способ формирования адгезивно-опакерной системы в металлогелиокомпозитных зубных протезах

Формула изобретения

Способ формирования адгезивно-опакерной системы в металлогелиокомпозитных зубных протезах, включающий нанесение на поверхность каркаса зубного протеза кремнийсодержащего слоя и опакера с последующей пропиткой силаном, отличающийся тем, что на предварительно покрытый металлическим плазмонапыленным слоем каркас зубного протеза методом плазменного напыления одновременно наносят кремнийсодержащий слой и опакер из механической смеси окислов металлов, причем основу смеси составляет окись алюминия с добавлением окиси кремния и неорганических красителей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно ортопедической стоматологии, и касается облицовки зубных протезов гелиокомпозитными материалами.

Актуальной проблемой в технике изготовления металлогелиевокомпозитных зубных протезов является создание адгезивно-опакерной системы, которая должна иметь прочную связь как с металлом каркаса зубного протеза, так и с облицовочным материалом. Адгезивно-опакерная система включает кремнийсодержащий слой, позволяющий удерживать облицовочные материалы на металлической поверхности зубного протеза, и цветомаскирующий опакер. Создание кремнийсодержащего слоя сопряжено со значительными трудностями вследствие того, что применяемый для этой цели кварцевый песок (окись кремния) достаточно сложно внедрить в металлическую поверхность зубного протеза. Немаловажную роль играет высокая стоимость цветомаскирующего опакера - жидкого светоотверждаемого полимера, наполненного окислами металлов. Все это препятствует широкому внедрению гелиокомпозита в практическую стоматологию, несмотря на то, что с физиологической точки зрения этот облицовочный материал более приемлем, чем, например, акриловые пластмассы (1).

Известен способ создания адгезивной системы при облицовке зубных протезов гелиокомпозитом (2), в котором силикатный слой на поверхность металлического каркаса наносят с помощью пескоструйной обработки кварцевым песком, а светоотверждаемый опакер - с помощью кисточки несколькими слоями с промежуточной световой полимеризацией каждого слоя. Такая адгезивная система не обладает достаточно прочным соединением с металлической основой.

Существует способ получения титанокерамической адгезивной композитной системы (заявка 99101086, кл. С 20 С 14/48, 1999 г.), в котором ионы кремния вводят в поверхность из титанового сплава путем ионного легирования с последующим термическим нанесением оксидных материалов. Однако применение данного способа ограничено тем, что он может быть использован только для зубных протезов, металлическая основа которых изготовлена из титана и его сплавов.

Ближайшим, по мнению авторов, аналогом (прототипом) является адгезивная система "Siloc" (3). При получении данной адгезивной системы после пескоструйной обработки поверхности каркаса зубного протеза с помощью кисточки наносят "Silос-рrе" - полимерный связующий слой, усиленный двуокисью кремния с последующей активизацией при помощи температуры. Температура активизации выбирается так, чтобы предотвратить деформацию каркаса и опасность окисления металла. После активизации наносят силановый слой "Siloc-bond" и светоотверждаемый опакер. Последний наносят 2-4 раза с промежуточной полимеризацией каждого слоя. Недостаток данной адгезивной системы заключается в длительности и сложности ее создания, а также в достаточно высокой стоимости вследствие применения дорогого светоотверждаемого опакера.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является упрощение процесса формирования адгезивно-опакерной системы и снижение стоимости изготовления металлогелиокомпозитных зубных протезов.

Предлагаемый способ получения адгезивно-опакерной системы в гелиокомпозитных зубных протезах включает в себя предварительное нанесение на поверхность зубных протезов металлического плазмонапыленного слоя, на который методом плазменного напыления одновременно наносят кремнийсодержащий слой и опакер из механической смеси окислов металлов, причем основу смеси составляет окись алюминия (Аl₂О₃) с добавлением окиси кремния (SiO₂) и неорганических красителей.

При осуществлении данного способа предварительно на поверхность металлического каркаса зубного протеза наносят промежуточный плазмонапыленный слой из металла, идентичного металлу каркаса, после чего готовят механическую смесь на основе Аl₂О₃ и SiO₂ с добавлением неорганических красителей, необходимых для получения требуемого цвета при облицовке гелиокомпозитом. Данную механическую смесь наносят методом плазменного напыления. Полученная адгезивно-опакерная система имеет в своем составе кремнийсодержащий слой и опакер, нанесенные одновременно. После нанесения адгезивно-опакерной системы проводят силонирование и облицовку зубных протезов гелиокомпозитом по существующим технологиям.

Нанесение предварительного слоя из металла, идентичного металлу каркаса, объясняется необходимостью сглаживания существующей разницы коэффициентов термического расширения между металлом каркаса зубного протеза и адгезивно-опакерной системой, состоящей из окислов, с целью избежания растрескивания адгезивно-опакерного слоя вследствие возможных поверхностных напряжений. Толщина предварительного слоя определяется возможностями плазменного напыления и является минимальной 20-30 мкм.

