Новая классификация керамических материалов в стоматологии: как сделать правильный выбор?

12 августа 2015, 11:31

Керамика в стоматологической отрасли начала набирать популярности в XVIII веке благодаря своим более высоким эстетическим характеристикам по сравнению с другими материалами. Парижский аптекарь Alexis Duchateau в буквальном смысле открыл перспективы керамики в стоматологии, изготовив из фарфоровых и керамических масс штучные зубы в составе протеза. Позже, в 1903 году, Charles Land поспособствовал дальнейшему внедрению керамики в стоматологическую отрасль, предложив изготавливать из нее вкладки типа onlay и inlay, а также штучные одиночные коронки. Все это привело к распространению нового вида реставраций – жакетных коронок, облицованных керамикой.

Новая классификация керамических материалов в стоматологии: как сделать правильный выбор?

С тех пор керамика как стоматологический материал прошла через несколько этапов развития, изменяясь в плане химического состава и в плане улучшения эстетических свойств. Не обошлось и без модификаций в процессах ее изготовления и хранения. Вследствие продолжительного развития, показания к использованию керамических материалов также претерпели некоторые изменения и значительно расширились. Высокоэстетические свойства и биосовместимость керамики стали ее передовыми характеристиками еще у первых представителей данной группы материалов, но слабая их прочность на разрыв и на сдвиг диктовала необходимость разработки керамических материалов с большей износоустойчивостью и гарантией их долгосрочного функционирования, особенно в случаях изготовления реставраций с более толстым слоем облицовки или когда фиксация конструкции предусматривала, по большей мере, связь лишь с дентином при минимальном количестве резидуальной эмали.

Развитие прогрессивных CAD / CAM технологий, а также использование современных пресс-материалов и новых подходов литья позволили изготавливать более прочные, и в то же время минимально инвазивные конструкции с отличными эстетическими характеристиками. Это способствовало разработке оптимального безметаллового керамического материала, адаптированного к специфическим условиям лечения, поскольку новые представители стоматологической керамики значительно устойчивее своих предшественников, гораздо более просты в использовании, и в большей мере универсальны.

Тем не менее, выбор соответствующего керамического материала зависит от условий клинической ситуации и от техники его использования. К сожалению, огромный объем противоречивой информации в разрезе показаний к использованию разных керамических материалов смущает врачей относительно того, какой же именно материал лучше выбрать для той или иной конструкции в конкретной клиническом случае. Понимание принципов классификации, знание состава и характеристик разных керамических материалов поможет стоматологам и техникам не только не путаться в выборе материала, но быть точно уверенным в правильности своего решения.

Состав, характеристики и классификация

Керамика является неорганическим неметаллическим твердым веществом, получаемым в ходе нагрева его компонентов под действием высоких температур и последующего их охлаждения. В состав керамики входят нитриды, карбиды, оксиды металлов, бориды, а также разные комбинации и смеси этих компонентов. Таким образом, материал, именуемый керамикой, на самом деле не является таковым по определению, если он создан с помощью какого-либо другого метода обработки или имеет в своем составе дополнительные органические компоненты.

Керамические материалы имеют кристаллическую или частично кристаллическую структуру, но могут быть и аморфными (например, как стекло). Поскольку большинство стоматологических керамических материалов в своем составе имеют, по крайне мере, несколько кристаллических компонентов, то некоторые авторы определяют керамику как неорганическую кристалл-содержащую субстанцию, то есть, исключая данным определением некристаллическое стекло, которое, однако, по сути своего производства является именно керамикой.

