CoCr сплави для бюгельних протезів

Хеннінг Вульфес, зубний технік – майстер, керівник academia-dental – міжнародної школи фірми BEGO та BEGO – навчального центру в Німеччині.

На функціональну бездоганність та якість бюгельних протезів значно впливає застосований сплав. Кобальтохромові сплави фірми BEGO мають механічні властивості, які набагато перевершують мінімальні вимоги міжнародних стандартів.

Усі сплави групи WIRONIUM® і Wironit® піддавалися біологічним випробуванням на сумісність з м'якими тканинами порожнини рота. Видані сертифікати підтверджують успішне завершення перевірки біосумісності.

Властивості основних металів

Як основний метал істотно впливає своєю високою в'язкістю такі механічні властивості сплавів, як міцність і пружність. Метал блискучий, сталевий колір.

Має високу корозійну стійкість і посилює опір точкової (локальної) корозії. Крім того, він підвищує міцність, розтяжність та модуль пружності. Наявність молібдену сприяє дрібнозернистій структурі. Метал сріблястобілого кольору.

Є неметалом - газ без кольору та запаху. Підвищує механічну міцність та покращує плинність сплаву. Може погіршити здатність лазерного зварювання.

Негорючий газ без кольору та запаху. Азотом можна замінити вуглець для покращення здатності сплавів бюгельних протезів до зварювання лазером. Аналіз на прикладі Wironit® LA З 63,5; Сг 29,0; Мо 5,0; З max. 0,25; Si; Mn; N; Та Дані % від маси

Відповідно до міжнародних норм технічні характеристики кобальтохромових сплавів визначаються шляхом випробування на розривній випробувальній машині.

У неї вставляють зразки,встановлені стандартом DIN і розтягують їх аж до розриву. Результати вимірювання відображаються на діаграмі "напруга - деформація".

У зоні пружної деформації випробуваний зразок після припинення дії сили приймає вихідні розміри. У зоні пластичної деформації під певним навантаженням настає деформація матеріалу, що залишається. При подальшому розтягуванні, коли на зразку з'являється шийка-звуження, досягається максимально навантаження, що переноситься. Її перевищення призводить до подальшого розриву зразка.

За діаграмою «напруга – деформація» можна обчислити: (Rp 02) – силу, необхідну для розтягування випробуваного зразка на 0,2% (межа плинності при розтягуванні); (Rm) - силу, необхідну для розриву (міцність на розрив); (А5) - Відсоток відносного подовження при розриві.

Розмір твердості визначається за допомогою приладу Віккерса (HV 10). Інструмент у вигляді алмазної піраміди вдавлюється силою в 10 кп (98 Н) у поверхню об'єкта з кобальтохромового сплаву.

Алмазна піраміда залишає відбиток у вигляді вдавленого квадрата. З допомогою мікроскопа у відбитому світлі вимірюють довжину діагоналей, які у прямому співвідношенні з глибиною вдавлювання.

Отримані дані змінюються залежно від твердості металу. Крім того, часто проводиться випробування на вигин. Метод випробування відповідає навантаженням, яким піддаються кламери чи дуги бюгельних протезів.

Вимоги до СоСг сплавів Механічні властивості висока пружність висока еластичність та розтяжність міцність стабільність до деформації

Фізико-хімічні властивості висока чистота наповнювачів (99,9 %) необмежена переносимість тканинами ротової порожнини, біосумісність стійкість до зміни забарвлення низька акумуляція зубного нальоту відсутністьПрисмак стійкість до корозії нетоксичні не повинні викликати алергію не є канцерогенними мінімальні гальванічні потоки через присутність у порожнині рота інших сплавів низька питома вага.

Термічні властивості малов'язкі, що легко відливаються, з хорошою плинністю визначається, відтворюваний момент лиття низький коефіцієнт теплового розширення низька теплопровідність Обробка добре полірується електролітом легко обробляється, полірується гумовими полірами і т.д.

Мінімальні вимоги до сплавів для бюгельних протезів встановлені у стандарті DIN EN ISO 6871-1.

Межа плинності при розтягуванні (Rp02) Подовження щодо вихідного розміру вказується у відсотках, сила досягнення межі плинності — в МПа. При кімнатній температурі кобальтохромові сплави немає чітко вираженого межі плинності.

