В контексте оценки качества ортопедических конструкций, критически важным параметром является точность их краевого прилегания. Научные исследования подтверждают, что клинически приемлемый краевой зазор (marginal gap) должен составлять менее 120 мкм (микрон). Превышение этого порога существенно увеличивает риск микроподтеканий, вторичного кариеса и снижает долговечность протеза. Именно стремление к минимизации этого зазора — и детальный анализ технологических этапов, влияющих на его размер — является ключевой задачей современной ортопедической стоматологии и данной дипломной работы.
Введение: Актуальность, цели и задачи исследования
Протезирование с использованием несъемных и съемных конструкций остается краеугольным камнем ортопедической стоматологии. В частности, цельнолитые конструкции (коронки, мостовидные протезы и каркасы бюгельных протезов) закрепили за собой статус «золотого стандарта» благодаря своей монолитности, высокой прочности и точности воспроизведения анатомии. Актуальность данного исследования продиктована необходимостью систематизации и углубленного анализа лабораторных технологических протоколов, которые, несмотря на стремительное развитие цифровых (CAD/CAM) методов, продолжают широко использоваться и определяют качество лечения, а значит, и долгосрочный клинический успех.
Проблема исследования заключается в том, что даже незначительные технологические отклонения на лабораторных этапах (моделирование, литье, обработка) могут привести к критическим дефектам отливки, снижающим точность прилегания и прочностные характеристики протеза. И что из этого следует? Без строгого соблюдения верифицированных протоколов, инвестиции в лечение могут быть сведены к нулю из-за преждевременного выхода протеза из строя.
Цель работы: Провести исчерпывающее изучение, анализ и детальное описание современных лабораторных технологических этапов изготовления цельнолитых ортопедических конструкций, а также выполнить сравнительную оценку их качества с целью создания фундаментальной теоретической и практической базы для повышения эффективности зубопротезирования.
Научная новизна работы состоит в систематизации количественных параметров критических технологических этапов (диаметры литников, целевой КТЛР, критерии точности) и их сопоставлении с объективными показателями качества, полученными современными методами измерения (силиконовая реплика с микроскопией).
Структура работы включает теоретический обзор (Глава 1), детальное описание методик и протоколов (Глава 2) и сравнительный анализ (Глава 3), завершающийся практическими рекомендациями.
Теоретические и клинико-лабораторные основы цельнолитых конструкций (Глава 1: Обзор литературы)
Определение, классификация и клинические показания к применению
Цельнолитая ортопедическая конструкция представляет собой монолитное изделие, изготовленное методом точного литья по выплавляемым моделям, что исключает наличие сварных или паяных соединений. Это могут быть несъемные протезы (одиночные цельнолитые коронки, мостовидные протезы), используемые для замещения включенных или концевых дефектов зубных рядов, а также элементы съемных протезов, например, цельнолитой каркас бюгельного протеза.
Клинические показания к их применению широки:
- Восстановление анатомической формы и функции зубов при обширном разрушении коронковой части.
- Замещение включенных дефектов зубных рядов (мостовидные протезы).
- Использование в качестве опорных элементов в сложных протезах.
- Шинирование подвижных зубов при заболеваниях пародонта.
- Повышение окклюзионной высоты при патологической стираемости.
Основное преимущество цельнолитой технологии заключается в достижении высокой жесткости и прочности конструкции, а также возможности точного воспроизведения анатомии окклюзионной поверхности и пришеечной области.
Принципиальное отличие от паяных конструкций и критерии биосовместимости
В историческом контексте ортопедической стоматологии цельнолитые конструкции пришли на смену штампованно-паяным мостовидным протезам. Принципиальное отличие цельнолитого каркаса от паяного заключается в его монолитности. Следовательно, концентрации напряжений в местах соединения, характерные для паяных систем, отсутствуют, что радикально повышает надежность.
Сравнительный анализ прочности и биосовместимости
| Критерий сравнения | Паяная конструкция | Цельнолитая конструкция | Клиническая значимость |
|---|---|---|---|
| Риск разрушения | Высокий (в местах пайки) | Минимальный (монолитность) | Долговечность протеза |
| Наличие разнородных металлов | Высокое (припой и каркас) | Отсутствует (монолитный сплав) | Риск гальванизма |
| Прочность и жесткость | Ниже, концентрация напряжений в местах пайки | Максимальная, равномерное распределение нагрузки | Устойчивость к деформации |
Самым критическим аспектом паяных конструкций является риск развития гальванизма и связанных с ним патологических состояний (гальваноз) из-за наличия разнородных металлов и электролита (слюны).