Стоматологические керамические материалы, как правило, классифицируются по своей микроструктуре, что облегчает научное понимание их состава и химической природы, но, по правде говоря, это мало помогает стоматологам или техникам в выборе подходящего материала для конкретной клинической ситуации. Метод обработки керамики существенно влияет на ее механические свойства и, следовательно, на возможность использования материала в разных клинических случаях. Таким образом, только комплексно классифицируя стоматологические керамические материалы, как на основе их состава, так и согласно методов их производства и обработки, можно обеспечить условия для оценки клинических параметров их применения в каждой конкретной ситуации. Представленная ниже классификация построена на одном принципе: использование керамических масс для разных конструкций – от наиболее консервативных/наименее инвазивных (с максимальным сохранением естественной структуры зуба) – до наименее консервативных/наиболее инвазивных (с минимальным сохранением тканей зуба). Данная категоризация материалов также учитывает ранее опубликованную классификацию, в которой упоминались как стеклокерамика, так и несколько совсем новых и прогрессивных материалов, которые только вышли на рынок.

CL-I (порошок / жидкость)

Класс I (CL-І) включает в себя порошкообразные и жидкие виды керамических материалов, состоящих из частиц диоксида кремния, погруженных в стекловидную матрицу с варьируемым количеством кристаллической фазы в этой матрице (например, Creation Porcelain, Jensen Dental; Ceramco 3, DENTSPLY International; EX-3, Kuraray Noritake Dental, Inc.). Группа CL-I также включает представителей полевошпатной керамики, называемой так потому, что она первоначально изготавливалась из полевого шпата (алюмосиликата, содержащим в своем составе некое количество калия, натрия, бария или кальция). Несколько вариантов полевошпатных керамических материалов доступны на рынке и сегодня (например, VITA VM 13, VITA Zahnfabrik; Vintage Halo, Shofu) (фото 1-3).

Фото 1. Вид до препарирования (клинический случай изготовления винира из полевошпатной керамики – материал группы CL-I)

Фото 2. Вид после препарирования (клинический случай изготовления винира из полевошпатной керамики – материал группы CL-I)

Фото 3. Вид после фиксации конструкции (клинический случай изготовления винира из полевошпатной керамики – материал группы CL-I)

Материалы группы CL-I изготавливаются вручную (фото 4) и относятся к группе материалов, используемых при наиболее консервативных конструкциях. Они, как правило, являются наиболее прозрачными керамическими материалами, но вместе с тем и наиболее хрупкими. С учетом степени их прозрачности они являются идеальным вариантом выбора в случаях восстановления коронок с достаточно большим количеством остаточной эмали и относительно хорошо сохраненной структурой зуба (при сохранении ≥50% объема эмали, или когда область фиксации как минимум на 50% состоит из эмали, или когда 70% маргинальных краев представлены эмалью, но не дентином). Полевошпатные керамические реставрации, фиксирующиеся на эмали, доказали свою успешность и долговечность в ходе многих клинических исследований. Представители этой группы материалов демонстрируют не только высокие эстетические показатели, но и отличные рабочие характеристики, являются довольно удобными для использования в качестве тонкого слоя, наносимого непосредственно на структуру эмали, а также считаются оптимальными для неметаллических конструкций. Материалы CL-I требуют толщины слоя в 0,2-0,3 мм для обеспечения нужного оттенка реставрации.

Этот класс материалов, как правило, используется при восстановлении передних зубов, но также в некоторых случаях может использоваться и для реставраций на премолярах, а в редких случаях – и на молярах. Риск их излома довольно низок при адекватной функциональной нагрузке (фото 5-6).

Фото 4. Ручное нанесение полевошпатной керамики.

Фото 5. Вид до препарирования: необходимость коррекции эстетического вида фронтальных зубов (клинический случай изготовления винира из полевошпатной керамики – материал группы CL-I)

Фото 6. Вид после фиксации конструкций (клинический случай изготовления винира из полевошпатной керамики – материал группы CL-I)

CL-II (стеклокерамика)

Состав керамических материалов CL-II похож на аналоги группы CL-І тем, что у обеих имеется стекловидная матрица, однако по своей стеклокристаллической структуре и типам кристаллов эти два класса материалов все-таки отличаются. В материалах группы CL-II кристаллические составляющие могут быть либо добавлены в состав стекла, либо же выращены в стеклообразной матрице. Керамика CL-II также отличается от керамики CL-I и процессом производства, поскольку первая поставляется в форме плотных промышленных блоков для прессования и фрезерования. Учитывая особенности типов кристаллов и возможности клинического применения, материалы группы CL-II можно условно разделить на две подгруппы: CL-IIa и CL-IIb.

