Керамика для адгезионной (клеевой) фиксации

«Стеклокерамика» представляет разные группы керамики, предна­значенные для адгезионной фиксации полимерами и имеющие общее оп­ределенное строение.

Сочетание возможности адгезионной фиксации конструкции к эмали, дентину и улучшенных прочностных свойств керамических материалов позволило изготавливать реставрации, отличающиеся высокой механиче­ской прочностью. Фактически, адгезионная связь позволяет избавиться от микротрещин на внутренней поверхности реставрации и, тем самым, сни­жает возможность разрушения конструкции. Изобретение адгезионной технологии позволило расширить показания к применению керамики для изготовления коронок, виниров и вкладок.

Химизм процесса. Протезы из керамических материалов, рассмотрен­ных выше, представляют собой первый (каркасный) слой, полученный путем твердофазного спекания фритты, с последующим послойным нанесением полевошпатного или лантанового стекла с имитацией твердых тканей зуба.

Создание стеклокерамичекой реставрации происходит, пока стеклян­ная масса находится в расплавленном состоянии, однако в результате ее ох­лаждения образуется метастабильное стекло. Далее следует дополнитель­ная тепловая обработка метастабильного стекла, в результате которой про­исходит кристаллизация стекла за счет образования центров (зародышей) кристаллизации и последующего увеличения размеров кристаллов, нахо­дящихся внутри материала. Процесс превращения стекла в частично закри­сталлизованное стекло называется ситаллизацией. Таким образом, стекло­керамика представляет собой многофазное твердое вещество, содержащее остатки стеклофазы, в которой распределена тонкодисперсная кристалли­ческая фаза. Управление процессом кристаллизации стекла позволяет по­лучить тончайшие кристаллы, которые равномерно распределены по всей стеклянной матрице. Число кристаллов, скорость их роста и, следовательно, их размеры можно регулировать путем изменения температуры тепловой обработки материала и времени выдержки при заданной температуре.

Существует два важных направления образования кристаллической фазы: образование центров кристаллизации и рост кристаллов. Скорости обоих процессов достигают своих максимальных значений при разных температурах. Следовательно, процесс ситаллизации представляет собой двухэтапную тепловую обработку: первый этап проводят при температу­ре, способствующей образованию максимального числа центров кристал­лизации, после определенной выдержки материала, его температуру по­вышают для обеспечения роста кристаллов. Выдержку при повышенной температуре проводят до тех пор, пока не сформируются кристаллы опти­мального размера.

Для того чтобы получить гарантированно высокую прочность стекло­керамического материала, необходимо, чтобы число кристаллов было как можно большим, и чтобы все они были равномерно распределены внутри стеклофазы. Содержание кристаллической фазы в процессе ситаллизации постепенно растет, и, в конечном итоге, она может занимать от 50 до 100 % объема материала. Механические свойства стеклокерамики зависят от размера кристаллов, их доли в стеклофазе, а также от разницы между величиной модулей упругости и коэффициентов термического расшире­ния стеклофазы и кристаллической фазы. Одной из особенностей стекло­керамики является то, что размеры кристаллов и количество кристалличе­ской фазы в материале можно точно регулировать в ходе проведения си­таллизации, что позволяет влиять на физические свойства материала.

Главное отличие стеклокерамики от материалов для облицовки ме­таллокерамических протезов (полевошпатного и лантанового стекла) со­стоит в том, что составы и микроструктура первой были изменены путем оптимального распределения кристаллов лейцита в стеклофазе (с целью повышения прочности).

Оптимальное распределение кристаллов лейцита достигается путем тщательного подбора состава материала и точного регулирования пара­метров процесса ситаллизации.

В то время как прочность при изгибе полевошпатной керамики для облицовки металлокерамических протезов составляет от 30 до 40 МПа, прочность керамики, упрочненной лейцитом, приближается к 120 МПа.

Технология процесса. Цельнокерамические реставрации из керамики, упрочненной лейцитом, можно изготовить либо спеканием, либо методом горячего прессования.

