Magdaléna Česneková*, Taťjana Dostálová, prof., MUDr., DrSc., MBA*, Michaela Seydlová, MUDr.** Použití kovů a kovových slitin je jednou z nejstarších technik používaných ve stomatologii. Náhrady ze zlata s aplikací fixačních drátů, často nesoucí protézu z extrahovaných zubů, náhrady z kosti či slonoviny se dochovaly z časů starých Etrusků, Syřanů, Egypťanů či Římanů. Příkladem jsou archeologicky cenné nálezy ze 3. tisíciletí př.n.l., kdy v hrobě u pyramid v Gize byl nález dvou molárů vzájemně spojených zlatým drátem. Je to doklad prvního mechanického zásahu v ústech. Rok 950 př.n.l. je spojen s objevem etruské náhrady řezáků telecími zuby, fixovanými zlatým páskem k sousedním zubům; Etruskům je přiřknut i vynález můstků. Souhrn Úvod První lité konstrukce moderního typu se objevily v 18. století. Licí technika byla známa od roku 1897, kdy ji uvedl Philbrook, ale o její rozšíření se zasloužili až Ollendorf a Taggart. Skutečný rozvoj zaznamenaly slitiny na konci 19. století, kdy roku 1869 Bing zhotovil první inleyový můstek. Roku 1880 byla popsána Richmondova korunka, roku 1883 Dexter zhotovil první snímatelný můstek a fixní konstrukci z teleskopických korunek zhotovil roku 1886 Starr. Roku 1884 aplikoval Williams můstek opatřený Richmondovými korunkami, roku 1899 vznikl v ordinaci Staitona první klasický můstek proplachovací, první náhradu za podpory kovových jezdců a třmenů zhotovil roku 1890 Parr 1. Období 1935 1940 znamenalo velký rozvoj licí techniky a vývoj formovacích hmot spojený s vynálezem metylmetakrylátů. Roku 1935 W. Bauer přihlásil patent na výrobu zubních náhrad z polymetylmetakrylátů (PMMA). První z polymetylmetakrylátů na dentálním trhu měl název Vernonite. Zpočátku se PMMA zpracovával termoplastickým lisováním polymerního prášku. Polymer se nejprve rozehřál až změknul a následně se vtlačoval hydraulickým lisem do formy, k tomu byly zapotřebí nákladné přístroje. V roce 1936 patentovala firma Kulzer tzv. mokrý způsob polymerace, kdy se polymerní prášek rozpouští ve vlastním monomeru a vzniká plastické těsto, které lze snadno plnit do sádrové formy a polymerovat za přívodu tepla ve vodě 2. Další převrat v licích technikách znamenala 60. léta 20. století, kdy vznikla první kovokeramická náhrada. Autorem techniky napalování keramických materiálů na kov byl na počátku 60. let M. Weistein (US patent 3052, **Stomatologická klinika 1.LF UK Praha, Praha, ČR **Dětská stomatologická klinika 2. LF UK Praha, Praha, ČR 1962). Při postupném zvyšování teploty z 700 na 1200 C se keramické částice Na2O - K2O - Al2O3 - Si2O ve směsi s minimálním obsahem K2O (11 %) změnily ve vysoce expanzní skla schopná spojení s kovem. Velká tepelná expanze keramické hmoty, která vycházela z krystalizace leucitu, dovolovala vyrovnat expanzi kovových slitin 3. Posledním kovem, který vstoupil ve stomatologii mezi techniky lití, byl titan v 90. letech 20. století 4. Z hlediska vývoje se tedy vytvořily tři velké skupiny slitin s různým složením i vlastnostmi 1 : slitiny pro fixní náhrady ve spojení s plasty slitiny pro fixní náhrady ve spojení s keramikou slitiny pro snímatelné náhrady. Licí technika se od svého zavedení do protetiky v zásadě nemění, pouze se technologicky a materiálově zlepšuje. Pro získání odlitku musíme splnit tři základní požadavky: 1. zhotovit voskový model náhrady (obr. 1, 2) 2. vytvořit