Какова цель синтеризации в стоматологии?

 

Если вы новичок в стоматологическом цирконии, часто возникает один вопрос:

Почему реставрацию из диоксида циркония необходимо спекать после фрезерования?

После того, как блоку циркония придали форму коронки, моста или другой реставрации, он уже может выглядеть близко к окончательной реставрации. Однако материал все еще находится в предварительно-спеченном состоянии. Его плотность, прочность, размеры и внешний вид еще не такие, как после рекомендованного цикла спекания.

Именно здесь спекание становится важной частью обработки диоксида циркония.

С точки зрения производства спекание – это больше, чем просто нагрев реставрации до высокой температуры. Скорость нагрева, целевая температура, время выдержки, стадия охлаждения, состояние печи, расположение загрузки и характеристики циркониевого материала могут повлиять на результат.

Для зуботехнической лаборатории понимание этого процесса также может облегчить определение места возникновения проблемы, когда окончательная реставрация не получается ожидаемой.

Что происходит перед спеканием?

Большинство стоматологических циркониевых блоков CAD/CAM поставляются в частично спеченном или предварительно-спеченном состоянии.

На этом этапе диоксид циркония обладает достаточной прочностью, чтобы его можно было обрабатывать и фрезеровать, но он еще не достиг плотности полностью спеченного диоксида циркония.

Это различие важно для обработки CAD/CAM.

Полностью спеченный диоксид циркония гораздо сложнее обрабатывать. Предварительно-спеченный диоксид циркония легче резать на фрезерном станке, что позволяет снизить износ инструмента и время обработки.

Есть еще один важный момент: реставрация намеренно фрезеруется больше своего окончательного размера.

Это связано с тем, что материал дает усадку во время спекания.

Например, если блок циркония имеет заданную линейную усадку примерно 20 %, системе CAD/CAM необходимо компенсировать это изменение при расчете размеров фрезерования. Фактическое значение усадки варьируется в зависимости от материала циркония и производителя, поэтому следует использовать значение, указанное для конкретного блока.

Именно поэтому смена марки диоксида циркония без проверки данных об усадке нового материала может вызвать проблемы с размерами.

Реставрация может выглядеть правильно сразу после фрезерования, но это все равно промежуточный продукт.

Какова цель спекания?

Основная цель спекания — увеличить плотность диоксида циркония путем нагрева материала в контролируемом температурном цикле.

По мере повышения температуры частицы диоксида циркония постепенно слипаются, и пространство между ними становится меньше. Материал уплотняется, а реставрация сжимается.

Это сжатие является причиной того, что фрезерованная реставрация увеличенного размера может достичь своих предполагаемых размеров после спекания.

Проще говоря:

Фрезерование придает форму реставрации.
Спекание создает плотную структуру диоксида циркония.

Эти два процесса тесно связаны при работе с предварительно-спеченным стоматологическим диоксидом циркония.

Спекание также влияет на конечную микроструктуру материала. Полученные механические и оптические характеристики зависят от состава диоксида циркония, его исходного состояния и используемых условий спекания.

Правильнее рассматривать спекание как часть процесса обработки материала, а не просто как финальный этап нагрева.

Почему цирконий сжимается во время спекания?

Это важный момент как для лаборантов, так и для дистрибьюторов стоматологических материалов.

Предварительно-спеченный блок диоксида циркония содержит промежутки между частицами диоксида циркония. Во время спекания соединение частиц и диффузия уменьшают эти пространства.

По мере уплотнения конструкции габаритные размеры уменьшаются.

Величина усадки не обязательно одинакова для разных изделий из диоксида циркония.

Различия в составе порошка, характеристиках частиц, процессе формования, плотности предварительно-спекания и условиях производства могут повлиять на заданную усадку.

По этой причине не существует единого значения усадки, которое можно было бы применить к каждому стоматологическому циркониевому блоку.

Если лаборатория переходит с одной марки диоксида циркония на другую, перед фрезерованием следует проверить коэффициент усадки, поставляемый с новым материалом. Возможно, также потребуется обновить соответствующие настройки CAD/CAM.

Небольшая разница в коэффициенте компенсации может стать заметной после спекания, особенно если реставрация требует плотного прилегания.

Что меняется при спекании?

В процессе спекания происходят некоторые изменения.

1. Увеличение плотности

Предварительно-спеченный диоксид циркония имеет относительно пористую структуру. Поскольку частицы связываются во время нагрева, пространство внутри материала уменьшается, а плотность увеличивается.

Конечная плотность зависит от циркониевого материала и условий обработки.

2. Реставрация становится меньше

Реставрация сжимается по мере того, как материал становится плотнее.

Система CAD/CAM учитывает это изменение размеров перед фрезерованием, применяя информацию об усадке, предоставленную для блока циркония.

3. Развивается микроструктура

Спекание изменяет микроструктуру диоксида циркония.

