Применение электроэрозионного метода обработки металла в изготовлении зубных протезов. Сообщение о клиническом случае.
Электрическая эрозия, как явление разрушения контактов под действием электрических разрядов, известна давно.
Если электроды (инструмент и заготовку) поместить в диэлектрик, который охлаждает расплавленные частицы металла электродов, образующиеся в результате электрической эрозии, и не позволяет им оседать на противоположный электрод, то будет иметь место снятие металла. В качестве диэлектрической среды, обеспечивающей нужную скорость такого охлаждения, обычно используют различные жидкости: керосин, масло, дистиллированную воду и др.
 

Автор: Уханов М.М. – врач-стоматолог г. Москва

 

Сущность физических явлений при электроэрозионной обработке состоит в следующем.

В межэлектродном промежутке возникает местный максимум напряженности электрического поля. В этом месте возникает электрический пробой, то есть образуется проводящий канал с высокой концентрацией свободных носителей заряда. Ток между электродами лавинообразно возрастает. Ионы двигаются по этому каналу к катоду, а электроны – к аноду. Под воздействием этих потоков поверхности электродов подвергаются усиленному нагреву. В этом месте металл расплавляется и испаряется, так что образуется лунка формы, близкой к сферической. Частицы расплава и пары металла, вылетевшие в жидкость, заполняющую межэлектродный промежуток, застывают в ней в виде гранул, а затем удаляются либо под воздействием собственного веса, либо принудительно. Совокупность лунок образует микрорельеф поверхности, подвергнутой электроэрозионному воздействию.

Интенсивность съема металла с поверхности электродов, наряду с прочими факторами зависит от длительности разрядного импульса.

В электроискровом режиме, когда длительность разряда мала, относительно тяжелые ионы не успевают разогнаться и с достаточной эффективностью воздействовать на катод. Съем металла осуществляется, главным образом, с анода за счет воздействия на него потока электронов. Поэтому в электроискровом режиме, а также в электроимпульсном режиме с малой длительностью импульсов, обрабатываемая заготовка является анодом, а электрод-инструмент – катодом. Такое подключение электродов называется прямой полярностью. Воздействие потока ионов, хотя при этом режиме и незначительное, ведет к некоторому съему металла с катода. Это является вредным, и представляет собой износ инструмента.

Увеличение длительности импульсов приводит к тому, что ионы успевают разогнаться электрическим полем. В результате ионный поток приобретает большую интенсивность, и съем металла с катода начинает превалировать над съемом с анода. Поэтому в таком случае заготовку делают катодом, а инструмент – анодом, так что съем металла с заготовки под воздействием ионного пучка становится полезным, а относительно меньший съем металла с инструмента под воздействием потока электронов будет представлять собой износ инструмента. Такое включение электродов при электроэрозионной обработке называют обратной полярностью. Обратная полярность применяется всегда, когда производится электроимпульсная обработка. Для уменьшения износа инструмента его изготавливают из материалов, слабо подверженных эрозии под воздействием электронных потоков, а именно из графитовых и медно-графитовых композитных структур.

Существует также электроконтактная или электроконтактнодуговая обработка. При подаче на электроды неизменяемого постоянного напряжения или же переменного напряжения синусоидальной формы и неизменной амплитуды, наиболее выступающие микронеровности сближаются и вступают в непосредственный контакт. В результате в этом месте возникает разряд, переходящий в дуговой. Следующий разряд возникает, когда сблизится или законтактирует новая пара выступающих микронеровностей.

Рис. 1. Электроэрозионный метод обработки металла.

Рис. 2 Установка для электроэрозии фирмы SAE.

Оборудование фирмы SAE отвечает стандарту DIN EN ISO 9001/ DIN EN 46001.

Параметры установки:
• Максимальный размер изделия – 200х200 мм
• Продольная регулировка Х-оси – 150 мм
• Поперечная регулировка Y-оси – 100 мм
• Проходящий электроэрозионный ход – 180 мм
• Вращающийся винт – 0-500 оборотов в минуту
• Средний производственный поток – max 12 A
• Максимальный производственный поток – max 24 A
• Цифровая индикация трех осей
• Материал электрода – медь или графит
• Обрабатываются кобальтохромовые сплавы и титан

Электроэрозионная обработка металла используется для:

1. Изготовления телескопических коронок с фрикционным штифтом.

