Studii Si Cercetari Privind Tehnologia Metalo Ceramica Contributii LA Imbunatatirea Legaturii Metalo Ceramice

STUDII SI CERCETARI PRIVIND TEHNOLOGIA METALO-CERAMICA/CONTRIBUTII LA IMBUNATATIREA LEGATURII METALO-CERAMICE

CUPRINS

Introducere

I: STUDIU DOCUMENTAR

Capitolul 1: Scurt istoric și evoluția materialelor restaurative

Capitolul 2: Restaurări metalo-ceramice

2.1.Consideratii teoretice generale privind restaurarile metalo-ceramice

2.2.Etapele clinico-tehnice specifice tehnologiei metalo-ceramice/Obținerea restaurărilor metalo-ceramice

2.3. Natura legăturii metalo-ceramice

2.4. Condiții si factori decizionali la realizarea legăturii maselor ceramice cu infrastructura metalică; Efectul diferențelor dintre coeficienții de dilatare termică asupra tensiunilor reziduale accumulate în metal și ceramică în timpul procesării.

2.5.Cauze de eșec în restaurarile metalo-ceramice

Capitolul 3: Aliaje utilizate în tehnologia metalo-ceramică

3.1. Cerințe generale, compoziție si clasificarea aliajelor de bază destinate restaurărilor metalo-ceramice

3.2. Aliaje de turnare crom-cobalt si crom-nichel (importanța elementelor de aliere)

3.3. Microstructura aliajelor de turnare crom-cobalt si crom-nichel

3.4. Tratamentul termic al aliajelor de turnare

3.5. Proprietăți fizice (temperatură de topire, densitatea) ale aliajelor de turnare

3.6. Proprietăți mecanice (rezistența la tractiune, limita de curgere, elongația, modulul de elasticitate, duritatea)

3.7. Proprietăți chimice (Coroziunea)

Capitolul 4: Ceramica pentru lucrari metalo-ceramice

4.1. Compoziția, structura si proprietățile ceramicii dentare

4.2. Clasificare si indicații clinice ale ceramicii dentare

4.3. Criterii de selecție a tipului de reconstrucție ceramică

4.4. Masele ceramice clasice și moderne

II. CONTRIBUȚII PERSONALE

Capitolul 5: Cercetări privind influența unor factori tehnologici în procesul de realizare a cmponentei metalice pentru coroanele mixte metalo-ceramice- (Studii asupra tipului de aliaj și a condițiilor de turnare-tratament termic

5.1 Motivatia temei si obiectivele cercetarii

5.2. Materiale si metode utilizate

5.3. Conditii experimentale

5.4. Rezultate experimentale

5.5. Concluzii asupra cercetărilor experimentale

Capitolul 6: Analiza clinica a unui lot de pacienți cu edentații protezate fix. Complicațiilor apărute; Observații personale

Concluzii generale

Bibliografie

INTRODUCERE

Această lucrare își propune să prezinte avantajele și limitele utilizării coroanelor si punților metalo-ceramice în restaurarea morfo-funcțională a pacientului edentat parțial, cât și metodologia clinică și tehnică de obținere a acestor lucrări protetice.

Restaurările metalo-ceramice sunt utilizate frecvent în protetica dentară. După declanșarea competiției, începând cu anii ’80, între cele două tehnici: metalo-compozită și metalo-ceramică, tehnologia metalo-ceramică a cunoscut o utilizare fără precedent.

Aceste restaurări combină efectul natural al unui material fragil (ceramica dentara) cu rezistența mecanică și adaptarea marginală a turnăturii metalice. Componenta metalică oferă porțelanului un suport rezistent, nedeformabil, care augmentează proprietățile ceramicii (rezistență mecanică, fuzionare chimică, stabilitate cromatică).

Indiferent de tehnica de obținere, restaurarile metalo-ceramice trebuie să corespundă principiilor universal valabile: biofuncțional, biomecanic și profilactic.

Coroana metalo-ceramica este indicata din punct de vedere conservativ pentru restaurarea morfologiei coronare a dintilor frontali sau laterali afectati de diferite leziuni, pentru corectarea anomaliilor de forma, volum sau culoare dar si din punct de vedere protetic ca element de agregare a puntilor dentare partiale sau de arcada, element protetic de ancorare a protezelor partial scheletate, element de imobilizare a dintilor mobili in tratamentul definitic al parodontitelor marginale si in tratamentul complex de echilibrare ocluzala.

Restaurarea metalo-ceramica prezinta o multitudine de avantaje. Este ideala din punct de vedere estetic deoarece structura amorfa micro-cristalina a ceramicii imita aspectul natural al dintelui, imbina estetica coroanei ceramice cu rezistenta materialului de metal turnat. Efectele vizuale cum ar fi reflexia, opalescenta si translucenta dau vitalitate dintelui. Alte avantaje sunt reprezentate de stabilitatea coloristica in timp, biocompatibilitatea ridicata, calitățile retentive si proprietatile mecanice remarcabile.

Esecurile in obtinerea adeziunii masei ceramice la aliaj pornesc de la conceperea si turnarea componentei metalice dar pot aparea in oricare din etapele de realizare a componentei fizionomice: prepararea pastei, depunerea si arderea straturilor de ceramica.

Esecurile in restaurarea metalo-ceramicii pot proveni atat din vina medicului stomatolog cat si din vina tehnicianului, de aceea este nevoie de o buna comunicare intre acestia.

Medicul stomatolog poate sa greseasca in prepararea dintilor atunci cand realizeaza contacte inegale intre bontul dentar si componenta metalica, la realizarea amprentei arcadei de lucru cu lipsuri la nivel cervical sau cand realizeaza adaptare incorecta ocluzala.

Tehnicianul poate realiza dozarea incorecta a raportului pulbere-lichid, nu respecta temperatura de sinterizarea a ceramicii sau nu monteaza modelul in articulator.

Problema majora cu care s-au confruntat medicii stomatologi si tehnicienii in ceea ce priveste restaurarea prin coroane sau punti metalo-ceramice a fost adaptarea dintr-un aliaj si un material ceramic cu proprietati fizice compatibile care ar putea asigura puterea de lipire adecvată.

Natura acestei legaturi poate fi divizata in mai multe componente dar legatura chimica prin migrarea ionica bidirectionala ce apare la temperatura de sinterizare are rezistenta mecanica cea mai ridicata.

Succesul protezărilor metalo-ceramice depinde esențial de compatibilitatea celor două componente (metal/ceramică), corecta indicație a acestor restaurări si foarte important pe termen lung depinde de fermitatea legaturii dintre componenta metalica si masa ceramica.

STUDIU DOCUMENTAR

CAPITOLUL 1

SCURT ISTORIC SI EVOLUTIA MATERIALELOR RESTAURATIVE

Practica stomatologică a demonstrat faptul că multe dintre materialele actuale au fost utilizate încă de la începutul stomatologiei, iar evolutia acestora este rezultatul progreselor înregistrate în domenii precum chimia, fizica, biologia si ingineria.

Materialele de restaurare dentară erau relativ simple și în număr redus la sfârșitul perioadei antice. Istoricii stomatologi descriu un progres redus al acestui domeniu de la începutul erei noastre până în jurul anului 1500. În Evul Mediu, denumit de istorici “perioada neagră a omenirii” stomatologia nu au făcut mari progrese [ BRATU].

Pictorii, bijutierii, sculptorii, metalurgistii dezvoltă tehnici care ulterior vor fi aplicate cu succes în arta stomatologică. Acestea sunt descrise în lucrări ramase de la Plinius (23-79), Theophilus (sec. XI) si Cellini (1558). În « Istoria naturii », Plinius descrie statuete si alte obiecte turnate din bronz sau articole de uz casnic de argint, de tipul candelabrelor sau cupelor, obiecte comune înainte de anul 100. Theophilus descrie prelucrarea metalelor, dedicand un spatiu considerabil activitatilor bijutierilor.

Stomatologia moderna a inceput in 1728 cand Fauchard a publicat un tratat in care descrie diferite tipuri de materiale restaurative, inclusiv o metoda pentru reabilitarea cavitatii orale cu dinti artificiali din fildes. El a prezentat numeroase faze, printre care operațiuni și proceduri protetice, reușind să colecteze o mare cantitate de informații despre stomatologia timpului respectiv.

Cavitatile dintilor au fost restaurate din cele mai vechi timpuri cu o varietate de materiale prntre care bucati de piatră, fildeș, dinți umani, plută, gume și folii metalice. Acum se folosesc: gutaperca, cementuri, metale, rasini sintetice, compozit, amalgam, diferite aliaje metalice, mase ceramice si metalo-ceramice.

In 1756 sunt primele descrieri referitoare la amprentarea arcadelor dentare in ceara, cu ajutorul careia se realiza un model din ipsos.

Introducerea portelanului in anul 1789 a reprezentat un eveniment important in istoria stomatologiei dar problema legaturii dintre metal si ceramica s-a discutat mai tarziu pe la mijlocul anilor 1900. Momentul introducerii portelanului dentar reprezintă începutul dezvoltării știintifice al artei restaurative în practica stomatologica. Italianul Giuseppangelo Fonzi, care a trait la Paris, este creditat cu prima realizare a unui dinte din portelan ars, dinte ce era fixat prin crosete de platina, in anii 1806-1808. Tot el a preparat 26 de nuante de portelan prin utilizarea oxizilor metalici.

Secolul al XIX-lea poate fi considerat perioada de progres industrial a domeniilor contemporane si de stabilirea rolului stomatologiei in societate. Odata cu inceputul secolului XX au aparut numeroase rafinamente si progrese ale diferitelor materiale si procese utilizate in stomatologia restaurativa. Din 1900 pana in jurul anului 1925, in literatura de specialitate au aparut frecvente referiri la modificarile, testele si evolutia materialelor.

Termenul de metalurgie stomatologica (Dental Metallurgy) a fost frecvent utilizat in prima parte a secolului nostru. In domeniul materialelor si practicilor restaurative, din 1900 au fost introduse elemente majore noi, cum ar fi procesul de turnare, utilizarea rasinilor acrilice in locul cauciucului vulcanizat in proteze, aliaje metalice turnate pentru protezele partiale si otel inoxidabil pentru aplicatiile ortodontice, ca si o mare varietate de materiale de amprenta elastice.

Dinamica evoluției materialelor de uz stomatologic ridică astăzi probleme legate de evaluarea corectă a potențialului noilor materiale, însă trebuie să avem în vedere faptul că rezultatele cercetărilor, pe termen lung (peste 5 ani, sau in vitro) demonstrează o strânsă legătură între succesul clinic al materialelor și anumite proprietăți ale acestora. Cunoașterea și înțelegerea proprietăților materialului dă posibilitatea medicului să opteze în cunoștință de cauză și să facă selecția pe baze științifice.

Cercetările pentru descoperirea unor materiale ideale cu ajutorul biologiei, chimiei si fizicii și pentru elaborarea unor metode de manipulare sau aplicare a lor a continuat de la inceputurile practicii stomatologice până în prezent.În timp stomatologia a depins într-o mare măsură de științele si tehnicile contemporane datorită îmbunătățirii permanente a materialelor si a procedeelor.

Informatiile stiintifice legate de materialele restaurative au fost acesibile de curand .Utilizarea acestor materiale era considerate o arta intrucat erau testate direct pe pacient. Astazi, desi exista acces la echipament tehnic avansat si metode de testare a biocompatibilitatii a acestor material, testul final este tot in cavitatea bucala a pacientului. Aceste materiale nu au toate studii pe oameni sau animale si unele sunt utilizate cu alt scop decat cel al producatorului de exemplu ceramica dentara este folosita pentru lucrari protetice fixe partiale posterioare cu toate ca indicatia de utilizare este doar pentru inlay-uri, onlay-uri, coroane si lucrari protetice partiale fixe anterioare.[70]

Capitolul 2

Restaurări metalo-ceramice

2.1. Considerații teoretice generale privind restaurările metalo-ceramice

Lucrările mixte metalo-ceramice au apărut în protetica fixă ca alternativă la lucrările integral metalice,din necesitatea de a oferi pacientului,prin intermediul piesei protetice,atât rezistenta mecanică (asigurată de componenta metalică), cât și o estetică corespunzătoare, asemănătoare cu cea a dinților naturali înlocuiți (asigurată de componenta fizionomică). De-a lungul timpului au existat variate înciucului vulcanizat in proteze, aliaje metalice turnate pentru protezele partiale si otel inoxidabil pentru aplicatiile ortodontice, ca si o mare varietate de materiale de amprenta elastice.

Dinamica evoluției materialelor de uz stomatologic ridică astăzi probleme legate de evaluarea corectă a potențialului noilor materiale, însă trebuie să avem în vedere faptul că rezultatele cercetărilor, pe termen lung (peste 5 ani, sau in vitro) demonstrează o strânsă legătură între succesul clinic al materialelor și anumite proprietăți ale acestora. Cunoașterea și înțelegerea proprietăților materialului dă posibilitatea medicului să opteze în cunoștință de cauză și să facă selecția pe baze științifice.

Cercetările pentru descoperirea unor materiale ideale cu ajutorul biologiei, chimiei si fizicii și pentru elaborarea unor metode de manipulare sau aplicare a lor a continuat de la inceputurile practicii stomatologice până în prezent.În timp stomatologia a depins într-o mare măsură de științele si tehnicile contemporane datorită îmbunătățirii permanente a materialelor si a procedeelor.

Informatiile stiintifice legate de materialele restaurative au fost acesibile de curand .Utilizarea acestor materiale era considerate o arta intrucat erau testate direct pe pacient. Astazi, desi exista acces la echipament tehnic avansat si metode de testare a biocompatibilitatii a acestor material, testul final este tot in cavitatea bucala a pacientului. Aceste materiale nu au toate studii pe oameni sau animale si unele sunt utilizate cu alt scop decat cel al producatorului de exemplu ceramica dentara este folosita pentru lucrari protetice fixe partiale posterioare cu toate ca indicatia de utilizare este doar pentru inlay-uri, onlay-uri, coroane si lucrari protetice partiale fixe anterioare.[70]

Capitolul 2

Restaurări metalo-ceramice

2.1. Considerații teoretice generale privind restaurările metalo-ceramice

Lucrările mixte metalo-ceramice au apărut în protetica fixă ca alternativă la lucrările integral metalice,din necesitatea de a oferi pacientului,prin intermediul piesei protetice,atât rezistenta mecanică (asigurată de componenta metalică), cât și o estetică corespunzătoare, asemănătoare cu cea a dinților naturali înlocuiți (asigurată de componenta fizionomică). De-a lungul timpului au existat variate încercări de a placa substratul metalic cu materialele fizionomice de tipul ceramicii, rășinilor acrilice, sau, din aceste soluții prezintă avantaje si dezavantaje, dar se pare totuși că la ora actuală singurele reconstituiri mixte care au rezistat in timp probei clinice sunt cele metalo-ceramice. Formularea unui plan de tratament clar, este una din căile sigure ale succesului terapeutic, deoarece utilizarea unor secvențe precise garantează abordarea sistematică a tratamentului protetic. Un plan de tratament viabil face posibilă calcularea timpului necesar tratamentului, cât și a costurilor care vor apare. Separat de aspectele biomedicale, cooperarea pacientului este esențială în obținerea rezultatelor bune.

Pacientul va coopera cu specialistul practician, dacă va fi prevenit asupra:

– afecțiunilor dentare ce le are;

– natura, secvențele și lungimea tratamentului protetic;

-consecințele financiare.

După stabilirea diagnosticului, planul de tratament va cuprinde o etapă preliminară (preprotetică) și alta definitivă.

În etape preliminară planul de tratament cuprinde:

– Instruirea pentru igiena bucală – pacienții vor fi sensibilizați asupra necesității și importanței igienei bucale. Pacienții vor trebui să demonstreze o însușire corectă a tehnicilor de periaj și un interes deosebit în menținerea igienei.

– Examenul leziunilor odontale – Cariile depistate concomitent cu afecțiunile pulpare vor fi tratate corespunzător.

– Tratamentul parodontal – În faza inițială vizează asanarea factorilor iritativi prin: detartraje subgingivale, chiuretaje radiculare, ablația obturațiilor, punților sau protezelor parțiale. Se reevaluează starea de sănătate parodontală. În această etapă (3-4 ședințe), se elimină gingivitele marginale și profunde cu scăderea drastică a sângerării acompaniate de o îmbunătățire a culorii și configurația țesutului gingival. Tratamentul restaurator va fi aplicat după stabilizarea parodonțiului (5-6 luni), ce survine cel mai adesea tratamentului chirugical parodontal.

– Tratamentul ortodontic – Există o serie de factori în etiologia bolii parodontale care pot fi corectați prin tratament ortodontic. În plus același tratament poate refuncționaliza ocluzia. Modificări în poziția molarilor mezializați, corectarea ocluziei inverse în regiunea molarilor, sunt proceduri care pot influența pozitiv terapia parodontală și restaurarea ocluziei.