přesnou licí formu (obr. 3) 3. získat hladký odlitek, který je rozměrově přesný a bez defektů (obr. 4, 5) Při lití jakékoliv konstrukce usilujeme o získání co nejpřesnějšího odlitku. Za optimální přesnost považujeme odchylku 0,1 0,2 %, při čemž už v současné době nečiníme rozdíl mezi fixními a snímatelnými konstrukcemi. Hlavní snahou v zubní laboratoři je kompenzovat smrštění kontrahujících kovových materiálů a zajistit také odpovídající strukturu odlitku. Kvalitu obvykle hodnotíme podle jeho čistoty, hladkosti povrchu, podle jeho přesnosti, krystalické struktury a hustoty. Zatmelovací hmoty, z nichž vytváříme formy pro odlití zubních náhrad, jsou vždy směsí několika materiálů. Obvykle jsou složeny z oxidu křemičitého, pojidla a jiných chemikálií. Hlavní složkou je vždy SiO2, který odolává vysokým teplotám roztaveného kovu a při zahřátí expanduje, zvětšuje licí formu a tak přispívá ke kompenzaci smrštění odlitku. Oxid křemičitý se vyskytuje v alotropických for- Quintessenz Zubní laboratoř, 11. ročník, březen 2007 1
Obr. 1 Voskový model konstrukce pro kovokeramickou fixní náhradu. Obr. 2 Voskový model konstrukce pro náhradu slitina-plast. Obr. 3 Licí forma s voskovým modelem a vtokovým systémem. Obr. 4 Odlitek konstrukce pro kovokeramickou fixní náhradu. Obr. 5 Odlitek konstrukce pro náhradu slitina-plast. 2 mách, jako křemen, tridymit a kristobalit, které jsou sice chemicky identické, zahřejeme-li je na 600 C, různě expandují. Nejvíce kristobalit 1,7 %, křemen 1,4 % a tridymit méně než 1 %, měříme-li pouze jeden rozměr. Proto mluvíme o lineárních procentech a označujeme %lin. Expanze formovací hmoty je pro rozměrovou přesnost odlitku velmi důležitá, napomáhá nám vyrovnávat kontrakci kovů při chladnutí z licí teploty na teplotu okolí. Mletý oxid křemičitý se váže v pevnou formu pojidlem, které je ve formě β-hemihydrátu nebo u kvalitnějších výrobků ve formě α-hemihydrátu. Ty tvoří sádrové formovací hmoty. V druhém případě nemůže být pojidlem sádra, která se za vyšších teplot rozkládá, a proto se užívá odolnějších Quintessenz Zubní laboratoř, 11. ročník, březen 2007
vazných prostředků, obvykle silikátových a fosfátových. Podle nich se také zatmelovaní hmoty nazývají. Konečné vlastnosti hmot se upravují chemickými příměsi, např.kyselina borová či grafit. Praktický postup při odlévání slitin ve fixní protetice je následující: Příprava a zatmelení Licí forma se skládá ze základních částí a to je voskový model konstrukce, který je připojen licími kanálky k prohlubni. Pro tvar, rozměry a umístění platí přesná pravidla (obr. 6). Licí kanálky vedou roztavenou slitinu do formy (obr. 7). Vytvářejí se pomocí licích čepů z kovu (před vypalováním vytáhnout) a nebo z vosku. K voskovému modelu má být čep připojen v nejhmotnějším místě, nikdy proti ostrým výběžkům ve formě. K modelu nemá směřovat kolmo, ale pod úhlem asi 45. Rozhodující je i délka čepu, která má být 8 10 mm ode dna formy. Průměr vtoku je při tavení mimo licí prohlubeň až do 3 mm. Na užších licích kanálcích musí být umístěn zásobník, který je kulového tvaru, v průměru 3x větší než čep. Vzdálenost zásobníku od modelu je max.1mm a spojka k němu je širší než licí kanálek. Licí prohlubeň tvarujeme podle způsobu tavení (obr. 8). Při tavení v ní musí mít tvar polokulovité misky. Tavení v licí prohlubni je spojeno především s užíváním