Критерием для диагностики гальваноза является превышение разности потенциалов между металлическими конструкциями в полости рта. Физиологическая норма не должна превышать 60 мВ (милливольт). При патологическом состоянии разность потенциалов устойчиво превышает 50–60 мВ, а сила гальванического тока может достигать 5–6 мкА (микроампер). Цельнолитые конструкции, будучи изготовленными из одного гомогенного сплава, устраняют этот риск, значительно повышая биосовместимость.
Материаловедческое обоснование и технологическая компенсация усадки
Сплавы для литья: Физико-механические свойства и состав
Выбор сплава для цельнолитых конструкций определяется их клиническим назначением, требуемой прочностью и, в случае металлокерамики, эстетикой. В современной практике используются две основные группы: благородные (на основе золота, платины) и неблагородные (кобальтохромовые, никель-хромовые).
Наиболее широкое распространение получили неблагородные сплавы, в частности, кобальтохромовые сплавы (КХС), благодаря их высокой твердости, коррозионной стойкости и экономической эффективности.
Количественный состав и функции компонентов КХС
| Элемент | Процентное содержание | Функция в сплаве |
|---|---|---|
| Кобальт (Co) | 66–67% | Основная матрица, обеспечивает высокую прочность и жесткость. |
| Хром (Cr) | 26–30% | Отвечает за антикоррозийную стойкость (пассивация) и твердость. |
| Молибден (Mo) | 4–5,5% | Улучшает физико-механические свойства, обеспечивает мелкозернистую структуру. |
| Прочие | < 1% | Вспомогательные элементы (вольфрам, никель, кремний). |
КХС обладают отличными показателями предела прочности и твердости, что критически важно для каркасов мостовидных протезов и бюгельных протезов, испытывающих значительные окклюзионные нагрузки. Разве можно игнорировать эти доказанные временем преимущества?
Требования к КТЛР и компенсация усадки сплавов
Точность литья напрямую зависит от способности технологического протокола компенсировать размерные изменения, которые происходят в процессе изготовления. В этом процессе участвуют два основных типа усадки:
- Усадка восковой модели: Происходит при охлаждении воска, составляет 0,5–2%.
- Усадка металлического сплава: Происходит при переходе из жидкого в твердое состояние, составляет 1,1–2,2% (зависит от состава сплава).
Ключевой метод компенсации — использование специальных формовочных масс, которые при обжиге в печи обладают достаточным термическим расширением, уравновешивающим суммарную усадку воска и сплава.
Требования к КТЛР (Коэффициент Термического Линейного Расширения):
Для изготовления металлокерамических конструкций необходимо обеспечить прочную химическую связь между металлом и керамикой, а также предотвратить сколы керамики при термообработке. Это достигается точным соответствием КТЛР сплава и керамики. Сплавы для металлокерамики должны иметь КТЛР в диапазоне 13,5–14,2 × 10-6/°С (в интервале температур 25–500°С). Если КТЛР металла значительно выше, чем у керамики, при охлаждении возникнут чрезмерные напряжения, приводящие к трещинам. Какой важный нюанс здесь упускается? Точность этого соответствия является решающей для эстетической и функциональной долговечности протеза, так как даже минимальное несоответствие КТЛР в долгосрочной перспективе приводит к отслоению керамики.
Дополнительная компенсация усадки для улучшения прилегания достигается путем нанесения на гипсовые культи опорных зубов лака (изоляционного слоя) для создания стандартизированного цементного пространства.
Детализированный лабораторный протокол изготовления (Глава 2: Методика исследования)
Технология изготовления цельнолитых конструкций по методу CLW (Conventional Lost-Wax technique – традиционное литье по выплавляемым моделям) является сложным, многоступенчатым протоколом.
Этапы моделирования и создания литниковой системы
На этапе моделирования зубной техник создает точную восковую копию будущего протеза (коронки, каркаса) на рабочей модели. После завершения моделирования критически важным этапом становится создание литниковой системы.
Задачи литниковой системы:
- Обеспечение беспрепятственного транспортирования расплавленного металла в полость формы.
- Контроль скорости потока металла.
- Обеспечение воздушного обмена (выхода газов).
- Самое главное: Питание отливки расплавленным сплавом в процессе ее затвердевания.
Для выполнения последней задачи литниковый канал должен оставаться жидким дольше, чем сама отливка, чтобы компенсировать ее усадку.