– Echilibrarea ocluzală – Dacă se constată necesitatea echilibrării ocluzale (după examenul ocluziei), se indică întotdeauna după tratamentul parodontal (ZAMBER, POLSON -1977).

Eliminarea contactelor premature, a interferențelor, se efectuează după un studiu complet clinic și pe articulator a contactelor dento-dentare.

Cauzele ce impun echilibrarea ocluzală preprotetică sunt:

tulburări ale articulației temporo-mandibulare cu apariția sindromului disfuncției dureroase miofaciale;

eliminarea factorilor distructivi parodontali, ca parte integrantă a terapiei parodontale;

eliminarea discrepanțelor dintre R.C. și I.M., ca punct de start pentru restaurarea ocluzală prin coroane și punți.

2.2. Etapele clinico-tehnice specifice tehnologiei metalo-ceramice/Obținerea restaurărilor metalo-ceramice

Etapele clinico-tehnice sunt:

1.Pregătirea câmpului protetic

În urma șlefuirii se obține un bont cu formă cilindro-conică, neretentivă. Reduceri inegale, mai accentuat se fac la nivel vestibular si incizal/ocluzal.Se vor realiza reduceri la nivelul fetei vestibulare: cate 1,5-2 mm și incizal 1,5-2mm.Fețele axiale și cea orală se derentivizeaza până la 1-1,2mm și cu o conicizare spre ax.

Preparația cervicală: poate fi prag in unghi obtuz, pragul dublu rotunjit și bizotat iar oral este un prag excavat (chamfren).

Etapele pregătirii dinților stâlpi sunt:

– Reducerea ocluzală sau incizală

– Reducerea axială: proximal, bucal și lingual

– Stabilirea formei retentive și rezistente

– Netezirea și finisarea șlefuirii grosiere axiale și ocluzale

– Stabilirea terminației gingivale

Reducerea ocluzală – este prima etapă prin care se creează spațiul, aproximativ de 2 mm, între suprafața preparată și dintele antagonist. Variațiile depind de relația intermaxilară, poziția pe arcadă a dintelui stâlp și vârsta pacientului.

Reducerea ocluzală se realizează în următoarele forme:

– reducerea uniformă a cuspizilor și fosetelor pentru a imita topografia ocluzală originală.

– reducerea accentuată în două planuri: buco-lingual la dinții posteriori, labio-lingual la dinții frontali.

Reducerea suprafețelor ocluzale se realizează curent cu roți diamantate și freze. Preparația rezultată este grosieră, cu fosete rotunjite și cuspizi nedefiniți. Anatomia ocluzală este schițată cu un diamant cilindric ( 1 mm) sau tronconic.

Controlul preparației – se aplică bandă de ceară (gr. 2 mm) pe fața ocluzală, pacientul închide în R.C. Banda de ceară răcită este examinată în direcția luminii. Dacă reducerea este uniformă și la adâncime potrivită, ceara va fi curbă în conformitate cu preparația. Corectitudinea preparației este examinată și-n pozițiile excentrice (lateralitate, propulsie). Alte repere pentru reducerea ocluzală sunt: crestele marginale ale dinților vecini, tehnica șabloanelor de ocluzie în edentațiile ample, puțurile de control adânci de 2 mm la nivelul cuspizilor și fosetelor.

Reducerea proximală – În această etapă se instituie precauții pentru a nu leza dintele vecin. Reducerea poate fi efectuată prin două metode:

1. Metoda cu matrice metalică aplicată pe dintele vecin. Această matrice asigură protecția dintelui vecin; matricea poate fi uneori secționată cu freza.

2. Metoda ce utilizează freze diamantate subțiri (conice). Freza diamantată se plasează pe dintele de preparat la distanță de zona de contact, pentru a evita lezionarea dintelui vecin. Direcționarea și “încărcarea” diamantului pe dintele stâlp se realizează astfel încât el să treacă prin zona de contact ușor deasupra papilei interdentare.

Retenția și rezistența (coroana turnată), depind de paralelismul pereților axiali. Pereții axiali vor fi aproape paraleli, cu o înclinare de 2-5o pe fețele proximale. Pereții vestibular și palatinal sunt preparați convergenți spre ocluzal.

Reducerea fețelor V și P – Pentru reducerea acestor fețe se pot utiliza freze diamentate conice, cu granulație mare. Preparația se va continua până la creasta gingivală. Diamentul pentru reducerea grosieră nu se va utiliza în șanțul subgingival. De observat că zona cervicală a feței vestibulare este mai aproape de paralel cu fața orală, decât în treimea ocluzală. Fețele preparate vor avea o direcție convergentă spre ocluzal. Eroarea frecventă a preparării acestor pereți este încercarea de a-i face paraleli.

Finisarea unghiurilor proximale – se realizează cu freze diamentate cilindro-conice care sunt deplasate dinspre proximal spre vestibular și lingual, unghiurile fiind astfel rotunjite.

Cu un diamant subțire și fin se netezește toată preparația, continuându-se linia terminală și zona subgingivală.

Stabilirea terminației gingivale – S-au preconizat diverse forme ale pragului gingival pentru a găsi o formă care să confere joncțiunii dinte-metal o tolerabilitate biologică cât mai bună.

Particularitățile de preparare a bonturilor pentru coroana mixtă metalo-ceramică:

Cele șase posibilități de preparare a limitei cervicale a bonturilor:

sub formă de pană;

în muchie de cuțit;

chanfrein (conge);

prag înclinat;

prag drept;

prag cu bizou.

Limitarea componentei fizionomice la fața vestibulară implică o preparare diferențiată pe fețele vestibulare și orale:

cu prag înclinat pe fața vestibulară;

în chanfrein pe fața orală;

trecerea de pe fața vestibulară pe cea orală se face lin;

preparație cu prag cu bizou în zona vestibulară și cu chanfrein pe fața orală.

3. Extinderea componentei fizionomice pe toate fețele bontului dentar necesită o preparație cu prag circular.

Așadar formele de prag posibile ce pot rezulta între substanța dură șlefuită și cea neșlefuită sunt următoarele: un unghi drept, unghi drept bizotat, rotunjit, unghi ascuțit, unghi obtuz.

Prepararea feței vestibulare se face așa fel încât să rezulte un spațiu suficient pentru ambele componente ale coroanei mixte metalo-ceramice.

Preparația unui dinte pentru coroane metalice, cel mai frecvent, se realizează fără prag, cu limita ușor tangențială.

2.Amprentarea este indicată amprenta de arcadă

Amprenta va înregistra și va reproduce toate elementele câmpului protetic: bontul dentar, dinții vecini, dinții antagoniști ca și relațiile de ocluzie. Pentru amprentare se utilizează materiale și tehnici de amprentare diferite.

Amprentarea câmpului protetic se derulează în următorii timpi:

– pregătirea șanțului gingival;

– aplicarea de adeziv sau nu în interiorul portamprentelor;

– aplicarea materialului de amprentă în portamprentă;

– inserarea portamprentei pe câmpul protetic sub presiune digitală;

– dezinserția amprentei finale.

Amprenta de arcadă – acest tip de amprentă înregistrează concomitent bonturile dentare, dinții vecini, dinții antagoniști și rapoartele de ocluzie. Acest tip de amprentă se poate realiza în trei, doi sau un singur timp.

Amprenta de arcadă în trei timpi:

Timpul I – amprenta unidentară cu inel și material termoplastic sau siliconic;

Amprenta întregii arcade și a inelelor cu siliconi chitoși și semifluizi în lingură standard. Siliconii aderă chimic între ei, obținându-se o dezinserție unică a celor două amprente.

Timpul II – Amprenta arcadei antagoniste – se realizează cel mai frecvent cu materiale alginice în lingură standard.

Timpul III – Înregistrarea relațiilor de ocluzie.

Amprenta de arcadă cu materiale elastie: această amprentă nu utilizează amprentele unidentare cu inele metalice, ea poate fi efectuată cu materiale alginice în dublu amestec (școala americană) sau cu elastomeri siliconici de consistență diferită.

Cel mai frecvent se utilizează materiale siliconice de consistență diferită:

Timpul I – se amprentează cu siliconi chitoși

Timpul II – se aplică siliconi semifluizi

Variante tehnice ale acestei metode:

Amprenta de corectare – denumită și “wash technique”, “Lavis”, utilizează elastomeri siliconici de consistență diferită; care chimic au aceeși compoziție.

În prima etapă se amprentează cu siliconul chitos aplicat în lingura standard. După priză, amprenta se îndepărtează din cavitatea bucală, se igienizează și apoi cu un bisturiu se secționează siliconul din zonele retentive și cele ale bonturilor dentare. Se previne apariția deformărilor plastice remanente din masa siliconului chitos.

În etapa a doua, în amprenta din silicon chitos se va aplica siliconul semifluid, iar amprenta se reinseră pe câmpul protetic. Elastomerul siliconic semifluid, susținut de cel chitos va pătrunde în șanțul gingival, reproducând cu fidelitate limita cervicală a preparației. Amprenta din silicon chitos este completată cu silicon semifluid și aplicată pe câmpul protetic.

Amprentele de arcadă pot fi realizate și într-un singur timp. Se utilizează un singur silicon de consistență medie aplicat în linguri individuale, sau siliconi de consistențe diferite aplicați în același moment în lingură standard.

3.Modelul

Dupa condiționarea amprentei este turnat modelul. Cele mai indicate modele sunt cele cu bonturi detașabile. Modelul reprezintă copia fidelă a câmpului protetic amprentat anterior. Pe modelul de lucru se va modela macheta piesei protetice (coroane + corp de punte) și macheta pentru componenta fizionomică. Orice model este alcătuit din două componente: modelul propriu-zis și soclul modelului. Modele trebuie să prezinte următoarele proprietăți:

– fidelitate maximă

– stabilitate dimensională

– propietăți mecanice (duritate, rezistență la abraziune)

– compatibilitate cu materialul de amprentă.

Materialele pentru confecționarea modelelor sunt diverse, dar principalele materiale utilizate sunt: gipsurile naturale și sintetice, rășinile epoxidice, rășinile compozite, aliajele ușor fuzibile și metalele depuse electrochimic.

MONTAREA MODELELOR ÎN ARTICULATOR

Este o etapă indispensabilă în tehnologia coroanelor și punților dentare. Importanța ei devine deosebită când piesele protetice vor restaura traseele de ghidaj mandibulare.

Articulatoarele simple (ocluzoarele)

În practica curentă sunt utilizate ocluzorul metalic și modelele cu cheie distală de ocluzie (“ocluzorul” de gips) pentru confecționarea coroanelor și punților dentare (metoda morfostatică). Aceste instrumente au traiectorii verticale și orizontale, dar fără nici un raport cu mișcările articulației temporo-mandibulare.

Limitele majore ale articulatoarelor simple sunt:

– relațiile ocluzale în mișcările mandibulare excentrice fără relație cu mișcările fiziologice ale pacientului;

– nu oferă posibilitatea examinării pieselor protetice în relația centrică;

– poziția de intercuspidare maximă nu poate fi definită precis, prin crearea câmpului de articulare liberă (long-centric + wide centric).

Toate aceste limite induc erori ca: conctacte premature în R.C. și I.M., interferențe de partea nelucrătoare, lucrătoare și-n propulsie.

Limitelor majore li se adaugă și procedurile clinico-tehnice ca: înregistrarea I.M. și dimensiunea brațelor ocluzorului.

Modelele de gips (de hemiarcadă cu cheie distală de ocluzie) nu redau decât jumătate din cavitatea bucală, uneori mai puțin, iar articulatorul simplu nu are decât o traiectorie rectilinie. Axa balama terminală a ocluzorului nu coincide cu cea a pacientului, iar înregistrările interocluzale cu materiale în strat gros vor determina o poziționare incorectă a modelului maxilar față de cel mandibular.

Eroarea curentă ce se constată consecutiv amprentelor de hemiarcadă în ocluzie (cu strat gros de Stens) este înălțarea de ocluzie. Această eroare impune șlefuirea lucrării protetice pentru a permite o ocluzie completă în I.M. Șlefuirea ocluzală duce cel mai adesea la modificarea reliefului suprafeței ocluzale și a morfologiei funcționale.

Lucrările protetice realizate pe un articulator simplu prezintă curent următoarele erori:

– contacte premature în R.C. pe creasta oblică a molarilor maxilari și pe creasta mezială a cuspidului oral al primului premolar maxilar.

– interferența de partea nelucrătoare la nivelul cuspizilor orali ai primului molar maxilar.

– interferența de partea lucrătoare la nivelul cuspizilor vestibulari și orali de la mandibulă și maxilar.

– contacte premature în I.M. la nivelul dinților posteriori.

Toate aceste erori intervin la un moment dat, dar contactul prematur în I.M. este cel mai ușor de identificat atât de pacient, cât și de medic. Contactele premature în I.M. pot fi ajustate pe un articulator mic astfel: se deplasează creasta oblică distal și se reduce înălțimea crestei meziale a cuspidului oral al primului premolar maxilar, fiind deplasată spre distal.

Alte soluții pentru restaurările de mică amploare (coroane, punți) care vor evita erorile menționate sunt:

1. Utilizarea unui articulator simplu de dimensiuni mari, modele de arcadă, fără înregistrarea relației centrice.

2. Un articulator simplu de dimensiuni mari, modele de arcadă și înregistrarea R.C.

3. Un articulator simplu de dimensiuni mari, modele de arcadă și înregistrarea I.M.

4. Un articulator simplu mic, modele de hemiarcadă și înregistrarea I.M.

Din aceste soluții, prima va diminua mult erorile, soluția a 4-a corespunde metodei practice de tratament a restaurărilor unidentare și necesită o atenție deosebită în etapa de echilibrare ocluzală.

Una din cerințele cele mai importante la articulatoare este ca axa mecanică a articulatorului să coincidă cu axa balama a pacientului. Aceasta este o cerință de bază, deoarece, în realitate este singura mișcare naturală pe care articulatorul o poate reproduce fidel. Toate celelalte mișcări sunt influențate de rezistența A.T.M., contracțiile musculare și alte variabile anatomice care nu pot fi compensate prin adaptarea articulatorului.

O altă cerință este rigiditatea părților mobile, astfel încât să existe o stabilitate a ambelor componente în axa balama terminală.

Este de asemenea necesar să se poată efectua adaptaări ale pantei condiliene și ale unghiului Bennett pentru a permite programarea corectă a mișcărilor mandibulare.

Există numeroase articulatoare adaptabile concepute pentru a răspunde cât mai multor exigențe. Din numeroasele clasificări ale articulatoarelor prezentăm o clasificare simplă și practică:

Articulatoare: 1. Simple sau rectilinii (ocluzoarele)

2. Medii (cu pante fixe)

3. Semi-adaptabile

4. Total adaptabile

Tipurile de articulatoare 3 și 4 intră în categoria articulatoarelor adaptabile, deoarece în realitate nu există nici un articulator complet adaptabil.

Articulatoarele semiadaptabile (caracteristici)

– pe aceste articulatoare se poate transfera axa balama terminală determinată cinematic la pacient.

– pantele condiliene și unghiul Bennet la toate articulatoarele semiadaptabile pot fi programate prin înregistrările statice ale pozițiilor mandibulei (“check – bites”).

– ghidajul anterior poate fi individualizat pe articulator la nivelul platoului incizal. Se înregistrează ghidajul dinților anteriori în acrilat autopolimerizabil.

– majoritatea articulatoarelor semiadaptabile au distanța intercondiliană fixă. Sunt și articulatoare la care distanța intercondiliană se poate ajusta, cum este articulatorul “Whip-Mix” realizat de Stuart.

– articulatoarele semiadaptabile au limite mecanice, în sensul că în mișcările de propulsie și lateralitate traiectoriile condiliene sunt de-a lungul unei linii drepte. În realitate excursiile condiliene descriu o traiectorie curbă în mișcările de propulsie și de lateralitate.

– articulatoarele semiadaptabile nu pot reproduce translația antero-laterală a condililor (“imediate side shift”). Acesta este un dezavantaj semnificativ (Bellanti, 1973).

Articulatoarele total adaptabile (caracteristici)

Cele mai cunoscute articulatoare sunt cele total adaptabile, care au urmatoarele caracteristici:

– articulatoarele total adaptabile reproduc traiectoriile curbe din propulsie și lateralitate (prin gutiere stereografice și inserții acrilice adaptabile în fose);

– reproduc cu exactitate traiectoriile antero-laterale a condilului, tot prin adaptarea ghidajelor speciale Bennett.

– articulatorul Stuart este astfel construit, încât ghidajele Bennett sunt complet separate de elementele condiliene.

-distanța intercondiliană este complet adaptabilă.

– programarea articulatorului este posibilă consecutiv înregistrărilor grafice ale mișcărilor de propulsie și lateralitate. Aceste înregistrări sunt proiecții ale centrilor de rotație în trei planuri și se obțin utilizând pantograful. Instrumentul se fixează intraoral și se vor produce extraoral înregistrările mișcărilor mandibulare;

– durata și extinderea mișcării Bennett sunt de asemenea vizibile pe plăcuțele posterioare de înregistrare ale pantografului.