Присутствие окиси кремния (кварцевого песка) в предлагаемой адгезивно-опакерной системе необходимо для формирования химической связи через силан с полимерной матрицей гелиокомпозита. Содержание окиси кремния варьировалось в пределах 10-50%. Так как практически невозможно нанести плазменным напылением слой окиси кремния в чистом виде, для того, чтобы удержать кварцевый песок, используют окись алюминия. Кроме того, окись алюминия выполняет функцию опакера и служит для маскировки темного цвета металла. Для соответствия опакера, наносимого по предлагаемому способу, международной шкале расцветки "VITA" для пломбировочных и облицовочных материалов в наносимую методом плазменного напыления механическую смесь добавляют в небольших количествах (2-25%) неорганические красители, например, из набора стоматологического ситалла "СИКОР". Предлагаемая система может служить также лишь для маскировки темного цвета металла. В этом случае неорганические красители не добавляют, а производят подкрашивание с целью достижения необходимого цвета при облицовке.

В результате нанесения адгезивно-опакерной системы по предлагаемому способу на металлической поверхности каркаса зубного протеза формируется пористый слой определенного цвета. Для достижения необходимого цвета достаточна толщина слоя адгезивно-опакерной системы, составляющая 70 - 100 мкм.

Силанирование адгезивно-опакерной системы, т.е. покрытие силаном - бифункциональным химическим соединением, способным вступать в химическую реакцию и с кварцем, и с полимерной матрицей гелиокомпозита, пропитку жидким матричным полимером, нанесение дентинной и эмалевой массы производят по уже известным технологиям, которые выбирают в зависимости от используемого композитного материала.

Для объективной оценки силы сцепления облицовочного гелиокомпозитного материала (с использованием предлагаемой адгезивно-опакерной системы) с металлическим каркасом зубного протеза согласно Международному стандарту ИСО 10477 (1992 г.) и поправки 1 к нему (1998 г.) были изготовлены специальные приспособления для испытаний по указаниям, содержащимся в стандарте. Исследование силы сцепления проводили на универсальной испытательной разрывной машине "INSTRON". Результаты испытаний показали, что сила сцепления между облицовкой и металлическим каркасом зубного протеза при использовании предлагаемой адгезивно-опакерной системы превышает необходимое значение по стандарту ИСО (5 МПа) в 3-3,5 раза. Использование в адгезивно-опакерной системе красителей снижает прочность сцепления на 20-30%, однако она остается достаточно высокой (12,5-13 МПа).

Применение предлагаемого способа получения адгезивно-опакерной системы позволяет избежать использования дорогого светоотверждаемого опакера, значительно упростить процесс и сократить время формирования адгезивно-опакерной системы.

Полученная адгезивно-опакерная система обладает рядом положительных свойств:

- полное укрытие темного цвета металла;

- прочное соединение с металлическим каркасом за счет термического внедрения частиц порошка окислов и возникающих при этом химических связей;

- пористая структура адгезивно-опакерной системы обеспечивает механическую связь с гелиокомпозитом за счет более полной полимеризации жидкого светоотверждаемого матричного полимера в пористой структуре;

- обеспечение химической связи за счет содержания в пористом плазмонапыленном слое SiO₂, который химически связывается с силаном, обеспечивающим химическую связь с гелиокомпозитом;

- возможность использования для зубных протезов, изготовленных из различных металлов и сплавов (нержавеющая сталь, титан и его сплавы, КХС, золото, золотосодержащие сплавы).

Предложенные признаки, а именно: формирование адгезивно-опакерной системы путем одновременного нанесения на предварительный плазмонапыленный слой металла методом плазменного напыления кремнийсодержащего слоя и опакера из механической смеси окислов алюминия и кремния с добавлением неорганических красителей, в известных технических решениях не обнаружены, что позволяет сделать вывод о том, что предложенное решение отвечает критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Пример 1. Для получения комбинированного металлогелиокомпозитного мостовидного протеза цвета А2 по международной классификации был изготовлен каркас из титанового сплава методом литья. После припасовки каркаса на рабочей модели и проверки в полости рта методом плазменного напыления на каркас была нанесена адгезивная система, состоящая из кремнийсодержащего слоя и опакера. Напыление производили на медицинской плазменной установке. Предварительно наносили слой из порошка ВТ-6 толщиной 30 мкм. Смесь для формирования адгезивно-опакерной системы содержала 80% Аl₂О₃, 15% SiO₂ и 5% неорганического красителя 3 из набора стоматологического ситалла "СИКОР" ТУ 64-2-326-81. Напыление проводили в струе аргона. Толщина адгезивно-опакерной системы составляла 80 мкм. После напыления проводили пропитку адгезивно-опакерной системы силаном при помощи кисточки. После сушки поверхности и испарения органического растворителя из силана наносили жидкий матричный полимер и проводили его световую полимеризацию. Для дентинного и эмалевого слоев использовали светоотверждаемый материал марки "Композит" фирмы "Оксомат - АН" (Украина).

