| Главная » Статьи » Ортопедия |
5.Кобальто-хромовые сплавы под обжиг керамики?
Кобальто-хромовые сплавы под обжиг керамики?
Общие сведения
Кобальто-хромовые сплавы относятся к группе сплавов неблагородных металлов [5,15]. Первый кобальто-хромовый сплав, который был применен в стоматологии в 30-е годы, был сплав, применяемый в медицинской имплантологии, где он он уже зарекомендовал себя клинически [7]. Это сплав стал использоваться в бюгельной технике и вытеснил из этой области сталь. В зуботехнической терминологии слово "сталь" стало синонимом бюгельных сплавов на кобальто-хромовой базе. Это название вводит в заблуждение, так как под сталью подразумеаются углеводосодержащие сплавы железа. Часто встречающееся название "хромо-кобальтовый сплав" тоже неправильное, так как в этом случае по определению речь должна идти о сплавах на базе хрома. Но это сплавы на базе кобальта.
Наряду с использованием в качестве бюгельных сплавов кобальто-хромовые сплавы, например, Виробонд (БЕГО) могут применяться для каркасов коронок и мостов для керамического покрытия. Акриловое покрытие кобальто-хромовых сплавов имеет в общем более высокие показатели связки, чем покрытие на сплавах благородных металлов.
Сплавы неблагородных металлов в среде зубных врачей и техников имеют плохую репутацию. На этот счет приводятся такие аргументы: плохо поддаются обработке, имеют недостаточные химические и биологические свойства. Эта поляризация доходит до того, что только сплавы с высоким содержанием золота принимаются во внимание, свойства которых, однако, переносятся напрямую и на другие сплавы благородных металлов (на базе палладия или серебра, а также с низким содержание золота). Из-за этого возникает искаженное представление, которого не заслуживают сплавы неблагородных металлов.
 (+) - подходит, (0) - возможно, (-) - не подходит
*имеется в виду чистый титан, сплавы титана используются в целом очень редко
Таблица 1. Сопоставление различных показаний сплавов благородных и неблагродных металлов.
Таблица 1 дает обзор применения сплавов благородных и неблагородных металлов. Классификация основывается на материаловедческих, зуботехнических, эстетических и экономических аспектах. Она не претендует на полноту или сложившееся научное мнение, однако, должна показать, что нет ни одной группы сплавов, которая бы в одинаковой мере хорошо соответствовала всем показаниям. С другой стороны, в группах сплавов благородных и неблагородных металлов есть соотвествующие алтернативы. Бессмысленно отдавать первенство какой-либо группе по наличию большего числа "крестиков", так как врач в зависимости от показания должен принимать решение, какой сплав он использует. Вопрос состоит не в том, нужно ли исключительно все реставрации делать из одного сплава, а в том, какая группа сплавов наиболее подходит для данной реставрации в зависимости от конкретного медицинского случая.
Состав
 Таблица 2. Функции компонентов кобальто-хромового сплава Виробонд С под обжиг керамики
Таблица 2 показывает состав сплава Виробонд. Хром и молибден являются важнейшими элементами, обуславливающими коррозионные свойства. О никелиево-хромовых сплавах известно [13], доля хрома должна составлять минимум 20%, чтобы эти сплавы были коррозионно устойчивы и, тем самым, биосовместимыми. Хром защищает благодаря образованию механически и химически стабильных слоев оксида лежащий под ним металл. Это можно сравнить с покраской садовой изгороди, которая защищает металлическую ограду от доступа воздуха, воды и кислот. Разумеется, требуется достаточное количество краски, чтобы образовался действительно защитный слой. В случае со сплавами неблагородных металлов хром является такой "краской", а его концентрация соответствует количеству краски. В стандарте DIN 13 912 1996[3] требуется минимальное содержание хрома 20%. Кроме того, требуется, чтобы формула "содержание Cr + 3,3* (содержание Mo + 0,5* содержание W)" должна достигать показателя более, чем 30 (Виробонд С : 54,05).
Благодаря доле углевода менее 0,02% обеспечивается, что при лазерной сварке не происходит выделение карбида, что могло бы привести к охрупчиванию по краям сварочного шва. Это влекло бы за собой опасность разрушения.
