книга современные цепи
ключевые точки проекта

CoCr сплавы для бюгельных протезов

 

CoCr сплавы
для бюгельных
протезов

 

Хэннинг Вульфес, зубной техник - мастер, руководитель academia-dental - международной школы фирмы BEGO и BEGO - учебного центра в Германии.

На функциональную безупречность и качество бюгельных протезов значительное влияет примененный сплав. Кобальтохромовые сплавы фирмы BEGO обладают механическими свойствами, которые намного превосходят минимальные требования международных стандартов.

Все сплавы из группы WIRONIUM® и Wironit® подвергались биологическим испытаниям на совместимость с мягкими тканями полости рта. Выданные сертификаты подтверждают успешное завершение проверки на биосовместимость.

 

Свойства основных металлов

Кобальт (Со)

Как основный металл существенно влияет своей высокой вязкостью на такие механические свойства сплавов, как прочность и упругость. Металл блестящий, стального цвета.

Хром (Сг)

Обеспечивает за счет образования на поверхности пассивного слоя химическую стойкость и повышает твердость сплава. Для гарантии полной химической пассивности поверхности сплава содержание хрома должно быть не менее 20 %.Вязкий и эластичный хром имеет серебристо-белый цвет. Его оксиды — зеленого цвета.

Молибден (Мо)

Обладает высокой коррозионной стойкостью и усиливает сопротивление точечной (локальной) коррозии. Кроме того, он повышает прочность, растяжимость и модуль упругости. Наличие молибдена способствует мелкозернистой структуре.Металл серебристобелого цвета.

Углерод (С)

Является неметаллом — газ без цвета и запаха. Повышает механическую прочность и улучшает текучесть сплава. Может ухудшить способность к лазерной сварке.

Азот (N)

Негорючий газ без цвета и запаха. Азотом можно заменить углерод для улучшения способности сплавов бюгельных протезов к сварке лазером. Анализ на примере Wironit® LA Со 63,5; Сг 29,0; Мо 5,0; С max. 0,25; Si; Mn; N; Та Данные в % от массы

Методы испытания

В соответствии с международными нормами технические характеристики кобальтохромовых сплавов определяются путем испытания на разрывной испытательной машине.

В нее вставляют образцы, установленные стандартом DIN, и растягивают их вплоть до разрыва. Результаты измерения отображаются на диаграмме «напряжение — деформация».

В зоне упругой деформации* испытуемый образец после прекращения действия силы принимает исходные размеры. В зоне пластичной деформации под определенной нагрузкой наступает остающаяся деформация материала. При дальнейшем растяжении, когда на образце появляется шейка-сужение, достигается максимально переносимая нагрузка Ее превышение приводит к последующему разрыву образца.

По диаграмме «напряжение — деформация» можно вычислить: (Rp 02) — силу, необходимую для растяжения испытуемого образца на 0,2 % (предел текучести при растяжении); (Rm) — силу, необходимую для разрыва (прочность на разрыв); (А5) — процент относительного удлинения при разрыве.

Величина твердости определяется с помощью прибора Виккерса (HV 10). Инструмент, в виде алмазной пирамиды, вдавливается силой в 10 кп (98 Н) в поверхность объекта из кобальтохромового сплава.

Алмазная пирамида оставляет отпечаток в форме вдавленного квадрата. С помощью микроскопа в отраженном свете измеряют длину диагоналей, которые находятся в прямом соотношении с глубиной вдавливания.

Полученные данные изменяются в зависимости от твердости сплава. Кроме того, часто проводится испытание на изгиб. Метод испытания соответствует нагрузкам, которым подвергаются кламмеры или дуги бюгельных протезов.

Требования к СоСг сплавам Механические свойства высокая упругость высокая эластичность и растяжимость прочность стабильность к деформации

Физико-химические свойства высокая чистота наполнителей (99,9 %) неограниченная переносимость тканями полости рта, биосовместимость устойчивость к изменению окраски низкая аккумуляция зубного налета отсутствие привкуса устойчивость к коррозии нетоксичные не должны вызывать аллергию не являются канцерогенными минимальные гальванические потоки из-за присутствия в полости рта других сплавов низкий удельный вес.

Термические свойства маловязкие, легко отливаемые, с хорошей текучестью определяемый, воспроизводимый момент литья низкий коэффициент теплового расширения низкая теплопроводность Обработка хорошо полируется электролитом легко обрабатывается, полируется резиновыми полирами и т. д.

