Титан долгое время используется в медицине благодаря уникальному сочетанию качеств. Стоматология и протезирование не могло обойти вниманием этот металл, однако, он достаточно сложен в обработке, потому долгое время его внедрение сдерживалось дороговизной и сложностью обрабатывающих систем. Значительно упростить и ускорить процессы позволила технология CAD/CAM. Супраструктуры имплантов из металла не подвержены любым негативным воздействиям полости рта. Рассмотрим подробнее особенности и применение титана в этой сфере.
Общие параметры
Титан, за все время применения в качестве компонентов и целых протезов, зарекомендовал себя, как металл для качественных реставраций следующих типов:
— несущие элементы, каркасы коронок, опорные системы. Дело в том, что материал обладает высокой прочностью и сопротивляемостью широкому спектру негативных воздействий, начиная от химических и до механических нагрузок;
— индивидуальные элементы конструкций, выполненные в строгом соответствии с анатомическими особенностями клиента. В этом виде выступают абатменты, титановые основания, формирователи десны и прочие аналогичные по выполняемым задачам элементы систем;
— для мостовидных протезов в виде несущего элемента. За счет высокой прочности на каркасе можно расположить массивную протезную конструкцию без ущерба надежности. При этом будет реализовано равномерное распределение нагрузки по всей челюсти без проблемных участков;
— комбинированные протезы;
— балочные реставрационные системы.
Титановые диски так же выпускаются методом литья, но фрезерованным они сильно уступают. При литье, в расплавленной фазе металла появляются посторонние загрязняющие вещества, предотвратить появление которых очень сложно. После изготовления литой детали они все оказываются в альфа-слое, расположенном у поверхности. Чтобы исключить негативные проявления, этот слой необходимо удалять, что сильно увеличивает расходы по времени и ресурсам на обработку металла.
Точность полученных на фрезерном станке изделий значительно выше, а значит прилегание к тканям и остальным конструктивным элементам максимально качественное. Это исключает затяжное приживление, мелкие повреждения мягких тканей из-за неровностей и выступающих участков. В совокупности это положительно влияет и на процент прижившихся протезов в целом. CAD моделирование обеспечивает идеальное прилегание полученных конструкций.
Характеристики металла
Титан – это легкий материал с нейтральным вкусом (что важно при установке протезов в ротовой полости), рентгенопрозрачный, биосовместимый с очень высоким процентом успешных операций. По Виккерсу твердость составляет 200 единиц, предел прочности более 350 МПа, плотность в 45,4 г/см3, модуль растяжения равняется 110 ГПа.
Для зубных техников и протезирования особенно важны следующие параметры материала:
— твердость и прочность. За счет них можно без ограничений использовать вещество для восстановления функций зубных рядов. Особенно хорошо справляется титан с повышенными нагрузками на жевательных участках, где с течением времени не происходит деформаций и поломок вне зависимости от интенсивности эксплуатации;
— эстетика. Этот аспект у титана, как и у любого металла, слаб, так как внешне он сильно выделяется на фоне уцелевших единиц. Если из материала создается только опорная структура, то ее закрывают коронками, идентичными сохранившимся зубам. Однако, более темная основа будет просвещаться через десны и компоненты, которые имеют большую светопроницаемость. Из-за этого использование на участке передних зубов ограничено, но может практиковаться, если другие варианты не подходят клиенту;
— инертность. Металл при нормальных условиях не склонен к взаимодействию с влагой, активными средами, не разрушается и не меняет своего состава даже при длительном контакте. Это важно за счет высокой влажности ротовой полости, перепадов температуры, периодического попадания кислых сред, ферментов. Поверхность не окисляется, не впитывает загрязнения, красители;
— высокая гладкость. За счет чистоты полировки на поверхности не оседают и не закрепляются посторонние загрязнения, зубной камень, микроорганизмы. Это исключает образование очагов развития потенциально опасных существ, неприятные запахи и изменение оттенков;
— биосовместимость. По данному аспекту титан лидирует среди металлов, он практически не провоцирует аллергических реакций за исключением редких случаев индивидуальной непереносимости. Процент приживления очень высокий и с течением ношения протезов ситуация не меняется;
— простота обработки. В этом отношении металл достаточно сложен, так как для его качественной обработки необходимы мощные фрезерные станки, фрезы и строгое соблюдение режима резания. Если выполнять работу без установленного порядка или с неправильными настройками, то ускоряется износ инструмента и подвижных частей оборудования.