Критические параметры литниковой системы для предотвращения пористости
Недостаточное питание отливки жидким металлом приводит к образованию усадочных раковин (пористости), которые существенно снижают прочность конструкции.
Для предотвращения этого дефекта необходимо строго соблюдать правило соотношения объемов и диаметров:
Протокол критического диаметра литника:
Для сплавов на основе цветных металлов (NiCr, CoCr) диаметр литникового канала должен обеспечивать постоянный приток расплавленного металла и должен составлять не менее чем в два раза превышать толщину стенок коронки.
Минимально допустимый диаметр литника, обеспечивающий эффективное питание, должен составлять 3,5 мм. Если литник слишком тонкий, он застынет раньше отливки, препятствуя притоку дополнительного металла для компенсации усадки. Литники всегда устанавливаются на самый толстый участок отливки.
Формовка, выплавление воска и обжиг литейной формы
После создания литниковой системы восковая модель вместе с литниками фиксируется в опоке. Далее осуществляется формовка.
- Нанесение облицовочного слоя: Восковая модель сначала покрывается тонким слоем огнеупорной массы (облицовочный слой), что обеспечивает точное воспроизведение рельефа и гладкость поверхности.
- Формовка: Опока заполняется основной формовочной массой (огнеупорный материал, содержащий связующее вещество).
- Выплавление воска (Девоскование): Опока помещается в печь. Воск выплавляется при относительно низких температурах (около 150–300°С), оставляя в форме полость, точно соответствующую будущей конструкции.
- Обжиг формы: Температура печи повышается до рабочей (обычно 700–950°С). Цель обжига — обеспечение термического расширения формовочной массы для компенсации усадки металла, а также достижение достаточной прочности формы для сопротивления давлению расплава.
Строгий контроль температуры обжига является ключевым: недостаточное повышение температуры приведет к неполной компенсации усадки, а избыточное — к частичному разрушению формовочной массы и шероховатости поверхности отливки.
Анализ и профилактика технологических дефектов литья
Одной из задач зубного техника является минимизация технологических рисков, которые возникают на этапе литья. Дефекты отливок являются прямым следствием нарушения протоколов.
Классификация дефектов: Недоливы, пористость, шероховатость
| Дефект отливки | Механизм возникновения | Основные причины |
|---|---|---|
| Недолив | Неполное заполнение формы расплавом | Недостаточная температура литья, слабое центробежное давление, засорение литникового канала, преждевременное затвердевание сплава. |
| Пористость (усадочные раковины) | Недостаточное питание отливки при затвердевании | Неправильное расположение или недостаточный диаметр литника (застыл раньше отливки). |
| Шероховатость поверхности | Реакция расплава с формовочной массой | Перегрев сплава в процессе плавки или слишком высокая температура обжига формы, что приводит к разрушению облицовочного слоя. |
Критически важно понимать, что каждый дефект имеет свою уникальную причину, требующую специфического протокольного решения. Например, пористость в толстостенных участках почти всегда указывает на ошибку в проектировании литниковой системы, тогда как недолив в тонких краях — на недостаточную температуру литья или литейного давления.
Контроль качества и профилактические меры
Профилактика дефектов основана на строгом соблюдении верифицированных технологических карт:
- Температурный контроль: Использование пирометров и четкое следование инструкциям по плавлению сплава. Предотвращение перегрева сплава.
- Проектирование литниковой системы: Литники должны быть расположены на самом толстом участке восковой модели, обеспечивая последовательное затвердевание сплава от периферии к питающему резервуару. Диаметр литника должен быть не менее 3,5 мм для обеспечения адекватного питания.
- Подготовка формы: Тщательный контроль процесса обжига для достижения максимального термического расширения формовочной массы.
Например, для предотвращения шероховатости, вызванной перегревом, необходимо контролировать, чтобы температура сплава в момент литья не превышала температуру, указанную производителем, поскольку превышение на 50–100°С может привести к химическому взаимодействию с формовочной массой.
Сравнительная оценка качества и клинико-лабораторная эффективность (Глава 3: Собственное исследование)
Объективный метод измерения точности краевого прилегания
Качество цельнолитой конструкции оценивается в первую очередь по ее точности прилегания к культе зуба. Точное прилегание минимизирует цементный зазор, защищая опорный зуб от вторичного кариеса и обеспечивая долговечность протеза.
Клинически приемлемый стандарт: Краевой зазор (marginal gap) должен составлять менее 120 мкм. Этот критерий основан на том, что глаз человека способен различить зазоры, превышающие 200 мкм.
Научный стандарт для количественной оценки точности прилегания — это метод силиконовой реплики.
