Конструкционные материалы изучает стоматологическое материаловедение. Наука постоянно ведет поиск новых веществ, композитов, сплавов, которые позволят создавать более эффективные, эстетичные и качественные протезы.

Выделяют два основных типа материалов:
- основные или конструкционные;
- вспомогательные.

Рассмотрим первую группу, в которую входит все, непосредственно используемое для создания протезов. 


Общие особенности

В группу основных входят следующие материалы:
- металлы и сплавы;
- пластики;
- фарфор;
- ситаллы.

При реставрации дефектов зубов и челюстей необходимо добиться от протеза сочетания противоречивых качеств: прочности, эстетики природных единиц, безопасность.


Металлические изделия обладают высокой прочностью, используемые сплавы отлично сопротивляются изгибающим нагрузкам, сжимающим, истиранию. Конкретные значения зависят от типа металла, наилучшим является титан. Используют его повсеместно, в том числе для изготовления крепежа, как винты клинические.

Эстетику передать сплавы не могут, так как совершенно непрозрачны, даже если снаружи покрываются облицовкой, реставрация выглядит далекой от совершенства. Металлы так же просвещаются через менее плотные поверхности, как десна, потому имплантаты из металла будут заметны при пристальном взгляде или некоторых углах обзора.


Безопасность гарантируется использованием строго определенных марок и сплавов, которые не вызывают аллергических реакций, не выделяют потенциально опасные соединения.

Применяемые материалы так же обладают следующим набором параметров:
- коррозийная стойкость. Во влажной среде, под действием активных веществ слюны и пищи, ферментов, материалы сохраняют свою структуру и свойства;
- приживаемость. Контакт с живой тканью не вызывает отторжений, за исключением индивидуальной непереносимости клиента;
- простота обработки. Обычно подбираются вещества, которые проще и дешевле обработать, что упрощает изготовление компонентов конструкций. Однако, не все металлы легко поддаются воздействиям, например, титан требует наличия мощного оснащения (фрезерные станки) и установки определенных режимов резания.


Металлы

Металлы представляют собой группу элементов, которые отличаются от прочих групп веществ. 

Они обладают такими переменными, как:
- высокая электропроводность;
- ковкость;
- высокая теплопроводность;
- блеск поверхности при соответствующей обработке;
- полная непрозрачность;
- пластичность.

Данные аспекты свойственны и черным, и цветным металлам, которые используются в стоматологии. Черные имеют темно-серый окрас, твердость, температура плавления и плотность у них высокие.


Цветные светлые (красные, желтые, белые), пластичнее черных, менее твердые, температуры плавления обычно ниже.

Цветные принадлежат к одной из групп:
- легкие;
- тяжелые.

В первый класс входит литий, барий, бериллий, калий, натрий, магний, кальций, алюминий. Они отличаются малой плотностью в диапазоне 0,53-3,5. К группе тяжелых причисляют цинк, олово, медь, никель, свинец. Плотность этих металлов составляет от 7,14 до 11,34. Титан входит в группу легких, его плотность выше – 4,5.


Отдельно из цветных выделяют редкоземельные и благородные. 

Эти металлы делят на три класса по структуре кристаллической решетки:
- наиболее распространена кубическая объемно-центрированная
(ванадий, хром, молибден);
- кубическая гранецентрированная (свинец, медь, никель);
- гексагональная плотноупакованная (цинк и титан).

Сплавы

Для получения сочетания необходимых характеристик, которые не способен дать один металл, создают сплав из нескольких. Существуют не только металлические сплавы, но и неметаллические. Первые обязательно включают металл или несколько, либо неметалл и металл, вторые состоят из таких веществ, как ситаллы, стекло и фарфор.


В зависимости от числа компонентов, разделяют сплавы на следующие группы:
- бинарный, если в состав входит 2 элемента;
- тройной – если 3.

И так далее по аналогичному принципу.


Взаимодействие атомов в сплаве может проходить по нескольким сценариям. Некоторые составляющие при сплавлении сохраняют вид и характеристики зерен структуры – это механические смеси. Если частицы растворились друг в друге, то это твердые растворы. К последней группе относится большинство стоматологических сплавов, в том числе золотых.

