1 Керамика. docx. Стоматологическая керамика
 Скачать 426.11 Kb.
|
|
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет: Стоматологии и медицинских технологий Реферат на тему : Стоматологическая керамика. Технологии применения и свойства. Выполнил: Студент группы 21.С03-ст 2021/2022 Тухтаназаров Озодбек Каюмжон угли Проверила: Окулова Елена Анатольевна Санкт-Петербург 2021 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение……………………………………………………………..3-4 Глава1. История стоматологической керамики …………………...5 1.1.Понятие, классификация, состав и строение керамики………...6 1.2.Применение керамики…………………………………………….7 Глава2. Классификация керамики………………….…………….….8 2.1.1. Стоматологический фарфор ………………………….....….8-11 2.1.2. Компоненты стоматологического фарфора ……...………11-12 2.2. Керамика с упрочненным каркасом …………………….…….12 2.2.1. Керамика, упрочненным оксидом алюминия (Al 2 O 3 )…....12-13 Глава 3. Вспомогательные материалы, применяемые для зубопротезирования в восстановительной хирургии………………14 3.1.1. Полимеры…………………………………………………....14-15 3.1.2. Металлы и сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии и хирургии…………………………………………………………...16-17 3.2.1. Металлокерамика……………………………………….….17-18 3.2.2. Сплавы различных элементов…………………………………19 Заключение………………………………………………………….…20 Список использованной литературы…………………………….…..20 3 Введение Одним из важнейших разделов в ортопедической стоматологии является материаловедение. Материаловедение – наука о взаимосвязи строения, структуры материалов с их составом, физическими химическими, технологическими свойствами. Стоматологическое материаловедение является основным разделом науки, направленной на создание новых и совершенствование многих известных материалов, изучение их клинических и технологических свойств, которые имеют отношение к стоматологической практике. При изготовлении имплантатов применяются различные материалы – керамика, ситаллы, их комбинации с металлом, то есть металлокерамика, полимеры, цементы, пластмассы и другие. Керамика – это старейший искусственный материал, в основном изделия из глины (или глинистых веществ) с добавлениями в них или без них, полученные путем формирования и последующего обжига. Керамику в медицине использовали в различных сферах: в качестве сосудов для лекарств, и в качестве искусственных зубов, обнаруженных в египетских мумиях. Уже только в XVIII в. были популярны зубные имплантаты, а в 1982 г. появились публикации о применении сульфата кальция для заполнения зубных дефектов. Постепенно интерес к керамическим материалам возрастал благодаря уникальному сочетанию необходимых для применения в медицине свойств. Однако по сравнению с металлами керамика имеет малую прочность при растяжении, повышенную хрупкость и чувствительность к механическим и 4 термическим ударным нагрузкам. При исследовании стоматологических материалов используют различные методики испытаний для подробного изучения свойств этих материалов, а также их зависимости от химического состава, структуры и методов обработки. Успешное протезирование зубов зависит от свойств выбранных конструкционных матер. Поэтому в настоящее время все большее применение находят комбинации металла и керамики, керамические материалы, позволяющие существенно расширить область применения керамики в медицине. Именно, поэтому я выбрал эту тему. Задачи исследования – раскрыть свойства стоматологической керамики, технологии применения и свойства керамики. Структура работы - Реферат состоит из трех глав, и нескольких подглав. В каждом главе досконально раскрыта информация. 5 Глава1. История стоматологической керамики Керамика – самый древний поделочный искусственный материал, относящийся к каменному веку (неолита), но сохранивший свое значение в человеческом обществе до настоящего времени. Применение керамики в стоматологии связывают с именем французского аптекаря Alexis Duchateau, который впервые изготовил себе съемные протезы с фарфоровыми зубами. В 1844-1883 г. началось промышленное производство фарфоровых зубов в таких странах как Англии, Германии и Америке. В конце XIX в. Доктор Лэнд запатентовал способ изготовления жакетных коронок из фарфора на платиновой фольге. А в 1962 г. был запатентован метод изготовления металлокерамических коронок, и началась эра металлокерамики. В конце XX века появились новые керамические составы и современные технологии для изготовления. Все началось в 1891, когда компания KERR, которая была основана братьями Робертом и Джоном Керр. Сконструировано так называемым фарфоровой газовой печью, которая не загрязняла фарфор любым способом, что это было в то время уникально [2]. Это была работа господина - Роберта Керра, он не имел вполне много опыта, но был полностью знаком с технологией обжига корон и мостов. Его подход к зубному врачу был практичным. В начале 1890-ых годов он ввел технологию обжига фарфора для стоматологической профессии. 