licího praku, který je v současnosti už jen historickým přístrojem.tavíme-li mimo licí prohlubeň v tavícím kelímku, musí mít tvar kužele a vždy použijeme přetvar z umělých hmot. Tuhnutí slitiny ve formě probíhá v pořadí odlitek vtoková soustava licí prohlubeň. K zajištění je třeba model náhrady umístit mimo její tzv. tepelné centrum a licí kanálky musí být umístěny co nejpřesněji v tepelném centru formy. Celá vtoková soustava je pak připojena excentricky k licí prohlubni, zhruba 1 cm od okraje licího kroužku. Jen takto se dutina odlitku spolehlivě naplní a kontrahující slitina se dosytí z kanálku nebo popř. zásobníku a dojde k tzv. řízenému tuhnutí (obr. 9). Vlastní zatmelení provedeme formovací hmotou připravenou podle návodu, zatmelujeme ihned po sejmutí voskového modelu z pracovního modelu a po řádném odmaštění. Aby zatmelovací hmota dobře smáčela povrch modelu, doporučuje se potřít model přípravkem na snížení povrchového napětí. Rozmíchanou hmotu naneseme na model štětcem a to tak, aby zatmelovaní hmota zatekla do malého vnitřního prostoru kapen. Pokud je zatmelovací hmota optimálně hustá a zároveň vysoce tixotropní, vytlačí všechny vzduchové bubliny a obteče voskový model. Pak vyplníme formu podél stěn kroužku tak, aby stoupa- Obr. 6 Pomůcky pro lití. Obr. 7 Vtoková soustava. Obr. 8 Forma připravená k lití. Quintessenz Zubní laboratoř, 11. ročník, březen 2007 3
Obr. 9 Vtoková soustava je připojena excentricky k licí prohlubni. Obr. 10 Hotový odlitek. la ode dna a kolem modelu. Studená expanze proběhne během 45 60 mm. Horní okraj se doporučuje oškrábat nožem, aby měla formovací hmota dostatečnou prostupnost pro únik vzduchu v okamžiku odlévání. Pokud kroužek nebudeme dlouho odlévat, měl by být přikryt vlhkou látkou nebo uzavřen v tlakové nádobě. Při výběru velikosti licího kroužku respektujeme počet tmelených objektů, tzn. 1 2 členy je průměr kroužku 3 4 cm, 3 5 členů je průměr 5 6 cm a 6 10 členů je průměr kruhu 7 8 cm (obr. 10). Je samozřejmě třeba dbát na zachování minimální vzdálenosti modelu od bočních stěn, což je asi 0,8 cm. Licí kroužek vyložíme ohnivzdornou vložkou, která může mít skelná, keramická nebo teflonová vlákna a ponoříme ji do vody, necháme okapat. Vložkou vyplníme celý licí kroužek a necháme volný 3 mm okraj, aby nedošlo při následné manipulaci k vypadnutí formovací hmoty a zároveň se omezí expanze v podélném směru a je rovnoměrnější. Ohnivzdorná vložka nám zabezpečuje stejnoměrné ohřátí kruhu, uchovává teplo a zabraňuje přehřátí. V případě vyjmutí kroužku z pece zabraňuje negativním následkům rychlého ochlazování a dovoluje expanzi za studena i tepelnou. Dále chrání kroužek a dovoluje snadné vyjmutí formovací hmoty a odlitku. Ohnivzdorná vložka se nepoužívá při zhotovení formy pomocí manžety, např. speciální silikonové manžety (obr. 2, 6). Vypálení licí formy a odlití Po ztuhnutí formovací hmoty odstraníme předtvar licí prohlubně a vytáhneme licí čepy. Kroužek nahříváme v předehřívací peci na 200 C, licí kanálky směřují dolů, aby mohl vosk volně vytékat. Pak pokračujeme ve vypalovací peci ve vyhřívání. Výrobci dnes dodávají k dentálním slitinám návody na zpracování včetně vypalovacích schémat. Předepsanou dobu pro ztuhnutí, teploty pro dosažení tepelné expanze a teploty pro odplynění formy je nutno bezpodmínečně dodržet. V současné době máme k dispozici automatické