Ситаллы, применяемые в стоматологии

Ситаллы – это стеклокристаллические материалы, получаемы* при введении в расплавленное стекло катализаторов, в результат! чего в объеме стекла возникают центры кристаллизации, на которы: происходит рост кристаллов основной фазы. Термин «ситаллы» предложен И.И.Китайгородским и происходит от слов «стекло» и «кристалл». В зарубежной литературе подобные материалы известны как «пирокерам», «витрокерам», «стекло-фарфор», «силиталь», «стеклокерамика». Изобретателем стеклокристаллического материала «пирокерама» является З.Stoокеу (США). Ситаллы применяются при протезировании первого отдела зуб­ных рядов искусственными коронками и мостовидными протезами небольшой протяженности. К достоинствам ситаллов можно отне­сти высокую прочность, твердость, химическую и термическую стойкость, низкий коэффициент расширения. Недостатками ситал­лов являются одноцветность массы и возможность коррекции цвета только нанесением на поверхность протеза эмалевого красителя. В составе ситаллов выделяются индивидуальные кристаллы, связанные между собой межкристаллической прослойкой. Размеры кристаллов не превышают 1 мкм, а их содержание варьирует от 20 до 70% по объему. Степень закристаллизованности и вид кристаллической фазы (кордиерит, сподумен, силикат лития) определяют основные физи­ко-химические свойства ситаллов: прочность, упругость, хрупкость и твердость. Прочностью называется способность ситалла противостоять внешней нагрузке. Различают прочность при растяжении, сжатии, изгибе, ударе, кручении. В зависимости от состава прочность ситаллов на изгиб изменяет­ся от 0,03 до 0,12 МПа, на сжатие – от 0,5 до 2,6 М Па. Ситаллы обла­дают только упругой деформацией, при этом модуль упругости составляет 40-90 МПа. Увеличение содержания щелочных металлов уменьшает значе­ние модуля упругости, а внесение оксидов щелочноземельных ме­таллов в свою очередь приводит к его повышению. Большое влияние на упругие свойства ситаллов оказывает режим термообработки при резком охлаждении изделий из ситаллов модуль упругости по­нижается. Стоматологический ситалл имеет плотность 2300 кг/м\ прочность при сжатии 4000-5000 МПа, прочность при изгибе 200-300 МПа, ударную вязкость 3-4 Дж/м2, микротвердость 650-750 кг/м2 и отлича­ется повышенной устойчивостью к коррозирующему воздействию аг­рессивных сред.

Металлы и сплавы являются важнейшими конструкционными материалами для изготовления зубных проте­зов, шин, аппаратов и имплантантов. Изучение свойств этих материалов является необходимым для прогнозирования их поведения и взаимодействия со средой полости рта и выбора оптимальных составов сплавов, удовлетворяющих ком­плексу физико-химических, механических и медико-биологических требований, предъявляемых к материалам в ортопедической и кли­нической стоматологии.

Выделяют физико-механические, химические и технологиче­ские свойства металлов и сплавов.

Наиболее распространенными понятиями и определениями свойств металлов и сплавов являются:

Прочность – это способность металлов и сплавов без разрушения сопротивляться действию внешних сил, вызывающих деформацию.

Упругость, или эластичность, – способность металлов и сплавов восстанавливать свою форму после прекращения действия внешних сил, вызвавших изменение его формы (деформацию).

Пластичность – это свойство металлов и сплавов деформиро­ваться без разрушения под действием внешних сил и сохранять но­вую форму после прекращения их действия (т.е. пластичность – свойство, обратное упругости).

Деформацией называется изменение размеров и формы тела под действием приложенных к нему сил.

Деформация может быть упругой и пластической (остаточной). Первая исчезает после снятия нагрузки. Она не вызывает изменений структуры, объема и свойств металлов и сплавов. Вторая не устраня­ется после снятия нагрузки и вызывает изменения структуры, объ­ема, а порой и свойств металлов и сплавов.

Твердость характеризует свойства металла противостоять пластиче­ской деформации при проникновении в него другого твердого металла.

Текучесть – это способность расплавленного металла заполнять форму.

Пластическая деформация приводит к изменению физических свойств металла, а именно к: повышению электросопротивления; уменьшению плотности; изменению магнитных свойств. Все внутренние изменения, которые происходят при пластиче­ской деформации, вызывают упрочнение металла. Прочностные ха­рактеристики (временное сопротивление, предел текучести, твер­дость) повышаются, а пластические – снижаются.

Упрочнение металла под действием пластической деформации называют наклепом.

Нагартованные (имеющие наклеп) металлы более склонны к коррозионному разрушению при эксплуатации. Для полного сня­тия наклепа металлы подвергаются рекристаллизационному отжигу.

Рекристаллизация – это процесс возникновения и роста новых недеформированных кристаллических зерен поликристалла за счет других зерен. Рекристаллизацию применяют на практике для прида­ния материалу наибольшей пластичности

Сплавы металлов – это смесь двух и более различных металлов, при этом образующийся сплав обладает совершенно новыми качест­вами. При составлении сплавов учитываются требования, предъяв­ляемые к тем или иным деталям зубного протеза. Различают два вида сплавов: металлические и неметаллические. Металлические сплавы могут состоять либо только из металлов, ли­бо из металлов с содержанием неметаллов. Неметаллические сплавы состоят из неметаллических веществ, например, стекла, фарфора, ситаллов и др.

В ортопедической стоматологии используют следующие сплавы:

1) на основе золота, серебра, палладия;

2) на основе железа, хрома, кобальта, никеля;

3) на основе меди, никеля, титана, алюминия, ниобия, тантала.

Сплавы металлов, применяемые в клинической и ортопедиче­ской стоматологии, должны обладать рядом физико-механических свойств, таких как прочность, твердость, легкоплавкость, пластич­ность, легкость, а также обладать значительной коррозийной стой­костью, химической инертностью и биосовместимостью. Многие из этих свойств сплавов являются структурно-чувствительными и под­даются варьированию в широких пределах (в отличие от чистых ме­таллов).

Свойства сплавов. Сплавы, применяемые в ортопедической сто­матологии, по определенным свойствам можно разделить на две группы.

К первой группе относятся сплавы, обладающие общемедицин­скими свойствами. Они не должны вызывать в полости рта токсиче­ского и аллергического действия. Во вторую входят сплавы с опреде­ленными технологическими свойствами:

1) высокой антикоррозийной стойкостью;

2) прочностью, твердостью;

3) малой усадкой при литье;

4) невысокой температурой плавления;

5) ковкостью, текучестью при литье;

6) возможностью паяния и сварки;

7) хорошей механической и электролитической обработкой и полировкой.

Все эти требования зависят от свойств компонентов, входящих в сплав. Каждый из них привносит свое качество. Так, в нержавею­щей стали хром (17–19%) придает сплаву коррозийную стойкость, никель (8-10%) – пластичность, усиливает вязкость, делает его ковким.

Для улучшения литейных свойств добавляют титан (около 1%), что придает стали высокие механические свойства. Молибден – мелкокристаллическая структура, усиливающая прочность. Марга­нец понижает температуру плавления, способствует удалению сер­нистых соединений и газов.