2.3. Керамические каркасы из чистого оксида алюминия

На стоматологическом рынке такие каркасы из чисто­го оксида алюминия представляют Procera AllCeram (Nobel Biocare АВ, Gotenburg, Швеция) и Techceram system (Techceram Ltd, Shipley, Великобритания). Керамические каркасы изготовля­ют по особой технологии, в которую входит спека­ние чистого оксида алюминия со степенью очистки 99,9% при температурах 1600 — 1700°С, что позволя­ет получить материал с отсутстви­ем пористости (Procera AllCeram). В системе Techceram применен иной подход: методом горячего плазменного напыления из плазменной пушки на штампике осаждается ок­сид алюминия. Плотность керамических каркасов составляет 80-90%. Для достижения более высокой прочности и прозрачности, каркасы, полученные ме­тодом напыления в горячей плазме, подлежат даль­нейшему спеканию при температуре 1170°С. Далее на керамические каркасы наносят эстетическое покрытие, представляющее собой полевошпатные стекла, совместимые с плотно спеченным оксидом алюминия.

Потенциальными преимуществами такой керамики для каркасов являются ее более высокая прочность и лучшая светопроницаемость (полупрозрачность), чем у стеклонасыщенных кар­касных материалов.

Цельнокерамические несъемные протезы (вкладки, коронки, мостовидные протезы), изготовленные из стоматологической керамики с упрочненным каркасом, фиксируются на опорных зубах при помощи цементов и не поддаются протравливанию кис­лотой для создания микромеханической связи с их поверхностью, делая, таким образом, невозможным применение метода адгезионной фиксации керамики.

3. Керамика для адгезионной (клеевой) фиксации.

3.1. Керамика для адгезионной фиксации, упрочненная кристаллами лейцита

«Стеклокерамика» представляет разные группы керамики, предназначенные для адгезионной фиксации полиме­рами, 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 тепловой обработки стекла 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 си-таллизации 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 (KAlSi₂0₆) в стеклофазе (с целью повышения прочности) (рис.4).

Рис. 4 Микроструктура керамики на основе лейцита (фотография любезно предоставлена компанией Ivoclar-Vivadent, Shaan, Лихтенштейн).

Оптимальное распределение кристаллов лейцита достигается путем тщательно 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.

3.1.1. Метод спекания керамики (Fortess, Otec-HSP)

В этом случае, 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.

3.1.2. Горячее прессование керамики (Empress, Ivoclar-Vivadent, Shaan, Лихтенштейн)

Для того чтобы избавиться от проблемы неточного прилегания краев керамики, полученной спеканием в вакуумной печи, связанной с высо­кой усадкой керамической массы в процессе обжига, были сделаны попытки использовать процесс литья стеклокерамики для изготовления коронок, виниров и вкладок. Одним из таких подходов является горячее прессование. Метод горячего прессования частично основан на применении техники литья по выплавля­емой модели. Как и при литье металлических карка­сов, сначала создают восковую модель реставрации, а затем эту модель заливают огнеупорным формовоч­ным материалом. Воск выжигают, и в полученной форме остается место для заполнения стеклокерами­кой, упрочненной лейцитом.

Затем, в специально разработанной для этого прессовочной печи, прост­ранство в форме заполняют стеклокерамикой, полу­ченной разогревом керамической таблетки до состоя­ния вязкого расплава при температуре 1180°С (рис. 5).

Рис. 5. Вид печи для литьевого прессования керамических материалов.

Потенциальным преимуществом использования техно­логии горячего прессования является улучшение краево­го прилегания реставраций по сравнению с реставраци­ями, полученными методом спекания (рис.6).

Рис.6 Вид отлитой керамической конструкции в опоке.

Керамические материалы этого типа позволяют получить превосходный эстетический результат, одна­ко механическая прочность стеклокерамических ма­териалов этого класса недостаточна для изго­товления из них цельнокерамических мостовидных протезов.