Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Декабря 2014 в 09:37, реферат
Основная черта нового тысячелетия – гуманизация различных сфер нашего бытия. Гуманистическое мировоззрение диктует возрастающий интерес к увеличению качества и продолжительности человеческой жизни. Достижение подобной цели предполагает, в частности, создание материалов для искусственных органов и тканей. За последние 30 лет прошлого века использовано более 40 различных материалов (керамика, металлы, полимеры) для лечения, восстановления и замены более 40 различных частей человеческого тела, включая кожные покровы, мышечную ткань, кровеносные сосуды, нервные волокна, костную ткань.
В 1998 году изделия получили разрешение Минздрава России на применение под торговой маркой «БИОСИТ» и зарегистрированы в реестре медицинских изделий РФ.
Отличительными особенностями изделий из разработанных ситаллов, являются следующие:
Ни в одном случае применения изделий «БиоситСр-Элкор» не было отмечено воспалительных осложнений.
2.3.2. Биоситалл КФ
Область применения и назначение: биоактивный кальцийфосфатный стеклокристаллический материал - биоситалл КФ является представителем нового класса неорганических материалов медицинского назначения. Основные области применения: костное эндопротезирование в травматологии, челюстно-лицевой хирургии, стоматологии в качестве биоактивных эндопротезов, имплантатов, лечебных препаратов для заполнения костных дефектов различного происхождения, коррекции деформаций кости и нарушений опорно - двигательного аппарата, замещение и восстановление утраченных участков кости.
Краткое описание и основные технические характеристики: биоактивный машинообрабатываемый кальцийфосфатный стеклокристаллический материал может быть использован для изготовления пористых (общая пористость - до 50%, размер пор - до 100 мкм) и беспористых эндопротезов и имплантатов, а также остеопластичных композиций с коллагеном и в виде покрытий на титановые эндопротезы и имплантаты.
Обладает механическими характеристиками близкими к свойствам естественной кости:
Материал рентгеноконтрастен на фоне естественной кости и допускает различные виды стерилизации.
Преимущества:
ГЛАВА 3. СТЕКЛОКЕРАМИКА
Слово «керамика» произошло от греческого keramos, что означает «обожженная земля». Более современное определение представляют материалы, которые содержат металлические и неметаллические элементы (обычно кислород). Они имеют ряд общих свойств, обусловленных природой их атомарных связей (ионной и ковалентной): твердость, неэластичность и хрупкость. Эти характеристики противоположны металлам, которые являются нехрупкими (проявляют эластическую природу) и пластичными, что обусловлено металлической связью атомов. Кроме того, керамика имеет широкий диапазон светопропускания (от прозрачной до опаковой) в зависимости от микроструктуры, различные размер и твердость частиц, индекс преломления, пористость и т.д. По микроструктуре стоматологическая керамика бывает в стеклянной форме (аморфный состав), не имеющей кристаллической фазы, в виде стекла с небольшим количеством веществ в кристаллической фазе, в виде материала с кристаллической структурой и небольшим добавлением стекла, а также в виде поликристаллической структуры (с полным отсутствием стекла). В зависимости от техники изготовления выделяют следующие виды керамики: порошок-жидкость для нанесения, прессуемая и механически обрабатываемая или машинная керамика.
Впервые стеклокерамика была разработана на предприятии Corning Glass Works в конце 50-х годов прошлого века. В принципе, изделие формируют, пока стеклянная масса находится в расплавленном состоянии, однако в результате ее охлаждения образуется метастабильное стекло. При последующей тепловой обработке метастабильного стекла происходит кристаллизация, которая возникает за счет образования центров (зародышей) кристаллизации и последующего увеличения размеров кристаллов, находящихся внутри материала. Процесс превращения стекла в частично закристаллизованное стекло называется ситаллизацией. Таким образом, стеклокерамика представляет собой многофазное твердое вещество, содержащее остатки стеклофазы, в которой распределена тонкодисперсная кристаллическая фаза. Управление процессом кристаллизации стекла позволяет получить тончайшие кристаллы, которые равномерно распределены по всей стеклянной матрице. Число кристаллов, скорость их роста и, следовательно, их размеры, можно регулировать путем изменения температуры тепловой обработки материала и времени выдержки при заданной температуре.
Для того,чтобы получить гарантированно высокую прочность стеклокерамического материала, необходимо, чтобы число кристаллов было как можно большим, и чтобы все они были равномерно распределены внутри стеклофазы.
3.1. Клиническое значение
Одной из особенностей стеклокерамики является то, что размеры кристаллов и количество кристаллической фазы в материале можно точно регулировать в ходе проведения ситаллизации.
Большинство стеклокерамических материалов являются непрозрачными или мутными и непригодными для стоматологического использования. Впервые стеклокерамика была применена в стоматологии МасCulloch в 1968 году для изготовления искусственных зубов для съемных протезов. За основу этого материала была взята трехкомпонентная система Li2O·ZnO·Si02. Позднее более широко стали применять искусственные акриловые зубы, и идея использовать стеклокерамику в съемном протезировании в дальнейшем была забыта. В настоящее время существует широкий круг стеклокерамических материалов и методов изготовления цельнокерамических реставраций, фиксируемых полимерными адгезивами.
3.2. Классификация керамики по микроструктуре
Данная классификация разделяет керамику по уровню содержания в ней кристаллических компонентов и стекла (некристаллической струк-туры), которые можно объединить в 4 основных категории с несколькими подгруппами.
