Диоксид циркония — 2 поколение: высокая прочность, полупрозрачность и хорошие эстетические качества

Саша Крамер фон Клаусбрух профессор, д.м.н.
Саша Крамер фон Клаусбрух профессор, д.м.н.

После того, как диоксид циркония был впервые представлен на рынке как высококачественный материал для реставрации зубов, его функциональные свойства были полностью изучены и испытаны. Однако за это время возросли требования врачей и пациентов. Даже такие сложные конструкции, как протяженные и полные мостовидные протезы и протезы на имплантатах, изготовленные из диоксида циркония, должны обладать высокой прочностью на изгиб и сопротивляемостью к разрушению, а также долговечностью. Перечисленные свойства крайне необходимы в тех ситуациях, когда к материалу в условиях постоянных нагрузок при длительном использовании предъявляются требования безопасности и надежности.

Использование диоксида циркония в качестве каркасного материала с высокими эстетическими свойствами для изготовления керамических виниров и полных монолитных и функциональных реставрационных элементов основано на его высокой прозрачности и возможности окрашиваться в естественный цвет. Для получения диоксида циркония с максимально выраженными исключительными свойствами и создания с его помощью основы для высококачественной и прочной реставрации необходимо использовать не только наиболее подходящее для этих цепей сырье, но и тщательно контролировать все этапы процесса «прессование — термическая обработка — спекание».

Заготовки-диски ZENOSTAR ZR TRANSLUCENT (рис. 1) компании WIELAND (Германия) из инновационного материала — диоксида кремния — пользуются успехом на рынках многих европейских стран. В России продукцию WIELAND эксклюзивно представляет компания UNIDENT. Заготовки-диски ZENOSTAR ZR TRANSLUCENT можно использовать для изготовления как высокоэкономичных монолитных коронок и мостовидных протезов, так и эстетических каркасов для отдельных керамических виниров. Цель опытно­конструкторской работы — объединить физические свойства «белого» диоксида циркония ZENOTEC Zr Bridge со способностью проверенного полупрозрачного диоксида циркония ZENOTEC Zr Bridge translucent пропускать свет. Заготовки-диски ZENOSTAR ZR TRANSLUCENT выпускаются в четырех основных оттенках, что позволяет использовать стандартные методики окрашивания для получения всех 16 VITA A-D оттенков и четырех отбеленных оттенков с помощью ZENOSTAR ART module (набор красителей, WIELAND) и MAGIC GLAZE (напыление глазури, WIELAND).

Рис. 1 ZENOSTAR ZR TRANSLUCENT светлый, средний, белый и насыщенный
Рис. 1 ZENOSTAR ZR TRANSLUCENT светлый, средний, белый и насыщенный

Физические свойства

С того момента, как диоксид циркония был впервые представлен на рынке как высококачественный керамический материал для применения в стоматологической практике, его физические свойства значительно улучшились. В частности, повысилась прочность материала на изгиб, главным образом за счет изменения исходного сырья и оптимизации процессов прессования и спекания.

Как отображено на рисунке 2, средняя прочность на изгиб заготовок-дисков WIELAND повысилась с 1 000 МПа в 2005 году до 1 400 МПа в настоящее время, что составляет приблизительно 40%. Это означает, что материал для интраорального применения стал более безопасным и прочным. Не последнюю роль в качестве циркониевых материалов играет процесс прессования. Поэтому компания WIELAND инвестирует средства в последнее поколение автоматических высокопроизводительных прессов. Такой гидравлический пресс весом более 20 т предназначен для производства циркониевых заготовок-дисков и способен создавать давление до 150 т. В настоящее время это один из наиболее мощных осевых прессов, применяющихся в производстве стоматологических материалов (рис. 3).

Рис. 2 Изменение прочности на изгиб заготовок-дисков из диоксида циркония с 2005 года до настоящего времени
Рис. 2 Изменение прочности на изгиб заготовок-дисков из диоксида циркония с 2005 года до настоящего времени
Рис. 3 Мощный автоматический гидравлический пресс
Рис. 3 Мощный автоматический гидравлический пресс
Рис. 4 Принцип одноосного прессования
Рис. 4 Принцип одноосного прессования

Для получения заготовок исключительно гомогенной плотности давление на керамический порошок создается с обеих сторон, при этом верхний и нижний штампы работают с высокой точностью и управляются абсолютно независимо друг от друга (рис. 4).

Контроль качества до и после завершения каждого этапа производства гарантирует получение безопасного, биосовместимого и прочного материала. Каждая заготовка-диск взвешивается и измеряется, а затем обрабатывается в соответствии с конкретным коэффициентом расширения, что позволяет получить материал с идеальной совместимостью. Температура спекания заготовок ZENOSTAR ZR TRANSLUCENT снижена до 1 450 °С. Это позволяет одновременно спекать полупрозрачные и «белые» материалы. Использование модифицированного порошка и снижение температуры спекания производит дополнительный положительный эффект, заключающийся в повышении долговечности конечного продукта.

