеры каких-либо структурных элементов сплава;
• микротрещины, нарушающие целостность материала;
• структуры, типичные для определённых способов обработки;
• добавки неметаллического происхождения;
• изменение структуры, возникшее под термическим воздействием.

Применение

Коронки, пломбы, мосты, протезы, стоматологические инструменты и прочее изготавливаются из всевозможных комбинаций сплавов и металлов.

Материалы для создания зубных коронок, которые пользуются особой популярностью – это соединение металла и керамики.

Металлическая база, выполненная из сплавов благородных металлов, таких как золото, серебро, платина или палладий, имеет ряд преимуществ, по сравнению с базой из недорогих материалов:

1. Сплавы на базе золота – прочные, выдерживают большие жевательные нагрузки, отличаются антибактериальным эффектом, неспособны вызывать аллергической реакции, потемнений и воспалений дёсен.
2. Серебряно-палладиевые сплавы более пластичны и доступны по цене, но их качество существенно ниже золотосодержащих сплавов. Временные коронки чаще всего изготавливаются из нержавеющей стали и алюминия.
3. Титан широко применяют в качестве материала для создания коронок, цельнолитых мостов, протезов. Его механические характеристики не уступают некоторым благородным сплавам, используемым в стоматологических целях.
   На титановом покрытии образуется стойкая оксидная плёнка, благодаря которой, он является коррозиеустойчивым и биологически совместимым с тканями живого организма.

   Помимо этого, он имеет небольшой вес, поэтому пациенты ощущают комфорт во время ношения съёмных ортодонтических аппаратов с титановым базисом.

4. Сплав серебра и ртути используется в качестве пломбировочного материала. Он достаточно твёрдый и долговечный, но вызывает некие опасения из-за ртутного содержания и возможного негативного влияния на пломбу.
   Только высококвалифицированный стоматолог должен ставить пломбу из такого сплава, поскольку технология постановки представляет определённые сложности.
5. Для изготовления имплантов идеально подходят такие металлы, как никель, титан, серебро, хромоникелевые коррозийно-устойчивые стали.
   Импланты подвергаются отторжению биологической тканью, а также деформации, большим жевательным и механическим нагрузкам.

   Поэтому материалы для их изготовления должны обладать хорошей биологической совместимостью, прочностью и устойчивостью к коррозии.

6. Для изготовления стоматологических режущих инструментов применяют вольфрамовую сталь высокой твёрдости. Для зондирующих инструментов применяют более дешёвую сталь, для микроинструментов – дисперсионно твердеющую нержавеющую сталь.

Благородные металлы в стоматологии и сплавы

Благородные металлы в стоматологии стоят дорого. Но, несмотря на это, их продолжают применять из-за отличной биосовместимости. Они не подвержены коррозии, не реагируют со слюной, не вызывают аллергию и интоксикацию.

Золотой сплав часто может стать единственным вариантом для пациентов с полиэтиологической контактной аллергией.

Благородные сплавы долговечны. Единственный их недостаток (кроме цены) – это мягкость и подверженность истиранию.

Сплавы золота в стоматологии.

СОСТАВ: 90% золота, 4% серебра, 6% меди.

СВОЙСТВА: температура плавления 1063°С.

Сплав отличается пластич­ностью, легко под­да­ется механи­ческой об­работке под давлением (штамповке, вальце­ванию, ковке).

Из-за низкой твердости сплав легко стирается. Поэтому, при изготов­лении штампованных коронок изнутри, на жевательную поверх­ность или режущий край, заливают припой.

Выпускают: в виде дис­ков диамет­ром 18, 20, 23, 25мм и бло­ков по 5г.

Применение: для штампованных коронок и мостовидных протезов из

сплава благородных металлов в ортопедической стоматологии

Состоит из Золота – 75%, Серебра и меди по 8%, и платины – 9%

Платина придает этому сплаву упругость и уменьшает усадку при литье.

Применяют для изготовления литых золотых частей бюгельных протезов, кламмеров и вкладок

• Сплав золота стоматологический 750-й пробы (ЗлСрКдМ)

В состав добавлен кадмий – 5-12%.
За счет кадмия снижается температура плавления сплава до 800 С. (Средняя температура плавления золотых сплавов 950-1050 С.) Что позволяет применять этот сплав в качестве припоя.

