Do wykonywania metalowej podbudowy koron i mostów stosowane są różnego rodzaju stopy metali, które powinny charakteryzować się odpornością na korozję, łatwością odlewania i obróbki mechanicznej oraz powinny mieć przybliżony współczynnik rozszerzalności termicznej do stosowanej licującej porcelany. Stopy metali do wykonywania koron i mostów można podzielić na:
POLECAMY
- szlachetne: stopy złota, złoto-palladowe, srebro-palladowe, palladowe, platynowe,
- nieszlachetne: na osnowie niklu (stałe), na osnowie kobaltu oraz tytanowe.
Do licowania uzupełnień na podbudowie metalowej stosowana jest porcelana dentystyczna, która jest rodzajem ceramiki skaleniowej.
Do wykonywania koron i mostów ceramicznych stosowane są różne materiały ceramiczne, które można podzielić na dwie kategorie:
- ceramikę wielofazową ze znacznym udziałem fazy szklanej,
- ceramikę konstrukcyjną.
Do grupy ceramik wielofazowych zalicza się ceramikę szklaną i hybrydową. A wśród ceramik szklanych wyróżnia się ceramikę skaleniową, leucytową oraz dwukrzemowo-litową.
Ceramika skaleniowa oparta na szpacie polnym jest najstarszym materiałem ceramicznym stosowanym do wykonywania uzupełnień ceramicznych. Materiał ten charakteryzuje się bardzo dobrą estetyką, w sposób najwierniejszy zbliżoną do tkanek zęba. Największą wadą tego rodzaju ceramiki jest jej niewielka wytrzymałość mechaniczna, co może w konsekwencji prowadzić do uszkodzeń. Służy do licowania uzupełnień na podbudowie metalowej.
Ceramika leucytowa jest w zasadzie ceramiką skaleniową z dodatkiem kryształów leucytu, który poprawia jej parametr wytrzymałości. Dodatek kryształów leucytu zapobiega powstawaniu mikropęknięć w materiale oraz zwiększa sprężystość materiału.
Ceramika dwukrzemowo-litowa jest materiałem o dużej zawartości kryształów krzemowo-litowych o mniejszych wymiarach ziaren, przez co materiał staje się jeszcze bardziej wytrzymały bez pogorszenia jego walorów estetycznych.
Jeszcze jednym rodzajem ceramiki stosowanej do wykonywania koron jest ceramika hybrydowa. Do produkcji tego materiału stosuje się nanotechnologię w postaci połączenia materiału ceramicznego z żywicą kompozytową. Żywica kompozytowa stanowi ok. 20% objętości materiału i jest jego matrycą, w której zatopione są nanocząsteczki krzemionki oraz tlenku cyrkonu. Taka budowa powoduje wzrost wytrzymałości mechanicznej materiału. Dodatek elementu kompozytowego powoduje, że materiał staje się bardziej elastyczny i charakteryzuje się mniejszą twardością. Ponadto nie wymaga obróbki cieplnej w postaci glazurowania termicznego, a jedynie poddawany jest polerowaniu.
Do drugiej grupy materiałów ceramicznych stosowanych głównie do wykonywania mostów, ale również koron ceramicznych, należy ceramika cyrkonowa.
Głównym składnikiem materiałów cyrkonowych jest dwutlenek cyrkonu (ZrO2) odmiany jednoskośnej lub tetragonalnej. Dwutlenek cyrkonu jest materiałem jednofazowym, składa się tylko z czystych kryształów. Charakteryzuje się wysoką odpornością na kruche pękanie, bardzo dużą trwałością w wysokich temperaturach i niskim przewodnictwem cieplnym. Jest obecnie najczęściej stosowanym materiałem do wykonywania mostów ceramicznych. W celu poprawienia właściwości mechanicznych tego materiału do ZrO2 dodawane są tlenki stabilizujące, takie jak: tlenek itru (Y2O3), tlenek ceru (CeO2), tlenek magnezu (MgO) i tlenek wapnia (CaO). Tlenki te tworzą z ZrO2 związki stałe. Ze względu na powyższe dodatki związki te można podzielić na:
- w pełni stabilizowane, regularne związki na bazie tlenku cyrkonu,
- częściowo stabilizowany regularny tlenek cyrkonu (ang. partially stabilized zirconia – PSZ),
- tetragonalne polikryształy tlenku cyrkonu (ang. tetragonal zirconia policrystals – TPZ).