6 1.1.Понятие, классификация, состав и строение керамики Керамика Неорганические поликристаллические материалы, получаемые из сформированных минеральных масс (глины и их смеси с минеральными добавками) в процессе высокотемпературного спекания. О Рис №1. Основы спекания керамики Состав керамики Состав керамики образован многокомпонентной системой, включающей: 1. Кристаллическую фазу (более 50%) – химические соединения или твердые растворы; 2. Стекловидную фазу – прослойки стекла, химический состав которого отличается от химического состава кристаллической фазы; 3. Газовую фазу – газы, находящиеся в порах. Классификация керамики Свойства керамики определяются ее составом, структурой и пористостью. Керамику классифицируют по вещественному составу, составу кристаллической фазы, структуре и назначению. 7 1. По вещественному составу разновидностями керамики является фаянс, полуфарфор, фарфор, терракота, керметы, корундовая и сверхтвердая керамика, и так называемая каменная масса. 2. По составу кристаллической фазы различают керамику из чистых оксидов и бескислородную. 3. По структуре керамика делится на плотную и пористую. Пористые керамики поглощают более 5% воды, а плотные – 1-4% по массе или 2- 8%по объему. Пористую структуру имеют кирпич, блоки, черепица, дренажные трубы и др.; плотную – плитки для полов, канализационные трубы, санитарно-технические изделия [1]. 1.2. Применение керамики Стоматологическая керамика 1.Искусственные зубы 2.Вкладки/накладки, виниры (металлокерамические и цельнокерамические) 3. Единичные коронки 8 Глава 2. Классификация керамики 1.1.1. Стоматологический фарфор Фарфор – это беспористая керамика на основе щелочных алюмосиликатов, обладающих мелкозернистой структурой, в основном состоящий из изотермических кристаллов кварца, иглоподобных муллита и стекла. Фарфоровые массы имеют свое место в ортопедической стоматологии. Рядом с ним они обладают преимуществом по сравнению с другими материалами для искусственных коронок. Главным отличительным признаком фарфора является тонкий черепок, его белый цвет, просвечиваемость, отсутствие открытой пористости, высокая прочность, термостойкость и устойчивость к различным химическим и механическим воздействиям, исключением плавиковой кислоты (HF) [1]. Свойства фарфора зависят от многих факторов. Главные из них – химический состав компонентов, степень их размельчения (дисперсность), Температура и продолжение обжига. Стандартные искусственные фарфоровые зубы являются одним из основных элементов полных и частных съемных пластиночных дуговых протезов. Их основными преимуществом перед металлическими и полимерными искусственными зубами является высокая имитирующая способность. Светоотверждающие качества фарфора в основном напоминают таковые у естественных зубов. Из недостатков фарфоровых зубов следует отметить их хрупкость, недостаточно прочное соединение с базисом протеза, низкую стираемость худшие, чем у полимерных зубов, технологические качества. 9 Ещё хочу отметить, что свойства фарфора зависят от многих факторов. Главные из них – химический состав в составе его компонентов, степень их измельчения (дисперсность), температура и продолжительность обжига. Фарфор относится к группе материалов которые содержат глинистые вещества (слово <<керамический>> происходит от греч. <<керамос>> - горшечная глина). В этой смеси каолин как глинистый материал играет главную роль связующего вещества, которые скрепляющего частицы наполнителя – кварца [3]. Состав стоматологического фарфора ➢ Полевой шпат (ортоклаз, KAlSi 3 O 8 ) – 60 – 75% ,расплавленный ортоклаз отличается большой вязкостью и малой текучестью при обжиге. Температура плавления 1000-1300 C. ➢ Кварц (15-20%) – с температурой плавления 1400-1600 С, кремневый песок тонкого помола и высокой степени чистоты. ➢ Каолин (3-10%) – гидрат кремне-калиевого глинозема. Чистый каолин при смешивании с водой образует вязкотекучее тесто и придает фарфоровой массе пластичность. Образующиеся при этом кристаллы муллита резко снижают прозрачность фарфора. ➢ Плавни (флюсы) – до 25% - вещества (карбонат натрия, карбонат кальция), понижающие температуру плавления фарфоровой массы. Температура плавления его составляет 600 – 800 С. ➢ Красители – окислы металлов (двуокись титана, окиси марганца, хрома, кобальта, цинка). Стоматологический фарфор классифицируется на: ❖ Тугоплавкий (1300-1370 