Властивості фарфору не можуть розглядатися ізольовано. Фарфор і метал, які використовуються для виготовлення протеза, повинні мати сумісні температури плавлення і КТР. Звичайні сплави золота мають високий КТР (14x10 0 С), в той час як звичайний фарфор має набагато більш низьким значенням (2-4x10 0 С).
Діапазон температур плавлення сплавів, використовуваних при виготовленні каркасів, повинен бути вище, ніж температура з'єднання наноситься порцеляни на 170-280 ° С (300- 500 ° F). Ідентичний діапазон температур плавлення двох матеріалів привів би до руйнування або розплавлення каркаса під час випалювання або глазурування фарфору. Чим більше різниця, тим менше проблем, з якими стикаються під час випалу. Каркас з благородного металу, якщо його нагріти до 980 ° С, розтікається. Використання порцеляни має на увазі, що метал не повинен нагріватися вище цієї точки. Марки порцеляни, використовувані переважно для цієї мети, мають температурою, при якій відбувається утворення з'єднання, що дорівнює майже 980 ° С, а благородні метали плавляться при температурі близько 1260 ° С.
Для металокерамічних конструкцій використовується багато сплавів. Класифікація. запропонована Американською асоціацією стоматологів, заснована на утриманні в сплаві благородних металів :.
1. Високоблагородние (золотонлатннаналладіевие, золотопалладневосеребряние, золотопалладіевие) містять більше 60% благородних металів, в тому числі не менше 40% золота.
3. Основні, що переважають (нікелехромовие, нікслехромоберілліевие, кобальтохромовие) - менше 25% благородних металів.
Вибір сплаву буде залежати від різноманітних факторів, включаючи вартість, жорсткість, ливарні властивості, оброблюваність і стійкість до корозії, сумісність з певними марками порцеляни і навіть особисті переваги. Сплави, які зарекомендували себе найбільш підходящими для металокерамічних коронок і мостовидних протезів, складаються з золота (44-55%) і паладію (35-45%) з незначною кількістю галію, індію та / або олова. Недоліки, найбільш часто приписувані золотопалладіевому сплаву, - висока вартість і несумісність з деякими типами порцеляни.
Берилій, що додається в сплави для контролю освіти окисів, канцерогенна речовина, і може стати небезпечним для працівників лабораторії, які можуть вдихати його у вигляді пилу при недотриманні в приміщенні режиму провітрювання. Приблизно 5% населення чутливі до нікелю, і ця чутливість в 10 разів частіше зустрічається у жінок, ніж у чоловіків. Контактні дерматити, викликані никельсодержащая протезами, несуть ризик для деяких пацієнтів. Знос оклюзійної поверхні ортопедичних конструкцій сприяє збільшенню кількості нікелю і берилію в порожнині рота. Чутливість до нікелю повинна розглядатися при діагностиці будь-яких змін м'яких тканин, які зустрічаються після накладення коронки.
Інша, більш дешева, альтернатива традиційним сплавів - модифікація існуючих сплавів благородних металів з включенням до складу менш дорогих металів твань міді або кобальту. На жаль, додавання цих елементів викликало утворення темного оксиду і погіршило високотемпературну міцність. Надалі заміна на мідь або кобальт відбувалася з додаванням невеликої кількості золота і срібла. Одним з найбільш загальних недоліків серебросодержащих сплавів є можлива зміна кольору порцеляни, часто описується як «позеленіння». На жаль, не існує систем без недоліків, фінансових або технічних.
Міцному зчепленню металу з фарфором сприяють легкоокисляющиеся легуючі елементи, що утворюють в результаті дифузного випалу проміжний шар окислів на поверхні металу. Легуючі елементи здатні частково проникати в поверхневий шар кераміки. Тому для забезпечення міцного зчеплення металу з фарфором легування сплавів пропонується проводити такими елементами, як Sn, Si, In, Та. Розробка сплавів на основі благородних металів ведеться за двома основними напрямками: 1) сплави для виготовлення і кладок, коронок і мостовидних протезів; 2) сплави для облицювання фарфором.
Хороші естетичні результати при повному збереженні функції протезів дає облицювання каркаса із сплавів благородних металів керамікою, при цьому сплави повинні мати однаковий з керамікою коефіцієнт термічного розширення, забезпечувати необхідну хімічну зв'язок порцелянової маси з металевою основою протеза і мати більш високою температурою плавлення, ніж потрібно для випалу порцелянової маси.
