способ нанесения облицовочного покрытия на поверхность металлических зубных протезов

Формула изобретения

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ОБЛИЦОВОЧНОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ, заключающийся в подготовке поверхности зубного протеза и нанесении на поверхность протеза последовательно ретенционного и облицовочного слоев, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления облицовочного слоя с основой и упрощения способа, ретенционный слой наносят путем микроплазменного напыления порошка, близкого по составу к материалу протеза, толщиной 0,1 - 0,15 мм, при этом напыление проводят при токе дуги 40 - 45 А, напряжении 25 - 28 В, расходе инертного газа 1,2 - 1,8 г/мин и расходе порошка 0,8 - 1,2 кг/ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к стоматологии, и предназначено для протезирования зубов из хромоникелевой нержавеющей стали и кобальтохромовых сплавов с порошковыми покрытиями промежуточного слоя.

Известны способы в ортопедической стоматологии изготовления зубных протезов в следующих сочетаниях: металл-пластмасса, металл-фарфор. Основным недостатком опорных облицовочных коронок является ненадежное крепление облицовочного материала.

Известен способ, при котором в штампованной коронке крепление пластмассы осуществляется за счет выпиливания вестибулярной стенки и создания ретенционных насечек по периферии образовавшегося "окна".

Опыт изготовления таких коронок показал их невысокую эффективность, особенно в качестве опоры для несъемных протезов. Облицовочный материал, пластмасса, не выдерживая напряжений, возникающих в протезе, отслаивается.

Известен способ, при котором пластмасса крепится путем моделирования защитного козырька и разреза коронки у его режущего края. Для маскировки цвета, металл покрывают эмульсией из двуокиси титана, замешивают на клее БФ.

В этой коронке пластмасса удерживается более надежно, но выштамповать козырек довольно трудно, поэтому она не нашла широкого применения (Свердлов Э.Ю. Военно-медицинский журнал, 1956, N 1, с.76-78).

Известен способ, у которого содержится двухполосное механическое крепление облицовочного материала за счет пайки к коронке защитного козырька и просечки ее специальными щипцами около десневого края (Бородюк Н.Д. Стоматология, 1967, N 4, с.104-105).

Недостатком способа является припайка защитного козырька со всеми вытекающими последствиями применения припоя.

Наиболее близким по сущности и достигаемому результату являются способы крепления облицовочного материала к литым коронкам с помощью восковых или пластмассовых шариков, которые получали путем распыления пульверизатором расплавленной до 355-360 К восковой смеси. В воздухе при 293-299 К с временем свободного падения частиц воска 1,4-1,5 с, под действием сил поверхностного натяжения восковые частицы приобретают шаровидную форму и в таком виде затвердевают на выплавляемой модели (Назаров Г.О. Козловская С.С. Шатунов В. П. и Круглик Ю.Н. Стандартные заготовки рекомендованных элементов облицовочных коронок. Стоматология, 1984, N 1, с.68-70).

Недостатком этого способа является то, что после перевода восковых моделей в металл серебристых цветов (нержавеющая сталь, сплав КХС), необходимо заглушить естественный цвет металла слоем обмазки-глушителя, так как пластмасса неравномерно покрывает протез за счет диаметра шариков-ретенций, выступающих на поверхность, что снижает адгезионные свойства пластмассы и материала протеза. Кроме того, основным недостатком этого способа является то, что шарики, нанесенные на поверхность восковой репродукции, значительно ухудшают качество литой коронки, смываясь металлом при заливке, образуя засоры, недоливы в литье.

Цель изобретения получение способа изготовления зубных протезов путем нанесения промежуточного ретенционного слоя-глушителя с повышенными адгезионными свойствами между материалом зубного протеза и декоративной пластмассой или фарфором, для улучшения качества зубных протезов.

Цель достигается, исходя из особенностей конструкции зубного протеза, как объекта нанесения покрытия-ретенции это малая толщина стенки (0,1-0,15 мм) и небольшая масса, которые являются не приемлемыми при выполнении известными способами. В них создание ретенционного слоя и крепление облицовочного материала осуществляется за счет слесарной обработки выпиливания "окна" на вестибулярной поверхности, нанесения насечек по периферии "окна", создания защитного козырька и ее просечки специальным инструментом, припайки защитного козырька.