Dzięki wysokiej odporności na kruche pękanie (4–10 MPa • √m) i wytrzymałości na zginanie (700–1400 MPa) najszersze zastosowanie znalazł TPZ z dodatkiem tlenku itru lub dwutlenku ceru w ilości 2–4% objętości wagowej. Do głównych mechanizmów powodujących znaczący wzrost właściwości wytrzymałościowych materiału należy jego przemiana fazowa oraz inicjacja mikropęknięć. Przemiana fazowa tlenku cyrkonu z fazy tetragonalnej w jednoskośną w czasie działania obciążenia zachodzi w obszarze wierzchołkowym pęknięcia.
Zmianie tej towarzyszy 5-procentowe zwiększenie objętości. Ponieważ otoczenie przeciwdziała przyrostowi objętości, w obszarze przemiany dochodzi do powstawania naprężeń ściskających, które ograniczają propagację pęknięcia. Powoduje to konieczność przyłożenia większego obciążenia w celu wywołania dalszego pęknięcia.
Ceramika cyrkonowa dostarczana jest w postaci bloczków i krążków do systemów wycinających CAD (ang. computer aided design)/CAM (ang. computer aided manufacturing). Istnieją dwie technologie wycinania konstrukcji mostów z tlenku cyrkonu.
Technologia green
body polega na frezowaniu miękkiego poddanego tylko wstępnej syntetyzacji (presyntetyzowanego) tlenku cyrkonu. Bloczek taki jest kredowobiały, a jego proces obróbki frezowej jest łatwiejszy i szybszy. Wycięta podbudowa następnie poddawana jest procesowi właściwej syntetyzacji, co wiąże się ze zmianą wymiarów. Drugi rodzaj frezowania ceramiki cyrkonowej polega na wycinaniu uzupełnienia z gotowego zsyntetyzowanego materiału, co zapobiega zmianom wymiarowym, ale może powodować powstawanie mikrouszkodzeń w strukturze materiału. Bloczki cyrkonowe dostarczane są w różnych wymiarach dostosowanych do rozległości pracy protetycznej oraz różnego stopnia przezierności dla uzyskania zadowalającego efektu estetycznego.
Metody wykonywania koron i mostów
Korony i mosty protetyczne mogą być wykonywane w różnych technologiach, wśród których należy wymienić:
- odlewanie stosowane do wykonywania koron i mostów złożonych na podbudowie metalowej licowanych ceramiką, kompozytem i akrylem,
- galwanoforming stosowany do wykonywania koron i mostów na podbudowie metalowej (złoto) licowanych ceramiką,
- tłoczenie stosowane do wykonywania koron i mostów ceramicznych produkowanych z ceramiki szklanej,
- wycinania powstających w technologii CAD/CAM do wykonywania koron i mostów złożonych metalowo-ceramicznych i jednolitych ceramicznych.
Technologia odlewania
Na składanym modelu roboczym, który pozwala na wyjęcie słupków filarowych, następuje modelowanie podbudowy korony lub mostu z wosku odlewniczego. Następnie woskowy model podbudowy przenosi się do stożka odlewniczego i zatapia w pierścieniu z masy osłaniającej, co ma zapewnić dokładne odwzorowanie ich kształtu. Następnie wykonuje się wygrzewanie formy odlewniczej w celu usunięcia wosku i wypełnienia pustej przestrzeni płynnym stopem metalu. Zamiana wosku na metal następuje w procesie odlewania, który odbywa się w wirówce. Po procesie odlewania uzyskany odlew metalowy zostaje poddany obróbce mechanicznej i przygotowany do licowania.
Kształt podbudowy metalowej uzależniony jest od rodzaju materiału licującego. Licowanie materiałem akrylowym i kompozytowych wymaga stworzenia na powierzchni metalu elementów retencyjnych w postaci pereł i belek retencyjnych, będących miejscem retencji mechanicznej dla tworzywa licującego. Korony i mosty na podbudowie metalowej licowane tymi materiałami są coraz mniej popularne i coraz rzadziej stosowane.
Natomiast standardem wciąż powszechnie stosowanym są uzupełnienia na podbudowie metalowej licowane porcelaną. W tym przypadku podbudowa metalowa modelowana jest bez dodatkowych mechanicznych elementów retencyjnych. Połączenie pomiędzy powierzchnią metalu i porcelany następuje poprzez wytworzoną warstwę tlenków na powierzchni metalu. Połączenie to ma charakter wiązania chemicznego i trwale łączy metal z ceramiką.