4.Macheta componentei metalice

Este necesară o grosime uniformă a pereților din ceară pentru ca stratul ceramic să se inscrie în standard minim 1,2 mm și capa: 0,3-0,25mm.

Macheta componentei metalice a coroanei trebuie sa prezinte pereți netezi fără rugozități, unghiurile de întâlnire se rotunjesc iar ocluzal se va crea un spațiu de 1,5-2mm pentru a favoriza translucența.

5. OBȚINEREA COMPONENTELOR METALICE A PROTEZELOR FIXE METALO-CERAMICE

4.8.1. Date privind aliajele nenobile moderne specifice tehnologiei metalo-ceramice

Producția și utilizarea aliajelor de Co-Cr a produs o veritabilă revoluție în realizarea lucrărilor protetice. Ele au permis obținerea unor turnături mai fine și mai facile. Succesele acestor aliaje sunt atribuite următoarelor caracteristici: sunt inoxidabile, sunt dure, au un modul de elasticitate relativ crescut, sunt pasive în mediul oral (nu suferă un proces de coroziune în mediul salin salivar) și au un preț de cost scăzut comparativ cu aliajele nobile.

Cele mai cunoscute aliaje Co-Cr folosite în tehnologia metalo-ceramică sunt: CERAMALLOY, pe care ceramica se sinterizează la o temperatură de 960oC și D.J. METAL pe bază de Co-Cr-Ni, pe care porțelanul se arde la aproximativ 1078oC.

După ample experimente firma „BREMER GOLDSCHLAGEREI WILLI HERBST” împreună cu „EDELSTAHL WERKE WITTEN A.G.” a obținut un aliaj Ni-Cr pe care se poate sinteriza masele ceramice: WIRON S și WIRON 77.

Caracteristicile aliajelor Ni-Cr folosite în metalo-ceramică au fost descrise în Capitolul 1. În continuare, vom prezenta doar câteva aliaje dintre cele mai reprezentative:

WIRON S este un aliaj Ni-Cr de culoarea platinei, la care s-a renunțat la Berilium.

WIRON 77 este un aliaj modern, în metoda ceramică, fără conținut de

elemente nobile de aliere. Este un aliaj „berilium free” pe bază de Cr-Ni, cel de-al doilea component (Ni) având rolul de a facilita prelucrabilitatea acestui aliaj. WIRON 77 poate fi ambalat cu orice masă destinată aliajelor nenobile în tehnologia metalo-ceramică, ca AUROVEST și AUROVEST SOFT. Are o duritate mai redusă (275kg/mm2) decât WIRON S (380 kg/mm2), de aceea se poate prelucra mai ușor după tratament termic la incandescență, oxidul de aderență format fiind de culoare gri-deschis sau gălbui.

Marea rezistență a WIRON-ului 77 și gradul înalt de duritate permit o modelare fină, fără limitarea întinderii. Chiar la o piesă protetică fixă cu 14 elemente, este asigurată rezistența construcției. Sarcinile și presiunile masticatorii nu duc la modificări ale scheletului metalic și nici la fisurări ale ceramicii.

Aliajele de Ni-Cr au o conductibilitate termică redusă de aproximativ cinci ori mai redusă comparativ cu cea a unui aliaj dentar nobil. Excitațiile termice pot ajunge de intensitate scăzută, abia perceptibilă la bontul dentar.

Îmbunătățirile aduse aliajelor de Ni-Cr, de către firmele producătoare au dus la folosirea lor pe scară largă. Astfel apariția WIRON 77 prezintă calități mult îmbunătățite față de WIRON S așa cum se observă în tabelul următor:

Tabelul 4.1.: Proprietăți fizice comparative Wiron S / Wiron 77

În prezent există o gamă largă de aliaje nenobile destinate tehnologiei metalo-ceramice atât pe bază de Co-Cr cât și Ni-Cr, dintre care am utilizat în cercetările personale (vezi Capitolele 5-8) aliajele Remanium CS (Co-Cr) și Ney Quantum II (Ni-Cr).

Necesitând o tehnologie de laborator relativ complexă cât și o aparatură specială, piesele protetice metalo-ceramice aplicate în cavitatea bucală trebuie să ofere o structură metalică precisă, nedeformabilă, care să permită atât aderența masei ceramice, cât și solidarizarea mai multor elemente între ele.

Din aliajele de Ni-Cr se pot executa același tip de lucrări ca și din aliajele de aur utilizate în tehnologia metalo-ceramică.

Indicațiile aliajelor de Ni-Cr folosite în metalo-ceramică:

coroana de înveliș metalo-ceramică:

cape metalice din Ni-Cr – pentru coroanele total fizionomice aplicate pe dinții frontali și mai rar pe premolari și molari;

coroane mixte metalo-ceramice având o pseudocasetă evazată în regiunea vestibulară în care se sinterizează ceramica, ce se poate întinde și pe fața ocluzală a premolarilor și molarilor, îmbrăcând multiple forme. Indicația de elecție o constituie restaurarea morfo-funcțională a dinților din regiunea laterală a arcadelor, dar pot restaura și dinți frontali. Coroana mixtă metalo-ceramică este cea mai rezistentă și cea mai biologică (vezi Figura 4.2.).

coroana de substituție metalo-ceramică;

coroana de substituție din două elemente (dispozitiv corono-radicular + coroană mixtă);

punți de mare întindere;

sisteme speciale de menținere sprijin și stabilizare pentru protezele scheletate.

Figura 4.2.: Posibilități de modelare a componentei metalice a pieselor protetice mixte metalo-ceramice.

Metoda cu centrifugă automată cu curenți de înaltă frecvență și mediu de protecție.

Proiectarea capei metalice a coroanelor de înveliș metalo-ceramice

Coroanele de înveliș metalo-ceramice sunt indicate atât pe dinții frontali cât și pe cei din zona laterală. Modelarea machetei capei metalice se ghidează după prepararea bontului, care este specifică în vederea acoperirii cu o coroană mixtă metalo-ceramică (în acest capitol ne vom limita doar la descrierea etapelor tehnice de obținere a componentelor metalice a protezelor fixe metalo-ceramice). Modelarea se realizează similar aliajelor nobile. Machetele se modelează din ceară de inlay, având o grosime uniformă de aproximativ 0,35-0,40mm, pe modele cu bonturi dentare mobilizabile, astfel încât după prelucrare grosimea se reduce la 0,20-0,25mm.

Aceste cape prezintă la nivel cervical un prag concav-rotunjit, ce corespunde celui realizat pe bontul dentar. Acest prag poate fi localizat doar în regiunea vestibulară (vezi Figura 4.1.) sau poate fi circular-circumferențial. În cazul în care preparația clinică a bontului nu s-a putut realiza cu prag, macheta capei se modelează cu o treaptă ce delimitează nivelul de depunere a masei ceramice.

În concluzie o capă inserată peste o preparație cu prag poate asigura o închidere marginală perfectă și contribuie la mărirea retenției microprotezei de bontul dentar, fiind o construcție protetică rezistentă și bioprofilactică, dar mai puțin fizionomică.

În principiu, construcțiile capelor metalice pentru regiunea dentară laterală (premolară, molară) sunt identice cu cele din regiunea frontală. Ocluzal stratul de ceramică va fi de minim 2mm grosime, iar pe suprafața ocluzală a coroanei metalo-ceramice se pot executa prelungiri metalice, ce vin în contact direct cu antagonistii.

Proiectarea componentei metalice a punților metalo-ceramice

Metodologia de realizare a punților metalo-ceramice are mai multe variante:

Punte la care infrastructura metalică este obținută prin turnare unică;

Punte la care infrastructura corpului de punte și elementelor de agregare se toarnă independent, urmând a fi solidarizate ulterior;

Punți întinse formate din mai multe segmente ce vor fi solidarizate ulterior prin lipire sau prin sisteme de culisare.

Construcția metalică a elementelor intermediare trebuie astfel concepută încât să obținem un strat uniform de masă ceramică, care să corespundă exact conturului exterior definitiv al pieselor protetice. Infrastructura metalică a dinților intermediari nu trebuie modelată sub formă de bară deoarece acest tip de modelaj determină o grosime inconstantă a masei ceramice de placat, ducând la acumularea de tensiuni interne în aceasta. Din acest motiv, intermediarii trebuie modelați într-o formă asemănătoare dinților naturali, volumul infrastructurii metalice fiind cu cca. 2mm mai redus pe toate fețele.

De asemenea, intermediarii trebuie distanțați la circa 1,5mm față de creasta alveolară, iar față de papilă la o distanță de aproximativ 2-3mm. Suprafața ocluzală se modelează cu un relief ușor cuspidat, fără a accentua șanțurile dintre cuspizi, pentru a permite insinuarea și aderența ceramicii pe metal.

HERMAN WEISSMAN arată că modelajul structurii metalice corespunde lucrării finite, însă micșorat corespunzător cu grosimea masei ceramice. În general intermediarii metalici vor avea 2/3 până la 3/4 din înălțimea coronară a dinților stâlpi.

Separarea intermediarilor metalici trebuie să fie lină, într-un unghi larg și rotunjit, pentru a se evita tensiunile porțelanului. Prin această segmentare se minimalizează contracția de sinterizare a masei ceramice.

În general, principiile de construcție a protezelor parțiale fixe metalo-ceramice se suprapun peste principiile generale de obținere a protezelor conjuncte. Bineînțeles medicul stomatolog are răspunderea diagnosticării și planificării din punct de vedere gnatologic, în timp ce tehnicianul dentar ceramist poartă răspunderea pentru statica construcției.

Trebuie să considerăm, ca o regulă de bază, că o lucrare metalo-ceramică depinde de stabilitatea structurii metalice [9].

4.9.4. Proiectarea machetelor canalelor de turnare

Pentru a se obține o lucrare metalo-ceramică din aliaje nenobile Ni-Cr structura metalică trebuie să fie precisă, fără defecte de turnare, care vor influența aderența, după sinterizare, a masei ceramice supraiacente (vezi Capitolul 5).

La modelarea machetei unei cape sau coroane mixte pe un bont de gips extradur se poate realiza mai ușor o adaptare intimă în regiunea de închidere marginală. Cele mai bune rezultate se pot obține cu tehnica de ceară dublă, unde zona marginală este modelată cu ceară moale Softwax, care nu se contractă, în regiunea pragurilor iar restul machetei cu ceară dură. Pragul trebuie modelat exact până la granița preparației. În nici un caz porțelanul de placaj nu va acoperi unele regiuni cervicale fără a fi susținut de metal (HORST GRUNDLER). O lipsă a metalului în regiunea cervicală se poate datora unei modelări incorecte, unei turnări eronate sau unei prelucrări exagerate.

Pentru realizarea unei piese metalice de Ni-Cr omogene, este deosebit de important modul de fixare a tijelor de curgere a aliajului în stare topită. Spre deosebire de aliajele nobile care au proprietăți reologice favorabile și nu ridică probleme de turnare deosebite, la aliajele nenobile trebuie să acordăm o atenție deosebită alegerii și amplasării canalelor de curgere a aliajului în stare topită. Practica a arătat, că nu atât de importante sunt forma și numărul canalelor de curgere, ci poziția și grosimea locului de fixare a acestora la machetă.

Totodată trebuie să luăm în considerare poziționarea corectă a machetei ambalate în mufa de turnare și direcția de introducere a aliajului topit. Tiparul trebuie umplut cât mai rapid cu aliajul topit, fără să existe faze de cristalizare în mufa fierbinte.

Din practică, s-au dovedit foarte eficiente canalele de curgere care au un rezervor de profil sferic cu diametru de 5mm. Locul de joncțiune a machetei canalului de turnare (tija) cu macheta piesei protetice se realizează punctiform.

S-a dovedit incorectă poziționarea acestei joncțiuni pe muchia incizală respectiv pe suprafața ocluzală, poziționarea corectă fiind pe fața orală, spre cervical.

Alături de forma tijei de turnare, poziția și numărul locurilor de joncțiune dintre machetele canalelor de turnare și macheta componentei metalice pot avea o importanță deosebită pentru obținerea piesei protetice finite. O poziționare greșită poate duce la porozități sau rupturi de tensiune în regiunile cu grosime variabilă a viitoarei structuri metalice.

Unii autori recomandă fixarea unui canal supradimensionat ca rezervor pentru aliajul topit. Totuși joncțiunile cu macheta trebuie să fie mai fine, de 2-3mm lungime și aproximativ 2mm grosime. Mai trebuie să se țină cont și de o bună repartizare a acestora pe machetă. Respectând o amplasare corectă a tijelor de turnare, se poate obține o structură metalică omogenă, favorabilă unui placaj ceramic.

Legătura cu pâlnia conformatorului de turnare se va face prin 3-4 canale, de grosime 2-3mm. Dacă, în scopul turnării, va fi utilizat un aparat de catapultare (de tip Polux), este obligatorie amplasarea unor machete a canalelor de evacuare a aerului din tipar. La coroanele individuale se recomandă, pentru machetarea canalelor de evacuare a aerului din tipar, tijele de ceară de diametru 0,8-1mm sau firele de nylon de diametru 1mm.

6. Placarea coroanei cu ceramică

SINTERIZAREA MASELOR CERAMICE

PE COMPONENTELE METALICE

4.10.1. Masele ceramice sinterizabile – formă de prezentare

În tehnica metalo-ceramică există mase ceramice care sinterizează în vid la temperaturi care cresc treptat (BIODENT, VITA V.M.K., IPS CLASSIC) și mase de ceramică care sinterizează în condiții normale de presiune la temperaturi constante (FLUORODENS).

În trusele de mase ceramice sinterizabile pe structuri metalice există trei componente de bază: grundul, opacul, ceramica pentru dentină și ceramica pentru smalț. Recent, au fost introduse și masele ceramice cervicale „schulter masse”. Acestea, după cum le sugerează și numele sunt destinate regiunii cervicale, având o rezistență relativ crescută față de solicitările mecanice care se exercită la acest nivel.

De exemplu, trusa VITA V.M.K.-68 conține:

Opac sau grund (șase culori) conținând oxizi metalici asemănători oxizilor ce se formează pe aliajul corespunzător, care participă la legătura metalo-ceramică (530-536). De asemenea, ecranează aspectul nefavorabil al scheletului metalic asupra culorii;

Ceramica pentru dentină asigură culoarea dintelui, dând tonalitatea de bază. Ea prezintă patru culori notate cu A,B,C,D fiecare culoare are la rândul ei patru nuanțe (sunt 16 sortimente în total);

Ceramica pentru smalț asigură transluciditatate și permite redarea culorii dintelui natural; are trei variante coloristice (558,559,560);

Ceramica sticloasă GLASSKLARMASE (530) și ceramica colorată SCHMELZ-EFEKTMASSE (561,562) ajută la redarea unor pete caracteristice cu efecte fizionomice deosebite.

4.10.2. Condiționarea componentei metalice în vederea placării cu mase ceramice

Componentele metalice turnate dintr-un aliaj nenobil trebuie să fie controlate riguros înaintea sinterizării masei ceramice. Pot apare erori, ca de exemplu cele provenite din aplicarea greșită a tijelor de turnare. Întotdeauna când se observă greșeli ce nu pot fi înlăturate, este bine să se repete toate etapele, începând de la machetare. Pot apare, însă, și greșeli ce nu pot fi sesizate la simpla inspecție a piesei turnate:

Pori acoperiți sau rupturi datorate tensiunii, care în timpul prelucrării nu sunt vizibile; astfel se dezvoltă gaze în timpul arderii ceramicii dentare, care pătrunzând în masa ceramică formează pori ce compromit la rândul lor întreaga lucrare;

O altă deficiență a aliajelor Ni-Cr, spre deosebire de cele nobile, este problema adaptării pe bontul protetic. De obicei, piesele protetice mici nu pun probleme deosebite. În schimb piesele de mare amploare impun o adaptabilitate crescută. Adaptarea pieselor protetice turnate cere o manualitate bine antrenată și sigură. Prelucrarea ulterioară se face după regulile specifice placajului cu mase ceramice.

După Phillips, dacă metalul are un aspect circumspect este bine să se repete etapele clinico-tehnice, acesta fiind considerat de autor drumul cel mai scurt spre un succes clinic de durată. Se recomandă ca suprafața metalului să fie rugoasă pentru a mări suprafața de contact și respectiv suprafața de legare chimică a masei ceramice.

După cum am prezentat, scheletul mecanic al protezelor fixe pluridentare trebuie să posede o formă redusă a formei dintelui spre care tindem. Diferențele de grosime care apar la modelarea lucrărilor ceramice sunt mai puțin tolerate de infrastructura realizată din aliaje nenobile, spre deosebire de cele nobile, care au un prag de tolerabilitate mai crescut.

