Способ изготовления металлического зубного протеза

 

Изобретение может быть использовано в ортопедической стоматологии для повышения износостойкости и биологической индифферентности металлического зубного протеза. Способ изготовления металлического зубного протеза из неблагородных металлов включает вакуумно-плазменное нанесение на основу протеза промежуточного слоя из смеси титана и хрома и защитного слоя из нитрида титана, промежуточный и защитный слои наносят в разных диапазонах температур, промежуточный слой - при 200-300^oC, а защитный - при 400-500^oC. Металлографические иследования показали отсутствие нарушений целостности, микротрещин как на местах пайки, так и на жевательной поверхности.

Изобретение относится к ортопедической стоматологии, в частности к изготовлению металлических зубных протезов.

Известен способ изготовления слоистого зубного протеза [1], согласно которому металлическую основу протеза путем катодного распыления покрывают промежуточным слоем, а затем наносят защитный слой.

Однако покрытия, нанесенные катодным распылением, имеют пониженную адгезию к металлической основе, что не обеспечивает требуемой износостойкости.

Наиболее близким аналогом к изобретению (прототипом) является способ изготовления металлического зубного протеза из неблагородных металлов [2], включающий вакуумно-плазменное нанесение на основу протеза промежуточного слоя из титана и хрома и защитного слоя из нитрида титана.

Однако способ-прототип не обеспечивает минимальной пористости, высокой адгезии к основе и, как следствие, требуемой износостойкости, биологической индифферентности протеза. Главной причиной является испарение цинка из припоя в процессе нанесения.

Целью изобретения является повышение износостойкости, биологической индифферентности металлического зубного протеза.

Цель достигается тем, что в способе изготовления металлического зубного протеза из неблагородных металлов, включающем вакуумно-плазменное нанесение на основу протеза промежуточного слоя из смеси титана и хрома и защитного слоя из нитрида титана, промежуточный и защитный слои наносят в разных диапазонах температур, промежуточный слой наносят при 200-300^oC, а защитный - при 400-500^oC.

Чтобы достигнуть минимальной пористости необходимо, во-первых, осаждать слой при температуре, достаточной для обеспечения достаточно высокой адгезии к основе, а во-вторых, не превышать температуры, при которой начинается испарение цинка.

При вакуумно-плазменном нанесении промежуточного хромтитанового слоя при температуре ниже 200^oC адгезия слоя к основе составляет менее 8 кг/мм². При температурах выше 300^oC проявляется влияние испарения цинка из припоя, что выражается в повышенной пористости и тусклости слоя, снижении адгезии слоя к припою.

Защитный слой, полученный вакуумно-плазменным нанесением в диапазоне температур до 400^oC, обладает повышенными внутренними напряжениями из-за недостаточного нагрева и из-за этого повышенной хрупкостью, соответственно снижаются защитные свойства и срок эксплуатации. При нанесении защитного слоя из нитрида титана при температуре выше 500^oC вследствие различий в температурных коэффициентах расширения нитрида титана и металлов, из которых изготовлен протез, после остывания возникают напряжения, снижающие адгезию покрытия к подложке. В процессе пользования начинается потемнение покрытий на паяных швах, защитные свойства их существенно снижаются.

В предлагаемом способе после нанесения промежуточного хромтитанового слоя при 200-300^oC наносят защитное покрытие из нитрида титана при 400-500^oC, что соответствует условию изобретательского уровня, так как из уровня техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками изобретения.

Пример 1. Паяный протез мостовидной конструкции после промывки и сушки загружают в вакуумную камеру установки типа "Булат" на поворотном устройстве, расположенном в центре камеры.

Установка снабжена тремя вакуумно-дуговыми испарителями, оси которых направлены к центру камеры. Два испарителя расположены горизонтально и содержат испаряемый материал: хром в одном из них, титан - во втором. Третий испаритель расположен сверху вертикально и содержит испаряемый материал титан.

Установку откачивают до давления 2·10^-5 мм рт.ст. и включают поворотное устройство. После проведения очистки ионами хрома и титана производят осаждение промежуточного слоя при одновременно включенных испарителях хрома и верхнего испарителя титана, выдерживая температуру протеза 250^oC.

Температуру протеза регулируют измерением напряжения на протезе. Температуру измеряют оптическим пирометром. После достижения толщины промежуточного слоя 1,5-2 мкм отключают испаритель хрома, включают боковой испаритель титана, подают в вакуумную камеру азот, устанавливают его давление в камере (4-5) · 10^-3 мм рт.ст., увеличивают напряжение на протезе, поднимая его температуру до 450^oC. После достижения толщины 4-6 мкм процесс заканчивают.

Покрытие получается блестящим как на металлических элементах мостовидного протеза, так и на паяных швах. После полирования на войлочном круге с пастой ГОИ покрытие не снимается ни на швах, ни на других элементах протеза и остается блестящим.

Пример 2. Паяный протез мостовидной конструкции после промывки и сушки устанавливают в вакуумной камере установки типа "Булат", снабженной тремя испарителями; производят очистку ионами хрома и титана (см. пример 1). Затем производят нанесение промежуточного слоя из хрома при температуре паяного мостовидного протеза 150^oC. После достижения толщины промежуточного слоя 1,5-2 мкм отключают испаритель хрома, включают боковой испаритель титана, напускают в вакуумную камеру азот, выдерживая его давление (4-5)·10^-3 мм рт. ст. при температуре протеза 450^oC. После достижения толщины 4-6 мкм процесс заканчивают. Покрытие получилось матовым, в особенности на литых зубах, так как при температуре нанесения ниже 200^oC промежуточный слой потрескался, и в отдельных местах имелись срывы покрытия, вызванные недостаточной адгезией промежуточного слоя к основе и повышенными внутренними напряжениями в нем.

Пример 3. Условия загрузки, откачки и очистки ионами те же, что и в примере 1. Вакуумно-плазменное нанесение промежуточного слоя осуществлено при 350^oC, защитного слоя - при 510^oC. Результат - покрытие на паяных швах тусклое, шершавое, при полировке на войлочном круге с пастой ГОИ покрытие на швах снимается.

Пример 4. Условия загрузки, откачки и очистки ионами те же, что и примере 1. Нанесение промежуточного слоя проведено при 250^oC, защитного слоя - при 350^oC. Те же толщины слоев, что и в примере 1. Покрытие получилось зеленоватым, местами тусклым, что свидетельствует о появлении самопроизвольных срывов и трещин в покрытии.

Использование изобретения позволяет изготавливать зубной протез из неблагородных металлов с повышенной износостойкостью и биологической индифферентностью. Металлографические исследования показали отсутствие нарушений целостности, микротрещин как на местах пайки, так и на жевательной поверхности. Медицинские наблюдения пациентов в течение двух лет после протезирования не выявили местных и общих отрицательных воздействий на организм пациентов.

Источники информации: Заявка Франции N 80 20676, кл. A 61 C 13/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР N 1437017, кл. A 61 C 13/00, 1985.

Формула изобретения

Способ изготовления металлического зубного протеза из неблагородных металлов, включающий вакуумно-плазменное нанесение на основу протеза промежуточного слоя из смеси титана и хрома и защитного слоя из нитрида титана, отличающийся тем, что промежуточный и защитный слой наносят в разных диапазонах температур, промежуточный слой наносят при 200-300^oC, а защитный - при 400-500^oC.