Поверхня металевого каркаса обробляють за допомогою фрези або бору, очищають паром або органічними розчинниками (чотирихлористий вуглець або хлороформ) і поміщають в піч для випалювання кераміки для термічної обробки (дегазація). Чи не проводять при зниженому тиску і при температурі випалу опакового шару протягом 5-10 хв. Після охолодження металевий каркас протруюють в кислоті (соляна, плавикова і ін.) З метою видалення окисної плівки і проводять другу термічну обробку без вакууму, тобто при атмосферному тиску, для отримання нової окисної плівки оптимальної товщини, що забезпечує міцне зчеплення з керамікою і необхідний колір.
В останні роки італійським концерном Nobil Metal розроблена нова продукція для виготовлення каркасів під металокерамічні протези - Порошкове золото Sintercast Gold. Основою технології є порошок золота, змішаний з органічної зв'язкою і випускається у вигляді пластин різної товщини. Технологічний процес не вимагає виготовлення воскових моделей, лиття і застосування формувальних матеріалів і полягає в спіканні частинок порошку в монолітний блок в звичайних вакуумних зуботехнічних печах протягом Кількох хвилин при температурі трохи нижче точки плавлення золота. Після випалу з печі виходить сі неупорний штамп з ковпачком з золота, ГОТОВИМ для нанесення керамічного покриття. Отримані за цією технологією ковпачки володіють великою точністю прилягання до препарувати зубу, що обумовлено впливом на них меншою числа змінних факторів. Крім того, метал не змінює свого фазового стану (від твердого до рідкого) і не пов'язаний з об'ємними змінами в зв'язку з цими переходами. В результаті вдається отримати Чудова крайове прилягання, підтверджене статистичними даними.
Завдяки унікальним властивостям золота помітно покращуються і естетичні властивості металокерамічного протеза. Як показали клінічні випробування, зв'язок між спечених золотом і керамікою є цілком задовільною, незважаючи на відсутність окремих додаткових елементів, які
зазвичай вводяться до складу сплавів з метою поліпшення міцності зв'язку між металом і керамікою. Шорстка поверхня золота в процесі випалу добре змочується і заповнюється розплавом порцеляни. Цей фактор забезпечує і міцну адгезію з цементамі.
Електронно-мікроскопічні дослідження показали, що чистота поверхні коронки Sintercast Gold після полірування це величина набагато меншого порядку, ніж та, яка буде достатньою для проникнення бактерій і освіти бактеріального нальоту в придесневой частини коронки. Таким чином, хімічна природа чистого золота і фізичні характеристики його поверхні є факторами, що забезпечують високий ступінь біосумісності краю коронки з тканинами крайового пародонту.
Сплави полублагородних металів (Cu, Pd-Ag та ін.) Більш складні у відтворенні кольору керамічного покриття. Срібло може надавати кераміці жовтуватий відтінок, а мідь - зеленуватий. Паладій, що входить до складу більшості подібних сплавів, в процесі лиття має здатність абсорбувати кисень, водень і азот, які можуть виділятися на поверхні сплаву при випалюванні.
Поверхня металевого каркаса обробляють абразивними корундовими головками, а потім піддають піскоструминної обробці з окисом алюмінію з діаметром частинок близько 50 мкм. Потім каркас очищують паром або органічним розчинником і піддають дегазації за допомогою термообробки в печі для випалення фарфору при температурі близько 1000 ° С протягом 10 хв. Поверхня полублагородних сплавів в процесі термообробки чорніє. Щоб уникнути виділення газів при випалюванні керамічної маси опаковий масу слід наносити безпосередньо на термооброблену поверхню.
Сплави неблагородних металів на основі Со, Ni, Сr відрізняються високою міцністю, твердістю і достатньою лінійної і об'ємної точністю. Однак, незважаючи на хороші економічні, фізико-механічні та технологічні властивості, ці сплави мають ряд недоліків, що стримують широке застосування їх в ортопедичної стоматології. Сплави цієї групи охоплюють три основні системи: З Сг, Ni-Сг, Ni-Co-Сг.
Сплави системи З Сг мають наступний хімічний склад основних компонентів: кобальт - 40-60%, хром - 20- 30%; основна їх відмінність - варіювання легуючих елементів (Ti, Al, Сі, Та, Mn, Sn, Ga, Nb. Si, Mo, Zn, W). Головною метою комбінування їх є забезпечення міцного зчеплення металу з фарфором.