Porcelanę licującą nakłada się warstwowo i wypala w piecu ceramicznym. Porcelany licujące występują w trzech rodzajach. Pierwszą warstwę stanowi porcelana pokrywająca, tzw. opaker, która jest nieprzezierna i maskuje kolor podbudowy metalowej. Drugą warstwą jest porcelana zębinowa tworząca główną strukturę licowania oraz porcelana szkliwna cechująca się największą przeziernością i imitująca naturalne szkliwo. Końcowym etapem licowania jest proces glazurowania powierzchni ceramiki dla uzyskania gładkiej i błyszczącej powierzchni uzupełnienia.
W technologii odlewania powstaje większość wykonywanych mostów i koron protetycznych. Technologia ta stosowana od wielu lat zapewnia trwałość wykonywanych konstrukcji, jednakże nie jest pozbawiona wad. Wśród wad uzupełnień na podbudowie metalowej należy wymienić te związane z ich niedostatecznym efektem estetycznym oraz brakiem biokompatybilności. Stosowanie stopów metali może powodować występowanie alergii i reakcji elektrochemicznych w jamie ustnej. Ponadto technika odlewania zawsze obarczona jest potencjalnym błędem w postaci skurczu odlewniczego, co może przekładać się na dokładność przylegania uzupełnienia.
Technologia galwanoformingu
Technologia galwanoformingu oparta jest na wykorzystaniu zjawiska elektrolizy, w wyniku której dochodzi do odkładania się na elektrodzie warstwy homogennego złota. Warstwa złota wykonana w tej technice charakteryzuje się najwyższym stopniem biokompatybilności i możliwością wykonania maksymalnie cienkiej warstwy podbudowy. Dzięki temu można wykonywać uzupełnienia o bardzo wysokich walorach estetycznych.
Postępowanie laboratoryjne wymaga zastosowania specjalnego oprzyrządowania w postaci wanny elektrolitycznej, układu elektronicznego sterowania procesem oraz płynów do elektrolizy. Proces galwanoformingu jest długotrwały i czasochłonny. Również proces licowania porcelaną jest bardziej skomplikowany, ponieważ powierzchnia podbudowy wykonana z czystego złota nie ulega utlenieniu i powstaje na jej powierzchni warstwa tlenków zapewniająca połączenie metal – ceramika. W celu poprawy retencji stosowane jest wstępne spiekanie na powierzchni metalu specjalnej emulsji złota i ceramiki, która stanowi element łączący dla warstw porcelany licującej. W tej technologii możliwe jest wykonywanie koron protetycznych, krótkich mostów oraz koron teleskopowych o bardzo dobrej retencji.
Technika tłoczenia (prasowania)
Technologia tłoczenia jest charakterystyczna dla wykonywania stałych uzupełnień protetycznych z ceramiki szklanej. W systemie tym można wykonywać zarówno korony, jak i mosty protetyczne.
Ceramika tłoczona dostarczana jest w postaci gotowych, wstępnie spieczonych prefabrykatów. Bloczki materiałów do tej technologii wykonywane są z ceramiki leucytowej oraz dwukrzemowo-litowej. Uzupełnienia wykonywane są metodą traconego wosku. Woskowe modele podbudowy lub pełnokonturowego uzupełnienia są wykonywane z wosku odlewniczego. Następnie woskowe modele są zatapiane w specjalnym pierścieniu przy użyciu masy osłaniającej. Po wypaleniu wosku uplastyczniony termicznie bloczek materiału ceramicznego zostaje wtłoczony do powstałej formy. Materiał ceramiczny dostarczany jest w asortymencie różnych kolorów i stopni przezierności. Wytłoczone formy mogą być pełnokonturowymi uzupełnieniami lub stanowić podbudowę, która jest licowana porcelaną skaleniową. Wymodelowany pełny kontur uzupełnienia podlega następnie wytłoczeniu w piecu.