Серебряно палладиевый сплав в стоматологии

Серебряно-палладиевые сплавы отличаются большей Т.пл = 1100-1200 С. Их физико-механические свойства похожи на золотые сплавы. Но устойчивость к коррозии ниже. (Серебро темнеет при контакте с соединениями серы) Сплавы пластичные и ковкие. Паяются золотым припоем (ЗлСрКдМ).

СОСТАВ: 75,1% серебра, 24,5% палладия, немного ле­гирующих металлов (цинк, медь, золото).

Применяют для штампованных коронок. Выпускают соответственно в виде дисков различного диаметра (18, 20, 23, 25 мм) и толщиной 0,3 мм.

Состав: 78% серебра, 18,5% палладия, другие металлы.

Применяют как сплав для литья в стоматологии.

Уменьшено кол-во палладия до 14,5%, увеличено серебра.

Основные требования

Важными свойствами, которыми должны обладать металлы и сплавы в стоматологии, являются:

• высокая биологическая совместимость;
• стойкость к коррозии и потускнению;
• сохранение постоянного объёма и формы;
• безопасность, отсутствие токсичности;
• инертность в ротовой полости;
• механические свойства (прочность, твёрдость, жесткость, износоустойчивость, пластичность);
• физические свойства (плотность, ковкость, теплопроводность, температуры плавления);
• эстетические показатели;
• гигиенические свойства (лёгкость очищения стандартными средствами по уходу за зубами, в случае использования металлических протезов, пациенты не должны ощущать привкуса металла);
• технологические характеристики (простота приготовления и обработки, ликвация).

Это интересно: Зубные виниры на здоровые зубы за и против, отзывы, цена
Сплавы, которые предназначены для покрытия керамикой, должны соответствовать таким критериям:

• хорошо соединяться с фарфором;
• температура при обработке сплава должна быть выше, чем температура при обработке фарфора;
• величина теплового расширения сплава должна приравниваться к КТР фарфора.

Немаловажный аспект – это усадка, которая образуется при трансформации жидкого состояния металла в твёрдое.

Если усадка слишком высокая, это затрудняет изготовление стоматологических конструкций. Для каждого зубного техника важна лёгкость литья металлов. Чем ниже температура при плавлении и заливке, тем легче с ними работать.

Характеристики металлов непременно должны соответствовать тем требованиям, которые связаны с их назначением и методикой обработки.

Металлы

Металлы представляют собой группу элементов, которые отличаются от прочих групп веществ.

Они обладают такими переменными, как:

— высокая электропроводность; — ковкость; — высокая теплопроводность; — блеск поверхности при соответствующей обработке; — полная непрозрачность; — пластичность.

Данные аспекты свойственны и черным, и цветным металлам, которые используются в стоматологии. Черные имеют темно-серый окрас, твердость, температура плавления и плотность у них высокие.

Цветные светлые (красные, желтые, белые), пластичнее черных, менее твердые, температуры плавления обычно ниже.

Цветные принадлежат к одной из групп:

— легкие; — тяжелые.

В первый класс входит литий, барий, бериллий, калий, натрий, магний, кальций, алюминий. Они отличаются малой плотностью в диапазоне 0,53-3,5. К группе тяжелых причисляют цинк, олово, медь, никель, свинец. Плотность этих металлов составляет от 7,14 до 11,34. Титан входит в группу легких, его плотность выше – 4,5.

Отдельно из цветных выделяют редкоземельные и благородные.

Эти металлы делят на три класса по структуре кристаллической решетки:

— наиболее распространена кубическая объемно-центрированная (ванадий, хром, молибден); — кубическая гранецентрированная (свинец, медь, никель); — гексагональная плотноупакованная (цинк и титан).

Сплавы

Для получения сочетания необходимых характеристик, которые не способен дать один металл, создают сплав из нескольких. Существуют не только металлические сплавы, но и неметаллические. Первые обязательно включают металл или несколько, либо неметалл и металл, вторые состоят из таких веществ, как ситаллы, стекло и фарфор.

