композиция для зубопротезных работ, зубная опорная дуга и способ изготовления опорных дуг

Формула изобретения

1. Композиция для зубопротезных работ, содержащая диоксид кремния, триоксид бора и оксиды натрия, калия и алюминия, отличающаяся тем, что компоненты состава взяты в следующих соотношениях, мас.%:

Диоксид кремния (SiO₂) - 70 - 75

Триоксид бора (B₂O₃) - 12 - 18

Оксид натрия (Na₂O) - 4 - 8

Оксид калия (K₂O) - 0,5 - 2,0

Оксид алюминия (Al₂O₃) - 0,8 - 2,0

2. Зубная опорная дуга, отличающаяся тем, что она выполнена из композиции по п.1.

3. Способ изготовления дуги по п.2, отличающийся тем, что композицию указанного в п.1 состава нагревают до температуры 900 - 1200^oC, прессуют в форму, после чего постепенно охлаждают в одну стадию до комнатной температуры.

4. Способ изготовления опорных дуг для видимых и невидимых зубных мостовидных протезов, выполненных из металла или другого материала, отличающийся тем, что используют композицию по п.1 или дугу по п.2.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к новым стеклянным составам для изготовления зубных стеклянных дуг, а также опорных дуг и способу изготовления стеклянных дуг.

Уровень техники

Потеря зуба нарушает точный прикус зубов и согласованность жевания. Пренебрежение этим сильно влияет на соматическую и психологическую гармонию. Наиболее частой является потеря коренного зуба, который может быть замещен сначала путем установки мостовидного зубного протеза. Однако конструирование в несъемном мостовидном зубном протезе может быть затруднено при потере жевательного зуба, поддерживающего конец ряда. Эта проблема может быть решена лишь за счет применения съемных протезов. Недостаточное пережевывание из-за отсутствия замещающих зубов может значительно повлиять на желудочные и кишечные функции. Нарушается также эстетический облик лица, что может вызвать психический дискомфорт.

Известны несколько способов замещения зубов, включающие, среди других, способы изготовления специальных зубных мостовидных протезов со съемным или несъемным концом, при применении которых могут возникать проблемы хорошо известные специалистам в данной области.

Патент Венгрии 210237, выданный 1 ноября 1994 г., описывает замещение потерянных жевательных зубов металлическим мостовидным протезом, снабженным стеклянной культей, и способ изготовления указанных металлических мостовидных протезов. Зубной мост согласно приведенному патенту включает подходящую основу металлического мостовидного протеза и одну стеклянную культю или несколько, присоединенную (ные) к металлической основе моста ее (их) сужающимся концом (концами). Сущность изобретения заключается в том, что стеклянную культю, поддерживающую металлический мостовой протез, формуют из расплавленного стекла и подгоняют под форму седла зуба, и стеклянную культю или в случае нескольких, по крайней мере одну из них, прикрепляют к концевой части металлического мостовидного зубного протеза. При изготовлении металлического мостовидного протеза расплавленный стеклянный стержень прижимают в соответствующем месте модели (слепок с зубов), приготовленной подходящим способом, затем медленно охлаждают стеклянную форму, соответствующую форме седла зуба, после охлаждения сторону, противоположную десне, обтачивают и обрезают, стеклянную культю временно закрепляют на модели и фиксируют в предварительно приготовленном металлическом мостовидном протезе. Стеклянная культя, изготовленная дантистами Германии уже в 1936 из кусочков стекла, была подробно описана, однако вместо плавления ее изготавливали только обтачиванием.

Согласно приведенному выше патенту Венгрии стеклянный стержень плавили соответственно при температуре от 524 до 526^oC. Подходящий состав стекла, раскрытый в описании патента, включает: 73,0% SiO₂, 7,0% B₂O₃/As₂O₃/Al₂O₃, 2,5-5% MgO и остаток, представляющий собой ZnO/BaO/PbO/Fe₂O₃/Na₂O/K₂O.