W celu indywidualizacji uzupełnienia można poddać je charakteryzacji zewnętrznej za pomocą barwienia powierzchniowego farbami do porcelany (technika staining). Ostatecznie całość poddaje się glazurowaniu. Takim najpopularniejszym materiałem do wykonywania koron w tym systemie jest Empress firmy Ivoclar. Pierwszym materiałem do techniki tłoczenia firmy Ivoclar był Empress. Materiał ten był ceramiką szklaną wzmacnianą kryształami leucytu. Obecnie na rynku dostępny jest następca tego materiału Empress Esthetic Line. Jest to również ceramika szklana wzmacniana kryształami leucytu. Materiał ten charakteryzuje się bardziej homogenną strukturą o mniejszych wielkościach kryształów, ale gęściej upakowanych.
Udoskonalenie tego materiału powoduje, że charakteryzuje się lepszymi właściwościami wytrzymałościowymi oraz lepszymi walorami estetycznymi.
Drugim materiałem do techniki tłoczenia firmy Ivoclar jest wprowadzony w 1998 r. Empress 2. Strukturalnie składa się on w 60% z pryzmatycznych kryształów dwukrzemianu litu, tworzących wydłużone ziarna długości 0,5–5 μm, rozproszonych w macierzy szklanej. Wytrzymałość tego typu ceramiki na zginanie jest znacznie wyższa w porównaniu do ceramiki skaleniowej. Mimo relatywnie dużej zawartości kryształów ceramika dwukrzemowo-litowa ma korzystne własności optyczne i cechuje się dobrą transparencją. Proces wytwarzania podobny jest jak w systemie IPS Empress, różnica polega na zastosowaniu innego typu porcelany licującej – szkła ceramicznego z kryształami fluoroapatytu. Uzupełnienia można wykonywać w technice warstwowej lub technice malowania (staining). Od czasu wprowadzenia na rynek system IPS Empress 2 był udoskonalany. Główną ideą dla jego rozwoju było poszerzenie wskazań do stosowania i częstsze zastosowanie technik komputerowych. Od 2005 r. Empress 2 pod nazwą IPS E-max Press jest elementem składowym systemu IPS e-max firmy Ivoclar przeznaczonym do technologii tłoczenia.
Technika CAD/CAM
Systemy komputerowe CAD/CAM całkowicie zrewolucjonizowały technologię planowania i wykonywania uzupełnień protetycznych. Wykorzystują one komputerową technikę planowania projektu uzupełnienia i maszynowe opracowanie gotowych prefabrykatów. Obecnie są one coraz szerzej stosowane i coraz częściej eliminują wyżej opisane dotychczasowe technologie. W systemach tych informacje o opracowanym zębie są zbierane bezpośrednio w ustach pacjenta, tzw. wyciski wirtualne, przez specjalny skaner, tak jak w systemach Cerec czy Lava, bądź z modelu przy zastosowaniu różnych technik. Zebranie danych z powierzchni modelu odbywa się za pomocą skanera optycznego lub mechanicznego. Zadaniem komputera jest przetworzenie wartości analogowych modelu roboczego na dane numeryczne i przekazanie ich do obrabiarki numerycznej w celu wykonania przyszłego uzupełnienia lub jego podbudowy. Systemowe oprogramowanie pozwala na trójwymiarową wizualizację zaprojektowanego uzupełnienia, określenie granicy preparacji, grubości warstwy podbudowy, zewnętrznego kształtu uzupełnienia oraz położenia w stosunku do zębów przeciwstawnych i zębów sąsiednich.
Kolejnym etapem powstawania uzupełnienia jest proces frezowania. Frezowanie uzupełnienia może odbywać się w laboratorium lub w gabinecie stomatologicznym wyposażonym we frezarkę.
Obecnie technologia CAD/CAM daje możliwość zastosowania zarówno materiałów ceramicznych, jak również metali i tworzyw akrylowych. Spośród materiałów ceramicznych służących do wykonywania koron należy wymienić ceramikę skaleniową, leucytową, wzmacnianą dwukrzemianem litu, hybrydową oraz tlenkową. Do wykonywania mostów ceramicznych stosowana jest obecnie ceramika cyrkonowa. W tej technologii wykonywane są podbudowy metalowe dla koron i mostów zarówno ze stopów szlachetnych, nieszlachetnych, jak i tytanowych. Zastosowanie techniki wycinania podbudowy metalowej pozwala na eliminację wad materiałowych powstających w technologii odlewania polegających na ich skurczu czy porowatości. Natomiast w przypadku uzupełnień na podbudowie tytanowej zastępuje bardzo trudny proces odlewania tytanu. Ponadto w technologii CAD/CAM możliwe jest wycinanie uzupełnień tymczasowych w postaci mostów i koron wykonywanych z materiału akrylowego i kompozytowego. Materiały te w formie bloczków do frezowania są dostarczane przez różne firmy.