С); ❖ Среднеплавкий (1090-1260 С); ❖ Низкоплавкий (870-1065 С); 10 ❖ Температура плавления 900-1350С, усадка при обжиге – 15-42% Фарфоровая масса <<Гамма>> Предназначена для изготовления жакетных коронок: при температуре 1100- 1110 С. Состоит из: • Грунтового слоя; • Дентинного слоя; • прозрачного слоя красителя. Ситалл Ситаллы в чистом виде с добавлением гидроксиапатита (биоситаллы) применяются в качестве имплантатов, как опора для зубных протезов, так и при альвеопластинке. Ситалловый материал <<Сикор>> Его в основном получают путем кристаллизации расплавленной стекломассы под действием катализаторов (окислы некоторых металлов или их коллоидные частицы). Этот материал обладает высокую прочность и имеет относительно низкую температуру обжига -860 – 960 С. Обжиг можно вести и на золотой фольге. <<Сикор>> предназначен для изготовления вкладок, фасеток, коронок. Применение его для изготовления искусственных коронок позволило выявить ряд достоинств материала: - в базисном слое его коронки практически не возникают трещины, как это наблюдается в фарфоре, следовательно, отпадает необходимость в добавлении массы и дополнительном обжиге; 11 - при использовании его сокращается время изготовления коронки, повышается производительность труда зубного техника; - готовое изделие отличается высокими прочностными свойствами; - обжиг массы можно вести на золотой фольге. 2.1.2. Компоненты стоматологического фарфора Следствием для разработки состава стоматологического фарфора стали видоизменении компонентов, составляющих бытовой фарфор, это в основном : белая глина (каолина), кварца и полевого шпата. Каолин является водным алюмосиликатом Al 2 О 3 ·2SiО 2 ·2H 2 О и действует как связующее вещество, позволяя ему моделировать необожженный фарфор. Каолин в основном непрозрачен, даже если он присутствует в небольших количествах, поэтому у первых стоматологических фарфоров отсутствовала необходимая прозрачность [5]. Для роста эстетических свойств каолин был выпущен из состава стоматологического фарфора, который сегодня представляет полевошпатное стекло с включениями кристаллического кварца. Полевые шпаты представляют собой смеси алюмосиликата калия (K 2 O·Al 2 О 3 ·6SiО 2 ) и алюмосиликата натрия (Na 2 O·Al 2 О 3 ·6SiО 2 ), также называемого альбитом. Это обычно природные минералы, поэтому соотношение между содержащимся в них поташом (К 2 О) и содой (Na 2 О) может заметно колебаться, что оказывает влияние на свойства полевого шпата — сода (Na 2 CO 3 * 10Н 2 O) снижает температуру плавления полевого шпата, а поташ (К 2 СО 3 )повышает вязкость расплава. Кварц является оксидом кремния (SiO 2 ) и представляет собой «каркас» керамического материала, обеспечивая его прочность. Создание керамической композиции начинается с того, что смесь, состоящую 12 преимущественно из полевого шпата и кварца, подвергают первичному обжигу — фриттованию, результатом которого является продукт под названием фритта. В ходе этого процесса кварц остается неизменным и действует как упрочняющий компонент состава. Он присутствует в виде тонкокристаллической дисперсии в стеклофазе, образующейся в результате расплавления полевого шпата. В результате быстрого охлаждения фритты внутри расплавленного стекла образуются высокие напряжения, которые приводят к обширному растрескиванию массы. Полученный таким образом материал легко поддается измельчению, которое проводят для получения тонкого порошка, используемого зубными техниками для приготовления керамической массы. В состав стоматологических фарфоров вводят и ряд других добавок, выполняющих роль красителей: оксид железа (FeO)служит коричневым пигментом, медь (Сu) — зеленым, титан (Ti) — желтовато-коричневым, кобальт (Co) окрашивает керамику в голубой цвет. Органические компоненты стоматологического фарфора (сахара, крахмал) выполняют роль пластификаторов, облегчающих работу с порошками. 2.2. Керамика с упрочненным каркасом 2.2.1. Керамика , упрочненным оксидом алюминия (Al2O3) История : В начале 69-х гг. McLean и Huges предложили упрочнение опакового (грунтового) слоя коронок оксидом алюминия. Этот материал представлял собой полевошпатное стекло с добавкой 40-50%-ного оксида алюминия. Мелкие частицы металла обладают намного большей прочностью, чем стекло, они более эффективно предупреждают развитие различных трещин, чем кварц и представляют собой препятствия для распространения трещины. В то время как прочность при изгибе полевошпатных фарфоров составляет не более 60 МПа, добавка оксида алюминия позволяет повысить этот результат до 100-150 Мпа. Но наравне с 13 повышением прочности, алюмооксидная керамика обладает рядом многих недостатков. В