Автореферат и диссертация по медицине (14.01.14) на тему:Сравнительный анализ точности изготовления балочных конструкций с опорой на дентальные импланты

писи

МИХАСЬКОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ОПОРОЙ НА ДЕНТАЛЬНЫЕ ИМПЛАНТАТЫ

14.01.14 - «Стоматология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

8 СЕН 2011

Мг

Москва-2011

4852719

Работа выполнена в ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Научный руководитель:

Лауреат премии Правительства РФ д.м.н., профессор

Гветадзе Рамаз Шалвович

Официальные оппоненты:

Засл. деят. науки РФ, д.м.н., профессор

Трезубов Владимир Николаевич

д.м.н., профессор

Миргазизов Марсель Закеевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Московский государственный медико стоматологический университет Росздрава»

Защита состоится «21» сентября 2011 г. в 10 часов на заседании Диссертационного совета (Д. 208.111.01) в ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Минздравсоцразвития России по адресу: 119991, Москва, ул. Тимура Фрунзе д. 16 (конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке в ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» (ул. Тимура Фрунзе д. 16).

Автореферат разослан «20 » августа 2011 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

к.м.н.

Гусева Ирина Евгеньевна

Общая характеристика работы Актуальность темы. Сегодня использование дентальных имплантатов при решении вопросов с зубным протезированием становится более широко распространенным, т.к. оно позволяет практикующему врачу изготовить протезные конструкции, не только не уступающие по эффективности, но и превосходящие зубные протезы, изготовленные без использования дентальных имплантатов [А.И. Жусев, А.Ю. Ремов, С.Ю. Иванов, Э.А. Базикян и др. 2004, A.A. Кулаков, Р.Ш. Гветадзе и др., 2006].

При использовании дентальных имплантатов применяются несъемные, условно-съемные и съемные конструкции с замковым креплением. Особой группой являются условно-съемные протезы с балочной фиксацией. Несмотря на то, что в таких протезах окклюзионное давление частично передается на слизистую оболочку по принципу бюгельных протезов, количество опор в одной протезной конструкции невелико, и при этом используется жесткая винтовая фиксация [И.Ю. Мушеев, В.Н. Олесова, 0.3. Фрамович, 2000; A.M. Миргазизов, Р.Ю. Чуйкин, 2003]. Такая конструкция создает необходимость в высокой точности протеза и пассивной посадки.

Известно, что в среднем (применительно ко всем локализациям обеих челюстей) потеря объёма костной ткани альвеолярного отростка в течение трёх лет после утраты зубов может достичь 40-60% [М.З. Миргазизов, A.M. Миргазизов, B.JI. Параскевич, 2000]. Было проведено исследование сравнительной степени атрофии дистальных участков нижней челюсти за пятилетний период. При использовании полных съемных протезов атрофия составила 1,63 мм, а при использовании условно-съемных протезов с опорой на имплантаты - 0,69 мм [Konstantinos Kordatzis, 2003]. Это доказывает биологическую целесообразность использования балочных конструкций с опорой на имплантаты.

Успешная остеоинтеграция и долговременная служба дентального

имплантата являются важнейшими задачами при реабилитации пациентов с

использованием дентальных имплантатов, что возможно лишь при условии

з

стабильности окружающих их тканевых структур [A.A. Кулаков, 1997; Гюнтер Рюбелинг, 2003; А.И. Матвеева, Р.Ш. Гветадзе, 2007]. Перед началом лечения . необходимо прогнозировать условия функционирования установленного имплантата на основе выбора протезной конструкции. Долговременный положительный прогноз функционирования имплантата и стабильность периимплантной костной ткани зависит от адекватного распределения жевательной нагрузки на опорные ткани, поэтому перед хирургическим этапом необходимо определить тип будущей системы «зубной протез—имплантат - окружающие ткани» [В Л. Параскевич, 2006].

Ранее проводилось исследование по определению точности балочных конструкций, в котором для измерения краевых зазоров был использован металлический щуп с лепестками различной толщины [P.M. Миргазизов, 2007]. Оценка величины краевого зазора определялась по принципу прохождения щупа в пространство краевого зазора. Данная методика позволяла определить краевое прилегание протезной конструкции с меньшей точностью по сравнению с цифровой микроскопией.

