CC BY
24
УДК 616.31:615.46 М.О. Рамусь
КОНСТРУКТИВНИЙ П1ДХ1Д ДО ВИКОРИСТАННЯ СПЛАВ1В МЕТАЛ!В У СТОМАТОЛОГИ
Вищий держзвний навчальний заклад Украши «Украшська медична стоматологмна академ!я»
Сучасний ринок пропонуе понад 1000 дентальних сплав!в для виго-товлення р<зних конструкц!Й зуб-них протез1в. Таке масове поши-рення на стоматолопчному ринку сплав!в рвних склад)в, характеристик \ властивостей загострило проблему вибору матер1ал!в, яю б оптимально розв'язували т! чи ¡ним клшнж заедания. Конструктивний П1дх1д до вибору стоматолопчного сплаву мае фунтуватися на таких факторах [4]:
- фвико-техжчних характеристиках;
- х1М(чних властивостях;
- бюсумкносп;
- технолопчних параметрах;
- сумкносл з керам!чним або ¡н-шим облицюванням;
- збалансованому сжввщношен-ж м)'ж цжою ! вищезгэданими пунктами.
Метали - це проел речовини, що характеризуются в ззичайних умовах високши для них ф1зико-х1м1чними властивостями, електро-\ теплопров!джстю, пластичжстю, типовим "металевим блиском" ( мають у твердому ста ж тилову кристалнну будову. Основна х!-м1чна властив!сть метал1в - здат-жсть Тхн!х атом! в легко в1ддавати валентн|' електрони 1 переходити в позитивно заряджеж ¡они. Тому метали - це добр1 виновники. XI-м!чж властивосл метал1в визнача-
ються будовою Тхжх атом)в I типом кристал1чних фаток.
Однак здатжсть до 81ддач( елек-трожв у р1зних металле виявляеться по-р1зному: в одних - бЫьш легко, в ¡нших - ¡з деяким гзльмуванням. Чим легше атом и металт вщдають своТ електрони, тим активжше вони вступають у взаемод!ю з ¡н-шими елементами.
Для яюсноТ характеристики ц!еТ активносп можна скористатися реакц1ями витиснення. Налриклад, якицо пластинку зал1за занурити в розчин годного купоросу, то про-цес, що в1дбуваеться, буде вира-жатися р1внянням
Ре + Сиг+ = Ре2+ + Си
тобто залЬо вилсняе м!дь з1 спо-луки.
Отже, залЬо - бкльш активний метал, жж м1дь. Його атоми легше перетворюються в позитивно за-ряджен! юни. За хшжною актие-жстю метали розташовують у ряд, який називають електрох1м1чним рядом напруг;
У ряд! напруг знэходиться 1 во-день, тому що його атоми, як \ атоми метал!в, легко утворюють позитивы ¡они Н*.
К(льк1сна характеристика актив-носл метал!в визначаеться Ухжми стандартними електродними по-тенц!алами.
Сучасна наука х!м!чну активжсть елеменлв хзрактеризуе електрич-ним потенциалом щодо ¡она вод-ню Н+. Чим негзтивжший х1м!чний потенц!ал, тим для пацкнта краще. 3 цього погляду, стоматолопчнг сплави можуть бути розташоваж в порядку (хньоТ х1м(чноУ активное!! [3]. Нижче наведен! ор1ентовж даж електрохмнних потенцш1а рЬних стоматолопчних сплав!в у соляному розчиж при температур! 36°С (середовище порожнини рота).
