RU2162667C2

RU2162667C2 - Casting dentistry alloy

Info

Publication number: RU2162667C2
Application number: RU99109384/14A
Authority: RU
Inventors: В.Э. Гюнтер; П.Г. Сысолятин; Ф.Т. Темерханов; В.Н. Ходоренко; М.З. Миргазизов; В.Н. Олесова; М.А. Звигинцев; С.И. Старосветский; Н.А. Молчанов; Т.Ф. Байдина; С.Ф. Тернов; Е.А. Попыванов
Original assignee: Гюнтер Виктор Эдуардович; Сысолятин Павел Гаврилович; Темерханов Флорид Тимофеевич; Ходоренко Валентина Николаевна; Миргазизов Марсель Закеевич; Олесова Валентина Николаевна; Звигинцев Михаил Андреевич; Старосветский Сергей Иванович; Молчанов Николай Адольфович; Байдина Тамара Федоровна; Тернов Сергей Федорович; Попыванов Евгений Александрович
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2001-02-10
Also published as: AU4279300A; WO2000064402A1; JP2002542271A; EP1175196A1; US20020146342A1; KR20020010137A; CA2369991A1

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: alloy has (in % by weight) titanium 44-46, molybdenum 0.2-2.0, iron 0.1-1.5, copper 0.1-1 cobalt 0.1-0.5 and the rest is nickel. EFFECT: enhanced strength and wear resistance of material; improved flexibility and biomechanical compatibility. 4 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может использоваться в ортопедической стоматологии для изготовления зубных протезов методом литья. The invention relates to medical equipment and can be used in orthopedic dentistry for the manufacture of dental prostheses by casting.

Устранение возникшего изъяна в зубных рядах достигается зубным протезированием, в зависимости от вида патологии, ее глубины и динамики выбирают конструкцию протеза из разновидности известных и используемых в современной стоматологической практике. Elimination of the flaw in the dentition is achieved by dentures, depending on the type of pathology, its depth and dynamics, the design of the prosthesis is chosen from a variety of known and used in modern dental practice.

С точки зрения требований, предъявляемых к материалам протезов, основополагающими являются прочностные характеристики, износостойкость, гигиенические и косметиические свойства, биосовместимость с тканями пародонта, себестоимость и ряд других качеств. From the point of view of the requirements for prosthetic materials, fundamental are strength characteristics, wear resistance, hygienic and cosmetic properties, biocompatibility with periodontal tissues, cost price and a number of other qualities.

Использованные до последнего времени материалы в какой то мере удовлетворяли упомянутым требованиям, особенно при дифференцированном выборе, в зависимости от зубного дефекта и вида протеза. The materials used until recently to some extent met the above requirements, especially with a differentiated choice, depending on the dental defect and the type of prosthesis.

Однако имеются существенные недостатки, снижающие потребительский эффект и удовлетворенность пациентов. Например, нержавеющая сталь коронок мостовидных протезов в паре с используемым серебряным припоем генерирует барьерную разность электрических потенциалов, вредную для здоровья человека и разрушающую со временем само соединение. However, there are significant disadvantages that reduce the consumer effect and patient satisfaction. For example, stainless steel crowns of bridges together with silver solder used generate a barrier difference in electric potentials, which is harmful to human health and destroys the connection itself over time.

Важным требованием является технологичность материала и будущего изделия из него. Так, в широко используемом в настоящее время литейном производстве протезов решающую роль играют подготовка компонентного состава по соотношению компонентов, чистоте шихтовых материалов, режимы плавки и т.д. Очень узкие пределы допустимых отклонений удорожают производство и потребительские цены. An important requirement is the manufacturability of the material and future products from it. So, in the currently widely used casting of prostheses, the decisive role is played by the preparation of the component composition according to the ratio of components, the purity of the charge materials, melting modes, etc. Very narrow tolerances make manufacturing and consumer prices more expensive.

Материаловедческая наука предлагает новые более усовершенствованные литейные материалы, характеризующие уровень техники для предлагаемого изобретения. Material science offers new, more advanced foundry materials that characterize the state of the art for the present invention.

Известен литейный стоматологический сплав [1] под шифром "Dental D 23/23", содержащий в составе: никель - 23%, хром - 23%, кремний, марганец, алюминий, ниобий - 5%, железо - остальное. Known foundry dental alloy [1] under the code "Dental D 23/23" containing: nickel - 23%, chromium - 23%, silicon, manganese, aluminum, niobium - 5%, iron - the rest.