Цель исследования:

Повышение эффективности изготовления балочных конструкций с опорой на дентальные имплантаты с использованием прецизионных технологий. Задачи:

1. Провести сравнительный анализ точности балочных конструкций после литья в зависимости от сплава и протяженности конструкции.

2. Провести сравнительный анализ точности различных методик припасовки балочных конструкций в зависимости от сплава конструкции.

3. Выбор оптимальной методики припасовки балочных конструкций с опорой на дентальные имплантаты.

4. Выполнить оценку физико-химических свойств балочных конструкций до и после припасовки.

5. Выполнить оценку физико-механических свойств балочных конструкций до и после припасовки.

Научная новизна

Впервые проведен сравнительный анализ точности изготовления балочных конструкций из кобальтохромового сплава (КХС) и титана с помощью цифровой микроскопии, в зависимости от протяженности и сплава балочных конструкций определена величина их погрешности после литья.

Впервые выполнен сравнительный анализ точности балочных конструкций при коррекции с нарушением целостности структуры и с ее сохранением в зависимости от протяженности и сплава протеза. Установлена более высокая точность коррекции с помощью электроэрозионной обработки по сравнению с коррекциями, связанными с нарушением целостности конструкции. Среди последних установлена высокая точность при коррекции с помощью лазерной сварки и более низкая точность балочных конструкций при коррекции с помощью доливки металла и водородной пайки.

Впервые определены физико-механические свойства балочных конструкций до и после коррекции, выявлено повышение микротвердости в области соединительных швов балочных конструкций со снижением прочности на изгиб. С помощью спектрометрии определены незначительные изменения химического состава сплава протеза до и после коррекции балочных конструкций.

Практическая значимость работы

Разработаны объективные критерии оценки изготовления балочных конструкций с опорой на дентальные имплантаты. Выполнена и систематизирована оценка эффективности коррекций балочных конструкций. Проведена оценка точности балочных конструкций, и выполнен

5

сравнительный анализ коррекций протезов, повышающий качество

ортопедического лечения.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. По результатам лабораторных исследований краевых зазоров балочных конструкций по тесту Шеффилда выявлена более значительная усадка титанового сплава по сравнению кобальтохромовым. Доказана высокая эффективность электроэрозионной обработки, средняя эффективность коррекции с помощью лазерной сварки, более низкие по эффективности коррекции с помощью водородной пайки и доливки металла.

2. По данным лабораторных исследований во время коррекции балочной конструкции путем первичного соединения ее фрагментов быстротвердеющей пластмассой величина краевых зазоров увеличивается за счет усадки полимера.

3. По данным спектрометрии после коррекций балочных конструкций не выявлено существенных изменений химического состава сплава, способных повлиять на физико-механические свойства протезов. После коррекций балочных конструкций в области соединительных швов установлено повышение микротвердости и снижение прочности на изгиб.

Апробация диссертации

Материалы диссертации доложены на I Научно-практической конференции молодых ученых «Инновационная наука - эффективная практика» (г. Москва 20 Юг) и на II Научно-практической конференции молодых ученых «Современные технологии , в экспериментальной и клинической стоматологии» (г. Москва 2011г).

Диссертационная работа апробирована на совместном заседании сотрудников отделений сложного челюстно-лицевого протезирования, современных технологий протезирования, ортопедической стоматологии и имплантологии, лаборатории разработки и физико-химических испытаний

б

стоматологических материалов ФГУ «ЦНИИС и 4J1X» Минздравсоцразвития России.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы, из них в центральной печати - 2. Объем структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 123 страницах машинописного текста, состоит из 4 глав, включая введение, обсуждение полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Указатель литературы содержит 130 источников, из них отечественных - 49, зарубежных -81. Работа содержит 5 8 рисунков и 19 таблиц.

Содержание работы

Материал и методы исследования

Объем исследования включает лабораторную часть, а именно: 24 балочные конструкции, которые были припасованы на опорные имплантаты различными методами, количество замеров краевых зазоров - более 1300, проведено 136 измерений микротвёрдости, определение прочности при изгибе - 48 испытаний, спектральный анализ - 35 измерений. Клиническая часть исследования включает 28 пациентов в возрасте от 30 до 60 лет, из них с диагнозом вторичное частичное отсутствие зубов было 24 человека и вторичное полное отсутствием зубов - 4 человека. Было установлено 132 дентальных имплантата, изготовлено 32 балочных конструкций.