După prelucrare, și sablare cu alumină (oxid de aluminiu), piesa metalică este curățită cu ajutorul vaporilor fierbinți de apă bidistilată sub presiune. În lipsa sablării, piesa turnată este acoperită de un strat microscopic de masă de ambalat ce va compromite adeziunea masei ceramice. Se poate face un control al piesei turnate prin introducere în cuptorul de sinterizare pentru două minute, până la temperatura de 960oC sub vacuum. Apoi se lasă să se răcească liber până la temperatura camerei. Dacă se observă pe suprafața metalului mici zone punctiforme de colorație neagră, atunci piesa necesită o nouă prelucrare și o nouă sablare. În final piesa se curăță prin pulverizare de vapori fierbinți de apă bidistilată sau prin imersie în apă bidistilată în băi ultrasonice și se degresează cu etil-acetat.

După curățire și degresare, urmează un tratament termic al scheletului metalic în vederea oxidării. Acesta are loc în cuptorul de ardere al masei ceramice, la 950oC, timp de 10 minute, în prezența aerului atmosferic. Stratul oxidic se evidențiază printr-o colorație mată a piesei turnate. După oxidare, oxidul are o culoare gri-deschis sau gri-deschis-gălbui, în funcție de aliaj. După oxidare piesa metalică poate fi placată cu masă ceramică, contraindicându-se cu strictețe atingerea ei manuală.

Componenta metalică este condiționată anterior prin sablare, degresare în soluții acide și curățire în băi ultrasonice.

Aplicarea masei ceramice se realizează cu spatula sau prin pensulare și vibrare.

Arderea masei ceramice se realizează în cuptoare speciale în etape distincte, totdeauna cu prearderi.

-Arderea (sinterizarea) masei opace

-Arderea (sinterizare) masei dentină- smalț

-Glazurarea care se obține prin 2 procedee:

Aplicarea masei pentru glazurare in strat filiform

Autoglazurare când corespunde coroana

7. Cimentare/Fixare

Se recomandă a fi fixate cu cimenturi ionomere sau cimenturi pe bază de rășini diacrilice(=fixare adezivă).

2.3. Natura legăturii metalo-ceramice

Natura legăturii dintre metal si ceramică a fost intens studită și la ora actuală specialiștii sunt in general de acord că sunt implicate 3 mecanisme:

-retenția mecanică

-compresiunea ceramicii

-adeziune chimică

Retenția mecanică apare in momentul în care ceramica curge in rugozitățile microscopice de pe suprafața capei metalice.Rugozitatea suprafaței capei este frecvent augmentată prin procedee specifice de tipul sablării cu particule de alumină sau asprire mecanică, astfel încât să fie expusă o suprafață cât mai extinsă pentru obținerea adeziunii micromecanice.Aceste procedee mai au și avantajul de a curăța suprafața metalului,favorizând umectarea metalului de către ceramica topită.

O bună adeziune se bazează pe realizarea unui contact intim între ceramică si capa metalică.Orice contaminant prezent pe suprafața metalului va periclita formarea unei legături durabile.

În vederea obținerii unei legături optime între metal și ceramică , capa metalică va fi supusa unei serii de tratamente înainte de aplicarea ceramicii de placare:

-asprire mecanică,

-încălzire sub vacuum parțial,

-gravare acidă

-încălzire în aer

Asprirea mecanică este necesară deoarece dupa dezambalarea capei metalice, particulele de masă de ambalat sunt încă atașate de metal.În plus diferiții oxizi pot fi prezenți pe suprafața capei, contaminând-o.Chiar și în cursul prelucrării mecanice suprafața capei poate fi contaminată cu uleiuri (de la piesa de mână), ceară, particule de praf, celule tegumentare descuamate sau gaze ce au fost „prinse” în zonele mai profunde și acum sunt expusela suprafată.O atenție deosebită trebuie acordată evitării formării de fisuri adânci sau înguste în care ceramica , chiar în stare topită, nu va putea pătrunde. De aceea este indicat ca etapa de înasprire mecanică să se facă cu ajutorul frezelor de carbid sau din oțeluri, urmată de curațarea suprafeței capei prin imersie într-un solvent organic(ex: tetraclorura de carbon) sau într-o baie ultrasonică.

Încălzirea sub vacuum parțial. După turnare,capa metalică nu va avea la suprafată stratul necesar de oxizi pentru a realiza adeziunea chimică cu ceramica de placare.În vederea obținerii acestui strat capa metalică trebuie încălzită la o temperatură apropiată de cea de sinterizare a masei ceramice. În aceste condiții, anumite elemente metalice responsabile de formarea stratului de oxizi vor migra la suprafața capei. După aceea, in cursul arderii, ceramica va fi adusă în stare lichidă, astfel încât va curge in retențiile micromecanice formate la suprafața capei metalice și în același timp legătura chimică se va forma prin fuzionarea ceramicii de metal și anume prin migrarea oxizilor metalici în stratul de ceramică.

Tratamentul termic sub vacuum parțial are drept scop eliminarea gazelor ce au fost absorbite de metal in cursul turnării, reducând astfel riscul formării incluziunilor de aer la interfața cu ceamica.Din aceste cosiderente acest tratament termic este adesea numit, tratament de degazare. În cursul tratatamentului termic este foarte important să utilizăm ciclul corespunzător de încălzire (temperatură și intervalul de timp), deoarece formarea unui strat prea subțire de oxizi (situație mai frecventă la aliajele din aur, care nu formează oxizi de suprafață) sau formarea unui strat prea gros (situație frecventă la aliajele NI-Cr) poate compromite calitatea adeziunii chimice dintre metal și ceramică.

Gravarea acidă se aplică doar pentru aliajele din aur, la care in etapa anterioară s-au format nu numai oxizi de staniu, dar și alți oxizi pe suprafață. Gravarea cu 50% acid fluorhidric sau, mai puțin toxic, 30% acid clorhidric va duce la eliminarea oxizilor nedoriți în favoarea celor de staniu.În plus, în urma acestei etape suprafața neagră a metalului devine ușor albicioasa datorită acumulării oxizilor corespunzători la suprafața capei.

Încălzirea în aer este o etapă suplimentară de formare a unui strat de oxizi corespunzător ca grosime. Și această etapă se aplică doar aliajelor pe bază de aur. Indiferent care din aceste tratamente cor trebui aplicate pentru aliajul in cauză, in final, capa metalică trebuie să aibă un aspect mat, gri-albicios, ceea ce va demonstra formarea unui strat corespunzător de oxizi pe suprafață.Dacă metalul are un ascpect lucios, înseamna că stratul de oxizi nu este prezent pe suprafața lui.

Compresiunea la care trebuie supusă ceramica de placare pentreu a favoriza adeziunea dintre metal si ceramică îsi găsește explicația în pasajele următoare.

Rezultă că în confecționarea lucrărilor protetice metalo-ceramice, aliajele utilizate trebuie să îndeplinească anumite cerințe specifice,legate de coeficientul de exansiune termică, adeziune și compoziție, care vor asigura compatibilitatea dintre metal și ceramica de placare.

Sau!!!

Interfața metalo-ceramică

Producătorii de aliaje și ceramică încearcă să creeze și să dezvolte materiale care să corespundă cerințelor fundamentale.În Uniunea Europeanӑ și în Germania există o lege referitoare la materialele cu uz medical care stabilește standardele corespunzătoare, însă, din păcate, legea nu conține aceste criterii folosite în stomatologie. Totuși, este adevărat că standardele pot descrie numai caracteristicile fundamentale. Toate aliajele sau metalele (ex.titan) ce sunt fațetate cu ceramică trebuie să corespundă standardului ISO 9693 ,care definește analizelele și cerințele tehnologice corespunzătoare. Este omisă, însă, influența tehnicii dentare asupra acestor materiale. În cele ce urmează voi prezenta o serie de erori sau dificultăți ce pot să apară. Bineînțeles, nu putem enumera toate greșelile posibile.

Sistemul aliaj-ceramică

Aliajele sunt clasificate în funcție de structura lor chimică. Elementul major de aliere este cel care stabilește caracteristicile esențiale ale aliajului și îi dă și numele. Există două grupe principale: aliajele de metale nobile și aliajele de metale nenobile, respectiv aliajele lipsite de metale nobile. În prima grupă (EM) sunt incluse aliaje de aur, paladiu și argint. În cadrul celei de a doua grupă (NEM), pot fi deosebite aliajele cu conținut redus de metale nobile (cum sunt unele aliaje de Cr-Co) și aliajele lipsite de metale nobile (EMF).

Pentru tehnicienii dentari, termenul de aliaje și de metale nenobile cu conținut de metale „nobile” poate crea impresia în mod eronat –că lucrează cu aliaje nobile. Această afirmație este însă incorectă de fapt, prin urmare nu se recomandă utilizarea acestui termen. Dintre aliajele de metale nenobile pot fi individualizate aliajele pe baza de Cr-Co pentru plăci, precum și aliajele pe bază de Cr-Co sau Cr-Ni pentru restaurări protetice fixe. În fiecare dintre aceste grupe mari găsim aliaje potrivite pentru placarea cu ceramică. Desigur trebuie să alegem materialul ceramic adecvat . Criteriile importante din acest punct de vedere sunt intervalul de topire și coeficientul de dilatare termică (WAK) în plus, pentru a asigura o stabilitate corespunzătoare a scheletului, este indicată alegerea unui aliaj cu constanța de elasticitate înaltă (modulul E).

Componentele importante ale structurii chimice sunt reprezentate de așa-numitele „formatoare de oxizi pentru legare”. În cazul aliajelor EM, acestea sunt indiul (Id), galiul(Ga), staniul(Sn), fierul(Fe) sau manganul(Mn). Pentru grupul de aliaje NEM și EMF , acest rol este îndeplinit de Cr.

La alegerea ceramicii trebuie să căutăm elementul adecvat. Există trei tipuri diferite din punct de vedere al timpului de topire și al constanței de dilatare termică. Ceramica obișnuită se potrivește la aliajele de aur, paladiu, argint sau Cr-Co. Masa LFC poate fi folosită pentru fațetarea aliajelor de aur, argint, Co-Cr. Diferitele tipuri de ceramică nu trebuie amestecate, deoarece acestea prezintă temperatura de ardere și WAK diferite.

Priza metalo-ceramică se bazează pe diverse mecanisme și forțe:

1.Forțe fizice:

a)contracția ceramicii pe suprafața fațetată

b)retenția mecanică

2.Adeziunea (forțe van der Waals):

a)de exemplu efecte de schimb dipol

b)formarea de punți de hidrogen

3.Legături chimice:

a) reacția oxidului de legatură cu ceramica.

La nivel atomic, prize metalo-ceramica reprezintă o zonă de legatură complexă. Structura de metal prezintă la suprafață un strat de oxid.În cazul aliajelor din grupul EMF, cea mai mare parte a stratului de inhibare este formată din oxid de crom. La aliajele EM, în urma proceselor de ardere a oxizilor crește numărul oxidanților. Straturile de oxid asigură retenție și adeziunea la sructura de metal. Pe acestea se contractă ceramica, formând la rândul ei, legături retentive și adezivă. Pe parcursul arderii se formează legături de oxizi de legatură și ceramică. Acest proces se numește „formarea de amestec de oxizi”. Straturile de ceramică se leagă și între ele, chimic, prin retenție si adeziune.

Prelucrarea în laboratorul de tehnică dentară

Structura de metal este executată, de obicei, prin turnare. Aceasta poate fi sursa primelor greșeli. Supraîncălzirea poate produce oxidarea exagerată a suprafeței. Aceasta trebuie evitată, deoarece executarea unei lucrări din acest material necesită un timp mai îndelungat de prelucrare. Se va evita îndeosebi în cazul aliajelor EMP, datorită durității acestora. Trebuie să alocăm un timp mai îndelungat prelucrării prin șlefuire pentru netezirea suprafeței foarte dure. Supraîncălzirea este dezavantajoasă și din punct de vedere al coroziunii și al biocompatibilității. Aliajul prezintă o oxidare exagerată iar în situații limită se produce dezlipirea unor faze. Să luăm ca exemplu un aliaj cu procent crescut de aur. La acesta s-a produs desprinderea de faze bogate în indiu, care sunt foarte sensibile la coroziune și se dizolvă ușor, ceea ce poate conduce la reacții biologice adverse.

Este periculos a crede că, prin șlefuire și polizare, putem să remediem aceste greșeli. Deși există posibilitatea reducerii semnificative a eliberării de ioni, tehnicianul dentar nu dispune de aparatură pentru a putea stabili dacă a fost îndepărtată cantitatea corespunzătoare de material. În acest context există teama de a freza prea mult din marginea coroanei dentare, de scurtarea excesivă a pereților săi. Corpurile testate pentru coroziune au fost șlefuite până la obținerea luciului metalic. Totuși,în decursul primelor zile s-a produs o descărcare ionică semnificativă, mai ales de zinc. Eliberarea ionilor la corpurile de control a fost de 15 de ori mai mare. Deși descărcarea ionilor a scăzut rapid, în situațiile nefavorabile se pot produce reacții biologice nedorite. Din aceste considerente, suprafețele trebuiesc curățate, șlefuite și polizate. Impuritățile trebuie șlefuite! Aceasta este valabil în special pentru zona laterală a coroane după arderea ceramicii.

Preucrarea suprafeței este importantă și din punct de vedere al legăturii. Suprafețele trebuie curățate prin frezare, sablare sau gravare acidă (nu și în cazul aliajelor EMP). Spre deosebire de coroanele turnate și marginile coroanelor metalice, suprafețele ce urmează a fi fațetate nu trebuiesc polizate, deoarece se pierd microretențiile.

Tratarea prin sablare a suprafeței este indispensabilă pentru producerea prizei. Aceasta, pe lângă curtarea suprafeței, creează microretenții acestea sunt foarte importante pentru prize metalo-ceramice. Temenul de mcroretenții desemnează cratere, adâncituri și fisuri foarte mici. Pe aceste denivelări ale suprafeței aliajului se va prinde ,mecanic, ceramica. Spre deosebire de fațetarea cu acrilat, în cazul folosirii ceramicii este interzisă aplicarea de macroretenții (rețele,perle) deoarece materialul ceramic nu se depune peste acestea. Rezultatul este apariția de fisuri (goluri) ce conțin aer și care se largesc la ardere. Aceasta poate conduce la desprinderea ceramicii.

Pe lângă curățare și formarea de microretenții, metoda suflării are și un alt efect,creșterea energiei de suprafață. Cu cât coroana este mai înaltă cu atât este mai facilă formarea unei rețele de suprafață, iar pasta de ceramică este mai bine dispersată, aceeași cantitate de material acoperă o suprafață mai mare. Este clar că priza se produce numai în zonele care există contact nemijlocit între materiale. Metoda suflării mărește energia de suprafață, ceea ce crește, la rândul ei, posibilitatea formării structurii pe suprafață. Acest fenomen își pierde efectul în timp, deci se recomandă continuarea lucrării chiar după sablare. Energia de suprafață scade în raport cu timpul, deci se diminuează posibilitatea formării structurii pe suprafață.

Există mai mulți factori care influențează rezultatul procesului de sablare:

1.materialul dispersat:

a) felul materialului (cel mai frecvent se utilizează corundul,adică Al2O3

b)mărimea particulelor (110 microni pentru aliaje EM,250 microni pentru aliaje EMF)

2.presiunea utilizată (2 pentru aliajele EM,4 pentru aliajele EMF)

3.unghiul de proiectare (ideal 45°)

4.durata suflării

Trebuie să ținem cont de faptul că îndepărtarea stratului de oxid a aliajelor EMF este necesară o forță cantitativ superioară celei utilizate pentru aliajele EM. Forța depinde de masă și accelerație.Masa este stabilită de materialul folosit la sablare și mărimea particulelor acestuia. Presiunea utilizată la sablare influențează accelerarea particulelor.

2.4.Condiții si factori decizionali la realizarea legăturii maselor ceramice cu infrastructura metalică; Efectul diferențelor dintre coeficienții de dilatare termică asupra tensiunilor reziduale accumulate în metal și ceramică în timpul procesării.

DE COMPLETAT!!!!

2.5.Cauze de eșec în restaurările metalo-ceramice (analiza clinică a unui lot de pacienți cu edentații protezate fix de minim 5 ani din punct de vedere al complicațiilor apărute ; observații personale)

DE COMPLETAT!!!!

Capitolul 3: Aliaje utilizate în tehnologia metalo-ceramică

SI MATERIALUL DE LA TINE

ALIAJE NENOBILE (INOXIDABILE) – NOȚIUNI GENERALE

Au fost elaborate ca o alternativă pentru aliajele nobile devenite scumpe și inaccesibile. Au fost utilizate mai întâi pentru turnarea componentei metalice a protezelor parțiale scheletate; avantajele derivate din proprietățile acestor aliaje (proprietăți mecanice superioare, densitate mică, preț de cost redus) le-au impus și în alte tehnologii: turnarea coroanelor și punților dentare.

Clasificarea aliajelor nenobile

Aliajele nenobile se clasifică în funcție de conținutul procentual al principalelor metale de aliere:

aliaje pe bază de Ni-Cr, numite și binare (Ni – 50-80%; Cr – 20-25%);

aliaje pe bază de Ni-Cr-Fe, numite și ternare (Ni – 48-66%; Cr- 14-27%; Fe – 8-27%);

aliaje pe bază de Ni-Cr-Co (Ni – 40-62%; Cr – 10-21%; Co – 5-34%);

aliaje pe bază de Co-Cr-Ni cu utilizare în tehnologia protezelor scheletate;

aliaje pe bază de titan.