Состав, зернистая структура, плотность и условия спекания влияют на конечные механические свойства диоксида циркония.

Это одна из причин, почему рекомендуемый производителем цикл спекания имеет значение. Достижение заданной температуры печью еще не все расскажет.

4. Меняется внешний вид

Внешний вид диоксида циркония также может измениться во время спекания.

Для предварительно окрашенного и многослойного диоксида циркония конечный оттенок и прозрачность зависят от рецептуры материала и условий обработки. Внешний вид до спекания не следует рассматривать как точный показатель окончательного внешнего вида.

При сравнении двух изделий из диоксида циркония полезно просмотреть их инструкции по использованию, а не предполагать, что одна и та же программа печи даст одинаковый результат.

Почему температура спекания такая высокая?

Стоматологический диоксид циркония требует высокотемпературного-спекания, поскольку частицам требуется достаточное количество тепловой энергии для диффузии и уплотнения.

Во многих стоматологических материалах из диоксида циркония используется температура спекания около 1500 градусов или выше, хотя рекомендуемая температура зависит от конкретного материала.

Например, печь может иметь максимальную номинальную температуру 1600 или 1650 градусов.

В этой спецификации указана максимальная температура печи. Это не означает, что диоксид циркония обычно следует спекать при такой температуре.

Рекомендуемая температура спекания указана производителем диоксида циркония.

Это различие стоит учитывать при сравнении стоматологических печей для спекания:

Максимальная температура печи ≠ температура спекания диоксида циркония.

Лаборатории может потребоваться печь с подходящим температурным диапазоном, но реальную программу следует выбирать в соответствии с обрабатываемым диоксидом циркония.

Означает ли более высокая температура лучшее спекание?

Не обязательно.

Более высокая максимальная температура может быть полезной характеристикой печи, но это только одна часть оценки.

Цикл спекания диоксида циркония включает в себя несколько параметров:

Скорость нагрева

Целевая температура

Время выдержки

Равномерность температуры

Скорость охлаждения

Загрузка печи

Положение реставраций

Рекомендуемая программа для циркониевого материала

Например, если производитель диоксида циркония рекомендует спекать при определенной температуре в течение определенного времени выдержки, повышение температуры просто потому, что печь может ее достичь, может изменить микроструктуру материала.

То же самое касается и времени выдержки.

Более длинный или более горячий цикл не является автоматически лучшим циклом.

Оценивая печь, я бы смотрел на то, насколько хорошо она может воспроизводить температурный цикл, требуемый материалами, используемыми в лаборатории, а не сосредотачивался только на максимальной температуре.

Почему программа спекания важна?

Программа спекания определяет, как печь проходит стадии нагрева, выдержки и охлаждения.

Простую программу можно описать так:

Нагрев → Выдерживание → Охлаждение

В реальных стоматологических применениях программа может содержать несколько температурных ступеней и разные скорости нагрева.

Например, обычный цикл циркониевой обработки может занять несколько часов. Некоторые циркониевые материалы также рассчитаны на более короткие циклы быстрого-спекания.

Цикл быстрого-спекания — это не просто укороченная версия обычного цикла.

Программа быстрого-спекания меняет способ нагрева и охлаждения материала. Подходит ли это, зависит от состава диоксида циркония и рекомендаций производителя материала.

По этой причине лаборатория не должна предполагать, что быстрая программа, подходящая для одного диоксида циркония, может использоваться непосредственно для другой марки диоксида циркония.

Когда будет представлен новый циркониевый материал, я бы проверил его рекомендуемый цикл и сравнил его с доступными программами печей, прежде чем использовать его для обычного производства.

Что произойдет, если условия спекания будут неправильными?

Результат зависит от того, какой параметр и на сколько выходит за пределы рекомендуемого диапазона.

Возможные проблемы включают в себя:

Итоговые размеры, отличающиеся от ожидаемого результата

Изменения механических свойств

Различия в оттенке или прозрачности

Разница между партиями спекания

Искажение в некоторых реставрациях

Более длительное время обработки

Дополнительные корректировки или ремейки

Не все проблемы, возникающие после спекания, вызваны печью.

Например, неправильный коэффициент усадки в программном обеспечении CAD/CAM может повлиять на окончательные размеры, даже если печь работает нормально.

То же самое касается и фрезерования.

Состояние инструмента, точность фрезерования, конструкция реставрации и состояние блока диоксида циркония также могут повлиять на конечный результат.

При исследовании проблемы спекания полезно рассмотреть всю технологическую цепочку, а не сразу менять температуру печи.

Что должна проверить лаборатория перед спеканием?

При использовании нового циркониевого материала я бы сначала проверил следующую информацию:

1. Рекомендуемая температура спекания

Проверьте целевую температуру, указанную производителем диоксида циркония.

2. Скорость нагрева

Для некоторых материалов предусмотрена заданная скорость нагрева или рекомендованная программа с несколькими этапами нагрева.

