Способ изготовления ортопедического изделия из сплава титана

 

Способ предназначен для использования в ортопедической стоматологии и челюстно-лицевой ортопедии и других общемедицинских и общефизиологических сферах жизнедеятельности человека. При подготовке к формовке и самой формовке протеза или элемента протеза, например базиса для съемного зубного протеза, вначале осуществляют горячую прокатку заготовки из сплава титана до толщины 3-15 мм и проводят закалку с температуры 950-1150^oC. При 700-800^oC заготовку деформируют до листа толщиной 0,5-2,5 мм, который затем размещают на огнеупорной керамической матрице. После этого с одной стороны листа создают давление от 0,1 до 2,0 МПа, а с другой стороны - разряжение от 0,7 до 7,0 Па. Температуру устанавливают от 750 до 1000^oС. Технический результат изобретения - экономически рациональное получение высокоточных тонкостенных базисов из титановых сплавов для комфортных съемных зубных протезов и других подобных протезов, поверхность которых является точной копией протезного поля пациента.

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедической стоматологии, челюстно-лицевой ортопедии и других общемедицинских и общефизиологических сфер жизнедеятельности человеческого организма.

Известен способ изготовления съемных зубных протезов (базисов), согласно которому основания получают методом литья по выплавляемым моделям из титанового сплава (Рогожников Г.И., Сочнев В.Л., Оленев Л.М. и др. Титановые базисы зубных протезов, Пермь, ТОО "Типография "Книга" 1994, стр. 270).

Однако данный способ отличается большой трудоемкостью в изготовлении, дороговизной специального оборудования и не позволяет получить высокоточные тонкостенные базисы из сплавов титана. Недостаточная точность воспроизведения микрорельефа небной поверхности базиса при литье приводит к необходимости его дополнительной механической обработки (фрезеровка, шлифовка). Кроме того, способ не позволяет получить оральную поверхность базиса из титанового сплава, соответствующую индивидуальному рельефу неба пациента. Все эти недостатки приводят к снижению функциональных качеств съемных зубных протезов в целом.

Наиболее близким по техническому решению является способ изготовления базисов съемных зубных протезов, согласно которому основания получают путем прессования из титана или сплава титана (Заявка N 62-32942, Япония, МКИ 4 A 61 C 13/1, опубл. 17.07.87).

Между тем известно, что титан и его сплавы относятся к труднодеформируемым материалам. Это предопределяет использование в указанном способе дорогостоящих инструментов из специальных сталей, что проблематично в условиях индивидуального производства, каким является изготовление базисов зубных протезов и других ортопедических изделий. Этим способом также практически невозможно воспроизвести рельеф слизистой оболочки полости рта пациента и других сложнопрофильных тонкостенных изделий с необходимой точностью, от чего в конечном итоге зависят функциональные свойства протезов и качество лечения.

Предложенный способ изготовления ортопедического изделия из сплава титана, например базиса для съемного зубного протеза, свободен от вышеперечисленных недостатков, что достигается использованием заготовок из листа титанового сплава толщиной 0,5 - 2,5 мм, полученного по специальным режимам, а также оптимизацией методики формования.

Этот способ также обеспечивает высокую способность к деформации титановой заготовки. Дорогостоящие металлические матрицы заменены на значительно более дешевые промышленные огнеупорные керамики. В качестве формующего элемента вместо сложных и дорогостоящих пуансонов использовано небольшое избыточное давление инертного газа.

Достигаемый технический результат - экономически рациональное получение высокоточных тонкостенных базисов из титановых сплавов для комфортных съемных зубных протезов и других подобных протезов, поверхность которых является точной копией протезного поля пациента.

Он достигается тем, что в процессе подготовки заготовки к формовке ее деформируют горячей прокаткой до толщины 3-15 мм и проводят закалку с температуры 950-1150^oC, а затем, с использованием операций прокатки, отжига и травления, получают лист толщиной 0,5-2,5 мм, который размещают на огнеупорной керамической матрице, которую располагают на поддоне или в обойме из жаропрочного материала и формуют при температуре 750-1000^oC, при этом с одной стороны листа создают давление от 0,1 до 2,0 МПа, с другой стороны - разряжение от 0,7 до 7,0 Па.

Способ осуществляется следующим образом.