Сплав имеет повышенную по сравнению с нержавеющей сталью коррозионную стойкость, жидкотекучесть, что важно для литья малообъемных и малоразмерных протезных деталей. Недостатками материала являются низкий уровень биомеханической совместимости и как следствие функциональная узость, высокий удельный вес, сложность технологии. The alloy has increased corrosion resistance and fluidity compared to stainless steel, which is important for casting small and small prosthetic parts. The disadvantages of the material are a low level of biomechanical compatibility and, as a result, functional narrowness, high specific gravity, and the complexity of the technology.

Известен литейный стоматологический сплав [2] "BUGODEN...CCS VAC."(КХС), содержащий в составе: кобальт - 63%, хром - 27%, молибден - 5%, никель - 3,5%, кремний, марганец, углерод - 1,5%. Known founding dental alloy [2] "BUGODEN ... CCS VAC." (KHS), comprising: cobalt - 63%, chromium - 27%, molybdenum - 5%, nickel - 3.5%, silicon, manganese, carbon - 1.5%.

Сплав предназначен для изготовления цельнолитых высоконагруженных съемных бюгельных протезов, шинирующих аппаратов, кламмеров, коронок, мостов. Достоинствами отмечены оптимальное сочетание высокого предела прочности и пластичности. Окисная пленка, образующаяся на поверхности сплава, позволяет наносить на сплав керамические покрытия. The alloy is intended for the manufacture of solid cast, highly loaded removable clasp prostheses, splinting devices, clasps, crowns, bridges. Advantages marked the optimal combination of a high tensile strength and ductility. The oxide film formed on the surface of the alloy allows ceramic coatings to be applied to the alloy.

Недостатки сплава - низкая биомеханическая совместимость, высокий удельный вес. Сплав не поддается штамповке, паянию, изгибу. The disadvantages of the alloy are low biomechanical compatibility, high specific gravity. The alloy is not amenable to stamping, soldering, bending.

Известен литейный стоматологический сплав [1] "NiCr - DENT N S vas", содержащий в составе: хром - 25%, молибден - 9,5%, кремний, марганец, сера - 4%, никель - остальное. Known foundry dental alloy [1] "NiCr - DENT N S vas" containing: chromium - 25%, molybdenum - 9.5%, silicon, manganese, sulfur - 4%, nickel - the rest.

Сплав имеет высокий предел текучести, твердость, доступная обработке протезов борами из обычных инструментальных сталей, высокопрочную окисную пленку с хорошей адгезивностью с металлической основой и керамическим покрытием. The alloy has a high yield strength, hardness available for processing prostheses with boron from ordinary tool steels, a high-strength oxide film with good adhesion with a metal base and ceramic coating.

Недостатки сплава - низкая биомеханическая совместимость, высокий удельный вес, сложность технологии с наличием глубокого вакуума. The disadvantages of the alloy are low biomechanical compatibility, high specific gravity, the complexity of the technology with the presence of a deep vacuum.

Улучшенные по сравнению с аналогами качества, с точки зрения вышеупомянутых критериев, имеют литейные стоматологические сплавы, содержащие в своем составе титан. From the point of view of the aforementioned criteria, the improved quality compared to analogs have cast dental alloys containing titanium.

Известен литейный стоматологический сплав [2], содержащий в составе никель и титан в приближенном соотношении по 50%. По наибольшему сходству с предлагаемым этот сплав выбран в качестве прототипа. Known foundry dental alloy [2], containing in the composition of Nickel and titanium in an approximate ratio of 50%. By the greatest similarity with the proposed, this alloy is selected as a prototype.

Изготовленные из сплава протезы практически не имеют усадки, легко припасовываются на гипсовые модели, позволяя снизить толщину и степень препарирования зубов под протезы, слабо окисляются в полости рта, увеличивая их срок службы. Dentures made of an alloy have virtually no shrinkage; they are easily fit onto gypsum models, allowing to reduce the thickness and degree of preparation of teeth under dentures, are slightly oxidized in the oral cavity, increasing their service life.

Недостаток прототипа - низкая эластичность и зависящая от нее низкая биомеханическая совместимость. Тонкоструктурные элементы протезов, несущие большую механическую нагрузку (например, каркасы бюгельных съемных протезов), неэластичны и как следствие непрочны. Для увеличения их прочности необходимо увеличивать объем материала, а следовательно, увеличивать вес протеза. The disadvantage of the prototype is low elasticity and low biomechanical compatibility depending on it. Thin-structural elements of prostheses that carry a large mechanical load (for example, frames of clasp removable dentures) are inelastic and, as a consequence, are fragile. To increase their strength, it is necessary to increase the volume of material, and therefore, to increase the weight of the prosthesis.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение эластичных свойств материала и сопутствующих этому биомеханической совместимости, прочности, деформационной и ретенционной износостойкости. The technical result of the invention is to increase the elastic properties of the material and the attendant biomechanical compatibility, strength, deformation and retention wear resistance.