Производители заготовок из титана выпускают несколько вариантов форм, которые удобны для создания определенных типов протезов и элементов конструкций. Чаще всего встречаются диски, они удобны для создания коронок, мостовидных опор и аналогичных элементов. Для абатментов, оснований, формирователей лучше подходят бруски из сплава. Совместимость при использовании cad cam 3d достигается за счет настройки и соблюдения параметров обработки.
Первый вариант имеет большую площадь, потому на одном диске размещается сразу несколько элементов, протяженные несущие детали или коронки для целых зубных рядов. В готовом виде они остаются соединены с заготовкой, чтобы не рассыпаться в процессе обработки.
Потому необходима дополнительная обработка для приведения элементов к рабочему состоянию. Соединяющие перемычки перерезаются, а места их крепления к будущим составляющим протеза сошлифовываются, участок полируется до чистоты остальной поверхности единицы.
Если необходимо создавать абатменты или основания для индивидуальной реставрации, то диски актуально использовать не всегда. В ряде случаев подойдут премиллы, то есть цилиндрические заготовки. Их отличительной особенностью является наличие хвостовика – посадочного места, который соответствует выбранной системе. Неоригинальные супраструктуры для имплантационных систем применять стоит с осторожностью, при индивидуальном исполнении хорошо помогают библиотеки.
Этот типовой элемент упрощает обработку, выполнен в заводских условиях, потому стопроцентно соответствует выбранной структуре протезной конструкции. Однако, для использования таких заготовок необходима дополнительная оснастка – холдер, который обеспечивает надежную фиксацию премилл в процессе фрезерования.
Положительные качества материала позволяют создавать на его основе многочисленные протезные конструкции и их компоненты, например, титановые основания для абатментов. Титановое основание для имплантации при индивидуальном подходе зарекомендовало себя, как оптимальный вариант для восстановления моляров.
Специфика обработки металла
Титан сложен для обработки, так как имеет высокую твердость и вязкость, потому для него необходимо использовать специальные твердосплавные фрезы. Кроме того, необходимо соблюдать режим обработки, небольшую скорость подачи режущего инструмента и его обороты.
В этом случае удается избежать основных проблем, в частности, не происходит перегрева металла. В противном случае возможны изменения структуры поверхностных слоев, что относится и к режущим кромкам фрезы, и к самой заготовке. Если требования не соблюдены, то возможно возникновение в титане трещин, внутренних напряжений, которые приводят к постепенному разрушению.
Фреза так же пострадает, отожженые кромки начинают крошиться, ломаются, ресурс инструмента значительно сокращается. Кроме того, повышается нагрузка на шпиндель станка, дорогостоящее оборудование начинает быстро изнашиваться. Минимизировать негативные эффекты позволяет использование СОЖ, охлаждающие жидкости или эмульсии, которая подается на участок резки металла. Вещество препятствует перегреву, а так же позволяет использовать более эффективные и скоростные режимы обработки.
Подача жидкости позволяет вымывать стружку из зоны обработки, что улучшает обзор, исключает лишние нагрузки на режущие кромки и подвижные части оборудования.
Для фрезерования такого металла, как титан, необходимо соблюдать не только указанные аспекты, но и методики подачи, траектории движения инструмента. Это позволяет исключить перегрузки, сократить износ режущих частей, повысить эффективность обработки.
Например, врезаться в заготовку рекомендуется не под прямым углом, а под острым, снимать большой объем так же под углами, от торца к торцу. Для каждой задачи и типа движения необходимо использовать свой резец. Большой объем металла снимается движением по спирали, что позволяет минимизировать толщину, снимаемую за один проход.