Рис. 3 Комбинированный протез с опорой на телескопические коронки.

Рис. 4 Комбинированный протез с опорой на телескопические коронки.

 

1. Изготовления поворотных и т-образных замковых креплений.

Рис. 5 Несъемная часть комбинированного протеза с балкой и двумя поворотными замками.

Рис. 6 Комбинированный протез, изготовленный при помощи электроэрозии.

Рис. 7 Поворотный замок, изготовленный при помощи электроэрозии .

Рис. 8 Поворотный замок.

Рис. 9 Поворотный замок, изготовленный при помощи электроэрозии

 

Рис. 10 Несъемная часть комбинированного протеза с патричными частями т-образных замков.

Рис. 11 Комбинированный протез с т-образными замками.

1. Припасовки металлических каркасов с опорой на имплантаты.

Рис. 12 Протез с опорой на имплантаты, припасованный при помощи электроэрозии.

Рис. 13 Протез, припасованный при помощи электроэрозии.

Рис. 14 Внутренняя часть каркаса, обработанная электроэрозионным способом.

 

Изготовление телескопических коронок с фрикционным штифтом при помощи электроэрозионного метода.

Исследования, проведенные в университете Бременхавена, показали, что протез с фиксацией на телескопических коронках с фрикционным штифтом и электроэрозионным пазом во время снятия оказывает оптимальное воздействие на опорные зубы (7 ньютонов) независимо от силы снятия, возникающей во время жевательной нагрузки.

Рис. 15 На диаграмме представлены показатели для обычных телеск опических коронок и изготовленных при помощи электроэрозии.

Рис. 16 Первичные телескопические коронки, обработанные электроэрозионным способом.

Рис. 17 Протез с фиксацией на телескопических коронках.

Рис. 18 Съемный протез с телескопическими коронками.

Рис. 19 Первичные телескопические коронки с электроэрозионной обработкой.

 

Рис. 20 Съемный протез с телескопическими коронками.

Рис. 21 Телескопическая коронка с пазом для фрикционного штифта.

Рис. 22 Вторичная телескопическая коронка с фрикционным штифтом. Готовый фрикционный штифт приваривается плазменной сваркой к вторичной телескопической коронке.

Рис. 23 Первичные телескопические коронки с электроэрозионной обработкой.

Рис. 24 Протез с фиксацией на телескопических коронках.

 

Рис. 25 Телескопические коронки с пазом и вторичные коронки с фрикционным штифтом.

Рис. 26 Первичные телескопические коронки с электроэрозионной обработкой.

Рис. 27 Съемный протез с фиксацией на телескопических коронках.

Изготовление замковых креплений при помощи электроэрозии.

Медными или графитовыми электродами в несъемной части комбинированного протеза при помощи электроэрозионной обработки создается точное отверстие или тоннель необходимого профиля.

Рис. 28 Схематическое изображение устройства поворотного замка.

Рис. 29 Несъемная часть комбинированного протеза с двумя поворотными замками.

 

Рис. 30 Комбинированный протез с поворотными замками.

Рис. 31 Открытый поворотный замок.

Рис. 32 Закрытый поворотный замок.

Рис. 33 Поворотный замок.

Рис. 34 Несъемная часть малого седловидного протеза.

 

Рис. 35 Малый седловидный протез с поворотным замком.

Рис. 36 Малый седловидный протез.

Рис. 37 Стабилизирующее устройство малого седловидного протеза.

Рис. 38 Активируемый т-образный аттачмен.

Рис. 39 Матричная часть т-образного аттачмена, полученная при помощи электроэрозии.

 

Рис. 40 Несъемная часть комбинированного протеза с т-образными аттачменами.

Рис. 41 Комбинированный протез с т-образными замками.

Рис. 42 Матричная часть т-образного замка, полученная при помощи электроэрозии.