Продолжительность срока службы специальных зубных мостовидных протезов с несъемным концом может быть значительно повышена при применении опорной дуги (возможно, опорных дуг), подогнанной под форму десны. Может быть предъявлено значительное число требований к свойствам укрепляющего элемента с круговой или эллиптической формой сечения. Наиболее важными являются следующие требования:

a) соответствующая неподвижность для выдерживания напряжений, возникающих при жевании, долговременная устойчивость к химическим реакциям, протекающим во рту,

b) долговременная тканевая совместимость и инертность при применении в организме человека,

c) соответствующие смягченные характеристики для использования в условиях зубоврачебных лабораторий и соответствующая пластичность такая, что их структура остается неактивной и их неподвижность должна сохраняться также и при жевательной нагрузке.

Согласно экспериментальным данным таким требованиям в особенности удовлетворяют неорганические стекла. Однако из-за их состава большинство стекол не пригодны для использования в зубном протезировании, так как они не удовлетворяют приведенным требованиям. Некоторые другие стекла могут быть использованы на основе компромисса. Таким образом, существует необходимость получения стекла специального состава, удовлетворяющего наиболее полным образом приведенным условиям применения. Разработка такого стекла специального состава и явилась целью настоящего изобретения.

Так называемая опорная дуга, применяемая для поддержки свободного конца зубного мостовидного протеза, должна иметь значительную механическую прочность, чтобы выдерживать обычно известные сжимающие и срезающие силы, возникающие при жевании, даже когда рассматривают изменяемое распределение нагрузок, по сравнению с обычными несъемными зубными мостовидными протезами. По-видимому, недеформированное силикатное стекло может быть пригодным для этих целей, его модуль упругости обычно находится в интервале от 500 до 800 мПа и его прочность на сжатие в большой степени сравнима со свойствами обычных пластических материалов.

Твердость этого стекла по Mohs составляет от 5 до 7, что является достаточно высоким показателем материала для опорных дуг, которые не должны царапаться пищей. Именно поверхностные микроцарапины играют важную роль в процессе разрушения опоры. Также поверхностные микроцарапины приводят к ухудшению механических свойств. Такие стекла показывают высокую устойчивость к истиранию, хотя при применении в соответствии с настоящим изобретением они, очевидно, не подвергаются такой же интенсивной эрозии, как зубы.

Стекло имеет низкие термопроводность и электропроводность. Нет опасности, что стекло образует гальваническую ячейку во рту и ускорит коррозию частей, сделанных из других металлов и расположенных во рту.

Предпочтительно, структура материала, находящегося во рту, должна обладать химической устойчивостью. Силикатные стекла обычно удовлетворяют этим требованиям. Однако следует принимать к рассмотрению сложные реакции между стеклом и раствором, с которым стекло контактирует, таким как слюна. Такие реакции могут быть разделены, в основном, на два типа, находящихся во взаимодействии друг с другом. В результате первого процесса ионы водорода переходят из раствора на поверхность стекла и посредством медленной диффузии проникают внутрь стекла. Одновременно ионы щелочных металлов, особенно ионы натрия, переходят в раствор в количестве, эквивалентном количеству ионов водорода. Эта часть процесса делает раствор щелочным. В результате второго процесса происходит медленное разрушение полимерной структуры стекла, при котором все элементы, входящие в состав стекла, переходят в раствор. Оба процесса обычно проходят очень медленно при нормальной температуре тела, однако их скорость может сильно различаться в зависимости от состава стекла. Должно быть принято во внимание, в неблагоприятном случае, значительное локальное повышение значения pH и/или растворение токсичных материалов, опасных для организма.

Выбор структурного материала и простота технологии изготовления также являются важными факторами, то есть должна быть возможность легкого и быстрого изготовления опорной дуги и укрепления ее в мостовидном протезе в обычной зубоврачебной лаборатории. С этой точки зрения зубные стеклянные дуги наиболее предпочтительны. Стеклянная дуга по данному изобретению может быть просто нагрета до подходящей температуры, затем прижата к соответствующему месту гипсовой модели, предпочтительно с использованием инструмента, разработанного для этой цели, и постепенно охлаждена, чтобы избежать появления нежелательных напряжений. Приведенный выше патент Венгрии не удовлетворяет всем перечисленным выше требованиям.