Минимальные требования к сплавам для бюгельных протезов установлены в промышенном стандарте DIN EN ISO 6871—1

Предел текучести при растяжении (Rp02) Удлинение относительно исходного размера указывается в процентах, сила для достижения предела текучести — в МПа. При комнатной температуре кобальтохромовые сплавы не имеют четко выраженного предела текучести.

Увеличение длины или переход из эластичного, упругого состояния в пластичное состояние представляет собой плавный процесс. Поэтому на международном уровне принято единое понятие так называемый «предел текучести»

Предел текучести 0,2 % (Rp02) означает, что пластичная деформация составляет 0,2 % от исходной длины. После превышения этой величины материал считается разрушенным или непригодным. Предельное удлинение означает также переход из зоны упругой деформации в зону пластичной деформации.

Влияние высокого показателя «предела текучести» на сплав: Чем больше сила, необходимая для достижения «предела текучести», тем больше должна быть нагрузка на площадь поперечного сечения, чтобы, например, в литом кламмере вызвать пластичную деформацию, в виде отгиба.

Высокий показатель «предела текучести» является для пациента гарантией того, что фиксация протеза не ослабеет, и в дальнейшем не нужно будет активировать кламмеры.

Сплав Предел текучести (Rp 02)
WIRONIUM® plus 700 МПа
Wironit® LA 640 МПа
DIN EN ISO 6871-1 минимум 500 МПа

Модуль упругости (Е-модуль) Е-модуль обозначает величину сопротивления материала упругой деформации или растяжению. Величина силы, при которой наступает остающееся, необратимое растяжение, определяет предел упругости.

Упругость — это способность материала принимать исходную форму после растяжения или воздействия давлением. Модуль упругости показывает, какая сила была бы необходима, например, для деформирования проволоки в зоне упругой деформации.

Влияние высокого Е-модуля на сплав: Модуль упругости является неизменной величиной и показателем прочности сплава. Прочные материалы лучше сохраняют форму! Чем выше модуль упругости, тем больше усилия необходимо применить для их пластичной деформации, и тем больше сопротивления оказывает каркас протеза жевательной нагрузке.

 

Сплав Модуль упругости
WIRONIUM® plus примерно 220.000 МПа
Wironit® LA примерно 220.000 МПа

Относительное удлинение при разрыве (A5) Относительное удлинение при разрыве — это показатель предела возможной пластичной деформации испытуемого материала, после чего наступает разрыв.

Величина выражается в процентах, обозначающих удлинение испытуемого объекта на момент разрыва относительно исходного размера.

WIRONIUM®, легированный азотом, имеет исключительно высокий показатель относительного удлинения при разрыве и одновременно большую прочность.

Влияние высокого показателя относительного удлинения при разрыве на сплав: При вязком, растяжимом сплаве, например, активирование кламмера не связано с риском.

Сплав Относительное
удлинение А5
WIRONIUM® plus 10,0 %
Wironit® LA 8,0 %
DIN EN ISO 6871-1 не менее 3,0 %
Твердость

Твердость, в этом случае, относится к свойству поверхности сплава и характеризует сопротивление, оказываемое внедрению испытательного инструмента. Твердость дентальных сплавов определяется и указывается, в основном, по методике Виккерса (HV 10).

Чем тверже сплав, тем меньше глубина внедрения измерительного инструмента, и тем короче длина диагоналей, выделяющихся на поверхности отпечатка.

Практические выводы для выбора твердости сплава:

Низкая твердость материала обеспечивает зубному технику экономию во времени при работе фрезами, резиновыми полирами или при полировке.

Сплавы с высоким показателем твердости (более 500 HV 10) не следует применять из-за трудоемкой обработки поверхностей объекта.

Сплав Твердость по Виккерсу
WIRONIUM® plus 340 HV 10
Wironit® LA 360 HV 10
DIN EN ISO 6871-1 не указывается!

Примечание к сплавам группы WIRONIUM® За счет применения азота при легировании была увеличена сила, необходимая для достижения 0,2 %-го предела текучести — показателя сопротивления деформации. Одновременно был отчетливо увеличен показатель относительного удлинения при разрыве — важный для активирования.

При высоком показателе относительного удлинения при разрыве можно с меньшим риском подгибать кламмеры по форме. При этом они сохраняют свою упругость.

Для легирования используют металлы с 99,9 % степенью чистоты. Высокая стойкость к коррозии объясняется большим содержанием хрома в сплаве. Состав каждой партии сплава контролируется эмиссионной спектроскопией.

Этот метод настолько точен, что даже при содержании 63% кобальта фиксируются отклонения на ± 0,5%.