Методика заключается в следующем:
- На внутреннюю поверхность каркаса наносится тонкий слой низковязкого силикона (имитирует цементное пространство).
- Каркас плотно фиксируется на модели опорного зуба, выдавливая излишки силикона.
- Низковязкий силикон стабилизируется силиконом средней или высокой вязкости.
- Полученная силиконовая реплика (пленка) аккуратно извлекается из каркаса и разрезается.
- Толщина силиконовой пленки измеряется в нескольких стандартизированных точках (обычно 4–12 точек в пришеечной, осевой и окклюзионной зонах) с помощью калиброванного цифрового микроскопа при увеличении 250х.
Этот метод позволяет получить точные, объективные и воспроизводимые данные о размере цементного пространства. Но всегда ли техник использует его для контроля качества, или мы полагаемся лишь на визуальную оценку?
Сравнительный анализ точности прилег��ния: CLW vs. CAD/CAM
С развитием цифровой стоматологии возникла необходимость сравнения традиционного литья (CLW) с автоматизированными CAD/CAM-технологиями (фрезерование или селективное лазерное спекание).
Цифровые технологии исключают большую часть ручных этапов и устраняют размерные изменения, связанные с усадкой воска и литьем, что теоретически должно повышать точность.
Сравнительные количественные показатели точности прилегания
| Технология изготовления | Средний краевой/цементный зазор (мкм) | Основная причина погрешности |
|---|---|---|
| Традиционное литье (CLW) | Достигает 120,7 ± 12,86 мкм | Совокупная усадка воска и металла, ошибки в компенсации формовочной массой. |
| Цифровой CAD/CAM (Фрезерование) | Около 50 мкм | Погрешность сканирования и износа фрезы. |
Как видно из данных, каркасы, изготовленные CAD/CAM-системами, демонстрируют статистически значимо меньшие зазоры. Средний цементный зазор в 50 мкм, достигаемый цифровыми методами, является существенно более высокой точностью по сравнению с традиционным литьем.
Клиническая значимость различий: Меньший зазор (50 мкм) обеспечивает более надежную и долговечную фиксацию протеза, минимизирует растворение цемента и снижает риск вторичного кариеса. Однако традиционное литье, при строгом соблюдении протоколов, остается в пределах клинически приемлемого стандарта (менее 120 мкм).
Клинико-лабораторная эффективность: Время и ресурсные затраты
Несмотря на технологическое превосходство CAD/CAM в плане точности, цельнолитые конструкции сохраняют свою актуальность благодаря ряду факторов:
- Ресурсные затраты: Традиционное литье требует меньших капиталовложений в оборудование (печи, литейные машины), по сравнению с дорогостоящими сканерами, CAD-станциями и фрезерными центрами.
- Прочность: Цельнолитые конструкции из неблагородных сплавов обладают высокой прочностью, которая доказана десятилетиями клинического использования.
- Сроки изготовления: Хотя CAD/CAM-конструкции могут быть изготовлены за несколько часов (автоматическое вытачивание), процесс традиционного литья, включающий моделирование, формовку, обжиг и литье, занимает несколько дней, что увеличивает длительность лечения.
Вывод: Цельнолитые конструкции остаются экономически обоснованным и клинически надежным выбором, особенно в условиях, где цифровые протоколы технически нецелесообразны или недоступны. В конце концов, прочность и доступность часто перевешивают стремление к максимально достижимой точности.
Заключение, выводы и практические рекомендации
Настоящая дипломная работа подтвердила, что качество цельнолитых ортопедических конструкций определяется не только выбором материала, но и строгим соблюдением количественно обоснованных лабораторных технологических протоколов. Достижение краевого зазора менее 120 мкм напрямую зависит от контроля усадки и литниковой системы.
Выводы:
- Принципиальное отличие: Цельнолитые конструкции обеспечивают монолитность, устраняя риск поломок в паяных соединениях и исключая гальванизм, критический порог которого составляет 50–60 мВ.
- Материаловедение: Для обеспечения требуемой прочности и коррозионной стойкости, в КХС должно содержаться до 30% хрома и 4–5,5% молибдена. Для металлокерамики требуется точное соответствие КТЛР сплава (
13,5–14,2 × 10-6/°С). - Критический протокол литья: Для предотвращения усадочных раковин и пористости, диаметр литникового канала должен быть не менее 3,5 мм и не менее чем вдвое превышать толщину стенок отливки, обеспечивая адекватное питание.
