Эффективность использования лазерной сварки на этапах изготовления ортопедических конструкций с титановыми каркасами

эффективность использования лазерной сварки на этапах изготовления ортопедических конструкций

с титановыми каркасами

Современные технологии, являющиеся приоритетными в промышленности, все чаще находят применение в стоматологии [1]. В последние годы растет интерес ортопедов-стоматологов и зубных техников к использованию метода лазерной сварки, в том числе при коррекции изготовленных каркасов зубных протезов. По данным Наумович С.А., Дмитроченко А.П., Круглик Ю.Н. (2008), лазерная сварка имеет ряд неоспоримых преимуществ: излучение лазера можно точно фокусировать на малых участках, достигая высокого уровня плотности и мощности, что позволяет проводить обработку тугоплавких, трудно свариваемых материалов; сварные швы, получаемые с помощью лазера, имеют малую зону термического влияния в окружающем материале, что приводит к снижению термических деформаций; локальность воздействия дает возможность обрабатывать участки изделий в непосредственной близости от термочувствительных элементов; малая длительность лазерного сварочного импульса избавляет от нежелательных структурных изменений [2].

Опыт работы с титановыми сплавами [3] позволяет констатировать, что при литье каркасов зубных протезов могут возникать дефекты в виде трещин, отверстий и пор различной величины. Проблема обнаружения и устранения указанных погрешностей является достаточно актуальной [4]. В связи с этим, встает вопрос необходимости проведения рентгенодефектоскопии и лазерной сварки на этапах изготовления ортопедических конструкций, имеющих цельнолитые элементы.

Для оценки качества литья каркасов дуговых протезов, выполненных из сплава титана ВТ5Л, проводили их рентгенодефектоскопию (рис. 1), в результате которой определено, что из 53 изготовленных конструкций - 6 имели устранимые дефекты литья и 4 каркаса - неустранимые изъяны.

Асташина Н .Б.

доцент кафедры ортопедической стоматологии ГБОУ ВПО «ПГМА им. ак. Е.А.Вагнера», д.м.н.,

caddis@permonline.ru

Рогожников Г. И .

заведующий кафедрой ортопедической стоматологии ГБОУ ВПО «ПГМА им. ак. Е.А.Вагнера», д.м.н., профессор, caddis@permonline.ru

Каченюк М .Н .

к.т.н., доцент каф. порошкового материаловедения и нанотехнологий Пермского НИ Политехнического университета, maxx@pm.pstu.ac.ru

Рогожников А .Г.

ассистент кафедры ортопедической стоматологии ГБОУ ВПО «ПГМА им. ак. Е.А.Вагнера», к.м.н.,

alekstomat@yandex.ru

Пьянкова Е.С .

ассистент кафедры ортопедической стоматологии ГБОУ ВПО «ПГМА им. ак. Е.А.Вагнера», caddis@permonline.ru

Прошміі (том«шогии / Алии молш 0( тишо«

20і2. № 1

Резюме

В работе представлена актуальность и возможности применения новых технологий и перспективных материалов на этапах лечения пациентов с патологией зубочелюстной системы. Разработана методика устранения дефектов, возникающих при литье каркасов дуговых протезов при помощи лазерной сварки. Показана эффективность ортопедического лечения пациентов, которым изготовлены ортопедические конструкции из сплава титана.

Ключевые слова: сплав титана, лазерная сварка, дефект зубного ряда, зубные протезы.

effective use of laser wELDiNG oN THE stages of production with prosthetic titanium frames

Astashina N.B., Rogozhnikov G.I., Kachenuk M.N., Rogozhnikov A.G., Pyankovа E.s.

The summary

in this report the relevance and applicability of new technologies and advanced materials at the stages of the treatment of patients with abnormal maxillodental system. The technique of removing defects formed during casting denture frameworks by means of laser welding. The efficiency of the prosthetic treatment of patients who made orthopedic constructions design of titanium alloy.

Keywords: titanium alloy, laser welding, defect dentition, dentures.

Для исправления незначительных недостатков литья применяли метод лазерной сварки твердотельным лазером ЛТМ-103 (рис. 2), используя порошок титана фракцией менее 40 мкм. В зоне дефекта снимали поверхностный слой материала, таким образом, «раскрывали» поры. Внутренние

а б

Рис. 1. Рентгенограммы каркасов зубочелюстных протезов, выполненных из сплава титана: а - дефект литья (пора, показана стрелкой) в каркасе протеза; б - целостность конструкции восстановлена .

Рис. 2. Вид твердотельного лазера ЛТМ-103

стенки дефекта протравливали водным раствором плавиковой и азотной кислот для устранения оксидной пленки.

Полость заполняли порошком титана. Дефектную зону обрабатывали лазером с длиной волны излучения 1064 нм и диаметром пучка на выходе из излучателя 6 мм. В результате получали высокоплотную компактную структуру, замещающую дефект.

Для сравнения прочностных характеристик и степени деформации титановых каркасов съемных протезов нижней челюсти проведены механические испытания 20 одинаковых конструкций, выполненных из сплава титана ВТ5Л. При этом

10 каркасов имели дефекты (в 3 конструкциях изначально определялись дефекты литья, в 7 - изъяны были созданы искусственно), впоследствии устраненные с помощью лазерной сварки. Исследования проводили на разрывной машине «1^^оп 5882» в диапазоне нагрузок 1 кН. Использовали нестандартные образцы в виде заготовок каркасов дуговых протезов, с предварительно удаленными фиксирующими элементами. Подготовленные образцы зажимали в захваты разрывной машины и испытывали на растяжение с предварительным разгибанием каркаса. Фотография образца, подготовленного к испытаниям, представлена на рис. 3.