3. Время выдержки

Проверьте, как долго материал должен оставаться при заданной температуре.

4. Требования к быстрому-спеканию

Если лаборатория хочет использовать более короткий цикл, подтвердите, что диоксид циркония подходит для этого типа программы.

5. Коэффициент усадки

Проверьте значение, которое необходимо ввести в программное обеспечение CAD/CAM.

6. Требования к охлаждению

Для некоторых материалов могут быть предусмотрены специальные рекомендации по этапу охлаждения. Быстрое охлаждение и естественное охлаждение не следует рассматривать как взаимозаменяемые процессы.

7. Совместимость печи

Проверьте, может ли имеющаяся печь работать в требуемом диапазоне температур и программе.

Эти точки обычно более полезны, чем сравнение печей только по их максимальной температуре.

Что дистрибьюторам следует знать об спекании?

Дистрибьюторы, продающие стоматологический диоксид циркония или оборудование для зуботехнических лабораторий, также могут получить вопросы об спекании.

Например:

Почему реставрация стала меньше?

Почему окончательный размер отличается от проекта САПР?

Можно ли быстро спекать этот цирконий?

Почему для этого циркония нужна другая программа?

Можно ли использовать ту же программу для циркония другой марки?

Почему после спекания оттенок выглядит иначе?

Почему два циркониевых материала ведут себя по-разному в одной печи?

Вам не нужно быть инженером по спеканию, чтобы ответить на эти вопросы.

Базовое понимание взаимосвязи между циркониевым материалом, компенсацией усадки, процессом фрезерования, программой спекания и окончательной реставрацией полезно при общении с зуботехническими лабораториями.

Это также помогает при сравнении продуктов разных производителей.

Например, если два блока циркония имеют разные рекомендуемые коэффициенты усадки или циклы спекания, их не следует оценивать только по заявленной прочности или прозрачности. Требования к обработке также являются частью информации о материале.

Спекание — часть всего процесса CAD/CAM

Обработку диоксида циркония легче понять, если рассматривать этапы как один непрерывный процесс:

Блок циркония → Проектирование САПР → Фрезерование → Спекание → Отделка

На каждом этапе есть свои требования.

Программному обеспечению САПР необходима правильная информация об усадке.

Фрезерный станок должен обработать блок в соответствии со спецификациями материала.

Печь должна обеспечить подходящий цикл спекания.

После спекания реставрацию необходимо проверить на предмет размеров, посадки, оттенка, состояния поверхности и других требований, имеющих отношение к конкретному случаю.

Именно так я бы подошел к проблеме спекания в лаборатории.

Если, например, получится коронка неожиданного размера, я бы не стал сразу предполагать, что в этом виновата печь. Сначала я проверял партию диоксида циркония, коэффициент усадки, настройки CAD/CAM, процесс фрезерования, программу спекания, загрузку печи и записи температуры.

Совместное рассмотрение этих факторов обеспечивает практическую отправную точку для устранения неполадок.

Что это означает при выборе стоматологической печи для спекания?

В лаборатории печь следует рассматривать в зависимости от используемых циркониевых материалов.

Важные характеристики могут включать в себя:

Максимальная рабочая температура

Скорость нагрева

Точность контроля температуры

Равномерность температуры

Доступные программы синтеризации

Программируемые этапы нагрева и охлаждения.

Вместимость камеры

Количество и тип лотков для спекания

Поддержка обычных и быстрых-циклов синтеризации.

Хранение и редактирование программ

Мониторинг и контроль температуры

Фактическая важность каждой спецификации зависит от рабочего процесса лаборатории.

У небольшой лаборатории, обрабатывающей ограниченное количество коронок, могут быть другие требования, чем у более крупной лаборатории, производящей несколько мостов и полных-реставраций каждый день.

Тот же принцип применим и к быстрому спеканию. Более короткий цикл может быть полезен для определенных рабочих процессов, но в первую очередь необходимо учитывать требования производителя диоксида циркония к обработке.

Заключительные мысли

Спекание — это этап, на котором предварительно-спеченный диоксид циркония нагревается для образования более плотной структуры и достижения размеров и характеристик материала, ожидаемых после обработки.

Внешне процесс может выглядеть просто: поместите реставрацию в печь, запустите программу и подождите, пока она остынет.

На практике задействовано несколько переменных.

Материал диоксида циркония, коэффициент усадки, настройки CAD/CAM, процесс фрезерования, кривая нагрева, целевая температура, время выдержки, процесс охлаждения и состояние печи — все это влияет на конечный результат.

Что касается лабораторий, я бы не стал начинать с вопросов:

«Насколько горячей может быть эта печь?»

Более полезный вопрос:

«Может ли эта печь поддерживать температурный цикл, требуемый циркониевыми материалами, которые я использую?»

Этот вопрос дает лучшую отправную точку при сравнении стоматологических печей для спекания и при принятии решения о том, подходит ли печь для конкретного лабораторного рабочего процесса.