В лабораторном исследовании применялась цифровая микроскопия, микротвердометрия, спектрометрия и исследование прочности на изгиб.

Для экспериментального исследования использовалась

стериолитографическая модель. Она была продублирована полимерным

материалом Castapres (Vertex, США). Были установлены 6 аналогов

дентальных имплантатов Xive (Dentsply, США) на расстоянии в 1,5 см друг

7

от друга. Это было необходимо для определения величины усадки металла в зависимости от протяженности ортопедической конструкции. Был снят полиэфирный оттиск, и изготовлены 3 гипсовые модели для электроэрозионной обработки, на которых были смоделированы, а затем отлиты балочные конструкции на 2-х, 4-х и 6-ти опорах. В исследовании применялись титановый и кобальтохромовый сплавы для сравнения их свойств после литья и припасовки балочных конструкций. Для литья балочных конструкций были использованы паковочные массы: для титана -«Rematitan» компании «Dentarum»; для кобальт-хромового сплава -«Bellavest» компании «Bego». Содержание жидкости при замешивании паковочной массы составляла: для титана - 70 %, для кобальтохромового сплава - 85%. Для конструкций из титана использовался сплав Tritan TI (Dentaurum, Германия), из КХС - сплав Remanium Star (Dentaurum, Германия/ Литейные работы проводились на литейных установках для КХС - Century (Manfredi, Италия), для титанового сплава - Rematitan Autocast (Dentaurum, Германия).

Коррекция балочных конструкций с помощью электроэрозионной обработки выполнялась на приборе SAE Secotec (Dental Vertriebs International, Германия) с использованием медных электродов. Коррекция балочных конструкций проводилась с помощью электроэрозионной обработки, лазерной сварки, водородной пайки и доливки металла. Для водородной пайки использовался аппарат «Лига» (Россия) с предварительным соединением частей балочной конструкции с помощью аппарата точечной сварки «Tripla» (Renfert, Германия). Для водородной пайки использовался флюс «Fluxsol» (Bego, Германия) и припой «Wirobond solder» (Bego, Германия). Лазерная сварка выполнялась на лазере DL 3000 (Dentaurum, Германия). При сварке использовали проволоку: для титана -Rematitan draht d=0,4 мм (Dentaurum, Германия), для КХС Wiroweld d=0,35 мм (Bego, Германия). При коррекции с помощью доливки металла использовалось два типа материала для первичного соединения фрагментов

8

разрезанной балочной конструкции перед литьем - моделировочный воск и быстротвердеющая пластмасса DuraLay (Reliance Dental Mfg. Co., США).

Были определены величины краевых зазоров балочных конструкций микроскопией до и после коррекции. Одним из критериев определения пассивной посадки ортопедической конструкции с опорой на дентальные имплантаты является тест Шеффилда, при котором проводится закручивание одного винта на дистальной опоре конструкции и, в случае присутствия напряжения на противоположной опоре определяется краевой зазор. Замеры краевых зазоров проводились с помощью портативного цифрового микроскопа «Эксперт» (Ломо, Россия). Данный микроскоп имеет связь с компьютером и позволяет выполнять измерительные манипуляции путем заданной степени увеличения и фокусировки объекта с возможностью его использования без штатива. Предварительно проводилась калибровка по 10 мм шкале, микроскоп снимался со штатива, и проводились замеры краевых зазоров балочных конструкций.

Проведено исследование микротвердости балочных конструкций и соединительных швов по методу Виккерса. При этом использовалась правильная четырехгранная алмазная пирамида с углом при вершине 136 градусов, которая вдавливалась в образец при нагрузке 100 граммов в течение 10 секунд. Показатель микротвердости определялся по диагонали площади отпечатка от боковой поверхности пирамиды. Для данного испытания использовался микротвердомер Duramin (Struers, Дания).

Была измерена прочность на изгиб балочных конструкций в области соединительных швов и самих конструкций. Исследование проводилась на установке для определения физико-механических характеристик различных материалов Zwick/Roell Z010 (Zwick, Германия). Скорость движения траверсы при исследовании составила 0,25 мм в минуту. Эксперимент проводился до прогиба исследуемой области до 10%.