nebo poloautomatické pece, kde 4 lze potřebné programy pro odlévání určité slitiny naprogramovat. Překročením vypalovací teploty ohrožujeme strukturu odlitku porozitou a rozměry odlitku klesající tepelnou expanzí. Vypalování nikdy nepřerušujeme z důvodu narušení pevnosti formy. Po vypálení odléváme nejpozději do 1min, jinak následuje rychlé chladnutí formy a tepelná kontrakce. Při pomalém chladnutí získáme vytvrzený odlitek. Při odlévání částečně snímatelných náhrad postupujeme jinak. Model konstrukce se zhotoví na licím modelu asním se také zatmeluje, musíme tedy modifikovat i vtokovou soustavu. Používáme válcové nebo oválné vtoky o průměru 4 mm, které vychází ze společného licího kanálu, který je veden středem patrové klenby horního nebo báze dolního modelu (obr. 10). Otvor báze modelu se nesmí nikdy vrtat, již při dublování používáme kuželovitou licí prohlubeň. Vyhřívání velké formy trvá až dvě hodiny. Obecně se sádrové formovací hmoty nepřehřívají nad 700 C a používáme je pro slitiny zlata. Formovací hmoty fosfátové a etylsilikátové lze zahřívat na 900 1000 C a používáme je pro vysokotavitelné slitiny stříbropaládiové, ušlechtilé a obecné kovy. Defekty odlitku 1. Deformace tvaru má příčinu v deformaci voskového modelu (vnitřní pnutí). Může jí zavinit i příliš velká expanze při tuhnutí nebo nešetrné vybavovaní z formy. 2. Nepravidelnost povrchu způsobí nesprávné zatmelení a nebo řídká, špatně nanesená formovací hmota. Povrchové defekty zbytky formovací hmoty z licí prohlubně. 3. Porozita se může objevit uvnitř odlitku, ale i na jeho povrchu. Vnitřní porozita odlitek oslabuje a není patrná až do té doby, kdy dojde ke zlomení či prasknutí odlitku. Může být způsobena kontrakcí při tuhnutí nebo plynnými inkluzemi. Kontrakční defekty lunkry jsou Quintessenz Zubní laboratoř, 11. ročník, březen 2007
drobné, cípaté dutinky v místech, které tuhnou naposledy, obvykle v místě připojení licích čepů. Pozor na správné připojení a využití tepelného centra. 4. Zvláštním typem je mikroporozita, kdy je celý odlitek prostoupen drobnými kontrakčními defekty a příčinou je nízká licí teplota. Naopak příliš vysoká teplota způsobí podpovrchovou porozitu. 4. Neúplný odlitek zaviní nedostatečné odvzdušnění formy, krátké působení odstředivé síly nebo zpětný tlak vzduchu. Další příčinou je špatné vypálení vosku z dutiny, neumožníme odtékání vosku a spoléháme na jeho spálení. Odlitek má neostré okraje a nápadně se leskne. S rozvojem licí techniky souvisí automaticky i vývoj a zlepšování kvality hlavních a vedlejších materiálů s ní souvisejících. Dnes jsou k dispozici velmi kvalitní otiskovací hmoty, modelové a modelovací materiály, formovací hmoty a dentální slitiny. Studie vznikla za podpory projektu IGA MZ ČR 8112-3. Literatura: 1. Dostálová T.: Slitiny v zubní protetice. LKS, 2005, vol. 15, No. 10, p. 22 25. 2. Teuberová Z., Dostálová T., Bartoňová M., Hubálková H., Seydlová M.: Dentální plasty v protetické stomatologii. LKS, 2006, vol. 16, č. 3, p. 14 19. 3. Dostálová T., Bartoňová M., Hubálková H., Česneková M:: Keramické materiály Kovokeramika nebo celokeramika? I. Historický vývoj materiálů, technika a technologií. LKS 2003, vol. 13, no 4, p. 16 19. 4. T. Chlubna, T.Dostálová: Využití titanu ve stomatologii. Quintessenz Laboratoř v tisku 2006. Quintessenz Zubní laboratoř, 11. ročník, březen 2007 5