При производстве сплавов используются особо чистые исходные металлы. Но 100%-но чистых металлов не существует. Так например платиновые руды могут быть насыщены палладием, а иногда и никелем, кобальт встречается в соединении с никелем (и наоборот) и т.д. Полное разделение элементов никогда невозможно. В соответствующих стандартах [3,4] предписывается максимальное содержание никеля в размере 0,1%. В случае содержания никеля более 0,1% требуется соответствующая ссылка. Сплавы с содержанием никеля менее 0,1% могут называться безникелиевыми сплавами. Утверждение о том, что кобальто-хромовый сплав абсолютно не содержит никеля, было бы по существу неправильным и может использоваться только в маркетинго-техническом аспекте. На примере Виробонд С знаком СЕ гарантируется, что содержание никеля составляет ниже 0,1%.
Если протез из кобальто-хромового сплава весит 10 г (большой мост, бюгель), в нем будет содержаться максимум 0,07 г (=70 мг) никеля. Но он ведь не весь находится на поверхности сплава, а равномерно распределен во всем протезе. Исходя из того, что никель (что лишь возможно вероятно, хотя никель более благородный металл, чем кобальт) точно также сильно будет высвобождаться из сплава, как и кобальт, то освобождение никеля будет составлять ок. 0,00003 мг/см2 (0,03 mg/см2 ) в течение первой недели и затем будет постоянно падать. Если сравнить это с ежедневным приемом в пище в размере ок. 0,19 - 0,90 мг (190 - 900 mg), то токсикологическое или аллергенное воздействие вряд ли представляется возможным. А при использовании сплава под обожженное керамическое покрытие отрытая площадь сплава значительно сокращается.
Зуботехническая обработка и механические характеристики
Виробонд С может использоваться под керамическое покрытие коронок и мостов. Зуботехническая обработка кобальто-хромовых сплавов оценивается как более трудоемкая по сравнению с обработкой золотых сплавов. Это выражается также и в несколько повышенных расходах на необходимые инструменты. Из-за этому выигрыш в цене на сплав частично теряется.
Но это мнение довольно относительно. При покрытии каркасов различие трудоемкости обработки под керамику золотых и кобальто-хромовых сплавов не такое уж большое. При изготовлении полнолитых(цельнолитых) коронок более сложная обработка кобальто-хромовых сплавов бьет по карману.
 Рис.1. Чрезмерно оксидированная поверхность сплава Виробонд С из-за слишком горячей паковочной массы.
Рис.1 показывает поверхность Виробонд С после неправильной отливки. Причиной чрезмерной оксидации было или литье при слишком высокой температуре или использование слишком горячей паковочной массы. Оба фактора приводят к реакции расплавленного металла с паковочной массой и/или с воздухом. Такая поверхность действительно требует значительной по времени и расходу материала обработки. Но это обусловлено свойствами материала, а неправильной его обработкой. Поэтому рекомендуется строго следовать рекомендациям по работе с материалом. Каждый сплав имеет свои особенности, которые следует учитывать. Это относится как к сплавам благородных, так и неблагородныхметаллов.
Соответствие материала для покрытий
На основании более высоко находящегося интервала плавления сплавы неблагородных металлов в общем более теплостойки, чем золотые сплавы. В этом отношении особенно чувствительны безпалладиевые золотосодержащие сплавы, так как палладий, кроме прочего, отвечает за теплостойкость. Под теплостойкостью понимается способность сплава не деформироваться даже при высоких температурах (немного ниже точки солидуса), то есть вытягиваться под собственной тяжестью.
Виробонд С, имеющий коэффициент термического расширения 14,2 [10-6 * K-1], наилучшим способом подходит для широко используемой керамики, например, Омега 900. Эта керамика вследствие низкой температуры обжига хорошо подходит безпалладиевых золотосодержащих сплавов. Экспериментальные испытания показывают, что можно получить достаточно высокую прочность связки (рис.2). Клинически удовлетворительными признаны на основании так называемого теста Schwickerath [10] полученные показатели прочности связки Scher в размере 25 мРа. Эти показатели Виробонд С были превзойдены многими керамистами, в том числе после повторного литья.
Несколько более высокие показатели БиоПонтоСтар, сплава с высоким содержанием золота под обжиг керамики (состав: Au87,0Pt10,6Zn1,5In0,3Rh0,2Mn0,2Ta0,2), можно в основном рассматривать как положительные, но не могут иметь, однако, клинической важности. При акриловых покрытиях сплавы неблагородных металлов в общем имеют лучшие показатели по сравнению со сплавами благородных металлов.
 Рис.2. Прочность связки Scher сплава Виробонд С с керамиками Finesse и Омега 900 (также и после многократного литья) и сплава БиоПнтоСтар с массами Омега 900. Линия, закрашенная красным показывает значение 25 мРа, считающееся клинически актуальным.