Еще одним методом классификации является разделение по
температуре плавления:
- легкоплавкие – до 300 градусов;
- тугоплавкие благородные – до 1100;
- тугоплавкие неблагородные – более 1200.

Благородные

К данной группе, согласно стандарту ИСО 8891-98, принадлежат сплавы с содержанием золота или платины в пределах 25-75%. Помимо платины может использоваться осмий, рутений, иридий, родий, палладий. Эти сплавы востребованы благодаря высокой устойчивости к коррозии.


Для создания протезов используют:
- 900-916 проба, в котором 91% золота. Этот вариант используется для литья коронок и мостов, температура плавления его 1050 градусов;
- 750 проба с 75% золота. На основе этого материала выпускаются базисы съемных систем и плакировка для фарфоровых коронок. Температура плавления аналогична предыдущему сплаву;
- при наличии платины в составе создаются сплавы с 75 или 60% золота. Это основа для каркасов бюгельных протезов, замков съемных систем, полукоронок, вкладок;
- 750 проба с температурой плавления 800 градусов включает около 75% золота. Полученный материал используют в качестве припоя.

Существует разграничение золотых сплавов на 4 группы по прочности: низкой, средней, высокой и сверхвысокой. Первые подходят для создания одноповерхностных вкладок. Высокопрочные подходят для выпуска литых штифтов, мостов небольшой длины, коронок, вкладок и накладок. Сверхпрочные актуально использовать для создания штифтов, культей, мостов, кламмеров и съемных систем.

Платина используется для создания коронок и штифтов, крампонов, а фольга из металла задействуется в процессе создания вкладок, коронок.

Серебро применяют для вкладок, коронок и мостов.

Неблагородные

Стоматологи используют в качестве основы для сплавов
несколько видов неблагородных металлов:
- железо;
- тантал;
- хром;
- ниобий;
- кобальт;
- алюминий;
- никель;
- титан;
- медь.

При протезировании в России часто используют хромоникелевую нержавеющую сталь. Однако, никель в составе не является биосовместимым, так как часто выступает в качестве аллергена. Тем не менее, материал подходит для выпуска литых компонентов конструкций, кламмеров, мостов, коронок и различных ортодонтических аппаратов. Наиболее распространена марка 1Х18Н9Т.

Часто применяются кобальтохромовые (углеродосодержащие) стали и кобальтхромомолибденовые (не содержащие углерод) сплавы. Это обширная группа, которая часто задействуется для выпуска мостов, коронок, базисов съемных структур и их замков. Основное преимущество этого материала в том, что он прекрасно льется, имеет минимальную усадку, что позволяет получить высокую точность готовых компонентов.

Титан используется в двух формах: либо чистый
металл, либо в составе сплава (6% алюминия, 4% ванадия).

Подходит вещество для выпуска имплантатов, коронок, мостов, базисов бюгельных систем. Так же из металла часто изготавливается инвентарь и инструмент для техников, в этом случае используются марки ВТ6Л, ВТ5Л, ВТ1Л.


Для создания протезов применяют другие марки:
- никелид титана;
- ВТ1-00;
- ВТ1-010;
- ВТ1Л;
- ВТ5Л;
- Ti-6AG-4V;
- 6ЛВТ3-1.

Еще один вариант применения – это добавление в пластики и лаки, которые используют стоматологи. Для этого задействуется белый порошок двуокиси титана.

Выпуск изделий путем литья из титана – это сложный процесс, так как металл имеет температуру плавления около 1670 градусов. Из-за этого проявляется значительная усадка, что сокращает точность готовых реставраций. Добиться приемлемых показателей позволяет литье в вакууме, либо в среде инертных газов.

Еще один недостаток титана в том, что в расплавленном состоянии он часто вступает в реакции с формой для литья. Это приводит к появлению на участке перехода "расплав-форма" слоя окалины на отливке. Из-за данной проблемы ухудшается прилегание компонента, кроме того, часто отливки имеют пористую структуру.

Современные методики позволяют эффективно работать с любым веществом, но процессы и выбор компонентов постоянно расширяется.