Збільшення довжини або перехід з еластичного, пружного стану в пластичний стан є плавним процесом. Тому на міжнародному рівні прийнято єдине поняття так званої «межі плинності»

Межа плинності 0,2% (Rp02) означає, що пластична деформація становить 0,2% від вихідної довжини. Після перевищення цієї величини матеріал вважається зруйнованим чи непридатним. Граничне подовження означає також перехід із зони пружної деформації до зони пластичної деформації.

Вплив високого показника «межі плинності» на сплав: Чим більша сила, необхідна для досягнення «межі плинності», тим більше має бути навантаження на площу поперечного перерізу, щоб, наприклад, у литому кламері викликати пластичну деформацію, у вигляді відгину.

Високий показник межі плинності є для пацієнта гарантією того, що фіксаціяпротеза не послабшає, і надалі не потрібно буде активувати кламери.

Сплав	Межа плинності (Rp 02)
WIRONIUM® plus	700 МПа
Wironit ® LA	640 МПа
DIN EN ISO 6871-1	мінімум 500 МПа

Модуль пружності (Е-модуль) Е-модуль означає величину опору матеріалу пружної деформації або розтягування. Розмір сили, коли він настає, незворотне розтягування, визначає межа пружності.

Пружність - це здатність матеріалу набувати вихідної форми після розтягування або впливу тиском. Модуль пружності показує, яка сила була б потрібна, наприклад, для деформування дроту в зоні пружної деформації.

Вплив високого Е-модуля на метал: Модуль пружності є постійною величиною і показником міцності металу. Міцні матеріали краще зберігають форму! Чим вище модуль пружності, тим більше зусилля необхідно застосувати для їх пластичної деформації, і тим більше опору чинить каркас протезу жувального навантаження.

Сплав	Модуль пружності
WIRONIUM® plus	приблизно 220.000 МПа
Wironit ® LA	приблизно 220.000 МПа

Відносне подовження при розриві (A5) Відносне подовження при розриві — це показник межі можливої пластичної деформації випробуваного матеріалу, після чого настає розрив.

Величина виражається у відсотках, що позначають подовження об'єкта на момент розриву щодо вихідного розміру.

WIRONIUM®, легований азотом, має винятково високий показник відносного подовження при розриві та одночасно більшу міцність.

Вплив високого показникавідносного подовження при розриві на сплав: При в'язкому, розтяжному сплаві, наприклад, активування кламера не пов'язане з ризиком.

Сплав	Відносне
подовження А5
WIRONIUM® plus	10,0%
Wironit® LA	8,0%
DIN EN ISO 6871-1	не менше 3,0%
Твердість

Твердість, у разі, належить до властивості поверхні металу і характеризує опір, що надається впровадженню випробувального інструменту. Твердість дентальних сплавів визначається і вказується в основному за методикою Віккерса (HV 10).

Чим твердіше сплав, тим менше глибина застосування вимірювального інструменту, і тим коротша довжина діагоналей, що виділяються на поверхні відбитка.

Практичні висновки для вибору твердості металу:

Низька твердість матеріалу забезпечує зубну техніку економію в часі при роботі фрезами, гумовими полірами або полірування.

Сплави з високим показником твердості (більше 500 HV 10) не слід застосовувати через трудомістку обробку поверхонь об'єкта.

Сплав	Твердість за Віккерсом
WIRONIUM® plus	340 HV 10
Wironit® LA	360 HV 10
DIN EN ISO 6871-1	не вказується!

Примітка до сплавів групи WIRONIUM® За рахунок застосування азоту при легуванні була збільшена сила, необхідна для досягнення 0,2% межі плинності — показника опору деформації. Одночасно було чітко збільшено показник відносного подовження при розриві – важливий для активування.

За високого показника відносного подовження при розриві можна з меншим ризикомпідгинати кламери за формою. При цьому вони зберігають свою еластичність.

Цей метод настільки точний, що навіть за змістом 63% кобальту фіксуються відхилення на ± 0,5%.

Поряд із металографічними дослідженнями кристалічної структури сплаву велике значення має також аналіз інтервалів плавлення та коефіцієнтів розширення.