Описание фигур

Изобретение будет объяснено далее с помощью соответствующих фигур, на которых: фиг. 1 показывает способ изготовления заготовки стеклянной дуги для изготовления опорной дуги; фиг. 2 показывает поперечное сечение предварительно полученной заготовки и специального инструмента (держателя), используемого при применении стеклянных дуг; фиг. 3 показывает поперечное сечение опорной дуги, помещенной на десну и повторяющей ее форму.

Описание изобретения

Первым объектом настоящего изобретения является создание полностью биосовместимого материала, который может быть изготовлен на коммерческой основе так, что физические и химические свойства всех частей продукта, оставаясь постоянными, будут удовлетворять основным требованиям, изложенным выше.

Этот результат достигается в соответствии с данным изобретением путем создания стекла, имеющего следующий состав:

Диоксид кремния SiO₂ - 70-75%

Триоксид бора B₂O₃ - 12-18%

Оксид натрия Na₂O - 4-8%

Оксид калия K₂O - 0,5-2,0%

Оксид алюминия Al₂O₃ - 0,8-2,0%

Физические свойства материала являются следующими:

Стеклянный материал плавится в печи при 1560-1600^oC.

Рабочая температура: 1400^oC.

Коэффициент линейного расширения: 4-4,210^-6K^-1.

Предел сжатия: 120-150 мПа.

Устойчивость к кислоте: гидролитический класс I.

Устойчивость к щелочи: гидролитический класс II.

При изучении состава было отмечено, что кроме основных компонентов он может включать незначительные количества цинка и магния как сопровождающие примеси (Zn 0,01% и MgO 0,006%), которые остаются, однако, неактивными и неспособными вызывать раздражение и нарушение здоровья. Состав не содержит свинца или бария, которые являются опасными для здоровья.

Температура размягчения достаточно низка, что позволяет формовать материал с помощью источника тепла, имеющегося в наличии в зубоврачебной лаборатории. Эти улучшенные свойства имеются благодаря высокому содержанию бора, который делает возможным снижение высокого содержания щелочей, присутствующих в ином случае. Снижение концентрации оксида натрия очень благоприятно влияет на химическую устойчивость стекла. С одной стороны, низкое содержание щелочи является преимуществом, так как количество материалов, переходящих из стекла в организм в результате коррозии, является низким и даже незначительные количества растворившихся компонентов не токсичны. С другой стороны, это является преимуществом еще и потому, что, благодаря низкому содержанию натрия, коррозия не приводит к существенному повышению значения pH около десны.

Другим аспектом изобретения является стеклянная дуга, изготовленная из стекла описанного выше состава, предпочтительно выполненная в форме, готовой к использованию в зубопротезной практике.

Согласно способу, раскрытому в ранее упомянутом патенте Венгрии, стеклянная культя формуется прижиманием стеклянного стержня к модели. Стеклянный стержень должен быть расплавлен на участке относительно большой длины и при прижимании к модели расплавленная опора имеет тенденцию к деформированию в продольном направлении стеклянного стержня. Соответственно, способ является сложным и без достаточного искусства в изготовлении возникает риск изготовления большого количества бракованных изделий.

Состав материала и, соответственно, физические и химические свойства стекла по настоящему изобретению являются постоянными, что обеспечивает легкую обработку. Предпочтительный способ изготовления и использования стекла по настоящему изобретению будет объяснен в деталях ниже:

Были выплавлены 2 состава стекла:

Состав 1

B₂O₃ - 17,3%

Na₂O - 7,5%

K₂O - 1,2%

Al₂O₃ - 2,0%

SiO₂ - Остальное до 100%

Состав 2

B₂O₃ - 13%

Na₂O - 4%

K₂O - 0,5%

Al₂O₃ - 2,0%

SiO₂ - Остальное до 100%

При 1580-1600^oC в подходящей печи, изготовленной и применяемой для этих целей (в случае, если печь используют также для других целей, частицы, остающиеся на стенках плавильного тигля, могут привести к нежелательному загрязнению, поэтому они должны быть предпочтительно удалены и затем вытянуты в стеклянные стержни толщиной 4 мм). Стеклянные стержни охлаждают при управляемом охлаждении, чтобы избежать нежелательных напряжений, так как нагретые стекла в зависимости от состава материала реагируют на внешнюю температуру различным образом. В стекле по настоящему изобретению нежелательные напряжения могут возникнуть при быстром охлаждении, поэтому должно быть использовано контролируемое охлаждение заготовок при охлаждении до температуры ниже 450^oC.

Стержни, изготовленные таким образом, представляют собой исходные изделия для изготовления дуг. Приспособления, используемые для изготовления дуг, представляют собой следующие: кислород/пропановая газовая горелка, пресс-форма с формой дуги, как показано на фиг. 1, пинцеты и камера для тепловой обработки или теплосохраняющий материал для охлаждения конечного продукта согласно приведенной технологии.

Предпочтительный способ изготовления дуг заключается в следующем: предварительно сделанные стеклянные стержни нагревают с помощью газовой горелки до 900-1200^oC и вжимают в форму пресс-формы, предварительно нагретую до 600-700^oC, и выдерживают при постоянной температуре в интервале 600-700^oC с помощью отдельной горелки. Пресс-форма выдерживается, предпочтительно, при этой температуре, так как при более высокой температуре материал может прилипнуть к инструменту, а при более низкой температуре продукт может быть охлажден слишком быстро, что вызовет вредные напряжения. После того как стекло адаптируется к форме пресс-формы (около 1 с), его отделяют от стержня посредством пламени, дугу удаляют из пресс-формы с помощью выталкивающего дискодержателя и помещают в камеру тепловой обработки, в которой ее постепенно охлаждают до комнатной температуры.

Затем выпуклые поверхности, образовавшиеся в местах расположения швов, полируют в направлении, перпендикулярном длине дуги с помощью алмазного диска, облегчая, таким образом, работу зубного техника в будущем.

Дуга, полученная описанным способом, готова к коммерческому распространению или к непосредственному использованию.

Изготовление опорной дуги зубным техником заключается в следующем:

Опорную дугу помещают в держатель в соответствии с фиг. 2 и нагревают кислород/пропановым пламенем до белого каления, температура от около 900 до 1200^oC, пока материал не размягчится и не станет способным к деформации.

Размягченный материал прижимают твердым движением, направленным перпендикулярно ребру, в месте, помеченном на приготовленной гипсовой модели, после чего его поверхность повторно нагревают, держа его над пламенем короткое время, затем кладут и накрывают керамическим материалом, при этом опорная дуга, изготовленная описанным способом, охлаждается равномерно в одну стадию по всей массе, по крайней мере, ниже 450^oC, что позволяет избежать вредных напряжений на сжатой поверхности.

Конец опорной дуги, противоположный прижимаемой поверхности, обрабатывают в соответствии с требованиями закрепления в зубном мостовидном протезе с помощью алмазного резака и алмазной обдирки, обычно используемыми в стеклообрабатывающей промышленности. Опорную дугу, изготовленную таким образом, обрабатывают до совмещения с опорным зубом на модели и закрепляют в готовом мостовидном протезе с помощью цемента.

Опорные дуги, изготовленные из стекла согласно данному изобретению, и/или опорные дуги по данному изобретению применяли у 150 пациентов с проведением периодических макроосмотров, контроля рентгеном и, если это было возможно, изучением несъемных и позднее удаленных зубных мостовидных протезов. Не было обнаружено никаких патологических изменений ни в тканях под опорной дугой, ни в ближайшем соседстве с ней. Сравнение панорамных фотографий в рентгеновских лучах, сделанных до и после работы, показало, что контуры костной ткани под опорной дугой и последним опорным зубом были одинаковы.