Коррозия
Как уже пояснялось в составе сплава, хром и молибден важны для коррозионной устойчивости. Ее проверяют с помощью иммерсионного анализа. Для этого испытуемые объекты подвешиваются в раствор хлорида натрия и молочной кислоты (по 0,1 mol/l) и оцениваются соответствующим методом (например, спектроскопией атомарной абсорбции, AAS) по количеству ушедших в раствор частиц сплава.
Определенные количества ионов можно затем сравнивать с другими сплавами [16, 17]. Путем сравнения коррозионных показателей сравнимых и клинически зарекомендовавших себя сплавов можно делать заключения о поведении испытуемого сплава. Этот метод исследования подходит поэтому в качестве предклинического теста отсева.
Выясняется, что кобальто-хромовые сплавы имеют отдачу ионов несколько выше, чем золотые сплавы, но сохраняют, однако, одинаковый порядок величин. Известно, что зуботехническая обработка как литье [2], шлифовка [8,9] или обжиг керамики [1,11,14] могут повлиять на коррозионное поведение стоматологических сплавов. В случае с кобальто-хромовыми сплавами такие влияния относительно малы. Это означает, что речь идет об очень прочных сплавах.
На рисунке 3 и в таблице 4 показана в течение семи дней кумулированная отдача ионов сплава с высоким содержанием золота БиоПонтоСтар и Виробонд С. В самом первом ряду показана отдача ионов испытуемых объектов из БиоПонтоСтар, поверхность которых была несколько обструена. Здесь наблюдается наиболее высокая отдача ионов. Шлифовка силициумкарбидной бумагой 1200 (что приблизительно соответствует воздействию от зуботехнической полировки) отдача ионов падает до уровня 30. Рекомендуемая обработка кислотой (третий ряд) еще уменьшает наполовину отдачу ионов. Это свидетельствует о том, что именно зубной техник несет большую ответственность за коррозионное поведение, а следовательно, и за биосовместимость!
Были сравнены отшлифованные поверхности Виробонд С. Шлифовкой силициумкарбидной бумагой 1200 поверхность была снята на один "зуботехнический порядок величин", т.е. доведена до металлического глянца, но не на 100 mm, как этого требуют предписания по коррозионному испытанию. Меньшее снятие дает тенденционно более высокие показатели, которые с учетом зуботехнической повседневной практики, однако, являются более реалистичными. Выясняется, что Виробонд С при кипячении в воде или обструивании паром не демонстрирует меньшей отдачи ионов. Это допускает заключение, что поверхность достаточно пассивирована. При сравнении коррозионных показателей обоих сплавов выясняется, что наблюдаются более низкие отдачи ионов. Имеют ли еще более низкие показатели клиническую важность или представляют больше академический интерес, это - спорный вопрос.
 Рис.3. Отдача ионов сплава БиоПонтоСтар и Виробонд С после различных видов обработки поверхности
 Таблица 4. Отдача ионов у сплавов БиоПонтоСтар и Виробонд С после различных видов обработки поверхности
Биосовместимость
Основные составные части кобальто-хромовых сплавов, кобальт, хром и молибден - существенные элементы [12]. Поэтому их принципиально удобнее классифицировать как элементы, не имеющие никакой функции в человеческом организме. Для существенных элементов организм располагает различными путями расщепления и переработки. Необходимо обозначить предельные величины, ниже которых не наступает побочных эффектов. Такие предельные величины являются, однако, чрезвычайно индивидуальными и могут в отдельных случаях находиться очень низко, так как существуют доказанные случаи аллергии к кобальту, хрому и молибдену. Но в литературе нет сведений о том, что кобальто-хромовые сплавы явились причиной аллергии. Подтверждением этому служит многолетнее применение кобальто-хромовых сплавов для бюгельных протезов. Сплавы этого типа были полоительно оценены еще в 1936 году. Имеется, таким образом, клинический опыт, более длительный, чем опыт применения золотосодержащих сплавов под обжиг керамики.