Указанный технический результат достигается тем, что в литейный стоматологический сплав, содержащий никель и титан, дополнительно включены молибден, железо, медь и кобальт в весовом соотношении (проценты):
Титан - 44-46
Молибден - 0,2-2,0
Железо - 0,1-1,5
Медь - 0,1-1,0
Кобальт - 0,1-0,5
Никель - Остальное
Присутствие легирующих добавок придает сплаву свойства, отличные от прототипа, обеспечивая достижимость указанного результата. Комплексные испытания сплава и сопоставительная оценка технических характеристик выявили ряд его технологических и функциональных достоинств.The specified technical result is achieved by the fact that the casting dental alloy containing nickel and titanium additionally includes molybdenum, iron, copper and cobalt in a weight ratio (percent):
Titanium - 44-46
Molybdenum - 0.2-2.0
Iron - 0.1-1.5
Copper - 0.1-1.0
Cobalt - 0.1-0.5
Nickel - Other
The presence of alloying additives gives the alloy properties that are different from the prototype, ensuring the attainability of the specified result. Complex tests of the alloy and a comparative assessment of technical characteristics revealed a number of its technological and functional advantages.

1. Высокая жидкотекучесть. Позволяет отливку зубопротезных изделий сложной и тонкой конфигурации (фиг. 1-3) без вакуумирования, с высокой однородностью структуры материала. 1. High fluidity. Allows casting of denture products of complex and thin configuration (Fig. 1-3) without evacuation, with a high uniformity of the material structure.

Низкий процент усадки. Дает возможность минимизировать технологические припуски литейных форм, припасовку протезов, препарирование опорных поверхностей зубов. Low shrink rate. It makes it possible to minimize technological allowances for casting molds, fitting prostheses, and preparation of supporting surfaces of teeth.

Низкая температура плавления. Предъявляет меньшие требования к материалам литейных форм, к режимам литья. Low melting point. It makes less demands on the materials of casting molds, on casting conditions.

2. Сверхэластичность. Терминология соответствует резиноподобному поведению материала при приложении и снятии знакопеременных деформационных нагрузок. В предлагаемом материале величина максимально возможной деформации, возвращаемой после снятия нагрузки, достигает не менее 2,5% и соответствует живым тканям. Совпадение деформационных характеристик минимизирует и практически исключает макросдвиги и перегрузки на поверхности раздела материал - ткань организма. Это, в свою очередь, приводит к снижению реакции окружающих тканей, включая реакцию при многократной нагрузке. Таким образом достигается снижение объема используемого материала, необходимого для функционирования, и как следствие снижается вес протеза. Последнее достоинство усиливается низким удельным весом сплава. 2. Super elasticity. The terminology corresponds to the rubber-like behavior of the material when applying and removing alternating deformation loads. In the proposed material, the value of the maximum possible deformation returned after unloading reaches at least 2.5% and corresponds to living tissues. The coincidence of deformation characteristics minimizes and virtually eliminates macro-shifts and overloads on the material – body tissue interface. This, in turn, leads to a decrease in the reaction of surrounding tissues, including the reaction under repeated load. In this way, a reduction in the amount of material used for functioning is achieved, and as a result, the weight of the prosthesis is reduced. The latter advantage is enhanced by the low specific gravity of the alloy.

Материал-прототип не обладает свойством сверхэластичности с биомеханической точки зрения, несовместим с тканями организма. The prototype material does not have the property of superelasticity from a biomechanical point of view, is incompatible with body tissues.

3. Имеющиеся, и в том числе перечисленные, физико-механические достоинства сплава обусловливают его потребительские преимущества. 3. The existing, including those listed, physical and mechanical advantages of the alloy determine its consumer advantages.

а) При изготовлении литых съемных бюгельных протезов достигается стабильная и прочная фиксация их на оставшихся опорных зубах. a) In the manufacture of cast removable clasp prostheses, a stable and durable fixation of them on the remaining supporting teeth is achieved.

б) Повышается равномерность распределенного жевательного давления по длине зубного ряда и альвеолярного отростка. b) The uniformity of distributed chewing pressure along the length of the dentition and alveolar process increases.