Aliajele moderne pe bază de Ni-Cr și Co-Cr, datorită proprietăților mecanice superioare și a prețului de cost avantajos, au înlocuit aliajele nobile clasa a IV-a în tehnologia clasică (metalo-polimerică) și în cele moderne (metalo-ceramică și metalo-compozită).

În tehnologia protezelor dentare au fost introduse și experimentate aliajele pe bază de titan. Acest metal cu proprietăți deosebite (biocompatibilitate, rezistență la coroziune, densitate foarte scăzută, proprietăți mecanice excelente) poate fi utilizat în stare pură sau aliat.

Domeniul de utilizare al acestor aliaje este extins: din titan pur se obțin implanturi, iar forma aliată poate fi utilizată în toate variantele tehnologice ale protezelor dentare (coroane, punți, baza protezelor scheletate).

Aliajele Fe-Ni-Cr clasice

Aliajele Fe-Ni-Cr clasice sunt cunoscute ca aliajele 18/8 datorită conținutului de Ni (18%) și Cr (8%). În stomatologie sunt prelucrabile prin forjare-laminare, și mai puțin prin turnare. În realitate, aliajele Ni-Cr clasice sunt oțeluri inoxidabile Fe-C și diferă sensibil de aliajele Cr-Co și Ni-Cr moderne cât și de aliajele pe bază de titan.

Sunt livrate în trei forme: sârme ortodontice cu grosimi diferite, cape sau discuri (0,3 – 0,4 mm) și pastile pentru turnare. În afară de Ni și Cr, aceste aliaje mai au în compoziție Fe, ca principal metal de aliere. Conținutul în carbon este de 0,089-0,2%; cantitățile de Ti, Mg, Si, Mo, Nb, Ta sunt foarte mici, având rolul de a preveni formarea de carburi între carbon și fier sau crom; ele sunt elementele de echilibrare ale aliajului.

Rolul elementelor de aliere

Cromul asigură rezistența la coroziune. Fierul nu poate fi utilizat fără crom, care pasivizează aliajul față de mediu, prin formarea peliculei de oxid de crom. Aliajul 18/8 este cel mai rezistent la coroziune și mătuire datorită soluției solide care se formează între Ni, Cr și Fe.

Carbonul se adaugă în cantități mici pentru a evita formarea carburilor de crom, care scad rezistența la coroziune.

Molibdenul mărește rezistența la coroziunea poroasă.

Proprietăți:

oțelurile inoxidabile sunt rezistente la atacul acid;

prelucrate corespunzător, își mențin luciul în mediul bucal; zonele de coroziune apar în aria de lipire a părților componente;

au coeficient de contracție mare după turnare, necompensat de masele de ambalat clasice;

nu au lot specific pentru solidarizarea părților componente ale punților (se utilizează lot pe bază de argint);

celelalte proprietăți sunt asemănătoare cu cele ale aliajelor Ni-Cr moderne (temperatura de topire, densitatea, culoarea, proprietăți mecanice).

Aliajele Ni-Cr moderne

Aliajele Ni-Cr moderne au în compoziție două metale principale de aliere: Ni – 60-70% și Cr – 15-20%, la care se adaugă microprocente de Mo, Al, Mn, Si, Be, Cu, Co, Ga, Fe pentru echilibrarea aliajului. Rezistența la coroziune și oxidare a acestor aliaje se datorează formării microstratului protector de oxid de crom la suprafața lingoului sau turnăturii.

Rolul elementelor

Nichelul (45-80%) este metalul principal de aliere pentru aliajele moderne Ni-Cr; micșorează duritatea, mărește maleabilitatea și elasticitatea, rezultând un aliaj mai ușor prelucrabil. Substituie procente importante de Fe, pentru a conferi aliajului o rezistență mai bună la coroziune.

Cromul (7-24,5%) are o mare solubilitate în Ni, iar raportul dintre aceste metale influențează esențial rezistența aliajului la coroziune, oxidare cât și temperatura de turnare. Mărește considerabil proprietățile mecanice, iar prin oxidul de crom format la suprafața aliajului are efect protector anticoroziv, dat și de adeziunea maselor ceramice.

Cobaltul (0,5-20%) influențează proprietățile mecanice, fluidifică aliajul în stare topită.

Molibdenul mărește rezistența la coroziune, modifică coeficientul de expansiune termică, este formator de oxizi și structuri cristaline omogene.

Alte metale sunt introduse în cantități mici cu rolul de a mări rezistența la coroziune (Mn, W, Ti) sau pentru efectul lor dezoxidant și de mărire a fluidității aliajului (borul, siliciul, beriliul).

Structura multifazică a aliajelor Ni-Cr favorizează gravajul acid necesar în tehnicile adezive, în tehnologia coroanei mixte metalo-compozite, și tratamentul termic pentru reomogenizarea turnăturilor.

Proprietăți:

aliajele Ni-Cr au duritatea mai mare decât cea a aliajelor de aur cu cca. 30% și prin proprietățile lor mecanice sunt situate între aliajele de aur și cele pe bază de Co-Cr (vezi Tabelul 3.8.).

Tabel 3.8.: Tabel comparativ: proprietăți mecanice – aliaje nobile v.s. aliaje nenobile.

intervalul de topite al aliajelor Ni-Cr este de 1260-1350oC și este superior cu 100-200oC aliajelor de aur;

coeficientul de contracție după priză este compensat de masele de ambalat fosfatice;

conductibilitatea termică este mică și de aceea se va utiliza o sursă de încălzire cu aceeași rată pe întreaga suprafață a aliajului;

sunt aliaje vâscoase în stare topită, necesită introducerea în tipar cu centrifugele automate sau semiautomate;

au densitate mai mică decât aliajele de aur, se obțin piese protetice mai ușoare și mai confortabile;

aliajele Ni-Cr nu prezintă potențial toxic acut s-au carcinogenetic; sunt aliaje stabile fizico-chimic.

Indicații:

Sunt utilizate sub formă de bandă pentru inele ortodontice, pentru confecționarea croșetelor de sârmă (0,6-0,8 mm) sau arcurilor vestibulare la aparatele ortodontice. Sunt utilizate la turnarea coroanelor și punților dentare (total metalice sau mixte, punți de hemiarcadă sau punți totale). Sunt întâlnite ca soluție alternativă pentru aliajele nobile în tehnologiile moderne metalo-compozită și metalo-ceramică.

Aliajele Co-Cr

Aliajele Co-Cr au fost elaborate ca o alternativă pentru aliajele nobile clasa a IV-a; de aceea, proprietățile lor sunt comparate cu ale acestora.

Necesită un proces tehnologic complex datorită următoarelor caracteristici:

au interval de topite înalt și nu pot fi topite cu flacără oxigen-gaz;

prezintă valori mari ale durității, se prelucrează și se finisează foarte greu.

Datorită acestor caracteristici, utilizarea lor este limitată; au preț de cost redus și proprietăți mecanice superioare aliajelor nobile clasa a IV-a.

Rolul elementelor:

Cromul are efect pasiv, conferă aliajului rezistență la coroziune. Împreună cu alte elemente, durifică soluția solidă. Procentul maxim de 30% se consideră limita ideală pentru obținerea proprietăților mecanice maxime.

Cobaltul mărește modulul de elasticitate, rezistența mecanică și duritatea.

Nichelul – procentele în plus de nichel în dauna cobaltului, micșorează rezistența mecanică, modulul de elasticitate și temperatura de topire, în timp ce crește ductilitatea, aliajul devenind mai ușor prelucrabil.

Alte elemente componente au rol în durificarea soluției solide.

Aliajele pe bază de titan

Rezistența mare la coroziune a titanului, biocompatibilitatea mică, rezistența mecanică mare fac ca aliajele pe bază de titan să devină atractive în stomatologie. Rezistenta la coroziune se explică prin formarea stratului de oxid de titan foarte stabil, cu o grosime de ordinul Å și cu interval de depunere foarte rapid (9-10 nanosecunde).

Titanul pur este utilizat în implantologie, tehnologia coroanelor, punților parțiale și totale, în ortodonție.

Aliajele de titan sunt aliaje bifazice. Aliajul se poate modela, dar este dificil de prelucrat la temperatura camerei. Titanul se poate suda la temperatura camerei, și de aceea este utilizat în ortodonție.

Proprietăți:

au punct de topite înalt (cca. 1700oC);

densitatea are valori mici (4,2 –4,5g/cm3) și datorită ei turnarea se realizează dificil, în aparatele de turnat cu forță centrifugă;

chimic, titanul și aliajele sale reacționează la temperaturi înalte cu elementele gazoase din mediu: O2, N, H. Turnarea acestor aliaje se va face numai în vacuum.

titanul se aliază relativ ușor; prin alierea cu Pd și Cu s-au obținut aliaje cu puncte de topire în jur de 1350oC. Temperaturile de topire scăzute reduc substanțial reactivitatea titanului cu gazele din mediu, în special cu oxigenul.

Avantaje:

excelentă rezistență la coroziune, superioară oricăror alte aliaje dentare cunoscute;

lipsa oricărei toxicități, fiind perfect tolerat de organism;

posibilitatea unică de utilizare a unui singur material pentru implante și supraconstrucții sau orice alte lucrări protetice la același pacient;

nu produce combinații alergice;

conductibilitate termică redusă, similară smalțului dentar, care previne iritarea organului pulpar;

neutralitate galvanică în cavitatea orală și un gust absolut neutru, consumarea de alimente sau băuturi nefiind afectată de nici un gust metalic;

transparența la razele X permite, de exemplu, diagnosticarea cariilor secundare fără a se îndepărta proteza dentară fixă; prelucrabilitate mecanică facilă, având proprietăți asemănătoare aliajelor nobile de tipul IV.

Dezavantaje:

culoarea gri-argintie a metalului (în zonele vizibile); acesta, însă, se poate placa sau combina cu polimeri sau materiale ceramice;

temperatura de topire înaltă și reactivitatea deosebită a titanului la cald impun utilizarea unor instalații speciale de turnare și a unor materiale și tehnologii speciale pentru pregătirea machetei și a tiparului; de aceea, elementele protetice din titan nu sunt cele mai ieftine, dar asigură ce-a mai bună soluție protetică.

3.6. ALIAJE NENOBILE SPECIFICE TEHNOLOGIEI

METALO-CERAMICE

Aliajele Ni-Cr. Aceste aliaje pot avea o compoziție variabilă, cu o concentrație a nichelului ce poate ajunge la 80% și cu un conținut de crom între 13 și 22%. Proprietățile fizice și caracteristicile de manipulare ale aliajelor Ni-Cr destinate tehnologie metalo-ceramică sunt augmentate de adaosul unor microprocente de berilium (până la 2%). În prezent, conținutul de beriliu în compoziția aliajelor dentare este contraindicat datorită formării unor compuși toxici și cu potențial carcinogenetic pentru arborele traheo-bronșic.

Aliajele Co-Cr. Utilizate inițial pentru componenta metalică a protezelor parțiale scheletate, aliajele Co-Cr au fost modificate compozițional pentru a corespunde necesităților tehnologice de obținere a sistemelor mixte metalo-ceramice. Ele pot conține Co între 55 și 68%, Cr între 25 și 27% și nu au beriliu în compoziție. Acest tip de aliaje Co-Cr oxidează mai rapid decât aliajele Ni-Cr-Be, iar stabilitatea legăturii cu ceramica de placaj nu a fost încă suficient investigată.

Capitolul 4

Ceramica pentru lucrari metalo-ceramice

4.1. Compozitia, structura si proprietatile ceramicii dentare

Compoziția chimică a ceramicii dentare

Masele ceramice sunt formate din substanțe de bază și adaosuri.

Substanțele de bază sunt următoarele:

Caolinul este componenta plastică a masei ceramice, adăugat în proporție de 2-3% și reprezintă liantul întregului amestec. Este o argilă superioară purificată natural sau artificial.

Cuarțul, componenta aplastică a masei ceramice, adăugat în proporție de 10-15% în amestec,reprezintă masa refractară la temperatura de ardere. Dilatarea termică a cuarțului compensează contracția caolinului la încălzire, asigurând rezistența la variațiile de temperatură.Această componentă contribuie la luciul masei ceramice.

Feldspatul este un alumino-silicat de potasiu, sodiu si calciu. În proporție de 70-80% în amestec este, cantitativ, elementul principal dintre substanțele de bază.La temperaturi înalte se fluidică bine, omogenizând amestecul.Contribuie la obținerea translucidității.

Coloranții dau posibilitatea obținerii nuanțelor coloristice variate.Sunt coloranți minerali reprezentanți de oxizi metalici de fier,crom, cobalt, iridiu, nichel, zinc, aur, titan care dau, in ordine, următoarele culori: roșu, verde, albastru, negru, cenușiu, alb, purpuriu și galben-maro.

În compoziția maselor ceramic neprelucrate sunt incluși și coloranți organic (pigmenți) diferiți în pulberea de dentină și de smalț,pentru a nu fi confundate în timpul depunerii. În masa opaca (grund) folosită în tehnologia metalo-ceramică, ozixii de fier, staniu, iridiu si aur au rolul de a realiza legătura dintre metal si ceramică.

Proprietățile maselor ceramice

Principalele proprietăți generale ale maselor ceramice sunt:

-Comportamentul volumetric

Masa ceramică se contractă cu 20-35% datorită evaporării liantului (apa distilată), a arderilor adaosurilor organice și a răcirii. Contracția se produce în sensul zonelor cu volum mai mare. Pentru compensarea contracției, masa de dentină și smalț se depune in exces. Pentru evitarea înmagazinării unor tensiuni interne, se lasă neacoperite zone metalice din aparat.

-Rezistenta mecanică care este de 417 Brinell față de 260 Brinell pentru smalțul dentar, fiind superioară și celei a aliajelor dentare.Din cauza acestei durități de suprafață, masele ceramice au un efect abraziv asupra smalțului dentar și asupra aliajelor dentare.Rezistența mecanică la compresiune, îndoire și rupere este bună. Totuși nu permite realizarea unor punți ceramice de mare amplitudine.

-Stabilitate coloristică care este ideală datorită coloranților minerali, inerției componentelor și impenetrabilitații masei arse față de diversele componente ale lichidului bucal. Culoarea, transluciditatea și luciul permanent fac posibile restaurări fizionomice foarte reușite.

-Toleranța biologică fiind inerte față de țesuturi, masele ceramice sunt foarte bine tolerate. Din acest motiv sunt folosite și sunt folosite și sub forma implantelor osoase.

4.2. Clasificare si indicatii clinice ale ceramicii dentare

Proprietățile finale ale unei lucrări protetice din ceramic rezultă din natura chimică a materialului și din procedeul de obținere a piesei finite.

Se impune o clasificare în functie de natura chimică a materialului ceramic și in funcție de tehnologia de obținere a piesei protetice.

A.După natura chimică

1.Ceramica feldspatică

a.din vechea generație(utilizată pentru coroane Jacket clasice arse pe Pt)

b.noua generație(include mase ceramic cu continut ridicat de leucocit, utilizate în restaurările integral ceramice)

2.Vitroceramica (procedeele Dicor,Cerapearl)-materialele ceramice obținute in formă sticloasă ce pot suporta ulterior tratament termic de cristalizare voluntară

3.Ceramica aluminoasă (pentru acoperirea unei infrastructure metalice; procedeul Cerestore; sistemul inCeram)

4.Materiale ceramice noi:

-anumite cristale de oxizi ZrO2, Al2O3 in masele ceramice îmbunătățesc parametrii de rezistență mecanică, împiedică propagarea fracturilor,

-în timpul tratamentului termic (răcirea care urmează sinterizării), o parte din cristalele de ZrO2 limitează propagarea unei posibile fisuri prin apariția unei pierderi localizate de substanță

b.După microstructură

Microstructura ceramicii moderne este bifazică: o fază sticloasă și una cristalină.Proporția crescută a fazei cristaline îmbunătațește caracteristicile mecanice.

1. matrice sticloasă cu incărcătură cristalină dispersată (caracteristică majorității maselor ceramic dentare)

2. matrice cristalină cu fază sticloasă dispersată (sistemul inCeram)

c. Dupa tehnologia de obținere a restaurării protetice:

1. cu suport metalic (sisteme metalo-ceramice)

2. fară suport metalic (sisteme integral ceramice)

Indicațiile clinice ale metalo-ceramicii:

tratamentul leziunilor odontale coronare prin lipsă de substantă, mai ales în regiunea frontală

tratamentul distrofiilor cicatriceale

tratamentul anomaliilor de volum și poziție, ca mijloc de refacere a morfologiei dentare

element de corectare a culorii dinților devitali care și-au modificat aspectul cromatic

abrazii accentuate

redimensionarea etajului inferior al feței în caz de edentații laterale ce au dus la modificarea sa

incongruență dento-alveolară cu treme si diasteme

in refracții parodontale,după un tratament parodontal în prealabil, ceramica fiind foaret bine tolerată de țesuturi

pe dinții afectați de procese carioase pe zone întinse interesând și cimentul radicular, permițând realizarea ideală atât din punct de vedere estetic cât și biologic

pe dinții frontali superiori și inferiori unde din motive mecanice nu se pot aplica coroane Jacket (malpoziții și supraoluzii accentuate)

pe dinți cu un volum coronar suficient, sa aibe o dimensiune cervico-incizală și vestibulo–orală acceptabile pentru retenție și efect fizionomic

pe molarii și premolarii la care pulpa dentară este redusă și permite o preparare care să asigure grosimea suficientă a feței ocluzale

pentru refacerea convexitățile natural ale dintelui, in scopul menținerii aparatelor mobile.