В зависимости от числа компонентов, разделяют сплавы на следующие группы:

— бинарный, если в состав входит 2 элемента; — тройной – если 3.

И так далее по аналогичному принципу.

Взаимодействие атомов в сплаве может проходить по нескольким сценариям. Некоторые составляющие при сплавлении сохраняют вид и характеристики зерен структуры – это механические смеси. Если частицы растворились друг в друге, то это твердые растворы. К последней группе относится большинство стоматологических сплавов, в том числе золотых.

Еще одним методом классификации является разделение по температуре плавления:

— легкоплавкие – до 300 градусов; — тугоплавкие благородные – до 1100; — тугоплавкие неблагородные – более 1200.

Кобальт хромовый сплав в стоматологии

(кобальто-хромовый сплав, хромокобальтовый сплав)

СОСТАВ:

• кобальт 66-67%, основа сплава, твердый, прочный и лёгкий металл.
• хром 26-30%, вводимый в основном(как и в стали) для повышения устойчивости коррозии.
• никель 3-5%, повышает пластичность, ковкость, вязкость сплава, улучшает технологические свойства сплава.
• молибден 4-5,5%,повышает проч­ность сплава.
• марганец 0,5%, увеличивающий прочность, качество литья, пони­жаю­щий температуру плавления, способствующий удалению ток­сических соединений серы из сплава.
• углерод 0,2%, снижает температуру плавления и улучшает жид­котекучесть сплава.
• кремний 0,5%, улучшает качество отливок, повышает жидко­текучесть сплава.
• железо 0,5%, повышает жидкотекучесть, улучшает ка­чество литья.

СВОЙСТВА КХС-сплава стоматологического:

Отличается хорошими физико-механическими свойст­вами, малой плотностью (и соответственно весом реставраций) и отличной жидкотекучестью, позво­ляющей отливать ажурные изделия высокой прочности.

Температура плавления составляет 1458 С

Сплав устойчив к истира­нию и долго сохраняет зеркальный блеск.

Кобальтохромовый сплав в стоматологии

Используется в для литых коронок, мостовидных протезов, цельнолитых бюгельных протезов, каркасов металлокера­мических про­тезов, съемных протезов с литыми базисами, шинирующих аппаратов, литых кламмеров.

Металлокерамика состав металла в стоматологии

сплав входящий в состав металла

металлокерамики в стоматологии.

Классификация

Металлы классифицируются по двум основным группам – чёрные и цветные. К чёрным относится железо, железоуглеродистые сплавы, чугун, сталь.

К цветным — алюминий, медь, цинк, никель. Современные стоматологи применяют более 400 сплавов на базисе различных металлов.

Они подразделяются на такие группы:

1. Благородные.
2. Неблагородные.
3. Припои (благородные или неблагородные материалы, применяемые для пайки).

Благородные

Стоимость благородных металлов и сплавов, в состав которых они входят, довольно высокая. При этом они пользуются заслуженной популярностью, поскольку обладают неоценимым для медицинского применения, качеством – биосовместимостью.

Это интересно: Нужно ли снимать зубные протезы на ночь: виды протезов, материал, правила использования и хранения, гигиена полости рта и советы стоматологов

Им не знакомо негативное воздействие коррозии, они не вступают в контакт со слюнным секретом, постоянно присутствующем в полости рта, и пагубно влияющем на металлические конструкции более «примитивного» содержания.

Компоненты из драгоценных элементов не вызывают индивидуальной непереносимости материала, чреватых вспышками аллергии, и не принадлежат к группе соединений, способных по мере их накопления в организме, вызывать интоксикацию.

В силу описанных факторов, сплавы золота или платины зачастую являются единственно возможным решением для пациентов, склонных к полиэтиологической контактной непереносимости.

Основное преимущество благородных металлов – их практически пожизненный срок эксплуатации. Ну а к минусам можно отнести, разве что, слишком высокую их стоимость, в сравнении с аналоговыми предложениями, выполненными из более дешевых составляющих.