частности, добавка оксида алюминия приводит к появлению блеклой окраски и непрозрачности, что не позволяет применять его для эмалевых слоев коронки. Ещё, кроме того, в состав полевошпатного стекла можно выводить не более 50-60% (по объему) оксида алюминия из-за ограничений, связанных с проведением фриттования. После чего, алюмооксидную керамику из-за недостаточной прочности можно использовать всего лишь для изготовления искусственных коронок на фронтальную группу зубов. Заключение: Проведены изучения структуры, физико-механических и трибологических свойств композиционных керамик на основе оксида алюминия. На данном рисунке показано оксидная керамика из оксида алюминия (Al2O3). Благодаря источнику Ceram Tec 14 Глава 3. Вспомогательные материалы, применяемые для зубопротезирования в восстановительной хирургии 3.1.1. Полимеры Полимеры ( в переводе с греческого означает – poly-много, meros-доля) – это вещества молекулы которых состоит из остатков нескольких мономеров, то есть из большого числа повторяющихся звеньев. Термин полимеры веден в науку в 1883 г. шведским ученным И.Я. Берцелиусом. Полимеры являются основой пластмасс, различных химических волокон, резины, лакокрасочных материалов и клеев. Различают два основных механизма получения полимеров: посредством полимеризации и поликонденсации. Полимеры, применяемые в стоматологии, можно разделить на следующие группы: 1. По происхождению : Природные, или биополимеры (например, белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук); Синтетические ( полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы), они получаются как выше сказано методом полимеризации и поликонденсации. 2. По природе: Органические, неорганические и элементоорганические. 3. По формуле молекул: Линейные, сшитые полимеры и привитые сополимеры. 4. По назначению: основные и вспомогательные. 15 Основные (базисные, эластичные полимеры, искусственные зубы, полимеры для замещения дефектов твердых тканей зубов, т.е. материалы для пломб, штифтовых зубов и вкладок). Вспомогательные: из них в основном изготавливают стандартные и индивидуальные ложки для получения оттисков [3]. Наполнители – это вещества, которые вводят для улучшения физико- механических свойств, для улучшения усадки, повышения стойкости к воздействию биологических сред. В стоматологии в основном из этих применяются порошкообразные наполнители различные виды кварцевой муки, силикаты Al и Li, силикагели, боросиликаты, фосфаты и др. Катализаторы – это вещества, которые усиливает процесс протекания химических реакций, но сами при этом не расходуется. Ингибиторы – это антагонисты к катализаторам, т.е. они замедляют процесс реакций. Инициаторы – это вещества, которые вступающие в реакцию полимеризации при своем разложении на свободные радикалы. Активаторы – в переводе от латинского activus – инициативный или деятельный. Для оценки основных физико-механических свойств стоматологических сополимеров учитываются следующие показатели: ✓ прочность на разрыв ✓ относительное удлинение при разрыве ✓ модуль упругости ✓ прочность при изгибе ✓ удельная ударная вязкость 16 Металлы и сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии и хирургии Композиционные материалы, и х в стоматологии называют композиционные полимеры – это в основном компомеры, керомеры. Это вещества которые состоящие виз 40-80% минерального наполнителя (стеклокерамики) [4]. Классификация сплавов: Композиционные материалы классифицируется по следующим причинам: I. По органической матрице компомеры представляет собой различные диметакрилаты. II. По наполнению: 1.вид наполнителя (гидролизованный кварц, алюмосиликат лития, оксид алюминия и другие). 2. по количеству наполнителя ( 50-70% НКМ и 70-87% ВКМ) 3. По размерам частиц: макро и микронаполненные и гибридные. Ш. По способу полимеризации: 1. химического отверждения 2. светоотверждаемые (фотополимеризующиеся) 3. двойного (химического и светового) отражения. IV. по форме выпуска: Основная и катализаторная пасты, порошок и жидкость, паста и жидкость и паста. 17 В настоящее время известно более 500 видов сплавов. А ещё современные композиционные материалы представляют собой смесь неорганических частиц, взвешенных в связующей органической матрице и объединённых с ней силановыми мостиками. 