Сплави Ni Сг містять в середньому до 70% нікелю і до 25% хрому, решта припадає на легуючі елементи. При розробці сплавів цієї системи вирішується цілий ряд проблем, головна з яких - забезпечення міцного зчеплення металу з керамікою. Для зближення КТР сплаву з КТР кераміки сплав Ni - Сг легируют Мо, Fe, В, Al. Si або Fe, Mn. Al. Ці сплави характеризуються кращим зчепленням з порцеляною, ніж сплави Со-Сг. Ливарні властивості сплаву можна поліпшити шляхом легування В, Мо, Si. Al, які вводять як елементи, що сприяють дисперсионной міцності і оберігають поверхню виливки від задирания окисної плівки. В останні роки отримані патенти на сплави цієї системи з температурою плавлення від 960 до 1360 0 С. Відносно низька температура плавлення і заливання сплаву в форму підвищує його ливарні властивості, що дає можливість отримувати якісні виливки. Крім того, низька температура плавлення дозволяє використовувати гіпсові форми.
Слід зауважити, що в останні десятиліття на сплави цього типу отримано дещо менше патентів, ніж на сплави благородних металів. Це можна пояснити не тільки усталеними традиціями і давністю застосуванні золота в стоматології, а й деякими технологічними труднощами отримання сплавів, що містять З, Ni, Сr. Однак шляхом варіювання хімічного складу сплавів дослідники прагнуть отримати економічно вигідні сплави з необхідними фізико-механічними властивостями. Тому ведеться постійний пошук нових комбінацій хімічних елементів, що дозволяють створити сплави із заданими властивостями для певного виду протезування.
При роботі зі сплавами неблагородних металів для шліфуванні металевого каркаса використовують корундові головки, а потім його піддають термообробці для створення окисної плівки. Піскоструминна обробка здійснюється частинками окису алюмінію діаметром 50-100 мкм. Поверхня металевого каркаса очищується органічним розчинником або хлороформом. При ретельному виконанні цих етапів повторну термообробку і дегазацію не проводять, а каркас покривають тонким шаром опаковой маси. При появі пухирців проводять дегазацію при зниженому тиску і температурі випалу опаковой маси протягом 5 хв після повторної піскоструминної обробки ii очищення.
У процесі дегазації і випалу керамічної маси, тобто чергування циклів нагрівання і охолоджування, металевий каркас може деформуватися. При нагріванні каркаса можливо залишкове змішання в вигляді його подовження або викривлення - гістерезис. Подібна деформація каркаса зводиться до мінімуму, якщо його термообробку проводити до шліфування. Тому після вилучення каркаса з вогнетривкої форми і відділення літників його спочатку обпалюють при 950-1000 0 С протягом 10 хв, а потім охолоджують до кімнатної температури, пріпасовивается на опорному зубі і шліфують.
В останні роки особливою популярністю починають користуватися метало-керамічні протези з використанням каркаса з титану ( «титанова кераміка») як одного з найбільш біологічно інертних матеріалів. Раніше труднощі щодо застосування цього металу були пов'язані перш за все з його естетичним недосконалістю при нанесенні кераміки, ненадійною адгезію з порцеляною, збільшенням часу випалу і охолодження і недостатньою міцністю після кількох випалювальних циклів. Багато проблем використання титанової основи вдалося вирішити за допомогою спеціально розроблених для цього металу керамічних мас. Зокрема, представлена фірмою Dentaurum маса Triceram, що є синтетичною керамікою. ідеально підходить для титану. Ця кераміка має дуже високу міцність на вигин, а по міцності зчеплення з каркасом навіть перевершує деякі благородні метали і нержавіючі стали. Надійне з'єднання металу з керамікою забезпечується нанесенням на поверхню титану спеціального бондинга білого кольору. У поєднанні з опаковий шаром він дає оптимальний колірний ефект навіть в пришийковій області. Оптимальна величина гранул маси Triceram дозволяє досягти великої міцності і невеликої усадки при випалюванні. Висока щільність матеріалу після випалу і низька пористість надають кераміці чудовий блиск, полегшують шліфування й полірування без подальшого тиражування. Як підкреслюють автори кераміки, висока щільність і ідеальна гладкість одержуваної поверхні сприяють підтримці хорошого стану крайового пародонту у зв'язку з ефектом відторгнення зубного нальоту.
Наближається до натурального заломлення світла і опаловий відтінок трансп-ефектних мас підкреслюють природність різцевій зони коронок. Барвники цієї маси є універсальними і можуть застосовуватися як для нанесення на поверхню кераміки, так і для змішування з основними інгредієнтами. Плечові маси дають прекрасний ефект при маскуванні металевого пришеечного краю коронки, а гінгівальной (ясенні) маси - при виготовленні протезів на імплантатах.
Таким чином, розроблена для титану кераміка має природним кольором, проста в обробці, має короткий час випалу, дозволяє попередити негативний вплив на титан внаслідок невеликої окисною навантаження. Крім того, вона має достатній резерв для коригувальних обжигов при досягненні індивідуального ефекту форми і кольору. Словом, широкі можливості цієї кераміки задовольняють найвищим естетичним вимогам.