Аллергии часто устанавливаются в ходе "теста-заплатки". Здесь следует подчеркнуть, что этот тест способен сам по себе вызвать повышенную чувствительность. Поэтому он, например, в Норвегии разрешен лишь в случае обоснованного подозрения. Кроме того, возникает проблемы подходящих испытательных веществ. Для некоторых элементов их еще не существует, для других выбор неподходящих испытательных веществ может привести к неправильным выводам. Необходимо хромовые сплавы (в стоматологии) тестировать только солями хрома, где хром находится в стадии оксидации +III. Если используются дихроматы (хром имеет здесь стадию оксидации +IV и действует как сильный окислитель), то с высокой вероятностью можно получить ошибочные результаты. Во время коррозионного процесса из стоматологического сплава освобождается хром в стадии оксидации +III. Во избежании неверных диагнозов необходимо, чтобы "тест-заплатки" проводился только обученными для этого специалистами (дерматологами, аллергологами), так как даже считывание результатов требует знания и опыта. Во время опыта с морскими свинками (модифицированный тест Бюлера) в одном независимом исследовательском институте было показано, что аллергенный потенциал сплава Виробонд С не обнаружен, то есть его опасность очень мала. Это подтверждается имеющимся у производителя (БЕГО) сертификата о биосовместимости.
В этом сертификате подтверждается также не обнаруженная цитотоксичность. Для подтверждения этого испытуемые объекты помещаются в питательную среду, которая разбавляется затем 100%-но и (30,10,3%-но) смешивается с клетками (фибробласты мышей, которые подобны по своей реактивной способности слизистой рта) (Рис.4). Затем активность клеток определяется измерением концентрации добавленного красителя, который остается только в живых клетках. Если в 30% элюатов активность клеток снижается на 30%, речь идет о цитотоксичном эффекте. Виробонд С как и БиоПонтоСтар не дают цитотоксичных эффектов. Риск возникновения локально токсичных явлений поэтому оценивается как маловероятный.
 Рис.4. Результаты испытания на цитотоксичность сплава Виробонд С. Показана активность клеток, измеренная путем относительной абсорбции красителя ХТТ (натриевая соль тетразолиумной кислоты)
Систематически токсичные реакции, поражающие весь организм, исключаются на основании низких коррозионных показателей и факта, что в случаях с отдачей ионов речь идет о существенных элементах, и эти реакции в стоматологической литературе не описаны.
100%-ной безопасности в принципе нет ни для одного сплава или в общем ни для какой области стоматологии. Но остаточный риск относительно сплава Виробонд С оценивается исключительно незначительно.
Зубной техник имеет дело со сплавами не только в виде твердых брусочков для литья или в виде протезов. При литье и шлифовке он контактирует с парами и пылью. Все это он вдыхает в легкие. В стальной промышленности известно, что никель, кобальт и хром вызывают проблемы со здоровьем.
Но здесь нужно учитывать количественные показатели. Для оценки имеет значение в каких масштабах производится литье, в тоннах или граммах. Но то, что относительно этих элементов достаточно хорошо исследовано, по отношению к сплавам благородных металлов неизвестно. На основании неизвестности токсических реакций делать заключение, что их нет, невозможно. Лучше в собственных интересах следить за тем, чтобы при обработке сплавов благородных металлов (а также других стоматологических материалов!) вдыхалось как можно меньше шлифовальной пыли. С другой стороны, нельзя обойтись без критики ядовитости пыли с токсичным воздействием стоматологических сплавов. Здесь нужно учитывать вид и величину частиц, их химическое состояние (ионы, пыль…) и место резорпции. Игнорирование этих параметров ведет к неверным выводам, что уже в 1909 году было признано GADAMER [6].
Выводы
Очевидно, что кобальто-хромовые сплавы как Виробонд С представляют собой альтернативу сплавам с высоким содержанием золота (например, БиоПонтоСтар) (Таблица 1 и 5). В части Коррозии и биосовместимости обе группы являются однотипными. С механической точки зрения (модуль эластичности, термопрочность, теплопроводность) Виробонд С превосходит сплавы с высоким содержанием золота. Что касается цены, перимущество снова имеют кобальто-хромовые сплавы. Оба сплава, как и обе группы сплавов, имеют достаточно высокую прочность связки Scher. Экспериментальные результаты показывают более высокие результаты у золотых сплавов, хотя имеет ли это клиническое значение, вопрос спорный.
 *относительно сплавов с высоким содержанием золота. Относительно в сплавах с содержанием палладия и сплавах с содержанием серебра.
**учитывалась значительно более низкая цена материала, а также более высокие трудовые затраты относительно сплавов неблагородных металлов.
Таблица 5. Сравнение сплавов с высоким содержанием золота и кобальто-хромовых сплавов
С ув. Ваш стоматолог МОВА А.В.
 ХОТИТЕ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ?ЗАХОДИТЕ В РАЗДЕЛ "СТАТЬИ ОРТОПЕДИЯ"
| |
| Просмотров: 5452 | |
| Всего комментариев: 0 | |