Неблагородные и благородные сплавы

Павел Матусяк,
зубной техник

Павел Матусяк, мастер-техник, преподаватель Медицинской Академии Варшавы, Польша (1996–2006 гг.). Участник международных стоматологических исследовательских экспедиций. Автор множества статей по зубной технике. С 2006 года – заведующий отделением зубной техники одной из ведущих имплантологических клиник в Голландии.

Кобальт-хромовые сплавы относятся к группе неблагородных сплавов. Первый сплав на основе кобальт-хрома был использован в стоматологии в 1930 г. Он был применен для изготовления имплантатов и успешно прошел клинические испытания.
В те времена у зубных техников определение «сталь» было синонимом неблагородных сплавов для литья, что являлось ошибочным, поскольку сталь – это содержающие углерод сплавы железа. Одновременно, часто применяемое название «хромово-кобальтные сплавы» также было некорректно, потому как эти сплавы были разработаны на основе хрома.
Сейчас сплавы кобальта с хромом нашли широкое применение в дентальном протезировании. Из них изготовляются конструкции бюгельных протезов, мостовидные протезы и единичные коронки для облицовки керамическими материалами или композитами, телескопические коронки, соединительные балки, готовые опоры на имплантатах и много других конструкций.
Несмотря на широкое применение неблагородных сплавов, большинство стоматологов и зубных техников считают неблагородные сплавы на основе кобальта хуже, чем благородные сплавы (на основе золота), которые считаются наилучшими по биосовместимости. Это мнение несколько меняет общее представление о возможностях протезирования зубов с использованием благородных и неблагородных сплавов в современной зубоврачебной технике.
Анализируя две эти группы сплавов (таб. 1), легко можно увидеть, что у каждой из них присутствуют свои определённые свойства, которыми можно пользоваться в лечении пациента.

 

Таблица. 1 Основные применения металлов и сплавов в протезировании
+ рекомендуемое; 0 возможное; – не применять

При анализе сплавов (на основании материаловедения), легко заметить, что не каждый сплав может быть рекомендован при выборе конструкций протеза. Есть также такие свойства сплавов, которым соответствуют только некоторые неблагородные сплавы, поэтому сегодня трудно говорить о преобладающем превосходстве одной из групп.
Прежде всего подбор соответствующего сплава (который наиболее точно подходит для технических и клинических параметров) должен зависеть от индивидуального анализа ситуации пациента.

Состав

Основной состав современных неблагородных сплавов (образец сплава – «BEGO») на основе кобальта, а также функции отдельных элементов указаны в таб. 2.
 

Таблица. 2 Функции элементов содержащихся в кобальт – хромовом сплаве, Wirobond®C BEGO

Присутствие хрома и молибдена придаёт коррозионную стойкость, учитывая одновременно минимальное содержание хрома на уровне 20% состава. Хром создаёт механически и химически устойчивые окислы, блокирующие доступ воздуха, воды и кислот. В случае анализируемого состава (образец сплава – «BEGO») – 26% хрома – обеспечивает необходимое соответствие, что гарантирует высокую коррозионную стойкость и биосовестимость сплава.
Фирма BEGO использует только чистые металлы для производства сплавов. Но в природе не встречаются стопроцентно чистые металлы. Руды металлов часто загрязнены никелем, очищение от которого сопряжено в большими трудностями. Соответствующие нормы СЕ, определяющие максимальное содержание никеля в сплаве – на уровене ниже 0,1% – считают несущественным для состава. В случае металлов BEGO на основе кобальта, знак СЕ гарантирует, что содержание никеля ниже 0,1%.
 

Рис. 1. Толстый слой оксидов на неблагородном сплаве возникший в результате литейных ошибок

Анализируя конструкцию мостовидного протеза из сплава кобальта и хрома, вес которого 10 г – можно принять, что в нём 0,07 г (= 70 мг) никеля. Конечно, он не выступает на поверхности и он равномерно распределён в теле конструкции протеза. Высвобождение никеля с поверхности протеза может дойти до 0,03 мг/см2 на первой неделе теста, а потом будет заметное постоянное снижение этого значения. Сравнивая эти данные с допустимом суточным поступлением никеля в организм (около 0,19–0,9 мг) – токсикологическая или аллергическая нагрузка организма незначительна. Более того, конструкция протеза покрыта облицовочным материалом и доступное пространство чистого металла достаточно ограниченно.