На первом этапе по оптимальным режимам подготавливают лист из титанового сплава толщиной 0,5-2,5 мм с заданными свойствами, гарантирующими получение (воспроизведение) точного отпечатка поверхности со всеми особенностями и деталями микро- и макрорельефа на последующих стадиях процесса по моделям, изготовленным из огнеупорной керамики. Для этого исходную горячекатаную заготовку толщиной 3-15 мм из титанового сплава предварительно нагревают в печи до температуры 950-1150^oC и охлаждают в холодной воде.

Затем эту заготовку деформируют при температуре 700-800^oC до нужной толщины, после чего очищают от окалины в растворе серной и плавиковой кислот, нагревают в вакуумной печи (для предотвращения окисления) и затем режут на мерные заготовки.

На втором этапе по гипсовым оттискам изготавливают модели из огнеупорной керамики путем отливки. Затем эти модели размещают на поддоне или в металлической обойме из жаропрочного сплава, которая имеет специальные вырезы, размеры и форма которых позволяют разместить в ней оттиск оральной поверхности любого пациента или другую модель. Количество одновременно формуемых деталей может меняться от 1 до N и зависит от размеров штампа и экономической целесообразности. Затем на керамические модели сверху накладывают лист титанового сплава толщиной 0,5- 2,5 мм, разогревают поддон или обойму с листом до температуры 750-1000^oC, затем под листом создают разряжение (вакуум) 0,7 - 7,0 Па, а сверху создают давление инертного газа, например, аргона, от 0,1 до 2,0 МПа, после 15-40-минутной выдержки модель охлаждают до комнатной температуры. Базисы или другие изделия требуемого профиля вырезают по контуру, например, лучом лазера, обтачивают кромку на абразивном круге, снимают окалину в пескоструйном аппарате, а при необходимости электрополируют поверхность.

Изготовление базиса для съемного зубного протеза апробировано в клинике ортопедической стоматологии Московского медицинского стоматологического института им. Семашко. Полученные результаты позволяют сделать вывод о высокой эффективности использования титановых базисов для съемных зубных протезов.

Практически способ изготовления базиса для съемного зубного протеза и других изделий может быть реализован, например, следующим образом.

Листовая заготовка из титанового сплава зажимается между фланцами двух половинок формы, в нижней полуформе располагаются модели на поддоне или в обойме, форму и рельеф которой необходимо воспроизвести из титанового сплава. Соосность полуформ, их сведение и разведение, создание усилия прижима по кромке листа между полуформами осуществляется прессовой системой. После зажима листа полуформы образуют герметичную камеру, разделенную листом на две части, каждая из которых имеет канал сообщения с газовой системой и может быть независимо от другой либо вакуумированна, либо заполнена инертным газом под некоторым давлением.

Загерметизированные полуформы помещаются в печь, в которой происходит их нагрев до заданной температуры. По достижении необходимой температуры между верхней и нижней камерой создается перепад давления инертного газа, например, аргона, так, что лист прогибается в сторону вакуумированной полуформы и "вдувается" в расположенную в ней керамическую матрицу (модель), облегая ее рельеф. В этот период время и давление выдерживают по определенной программе, выбираемой для каждой конкретной детали. По завершении этой программы печь снимается с оснастки для ускорения ее охлаждения, герметичность же полуформ поддерживается прессом до температуры, исключающей окисление извлекаемой детали. После этого выравнивают давление в обеих полуформах до нормального и извлекают заготовку из формы, вырезают базисы или другие детали и подвергают их окончательной механической и электрохимической обработке.

Формула изобретения

Способ изготовления ортопедического изделия из сплава титана, например базиса для съемного зубного протеза, заключающийся в том, что заготовку из сплава титана готовят к формовке, а затем формуют, отличающийся тем, что в процессе подготовки заготовки к формовке ее деформируют горячей прокаткой до толщины 3-15 мм и проводят закалку с температуры 950-1150^oC, а затем, с использованием операций прокатки, отжига и травления, получают лист толщиной 0,5-2,5 мм, который размещают на огнеупорной керамической матрице, располагают матрицу на поддоне или в обойме из жаропрочного материала и формуют при 750-1000^oC, при этом с одной стороны листа создают давление от 0,1 до 2,0 МПа, с другой стороны - разряжение от 0,7 до 7,0 Па.

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 27.03.2006        БИ: 09/2006