Результати цих вимірів дають інформацію про зміну обсягу сплаву внаслідок дії температури (розширення при нагріванні та усадки при охолодженні).

Стійкість сплавів для бюгельних протезів до корозії Тривале та успішне використання кобальтохромових сплавів у клінічній практиці пояснюється, перш за все, їхньою винятковою біосумісністю.

За своєю корозійною стійкістю, яка обумовлена збалансованим співвідношенням хрому та молібдену, вони не поступаються благородним сплавам, які раніше застосовувалися у техніці бюгельного протезування. Стабільні шари оксиду хрому, що важко розчиняються, надійно захищають неблагородні сплави.

Пасивний шар, що спонтанно утворюється, надзвичайно стійкий до механічних і хімічних впливів. Рівноважний потенціал цих сплавів має таку ж величину, як потенціал шляхетних сплавів. Під час контакту між цими сплавами утворюються лише дуже слабкі струми через незначну різницю потенціалів.

Чим вище різниця потенціалів (= різниця напруги), тим більша ймовірність корозійних реакцій. Слід виходити з того, що незначна кількість іонів металу все-таки виділяється з кобальтохромового каркасу, проте досі не спостерігалося жодних токсичних реакцій.

Виділення іонів зі сплавів фірми BEGO протягом 4 тижнів становить 10 мг/см 2 або менше.

Речовини, що виділяються кобальтохромовими сплавами, частководіють як необхідні для організму мікроелементи. Така незначна кількість іонів не може суттєво перевищити добову дозу прийому мікроелементів, які отримують з їжі.

Тому токсичне навантаження на організм перевіреними зубопротезними сплавами з урахуванням кількості іонів металу з харчового ланцюга – незначне.

Основним критерієм оцінки біологічної сумісності є результати корозійних досліджень щодо визначення виділення іонів In vitro (у пробірці).

Крім того, для розрахунку на діаграмі кривої густини потоку/потенціалу електродів потрібні електрохімічні корозійні дослідження.

Процедуру контролю біосумісності докладно описано у міжнародних нормах. Протези з кобальтохромових сплавів, що відповідають міжнародним стандартам, мають стійкість до корозії, нетоксичні, неканцерогенні і не викликають алергій.

Все частіше для мінімізації електрохімічної корозії вимагають застосовувати не більше двох сплавів для одного пацієнта.

Протягом десятиліть, наприклад, затвердила себе практика комбінувань золотовмісних сплавів для коронок та мостоподібних протезів із кобальтохромовими сплавами для бюгельних протезів.

Запорукою успіху є застосування тих сплавів, корозійна стійкість яких було перевірено. Корозійна стійкість перевіряється експериментально та в умовах агресивного середовища ротової порожнини. Для стабільності корозійного потенціалу протезу слід було б відмовитися від паяння.

Надійніше застосовувати технологію склеювання чи лазерного зварювання. Каркаси бюгельних протезів із титану Виняткова біосумісність, а також хороші хімічні, фізичні та біологічні властивості дозволяють розглядати титан як ідеальний матеріал для бюгельних протезів.

Особливотакі властивості матеріалу, як мала вага та низька теплопровідність, високо цінуються пацієнтами.

Титанові каркаси застосовуються, наприклад, для пацієнтів, які страждають на алергію, зі скаргами на непереносимість протезів з кобальтохромових сплавів. Підвищена чутливість пацієнтів зазвичай пов'язана з наявністю в ротовій порожнині інших металів.

Оскільки каркаси з титану часто відливаються з дефектами, схильні до порообразованию і трудомісткі в роботі через реактивного альфасаБв шару 2 метал не застосовується в такому обсязі, як це очікувалося спочатку. Тому при чинах протези з титану виготовляються переважно в спеціальних лабораторіях з високим ноу-хау.

Кламерні протези з титану мають поганий естетичний вигляд. Через низьку пружність металу і, внаслідок цього, погану здатність відновлювати вихідну форму, вся конструкція протеза повинна бути більш масивною. Особливо помітні плечі кламера є при цьому великим недоліком.

1 Електрохімічний потенціал, що виникає між сплавом та його довкіллям у стані рівноваги.

2 Зона реакції рідкого титану з пакувальною масою (20-100 цм), газонасичений шар з видозміненою структурою та підвищеною твердістю.