Оценка прочности сцепления керамической облицовки с каркасом из оксида циркония

Одним из основных направлений в современной ортопедической стоматологии является использование безметалловых реставраций вследствие их биологической инертности, гипоаллергенности и неоспоримого эстетического преимущества перед многими другими видами конструкционных материалов. Ограничениями в применении этих материалов могут являться большие по протяженности мостовидные протезы.

Изучение механических характеристик цельнокерамических реставраций включает следующие основные направления: исследование прочности каркаса, прочности облицовки и качества их сцепления.

Прочность каркасов из оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, не оставляет сомнений, хотя механическая обработка таких каркасов требует соблюдения щадящих режимов вследствие нестабильности кристаллической решетки ZrO₂.

Остается недостаточно изученной прочность керамических облицовочных материалов и сила их сцепления с каркасом.

Целью настоящей работы явилась оценка сцепления облицовочной керамики с оксидциркониевым каркасом.

Для исследований использовались материалы фирмы Ivoclar Vivadent (Лихтенштейн): каркасные блоки для CEREC из оксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия — E.max Zir Cad, связующий агент Zir Liner и облицовочная керамика — E.max Ceram.

Из блоков E.max Zir Cad алмазными дисками и фрезами были выпилены заготовки с цилиндрическим отверстием по середине, которые после процесса обжига имели размеры: 16x12x2,2 мм, в центре -отверстие диаметром 3,3 мм.

Затем на одну поверхность пластины было нанесено связующее Zir Liner и проведен обжиг в течение 11 мин при температуре 970 °С в печи Programat P100. После охлаждения отверстие в пластине закрывали материалом Object Fix.

На срединную треть поверхности, обработанной с помощью Zir Liner, наносили керамическую массу E.max Ceram (дентин) и обжигали в течение 18 мин при температуре 750°С в печи Programat P100. При помощи пароструйного аппарата извлекали Object Fix.

Далее пластину из ZrO2 керамической облицовкой вниз помещали в разрывную машину для измерения прочности на отрыв. Пластина укреплялась в держателе краями E.max Zir Cad, свободными от керамической массы.

Сверху в отверстие вводили стальной штифт диаметром 3 мм и измеряли усилие, при котором происходит отрыв облицовки.

Методами электронной микроскопии и рентгеновского микроанализа исследована зона контакта оксидциркониевого каркаса и керамического покрытия. Обнаружено значительное количество дефектов в виде трещин, пузырьков и микровключений инородных тел на границе каркаса и облицовки.

Микроморфологические исследования химического состава границы раздела фаз указывают на то, что диффузия компонентов стекла в каркас и последующее химическое взаимодействие осуществляется в тонком слое толщиной -0,5 мкм, что значительно меньше, чем в металлокерамических конструкциях. Этого взаимодействия недостаточно для прочного сцепления каркаса с покрытием.

Для обеспечения высокой прочности сцепления изучено механическое или химическое модифицирование поверхности оксидциркониевого каркаса перед нанесением покрытия. Одновременно с микроморфологическими исследованиями проводились испытания прочности сцепления покрытия с каркасом в зависимости от различных способов предварительной обработки поверхности перед нанесением облицовки, включающих химическое травление, пескоструйную обработку, нанесение промежуточных слоев (лаймеров).

Выявлены основные факторы и режимы предварительной подготовки, влияющие на прочность сцепления, что позволяет разрабатывать научно обоснованные технологии нанесения покрытий, обеспечивающие высокую прочность сцепления.


И.Ю. Лебеденко, О.А. Ланина, Ю.Б. Макарычев, А.И. Лебеденко, В.И. Хван
ГОУ ВПО "МГМСУ", ИФХ РАН