Firma Vita jest producentem kilku rodzajów bloczków ceramicznych przeznaczonych m.in. do wykonywania koron i mostów ceramicznych i tymczasowych. Pierwszym rodzajem są bloczki z ceramiki skaleniowej o nazwie Mark II przeznaczone do wykonywania koron. Materiał ten zbudowany jest ze szklanej matrycy, w której zatopione są kryształy szpatu polnego o średniej wielkości 5 µm. Bloczki produkowane są w kolorach zgodnych z kolornikiem Vitapan Classical i 3D Master. Firma Vita dostarcza również bloczki z ceramiki skaleniowej niejednolite z gradacją barwy i jej stopnia nasycenia przebiegającym od górnej do dolnej krawędzi. Bloczki te występują pod nazwą Vita Trilux, Trilux Forte oraz RealLife i są przeznaczone do wykonywania koron z możliwością uzyskania efektu złożoności koloru, jaki występuje w naturalnym uzębieniu. Ponadto do wykonywania koron można wykorzystać bloczki z materiału Vita Suprinity z ceramiki szklanej wzmocnionej kryształami tlenku cyrkonu oraz z ceramiki hybrydowej bloczki Enamic.
Natomiast do wykonywania mostów ceramicznych, ale także koron, przeznaczone są krążki bloczków cyrkonowych. Produkty te dostępne są w formie presyntetyzowanego tlenku cyrkonu i wytwarzane są w dwóch stopniach przezierności – wysokiej i normalnej (Vita YZ T oraz Vita YZ HT). Bloczki dostarczane są w różnych wymiarach długości od 20 do 65 mm i mogą służyć do wykonywania różnych prac protetycznych. Natomiast krążki dostarczane są w formie dysku o średnicy 98 mm i różnej grubości i służą do wykonywania mostów z przebiegiem łukowatym. Ponadto firma Vita produkuje bloczki i krążki Vita CAD-Temp przeznaczone do wykonywania koron i mostów tymczasowych.
Firma Ivoclar produkuje bloczki z ceramiki szklanej o nazwie IPS Empress CAD. Materiał ten zawiera kryształy leucytu o średnicy 1–5 µm, które stanowią ok. 35–45% objętości materiału. Materiały te podlegają wytrawieniu, silanizacji i adhezyjnemu cementowaniu i można z nich wykonywać korony zarówno w odcinku przednim, jak i bocznym. Bloczki te produkowane są w kolorach zgodnych z kolornikiem Chromascop.
Ponadto firma Ivoclar produkuje bloczki z ceramiki dwukrzemowo-litowej pod nazwą IPS E-max CAD. Bloczki te są wstępnie presyntetyzowane. Ceramika ta ma w swej zawartości ok. 40% kryształów dwukrzemianu litu, a bloczek jest koloru niebieskiego. Proces frezowania jest przez to prostszy i nie powoduje mikrouszkodzeń materiału. Po wycięciu gotowe uzupełnienie poddawane jest wypalaniu, które powoduje zmianę struktury materiału i poprawę parametrów wytrzymałościowych. Licówki wykonane z materiału E-max CAD poddawane są procesowi wytrawiania i silanizacji przed adhezyjną techniką cementowania. Bloczki te produkowane są w wersjach o różnej przezierności (HT – high tranlucency, LT – low translucency, MO – medium opacity). Bloczki te dostarczane są w różnych wielkościach wymiarowych i przeznaczone są do wykonywania koron i krótkich mostów.
Jeszcze jednym rodzajem bloczków są wykonywane z tlenku cyrkonu stabilizowanego itrem bloczki IPS E-max ZirCAD przeznaczone do wykonywania koron i mostów. Firma Ivoclar ma również w ofercie bloczki Telio CAD wykonane z tworzywa akrylowego przeznaczone do wykonywania uzupełnień tymczasowych.
Materiały do technologii CAD/CAM dostarczane są również przez innych producentów, takich jak firmy 3M ESPE (bloczki systemu Lava do wykonywania koron i mostów) czy też Wieland (do systemu Zeno), a także DC (bloczki Cerasmart).
