Краткий обзор фарфоровых зуботехнических материалов


За последние несколько лет появилось множество интересных разработок в области материалов для изготовления коронок. Давайте рассмотрим основные свойства и характеристики различных типов зуботехнического фарфора

Некоторые свойства зуботехнического фарфора

Керамические материалы используются в стоматологии уже более 200 лет. Благодаря своей химической устойчивости они обладают самой высокой биологической совместимостью из всех стоматологических материалов. Эти материалы представляют собой в основном оксиды металлов.
Для зуботехнического фарфора желательно, чтобы он внешне повторял цвет, прозрачность и общий вид натурального зуба. Основной недостаток керамических материалов — низкая прочность на разлом: трещины в фарфоровых коронках могут появляться даже при очень небольших нагрузках. Другими словами, керамические структуры обладают очень малой гибкостью. Другая проблема состоит в том, что если керамическая структура формируется с помощью конденсации и напыления мелких частиц, то затвердевание материала сопровождается значительной усадкой.

Ранние разработки
В самых первых удачных фарфоровых системах применялся обычный фарфор из полевого шпата. Этот материал использовали для изготовления цельнокерамических жакетных коронок, которые отличались хорошей эстетикой. Этот тип зуботехнического фарфора представляет собой аморфную стеклообразную структуру. Материал состоит, в основном, из трехмерной сетевой структуры кварца (кремний и кислород), в которой каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода в форме тетраэдра. Эти тетраэдры сцеплены общими атомами кислорода и образуют сеть.
При добавлении оксидов щелочных металлов (калий, натрий, кальций) в кварц трехмерная структура, сформированная связями кремния и кислорода, нарушается. Щелочные металлы в ионной форме разрывают эти связи, что приводит к понижению температуры плавления и повышению текучести материала при нагревании. Чистый кварц плавится при 1700°С. Добавление щелочных ионов нарушает связи кремния и кислорода, делая сетевую структуру более открытой. В более открытой структуре меньше перекрестных связей, поэтому такая структура плавится при меньшей температуре, а ее прочность и химическая инертность снижаются. Таким образом, температура плавления, прочность и химическая инертность зависят от содержания щелочных ионов в материале.
В 50-х годах появилась металлокерамика. В 1962 г. системы подобного рода поднялись на новую ступень: в фарфор из полевого шпата стали добавлять большое количество кристаллов лейцита, и коронкой из этого сплава закрывали внутреннюю часть реставрации из сплавов золота. Кристаллы лейцита увеличивают способность фарфора расширяться при нагревании, приближая ее к металлам, а также предотвращают снижение прочности, связанное с перепадами температуры. Металлы прочнее керамики в 10-100 раз, поэтому добавление металла в коронку повышает прочность реставрации.
Для формирования окиси, необходимой для лучшего увлажнения и хорошего сцепления сплава с поверхностью, в сплавы золота потребовалось добавить олово и/или железо.
Сплавы недрагоценных металлов появились как альтернатива золотым. Эти сплавы требуют большего навыка в обращении, чем сплавы золота, но и они используются достаточно широко.

Современные разработки
Хотя металлокерамические системы и обладают высокой прочностью, у них есть один недостаток — непрозрачность металлической субструктуры. Поэтому были разработаны цельнокерамические материалы, содержащие кристаллические компоненты. Материалы такого типа используют для изготовления основы реставрации, которую затем покрывают виниром из более прозрачного фарфора. Цельнокерамические системы, описанные в таблице, применяются для изготовления коронок и вкладок. Важно отметить, что все указанные материалы ломаются приблизительно при одинаковой критической деформации в 0,1%. Единственный способ повысить прочность таких керамических материалов — сделать их менее гибкими и повысить коэффициент эластичности. Очень высокий коэффициент эластичности (а следовательно, и прочность) у материала In-Ceram, особенно у In-Ceram Alumina, в котором для укрепления фарфора используются прочные кристаллические оксиды алюминия.

Derek W. Jones