Изменение химического состава сплавов проводилось с помощью атомно-эмиссионного спектрометра IRIS Advantage ("Thermo Jarrell", США).

Метод атомно-эмиссионной спектрометрии основан на термическом возбуждении свободных атомов или одноатомных ионов и регистрации оптического спектра испускания возбужденных атомов. Пациентам проводилась рентгенологическое исследование и компьютерная томография.

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием методов вариационной статистики: вычисляли среднеарифметические величины, среднеарифметическое отклонение. Достоверность различий между средними величинами определяли по критерию Стьюдента. Статистическая обработка данных проводилась с использованием программы «MS Excel».

Результаты собственных исследований и их обсуждение

Исследование показало, что любой конструкции после литья необходима коррекция для получения условий пассивной посадки протеза. Именно посадка с отсутствием напряжений и наличием плотного краевого прилегания в протезной конструкции является неотъемлемым критерием высокой точности и обеспечивает долговременное функционирование дентального имплантата.

Непосредственно после литья точность посадки конструкций, изготовленных из КХС, была выше точности конструкций, сделанных из титанового сплава. По тесту Шеффилда средняя величина краевого зазора составила для балочных конструкций из КХС 0,56+0,23 мм, из титана -0,73+0,26 мм.

При увеличении протяженности балочных конструкций из титана наблюдались более значительные краевые зазоры по сравнению с балочными конструкциями, изготовленными из КХС, как с полной фиксацией балки всеми винтами, так и по тесту Шеффилда. В зависимости от количества опор и соответственно протяженности балочной конструкции наблюдалось увеличение величины краевых зазоров. В том случае, если средняя величина

ю

краевого зазора балочных конструкций на 2-х опорах по тесту Шеффилда составила 0,325±0,02 мм для балочных конструкций из КХС и 0,34±0,03 мм из титана, то величина краевого зазора в зависимости от протяженности увеличилась для КХС на 4-х опорах - 35,64 %, на 6-ти опорах - 62,20%,; для титановых конструкций на 4-х опорах - 59,52 %, на 6-ти опорах - 66 %. Это показывает сложность литья балочных конструкций из титана в связи со значительной усадкой и требует дополнительного исследования пропорций паковочных масс, т.к. выявление оптимальных пропорций при определенных объемах металла может способствовать улучшению точности литья и краевого прилегания после литья.

При коррекции балочных конструкций с помощью водородной пайки уменьшение величины краевого зазора балочных конструкций по тесту Шеффилда составило 42,23%, но при этом максимально точный результат припасовки в 62,8% наблюдался у конструкций с меньшим количеством опор, а у конструкций на 6-ти опорах он составил лишь 36%.

Показатель краевого зазора при лазерной сварке балочных конструкций из КХС составил 0,25+0,05 мм, из титана - 0,21+0,06 мм. Следовательно, эффективность припасовки по данным исследования величины краевого прилегания при соединении частей балочной конструкции из КХС с помощью лазерной сварки превосходит соединение водородной пайкой на 21,4 %, и среднее уменьшение величины краевого зазора балочных конструкций после сварки составило 52,75%. При лазерной сварке балочных конструкций из титана величина краевого зазора уменьшилась на 72,4%. Согласно литературным данным уменьшение краевых зазоров балочных конструкций из КХС при водородной пайке составляет 37%, а при лазерной сварке - 59% [УеШеге Е1га, Р1его Ке1.$зег, 2004].

При припасовке балочных конструкций с помощью доливки металла

улучшение краевого прилегания при использовании воска для первичного

соединения соответствует результатам, полученным при коррекции с

помощью водородной пайки, т.к. уменьшение величины краевого зазора

11

составляет 43%. Тем не менее, при коррекции водородной пайкой балочная конструкция имеет ряд отрицательных предпосылок, связанных с применением припоя. Может возникнуть гальванизм за счет разнородности металлов, приводящий к аплергизации организма пациента и способствующий ускоренной коррозии протезной конструкции. Кроме того, при этом изначально образуется недостаточно прочное соединение в области шва протезной конструкции, которое имеет тенденцию к постепенному дополнительному ослаблению за счет коррозионных процессов в металле. Все выше перечисленные недостатки водородной пайки не относятся к соединению конструкций с помощью доливки металла, в чем и заключается преимущество данного вида коррекции. Но при первичном соединении частей балочной конструкции перед доливкой металла быстротвердеющей пластмассой величина уменьшения краевых зазоров составила лишь 18,46%, что является более чем в 2 раза меньше коррекции с помощью водородной сварки. Данные результаты исследования показывают, что при использовании быстротвердеющей пластмассы для соединения балочной конструкции доливкой металла точность конструкций значительно снижается за счет усадки металла при литье и пластмассы при полимеризации.