Известные способы крепления пластмассы трудоемки в технологическом выполнении, требуют специальной оснастки, механическая обработка (выпиливание "окон") снижает механическую прочность самого протеза и не гарантирует прочности сцепления пластмассы с металлической коронкой. Способ крепления облицовочного материала с помощью моделирования восковых или пластмассовых шариков по выплавляемой модели также имеет ряд недостатков, которые усложняют технологический процесс, вводит дополнительные операции глушения естественного цвета металла протеза, нанесением обмазки, что снижает адгезионные свойства облицовочного материала. Шарики на поверхности усложняют процесс литья зубного протеза, ухудшается качество литой коронки.

Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в качестве ретенционного слоя на зубных цельнолитых, тонкостенных протезах используют пористое газопламенное покрытие с высокими адгезионными свойствами в качестве промежуточного слоя между материалом зубного протеза и декоративной пластмассой. Этот способ позволяет сохранять толщину зубного протеза за счет незначительной толщины 0,1-0,15 мм ретенционного слоя, исключить дополнительную операцию глушения естественного цвета металла. Улучшает механическую прочность декоративной пластмассы нанесенную на протез.

На фиг. 1 показана металлическая литая коронка зуба, подготовленного к выполнению; на фиг.2 металлическая коронка зуба с нанесенным промежуточным слоем; на фиг.3 металлическая коронка зуба с промежуточным напылением и декоративной износостойкой пластмассой; на фиг.4 схема изготовления зубного протеза на литой коронке; на фиг.5 технологический процесс изготовления зубных протезов.

Для осуществления способа нанесения промежуточного слоя на тонкостенные литые зубные протезы применяют микроплазменную установку с сжатой малоамперной дугой концентрированного источника тепла (Максимович Б.И. Будзал Б.П. Богачек В.Л. и Таранов А.И. Микроплазменное напыление. Киев, 1985, с.2 Инф. письмо АН УССР ИЭС им.Е.О.Патона N 30). Изготавливается цельнометаллическая зубная коронка (протез) толщиной 0,1-0,15 мм (фиг.1). Лицевая сторона протеза подвергается абразивно-струйной обработке электрокорундом с размером частиц 0,8-1,5 мм при давлении 0,6 МПа на расстоянии 40-100 мм от среза сопла пескоструя до обрабатываемой поверхности, угол наклона падения частиц относительно поверхности 80-90^о.

Для изготовления цельнолитых бюгельных протезов, съемных шинирующих аппаратов и других конструкций применяется кобальт-хромовый сплав КХС (ТУ-64-2-162-77). Исходя из состава материала зубного протеза, подслой наносят из того же или близкого по составу материала порошка. За основу взяты порошки кобальтовых сплавов, например ПГ10К-01 ТУ 48-4206-156-82, содержащие элементы, приведенные в табл.1.

На подготовленную лицевую сторону протеза (фиг.1) напыляется ретенционный слой. Особенность зубного протеза, как объекта напыления это тонкие стенки и малая масса, что накладывает особые условия к технологическим режимам нанесения покрытия для исключения перегрева и коробления. Осуществление этих требований достигается применением микроплазменных установок. На основе результатов серии экспериментов выбран режим напыления обеспечивающий оптимальные свойства покрытия.

Режим напыления следующий:

Плазмообразующий газ аргон, сорт высший ГОСТ 10157-79;

Ток дуги I_А 40 45 А;

Напряжение дуги U_В 25-28 В;

Расход Ar V (2-3) 10^-3 м³/с;

Расход порошка G 0,22-0,23 г/с;

Расстояние от плазмотрона до поверхности 60-100 мм.

Используя указанные режимы напыления, получают ретенционное покрытие с прочностью сцепления 82-90 МПа и пористостью 3-5% (фиг.3),

Предлагаемым способом изготовления зубных протезов получают конструкцию (фиг. 4,в), которая состоит из цельнолитого металлического основания 1 (фиг. 4,а), ретенционного адгезионного слоя 2 (фиг.4,б), нанесенных микроплазмой и покрытого сверху облицовочным материалом 3 (фиг.4,в).

Технологический процесс получения зубного протеза предлагаемой конструкции (фиг.5) следующий.

Производят подготовку порошка, который должен соответствовать сертификату при входном контроле, сушку порошка при 303-323 К в течение 3-5 ч. Для микроплазменного напыления используют порошок определенной фракции 65-80, 80-100 мкм. Для чего осуществляют просев порошка на виброситах.