3.2.1. Металлокерамика Металлокерамика – это материал для одиночных зубных коронок. В основном коронка изготавливается путем покрытия металлического основания несколькими слоями керамического состава с дальнейшим обжигом при высокой температуре. В 1979г. были разработаны металлокерамические конструкции на основе неблагородных сплавов [1]. И начиная с этого времени большинство изготовляемых в мире несъемных эстетических протезов твердых тканей зубов и зубных рядов являются комбинированными. Таким образом, на основе современного стоматолога изготовление металлокерамического протеза является одним из главных способов лечения дефектов твердых тканей зубов и зубных рядов. На основе этого они делятся на: По материалуоснования: Коронки из сплава хрома разными металлами, в качестве примера могу привести элементов никеля и кобальта. Коронки из сплава хрома с никелем. Они отличаются демократичной ценой, но при этом могут вызывать различные аллергические реакции (аллергия на никель встречаются примерно у 30% людей). Коронки из сплава хрома с кобальтом. Они обладают большей биосовместимостью, чем никель-хромовые аналоги, и реже приводят к аллергическим реакциям. 18 Коронки из сплава золота, платины и палладия. Золото является основным компонентом каркаса, в нем доля (Au) составляет около 80%, палладия около 4% и платины около 9%. Главное у этих коронок является то, что они не окисляется, не вызывают аллергии, выглядят эстетично. Коронки из титана. Это коронка самая дорогостоящая тип металлических зубных протезов, объясняется не только высокой стоимостью, но и тем, что титановый каркас можно облицовывать только специальной керамикой, которая не применяется в других коронках. Ещё хочу отметить, что по прочности связи металлокерамические реставрации, обеспечивается тремя механизмами: 1) Механической ретенцией; 2) Химической связью между оксидами металлов и керамическими материалами; 3) Действием напряжений сжатия. По способу изготовления делятся на: Коронки на штампованном каркасе. Они самые тоталитарные по цене, но менее долговечные, чем аналоги. При использовании штампованного метода не всегда возможно добиться полного соответствия коронки запланированным форме и размеру. Коронки на фрезерованном каркасе. Она долговечная и эстетичная за счет высокой точности изготовления. Коронки изготовляемые методом вкладывания керамической массы по нижнему краю. А при использование такой технологии уменьшается процент (%) металла и наоборот увеличивается процент (%) керамики в составе зубного протеза. Благодаря этому коронка получается прочной и выглядит максимально эстетично. 19 3.2.3. Сплавы различных элементов Классификация сплавов. По обеспечению нормального протекания тканевых реакций можно выделить две группы биосовместимых металлов: благородные металлы, сохраняющие чисто металлическую поверхность в органической среде: Au, Ir, Pt, Ru, Rh, Pd и Os и пассивные, <<капсульные>>, металлы, покрытые слоем защитных оксидов: Ti, Zr, Nb, Ta, Cr. Все сплавы металлов подразделяется на следующие группы: 1.Сплавы благородных металлов на основе золота (Au); 2. Сплавы благородных металлов, содержащих 25-50% золота или платины, или других драгоценных металлов. 3. Сплавы неблагоприятных металлов 4. Сплавы для металлокерамических конструкций: а) с высокими содержанием золота (>75%) б) с высоким содержанием благородных металлов ( золота и платины или палладия (Pd>75%); в) на основе палладия ( более 50%) г) на основе неблагоприятных металлов: на основе кобальта Co с добавлением хрома Cr – более 25%, молибдена Mo более 2% и на основе никеля Ni с добавлением ему хрома более 11%, молибдена более 2%. 20 Заключение Основным разделом ортопедической стоматологии является материаловедение. На этом реферате дано сведение о стоматологическом керамике, технологии применения и свойствах. И я могу сделать вывод, что стоматологическая керамика именно керамические материалы с достаточно прочными характеристиками индивидуально для каждого пациента с учетом всех факторов, действующих в полости рта. Еще хочу отметить, что при исследовании стоматологических материалов используют различные методики испытаний для подробного изучения свойств этих материалов, а также их зависимости от химического состава, структуры и методов обработки. Успешное протезирование зубов зависит от свойств выбранных конструкционных материалов. Список использованной литературы 1. М.В.Тимошенко. Учебно-методическое пособие. Керамические материалы. Минск БГМУ 2008 г. 2. Верещагин В.И., Хабас Т.А., Кулинич Е.А., Игнатов В.П. Керамические и стеклокристаллические материалы для медицины 2008 3. А.В. Вязьмитина, Т.Л. Усевич. Материаловедение в стоматологии. Ростов-на-Дону 2002 г. 4. КОМПОЗИЦИОННЫЕ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ. М.С. Болдин, Н.В. Сахаров, С.В. Шотин. 2012 г. 5. Стоматология Материаловедение, учебно-методическое пособие. Часть 3. Пенза 2020. 6. Художественное моделирование и реставрация зубов. Л.М. Ломиашвили, Л.Г. Аюпова. Москва 2004 г. |