Следует отметить, что результаты коррекции балочной конструкции с помощью доливки металла имеют относительную точность, т.к. при заполнении просвета разреза воском или пластмассой требуется создание дополнительного объема для возможности протекания металла во время литья. Данный объем достаточно субъективно варьирует, и от него зависит степень точности протезной конструкции, т.к. во время остывания металлического сплава происходит усадка и стягивание частей конструкции, и чем больше объем металла в области соединения, тем ниже точность конструкции. Недостаточность объема доливаемого металла в месте разреза может привести к ненадежному соединению конструкции и к поломке протеза.

Результаты лабораторных исследований являются сопоставимыми с клиническими. При коррекции балочных конструкций из КХС с помощью водородной пайки сокращение краевых зазоров составило 47,5+7,37%, при лазерной сварке - 62,1+6,05% и при электроэрозионной обработке - 95+2,5%.

Увеличение количества фрагментов после распила приводит в дальнейшем к снижению точности вновь соединенных балочных конструкций. Так, при распиле в двух участках балочной конструкции из КХС на 6-ти опорах и соединении водородной пайкой среднее значение краевого зазора составляло 0,54+0,2 мм, а при распиле в 3-х участках -0,87+0,15 мм (разница - 39,7%). Такие же результаты имели место при лазерной сварке балочной конструкции из титана на 6-ти опорах, при распиле в двух участках краевой зазор составлял 0,26+0,1 мм, а в трех участках-0,54+0,14 мм (разница - 52%). Данные результаты являются свидетельством, что при добавлении одного шва увеличивается краевой зазор.

Увеличение краевого зазора является следствием локальных изменений в металле в области шва при лазерной сварке, что проявляется в стягивании консолидируемых частей балочной конструкции. Стоит отметить, что после фиксации на винты не было выявлено краевых зазоров у балочных конструкций.

Применение метода коррекции с сегментацией балочных конструкций в клинике и при их первичном соединении быстротвердеющей пластмассой для дальнейшего соединения лазерной сваркой, либо водородной пайкой приводит к более значительному снижению точности балочных конструкций. Согласно полученным данным по тесту Шеффилда было установлено, что быстротвердеющая пластмасса дает усадку и вызывает увеличение краевых зазоров балочных конструкций. В первый час наблюдается значительное увеличение краевых зазоров по тесту Шеффилда (в 7-8 раз) у конструкций, прошедших электроэрозионную обработку и имеющих плотное краевое прилегание. За второй час величина краевых зазоров увеличилась на 10-30 %, на протяжении 3 и 4 часов - на 6,5-14%, а в

13

течение следующих 8 часов увеличение составляло 3-7 %. Данная погрешность в результате усадки пластмассы дополнительно снижает точность балочных конструкций и приводит к увеличению напряженных участков в балочной конструкции.

При разрезе в одном участке и предварительном соединении воском средняя величина краевого зазора составила 0,34+0,13 мм, а при использовании быстротвердеющей пластмассы - 0,48+0,15 мм (разница -29%). При проведении опыта с тремя разрезами и предварительным соединением балочной конструкции воском средняя величина краевого зазора составила 0,38+0,13 мм, а при использовании быстротвердеющей пластмассы - 0,55+0,11 мм (разница - 31%). При коррекции протеза с увеличением участков разреза с 1 до 3 средняя величина краевого зазора по тесту Шеффилда увеличилась на 12,7 %.

Краевое прилегание протезных конструкций после коррекций, связанных с нарушением и сохранением целостности балочной конструкции, имело значительное различие. Согласно полученным данным по тесту Шеффилда уменьшение краевых зазоров после припасовки балочных конструкций с помощью электроэрозионной обработки, позволяющей сохранить целостность конструкции, составило 97%.