CL-IIa

Материалы этой подгруппы содержат низкое или среднее (<50%) количество лейцит-полевошпатного стекла. Материалы (например, IPS Empress CAD, Ivoclar Vivadent; Authentic, Jenson Dental; VITABLOCS Mark II, VITA Zahnfabrik) состоящие меньше, чем на 50% из кристаллической субстанции, более похожи на стекло, поэтому требуют проведения процедуры бондинга при их фиксации.

Как и все материалы группы CL-II, материалы подгруппы CL-IIa могут быть использованы для тех же показаний, что и аналоги CL-I: для реставраций в области передних зубов, премоляров, и, в редких случаях, моляров. Кроме того, они доказали свой долгосрочный клинический результат и при действии более высоких функциональных нагрузок, а также в случаях обнажения областей дентина, которые напрямую контактируют с керамикой при фиксации. Они могут быть довольно прозрачными, но, как правило, требуют более толстого слоя в процессе их использования для воссоздания необходимого уровня эстетики и соответственного оттенка зуба (минимальная рабочая толщина 0,8 мм, если материал перекрывается облицовочной керамикой) (фото 7-8).

Фото 7. Виниры, изготовленные из материалов группы CL-IIa с минимальной толщиной слоя материала в области режущего края.

Фото 8. Вид после фиксации виниров, изготовленных из материла группы CL-IIa (Sam Lee, CDT, MDC).

Материалы данной подкатегории демонстрируют также повышенную прочность, в первую очередь обусловленную техникой их производства в форме плотных блоков, а также способностью лейцита изменять коэффициент собственного теплового расширения, препятствуя тем самым распространению трещин. Эти плотные стекло- и лейцит-содержащие материалы подходят для изготовления более объемных виниров, коронок во фронтальной области и вкладок типа inlay и onlay в области жевательных зубов при условии обеспечения прочной взаимосвязи и фиксации конструкций с подлежащими тканями.

CL-IIb

Эта подгруппа новых материалов со средним или высоким (т.е.> 50%) содержанием кристаллического стекла или стеклокерамики, по своей микроструктуре состоит из стеклянной матрицы, которая окружает вторую фазу, представленную отдельными кристаллами. В начале производства материалы состоят из однородного стекла, но формирование вторичных очагов образования и роста кристаллов обеспечивает улучшение механических и физических свойств представителей данной группы за счет присутствия максимального количества кристаллических единиц, вокруг которых формируются области компрессионного напряжения.

Примером данных материалов является литий дисиликат (например, IPS e.max, Ivoclar Vivadent) – стеклокерамический материал, состоящий из кремнезема, двуокиси лития, оксида алюминия, оксида калия и пятиокиси фосфора. После того, как кристаллический компонент материала достигает оптимального уровня роста в ходе своего производства, материал измельчают в порошок и обрабатывают с помощью различных техник и подходов. Показания к использованию литий дисиликата аналогичны таким же, как и для других стеклокерамических материалов, однако он может использоваться еще и для изготовления цельных коронок. В случае если последние фиксируются с помощью композитного цемента, литий-силикатные конструкции обеспечат эффективное функционирование полных коронок даже в случаях высоких нагрузок в области моляров (фото 9-11).

Фото 9. Вид до препарирования (Steve Lee, CDT, MDC).

Фото 10. Вид после препарирования (Steve Lee, CDT, MDC).

Фото 11. Фиксация коронок, изготовленных из материалов группы CL-IIb (Steve Lee, CDT, MDC).