Пример 2. Для выполнения заказа стоматологической клиники "Улыбка носорога" на металлогелиокомпозитный мостовидный протез цвета 3Д был изготовлен штампованно-паяный каркас из золотого сплава. После проверки каркаса из благородного сплава в полости рта на нем была сформирована адгезивно-опакерная система, которая состояла из 60% Аl₂O₃, 27% SiО₂ и 3% неорганического красителя. Адгезивно-опакерную систему наносили методом плазменного напыления. Для нанесения предварительного слоя использовали порошок, в состав которого входило до 2% благородных металлов. После силонизации и пропитки жидким полимером каркас зубного протеза облицовывали материалом "Artglass" "Heraeus Kulser GmbH" (Германия). Были нанесены дентинная масса и эмалевая масса с поэтапной световой полимеризацией каждого слоя. После проверки конструкции в полости рта проводят окончательную световую полимеризацию, шлифовку и полировку металлогелиокомпозитного мостовидного протеза.

Пример 3. Для получения бюгельного протеза с искусственными зубами цвета А4 и замковой фиксацией при низких клинических коронках сохранившихся зубов в конструкцию введены металлогелиокомпозитные искусственные зубы, содержащие матрицу замка (аттачмена). Каркас бюгельного протеза получен методом литья на огнеупорной модели из кобальтохромового сплава. Были применены "кнопочные замки", состоящие из шаровидных патриц, фиксированных на несъемных протезах, покрывающих опорные зубы, и эластичных матриц, фиксированных в каркасе бюгельного протеза. Для фиксации эластичных матриц каркас бюгельного протеза содержит литые металлические цилиндры, соответствующие типоразмеру матрицы. Из-за низких клинических коронок сохранившихся зубов покрыть матричную часть каркаса стандартным искусственным акриловым зубом без нарушения окклюзии не представляется возможным, поэтому наружную сторону матричного цилиндра каркаса бюгельного протеза моделируют как металлический каркас искусственного комбинированного зуба. На наружной поверхности матричных цилиндров каркаса бюгельного протеза формируют адгезивно-опакерную систему методом плазменного напыления аналогично примерам 1, 2. Порошок для плазменного напыления адгезивно-опакерной системы состоял из 50% Al₂О₃, 50% SiО₃. Неорганический краситель в исходную смесь не добавляли. Для нанесения подслоя использовали КХС. Для облицовки применяли гелиокомпозитный материал "Визиогем" фирмы ЭСПЕ (Германия). Дентинный и эмалевый слои наносили с поэтапной световой полимеризацией. Для достижения нужного цвета использовали гелиокраситель из набора "Визиогем". После проверки высоты и формы искусственных зубов, входящих в конструкцию бюгельного протеза, в артикуляторе и их коррекции проводили окончательную полимеризацию, шлифовку и полировку.

Пример 4. Для изготовления недорогого металлогелиокомпозитного мостовидного протеза цвета В5 использовали металлический штампованно-паяный каркас из нержавеющей стали. После припасовки каркаса на рабочей модели и проверки в полости рта на поверхности каркаса методом плазменного напыления была сформирована адгезивно-опакерная система. Для нанесения предварительного слоя использовали порошок нержавеющей стоматологической стали дисперсностью 40 - 60 мкм. Адгезивно-опакерная система имела в своем составе 50% АlО, 30% SiO и 20% базисной массы В5б из набора ситалла "СИКОР". Для облицовки использовали самый дешевый гелиокомпозит световой полимеризации "Призмафил" фирмы "Стомадент" (Москва), который производится для пломбирования зубов. В наборах для пломбирования зубов отсутствуют опакеры и вещества для адгезии к металлу, поэтому они значительно дешевле специальных комплектов гелиокомпозитов для облицовки металлических каркасов. Использование данного материала для облицовки возможно только с применением предлагаемой адгезивно-опакерной системы.

Литература

1. Эстов Е. "Современные технологии облицовки постоянных мостовидных протезов и коронок светоотверждаемыми композитными материалами", газета "Зубной техник-профессионал", 1, 1999 г.

2. Попов Н.А. "Методика по работе с самоотверждаемым облицовочным материалом "Видио-гем", 1997 г.

3. Хальмер "Siloc: надежное сцепление на базе дентальных сплавов нового поколения". "Клиническая стоматология", 3, 1997 г.