Это свидетельствует, что припасовка протезных конструкций с помощью электроэрозионной обработки позволяет достичь более высокого уровня точности по сравнению с коррекциями конструкций сегментацией и соединением водородной пайкой и доливкой металла (с восковым первичным соединением) на 56%, лазерной сваркой конструкций из КХС - на 45,6% и из титана - на 25%.

Однако, по литературным данным [Sartori Mattias, Ribeiro Ricardo et al., 2004] отмечается более низкий показатель эффективности электроэрозионной обработки протезных конструкций из титана, при котором уменьшение величины краевого зазора составило 82%.

Таким образом, коррекция ортопедических конструкций с помощью доливки металла улучшает краевое прилегание по точности сравнимой с водородной пайкой, но требует значительной затраты времени специалиста на подготовку балочной конструкции к литью, также сам процесс литья метала и последующая обработка протеза занимает немало времени. Коррекция с помощью лазерной сварки имеет более высокую точность, как правило, вначале фрагменты предварительно фиксируют лазерной сваркой и, определив полученную точность посадки, проводят окончательную фиксацию сварочным процессом. В настоящем исследовании хорошие результаты дала коррекция с помощью лазерной сварки для конструкций из КХС, при которой уменьшение величины краевого зазора по тесту Шеффилда составило 52,75 %, полученных после литья, а для протезов из титана - 72,3 %.

Припасовка балочных конструкций с помощью лазерной сварки, несомненно, существенно снижает напряженность посадки ортопедической конструкции и улучшает краевое прилегание протеза, но не является идеальным вариантом для получения пассивной посадки протеза с опорой на дентальные имплантаты. Достоинством лазерной сварки является скорость и простота манипуляций, что значительно сокращает затраченное время техника на коррекцию протеза, но при этом имеет более прогнозируемый результат, меньшие временные затраты (несколько минут) и большую точность по сравнению с водородной пайкой и доливкой металла. Электроэрозионная обработка является высококачественным методом коррекции балочных конструкций с опорой на дентальные имплантаты и обеспечивает в полной мере пассивную посадку балочной конструкции. В проведённом исследовании она обеспечила практически полную пассивную посадку балочных конструкций с отличным краевым прилеганием (рис. 1).

Уменьшение величины краевого зазора (%)

■ КХС(доливка металла)

» КХС(лазерная сварка)

* КХС(электроэрозионная обработка) 100 100

^ КХС (водородная пайка) ■ титан (лазерная сварка) - титан (электрозрозионная обработка)

'97,5

95,6 -

протез 2-х опорах

протез на 4-х опорах

протез на 6-ти опорах

Рис. 1. Уменьшение величины краевого зазора балочных конструкций.

Результаты исследования показали наличие изменений физико-механических свойств балочных конструкций при применении коррекции с нарушением целостной структуры ортопедических конструкций. Это в первую очередь связано с наличием соединительных швов, созданных методами водородной пайки, лазерной сварки и доливки металла. При соединении частей балочной конструкции водородной пайкой отмечалось более значительная величина микротвердости соединительного шва (на 7,39%), а при доливке металла - на 9,4% больше по сравнению со сплавом самой конструкции. Показатели микротвердости соединительных швов лазерной сварки для конструкций из КХС увеличились на 3,27%, а из титана - на 17,1% от показателя самого металла (рис. 2).

В исследовании автоматической системы Cresco при коррекции титановой балочной конструкции [Hakan Uysal, Cem Kurtoglu and et.2005]

лазерной сваркой были отмечено снижение прочности на изгиб соединительных швов на 33% и уменьшение микротвердости на 23,5 %..

■р

515,137

сплав (кхс) лазерная пайка (кхс) доливка сплав лазерная сварка металла (титан) сварка

(кхс) (кхс) (титан)

Рис. 2.Показатели микротвердости балочных конструкций из КХС и титана.