4.3. Criterii de selectie a tipului de reconstructie ceramic

Tipul de reconstrucție ceramic se alege în funcție de:

sistemele utilizate

rezistența

cererile estetice

sarcinile ocluzale

extindere

Pentru cazurile care necesită sisteme adezive cum ar fi incrustațiile sau tehnicile de fațetare sunt indicate masele ceramice feldspatice convenționale

Pentru coroanele anterioare ar fi indicat porțelanul feldspatic dacă vrem să modificăm culoarea dintelui și nu există o supraîncărcare ocluzală, în caz contrar avem nevoie de un porțelan aluminos.

În cazurile punților anterioare extinse până la al doilea premolar cu estetica ridicată și încărcătură ocluzală mica vom folosi porțelanuri feldspatice de mare rezistență numai pentru punți cu maxim trei elemente.

Pentru dinți întunecați cu cereri ocluzale mari și cu punți anterioare cu mai puțin de trei elemente și sub 11 mm vol folosi porțelanuri aluminoase și dacă avem punți mai mari de trei elemente vom folosi porțelanuri zirconice.

Pentru ocluzia traumatică sau dinți inchiși la culoare sunt preferabile coroanele metalo-ceramice.

Penru punțile posterioare excepție cazurile de pretenții estetice foarte mari sunt preferate punțile metalo-ceramice în special în spațiile mari cu ocluzie traumatică sau când avem lispă de spațiu la nivelul suprafeței ocluzale.

La dinții anteriori coroanele metalo-ceramice pot consitui o alternative pentru dinții cu modificări coloristice date de restaurările corono-radiculare(pivot+ bont) sau pete de tetratciclină.

Tehnica metalo-ceramică este indicate în cazul punților lungi anterioare cu ocluzie traumatică.

4.4. Masele ceramice clasice și moderne

Începând cu anii 60-70 am avut două tipuri principale de porțelan: porțelanul feldspat a cărui componentă de bază a fost feldspatul 75-85% ca matrice, cuarț într-un procent de 12-22% si caolin 3-5% sub formă de cristale oferind plasticitatea masei pentru o manevrare ușoară.

Au existat două mase cu feldspat ca matrice: una cu umplutură de cuarț, cealaltă cu alumină, care au fost indicate in tehnici de metalo-ceramică, respectiv jacketuri ceramice.

Din anii 80 încep să apară noi tipuri de mase ceramice:

„Ceramica Magnesia” –unde oxidul de magneziu a crescut foarte mult rezistența bonturilor

„porțelanul Cerestore” un nou porțelan aluminios care printr-un control riguros al temperaturii si timpului de ardere au obținut niște bonturi cu înaltă rezistență si coeficient de contracție scăzut ceea ce a îmbunătațit adaptarea marginală.

„poțelanul Dicor” cu rezultate mecanice slabe.

„porțelanul Hi-Ceram” cu o compoziție de 85% alumină infiltrată cu sticlă, obținând bonturi de mare rezistență.

O clasificare a maselor ceramice ar fi în funcție de compoziția chimică a acestora.

Un grup de porțelan feldspatic cu compoziție convențională de feldspat, cuarț si caolin cu un procent mic de alumică: Vintage, Duceram, Vivodent PE, IPS clasic etc.

Un alt grup este format din porțelan feldspatic de mare rezistența.Modalitatea de creștere a rezistenței diferă de la un porțelan la altul: porțelanurile OPTEC, IPS, EMPRESS I ce încorporează cristale de leucit în masă, IPS EMPRESS II disilicate si ortofosfat de litiut si IPS e-max, cristale unice de disilicat de litiu.

Grupul porțelanurilor aluminoase convențional: Vitadur N si Alpha, Cerabien și porțelanul aluminos de înaltă rezistență : In-Ceram cu oxid de aluminiu 99% și Zirconia In-Ceram.

Procera All-Ceram este probabil, cel mai utilizat din acest grup

Grupul porțelanurilor zirconice: Procera zirconiu, InCeram YZ,IPS e-max Ciracad unde compoziția este în esență oxid de zirconiu stabilizat cu o cantitate mica de oxid de ytriu doar cu faza cristalină pentru o rezistență mare.

De la d-na profesoara!!!

Considerații care stau la baza stabilirii compoziției maselor ceramice

La stabilirea compozițiilor se au în vedere, în primul rând, condițiile ce se impun produselor.

Din punct de vedere tehnologic, masele utilizate în scopuri dentare trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

capacitate bună de modelare;

interval de vitrificare suficient de larg (pentru a asigura o bună stabilitate în timpul arderii-sinterizării);

temperaturi scăzute de vitrificare;

contracție mică după uscare și ardere;

rezistență la șocuri termice, la temperaturi de 5-60oC;

densitate mare (porozitate închisă redusă);

lipsa absorbției de apă (porozitate deschisă redusă);

capacitate de lustruire și șlefuire;

rezistență bună la agenți chimici și, în special, la atacul acid.

Condițiile de mai sus s-au desprins în urma examinării modului de realizare a produselor finite, reprezentate de proteze uni- sau pluridentare ceramice, și a regimului lor de utilizare după aplicarea în cavitatea orală.

Principalele condiții impuse maselor ceramice duc la concluzia că masele ceramice, din care să se poată realiza construcții protetice, trebuie să se transforme în urma unui tratament termic de scurtă durată, în produse compacte, fără porozități deschise, și fără a suferi deformări.

Concluzia se desprinde ușor, și anume că una dintre principalele materii prime trebuie să fie reprezentată de unul sau mai mulți fondanți, capabili să formeze topituri cu vâscozități ridicate. Fondanții pot fi naturali sau artificiali, propriu-ziși sau care funcționează astfel numai în prezența altor componente ale masei ceramice.

Pe lângă fondanți, pentru ajustarea proprietăților specifice maselor dentare se folosesc și alte materii prime, unele refractare:

caolin, alumină, hidroxid de aluminiu, cuarț și alte modificări cristaline ale dioxidului de siliciu;

altele opacizante, ca:

dioxid de staniu, dioxid de titan sau dioxid de zirconiu,

și materiale colorante, ca:

oxizi sau pigmenți ceramici etc.

Materii prime utilizate

Materiile prime care participă la obținerea ceramicii dentare se pot împărți în:

subgrupa materiilor prime principale, care formează, în bună parte, masa produsului;

subgrupa materiilor prime auxiliare, care se adaugă în cantități foarte mici, cu scopul reglării unor proprietăți:

în stare nearsă: mărirea plasticității, a capacității liante, a vitezei de cedare a apei etc.;

în stare arsă: culoare, vitrificare etc..

Fondanții

Materialele care se introduc în masele ceramice cu scopul coborârii temperaturii la care apare topitura sau cele folosite în scopul obținerii, la o anumită temperatură dată, unei cantități mai mari de topitură, se numesc fondanți. Aceștia sunt de două tipuri:

fondanți propriu-ziși: materiale cu temperatură scăzută de topire, de exemplu feldspatul;

materiale care au temperatura de topire ridicată, dar care în prezența altor compuși ai masei ceramice dau compuși ușor fuzibili. Astfel, dolomita, calcarul, magneziul, carbonații artificiali etc., se disociază la temperaturi ridicate, furnizând oxizi de calciu, magneziu etc., care, în sine, sunt refractari, dar care, în prezența unor oxizi ca SiO2, A12O3, Fe2O3 etc., formează eutectice cu temperatura de topire scăzută.

Feldspații

Utilizarea lor în masele ceramice dentare se bazează pe două caracteristici importante ale acestora, referitoare la comportarea de ardere, și anume:

se topesc la temperaturi joase;

se topesc treptat, într-un interval de temperatură, iar topitura formată are o vâscozitate ridicată, care permite menținerea formei inițiale.

Se prezintă în blocuri sau bulgări și, în vederea folosirii, se macină fin în mori cu bile.

La încălzirea maselor ceramice care conțin feldspați, aceștia se topesc, în timp ce celelalte componente – caolinul, cuarțul – rămân solide. Topitura feldspatică reacționează cu celelalte componente, contribuind la formarea fazelor noi. În același timp, datorită vâscozității sale ridicate, topitura feldspatică menține stabilitatea formei la temperaturi ridicate.

Caracteristicile cele mai importante ale feldspaților sunt acelea care determină comportarea lor in cursul arderii și formării produsului:

temperatura de topire;

vâscozitatea topiturii;

capacitatea de dizolvare.

Ortoza prezintă o topire incongruentă la 1180oC, temperatură la care se transformă într-o topitură silicioasă de înaltă vâscozitate, care corespunde aproximativ compoziției: 9SiO2-Al2O3-K2O, și în leucit: 4SiO2-Al203-K2O. Leucitul rămâne dizolvat în topitură, dând o fază păstoasă, care se menține până la 1530oC, când se transformă într-un lichid clar. În acest interval de temperatură, topitura își va diminua lent vâscozitatea, dar suficient de accentuat pentru ca sticla feldspatică, din ce în ce mai puțin acidă, să aibă o acțiune fondantă la 1225-1250oC. Între 1300 și 1400oC, vâscozitatea scade și acțiunea sa fondantă este foarte eficace. Această vâscozitate prezintă un palier de topire foarte lung. El este deosebit de favorabil pentru o bună comportare a maselor ceramice în timpul arderii-sinterizării. Ortoza topită poate dizolva dioxidul de siliciu, în condițiile în care acesta din urmă, sub formă cristalizată de cuarț, va fi suficient de fin măcinat.

Când granulele de dioxid de siliciu sunt mai fine de 10 microni, amestecurile omogene cu feldspat prezintă o scădere progresivă a vâscozității, până la un conținut de circa 15% cuarț, pentru ca apoi, refractitatea să crească din nou.

Când cuarțul se introduce în amestec sub formă de granule mai grosiere, el nu se va mai dizolva complet, ci va juca rolul unui schelet, opunându-se curgerii unei sticle mai puțin silicioase, influențând astfel proprietățile reologice ale acesteia.

Alumina, oxidul de magneziu și oxidul de calciu diminuează vâscozitatea ortozei, la concentrații mici, și o măresc când conținutul lor crește.

În prezența caolinului, ortoza reacționează, în fază solidă, cu silicea amorfă provenită din transformarea metacaolinitului, înainte de a se atinge temperatura corespunzătoare fazei eutectice.

Topirea progresivă a feldspatului, asociată cu dizolvarea cuarțului fin, are ca urmare o scădere rapidă a porozității și vitrificarea masei ceramice.

Albitul se comportă analog ortozei, dar are o capacitate mai mare de dizolvare a SiO2-ului. Are o vâscozitate, în stare topită, mult mai redusă decât a feldspatului potasic și care scade semnificativ odată cu scăderea temperaturii. În consecință, masele care conțin feldspat sodic sunt mult mai sensibile la deformări și la diferențe de temperatură.

În natură, nu există feldspați, care să corespundă compoziției lor teoretice, ci sunt, de obicei, micști și conțin diverse impurități.

Amestecurile de feldspat sodic cu potasic se topesc la temperaturi mai scăzute, intermediare între cele două varietăți pure.

Marmura și creta

Sunt adăugate maselor ceramice cu rolul de degresanți, la temperaturi obișnuite, și de fondanți, la temperaturi mai ridicate (peste 9500oC).

Din punct de vedere al compoziției chimice, ele conțin carbonat de calciu sub diferite forme:

marmura – sub formă de cristale de calciu;

creta – sub forma unor depuneri de cochilii ale organismelor marine microscopice.

La încălzire, are loc disocierea carbonatului de calciu. Acest fenomen începe la peste 600oC și decurge cu intensitate maximă la 898oC, cu o micșorare de volum de 10-14%.

Formarea oxidului de calciu are ca urmare apariția unei acțiuni fondante, el putând reacționa cu dioxidul de siliciu, cu oxidul de aluminiu și cu alți oxizi ai masei ceramice, formând anumiți compuși, care se topesc la temperaturi mai reduse decât oxizii nereacționați. Astfel, se manifestă rolul fondant al carbonatului de calciu în masa ceramică.

Dolomita

Reprezintă un carbonat dublu de calciu și magneziu:

CaCO3 – MgCO3.

Sub aspect ceramic, dolomitele se comportă analog cu calcarele. Dolomita se disociază în două etape, astfel:

la 475oC: Mg(CO3)2 MgO + CaCO3 + CO

la 800-900oC: CaCO3 CaO + CO2

Carbonații alcalini

Se găsesc în natură, dar se produc și sintetic.

Carbonatul de sodiu, Na2CO3-10H2O pierde treptat apa de cristalizare și este solubil în apă. Decarbonatarea sodei începe la 410oC, iar la 852oC soda se topește. Oxidul de sodiu format reacționează cu oxizii constituenți ai maselor ceramice, formând, la temperaturi relativ scăzute, compuși care se topesc ușor.

Carbonatul de potasiu K2CO3 se comportă analog celui de sodiu, punctele lui de transformare de fază fiind 410oC și 897oC.

Boraxul: Na2B4O7-10H2O și acidul boric: B(OH)3 sunt furnizori de anhidridă borică, component principal al unor sticle și mase ceramice vitrificate. Anhidrida borică are efecte pozitive asupra stabilității termice și chimice, ameliorează proprietățile mecanice și optice, crescând transluciditatea și transparența maselor ceramice în care este incorporată.

Ambele combinații cu bor se obțin din minerale naturale și sunt solubile în apă. Acidul boric se descompune la încălzire, începând de la temperaturi de peste 600oC și cu viteză maximă la 200oC, după reacția:

898oC

H3B03 B2O3 + H2O

Anhidrida borică se topește la o temperatură scăzută: 577oC.

Boraxul (Na2B407-10H2O) se obține prin topirea acidului boric cu carbonat de sodiu. Cristalizează din soluție sub forma unor cristale mari, incolore, transparente, monoclonice; prin încălzire, boraxul pierde apa sa de cristalizare la 350oC și apoi se topește, anhidru, la 745oC, solidificându-se sub forma unei sticle. Topitura de borax dizolvă ușor oxizii metalici.

Cuarțul

Una dintre modificațiile existente în natură ale dioxidului de siliciu, cuarțul este o altă materie primă, curent folosită în fabricația maselor ceramice dentare. Din punct de vedere al caracteristicilor ceramice, cuarțul este un degresant tipic, refractar. În cursul tratamentului termic al maselor ceramice, cuarțul se dizolvă parțial, restul rămânând ca atare, sub formă de granule, atacate marginal.

Foarte important este polimorfismul dioxidului de siliciu, proprietatea lui de a se prezenta sub anumite forme, numite modificații. Acestea se deosebesc între ele prin structura cristalină, conținutul de energie și proprietățile fizice și chimice.

Caolinul

Mineralele argiloase și caolinoase – materii prime ceramice plastice – pot lipsi în unele mase ceramice. Din punct de vedere chimic, aceste minerale sunt alumino-silicați hidratați, cu un grad mai mare sau mai mic de cristalinizare.

În masele ceramice pretențioase, cum ar fi porțelanurile industriale, se utilizează, exclusiv, caolinurile. Drept constituent mineralogic, la baza caolinului stă caolinitul: A12O3–2SiO2-2H2O, sub forma unor particule extrem de mici, cu diametrul sub 10 microni. În stare crudă, caolinul formează, în amestec cu apa, paste plastice și barbotine, care au bune proprietăți de fasonare, respectiv, de curgere.

Între temperatura de 430-550oC, are loc pierderea apei de constituție și, odată cu ea, a plasticității, cu formarea metacaolinitului:

430-550oC

A12O3–2SiO2-H2O A12O3 – 2 SiO2 + 2H2O

Între 970-980oC, metacaolinitul se transformă într-o fază cubică, de tip spinelic, după reacția:

2(A12O3 – 2SiO2) 2A12O3 – 3SiO2 + SiO2

Peste 1050oC, faza spinelică se transformă în mulit, cu depunere de cristobalit.

3(A12O3 – 3SiO2) 2(3A12O3-2SiO2)+5SiO2

La temperaturi de 1100-1600oC, impuritățile prezente în rocile naturale duc la formarea unei cantități progresive de fază lichidă, iar la aproximativ 1800oC se produce topirea lor completă.