Абразивные свойства

Результаты исследования, проводившегося в Цюрихском университете (Ставарчик Б.; Оскан М.: «Изучение абразивных свойств различных материалов для стоматологической практики», отделение стоматологических материалов, Цюрихский университет, 2010 год) показали, что главную роль в абразивном истирании зубов-антагонистов играет не столько плотность циркониевых реставрационных материалов, сколько шероховатость их поверхности. На рисунке 5 отображены результаты изучения абразивного истирания тканей естественных зубов-антагонистов.

Рис. 5 Абразивные свойства различных материалов по отношению к зубной эмали (по данным Ставарчик и Оскан; в стадии подготовки)
Рис. 5 Абразивные свойства различных материалов по отношению к зубной эмали (по данным Ставарчик и Оскан; в стадии подготовки)

В данном исследовании использовали испытательную установку, которая позволила создать до 1,2 миллионов жевательных циклов и изучить свойства различных реставрационных материалов в водной среде при различной температуре. Полированный диоксид циркония обладал такими же абразивными свойствами, что и естественная зубная эмаль, в то время как виниры из полированных неблагородных металлов (кобальт-хром-молибденовый сплав) и диоксида циркония истирали зубы- антагонисты в большей степени.

Внешний вид

Для оценки прозрачности материала используется спектрофотометр, который измеряет светопропускающую способность образца. Следует отметить, что светопроницаемость или прозрачность линейно зависят от толщины материала. Это означает, что сравнению подлежат образцы материалов одинаковой толщины, прошедшие одинаковую обработку поверхности, при условии использования одинаковых методов исследования. Изменение светопроницаемости циркониевых заготовок-дисков WIELAND с 2005 года до настоящего времени отображено на рисунке 6. Светопропускающая способность современных заготовок-дисков ZENOSTAR ZR TRANSLUCENT pure возросла более чем на 60% по сравнению с «белыми» заготовками 2005 года. Такая способность пропускать свет при условии применения тонирующей системы ZENOSTAR позволяет получать монолитные реставрационные материалы, полностью соответствующие естественным оттенкам зубов.

Рис. 6 Изменение светопроницаемости циркониевых заготовок-дисков с 2005 года до настоящего времени
Рис. 6 Изменение светопроницаемости циркониевых заготовок-дисков с 2005 года до настоящего времени

Методика окрашивания ZENOSTAR

Рис 7 Поэтапное изготовление реставрационного элемента
Рис 7 Поэтапное изготовление реставрационного элемента

На рисунке 7 отображен поэтапный процесс создания полной анатомической реставрации с помощью системы ZENOSTAR. Вначале с помощью программы компьютерного моделирования CAD создают модель полной реставрации. Затем монолитный реставрационный элемент обрабатывают на мини-фрезерном станке ZENOTEC TI или ZENOTEC, используя боры до 0,3 мм для особо тщательной обработки фиссур, и спекают при высокой температуре в печи для спекания.

На следующем этапе поверхность циркониевого реставрационного элемента полируют. Это необходимо для того, чтобы он не истирал зубы-антагонисты (рис. 5). Наконец, с помощью системы MAGIC GLAZE напыляют глазурь, которая идеально наносится на отполированные поверхности циркониевых реставрационных элементов. Для придания реставрационному элементу естественного оттенка используют ZENOSTAR ART module.

На рисунке 8 отображены типичные результаты описанного выше применения системы тонирования ZENOSTAR для создания VITA-оттенков А1, D2 и ВЗ.

Заключение

Оптимизация исходного сырья и параметров производственного процесса позволяет получать заготовки-диски ZENOSTAR ZR TRANSLUCENT из диоксида циркония, обладающего отличными физическими и эстетическими свойствами. Из таких заготовок можно создавать полные реставрационные элементы, обладающие мягкими абразивными свойствами по отношению к зубам-антагонистам, и каркасы, предназначенные для эстетического керамического винирования. Набор керамики ZENOFLEX DIMENSION, ZENOSTAR ART Module и MAGIC GLAZE для напыления глазури позволяют создавать эстетические и функциональные реставрации из диоксида циркония.

Рис. 8 VITA-оттенки A1, D2 и B3
Рис. 8 VITA-оттенки A1, D2 и B3

Для получения дополнительной информации о продукции WIELAND в Новосибирске можно обращаться в компанию «ЮНА»: 8 (383)227-71-718, www.una-nsk.ru