Цирконий в стоматологии¶
Цирконий — химический элемент 4-й группы периодической системы, а циркон (ZrO₂) — его оксид, который в стоматологии применяется как конструкционный керамический материал для изготовления зубных коронок, мостовидных протезов и культей винтов. Материал сочетает высокую механическую прочность (предел прочности на изгиб 900–1200 МПа у высокопрочных марок), биологическую инертность и эстетику, приближённую к естественной эмали, из-за чего с 1990-х годов стал основой современного цифрового протезирования.
¶Свойства материала
Цирконий в чистом виде — серебристо-белый металл с плотностью 6,52 г/см³, температурой плавления 1852 °C. В стоматологии используют не металл, а его оксид в виде поликристаллической керамики. Ключевые свойства, определившие выбор материала:
- Высокая прочность. Предел прочности на изгиб у дентинового циркония (Y-TZP) достигает 900–1200 МПа, что в 3–5 раз превосходит показатели фарфора и в 2–3 раза — литой керамики.
- Биологическая инертность. Оксид циркония не вступает в реакции с тканями полости рта, не вызывает аллергии и не проводит электрический ток, что исключает гальванические эффекты в полости рта.
- Низкая теплопроводность. Пациент не ощущает перепадов температуры на протезе.
- Химическая стойкость. Материал не подвержен коррозии и не изменяет цвет под действием пищевых красителей.
- Рентгеноконтрастность. Циркониевые конструкции видны на рентгеновских снимках, что облегчает контроль качества протезирования.
¶История применения
Первые работы по использованию оксида циркония в медицине относятся к 1960-м годам, когда материал начали применять в ортопедической хирургии для эндопротезов суставов. В стоматологии цирконий появился в 1990-х годах: в 1998 году швейцарская компания Nobel Biocare представила систему Procera, которая позволяла изготавливать каркасы коронок из высокопрочного циркония по цифровым моделям. В России массовое внедрение циркониевых конструкций началось в 2000-х годах с развитием CAD/CAM-технологий.
¶Виды циркониевых конструкций
В зависимости от состава и назначения выделяют несколько типов материала:
| Тип | Состав | Применение |
|---|---|---|
| Дентиновый (Y-TZP) | ZrO₂ с добавкой 3–5 % иттрия (Y₂O₃) | Каркасы коронок и мостов, особенно в жевательной зоне |
| Мультилайерный (мультиколор) | Градиентное распределение оттенков от дентина к режущему краю | Коронки передних зубов с повышенной эстетикой |
| Прозрачный (LT/HT) | Повышенное содержание иттрия, увеличенная прозрачность | Виниры, коронки в зоне улыбки |
| Высокопрочный (HT) | Сниженное содержание иттрия | Мостовидные протезы на имплантах |
¶Технология изготовления
Циркониевые конструкции изготавливают преимущественно цифровым методом CAD/CAM:
- Сканирование полости рта или гипсовой модели интраоральным сканером.
- Проектирование конструкции в специализированной программе.
- Фрезерование каркаса из заготовки циркония в блоке (в «зелёном» состоянии — до спекания).
- Спекание при температуре 1400–1550 °C, в ходе которого заготовка уменьшается в объёме примерно на 20–25 %, что учитывается в программе проектирования.
- При необходимости послойная керамическая облицовка фарфором и глазурование.
¶Преимущества и ограничения
К достоинствам циркониевых конструкций относят высокую долговечность (срок службы при правильной эксплуатации — 10–15 лет и более), возможность применения при бруксизме, отсутствие металлического каркаса, заметного под десной, и относительно короткие сроки изготовления.
Ограничения связаны с необходимостью значительного препарирования твёрдых тканей зуба (не менее 1,0–1,5 мм), сложностью достижения высокой эстетики на передних зубах по сравнению с прессованной керамикой, а также риском сколов керамической облицовки при нарушении окклюзии. В редких случаях возможна токсичность иттриевых соединений при нарушении технологии спекания, однако сертифицированные материалы такой проблемы не имеют.
¶Применение в современной стоматологии
Цирконий используется для изготовления одиночных коронок, мостовидных протезов до 4 единиц, культей под коронки на имплантах, а также конструкций полного и частичного съёмного протезирования. В России материал включён в перечень стандартных материалов для государственных и муниципальных программ протезирования.
Источники:
- Гаврилов Г. Н. Материаловедение в стоматологии. — М.: Медицина.
- Анисимова Н. Ю. Материаловедение в ортопедической стоматологии. — М.: ГЭОТАР-Медиа.
- Denry I., Kelly J. R. State of the art of zirconia for dental applications. — Dental Materials.
- Vagkopoulos T. et al. Zirconia in fixed prosthodontics: a systematic review. — Journal of Prosthetic Dentistry.