Стеклокерамика состоит из оксида кремния, также известного как кварц (SiO2) c небольшим содержанием алюминия. В природе алюминосиликаты, которые также содержат примеси калия и натрия, известны под названием полевой шпат. В стоматологии искусственно синтезированный полевой шпат представлял первые керамические массы для изготовления фарфоровых ортопедических конструкций. Впервые применение полевого шпата упоминается в 1903 году в работах Чарльза Лэнда, описавшего процесс изготовления фарфоровых коронок в медицинском издании «Стоматологический космос», однако доктор столкнулся с проблемой большой хрупкости фарфора. Подобным образом в 1938 году в своей статье «Журнала калифорнийской стоматологической ассоциации» Пинкус предложил концепцию керамического винира, однако задумка также оказалась неудачной, прочность на изгиб такого фарфора составляла 20–30 MPa. Позднее, в связи с изобретением вакумных печей для обжига фарфора, прочностные характеристики были улучшены. Прочность на изгиб варьировала от 50 до 60 MPa и достигалась в результате полученной меньшей пористости материала. Керамика применялась для облицовки металлических каркасов, а также в виде цельной конструкции для фарфоровых виниров, изготовленных с применением огнеупорных штампов или платиновой фольги. Однако компрессионные нагрузки, полученные во время жевания, по-прежнему вызывали многочисленные сколы на подобных реставрациях.
Наполненная стеклокерамика была разработана компанией Corning Glass Works в конце 1950-х. Основным принципом получения твердого материала является его формовка в результате остывания расплавленного стекла. Во время последовательного нагревания стекла происходит процесс контролируемой кристаллизации, в результате чего зарождаются и растут кристаллы. Эти трансформации из чистого стекла в частично кристаллическое стекло также называются керамизацией. Таким образом, стеклокерамика – мультифазный состав, содержащий остаточную стеклянную фазу с мелкодисперсной кристаллической фазой. Количество, характер роста и размер кристаллов регулируются временем и температурой обжига керамики. Есть два важных аспекта в формировании кристаллической фазы – зарождение кристаллов и их рост. Уровень этих двух процессов максимален при разных температурах. Именно поэтому первый обжиг происходит при условиях, оптимальных для максимального зарождения кристаллов, после чего температура повышается и происходит кристаллический рост.
Залог прочности любой стеклокерамики – упорядоченное расположение кристаллов в большом количестве в стеклянной фазе. Во время керамизации кристаллическая фаза растет и может занимать от 50 до почти 100 процентов от материала.
Выделяют 3 подгруппы, классифицируемые по кристаллическим наполнителям. Состав стекла почти такой же, как и у чистого стекла (категория 1). Среди наполнителей же выделяют лейцит, дисиликат лития или фторапатит. Лейцит в стоматологическом фарфоре получается путем увеличения содержания оксида калия в алюмосиликатном стекле. Кристаллы дисиликата лития таким же образом внедряют в состав алюмосиликатную матрицу.
Полевошпатная стеклокерамика с небольшим содержанием лейцита
В 1980-х годах Horn активно применял в своих экспериментах керамику с небольшим содержанием лейцита (KАlSi2O6) для конструкций металлокерамических реставраций. В современной стоматологии такая керамика называется полевой шпат. Лейцит добавлялся для увеличения коэфициента температурного расширения, в результате чего материал можно было наносить в качестве облицовочного слоя. Изначально прочность на изгиб полевошпатной керамики составляла 30–40 MPa.
Последние разработки в стоматологии позволили синтезировать полевошпатную керамику, имеющую меньшие размеры частиц и более равномерное их распределение в стеклянной матрице, в результате чего повышаются их прочностные характеристики (прочность на изгиб до 150 MPa). Изменились и методы ее изготовления. Так, выпущены составы порошок-жидкость для облицовывания каркасов из керамики на основе алюминия In-Ceram (Vita Zahnfabric) и Nobel Procera (Nobel Biocare). Эти материалы имеют низкий коэффициент температурного расширения (8·10-6/К). Наиболее известный представитель VitaVM13 (Vita Zahnfabrik).
Также полевой шпат c небольшим содержанием лейцита применяется для мелкозернистых машинных блоков. Выпущенные в 1991 году блоки Vita Mark 2 (Vita) для Cad-Сam системы Сerec (Sirona Dental) – наиболее известный продукт, который используется и по сей день в стоматологии под тем же названием.
Исследования, выполненные от компании Vita доказывают выживаемость вкладок инлей и онлей, зготовленных из материала Vita Mark2, более 99% в течение года.
В структуре такой полевошпатной керамики частицы расположены хаотично и имеют различные размеры кристаллов лейцита (со средним размером частиц 20 мкм), в результате чего ей присуща относительно низкая устойчивость к сколам и абразивные свойства, сходные с эмалью. Тем не менее, полевошпатная керамика имеет высокую прозрачность и, следовательно, самые высокие эстетические показатели.
Стеклокерамика с высоким содержанием лейцита (до 50%)
Увеличение содержания лейцита привело появлению нового вида керамики. Лейцитная керамика относительно полевошпатной имеет улучшенные прочностные характеристики (большую сопротивляемость к термальному шоку и химической эрозии, прочность на изгиб более 200 MPa), кристаллы лейцита способны противостоять развитию сколов в готовых керамических конструкциях, частично поглощая энергию трещин. Однако, в связи с потерей прозрачности, эстетичность данной керамики несколько ниже, чем у полевошпатной.