Сплавы металлов в стоматологии-ортопедии

  СПЛАВЫ МЕТАЛЛОВ 

1.Сплавы  золота  

Чистое  золото - мягкий металл. Для повышения  упругости и твердости в его  состав добавляются так называемые лигатурные металлы - медь, серебро, платина. Сплавы золота различаются по проценту его содержания. Чистое золото в метрической пробирной системе обозначается 1000-й пробой. В России до 1927 года существовала золотниковая пробирная система. Высшая проба в ней соответствовала 96 золотникам. Известна также английская каратная система, в которой высшей пробой являются 24 карата. 

· СПЛАВ ЗОЛОТА 900-Й ПРОБЫ

   ПРИМЕНЕНИЕ: используется для изготовления штампованных коронок и частей мостовидных протезов. 

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

  СВОЙСТВА: температура плавления равна 1063°С.  Медь придает механическую прочность, вязкость, твердость сплава, углубляет цвет сплава. Сплав обладает большой пластичностью, вязкостью, жидкотекучестью в расплавленном состоянии, легко поддается штамповке, вальцеванию, ковке и другим методам механической обработки под давлением, а также литью. Сплав имеет невысокую твердость и легко подвергается истиранию. Поэтому, при изготовлении штампованных коронок во внутрь их, на жевательную поверхность или режущий край, заливают припой.

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

· СПЛАВ ЗОЛОТА 750-Й ПРОБЫ

   ПРИМЕНЕНИЕ: для изготовления каркасов бюгельных протезов, кламмеров, вкладок.

    СОСТАВ: 75% золота, по 8% меди и серебра,  9% платины.

   СВОЙСТВА: сплав обладает высокой упругостью и малой усадкой при литье. Эти качества приобретаются за счет добавления платины и увели-

чения количества меди.  

  · СПЛАВ ЗОЛОТА 750-Й ПРОБЫ служит припоем, когда в него добавляется 5-12% кадмия. Последний снижает температуру плавления припоя до 800°С. Это дает возможность расплавлять его, не оплавляя основные детали протеза. Отбелом для золота служит соляная кислота (10-15%). 

 · СУПЕР - ТЗ - это «твердое золото», термически упрочняемый износостойкий сплав, который содержит 75% золота и имеет красивый желтый цвет. Он универсален и технологичен - может использоваться для изготовления штампованных и литых стоматологических конструкций: коронок и мостовидных протезов. Температура плавления сплава 880-950°С. 
 

Серебряно-палладиевые  сплавы 

· СПЛАВ ПД-250

   СОСТАВ: 24,5% палладия, 75,1% серебра, небольшие количества легирующих элементов (цинк, медь, золото).

   ФОРМА ВЫПУСКА: диски диаметром  18, 20, 23, 25 мм. и полосы толщиной 0,3 мм.

   ПРИМЕНЕНИЕ: при несъемном протезировании для изготовления штампованных металлических коронок. 

· СПЛАВ ПД-190

   СОСТАВ: 18,5% палладия, 78% серебра, небольшие количества легирующих элементов.

   ФОРМА ВЫПУСКА: диски толщиной 1,0 мм при диаметре 8 и 12 мм и ленты толщиной 0,5; 1,0 и 1,2 мм.

   ПРИМЕНЕНИЕ: для изготовления несъемных  протезов методом литья. 

· СПЛАВ ПД-150

   СОСТАВ: 14,5% палладия, 84,1% серебра, небольшие количества легирующих элементов.

   ФОРМА ВЫПУСКА: пластинки, полосы толщиной 0,25 и 0,32мм.    

   ПРИМЕНЕНИЕ: для изготовления вкладок. 

· СПЛАВ ПД-140

   СОСТАВ: 13,5% палладия, 53,9% серебра, легирующие  элементы.

   ФОРМА ВЫПУСКА: выпускается в виде проволоки.  
 

   ПРИМЕНЕНИЕ: при несъемном протезировании  для заливки внутрь коронки  на режущий край и жевательную  поверхность. 

  СВОЙСТВА: серебряно-палладиевые сплавы имеют температуру плавления около 1100-1200°C, твердость по Бринеллю 60-65 кгс/мм², плотность 10-11 кг/м³.По физико-механическим свойствам они напоминают сплавы золота, но уступают им по коррозионной стойкости и темнеют в полости рта, особенно при кислой реакции слюны. Сплавы пластичные, ковкие. Паяние сплавов проводится золотым припоем. Отбелом служит 10-15% раствор соляной кислоты.  
 

3.Нержавеющие  стали 

  Сталь - это сплав железа с углеродом, который в результате первичной кристаллизации в равновесных условиях приобретает однофазную структуру.  

·  СТАЛЬ МАРКИ 1X18H9 (ЭЯ-1)

   СОСТАВ: 1,1% углерода; 9% никеля ;18% хрома; 2% марганца, 0,35% титана, 1,0% кремния, остальное - железо.