Рис. 43 Патричная часть т-образного замка.

Применение электроэрозионной обработки при изготовлении литых супраструктур с опорой на несколько имплантатов (система SAE-SECOTEC).

Несмотря на прогресс в технологии литья, любой литой каркас, имеющий две и более опоры, припасовывается с напряжением. Если опорой является зуб, то оно нивелируется физиологической подвижностью (в среднем около 100 мкм). Если опора искусственная – имплантат, то это напряжение передается непосредственно на кость, т.к. у имплантата при условии успешной остеоинтеграции подвижность отсутствует. Напряженная посадка ортопедической конструкции уменьшает срок службы имплантата. Применение пайки или лазерной сварки при изготовлении каркаса приводит к новым неточностям. Электроконтактная обработка литого каркаса супраструктуры позволяет добиться пассивного наложения протеза с опорой на имплантаты.

Для оценки припасовки каркаса с опорой на имплантаты используется Шеффилд-тест. При закручивании одного из винтов, фиксирующих супрастурктуру к имплантатам, другой край каркаса не должен приподниматься. По словам мастер-техника Рубелинга, электроконтактная обработка каркаса с опорой на 8 имплантатов позволяет добиться краевого прилегания в 20 мкм.

Шеффилд-тест.

Рис. 44 Проверка посадки каркаса с опорой на восемь имплантатов. При завинчивании одного винта, с другой стороны появляется щель (стрелка) между каркасом и модельным имплантатом.

 

Рис. 45 После электроконтактной обработки каркаса щель отсутствует (стрелка).

Изготовление модели для электроконтактной обработки каркаса супраструктуры.

Рис. 46 Индивидуальная ложка с оттиском из материала Impregum с оттискными трансферами.

Рис. 47 Лабораторные аналоги имплантатов, соответствующей системы имплантатов, соединяются с модельными гильзами, а затем привинчиваются к оттискным трансферам, закрепленным в оттиске.

Рис. 48 Все процедуры закручивания выполняются вращающимся гаечным ключом с регулируемой силой вращения и контр-гаечным ключом, таким образом соблюдается удельный момент вращения (Ncm). Медный провод прикрепляется к каждой модельной гильзе, соединяя их таким образом, чтобы образовать электрическую сеть.

Рис. 49 Заливается эластичная цокольная пластмасса. Аналоги имплантатов полностью покрываются мягкой пластмассой и видны только модельные гильзы.

 

Рис. 50 Создается барьер из воска.

Рис.51 Чистая область слегка посыпается серебряным порошком для того, чтобы изолировать от эпоксидной пластмассы.

Рис. 52 Частичная отливка выполняется из цокольной эпоксидной пластмассы с низкой усадкой – 0,03 мм.

Рис. 53 Вместо эпоксидной пластмассы может использоваться сплав Melotte (сплав олова с температурой плавления 650 С, при отливке не дает усадки и расширения).

Рис. 54 После этого излишки воска удаляются, оставшаяся отливка завершается из цокольного гипса 5 типа.

 

Рис. 55 Схематичное изображение устройства модели для электроконтактной обработки:

10 – цоколь модели

10а – съемная эластичная часть

12 – область доступная для аналога имплантата и электрода

12а – модельная гильза

14 – резьбовая часть модельной гильзы

16 – контакт медного провода

18 – медный провод для электропроводимости

Рис. 56

а – вращающийся гаечный ключ

б – приспособление для завинчивания

с – аналог имплантата

д – модельная гильза

е – контр-гаечный ключ

Рис. 57 Вращающийся гаечный ключ с регулируемым моментом вращения (10/15/20 N).

Рис. 58 Набор для электроэрозионной обработки для системы имплантатов Friatec Frialit.

1 – модельная гильза, 2 – медный электрод.

Фирма SAE имеет наборы электродов для всех основных систем имплантатов, таких как Straumann Octa, IMZ Kinetik Line, Steri-Oss PME, 3i, Bonefit, Calcitec Spline, Ankylos, Branemark и др.

Рис. 59 Подготовка к электроэрозионной обработке. Мощность подбирается таким образом, чтобы изменения происходили в основном на супраструктуре.

