Существует множество керамических материалов, используемых в стоматологии для различного клинического применения. Поэтому важно иметь общее представление о стоматологической керамике, а также уметь классифицировать различные системы. Было предложено целых восемь способов классификации стоматологических фарфоров. Понимание тонких различий между продуктами в этих категориях улучшает понимание того, какое место металлокерамика сохраняет в стоматологии. Лабораторный этап изготовления цельнолитой коронки проводится с определенными условиями, которые меняются в зависимости от состава смеси.
В этом тексте основное внимание уделяется четырем основным методам классификации:
(1) температура плавления (т. е. диапазон плавления),
(2) метод изготовления,
(3) кристаллическая фаза (т. е. химический состав) и
(4) клиническое применение.
В данной группе материалов множество альтернатив, которые появились недавно, но обладают отличным набором характеристик, например, на их бызе выпускают абатменты из диоксида циркония и прочие компоненты.
Классификация, в зависимости от температуры плавления
Температура плавления фактически означает температурный диапазон, в котором плавится керамический материал и частицы порошка спекаются вместе, потому что процесс плавления не происходит при какой-то строго определенной температуре. Напротив, смешанные ингредиенты постепенно входят в пиропластическое состояние (также известное как моллирование) в диапазоне нескольких сотен градусов.
Температура, при которой стоматологические керамические массы начинают физически подвергаться превращению из твердого состояния в жидкое стекло (т.е. переохлажденную жидкость), называется температурой стеклования или температурой стекла. При этой температуре в процессе нагревания наблюдается значительное увеличение коэффициента теплового расширения керамики.
Еще не так давно выделялось всего три основных категории стоматологических фарфоров, в соответствии с температурой плавления (Таблица 2-2): (1) тугоплавкие (2) среднеплавкие и (3) низкоплавкие. На самом деле, использование температуры плавления для классификации различных видов фарфора восходит к 1940-м годам, когда количество вариантов применения керамики в стоматологии было гораздо более ограниченным, чем сегодня. Каждый из этих трех типов фарфора обладает уникальными свойствами, но тугоплавкие и среднеплавкие фарфоры одинаковы как по составу, так и по микроструктуре.
С точки зрения фактического применения, стоматологические конструкции изготавливаются из тугоплавких масс, в то время как среднеплавкие массы чаще всего используются для заготовок фабричного изготовления мостовидных протезов (исторически известных как “trupontics”). С другой стороны, массы для металлокерамики, полученные из традиционных низкоплавких стоматологических фарфоров, разработаны для прикрепления к металлу — для создания металлокерамической реставрации.
Только в 1950-х годах начались работы Brecker по соединению фарфора со сплавами на основе золота и в 1962 году появилась формула Weinstein, в результате чего низкоплавкие фарфоры, содержащие лейцит, стали термически совместимыми со сплавами для изготовления металлокерамики. Новые стоматологические фарфоры с низкой температурой плавления смогли приспособиться к относительно высокому расширению (и сжатию) сплавов и, следовательно, больше отличались по составу и физическим свойствам от фарфоров с высокой и средней температурой плавления. Если проводится изготовление коронки из металлокерамики, то конечный результат напрямую зависит от характеристик вещества.
Сверхнизкоплавкий фарфор
Новая группа — фарфоры со сверхнизкой температурой плавления — была добавлена к традиционной системе классификации фарфоров с низкой, средней и высокой температурой плавления. В некоторых учебниках по стоматологическому материаловедению описываются четыре категории стоматологического фарфора по температуре плавления (см. Таблицу 2-2 и Вставку 2-1). Как правило, фарфоры с низкой температурой плавления имеют диапазон температур плавления от 850 ° C (1562 ° F) и до 1100 ° C (2 012 ° F) . Но эта четвертая категория сверхнизкоплавких фарфоров включает массы, спекаемые при температуре ниже 850 ° C (1562 ° F).