    ПРИМЕНЕНИЕ: используется в основном  для изготовления несъемных протезов: индивидуальных коронок, литых зубов,  фасеток. 

 · СТАЛЬ МАРКИ 20Х18Н9Т

   СОСТАВ: 0,20% углерода, 9% никеля, 18%хрома, 2,0% марганца, 1,0% титана, 1,0% кремния, остальное - железо.

   ПРИМЕНЕНИЕ: из нержавеющей стали фабричным способом изготавливаются:

• стандартные гильзы, идущие на производство штампованных коронок 12 вариантов: 7*12 (диаметр - высота); 8*12; 9*11; 10*11; 11*11; 12*10; 12,5*10; 13,5*10; 14,5*9; 15,5*9; 16*9; 17*10 мм;
• кламмеры из проволоки круглого сечения (для фиксации частичных съемных пластиночных протезов в полости рта) в следующих основных размерах: 1*25 (диаметр - длина); 1*32; 1,2*25; 1,2*32 мм;
• эластичные нержавеющие матрицы для контурных пломб следующих размеров: 35*6*0,06мм, 35*7,5*0,06мм и 35*8*0,06мм, а также полоски (50*7*0,06мм) металлические сепарационные, которые изготавливаются методом холодной штамповки из стальной нержавеющей термообработанной ленты, легко гнутся и не ломаются при изгибе до 120°С.

·  СТАЛЬ МАРКИ 25Х18Н102С

    СОСТАВ: 0,25% углерода, 10,0% никеля, 18,0% хрома, 2,0% марганца, 1,8% кремния, остальное - железо.

    ПРИМЕНЕНИЕ: из нержавеющей стали  фабричным способом изготавливаются:

• зубы стальные ( боковые верхние и нижние) для паяных несъемных зубных протезов;
• каркасы стальные для изготовления мостовидных протезов с последующей их облицовкой полимером;
• проволоку диаметром от 0,6 до 2,0 мм.

    СВОЙСТВА: легирование некоторыми элементами (никель, титан, марганец, кремний и др.) улучшают технологические и коррозийные свойства сплавов.

 Углерод - придает твердость, хрупкость, увеличивает способность к коррозии.

 Хром - придает устойчивость против окисления и коррозии, повышает твердость сплава, упругость, уменьшает его пластичность, вязкость и хрупкость. Является растворителем азота и обеспечивает необходимую его концентрацию в стали.

 Никель - повышает пластичность, ковкость, вязкость, прочность, улучшает антикоррозийные свойства, снижает коэффициент линейного расширения сплава.

  Титан - придает мелкозернистое строение стали, уменьшает хрупкость, устраняет склонность стали к межкристаллической коррозии.

  Кремний - придает сплаву жидкотекучесть, более однородную структуру, улучшает его литейные свойства, повышает вязкость и упругие свойства стали.

 Марганец - повышает прочность и твердость стали, снижает пластические свойства, улучшает показатели жидкотекучести, является хорошим поглотителем, снижает температуру плавления и способствует удалению вредных серных соединений в сплаве, обеспечивает необходимую концентрацию азота в стали.

  Азот - повышает коррозийную стойкость, твердость, обеспечивает большой потенциал деформационного упрочнения, улучшает характеристики упругости, что обеспечивает стабильность сохранения формы в тонких ажурных конструкциях.

  Температура  плавления нержавеющей стали  составляет 1460-1500°С. Для паяния стали используется серебряный припой.

4. Кобальтохромовые сплавы 

Кобальтохромовые  сплавы марки КХС

СОСТАВ:

· кобальт 66-67%, придающий сплаву твердость, улучшая, таким образом, механические качества сплава.

· хром 26-30%, вводимый для придания сплаву твердости и повышения антикоррозийной стойкости, образующего пассивирующую пленку на поверхности сплава.

· никель 3-5%, повышающий пластичность, вязкость, ковкость сплава, улучшая тем самым технологические свойства сплава.

· молибден 4-5,5%, имеющий большое значения для повышения прочности сплава за счет придания ему мелкозернистости.

· марганец 0,5%, увеличивающий прочность, качество литья, понижающий температуру плавления, способствующий удалению токсических зернистых соединений из сплава.

· углерод 0,2%, снижающий температуру плавления и улучшающий жидкотекучесть сплава.

· кремний 0,5%, улучшающий качество отливок, повышающий жидкотекучесть сплава.

· железо 0,5%, повышающий жидкотекучесть, увеличивающий качество литья.

· азот 0,1%, снижающий температуру плавления, улучшающий жидкотекучесть сплава. В то же время увеличение азота более 1% ухудшает пластичность сплава.