- Оценка качества: Объективная оценка точности прилегания должна проводиться методом силиконовой реплики с использованием калиброванного цифрового микроскопа при увеличении
250x. Клинически допустимый зазор — менее 120 мкм. - Сравнительная эффективность: Цифровые CAD/CAM-системы демонстрируют более высокую точность (около 50 мкм) по сравнению с традиционным литьем (до 120 мкм), однако цельнолитые конструкции сохраняют свою актуальность благодаря доказанной прочности и экономической целесообразности.
Практические рекомендации:
- Для зубных техников: Внедрить в технологические карты жесткий контроль за диаметром и расположением литников. Особое внимание уделять строгому температурному режиму обжига формовочной массы и плавки сплава для минимизации шероховатости и недоливов.
- Для ортопедов: При сдаче готовой конструкции всегда проводить клиническую оценку краевого прилегания с учетом стандарта 120 мкм. При необходимости высокой эстетики и максимальной точности прилегания (особенно на протяженных конструкциях) рассматривать применение CAD/CAM-технологий.
- Для лабораторий: Регулярно проводить калибровку литейного оборудования и печей, а также стандартизировать процесс моделирования, используя изоляционные лаки для создания стабильного цементного пространства.
Список использованной литературы
- Зубопротезная техника: учебник / под ред. М. М. Расулова, Т. И. Ибрагимова, И. Ю. Лебеденко. 2-е изд., испр. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 384 с.
- Лекции по ортопедической стоматологии: учебное пособие / под ред. Т. И. Ибрагимова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. 208 с.
- Ортопедическая стоматология: учебник / под ред. И. Ю. Лебеденко, Э. С. Каливраджияна. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 640 с.
- Пропедевтическая стоматология: учебник / [Базикян Э. А. и др.] ; под ред. Э. А. Базикяна, О. О. Янушевича. 2-е изд., доп. и перераб. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 640 с.
- Поюровская И. Я. Стоматологическое материаловедение: учебное пособие. 2008. 192 с.
- МОСТОВИДНЫЕ ПРОТЕЗЫ: ШТАМПОВАННО-ПАЯНЫЕ И ЦЕЛЬНОЛИТЫЕ. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ИХ КАЧЕСТВА // Modern Science and Research. URL: https://inlibrary.uz/index.php/modern-science-research/article/view/10101 (дата обращения: 29.10.2025).
- В помощь литейщику: Изготовление облицовочного слоя литейной формы. URL: http://xn—-7sbaqb5ab9c.xn--p1ai/litio-splavov-metallov/v-pomoshh-litejshhiku-izgotovlenie-oblicovochnogo-sloya-litejnoj-formy/ (дата обращения: 29.10.2025).
- Цельнолитые коронки и мостовидные протезы – минусы и плюсы. URL: https://mystom.ru/stati/ortopedicheskaya-stomatologiya/celnolitye-koronki-i-mostovidnye-protezy-minusy-i-plyusy/ (дата обращения: 29.10.2025).
- ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНОЛИТЫХ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ МОСТОВИДНЫХ ПРОТЕЗОВ. URL: http://dentaltechnic.info/tekhnologiya-izgotovleniya-celnolitykh-metallokeramicheskikh-mostovidnykh-protezov/ (дата обращения: 29.10.2025).
- Цельнолитые мостовидные протезы: Учебное пособие. URL: https://ksma.ru/assets/files/ucheb/ortopedicheskay_stomatologiya/3_kurs/celnolitye_mostovidnye_protezy.pdf (дата обращения: 29.10.2025).
- Особенности изготовления цельнолитого мостовидного протеза с облицовкой. URL: https://www.bsu.edu.ru/upload/iblock/c38/c38c64183d25ce96144e5df8091a13a8.pdf (дата обращения: 29.10.2025).
- Разновидности мостовидных протезов. URL: https://studfile.net/preview/5567798/ (дата обращения: 29.10.2025).
- ИЗУЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПРИЛЕГАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КАРКАСОВ НЕСЪЁМНЫХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ ПРОТЯЖЁННОСТИ // CyberLeninka. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/izuchenie-tochnosti-prileganiya-metallicheskih-karkasov-nesyomnyh-zubnyh-protezov-v-zavisimosti-ot-ih-protyazhyonnosti (дата обращения: 29.10.2025).
- Стоматология в эпоху технологий: CAD и CAM в изготовлении зубных протезов. URL: https://dental-first.ru/articles/stomatologiya-v-epohu-tekhnologiy-cad-i-cam-v-izgotovlenii-zubnyh-protezov/ (дата обращения: 29.10.2025).