Однако существование четырех групп не общепризнанно, и в некоторых книгах по-прежнему перечисляются только три традиционные категории фарфоровых масс — тугоплавкие, среднеплавкие и низкоплавкие, с нижним пределом диапазона температур плавления, установленным на 660 ° C (1220 ° F), а не на 850 ° C (1562 ° F). Другими словами, продукты, которые один источник определяет как сверхнизкоплавкий фарфор, могут быть описаны как низкоплавкий фарфор, несмотря на более низкую начальную температуру (660 ° C) диапазона плавления (см. Таблицу 2-2).
Например, существуют некоторые сверхнизкоплавкие фарфоры на основе кварца, а не полевого шпата, которые были разработаны для облицовывания металлического основания, но спекаются при начальной температуре ниже 850 ° C (1562 ° F). Эти продукты были описаны как синтетические материалы.
При чтении литературы, прилагаемой к наборам с керамикой, становится очевидным, что производители также приняли более современный подход к классификации керамики, традиционно определяемой как низкоплавкие или сверхнизкоплавкие фарфоры (см. Вставку 2-1).
Современная классификация низкоплавких фарфоров
Важно понимать различия между классификацией продуктов с использованием традиционных категорий (тугоплавкие, среднеплавкие и низкоплавкие массы) и современных подкатегорий в низкоплавком фарфоре (с высокой, средней и низкой температурой плавления), как показано во Вставке 2-1. Это лучше всего описать как современную классификацию внутри прежней классификации, для использования в промышленности. Следует повторить, что эти подкатегории низкоплавкого фарфора могут отсутствовать в учебниках по стоматологическим материалам или даже не упоминаться в описаниях продуктов или стоматологических журналах. Как правило, стоматологические керамические системы в этих подгруппах низкоплавких масс определяются более высокой температурой в диапазоне плавления. По эстетике с данным вариантом может сравниться безметалловая коронка на основе диоксида циркония.
Три современные подкатегории низкоплавкого фарфора различаются на основе температуры обжига следующим образом: (1) высокая температура плавления (выше 900 ° C), (2) средняя температура плавления (от 850 ° C до 900 ° C) и (3) фарфоры с низкой температурой плавления (ниже 850 ° C) (Таблица 2-3).
Тем не менее, важно отметить, что традиционный низкоплавкий фарфор в одной публикации может упоминаться как тугоплавкий или среднеплавкий фарфор в современной системе классификации, хотя все они на самом деле являются низкоплавкими (см. Вставка 2-1). И сверхнизкоплавкий фарфор в соответствии с традиционной классификацией по современной классификации является низкоплавким фарфором в соответствующей подкатегории.
Таким образом, подкатегория тугоплавких масс (среди низкоплавких) содержит массы, спекаемые при температуре выше примерно 900 ° C. Фарфоры, попадающие в подкатегорию среднеплавких — это те, которые спекаются при температуре от 850 ° С до 900 ° С, а подкатегория низкоплавких масс включает в себя более новые, описанные Anusavice, продукты со сверхнизкой теплотой плавления, которые спекаются при температуре ниже 850 ° С (см. Таблицу 2- 3 с примерами продукции).
В эти подкатегории с высокой и средней температурой плавления, вероятно, попадает больше низкоплавких масс, которые спекаются при температуре выше 850 ° C, чем при температуре ниже 850 ° C. Таким образом, утверждения о тугоплавких массах для металлокерамики в литературе, сопутствующей продуктам, вероятно, относятся к тому, что некоторые учебники могут классифицировать как низкоплавкий фарфор (спеченный между 850 и 1100 ° C). Поэтому важно не путать эту подкатегорию тугоплавких масс с традиционной тугоплавкой керамикой, используемой для изготовления керамических стоматологических реставраций (см. Таблицу 2-2 и Вставку 2-1).
Классификация в зависимости от метода изготовления
Во многом благодаря разработке современных высокопрочных цельнокерамических материалов была создана система классификации, которая позволяет разделять продукты по методу изготовления. В настоящее время керамические реставрации производятся с использованием технологий термического прессования, фрезеровки, литья и автоматизированного проектирования/автоматизированного производства (CAD / CAM), а также спекания.э
Методики изготовления подразделяются на двухслойные (каркас и облицовка) или монолитные (один материал, составляющий цельную реставрацию). При использовании технологии двухслойного изготовления каркас создается с помощью различных способов изготовления, в то время как основное тело реставрации формируется на этом каркасе с использованием обычных этапов изготовления металлокерамики (то есть укладка керамики, моделирование и многократный обжиг с последующим нанесением глазури). Конструкционные материалы применяемые в ортопедической стоматологии в первую очередь должны соответствовать требованиям безопасности.