Наряду с металлографическими исследованиями кристаллической структуры сплава большое значение имеет также анализ интервалов плавления и коэффициентов расширения.

Результаты этих измерении дают информацию об изменении объема сплава вследствие действия температуры (расширения при нагревании и усадки при охлаждении).

Стойкость сплавов для бюгельных протезов к коррозии Длительное и успешное использование кобальтохромовых сплавов в клинической практике объясняется, прежде всего, их исключительной биосовместимостью.

По своей коррозионной стойкости, которая обусловлена сбалансированным соотношением хрома и молибдена, они не уступают благородным сплавам, которые раньше применялись в технике бюгельного протезирования. Стабильные, трудно растворимые слои оксида хрома надежно защищают неблагородные сплавы.

Спонтанно образующийся пассивный слой необыкновенно устойчив к механическим и химическим воздействиям. Равновесный потенциал 1 этих сплавов имеет такую жевеличину, как потенциал благородных сплавов. Во время контакта между этими сплавами образуются лишь очень слабые токи из-за незначительной разности потенциалов.

Чем выше разность потенциалов (= разность напряжений), тем больше вероятность коррозийных реакций. Следует исходить из того, что незначительное количество ионов металла все-таки выделяется из кобальтохромового каркаса, но, тем не менее, до сих пор не наблюдалось никаких токсичных реакций.

Выделение ионов из сплавов фирмы BEGO в течение 4-х недель составляет 10 мг/см2 или меньше.

Вещества, выделяемые кобальтохромовыми сплавами, отчасти действуют, как необходимые для организма микроэлементы. Такое незначительное количество ионов не может существенно превысить суточную дозу приема микроэлементов, получаемых из пищи.

Поэтому токсическая нагрузка на организм проверенными зубопротезными сплавами, с учетом количества ионов металла из пищевой цепи — незначительна.

Основным критерием оценки биологической совместимости являются результаты коррозионных исследований по определению выделения ионов In vitro (в пробирке).

Кроме того, для расчета на диаграмме кривой плотности потока/потенциала электродов нужны электрохимические коррозионные исследования.

Процедура контроля биосовместимости подробно описана в международных нормах. Протезы из кобальтохромовых сплавов, соответствующие международным стандартам, обладают стойкостью к коррозии, нетоксичны, неканцерогенны и не вызывают аллергий.

Все чаще в целях минимизации электрохимической коррозии требуют применять не более двух сплавов для одного пациента.

На протяжении десятилетий, к примеру, утвердила себя практика комбинирований золотосодержащих сплавов для коронок и мостовидных протезов с кобальтохромовыми сплавами для бюгельных протезов.

Залогом успеха является применение только тех сплавов, коррозионная стойкость которых была проверена. Коррозионная стойкость проверяется экспериментально и в условиях агрессивной среды полости рта. Для стабильности коррозионного потенциала протеза следовало бы отказаться от пайки.

Надежнее применять технологию склеивания или лазерной сварки. Каркасы бюгельных протезов из титана Исключительная биосовместимость, а также хорошие химические, физические и биологические свойства позволяют рассматривать титан как идеальный материал для бюгельных протезов.

Особенно такие свойства материала, как малый вес и низкая теплопроводность, высоко ценятся пациентами.

Титановые каркасы применяются, например, для пациентов страдающих аллергией, с жалобами на непереносимость протезов из кобальтохромовых сплавов. Повышенная чувствительность пациентов обычно связана с наличием в полости рта других металлов.

Поскольку каркасы из титана часто отливаются с дефектами, подвержены порообразованию и более трудоемки в работе из-за реактивного альфасаБв слоя 2 металл не применяется в таком объеме, как это ожидалось вначале. По этим при чинам протезы из титана изготавливаются преимущественно в специальных лабораториях с высоким ноу-хау.

Кламмерные протезы из титана имеют плохой эстетичный вид. Из-за низкой упругости металла и, вследствие этого, плохой способности восстанавливать исходную форму, вся конструкция протеза должна быть более массивной. Особенно видные плечи кламмера являются при этом большим недостатком.

1   Электрохимический потенциал, возникающий между сплавом и его окружающей средой в состоянии равновесия.

2   Зона реакции жидкого титана с паковочной массой (20—100 цм), газонасыщенный слой с видоизменненной структурой и повышенной твердостью.





Внимание

В связи с тем,что вы заблокировали трансляцию рекламы,вы сможете продолжить

просмотр сайта после нажатия одной из кнопок социальных сетей !

Facebook Twitter Google +