Сплав системи Аи - Pt - Рс1 - Ад
- 0,45
Сплав систем и Аи - Си - Ад
-0,34
Кобальтохромовий сплав \МаШит
-0,30
Нкелехромовий сплав УУкоЬ) 88
-0,22
Хромошкелева сталь 18/10
-0,12
ВоденьН +
± 0,00
Таким чином, первинждаж вка-зують на те, що кобальтохромов! сплави за електричними потенщ-алами ближч1 до золотовм1сних, жж н1келехромов(. Б1льше того, за електрох1м1чною активн1стю р(з-ниця м!ж кобальтохромовими I" золотовмкними сплавами менша, жж м1ж кобальтохромовими I н1-
Посилення е1д6удовно( здатмост1
и Сз К Са Ма Мд А! Мл 2п Сг
-3,04 -3,01 -2,92 -2,71 -2,71 -2,37 -1,66 [ -1Д8 -0,76 -0,74
и+ Сз+ К+ Са2+ Ыа+ мд2+ А13+ мп2+ 1п2+ СгЗ+
Ре N1 5п РЬ н Си Ад нд Аи
-0,44 -0,25 -0,14 -0,13 ' 0,00 +0,34 +0,80 +0,85 +1,25
N¡2-1- 5п2+ РЬ2+ 2Н+ Си2+ Ад+ . Нд2+ АиЗ+
Посилення окисноХ здатност1 --*■
келехромовими. Ще б!льшою м1-рою в!др!зняються хроможкелев! сплави ! нержав1юча стоматолопч-на сталь 18/10 на основ! системи зэл!зо-н!кель-хром.
Тому у ви готовленн! протез!в ! апарат!в р!зних конструкц!й ¡з за-стосуванням неоднорцних мета-л!в необх!дно враховувати хш!чну активн!сть цих металл, а також метал ¡в або Тхн1х сплавш, що вже знаходяться в порожниж рота: амальгами, вкладок, коронок та ш. У ¡ншому раз! можуть виникнути окислювально-в!дновж реакцн, що призводять до швидкого зно-шування протез1в, або явища галь-важзму, пов'язаного з р1зницею потенц!алу [2].
3 огляду на вищевикладене, у виготовленж протез!в необх!дно дотримуватись таких правил:
а) активжше розробляти ! впро-ваджувати в стоматолопчну практику сплави, що не викликають високоУ р13ницг потенц!ал1в у порожни ж рота;
б) виготовляти металев! кон-струкцм за можливосп з одноруких сплав!в;
в) уникати за можливосп штамповано* паяно! технолог» виготов-лення незнЫних прот2з1в;
г) активжше впроваджувати в дентальну практику методи су-цтьнолитого ! безпаяльного виго-товлення протез!в.
Першим металом для виготов-лення протез1в було золото, осюль-ки золото I под!бн! йому метали (ср)бло, платина) зустр!чаються в природ! у в!льному самородному стан! \ не вимагають особливих складних технолопй для одержан-ня металу з руд и. Бьпьимсть же металл мають форму мшерал1в ! руд. Серед найпоширежших природ-них сполук метал!в — оксиди, суль-ф!ди, карбонати, силЫати.
У промисловосп метали одер-жують в!дновленням в!дпов!дних руд. Зал!зо 1 сплави на його осно-в! традиц!йно називають чорними металами. М1дь, цинк, олово, сви-нець ! деяк! ¡нш1 належать до ко-льорових метзл!в.
У рдаому стан! (розплав!) метали цшком збер1гають своУ елек-тричж й оптичж властивост!. У розплав! збер!гаеться приблизно таке ж взаемне розташування атом1в, як
I у твердому стаж. У нормальних умовах уа метали — тверд! крис-тал1чн! речовини, за винятком рту-т1 — важкоТ рухливоУ р!дини = — 39°С). Багато метал ¡в здатж ре-агувати один з одним. Ртуть !з де-якими металами (Си, Ад) утворюе р!дк! сплави, назван! амальгамами.
Продукти взаемодп метал ¡в м!ж собою належать до сплав1в ¡з но-вими якостями, не властивими жодному з компонента. Складо-В1 в розплавленому стан! взаемно розчиняються й утворюють одно-р-ну масу. При переход! з редкого стану у твердий зв'язок м!ж компонентами може бути р!зним. За характером цих зв'язюв розр!зняють три види сплавш: мехажчну сум!ш, твердий розчин ! х!мнну сполуку [5,6}.
Мехэжчна сум!ш. У розплавленому стан! становить собою од-нор)дну масу, при затверд!нн! якоУ кожний ¡з компонент збер!гае свою кристал^чну структуру ! властивост!. Загальн! властивост! такого сплаву будуть усередненими властивостями елеменлв, що його утворюють, ¡з перевагою власти-' востей того компонента, що мае юльк!сну перевагу в сплава Сплави у вигляд! механ!чних сум!шей утворюються лише в тих випадках, коли у твердому стан! компонен-ти взаемонерозчинн!. У зубопро-тезн!й практиц! механ!чну сум!ш становлять собою сплави свинцю, олова, в!смуту й !н.