Новым материалом данной категории является литий дисиликат укрепленный цирконием (ZLS) (например, VITA Suprinity, VITA Zahnfabrik (фото 12); CELTRA Duo, DENTSPLY). ZLS материалы состоят из литий-силикатной стеклокерамики на 10% армированной кристаллами диоксида циркония. Хотя эти материалы являются относительно новыми на рынке, но первичное их тестирование продемонстрировало отличные оптические и физические показатели, аналогичны оригинальным литий-дисиликатным материалам. Действительным преимуществом литий-дисиликатов является достаточное количество клинических данных, подтверждающих долгосрочный и успешный результат их использования в качестве одиночных реставраций при любой локализации.

Фото 12. Оптические характеристики литий-силикатных CL-IIb материалов, армированных цирконием.

Реставрации, изготовленные из данных материалов, демонстрируют высокую прочность, резистентность к переломам и отличную эстетику, имитирующую естественные ткани, а поэтому являются универсальными в использовании для широкого спектра клинических показаний. Их также рекомендуется использовать при критических условиях восстановления коронки, когда количество остаточной эмали меньше половины ее начального объема, или когда менее чем 50% бондинговой поверхности зуба представлено эмалью, или же 30% и более маргинальных тканей составляет дентин.

Учитывая свойства материалов, рекомендовано использование адгезивного протокола. Однако, следует отметить, что фиксация к дентину не является прогнозируемой из-за естественной гибкости дентина, в то время как жесткость эмали может обеспечить более благонадежный прогноз реставрации.

CL-III (высокопрочные кристаллические материалы)

Материалы группы CL-III являются высокопрочными кристаллическими представителями керамики с минимальным содержанием кристаллической фазы или же полным ее отсутствием, которые изготавливаются в ходе последовательности промышленных процессов. Они отличаются от стекла или стеклокерамики типом формирования связи между спеченной кристаллической матрицей (которая составляет от 85% до 100% объема) и частицами кристаллической фазы.

CL-IIIa

CL-IIIa группа материалов изготавливаются путем создания пористой матрицы, сформированной в форме блока, и окончательно отконтурированной до нужных размеров посредством CAD / CAM технологии. После этого структуру матрицы заполняют второй расплавленной фазой материала. Лантановое алюмосиликатное стекло в жидком или расплавленном виде затекает во все поры матрицы благодаря капиллярному взаимодействию, создавая плотный и надежный материал. Конечный продукт представляет собой 85% кристаллической сетки, переплетающейся с небольшим количеством стекла. В настоящее время эти материалы исчезают с рынка, а на смену им приходит полностью 100% поликристаллическая керамика.

CL-IIIb

Материалы подгруппы CL-IIIb являются высокопрочными 100% кристаллическими керамическими материалами, которые изначально изготавливались на основе оксида алюминия (например, Procera, Nobel Biocare). В последнее время их начали изготавливать на основе диоксида циркония (например, LAVA, 3M ESPE; Prettau, Zirkonzahn). Конструкции на основе алюминия хорошо зарекомендовали себя для изготовления одиночных коронок, но в области моляров в связи с повышенным риском скола предпочтение следует отдавать материалам на основе циркония или лития дисиликата. Коронки, изготовленные на основе циркония, также могут быть использованы при обширной утрате тканей зуба, повышенном риске возникновения упругих деформаций и стрессовых напряжений, при изготовлении одиночных коронок в области моляров или в составе мостовидных протезов (фото 13 и фото 14), а также в условиях с проблематичным проведением качественного бондинга (например, в поддесневой области).

Фото 13. Циркониевые коронки (CL-IIIb), облицованные керамикой. Имитация десны с помощью розовой керамики (Aram Torosian, MDC).

Фото 14. Вид конструкции после фиксации в ротовой полости (Aram Torosian, MDC).

В тех случаях, когда сложно обеспечить качественную реализацию адгезивного протокола фиксации (проблемы контроля влаги, высокие параметры сил сдвига и растягивающих напряжений на границе интерфейсов зуб/реставрация), рекомендуется использовать керамические материалы группы CL-III или металлокерамику (CL-IV), поскольку конструкции, изготовленные из данных материалов, можно фиксировать с использованием привычных прямых протоколов. При использовании цельноциркониевых коронок внимание, однако, следует обратить на взаимоотношение с зубами-антагонистами, поскольку проблемы чаще всего возникают из-за неадекватного контакта с зубами противоположной челюсти.