· бериллий 0-1,2%

· алюминий 0,2%

   СВОЙСТВА: КХС обладает высокими физико-механическими свойствами, относительно     малой  плотностью и отличной жидкотекучестью, позволяющей отливать ажурные зуботехнические изделия высокой прочности. Температура  плавления  составляет 1458°С, механическая вязкость в 2 раза выше таковой у золота, минимальная величина предела прочности при растяжении составляет 6300 кгс/см². Высокий модуль упругости и меньшая плотность (8 г/см³) позволяют изготавливать более легкие и более прочные протезы. Они также устойчивее против истирания и длительнее сохраняют зеркальный блеск поверхности, приданный полировкой. Благодаря хорошим литейным и антикоррозийным свойствам сплав используется в ортопедической стоматологии для изготовления  литых коронок,  мостовидных протезов, различных конструкции цельнолитых бюгельных протезов, каркасов металлокерамических протезов, съемных протезов с литыми базисами, шинирующих аппаратов, литых кламмеров.

   ФОРМА ВЫПУСКА: выпускается в  виде круглых заготовок массой 10

и 30г, упакованных  по 5 и 15 шт.

  Все выпускаемые сплавы металлов для ортопедической стоматологии делятся на 4 основные группы:

1. Бюгоденты - сплавы для литых съемных протезов.
2. КХ-Денты - сплавы для металлокерамических протезов.
3. НХ-Денты - никелехромовые сплавы для металлокерамических протезов.
4. Дентаны - железоникелехромовые сплавы для зубных протезов.

1.Бюгоденты. Являются многокомпонентным сплавом.

   СОСТАВ: кобальт,  хром, молибден, никель, углерод, кремний, марганец.

   СВОЙСТВА: плотность - 8,35г/см³, твердость по Бринеллю - 360-400 НВ, температура плавления сплава - 1250-1400°С.

   ПРИМЕНЕНИЕ: используется для изготовления литых бюгельных протезов, кламмеров, шинирующих аппаратов. 

· Бюгодент CCS vac (мягкий) - содержит 63% кобальта, 28% хрома, 5% молибдена.

·Бюгодент CCN vac (нормальный) - содержит 65% кобальта, 28% хрома, 5% молибдена, а также повышенное содержание углерода и не имеет в своем составе никеля.

·Бюгодент CCH vac (твердый) - основу составляет 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.

·Бюгодент ССC vac (медь) - основу составляет кобальт - 63%, хром - 30%, молибден - 5%.Химический состав сплавов включает в себя медь и повышенное содержание углерода - 0,4%. В результате этого сплав обладает высокими упругими и прочностными свойствами. Наличие мели в сплаве облегчает полирование, а также проведение другой механической обработки протезов из него.

·Бюгодент CCL vac (жидкий) - в состав сплава кроме кобальта - 65%, хрома - 28% и молибдена - 5% введен бор и кремний. Этот сплав обладает великолепной жидкотекучестью, сбалансированными свойствами.  

2.КХ-Денты

   ПРИМЕНЕНИЕ: используются для изготовления литых металлических каркасов с фарфоровыми облицовками. Окисная пленка, образующаяся

на поверхности  сплавов, позволяет наносить керамические или ситалловые покрытия. Различают несколько видов данного сплава: CS, CN, CB, CC, CL, DS, DM. 
 

·КХ-Дент CN vac (нормальный) содержит 67% кобальта, 27% хрома и 4,5% молибдена, но не содержит углерода и никеля. Это существенно улучшает его пластические характеристики и снижает твердость.

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

3.НХ-Денты

    СОСТАВ: никель - 60-65%; хром - 23-26%; молибден - 6-11%; кремний - 1,5-2%; не содержат углерода.

Сплавы  НХ-Дент на никелехромовой основе

    ПРИМЕНЕНИЕ: для качественных металлокерамических коронок и небольших мостовидных протезов обладают высокой твердостью и прочностью. Каркасы протезов легко шлифуются и полируются.

    СВОЙСТВА: сплавы обладают хорошими литейными свойствами, имеют в своем составе рафинирующие добавки, что позволяет не только получать качественное изделие при литье в высокочастотных индукционных плавильных машинах, но и использовать до 30% литников повторно в новых плавках. Различают несколько видов данного сплава: NL, NS, NH. 

·НХ-Дент NS vac (мягкий) - в своем составе содержит никель - 62%, хром - 25% и молибден - 10%. Он обладает высокой стабильностью формы и минимальной усадкой, что позволяет производить отливку мостовидных протезов большой протяженности в один прием.

·НХ-Дент NL vac (жидкий) - содержит 61% никеля, 25% хрома и 9,5% молибдена. Этот сплав обладает хорошими литейными свойствами, позволяющими получить отливки с тонкими, ажурными стенками. 