Toate transformările enunțate au loc cu modificarea rețelei cristaline, a proprietăților și a volumului. În cursul tratamentului termic al maselor ceramice, trebuie să se țină cont de modificările care se produc și de punctele de transformare, pentru a nu se provoca încălziri sau răciri bruște.

2.5. PROPRIETĂȚILE MASELOR CERAMICE DENTARE

Masele ceramice dentare trebuie să aibă o serie de proprietăți pentru a putea fi utilizate în practica stomatologică: biomecanice, biofuncționale, bioprofilactice.

Contracția maselor ceramice dentare

Contracția este un fenomen fizic, caracterizat prin reducerea dimensiunilor unui obiect. Contracția poate fi liniară sau volumetrică și se exprimă în procente (%).

Pentru masele ceramice dentare sinterizabile, contracția reprezintă unul dintre dezavantajele mari ale acestor materiale de construcție protetică, ce se menține încă, cu toate eforturile făcute de cercetători în sensul diminuării ei.

Factorii care pot influența contracția ar putea fi sintetizați, după P. GREMAUX, N. A. KREUTZMANN, E.F. LEONE, astfel:

granulația masei ceramice dentare;

tehnica de condensare;

contracția de ardere, cea mai importantă formă de contracție.

CRAIG (1997), arată că, prin folosirea maselor ceramice dentare cu granule de mărimi și forme diferite, se reduce mult gradul de contracție a masei respective.

Atunci când în compoziția maselor ceramice se folosește o singură dimensiune a granulelor, spațiul liber dintre acestea este considerat a fi de 45% din volumul total. Masele ceramice, alcătuite din granule de două dimensiuni, au spațiul liber redus la 25%, iar acolo unde se folosesc trei dimensiuni ale granulelor, spațiul liber dintre ele este de 22%.

În mod teoretic, printr-un procedeu bun de condensare aceste spații se pot reduce. În ultimul timp, prin introducerea arderii sub vid a maselor ceramice dentare s-au micșorat mult spațiile libere dintre particule, fără însă a putea înlătura complet contracția datorată acestor spații existente.

După N.A.KREUTZMANN, contracția volumetrică pentru masele Keramodens ce ard în condiții de presiune atmosferică este de 40%, iar pentru Keradens vacuum este de 31,1%.

În literatura de specialitate au fost descrise o serie de tehnici sau metode de condensare, printre care amintim: vibrarea, spatularea, aplicarea periei, magnetizarea, presarea și combinarea a două sau mai multe dintre aceste tehnici. Toate aceste procedee urmăresc, în final, același scop: înlăturarea apei din pasta de porțelan, după ce a fost aplicată pe modelul refractar, pe matrița de platină, pe scheletul metalic sau pe miezul alumino-ceramic al unei construcții protetice conjuncte. Viteza de înlăturare a apei este un factor important în condensare și, bineînțeles, indirect, influențează și contracția ulterioară a masei ceramice dentare arse.

J. SKINNER consideră că, din punct de vedere practic, compoziția și metoda de condensare a maselor ceramice ar avea un efect neglijabil asupra contracției volumetrice, așa după cum reiese din Tabelul 2.2..

Tabelul 2.2.: Tabel comparativ al contracției volumetrice în funcție de metoda de condensare

A. BREUSTEDT dă următoarele valori de contracție, în funcție de procedeul de condensare la masa Kera-dens-Vakuum (Tabelul 2.3.).

Tabel 2.3.: Tabel comparativ al contracției volumetrice în funcție de metoda de condensare (după A. Breustedt)

Din cele două tabele rezultă că vibrarea este metoda care, totuși, dă contracția cea mai mică. Cu toate că diferențele în ceea ce privește contracția, în funcție de metodele de condensare, sunt destul de mici, combinarea a două sau mai multe metode de condensare poate reduce contracția la 20-30%, după cum susțin majoritatea autorilor.

Contracția de ardere-sinterizare începe prin contracția ce se produce în timpul uscării, prin evaporarea alcoolului sau a apei din compoziție.

O a doua fază de contracție se produce la temperatura de 600-800oC, prin arderea adausurilor organice utilizate ca lianți în masa ceramică. În timpul arderii-sinterizării propriu-zise se produce o a treia contracție, datorită eliminării bulelor de aer, care, cu toată condensarea făcută, mai rămân în masa ceramică în număr destul de mare.

După R. CRAIG contracția liniară a ceramicii glazurate ar fi de aproximativ 14% pentru ceramica cu punct de topire scăzut și de 11,5% pentru cea cu punct de topire ridicat. Ceramica supraglazurată posedă un procentaj mai ridicat de contracție cu aproximativ 8% pentru ambele categorii.

Contracția volumetrică este cuprinsă între 32-37% pentru ceramica cu punct de topire scăzut și 28-34% pentru cea cu punct de topire ridicat. Pentru ceramica cu punct de topire mediu, valorile se situează într-o cele două categorii amintite mai sus.

Așa cum afirmă autori ca N. BARGHI, G. CHRISTIANSEN, D.W. ENGEN, R.R. FAUCHER, M. MARQUENTE, toate masele dentare au tendința ca, la ardere-sinterizare, să ia formă sferică, reducerea producându-se în direcția masei mai mari. Din acest motiv, la coroanele Jacket, masa se distanțează de prag, mai ales dacă aici coroana este subțire. Inlay-ul din masa ceramică se contractă spre centrul lor, rămânând un spațiu între matriță și inlay. Experiența a arătat că, masele ceramice cu o temperatură de topire joasă au un grad de contracție mai mare față de cele cu punct de topire înalt. Până la ora actuală, nu există însă ceramică dentară lipsită complet de contracție.

Valorile procentuale prezentate de diverși autori ca R. BREUSTEDT, J. SKINNER, cu privire la modificările volumetrice ale unor mase ceramice clasice reies din Tabelul 2.4.:

Tabelul 2.4.: Modificările volumetrice ale maselor ceramice clasice

Dilatarea maselor ceramice dentare

În prezent, masele ceramice dentare sinterizabile sunt livrate ca mase separate pentru colet, pentru marginea incizală și pentru corpul propriu-zis. Pentru ca aceste mase să poată fuziona fără tensiuni, coeficientul lor de dilatare trebuie să fie cât mai apropiat.

Același lucru este valabil și în cazul maselor ceramice dentare sinterizate pe metal. Fiecare masă are o temperatură la care există un așa-numit “echilibru” între acidul silicic liber și oxizii metalici.

În cazul, în care o masă ceramică este răcită brusc, ea nu mai are posibilitatea să ajungă în stare de echilibru, corespunzătoare temperaturii mai joase, înglobează în structură tensiuni interne, care vor tinde să se elibereze, determinând, în cele din urmă, fisuri și/sau fracturi. Coeficientul de dilatare al maselor ceramice dentare este de aproximativ 7,1×10-6/oC.

Duritatea maselor ceramice dentare

Duritatea maselor ceramice folosite în practica stomatologică este destul de mare, depășind duritatea smalțului dentar. Pornind de la această caracteristică, duritatea este considerată ca unul dintre dezavantajele maselor ceramice dentare.

Duritatea poate fi determinată prin diferite metode. Unii autori aplică scara Mohs, după care masele ceramice dentare au a duritate de 6,5 față de diamant care are o duritate de 10 unități.

După N.A.KREUTZMAN, V. IVAN, acest mod de a exprima duritatea nu este aplicabil în stomatologie, cercetătorii determinând duritatea după metoda folosită la metale (duritate Brinnell), duritatea implicată prezentând valori ridicate comparativ cu alte materiale, așa cum reiese din Tabelul 2.5..

Tabel 2.5.: Duritățile aliajelor, structurilor dure dentare și ale maselor ceramice (scara Brinnell)

Așa cum reiese din tabelul de mai sus, utilizarea maselor ceramice dentare pentru refacerea morfologiei și funcției dinților și arcadelor dentare, va produce abrazarea neuniformă a dinților antagoniști, datorită durității mult mai mari, comparativ cu duritatea smalțului.

Rezistența mecanică a maselor ceramice dentare

Rezistența reprezintă una din proprietățile mecanice importante ale maselor ceramice dentare. Prin grad de rezistență se înțelege forța maximă pe care o suportă un material fără a-și modifica integritatea structurală primară. În funcție de direcția de acțiune a forței există mai multe tipuri de rezistențe, de interes clinic fiind următoarele:

rezistența la tracțiune;

rezistența la compresiune;

rezistența la îndoire.

a) Rezistența la tracțiune are o importanță practică scăzută pentru protezele dentare fixe ceramice, având în vedere forțele de tracțiune relativ reduse, ce acționează asupra lor după fixarea în cavitatea orală. Totuși, această rezistență este relativ scăzută, datorită inevitabilelor defecte de suprafață ale materialelor ceramice după procesul de sinterizare.

b) Rezistența la compresiune reprezintă rezistența pe care un corp o poate opune forțelor de presiune. Această rezistență, pentru masele ceramice dentare, este mult superioară forțelor masticatorii ce se dezvoltă la nivelul aparatului dento-maxilar, precum și rezistenței la tracțiune și îndoire. Rezistența la compresiune este în mare măsură dependentă de compoziția și structura internă a maselor ceramice. Prezența golurilor și/sau a bulelor de aer scad semnificativ rezistența la compresiune a acestor materiale. Alături de aceste elemente, rezistența mai este influențată de gradul de condensare și de procedeul de ardere-sinterizare. În cazul în care vitrificarea nu este completă, rezistența scade, fenomen ce apare și dacă masa este supraexpusă temperaturii de sinterizare.

Un alt factor, care influențează rezistența, este modul de răcire. Dacă se realizează o răcire rapidă, cresc fisurile de la suprafață și scade rezistența masei ceramice.

După SCHMITES, valorile rezistenței la compresiune sunt cuprinse între 450-5000kgF/cm2, înregistrându-se valori similare și după SPENDLINGEN.

Masele Vita, cu temperatură de ardere joasă, la 9300C, au o rezistență la compresiune de 4600kg/cm2. Masele cu temperatură de topire înaltă pot atinge valori ale rezistenței la compresiune de până la 6000kg/cm2.

c) Rezistența la îndoire sau rupere. Forțele ce acționează asupra lucrărilor ceramice dentare în cavitatea bucală nu sunt numai forțe verticale de presiune, ci și o serie de forțe orizontale, puternice care solicită destul de intens lucrările protetice.

Rezistența la îndoire a maselor ceramice dentare este destul de mică, fapt ce a determinat pe mulți autori să caute o soluție în sensul creșterii acesteia. Meritul îi revine lui J. W. Mc LEAN, care a introdus oxidul de aluminiu (Al2O3), ca material de adiție la ceramicile dentare clasice, ce a determinat o creștere evidentă a rezistenței la îndoire a acestor materiale.

F.H. NORTON afirmă că, masele ceramice aluminoase sunt de 2-3 ori mai rezistente la îndoire decât masele obișnuite.

În Tabelul 2.6. sunt date câteva dintre valorile rezistenței la îndoire pentru unele mase ceramice dentare, după diferiți autori.

Testarea proprietăților mecanice ale maselor ceramice dentare este necesară și impusă de utilizarea acestora în practica clinică. Dintre acestea, determinarea rezistenței la compresiune și la îndoire prezintă interes deosebit, în special pentru protezele fixe integral ceramice.

Tabelul 2.6.: Valorile rezistenței la îndoire ale diferitelor mase ceramic

După R. CRAIG :

rezistența la încovoiere este între 62-90MPa;

rezistența la rupere este de 110MPa;

rezistența la tracțiune este sub 34MPa;

rezistența la compresie este de 172MPa;

modulul de elasticitate 69MPa;

duritatea este dată sub formă de număr KNOOP = 460 kg/mm2;

proprietățile termice ale porțelanului includ:

conductibilitatea termică de 0,0030 cal/sec/cm2 (oC/cm);

difuzibilitate de 0,64 mm2/sec;

coeficient de expansiune termică liniară de 12,0 x 10-6/oC

Culoarea maselor ceramice dentare

Din punct de vedere clinic, redarea unei culori, cât mai apropiată de culoarea dinților naturali existenți în cavitatea orală în care se aplică lucrarea protetică, reprezintă una din proprietățile de bază ale materialelor fizionomice utilizate în protetica dentară.

Pe lângă posibilitatea de a obține nuanța coloristică potrivită, este necesar ca această nuanță să aibă stabilitate în timp. Masele ceramice dentare reprezintă materiale fizionomice care corespund acestor deziderate, mai bine decât orice alt material. Variatele nuanțe existente la dentițiile naturale pot fi realizate prin adăugarea pigmenților, care trebuie să fie rezistenți la temperaturile înalte necesare sinterizării maselor ceramice. Aceste nuanțe sunt obținute cu ajutorul oxizilor metalici. Există o gamă largă de oxizi metalici, ce sunt utilizați pentru a obține nuanțările de culoare dorite:

oxizi de cobalt, pentru nuanțe de albastru;

oxizi de titan, pentru nuanțe de galben;

oxizi de fier, pentru nuanțe de roșu;

oxizi de crom, pentru nuanțe de verde;

oxidul de nichel, pentru nuanțe de cenușiu.

Se pare că nuanțele de roz sunt cele mai greu de realizat, în acest sens folosindu-se aurul coloidal.

Agenții de culoare utilizați, sunt fie introduși în compoziția masei înainte de fritare, fie adăugați după obținerea pudrei de porțelan. Adăugarea agenților de culoare înainte de fritare se face pentru acei agenți, care au punctul de fuziune foarte apropiat de cel al masei ceramice.

Pe lângă aceste două posibilități de adăugare a oxizilor metalici în vederea obținerii nuanțelor de culoare dorită, mai există și procedeul de corectare a culorii (machiaj). Acest procedeu este utilizat, în special, pentru redarea unor pete, care se găsesc pe dinții naturali. Se realizează prin pictare, după arderea masei de dentină.

D. BRATU sintetizează în tabelul de mai jos (vezi tabelul 2.7.) oxizii metalici care sunt utilizați pentru individualizarea cromatică a lucrărilor protetice ceramice.

Tabel 2.7.: Culorile determinate de diferiți oxizi introduși în masa ceramică

Astăzi, câștigă tot mai mult teren, în acest domeniu, pigmenții ceramici. Aceștia sunt compuși chimici ai anumitor metale, care reacționează la temperaturi înalte cu materialele ceramice sau sticloase, formând silicați, alumino-silicați, aluminați, borați, boro-silicați, alumino-boro-silicați, soluții solide de silicați sau suspensii ale unor metale nobile, colorate caracteristic.

Condițiile ce se impun pigmenților ceramici

Să reziste, fără descompunere la temperaturi cu cca.100oC mai mari decât temperatura de tratament termic a masei ceramice;

Să posede o bună rezistență chimică față de constituenții masei ceramice la temperaturile ridicate de ardere-sinterizare;

Să fie cât mai puțin influențate de atmosfera din cuptor;

Să aibă o refractaritate asemănătoare cu a produsului, pentru a nu schimba comportarea lui de ardere-sinterizare;

Să aibă o mare putere de colorare, pentru a putea fi adăugați în concentrații mici; numai astfel proprietățile de modelare a masei ceramice nu vor fi afectate.

Sistemele oxidice în care acești pigmenți își pot plasa compozițiile sunt date în Tabelul 2.8..

Tabel 2.8.:Pigmentarea caracteristică diferitelor sisteme oxidice

Concentrațiile în care se utilizează acești pigmenți sunt extrem de mici și anume: 0,01-0,2% deoarece culorile trebuie să fie deschise pentru a fi asimilate unor reflexii. Acești pigmenți se adaugă, ca atare, în timpul măcinării fritelor în mori cu bile. Pentru a asigura răspândirea cât mai uniformă a pigmentului, care se adaugă în cantități foarte mici, în toată masa ceramică dentară se poate aplic

II. CONTRIBUȚII PERSONALE

Capitolul 5

Cercetari privind influenta unor factori tehnologici în procesul de realizare a cmponentei metalice pentru coroanele mixte metalo-ceramice- (Studii asupra tipului de aliaj și a condițiilor de turnare-tratament termic)

Capitolul IV

Cercetări asupra componentei metalice a coroanelor mixte metalo- ceramic prin microscopie optică și electronică

MODEL

În prezenta lucrare am efectuat cercetari în vederea determinării factorilor ce pot conduce la aparitia defectelor de turnare, care pot constitui la randul lor amorse pentru coroziune. Cercetarile s-au efectuat pe probe de material:

– secționate din rețeaua de turnare pentru o coroană mixtă metalo-ceramică realizată dintr-un aliaj de NiCr

– secționate din rețeaua de turnare și capa metalică pentru o coroană mixtă metalo-ceramică cu substrat din

aliaj de CoCr

– secționate dintr-o coroană mixtă metalo-ceramică, cu substrat din aliaj CoCr și ceramică HeraCeram.