С помощью традиционных методов изготовления металлокерамики, порошки керамической массы (в том числе опаковые, дентинные, эмалевые и для создания эффектов) смешивают с водой или специальной жидкостью для моделирования и постепенно наносят на металлическое основание двухслойной реставрации. Керамист выбирает материалы и продумывает объем дентина и эмали, процесс наслоения, оценивает воссоздание длины, формы, контуров, цвета и текстуры поверхности, а также необходимых характеризаций зуба, подлежащего восстановлению. Параметры для каждого цикла обжига также выбираются и корректируются керамистом на основе протокола обжига, чтобы добиться наилучшего результата каждого этапа.
Овладение навыками, необходимыми для изготовления металлокерамических реставраций, поможет тем, кто впоследствии захочет освоить изготовление цельнокерамических реставраций. Помимо технологий CAD / CAM, некоторые системы изготовления цельнокерамических реставраций требуют проведения процедур, все еще используемых для металлокерамики — от восковой моделировки до нанесения глазури. Таким образом, навыки, освоенные в металлокерамике, могут быть перенесены на новые технологии, будь то изготовление монолитной цельнокерамической реставрации или изготовление винира на керамическом каркасе ручного или CAD / CAM — изготовления.
Потребность пациентов в более эстетических реставрациях постепенно увеличивается, что приводит к более широкому использованию высокопрочных безметалловых материалов каркаса. К этим эстетическим материалам относятся оксид алюминия, диоксид циркония, оксид алюминия, упрочненный диоксидом циркония, керамика из алюмомагниевой шпинели и дисиликат лития. После изготовления каркаса техник использует облицовочную массу для создания окончательной эстетической реставрации.
В случае монолитных цельнокерамических реставраций для завершения реставрации требуется текстурирование поверхности, создание характеризаций и глазурирование, как и при изготовлении металлокерамики. Таким образом, процесс спекания также позволяет классифицировать керамические материалы, применяемые в стоматологии.
Классификация на основе кристаллической фазы
Также стоматологические фарфоры можно классифицировать в зависимости от физических различий в микроструктуре. Например, низкоплавкие фарфоры для изготовления металлокерамики имеют две основные фазы: (1) некристаллическая полевошпатная стеклянная матрица, которая окружает дисперсные кристаллические частицы (2). Первичная фаза микроструктуры состоит из стеклянной матрицы, которую можно представить как клей, который связывает массу вместе. Различные кристаллические компоненты составляют вторичную фазу, содержащую структурные элементы, которые придают стоматологическому фарфору его физические свойства: прочность, прозрачность, цвет.
Кристаллические компоненты также отвечают за достаточное увеличение коэффициента теплового расширения для обеспечения термической совместимости с металлом. Чтобы добиться этой совместимости и поддерживать ее, коэффициент теплового расширения металлического каркаса должен быть больше, чем у керамической облицовки, так, чтобы фарфор подвергался сжатию, а не растяжению.
Свойства кристаллической фазы также связаны с эстетическими параметрами керамики — например, чем больше объем стеклянной матрицы, тем выше прозрачность спеченного фарфора – однако, это всегда компромисс. Больший объем стеклянной матрицы и повышенная прозрачность привродят к ослаблению структуры керамики и уменьшению кристаллической фазы. Хотя дентинные, эмалевые и прозрачные массы имеют в основе одинаковый химический состав, каждый из этих материалов имеет различия в соотношении объема стеклянной матрицы к объему кристаллов.