 

Рис. 60 Электроэрозия проводится в три этапа: первый – 20 мин, затем электрод меняется – 5 мин, третий этап тонкая полировка поверхности металла – 2 мин.

Рис. 61 Электроды после трех этапов электроэрозии.

Рис. 62 Мостовидный протез с опорой на имплантаты.

Рис. 63 Мостовидный протез с опорой на имплантаты.

Рис. 64 Съемный протез с супраструктурой, припасованной при помощи электроэрозии.

 

Рис. 65 Поворотный замок съемного протеза, изготовленный при помощи электроэрозии.

Рис. 66 Полный съемный протез с супраструктурой, припасованной при помощи электроэрозии.

Рис. 67 Рентгенограмма лицевого скелета пациента с имплантатами и супраструктурой.

Рис. 68 Супраструктура съемного протеза, припасованная при помощи электроэрозии.

Рис. 69 Поворотный замок, изготовленный при помощи электроэрозии.

 

Рис. 70 Супраструктура с опорой на имплантаты и телескопические коронки.

Рис. 71 Съемный протез с опорой на имплантаты и телескопические коронки.

Рис. 72 Поворотный замок.

Рис. 73 Модели с готовыми протезами. Несъемный протез с опорой на имплантаты на верхней челюсти, съемный протез на нижней челюсти.

 

Рис. 74 Вид несъемного протеза на верхней челюсти с небной стороны, припасованный при помощи электроэрозии.

Рис. 75 Вид протезов в полости рта.

Клинический случай лечения пациента с изготовлением комбинированного протеза с замковыми креплениями.

Жалобы: пациента в основном беспокоит нарушение эстетики и речи, нарушение жевания для него стоит на втором плане.

Анамнез: зубы на верхней челюсти потеряны по поводу осложнения периодонтита и пародонтита. Пациент работает на ответственной должности, связанной с общением с людьми. Не курит.

Объективно: возраст 52 года.

Бугор верхней челюсти справа хорошо выражен, без навесов.

Зубная формула:

0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 3 0 5 0 7 0

0 0 0 0 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 0

Подвижность зубов:

13, 23, 25 – 1 степени

27 – 2 степени

Размер зубов – крупный, высота более 5 мм.

Податливость слизистой оболочки слабо выражена.

Диагноз:

Частичная потеря зубов верхней челюсти (2 класс по Кеннеди, 3 класс по Гаврилову).

Частичная потеря зубов нижней челюсти (2 класс по Кеннеди, 1 класс по Гаврилову).

Хронический пародонтит 1 степени.

План ортопедического лечения:

Решено изготовить одиночную м/к коронку с замком МК-1 на дистальной поверхности 13, м/к мостовидный протез на 23 и 25 с т-образным нерегулируемым замком и съемный протез с замковыми креплениями, опорноудерживающим кламмером на 27 и задней дугой.

Выбор конструкции протеза:

Ввиду повышенных требований к эстетике и речи, решено изготовить комбинированный протез с жесткими замками. Показанием также является крупный размер зубов, малоподвижная слизистая, хорошо выраженный бугор верхней челюсти справа, отсутствие зубов на нижней челюсти справа и нежелание пациента восстанавливать этот дефект. Решено использовать замок МК-1 на 13, как более удобный и менее жесткий, и т-образный замок в области 25. Т.к. подвижность 27 – 2 степени, решено использовать его под опорноудерживающий кламмер. От балки между 13 и 23 отказались из-за опасений погрешностей в литье несъемного каркаса, которые ввиду повышенной жесткости и точности деталей могут привести к неудаче в изготовлении дорогостоящего протеза.