4.Дентаны

   СВОЙСТВА: сплавы типа Дентан разработаны взамен литейных нержавеющих сталей. Они обладают существенно более высокой пластичностью и коррозионной стойкостью за счет того, что в их составе почти в 3 раза никеля и на 5% больше хрома. Сплавы имеют хорошие литейные свойства - малую усадку и хорошую жидкотекучесть. Очень податливы в механической обработке.

    ПРИМЕНЕНИЕ: используются для изготовления литых одиночных коронок, литых коронок с пластмассовой облицовкой. Различают несколько видов данного сплава: DL, D, DS, DM.  
 

·Дентан D содержит 52% железа, 21% никеля, 23% хрома. Обладает высокой пластичностью и коррозионной устойчивостью,  имеет   неболь-

шую усадку и хорошую жидкотекучесть.

·Дентан DM содержит 44% железа, 27% никеля, 23% хрома и 2% молибдена. В состав сплава дополнительно введен молибден, что повысило его прочность в сравнении с предыдущими сплавами, при сравнении того же уровня обрабатываемости, жидкотекучести и других технологических свойств.

  Для  некоторых никелехромовых сплавов наличие оксидной пленки может иметь отрицательное значение, поскольку при высокой температуре обжига окислы никеля и хрома растворяются в фарфоре, окрашивая его. Возрастание количества окиси хрома в фарфоре приводит к понижению его коэффициента термического расширения, что может явиться причиной откалывания керамики от металла. 
 

5.Сплавы  титана  

   СВОЙСТВА: сплавы титана обладают  высокими технологическими и  физико-механическими свойствами, а также биологической инертностью. Температура плавления титанового сплава составляет 1640°С. Изделия из титана обладают абсолютной инертностью к тканям полости рта, полным отсутствием токсического, термоизолирующего и аллергического воздействия, малой толщиной и массой при достаточной жесткости базиса благодаря высокой удельной прочности титана, высокой точностью воспроизведения мельчайших деталей рельефа протезного ложа. 

·ВТ-100 листовой - используется для изготовления штампованных коронок (толщина 0,14-0,28мм), штампованных базисов (0,35-0,4мм) съемных протезов.

·ВТ-5Л - литьевой - используется для изготовления литых коронок, мостовидных протезов, каркасов бюгельных шинирующих протезов, литых металлических базисов. 
 

Причины гальванизма  в  полости рта 

При соединении разнородных металлов и наличии  электролита образуются гальванические пары. В этих парах металл с низким потенциалом является анодом и разрушается, переходя в раствор. Таким образом, более отрицательный электрод в гальваническом элементе растворяется и постепенно разрушается. Это свойство металлов следует учитывать при составлении сплавов, так как структурные составляющие сплава замкнуты через всю массу металла и образуют большое количество микроэлементов. На усиление разности потенциала влияет не только состав, но и структура вещества, состояние поверхности металла, величины рН слюны. Чем выше кислотность слюны, тем больше величина электродвижущей силы гальванического элемента.

Слабые  гальванические токи (40—70 мкА) вызывают не только  электрохимическую коррозию, но и хроническое раздражение  слизистой.

Все основные материалы, выпускаемые промышленностью, проходят специальную проверку на химическую стойкость применительно к условиям полости рта. Большой химической стойкостью в условиях полости рта обладают нержавеющая сталь, сплавы на основе золота, платины, палладия. Перечисленные металлические сплавы всегда покрыты тончайшей окисной пленкой, защищающей металл от окисления. Однако абсолютно пассивных в химическом отношении сплавов нет. В полости рта металл отдает в электролит, которым является слюна, положительные ионы, становясь при этом отрицательно заряженным. Количество отдаваемых ионов у различных металлов разное, что зависит от их химической активности.

В полости  рта гальванические токи особенно заметны  при применении разнородных металлов. Пациенты, пользующиеся зубными протезами, изготовленными из разнородных металлов, иногда жалуются на неприятные ощущения, жжение слизистой оболочки полости рта, металлический привкус. Такими протезами пользоваться нельзя, их следует заменить другими, сделанными из однородных металлов. 
 
 

Таблица 1. Ряд напряжений различных металлов 

 Метод расчета количества сплава для литья  

В зуботехнической  практике распространен способ определения  необходимого количества металла для отливки изделия по массе ее восковой копии. Если n — масса восковой копии, N — масса части протеза из металла , d1 — плотность воска, a d2 — плотность металла , то пропорциональная зависимость будет следующая, пример показан для золота:

Где d2- плотность золота .

Плотность — это  отношение массы тела к его  объему. За единицу плотности принимают  г/см3, кг/м3, т/м3. Этот показатель характеризует плотность вещества по отношению к воде. Зная плотность материала и его объем, легко определить массу изделия. При составлении многокомпонентных смесей, зная объемные соотношения, можно перевести их на массовые, для этого объем вещества достаточно умножить на его плотность. По плотности можно отличить схожие по внешнему виду металлы.