Тверд! розчини. Сплави цього виду утворюють кристалЫж Грат-ки одного з домжуючих елементш, що е розчинником, при цьому тип Граток основного металу зберг-гаеться. Якщо до складу твердого розчину входять неметали, то Тхн! атоми звичайно розташовуються в м!жатомному простор! криста-л!чних Граток сплаву.
У стоматолопчжй практик твер-дими розчинами вважаються сплави з золота, платини, н!келю, хрому й ¡н. Ц! сплави достатньою м!рою волод!ють ф!зико-механ!чними властивостями, яю дозволяють ви-користовувати Тх для виготовлення р!зних конструкц!й зубних проте-з!в.
Х!м!чна сполука — сплав, при кристал13ац!Т якого р!знор!дн! атоми можуть з'еднуватися у ви-
значежй пропорц!)' з утворенням нового типу кристал!чних Граток, що В1др!зняються вщ первинних кристал!чних Граток компонен-т!в. Утворення х!м1ЧНО!" сполуки — складний процес, в якому ство-рюеться нова речовина з новими якостями, а Гратки при цьому мають б!лыи складну будову, Сполука втрачае основну властив!сть металу — здатжсть до пластичноТ де-формацм, стае крихкою.
В!дпов!дно до цього властивост! сплав!в будуть залежати в!д того, в яких фазах вони утворюються: х!м!чноТ сполуки, твердих розчин!в чи механ!чноТ сум!ш1 чистих мета-л!в, що необхщно пам'ятзти в ли-варному виробництв! дентальних сплав!в.
Якщо атомн! об'еми двох або юлькох метал!в, як! складають мз-трицю сплаву, ! Ухж температури плавления р!зко в!др!зняються, то в р!дкому стан1 так! елементи мають, як правило, обмежену роз-чинжсть.
У той же час необмежену роз-чинн!сть, тобто здатжсть утворю-вати тверд! розчини в будь-яких пропорц1ях, мають т!льки метали з кристал!чними Гратками одного типу. Метали, розташован! недалеко один в!д одного в перюдичнш систем! Д.1. Менделеева (Со27 \ Ы123; Сиг9! Ге26! Со27; Ре26! 1Ч!28; Ре26! Сг24) або розташован! в однм груп1 (1!31 Си23; Ве4! Сс148; А113! 1л49; Т!22 ! 1(ла, Сг2л \ W7<,), мають необмежену розчинжсть.
Таким чином, взаемод!я елемен-т1в у сплавах ! характер утвореноТ структура визначаеться положениям елемент!в у пер!одичн!й систем!, типом кристал!чних Граток, розм!рами атом!в, тобто ф!зичною природою елемент!в [1].
Необх!дно зазначити, що метали ! Тхн! сплави, використовуван! в ортопедичжй стоматолог ¡У, можуть зазнавати корозм. Короз!я — це руйнування металу л!д впливом навколишнього середовища, Роз-р!зняють два види корозм: х!м!чну й електрох!м!чну.
Х!м1чна короз!я обумовлюеться впливом металу ¡з сухими газами або р!динами, що не проводять електричного струму. Велику шкоду наносить р!зновид х!м1чноУ корозм — так звана газова короз!я1
тобто з'еднання металу з киснем повлря. При тдвищемих температурах швидюсть окислювання багатьох метэлш значно зростае. Так, на залЫ вже при температура 250-300° С з'являеться видима оксидна плшка. При температур! 600° С \ вище поверхня металу по-криваеться шаром окалини, що складаеться з оксидю зал(за рЬно-го ступеня окислювання: Ре, Ре304, Ре203. Окалина не захищае зал1-зо В1д подальшого окислювання, тому що м'ктть тр]щини I пори, як| не можуть перешкоджати про-никненню кисню в метал. Тому при нагршаны зал!за понад 800° С швидккть окислювання йогодуже швидко зростае. У деяких металах зггкнення з киснем повпря значно сповильнюе процес корозн. Це В1д-буваеться тому, що на ловерхш металу утворюеться так звана захисна оксидна плшка, що перешкоджае проникненню в метал як газ!в, так
I рщин. Такий метал стае хЫчно неактивним, в!н переходить у па-сивний стан, захищаючи себе в!д дифузп в нього агресивного агента.