Зуботехническая лаборатория

Обрабатываемый в зуботехнической лаборатории протез из кобальт-хромовый сплава, кажется должен быть дороже в сравнении со обрабатываемыми протезами из сплавов золота, по причине большего расхода инструментов для обработки. Однако, эти издержки компенсируются значительно низкой ценой неблагородного сплава, простотой литейного процесса. Однако надо помнить, что свойства сплава меняются при его перегреве в литейной установке, достигнутой перед моментом отливки.
Недопустимо многократное использование сплава для отливки. Производитель дентальных сплавов, фирма «BEGO» допускает взможность добавки к сплаву 50% уже один раз использованного сплава. Только однократно использованный для отливки неблагородный металл даёт гарантию получения высококачественных конструкций протезов (Рис. 2).
Если конструкции из неблагородных сплавов облицованы обычной керамикой, они характеризуются большой прочностью к деформации при высокой температуре, чем сплавы на основании золота. Конечно, есть также сплавы легче и деликатнее в своём составе, что значительно облегчает облицовку. Силы соединения их с облицовочным материалом с клинической точки зрения в этих двух группах надежны.
 

Рис. 2. Правильные отливки телескопических коронок выполнены из кобальт-хромого сплава

Коррозия

Исследования, касающиеся коррозионной стойкости, анализируют количество высвобождённых ионов с поверхности металла погруженного в раствор хлорида натрия и молочной кислоты, если применены соответствующие исследовательскиее методы. Обнаружено, что количество высвобождённых ионов с поверхности неблагородных металлов немного выше, чем со сплавов золота и особенно зависит от качества поверхности. Современная технология в значительной степени повышает коррозионную стойкость неблагородных металлов. (таб. 3).
 

Таблица. 3 Высвобождение ионов металлов в зависимости от литейной технологии BEGO: Фундор [Fundor] – центробежная – источник нагрева: газовая горелка, Форнакс [Fornax] – центробежная – источник нагрева: высокочастотная индукция, Наутилус [Nautilus] – вакуумная – источник нагрева: высокочастотная индукция.

Правильно сделанную и отполированную (высокая, особенная восприимчивость кобальто – хромовых сплавов к полировке поверхности в результате механического шлифования) поверхность характеризует низкая эмиссия ионов. Одновременно добавочная термическая обработка (многократный обжиг керамики) не влияет на увеличение эмиссии. Это обозначает достаточное и прочное пассивирование.

Биосовестимость

Биосовместимость сплавы золота не нарушают. Ничто не указывает также на это, что кобальт, хром и молибден – главные ингредиенты анализируемого неблагородного сплава являются источником аллергий. Сплавы кобальта с хромом были положительно оценены в результате клинических тестов уже в 1936 году. Аллергии обнаруживают на основании «пластинковых» тестов. Соответствующая исследовательная субстанция является их основным элементом. Если для исследования будут применены например, соли хрома (состояние окисления хрома + III), дихромат (состояние окисления хрома + IV – сильный окислитель), полученные результаты могут оказаться ошибочными. Чтобы избежать ошибочного диагноза, «пластинковые» тесты должны быть выполнены исключительно подготовленными лицами (дерматологами, аллергологами). Интерпретация результатов требует также соответствующего знания и опыта.
В тестах цитотоксичности сплавов на основании кобальта, хрома и молибдена, а также сплавов на основании золота, проведённых фирмой «BEGO», а также независимыми исследовательными институтами, не было обнаружено токсичное влияние на исследованные клетки.
Однако, надо иметь в виду, что зубной техник может иметь контакт с металлами, когда они в жидкой или твёрдой фазах. Он также может подвергаться риску контакта с металлами во время отливки при газообразной фракции металла. Также это может произойти во время механической обработки с металлической пылью, которая может попадать в организм при дыхании в лёгкие. В этом случае трудно предусмотреть какое точно токсическое влияние сплавов на целый организм – многое зависит от количества, величины частиц, места впитывания. Следует принять все меры предосторожности с целью избежания контакта с отходами металлов (а также со всеми материалами, применяемыми в зубоврачебной технике) во время их переработки.

Подведение итогов

Сплавы кобальта с хромом становятся хорошей альтернативой для сплавов на основе золота. В отношении к коррозионной стойкости и биосовестимости они показывают схожие параметры. А если обратить внимание на механическую сторону (модуль упругости, термическая стойкость, низкий удельный вес) – неблагородные сплавы более стойкие. С клинический стороны, благородные сплавы более привлекательные.

На основании научных публикаций: БЕГО [BEGO]
Bremer Goldschlagerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG
Technologiepark Universitat
Wilhelm-Herbst-Str.1
D – 28359 Bremen

 

Регулярно читаете статьи по специальности? Подпишитесь на нашу рассылку.