Метод спекания керамики (материалы Fortess, Otec-HSP). Керамическую массу наносят непосредственно на огнеупорный штампик (в отличие от метода покрытия гипсового штампика платиновой фольгой для изготовления фарфоровых жакет-коронок). Массу высушивают и обжигают в вакуумной печи для обжига фарфора. На первый слой керамики наносят несколько слоев керамической массы для воспроизведения особенностей натуральных зубов.

Горячее прессование керамики (материалы Empress, Ivoclar-Vivadent, Shaan). Метод спекания имеет недостаток — неточное прилегание краев керамики, что связано с высокой усадкой керамической массы в процессе обжига. По этой причине были сделаны попытки использовать процесс литья стеклокерамики для изготовления коронок, виниров и вкладок. Одним из таких методов является горячее прессование, частично основанное на применении техники литья по выплавляемой модели. Как и при литье металлических каркасов, сначала создают восковую модель реставрации, а затем ее заливают огнеупорным формовочным материалом. Воск выжигают, и в полученной форме остается место для заполнения стеклокерамикой, упрочненной лейцитом.

Стеклокерамика на основе дисиликата лития и апатита. Для того чтобы расширить показания к применению цельнокерамиче­ских реставраций, фиксируемых полимерными адгезивами, и иметь воз­можность использовать стеклокерамику для изготовления мостовидных протезов, был разработан новый материал в системе SiО₂ - Ы₂О (Empress, Ivoc1ar-Vivadent, Shaan, Лихтенштейн).

Образующаяся кристаллическая фаза представляет собой дисиликат лития и занимает до 70 % объема материала. Дисиликат лития отличается необычной микроструктурой, состоящей из множества произ­вольно ориентированных сцепленных друг с другом мельчайших игольча­тых кристаллов плоской формы.

Такая форма является идеальной с точки зрения прочности, поскольку присутствие в структуре материала мелких игольчатых кристаллов приводит к отклонению направления, разветвлению или прекращению роста возникающих микротрещин. Это приводит к существенному повышению прочности материала при изгибе.

Кроме того, в структуре стеклокерамики присутствует вторая, значительно большая по объему, кристаллическая фаза, состоящая из ортофосфата лития.

Описываемая здесь стеклокерамика значительно превосходит по механической прочности обычную стеклокерамику на основе лейцита. Прочность при изгибе стеклокерамики на основе дисиликата лития находится в диапазоне от 350 до 450 МПа, а ее упругость почти в три раза превышает аналогичный показатель лейцитовой стеклокерамики.

Повышенная прочность стеклокерамики на основе дисиликата лития позволяет изготавливать из этого материала не только одиночные коронки для передних и жевательных зубов, но и цельнокерамические мостовидные протезы.

Для изготовления реставраций из стеклокерамики на основе дисиликата лития также применяется технология горячего прессования, однако процесс проводят при температуре 900°С, которая является более низкой, чем в случае использования стеклокерамики на основе лейцита.

Стеклокерамика на основе слюды с добавкой фторидов (Dicor). Стеклокерамические материалы на основе слюды усовершенствованы добавкой фторидов некоторых металлов для придания флюоресцентных свойств, аналогичных наблюдаемым у натуральных зубов. Для материалов этого состава ситаллизация приводит к образованию центров кристаллизации и росту тетрасиликатных кристаллов слюды внутри стеклянной матрицы.

Как и в стеклокерамике на основе дисиликата лития, кристаллы слюды обладают игольчатой формой и блокируют развитие трещин внутри материала. Механические испытания показали, что прочность этого материала при изгибе составляет от 120 до 150 МПа, что в сочетании с адгезией к твердым тканям зуба достаточно для изготовления восстановительных коронок для всех групп зубов, но недостаточным для изготовления цельнокерамических мостовидных протезов.

Обобщая вышесказанное, приводим сравнительную характеристику перечисленных материалов.