В умовэх лорожнини рота метали (зубопротезн! конструкци з рЬних сплав!в) знаходяться у золотому середовищ( ротовоТ рщи-ни. Остання як електролл створюе сприятлив1 умови для електрохн м1чноТ корози, тобто в!дбуваеть-ся руйнування металу внаслщок контакту двох р13нор1ДНих метал1в за наявносп води або ¡ншого елек-троллу. У цьому раз! поряд !з хи м1чними процесами {выдача елек-трошв) в!Дбуваються й електричн! (перенесення електрожв в1д од-жеТ дтянки до ¡ншоТ), осшьки неоднор!дний метал розглядасть-ся як складний комплекс анодних I катодних дЫянок, що обумовлю-ють сукупжсть процеав на меж! металу з електроллом. У стоматологи цей процес називэеться елек-
трол|'тичною дисоц[ац!ею, що й ви-кликае в порожниж рота явищз гальванозу \ гальважзму [2].
Таким чином, узагальнюючи зи-щевиклэдене про метали \ сллави, потр1бно ще раз гцдкреслити за-гальж вимогк до сплав1в металт, як( застосовуються у клшщ1 орто-педичноТ стоматологи':
1) Бюлопчна ¡нертжсть 1 ан-тикорозмна ст(йк1сть до впливу кислот 1 лупв у невеликих концен-трац1ях.
2} Ёисок( мехажчж власти-вост) (пластичжсть, пружжсть, тверд1сть, високий отр зносу й ¡н.).
3) Наявжсть набору певних технолопчних параметров (неви-сока температура плавления, м!ж-мальна усадка, плинжсть при лит-т1 й ¡н.), обумовлених конкретним призначенням.
/Птература
1. Король М.Д. КлИчж та лэбораторж особливос-л виготовлення металокерам!чних зубних лротез1в /М.Д. Король, М.О.Рамусь. - Вщниця: ИОВА КНИГА, 2006.-160 с.
2. Макеев 8.Ф. Гальвашчж процеси в порожниж рота та |'х вллив на органам людини. Ч. 1. Актшнкть поверхж металевих зубних протез^ та електрох1шчш реакци при взаемоди метал-ротова р1дина / В.Ф. Макеев, А.Ю. Кордшк, Л.Г, Горох //Новини стомзтоло-ги.-1999.- № 4,- (21).- С. 74-78.
3. Томашевський О.М. Особливосл виготовлення бюлопчно ¡ндиферентних каркасов литих металевих
зубних протез1в / О.М. Томашевський //Новини сто-матологн.-1997,- № 3,- С. 62-63.
4. Скоков А.Д. Сплав! в ортопедической стоматологи / АД Скоков //Новое в стоматологи. -1998. - № 1.(1). - С. 28 - 39.
5. Barreiro М. М. Phase identification in dental Porcelains for ceramo-metaiic restoracrons / Barreiro M. M. - Dent Mater, 1988. - № 4, (5). - 51-57.
6. Raymond L. Bertolotti / Размещение критериев s выборе стоматологических сплавов / Raymond L. Bertolotti // Стоматолог. - 2000. - № 3, (23). - С. 29-31.
Стаття надмшла
6.09.2010 р.
Резюме
Целью рабоы является изучение физико-химических свойств сплавов металлов, применяемых в стоматологической прагсгике, а также изучение электрохимической активности элементов сплавов в полости рта как биологической среде. В соответствии этому свойства сплавов металлов различных групп будут зависить от того, что составляет матрицу сплава , а также лигиру-ющих элементов и в каких фазах они образуются.
Ключевые слова: сплавы металлов, электролитическая диссоциация, литейное производство.
е.,—
The given work is aimed to study both physic and chemical properties of metal alloys used in dentistry and electrochemical activity of alloy elements in oral cavity as a biological environment. The properties of metal alloys of different groups depend-on the composition of alloy mould as well as on the ligating elements and phases of their formation.
Key words: metal alloys, electrolytic dissociation, founding.