Поверхность литого протеза подвергается абразивно-струйной обработке электрокорундом с размером частиц 0,8-1,5 мм при давлении 0,6 МПа на расстоянии 40-100 мм от среза сопла пескоструя до обрабатываемой поверхности с углом наклона падения частиц относительно поверхности 80-90^о (фиг.1). После абразивно-струйной обработки протез подвергается обезжириванию органическими растворителями.

После подготовки поверхности протеза и порошка осуществляют технологическую операцию напыления ретенций с помощью микроплазменной установки. В качестве плазмообразующего газа используют аргон по следующим режимам:

I 40-45 А; U 25-28 В; V_Аr (2-3) x

x10^-3 м³/с;

G 0,22-0,33 г/с; L 60-100 мм.

На лицевую поверхность зубного протеза наносится ретенционный слой напыленного материала в виде металлического порошка толщиной 0,1-0,15 мм (фиг. 2).

После напыления ретенционного слоя на поверхность зубного протеза наносится облицовочный материал (фиг.3) по общепринятым технологиям (Курляндинский В.Ю. Керамические и цельнолитые несъемные зубные протезы. М. Медицина, 1978, с.96-98). Напыленный ретенционный слой имеет разветвленную пористую поверхность и обеспечивает необходимую прочность сцепления между основным металлом и декоративным пластмассовым покрытием. Это упрощает технологический процесс изготовления зубного протеза, повышает качество и эстетический вид.

Для экспериментальной проверки предлагаемого способа подготавливают образцы из материала КХС и порошок марки ПГ10К-01 с размерами частиц 63-80 мкм, 80-100 мкм с целью изучения технологических возможностей процесса микроплазменного напыления и определения свойств. Размеры образцов 120х10х1,5 мм. Толщина покрытия 0,24-0,260 мм.

На образцах определяют модуль упругости, предельную деформацию покрытия, прочность его сцепления при испытании на сдвиг по методике, разработанной в Институте проблем прочности АН УССР (Веренчук В.С. и Капочтенко Л.А. Деформированное состояние элементов конструкции с покрытием при наличии пластической деформации. Киев, ИПП АН УССР, 1986, N 12, с.47-52). Плотность покрытия определяли методом узловых точек (Салтыков В.А. Стериометрическая металлография. М. Металлургия, 1976, с.270) и гидростатического взвешивания (ГОСТ 18898-73. Порошковая металлургия, Изделия. Методы определения плотности и пористости. Введен 01,04.74 г. до 01.07.90 г.).

Из данных табл. 2 видно, что при токе дуги 40-45 А, напряжении 25-28 В имеется максимум прочностных свойств микроплазменного покрытия при минимальной пористости 3-5% Пpи превышении мощности плазмотрона 1200 Вт происходит интенсивное окисление напыляемого материала с резким ухудшением прочностных свойств напыленного слоя.

Конкретный пример с граничным значением приведен в табл.3.

Как видно из табл.3, в которой представлены несколько вариантов изготовления цельнолитых зубных протезов из сплава КХС. Вариант 1 табл.3 представляет собой цельнолитой протез с ретенцией, выполненной в виде металлических шариков при изготовлении восковой модели. Четыре остальные варианта представляют собой цельнолитые протезы с напыленным ретенционным слоем толщиной 0,08-0,1 мм порошка марки ПГ10К-01 (ТУ 48-4206-156-82) с различными режимами напыления (переменными являются ток дуги I и напряжение дуги U). Расход плазмообразующего газа V (2-3) 10^-3 м³/с и порошка G 0,22-0,33 г/с для всех 4 вариантов было постоянным.

В зависимости от режимов напыления (I_А, U_В) изменялась пористость покрытия и его физико-механические свойства, которые сравнивались с базовым объектом, протезом, полученным цельнолитым способом с металлическими шариками.

Цельнолитой зубной протез из сплава КХС порошка марки ПГ10К-0,1 значительно повышает физико-механические свойства, особенно прочность сцепления при сдвиге, которая превышает базовый более, чем на 50% (60 МПа базового объекта и 90 МПа для варианта 4).

Данный способ изготовления зубных протезов позволяет повысить качество, упростить технологический процесс за счет индивидуального изготовления ретенции из металлических шариков при моделировании выплавляемой модели зубного протеза, исключения нанесения подслоя для заглушения естественного цвета металла слоем обмазки глушителя, повысить физико-механические свойства.