Будь то материал на основе оксида алюминия или оксида циркония – оба материала демонстрируют более высокую прочность, чем материалы групп CL-I и CL-II, и могут быть использованы для изготовления подструктуры культи в качестве альтернативы металлу. Однако, ввиду своей повышенной опаковости (вызванной большим содержанием кристаллического вещества) сами по себе они не могут обеспечить оптимального уровня эстетического профиля. Их перекрывают другими керамическими материалами, и, таким образом, получают и прочную конструкцию, и отличную эстетику. Керамика группы CL-III требует толщины слоя от 1,2 мм до 1,5 мм, в зависимости от нужного цвета субструктуры. Более полупрозрачные представители этих материалов в настоящее время используются для изготовления цельноциркониевых реставраций в области жевательных зубов. Первым на рынке из этой категории был BruxZir ((Glidewell Laboratories), но в нынешний период выбору нет границ, и новые представители данных керамических материалов продолжают пополнять рынок стоматологических материалов (фото 15 и фото 16).

Фото 15. Вид циркониевой заготовки (CL-IIIb) перед коррекцией цвета и финишным спеканием (Enrico Steger/Zirkonzahn).

Фото 16. Вид конструкции после спекания и достижения нужного оттенка (CL-IIIb) (Enrico Steger/Zirkonzahn).

CL-IV (металлокерамика)

Материалы группы CL-IV являются, по сути, аналогами материалов CL-I группы слитыми с высокопрочной подложкой из металла, что позволяет использовать их в клинических ситуациях, при которых возрастает риск возникновения высоких напряжений или деформаций. Они идеально подходят для ситуаций, когда структура зуба или полностью отсутствует, или количество остаточных тканей минимально. Как и материалы CL-III группы, металлокерамика характеризуются высокой прочностью, но ограниченными эстетическими характеристиками. Для достижения приемлемой эстетики требуемая толщина слоя составляет не менее 1,5 мм. Несмотря на сходство с материалами CL-III на основе оксида циркония, коэффициент их термального расширения все же значительно отличается из-за природы металлического каркаса. Эстетические свойства металлокерамики можно улучшить, используя качественные материалы для облицовки (например, Captek, Argen USA Inc.) (фото 17).

Фото 17. Реставрация двух моляров цельнокерамическими коронками из материалов группы CL-IV.

Выводы

Знание показаний к использованию керамических материалов разных классов, а также понимание разницы их структурного состава, поможет сделать правильный выбор независимо от условий каждого специфического клинического случая. Следует учитывать, что, кроме упомянутых выше критериев, на выбор материала для конструкции влияет также количество сохраненных тканей зуба, возможность проведения качественного бондинга, критерии эстетики, форма улыбки и оттенок будущей реставрации.

Материалы групп CL-І и CL-II обладают отличными эстетическими характеристиками, но являются недостаточно прочными. И хотя все виды керамических материалов более резистентны к компрессионным нагрузкам, чем к растяжению и деформации на сдвиг, но если риск возникновения чрезмерных нагрузок минимален, а эстетика требует лучшего – можно использовать более слабые, но более оптически подходящие материалы из первых двух групп. Представители CL-III и CL-IV групп наоборот обладают повышенной прочностью, но проигрывают в эстетике. Если уровень функциональных напряжений является высоким, и без более прочных материалов не обойтись (например, диоксида циркония, оксида алюминия, или металла), то можно использовать облицовочную керамику для достижения оптимального эстетического профиля. Идеальным, конечно, является изготовление конструкции из одного класса материалов, однако доступность разных их видов делает возможным изготовление реставраций, которые отвечают как функциональным критериям прочности, так и эстетическим требованиям.

Авторы:
Edward A. McLaren, DDS, MDC
Johan Figueira, DDS

0 комментариев

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии.

Войти или Зарегистрироваться