Спектральный анализ не обнаружил существенных изменений в пропорциональном содержании химических элементов до и после припасовок балочных конструкций лазерной сваркой и электроэрозионной обработкой. При исследовании титановых балочных протезов на долю титана пришлось 96 % химического состава. Изменения количества железа, меди, никеля и других элементов в процессе коррекции протезных конструкций несущественно в связи с тем, что общее их содержание в исследуемом материале не превышает 4%. Спектральный анализ балочных конструкций из КХС показал, что основными химическими элементами являются кобальт -63%, хром - 29%, вольфрам - 5% и кремний - 1%, на остальные химические элементы приходится всего 2%. Изменение количества содержания химических элементов в сплаве протезов после выполненных припасовок составляет для кобальта, хрома, вольфрама и кремния в пределах - 0,5-2% (табл.1). Схожие данные по спектральному анализу соединительных швов при коррекции конструкций лазерной сваркой приводятся в литературе [Дмитроченков А.П., Наумович С.А., Казак Н.С. 1998].

Табл. 1.

Содержание химических элементов балочной конструкции из КХС (А) и титана (Б).

Химический элемент Содержание (%)

Электроэрозионная обработка лазерная сварка Водородная пайка без коррекции

Со 63±0,1 62±1,4 60±3 63±0,8

Сг 29±0,5 27±0,9 28±2 29±0,4

\У 3,5±0,03 4,8±0,07 1±0,03 5±0,02

Мо 0,5±0,004 1,9±0,05 2,8±0,12 0,09±0,002

81 1±0,02 0,53±0,02 3,7±0,4 0,98±0,01

Си 0,1±0,05 0,018±0,007 0,01±0,009 0,03±0,003

Ие 0,3±0,002 0,39±0,05 1,5±0,3 1,2±0,09

А

Химический элемент Содержание (%)

Электроэрозионная обработка лазерная сварка без коррекции

Т1 96±0,6 95±1 96±0,3

Сг 0,078±0,003 0,027±0,07 0,034±0,001

Си 0,35±0,002 0,18±0,02 0,16±0,001

Ре 0,11±0,001 1,4±0,03 0,66±0,001

Мп 0,010±0,0006 0,0057±0,0001 0,0064±0,0004

№ 0,11±0,001 0,025±0,007 0,05±0,001

0,25±0,005 0,04±0,0008 0,0048±0,0001

Ъп 0,087±0,0005 0,18±0,007 0,22±0,001

Б

При коррекции балочных конструкций с помощью водородной пайки определялся в большей мере химический состав припоя, отличающийся от

самой конструкции, что является предпосылкой для гальванизма и коррозии в области соединительного шва.

При исследовании прочности балочных конструкций на изгиб соединительные швы показали снижение прочности: при лазерной сварке конструкций из КХС на 35±1,2%, при доливке металла - на 26±1,83%. Это доказывает, что соединение балочных конструкций с помощью доливки металла является состоятельным и превосходит прочность лазерного шва. Соединительные швы с помощью водородной пайки имели самый высокий показатель снижения прочности на изгиб - 45±2,63%. При лазерной сварке балочных конструкций из титана прочность соединительных швов незначительно уступает по прочности целостной конструкции на4,1±0,1%.

Согласно проведенным исследования после припасовки балочных конструкций происходит повышение значений микротвердости и понижение прочности на изгиб в области соединительных швов.

Следует отметить, что все показатели прочности на изгиб соединенных разными методами (лазерная сварка, доливка металла и водородная пайка) балочных конструкций значительно превышают максимально допустимое давление в трансверзальном направлении на остеоинтегрированный дентальный имплантат ( Мах.- 20 Н по данным ВгипБкл, 1999) (табл.2).

Таблица 2.

Исследования прочности на изгиб балочных конструкций.

сплав область исследования Ртах (Ньютон)

КХС неизмененный участок 434,7±7,75

шов водородной пайки 239,5±14

шов лазерной сварки 282±9,75

шов доливки металла 322,25±22,8

Титан неизмененный участок 332,12±8,9

лазерная сварка 318,5±8,12

Несмотря на замечание Thomas G. Ford [2003] по поводу ослабления прочности конструкции при ее разъединении, исследование показало, что все соединения при испытании оказались состоятельными, и сила, приложенная к соединительному шву, способная привести к его разрушению, несомненно, превышает показатели максимально дозволенного воздействия на стабильность самих дентальных имплантатов.

Таким образом, методики лазерной сварки (КХС и титан) и доливки металла (КХС) обеспечивают высокий уровень физико-механической надежности по данным настоящего исследования.