Основная область применения благородных металлов – мостовидные протезы и штампованные коронки. Платина – идеальное решение для изготовления фрагментов бюгельного протезирования литого типа, вкладок и кламмерных фиксаторов.

Свойства благородных сплавов

Идеальный вариант, по мнению большинства стоматологов, – дорогостоящие золотоплатиновые сплавы. Они обладают безупречными механическими и физическими свойствами, высокой биосовместимостью и хорошо сочетаются с керамикой. Наиболее известные благородные сплавы российского производства – «Плагодент» и «Плагодент Плюс».
Палладий в комбинации с золотом образует сплавы с превосходными физико-механическими свойствами и высокой устойчивостью к коррозии. Они имеют достойный условный предел текучести и высокую прочность на разрыв, поэтому из них изготавливают длинные мостовидные протезы и несъемные элементы замковых соединений. По внешнему виду – напоминают неблагородные сплавы. Всего 10 % палладия в составе придают сплаву белый цвет, похожий на сталь.

Работа с палладиевыми конструкциями требует от стоматолога определенных навыков из-за высокой температуры плавления сплава и особой техники литья. Необходимо избегать пайки и лазерной сварки. Золотопалладиевые сплавы стоят дешевле, чем золотоплатиновые: из-за разной плотности разница в стоимости может достигать 2-2,5 раза.

Процентное содержание благородного металла в сплаве влияет на коррозионную стойкость и биосовместимость. Снизить стоимость протеза можно только путем перехода на неблагородные сплавы. В составе благородного сплава может быть высокое или низкое содержание золота или может вовсе не быть этого элемента, как, например, в серебряно-палладиевых композициях.

От чего зависит цвет благородных сплавов

Врачи обращают внимание на цвет. Считается, что очень желтый сплав, содержащий много золота, улучшает цвет керамики: оксиды таких сплавов легко покрываются тонким слоем опака и выглядят эстетично. Пациент, наблюдающий на промежуточных этапах золотой цвет каркаса коронки, не испытывает сомнений в необходимости приобретать такой дорогой протез.

В некоторых благородных сплавах долю палладия, платины или серебра увеличивают, поэтому они теряют желтый цвет, но остаются такими же прочными. Такие разновидности подходят для изготовления протяженных мостовидных протезов, с опорой на импланты или без нее. Если предстоит устанавливать одиночную коронку, можно вполне обойтись вариантом с высоким содержанием золота и небольшим содержанием металлов платиновой группы.

Сплавы с меньшим количеством благородных компонентов имеют выраженный желтый цвет и не имеют таких хороших свойств, как белые сплавы. В их составе – высокое содержание индия, дающего в сочетании с палладием яркий соломенный цвет. Они не обладают достаточной упругостью и устойчивостью к коррозии. Используются преимущественно в Китае и Индии в массовом порядке с целью удешевления зубных протезов.

Неблагородные

Неблагородные металлы преследуют в своем применении единственную цель – снижение себестоимости протезных конструкций. В их основу заложены экологически безопасные компоненты, способные заменить золото или платину.

Наилучшим образом для этого подходит нержавеющая сталь, хромово-кобальтовые комбинации металлов, никель – хромовые соединения.

Такие составляющие – наиболее востребованные металлы в ортодонтической практике. Кроме того, они обладают прекрасными легирующими характеристиками, благодаря чему составу можно придавать любые свойства.

Это интересно: Что такое цельнолитые коронки: показания и противопоказания к установке, разновидности, плюсы и минусы, этапы установки

Основное преимущество нержавеющей стали – ее низкая стоимость. Недостатками можно считать:

• тяжелый удельный вес – плотность порядка 8 грамм на кубический см;
• высокая химическая активность;
• способность провоцировать аллергические реакции;
• склонность к гальванозам.

Область применения:

• несъемный тип протезирования;
• персональные коронковые каркасы;
• литые зубные системы;
• фасетки;
• гильзы стандартного вида, являющиеся шаблонной заготовкой для изготовления штампованных коронковых изделий;
• кламмеры для фиксации протезов и брекет – систем;
• пломбировочные матрицы;
• сепарационные пластины;
• паяные мостовидные протезы;
• ортодонтическая проволока.