Например, дентинная керамическая масса обычно содержит больше кристаллической фазы, больше оксидов металлов (для цвета) и меньше стеклянной матрицы, чем эмалевая. Напротив, эмалевая масса требует большего объема стеклянной матрицы (для большей прозрачности) и небольшого количества оксидов металлов (для цвета), чем подлежащая дентинная масса. Супраструктуры имплантов не влияют на выбор материала, так как посадочные места подготавливаются в процессе изготовления.
Большинство современных цельнокерамических систем отличается по химическому составу от тугоплавкого, среднеплавкого, низкоплавкого и сверхнизкоплавкого полевошпатного фарфора. Их кристаллические фазы могут содержать большие объемы глинозема, фторапатита, лейцита, дисиликата лития, фосфата лития, слюды, шпинели и циркона (диоксида циркония).
Классификация в зависимости от клинического применения
Как объяснялось ранее, стоматологические керамические материалы также могут быть классифицированы на три большие группы, в зависимости от клинического применения (Таблица 2-4):
Фарфоровые искусственные зубы. Фарфоровые искусственные зубы изготавливаются из традиционного тугоплавкого полевошпатного фарфора, а заготовки мостовидных протезов фабричного изготовления – из среднеплавкого полевошпатного фарфора.
Цельнокерамические системы. Цельнокерамические системы представлены материалами, содержащими кристаллические фазы, упомянутые ранее (от глинозема до диоксида циркония). Цельнокерамические каркасы (в двухслойных реставрациях) или, в некоторых случаях, монолитные реставрации, могут изготавливаться путем термического прессования, компьютерного фрезерования, спекания, а также литья.
Массы для металлокерамики. Массы для изготовления металлокерамики состоят из традиционного низкоплавкого и сверхнизкоплавкого полевошпатного фарфора, предназначенного для облицовывания металлического каркаса (см. подкатегории в Блоке 2-1).
Само собой, эти три категории клинического применения стоматологических фарфоров различаются не только по химическому составу, но и по назначению. Очевидно, что не все фарфоры предназначены для соединения с металлической основой. Но что общего у стоматологических фарфоров и что отличает их от обычной керамики, так это содержание полевого шпата. Полевой шпат образует стеклянную матрицу, к которой добавляются другие ингредиенты, создавая несколько разновидностей фарфора, каждый из которых имеет свое применение. Эти изменения в составе отвечают за различные физические свойства, а также помогают определить, как классифицируются полевошпатные фарфоры.
Объяснение методов классификации
Понимание того, как стоматологические фарфоры классифицируются в зависимости от метода изготовления, кристаллической структуры и клинического применения, довольно логично и просто для понимания и применения. Но классификация масс на основе температуры плавления может привести к путанице, поскольку терминология может приводить к недоразумениям. Например, как было упомянуто ранее, в рамках категории фарфоров с низкой степенью плавления существуют три современные подкатегории (тугоплавкие, среднеплавкие, низкоплавкие; см. Блок 2-1), но необходимость использования традиционной или современной классификации зависит от контекста.
Возникает вопрос, как можно отличить традиционный тугоплавкий фарфор, например, от тугоплавких фарфоров из подкатегории низкоплавких, или традиционный среднеплавкий фарфор от среднеплавкого среди фарфоров с низкой температурой плавления? На самом деле, ответ довольно прост: нужно понимать контекст, в котором используются термины. Например, если упомянут тугоплавкий фарфор при обсуждении искусственных зубов из фарфора, значит речь идет о традиционных фарфорах, которые имеют температуру плавления между 1288 и 1371 ° С (см. Таблицу 2-2). Но если тугоплавкие фарфоры используются для облицовывания металлокерамических конструкций, то данные продукты могут быть только из тугоплавкой подкатегории низкоплавких фарфоров для металлокерамики, которые спекаются при температуре выше 900 ° C (см. Таблицу 2-3 ). Даже без какого-либо упоминания температур плавления, контекст позволяет определить тип стоматологического фарфора, поскольку три подкатегории низкоплавкого фарфора относятся к керамическим массам, которые используются для облицовки металла и изготовления металлокерамических реставраций.
Источник публикации: Land CH. Clinic Report. First District Dental Society, State of NewYork. Dental Cosmos 1889;