Этапы изготовления протеза:
• Препарирование опорных зубов (на 13 и 23 круговой прямой уступ с закругленным внутренним углом шириной 2-1,5 мм), двуслойный оттиск верхней челюсти (Provil novo), альгинатный оттиск нижней челюсти (Alginoplast).
• Изготовление разборной модели верхней челюсти, модели нижней челюсти.
• Определение центральной окклюзии, гипсовка моделей в универсальный артикулятор.
• Моделирование, литье и припасовка на модели каркаса металлокерамических коронок с матричными частями аттачменов. Первичное фрезерование стабилизирующего устройства.
• Примерка каркасов в полости рта. Определение цвета комбинированного протеза (Chromaskop, 2B).
• Обжиг керамической массы, примерка в полости рта, альгинатный оттиск для съемного протеза.

Рис. 76 Несъемная часть комбинированного протеза на верхней челюсти.

Рис. 77 Вид с небной стороны каркасов несъемной части.

 

• Изготовление модели для электроэрозионной обработки, фрезерование и шлифование стабилизирующего устройства, получение т-образного отверстия в матричной части замкового крепления при помощи электроэрозии. Готовая патричная часть т-образного замка с хвостовиком устанавливается на место. Изготовление огнеупорной модели (дублирование силиконом). Моделировка каркаса съемного протеза. Литье. Припасовка на модели. Повторное фрезерование. Приклеивание патричной части т-образного замка к каркасу съемного протеза. Изготовление восковой постановки съемного протеза.

Рис. 78 Модель для электроэрозионной обработки. В культе 25 из паттерн-резины находится электрод.

Рис. 79 Модель для электроэрозионной обработки.

• Проверка восковой конструкции протеза в полости рта.
• Подкрашивание керамики под пластмассовые зубы съемного протеза, глазурование. Замена воска на пластмассу(при помощи лабораторного силикона и пластмассы холодной полимеризации).
• Фиксация несъемной части на композитный химический цемент, наложение съемной части.

Рис. 80 Вид протеза в полости рта через 2 месяца после фиксации.

Рис. 81 Вид протеза в полости рта через 2 месяца после фиксации.

 

Рис. 82 Вид протеза в полости рта через 2 месяца после фиксации.

Рис. 83 Вид несъемной части комбинированного протеза в полости рта.

Рис. 84 Съемный протез с т-образным замком.

Рис. 85 Съемный протез с замком МК-1 и т-образным замком.

Рис. 86 Съемный протез с замком МК-1 и т-образным замком.

Врач – Уханов М.М.

Техник-керамист – Субботин А.В.

Техник-бюгелист – Тинин О.П.

Заключение

Клинический случай, представленный в статье, не самый показательный, однако это не умаляет достоинств электроэрозионной обработки.

Электроэрозионная обработка позволяет нивелировать неточности, неизбежно возникающий при литье металлических супраструктур с опорой на имплантаты, и увеличить срок службы имплантатов. Это, несомненно, самая важная область применения электроэрозии в зуботехническом производстве. Телескопические коронки с фрикционным штифтом и пазом, полученным при помощи электроэрозии, не перегружают пародонт опорных зубов во время снятия протеза, в то же время обеспечивая надежную фиксацию. Высокое качество и точность замковых креплений может обеспечить только использование готовых замковых креплений, при помощи электроэрозионной обработки можно изготовить жесткие замки оптимального качества.

P.S. В настоящее время, установки для электроэрозии фирмы SAE появились в крупных частных лабораториях. У частнопрактикующих врачей есть возможность получать протезы с электроэрозионной обработкой. С другой стороны, высокая стоимость установки (около 50 000 ДМ) ограничивает ее распространение. Электроэрозия давно используется в отечественной промышленности, актуальность применения этой технологии в изготовлении зубных протезов возможно приведет к появлению российского оборудования (www.dfa.ru). Список литературы:

1. В.А. Рогов, Л.А. Ушомирская, А.Д. Чудаков / «Основы высоких технологий», Москва, изд-во «Вузовская книга», 2001 г., стр. 174-213.

2. Daniel Y. Sullivan, DDS, Gunter Rubeling, “Использование искроэрозионного метода при изготовлении супраконструкций зубных протезов на имплантатах» // Квинтэссенция, № 5/6, стр. 63-73, Москва, 1997 г.

3. www.ruebeling.de

4. Информация фирмы SAE.

 

ОБСУДИТЬ В ФОРУМЕ

Источник: www.dental-revue.ru