в) Позволяет отказаться от амортизаторов жевательного давления, используемых при заболевании пародонта. c) Allows you to abandon the masticatory pressure shock absorbers used in periodontal disease.

г) Снижается травмирующее действие ретенционных плеч кламмеров на зубы. d) The traumatic effect of the retention shoulders of the clasps on the teeth is reduced.

На иллюстрациях представлено:
Фиг. 1-3. Фото каркасов бюгельных съемных протезов.The illustrations show:
FIG. 1-3. Photo frames of clasp removable dentures.

Фиг. 4. Бюгельный протез из предлагаемого сплава. FIG. 4. Clasp prosthesis from the proposed alloy.

Достижимость технического результата подтверждена использованием производства сплава и стоматологических протезов из него в Медико-инженерном центре (г. Томск), НИИ Медицинских материалов при Сибирском физико-техническом институте (г. Томск) и Сибирском медицинском университете. Achievability of the technical result was confirmed by using the production of alloy and dental prostheses from it at the Medical Engineering Center (Tomsk), the Research Institute of Medical Materials at the Siberian Physical-Technical Institute (Tomsk) and the Siberian Medical University.

Конкретный пример использования приводится по истории болезни Щ., 45 лет, обратившейся за стоматологической помощью 25.05.1998 г. Диагноз заболевания при осмотре: генерализованный пародонтит верхней челюсти, осложненный частичной вторичной адентией. Полное отсутствие зубов нижней челюсти, подвижность II - III степени оставшихся зубов верхней челюсти. A specific example of use is given according to the case history of Shch., 45, who applied for dental care on 05/25/1998. Diagnosis of the disease during examination: generalized periodontitis of the upper jaw, complicated by partial secondary adentia. The complete absence of teeth of the lower jaw, mobility II - III degree of the remaining teeth of the upper jaw.

Для лечения использован литейный стоматологический сплав с составом: титан - 45% весовых, молибден 1,0%, железо 0,5%, медь - 0,5%, кобальт - 0,3%, никель - остальное. A casting dental alloy with the composition was used for treatment: titanium - 45% by weight, molybdenum 1.0%, iron 0.5%, copper - 0.5%, cobalt - 0.3%, nickel - the rest.

Сплав изготовлен методом индукционной плавки. The alloy is made by induction melting.

Из указанного сплава методом индукционной плавки с центробежной разливкой жидкой фазы изготовлен цельнолитой съемный протез с T-образными кламмерами. From the specified alloy by induction melting with centrifugal casting of the liquid phase, an integral cast denture with T-shaped clasps was made.

После проведения курса противовоспалительной терапии удалены зубы с III степенью подвижности. Изготовленный протез наложен с опорой на оставшийся ряд зубов формулы 4,2 ⊥ 5 со II степенью подвижности и оголением корней на 1/3. After a course of anti-inflammatory therapy, teeth with III degree of mobility were removed. The manufactured prosthesis is supported by the remaining row of teeth of the formula 4.2 ⊥ 5 with II degree of mobility and exposure of the roots by 1/3.

Достигнута хорошая фиксация протеза, нормальное функционирование в процессе жевания. Прослежены положительные результаты за 9 месяцев. Achieved good fixation of the prosthesis, normal functioning during chewing. Positive results for 9 months are traced.

Источники, использованные при составлении описания
1. Литейные стоматологические сплавы. Реклама ТОО "Дента" г. Новосибирск, ул. Объединения, 39
2. С.Д. Богословский. Высококачественное литье в зубопротезной технике. М. "Медицина", 1977, стр. 25.Sources used in compiling the description
1. Foundry dental alloys. Advertising LLP "Denta" Novosibirsk, st. Unions, 39
2. S.D. Theological. High-quality castings in denture technology. M. "Medicine", 1977, p. 25.

3. Патент N 2111722, МКИ A 61 C 13/20. Способ изготовления литого металлического каркаса зубного протеза (прототип). 3. Patent N 2111722, MKI A 61 C 13/20. A method of manufacturing a cast metal frame of a denture (prototype).

Claims

A foundry dental alloy containing nickel and titanium, characterized in that the composition further includes molybdenum, iron, copper and cobalt in a total weight ratio (percent):
Titanium - 44 - 46
Molybdenum - 0.2 - 2.0
Iron - 0.1 - 1.5
Copper - 0.1 - 1.0
Cobalt - 0.1 - 0.5
Nickel - Other