ВЫВОДЫ

1. По данным лабораторных исследований было установлено, что более точное литье имеет кобальтохромовый сплав по сравнению с титановым сплавом - на 23%. Было установлено, что увеличение протяженности балочных конструкций ухудшает их краевое прилегание. По сравнению с балочными конструкциями на 2-х опорах увеличение величины краевого зазора для конструкций из КХС на 4-х опорах составило 32% , на 6-ти опорах - 62%, для конструкций из титана на 4-х опорах - 59%, на 6-ти опорах - 66%.

2. По данным клинико-экспериментальных исследований электроэрозионная обработка показала наилучший результат уменьшения краевых зазоров по тесту Шеффилда (УКЗ) балочных конструкций - от 95 до 100%. Коррекция с помощью лазерной сварки показала также высокий результат эффективности (УКЗ для протезов из КХС - от 44 до 61%, для протезов из титана - от 58 до 75%), но уступала электроэрозионной обработке. Коррекции с помощью доливки металла (УКЗ - от 14 до 44 %) и водородной пайки (УКЗ - от 36 до 63%) оказались менее успешными при достижении улучшения краевого прилегания и обеспечения пассивной посадки протезной конструкции.

3. При выборе коррекции следует отдавать предпочтение электроэрозионной обработке, т.к. она обеспечивает наилучший результат краевого прилегания балочных конструкций (краевой зазор по тесту Шеффилда составил 0-0,04 мм). В случае невозможности использования данного вида коррекции следует воспользоваться сегментацией балочной конструкции с последующим соединением ее фрагментов с помощью лазерной сварки (краевой зазор по тесту Шеффилда составил 0,15-0,32 мм).

4. Было установлено, что коррекции балочных конструкций не вносят существенных изменений в химический состав металла (0,5-2%) и, следовательно, не изменяют его первоначальные свойства.

5. Исследование физико-механических свойств соединительных швов показало, что соединительные швы водородной пайки дали наихудшие результаты прочности (239,5±14Н), а соединительные швы, лазерной сварки балочной конструкции из титана имели наилучшие результаты (318,5±8,12Н), приближенные к целостной структуре (332,12±8,9 Н). При коррекции балочных конструкций с помощью электроэрозионной обработки характеристики прочности не изменяются, т.к. протез не подлежит сегментации.

Практические рекомендации

1. При наличии краевых зазоров в балочной конструкции следует избегать методик, связанных с нарушением целостности протеза, т.к. методики для его повторного соединения несовершенны и не обеспечивают в полной мере условий пассивной посадки балочных конструкций.

2. При коррекции балочных конструкций путем разреза и соединения следует стремиться к созданию минимального количества сегментов конструкции и соединительных швов, т.к. при увеличении их количества возрастает вероятность появления погрешностей.

3. Следует минимизировать объем полимерного материала в случае первичного соединения частей балочной конструкции, заменив его воском.

4. При использовании коррекции с помощью доливки металла необходимо использовать минимальное количество материала для первичного соединения (пластмасса, воск) в целях уменьшения возможных погрешностей после литья, и нужно обеспечивать достаточные по размерам ретенционные площадки на фрагментированных частях балочной конструкции для получения надежного соединения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Михаськов C.B. Материалы, связанные с вторичным соединением структурных элементов каркаса, с целью достижения пассивной посадки протезной конструкции.// Материалы I научно-практической конференции молодых ученых «Инновационная наука - эффективная практика». - М., 2010.-С. 152-154.

2. Гветадзе Р.Ш., Русанов Ф.С., Михаськов C.B. Исследование физико-механических характеристик протезных конструкций после их припасовки с использованием лазерной сварки и доливки металла.// Стоматология. - 2011. - №4. - С. 63-65.

3. Михаськов C.B. Эффективность припасовки балочных протезных конструкций с опорой на дентальные имплантаты при различных видах коррекций.// Материалы II научно-практической конференции молодых ученых. «Современные технологии в экспериментальной и клинической стоматологии». - М., 2011. - С. 156-158.

4. Гветадзе Р.Ш., Михаськов C.B. Определение эффективности припасовки балочных конструкций с опорой на дентальные имплантаты с помощью водородной пайки, лазерной сварки, доливки металла и электроэрозионной обработки// Стоматология. - 2011. - №6. - С. 44-46.

Подписано в печать: 19.08.2011 Объем: 1,5 усл.п.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 456 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, Страстной бульвар, 6/1 (495) 978-43-34; www.reglet.ru