Неблагородные соединения имеют хорошие механические и химические показатели:

• низкую плотность;
• жидкотекучесть в пределах нормы;
• податливость к плавлению.

Вспомогательные сплавы применяемые в ортопедической стоматологии

Бронза – сплав меди с оловом. В стоматологии применяется алюминиевая бронза (алюминий вместо олова). Из нее делают лигатуры для шинирования переломов челюстей.

Латунь – сплав меди с цинком – из нее делают штифты для разборных моделей.

Магналий – сплав алюминия и магния – из него делают детали самолетов (сплав очень легкий и прочный). В стоматологии из него делают артикуляторы и некоторые кюветы.

Амальгамы – сплав металла с ртутью. Применяются для пломбирования.

Стоматологические сплавы металлов классификация

По назначению сплавы металлов в ортопедической стоматологии делят на:

• Б. Сплавы для пломбирования – амальгамы.

• В. Сплавы, для изготовления стоматологических инструментов.

• Г. Вспомогательные. Металлы, применяемые для других целей (Например, легкоплавкие металлы для штамповки или припои).

По химическому составу сплавы применяемые в стоматологии бывают:

• Сплавы неблагородных металлов

Применение ортодонтической проволоки в современной медицине

До 50-х годов прошлого столетия ортодонты применяли для своих целей только драгоценные металлы. Другие материалы не соответствовали параметрам безопасности для человека или же не выдерживали внутренней среды полости рта. Появление ортодонтической проволоки с широким диапазоном механических свойств и при этом высокой степенью устойчивости к коррозийным воздействиям в полости рта позволило решить многие проблемы и снизить себестоимость изготовления пружин и колец в съемных аппаратах, а также брекетов и дуг.

Основные свойства ортодонтической проволоки

• Устойчивость к коррозии;
• Прочность и упругость. Устойчивость к изломам;
• Высокая стабильность механических свойств;
• Предельная точность параметров.

Эти свойства дают большие возможности вариаций при помощи холодной обработки и отжига. Проволоку из нержавейки размягчают посредствам отжига и закаливают при помощи холодной обработки. Полученный материал обладает высокими показателями эластичности и деформируемости.

Стоматологическая ортодонтическая нержавеющая проволока

Стоматологическая проволока диаметром 0,6 или 0,8 мм применяются как лигатурные проволоки. Более широкие диаметры (1 мм или 1,2 мм) применяют для изготовления съемных протезов и челюстно-лицевых аппаратов.

При изготовлении ортодонтических протезов или аппаратов часто возникает необходимость соединения отдельных элементов или конструкций при помощи сварки или паяния. Важно понимать, что продолжительное воздействие высоких температур могут изменить свойства нержавеющей стали, поэтому технологии, которые будут применяться для соединения элементов должны исключить длительные воздействия на металлические детали конструкции высокими температурами. Обычно элементы из нержавеющей стали соединяются при помощи твердого припоя.

Никель хромовые сплавы в стоматологии

Сплавы, в которых основной элемент Ni. Элементы этого сплава кроме никеля — Сг (не менее 20%), Со и молибден (Мо) (4%).

По свойствам сплав никеля близок к сплаву кобальта.

Применяется: для литья несъемных протезов и каркасов съемных протезов.

Сегодня ограничено применение сплавов никеля из-за их высокой аллергенности.

Сплавы титана в стоматологии ортопедической

В стоматологии применяют как чистый титан (99,5%), так и его сплавы.

Сталь для стоматологических инструментов

Инструментальная сталь – содержит углерод от 0,7% и более.

Отличается высокой прочностью и твердостью (после специальной температурной обработки).

Добавление к стали вольфрама, молибдена, ванадия и хрома делает сталь способной хорошо резать при высокой скорости. Такую сталь используют для боров и фрез.

Карбид вольфрама – не сплав. Химическое соединение вольфрама с углеродом (химическая формула WC). Сопостовим по твердости с алмазом. Применяют для производства бронебойных танковых снарядов. А ещё для твердосплавных стоматологических боров.