Рис. 3. Каркас дугового протеза нижней челюсти, выполненный из сплава титана, подготовленный к испытаниям на растяжение

WWW.DENTAL-PRESS.COM Проблемы стоматологии / Actual молш и stoutolocv 47

2012. № 1

В ходе исследования определено, что после приложения изгибающей нагрузки прочность на растяжение каркасов, не имеющих дефектов, равна в среднем 146 + 0,18 МПа. При изучении каркасов, подвергшихся лазерной сварке, установлено, что прочность на растяжение находилась в пределах 145 + 0,81 МПа. Таким образом, данные по удельной прочности титановых каркасов, подвергшихся лазерной сварке, недостоверно ниже показателей прочности каркасов, не имеющих дефектов.

Все пациенты, пользующиеся конструкциями с устраненными дефектами литья, были взяты на диспансерный учет. В отдаленные сроки наблюдений (3 года и более) осложнений, связанных с нарушением целостности зубных протезов, зарегистрировано не было.

Для иллюстрации эффективности устранения дефектов литья с помощью лазерной сварки приводим выписку из истории болезни.

Больной М., 28 лет, обратился с жалобами на наличие дефекта зубного ряда, нарушение функций жевания, речи, изменение внешнего вида. Из анамнеза известно, что в 2004 году на базе хирургического отделения стоматологической клиники ГОУ ВПО «ПГМА им. ак. Е.А. Вагнера» было

Рис. 4. Ортопантомограмма М-ва, полученная до оперативного вмешательства

проведено оперативное вмешательство, по поводу травматического повреждения нижней челюсти, вследствие производственной травмы подбородочного отдела и тела нижней челюсти слева.

На ортопантомограмме, полученной до ортопедического лечения, имеется деструкция костной ткани подбородочного отдела и тела нижней челюсти слева. Видны костные фрагменты различных размеров. Верхушки корней 3.3, 3.2, 3.1, 4.1, 4.2 зубов располагаются в зоне деструкции.

Хирургическое вмешательство заключалось в проведении остеосинтеза с применением титановых мини-пластин. Через 6 месяцев после оперативного вмешательства больной обследован для решения вопроса о проведении отсроченного протезирования.

Объективно: асимметрия лица справа за счет западения нижней губы и щеки слева, рот открывает свободно. Слизистая оболочка полости рта розовая, блестящая, влажная. Послеоперационный рубец розовый, мягкий, подвижный, с подлежащими тканями

Рис. 5. Ортопантомограмма пациента М-ва, полученная после оперативного вмешательства

Рис. 6. Пациент М:

а) вид полости рта; б) титановый зубочелюстной протез приготовлен для наложения; в) ортопедическая конструкция зафиксирована в полости рта

Прошміі стоматологии / Алии молш 0( тімто«

20і2. № 1

не соединен, по переходной складке - выраженные тяжи. Альвеолярный отросток - сглажен. Имеется дефект зубного ряда нижней челюсти справа в области от 3.5 до 4.3 удаленных зубов и дефекты в области отсутствующих 3.6, 4.6 зубов. Данные рентгенографии: на ортопантомограмме, полученной после оперативного вмешательства, видна контрастная тень металлической пластины (рис. 5).

Диагноз: частичный дефект нижней челюсти. Состояние после остеосинтеза тела и подбородочного отдела нижней челюсти. На нижней челюсти III класс по классификации Агеенко; III класс,

II подкласс по классификации Кеннеди, потеря жевательной эффективности по Агапову 46%.

Вид дефекта нижней челюсти представлен на рисунке 6 а.

Лечение: Изготовлен титановый зубочелюстной протез на нижнюю челюсть (рис. 6 б, в).

На этапах изготовления конструкции незначительный дефект литья был устранен с помощью лазерной сварки.

При обследовании в день наложения протеза зарегистрированы следующие показатели: жевательная эффективность по М.М. Соловьеву -57,8%, сила фиксации конструкции - 202 г.

При контрольном осмотре через 3 года после проведенного комплексного лечения выявлено,

что состояние конструкции протеза с титановым каркасом удовлетворительное, пациент жалоб не предъявляет, протезом пользуется постоянно, в полном объеме. Показатель жевательной эффективности составил 59,1%, сила фиксации - 204 г.

Таким образом, по результатам проведенных экспериментальных и клинических исследований можно сделать вывод о целесообразности применения лазерной сварки на этапах изготовления ортопедических конструкций с титановыми каркасами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Асташина Н. Б. Комплексное лечение и реабилитация пациентов с приобретенными дефектами челюстей. Экспериментально-клиническое исследование: дис. ... д-ра. мед. наук. - Пермь, 2009. - 365 с.

2. Наумович С.А. Изучение напряженно-деформационных состояний в мостовидных протезах, изготовленных с помощью лазерной сварки / С.А. Наумович, А.П. Дмитро-ченко, Ю.Н. Круглик // Минск, Медицинский журнал. - №4. -2008. - С. 46-47.

3. Клинико-теоретические аспекты использования материалов на основе титана и циркония в стоматологии / Г.И. Рогож-ников, Н.Б. Асташина, В.А. Четвертных и др. - М., 2011. - 166 с.

4. Roggensack М. Studies on laser- and plasma-welded titanium / M. Roggensack, M.H. Walter, K.W. Boning, // Akad. Dental. Materials. - 1993. - Vol. 9. - №2. - P. 85-91.

WWW.DENTAL-PRESS.COM

Проблемы стоматологии / Actual mojhm or ítoimtolom 49

2012. № 1