4.1 Analiza prin microscopie optică și electronică a rețelei de turnare pentru o componentă metalică realizată din aliaj de NiCr

5.1 Motivatia temei si obiectivele cercetarii

5.2. Materiale si metode utilizate

5.3. Conditii experimentale

4.1.2 Rezultate obținute:

În urma analizei probelor la diferite rezoluții se poate observa o structură predominant dendritică cu dendrite bine conturate, orientate în direcția gradientului de temperatură. Zonele întunecate prezente la îmbinarea a două dendrite sugerează discontinuități de materiale, identificate ca microretasuri.

MICROSCOPIE OPTICĂ

PROBA 1 PROBA 2 PROBA 1 PROBA 2 PROBA 1 PROBA 2

Fig. 4.2-4.7 – Microscopie optică, 50x, atac: 50ml HCl +1-2ml H2O2 68

Fig. 4.8-4.13 – Microscopie optică,100x, atac: 50ml HCl + 1-2ml H2O2 68

Fig. 4.14-4.19 – Microscopie optică, 250x, atac: 50ml HCl + 1-2ml H2O

ANALIZA PRIN MICROSCOPIE ELECTRONICĂ DE SCANNING

4.1.3 Discuții și concluzii

Detaliile structurale de mai mare profunzime sunt evidențiate prin microscopie electronică. Se reconfirmă

structurile dendritice observate prin microscopie optică.

Aspectul probei 1 din rețeaua de turnare (fig. 4.20, 25x) prezintă în zona centrală o retasură care este generată de temperatura neadecvată de turnare (scăzută). La o mărire de 200x în aspectul microscopic al retasurii se pot observa creșteri dendritice (fig. 4.21).

La o analiză mai profundă în material se observă incluziuni și la o rezoluție mai mare sunt vizibile și

zonele de eutectic situate interdendritic. De semnalat este că, spre deosebire de prima probă, proba 2 prezintă

central o microretasură și, de asemenea, în aspectul microscopic al microretasurii sunt evidențiate dendritele.

În analiza EDAX, realizată pe eutectic, se observă maxim de difracție pentru elementele de bază, Ni, Cr,

Mo, dar și prezența unor elemente reziduale: Si, Mn, Fe, Co. In zona soluției solide, suplimentar se constată prezența carbonului și a oxigenului.

Analiza EDAX pe incluziuni evidențiază, pe lângă elementele de bază, prezența unui conținut mare de Si, ca și a elementelor: C, O, Al, Ca, Mn, Fe și Co. În masa metalică de bază se constată prezența Si, Mn, Fe, Co.

Prezenta oxigenului în incluziuni denotă faptul că materialul studiat s-a oxidat în timpul turnării. Prezența

carbonului este greu de justificat, este posibil ca particule de carbon să fi rămas în urma procesului de pregătire a probei, înainte de analiza la microscopul optic, atunci când proba înglobată a fost șlefuită cu un disc diamantat (particule de diamant de 15μm). Cantitatea de Si este mai mare în incluziuni (9,24%), în masa metalică de bază are un procent vizibil redus, iar în eutectic este ușor mai crescută. In eutectic, cantitatea de Mo este relativ mare (19%), ea având o valoare mai mică în masa metalică de bază și scăzând în incluziuni până la 9,24%. Cromul, element de bază, se apropie de standardul prevăzut, având o medie de 21%, singura diferență fiind în incluziuni, unde cantitatea de Cr este mai scăzută (16,71%). Cel mai predominat element de aliere, nichelul, se regăsește într- o cantitate constantă în soluția solidă și în eutectic, pr ezentând o creștere a cantității în masa metalică de bază, iar în incluziuni regăsindu-se într-o cantitate redusă (38,10%). Se observă urme de Fe în masa metalică de bază, eutectic și în incluziuni. Co este relativ uniform distribuit. Dacă luăm în consider are faptul că cele două probe au fost secționate din aceeași rețea de turnare, implicit același aliaj turnat la aceeași temperatură de turnare, putem afirma că distribuția elementelor este asemănătoare, înregistrându-se mici diferențe la nivelul elementelor de bază cauzate de nerespectarea temperaturii de topire și a condițiilor de lucru.

Elementele de aliere se distribuie neuniform. Din punct de vedere al compoziției chimice, ele au pierderi

vizibile, scăzând în raport cu aliajul brut folosit, pierderi ce au loc la topire. Am remarcat prezența structurii dendritice cu neomogenități a eutecticului. Materialul a fost turnat la o temperatură scăzută, ceea ce a generat apariția retasurii.

Piesele turnate din aliaje de NiCr ar trebui supuse tratamentului termic pentru omogenizarea și recristalizarea lor. Tratamentul termic de recoacere de omogenizare ar trebui efectuat prin încălzirea la 1000° C a piesei turnate, urmată de răcire în aer. La compoziția avută (aproximativ 64% Ni), se poate omogeniza soluția solidă pe bază de Ni, printr-o recoacere de omogenizare la o temperatură de aproximativ 900° C.

O cauză a apariției defectelor de turnare este lipsa unei aprecieri riguroase a temperaturii topiturii și a momentului optim al turnării. În general, se apreciază doar vizual pierderea formei geometrice a pastilelor și prăbușirea lor în conul tiparului. Datorită oxizilor metalici, pastilele topite nu formează o sferă lucioasă tipică aliajelor nobile. Nerespectarea intervalului de topire specific aliajului, precizat de fabricant, este o altă cauză posibilă de apariție a defectelor de turnare. De obicei topirea aliajului se face cu o flacără mare, cu multe orificii pentru a atinge rapid temperatura de topire a aliajului. Anterior topirii, pastilele de aliaj pentru topit se introduc în cuptorul de preîncălzire împreună cu creuzetul, încercându-se astfel evitarea supraîncălzirii aliajului în momentul topirii. Este necesară dimensionarea corectă a sistemului de tije (4,5 – 5mm) pentru a asigura o cantitate de metal topit în tipar înainte de răcirea rapidă a aliajului. Canalele vor fi largi și scurte pentru a mări presiunea metalului în tipar și absorbția acestora din rezervorul de metal (sferele de contracție).

4.2 Analiza prin microscopie optică și electronică a rețelei de turnare și a capei metalice pentru o coroană mixtă metalo-ceramică cu substrat din aliaj de CoCr

4.2.1 Material și metodă:

Am efectuat analiza prin microscopie optică, microscopie electronică și spectroscopie de raze X cu dispersie după energie (EDS) a trei probe de material metalic secționate dintr-o coroană mixtă metalo-ceramică

realizată dintr-un aliaj de CoCr (Girobond/Amann Girrbach), din rețeaua sa de turnare și respectiv din conul de

turnare.66

Secționarea, înglobarea și șlefuirea probelor s-a realizat în același mod ca și pentru proba examinată anterior. Eșantioanele experimentale au fost supuse unui atac electrolitic folosind o soluție de 10ml acid clorhidric în 200 ml etanol la curent continuu de 2V, la o temperatură de 20ºC, timp de 10 secunde, după care eșantioanele au fost spălate, uscate și apoi supuse analizei optice cu ajutorul microscopului Epiquant.

4.2.2 Rezultate obținute:

Substratul metalic al restaurării metalo- ceramice

Rețeaua de turnare Conul de turnare Substratul metalic al restaurării metalo-ceramice

Fig. 4.65 – Spectre caracteristice compușilor

Fig. 4.66 – Spectre caracteristice compușilor din detaliu

Fig. 4.67 – Spectre caracteristice zonelor gri închis din

dendrite

Fig. 4.68 – Spectre caracteristice zonelor gri deschis din dendrite

Fig. 4.69 – Spectre caracteristice zonelor gri închis interdendritice

Chart Title

70

60

50

40

30

20

10

0

0 5 10 15 20

10 per. Mov. Avg. ( MoL)

10 per. Mov. Avg. ( Cr K)

10 per. Mov. Avg. ( CoK)

Fig. 4.70 – Distribuția elementelor pe linia de analiză

Fig. 4.71 – Distribuția comparativă a molibdenului, cromului și cobaltului pe linia de analiză

Fig. 4.72 – Distribuția comparativă a siliciului, niobiului și calciului pe linia de analiză

Fig. 4.73 – Distribuția comparativă a manganului, fierului și wolframului pe linia de analiză

4.2.3 Discuții și concluzii:

Analiza de microscopie optică a substratului metalic al restaurării metalo-ceramice pune în evidență o

structură dendritică cu aspect celular cu separări interdendritice de compuși.

Prezența aspectului celular este determinată de reducerea corespunzătoare a grosimii elementului piesei turnate, care determină creșterea vitezei de răcire/solidificare. În această situație, solidificarea topiturii are loc suficient de rapid astfel dendritele nu au timp să se dezvolte, iar lichidul interdendritic suprasaturat precipită intens compusul intermetalic.

Se poate observa finisarea structurii dendritice, care are ramuri fine. Efectul de separare celulară a

compușilor va fi totuși dezavantajos, în ciuda structurii finisate, pentru că va determina o relativ mai slabă rezistență la coroziune.

Analiza de microscopie optică a rețelei de turnare a coroanei metalo-ceramice pune în evidență o structură

cu aspect dendritic (soluție solidă) cu separări interdendritice de compuși. Structura metalografică începe să prezinte un aspect celular, iar separările de compuși au un aspect mai fin.

Examinarea la microscopul electronic a substratului metalic a coroanei metalo-ceramice evidențiază aceeași structură cu neomogenități interdendritice provenite de la turnare.

În raport cu compusul principal, analizat în fig. 4.65 și tabelul 4.9, detaliul A, analizat în fig. 4.66 și tabelul

4.10, prezintă de 10 ori mai mult siliciu și are în compoziție oxigen și fier.

Zonele gri închis din interiorul dendritelor, analizate în fig. 4.67 și tabelul 4.11, prezintă în raport cu

compusul principal de trei ori mai puțin siliciu și molibden, iar crom și wolfram în cantități aproximativ egale.

Zonele gri deschis din dendrite, analizate în fig. 4.68 și tabelul 4.12, prezintă în raport cu compusul principal aproximativ jumătate din cantitatea de siliciu, molibden de 4 ori mai puțin, crom în cantitate egală, mai mult cobalt și wolfram, nu prezintă niobiu.

Zonele gri închis interdendritice, analizate în fig. 4.69 și tabelul 4.13, prezintă în raport cu compusul principal de 5 ori mai puțin siliciu, de 6 ori mai puțin molibden, crom în cantitate egală, mai mult cobalt și mai puțin wolfram.

În ceea ce privește distribuția molibdenului, cromului și cobaltului pe linia de analiză, constatăm că molibdenul prezintă o creștere în zona centrală, cobaltul o scădere, iar cromul este relativ uniform distribuit.

Din figura 4.72, ce prezintă distribuția comparativă a siliciului, niobiului și calciului pe linia de analiză,

constatăm că siliciul și niobiul prezintă o distribuție neuniformă, iar calciul prezintă o distribuție uniformă.

Din figura 4.73, ce prezintă distribuția comparativă a manganului, fierului și wolframului pe linia de analiză, observăm că fierul și manganul au o distribuție relativ uniformă, spre deosebire de wolfram care are o distribuție neuniformă.

Examinarea la microscopul electronic a rețelei de turnare a coroanei metalo-ceramice evidențiază caracterul celular mai accentuat al structurii. Structura este mai omogenă pentru că s-a răcit mai rapid.

4.3 Analiza prin microscopie electronică de scanning a unei coroane metalo-ceramice

4.3.1 Material și metodă

Am efectuat analiza prin microscopie electronică și spectroscopie de raze X cu dispersie după energie (EDS) a unei coroane metalo-ceramice cu substrat de CoCr și componenta fizionomică reprezentată de ceramică Hera Ceram cu același microscop electronic de baleiaj Philips model SEM XL 30 TMP, dotat cu un spectrometru după energii EDAX utilizat și pentru analizele anterioare.

4.3.2 Rezultate obținute

Fig. 4.113 – Distribuția

elementelor – Mapping

Fig. 4.114 – Distribuția elementelor pe linia de analiză

Fig. 4.115 – Distribuția comparativă a oxigenului, siliciului, wolframului, cromului și cobaltului pe linia de analiză

Fig. 4.116 – Distribuția comparativă a molibdenului, calciului și magneziului pe linia de analiză

Fig. 4.117 – Distribuția comparativă a zincului, sodiului și aluminiului pe linia de analiză

Fig. 4.118 – Distribuția comparativă a platinei, potasiului, titanului și cesiului pe linia de analiză

4.3.3 Discuții și concluzii

În figura 4.98 sunt prezentate pe secțiune, de la stânga la dreapta, substratul metalic al coroanei, stratul de

ceramică cu o grosime de aproximativ 90 microni și stratul de ebonită utilizat pentru înglobarea probei în vederea

examinării. Figura 4.99 prezintă același aspect, la o mărire de 250x.

În figura 4.100, la o mărire de 500x, constatăm în zona centrală a imaginii că stratul de porțelan nu este

depus uniform și decelăm la interfața metal-ceramică stratul de opac.

În figura 4.101 (mărire 1000x) constatăm prezența zonelor de fisurare a capei metalice la exterior și prezența zonelor de oxidare în interior. La o mărire de 2000x, așa cum se prezintă în figura 4.102, depistăm prezența defectelor superficiale de turnare (zonele gri de la suprafața metalului sunt zone cu oxizi).

Stratul de opac aplicat peste capa metalică este analizat din punct de vedere al spectrelor caracteristice în figura 4.103, iar analiza chimică punctuală este prezentată în tabelul 4.19.

Conform figurii 4.105 și tabelului 4.20, masa ceramică (figura 4.104) prezintă în compoziție elemente

precum Si, K, Ca, O, Al.

În figura 4.106, la o mărire de 500x a imaginii masei metalice constatăm dizolvarea rețelei celulare, cu rămânerea la limită a compușilor definiți. Practic, prin reîncălzirea substratului metalic în cadrul ciclurilor de ardere a ceramicii, s-a obținut o îmbunătățire a structurii metalice și consecutiv a comportamentului său mecanic.

Spectrele caracteristice masei metalice de bază, prezentate în figura 4.107 și analiza chimică punctuală prezentată în tabelul 4.21 relevă prezența majoritară a cromului și cobaltului, precum și a microprocentelor de aluminiu, siliciu, molibden, mangan și wolfram.

Figura 4.108, ce prezintă spectrele caracteristice compușilor gri-deschis din masa metalică, relevă prezența unor elemente precum crom, cobalt, molibden, niobiu, mangan, potasiu, siliciu și vanadiu.

În figura 4.109, ce prezintă un detaliu din masa metalică, constatăm de asemenea omogenizarea materialului. Aspectul dendritic se păstrează dar se estompează, obținându-se practic un aspect corect pentru o structură turnată.

În figurile 4.111 – 4.113 este prezentată distribuția materialelor. Constatăm prezența cobaltului, cromului, manganului și molibdenului în capa metalică, prezența siliciului, zincului în ceramică, a titanului în stratul de opac, a potasiului și aluminiului în opac și ceramică, a volframului atât în capa metalică, cât și în stratul de opac și de ceramică. De asemenea, în masa ceramică mai constată prezența unor particule izolate de platină, dar și distribuția uniformă a oxigenului și ceriului.

Distribuția cobaltului, cromului, oxigenului, siliciului și vanadiului pe linia de analiză (figura 4.114), prezentată în figura 4.115 relevă:

– cobaltul și cromul se regăsesc preponderent în masa metalică și se reduc cantitativ semnificativ în opac și masa ceramică, fiind prezente sub formă de reziduuri

– oxigenul și siliciul se regăsesc în cantități crescute în masa ceramică

– vanadiul este uniform distribuit în toate cele trei straturi.

Distribuția molibdenului, manganului și calciului pe linia de analiză (figura 4.116) relevă:

– repartizarea relativ uniformă a calciului

– prezența molibdenului și manganului majoritar în masa metalică.

Distribuția zincului, sodiului și a aluminiului pe linia de analiză (figura 4.117) demonstrează prezența lor

nesemnificativă în metal și semnificativă în ceramică.

Distribuția comparativă a platinei, titanului, ceriului și potasiului (figura 4.118) pe linia de analiză arată:

– titanul este prezent în cantitate mare în stratul de opac, apoi scade

– platina se regăsește în cantitate mare în primul strat de ceramică, apoi scade

– ceriul se găsește în ceramică

– potasiul este prezent în stratul de ceramică.

Defectele structurale constatate pe proba turnată (rețea de compuși la limita grăunților)sunt în mod clar

îmbunătățite în ciclurile termice necesare acoperirii cu porțelan. Practic, structura de turnare e omogenizată prin recoacere și compușii se regăsesc doar la limita a 3-4 grăunți.

Deoarece ciclurile termice se produc la temperaturi crescute, se obține o difuzie a elementelor ce constituie diferitele straturi depuse spre metal și între straturile de ceramică depuse succesiv, creându-se astfel o legătură între straturile de porțelan.

5.4. Rezultate experimentale

5.5. Concluzii asupra cercetarilor experimentale

EXPERIMENTARI PROPRII

Capitolul6Cazuri clinice

Cazul1

Cazul2

Cazul3

Bibliografie /SELECTIE SI COMPLETARI

Bibliografie /SELECTIE SI COMPLETARI