История развития зуботехнического материаловедения. Обзор литературы

В. Д. Вагнер
д. м. н., профессор, заместитель директора ЦНИИС и ЧЛХ, заслуженный врач РФ

А. В. Гуськов
к. м. н., доцент кафедры ортопедической стоматологии и ортодонтии РязГМУ им. акад. И. П. Павлова

О. Н. Архарова
ассистент кафедры ортопедической стоматологии и ортодонтии РязГМУ им. акад. И. П. Павлова

Зуботехническое материаловедение уходит своими корнями в далекое прошлое. Исторические сведения и археологические находки свидетельствуют о том, что зубное протезирование насчитывает многие тысячелетия. В Древней Индии уже в IX веке до н. э. изготавливали протезы из слоновой кости, для замещения дефектов зубных рядов к сохранившимся зубам прикрепляли нитями подвесные искусственные зубы. В гробницах Египта находили искусственные зубы, изготовленные из дерева и прикрепленные к естественным зубам золотыми нитями.

Касаясь истории арабской медицины, можно отметить, что около 850 г. там проводилась замена удаленных зубов на искусственные из кости вола. Древние этруски в Северной Италии еще в IX в. до н. э. владели методами литья, изготавливали мостовидные протезы из золота и фиксировали их во рту соплеменников. В различных книгах Талмуда имеются сведения о том, что в древней Иудее удаленные зубы заменялись искусственными, а на больные и разрушенные зубы накладывались «золотые гильзы».

Нередким явлением среди жителей Древнего Рима, по упоминаниям, были золотые коронки, фиксированные мостовидные протезы, а также полные и частичные съемные зубные протезы. Из истории зубоврачевания в Японии примечателен тот факт, что изготовление полных зубных протезов осуществлялось в Японии лишь с начала ХV в. и их базис изготавливался из вишни или абрикоса, а ложе покрывалось пчелиным воском.

Искусственные зубы в этих протезах моделировались из этого же дерева, из кусков мрамора или из костей животных, иногда использовались естественные зубы других людей. В целях усиления жевательного эффекта вместо жевательных зубов использовались специальные гвозди, изготовленные из меди или железа [12, 16, 22].

Начало изготовления в Европе коронок из золота приписывается Германии и относится это к ХVI веку. В это же время (1560 г.) итальянским врачом Amatus Lucitanus изготовлен первый обтуратор из золота для твердого неба [19]. В труде Pierre Fauchard (1728 г.) излагаются методики протезирования выпавшими зубами, слоновой костью, клыками моржа, гиппопотама [15]. Первое изготовление гипсовой модели по оттиску приписывается Philip Pfaff (1756) [22].

Золотые коронки и кламмеры из золота для фиксации зубных протезов впервые внедрены врачом Mouton (Франция) в 1764 году [6, 22].

Семидесятые годы ХVШ века были ознаменованы началом изготовления искусственных зубов из фарфора врачом Chemant и аптекарем Ducheto (1774 г.), а в 1789 году на ученом совете Парижской академии наук проходило первое рассмотрение вопроса изготовления фарфоровых зубов и появилась первая публикация Nicolas Dubois de Chemant на уровне диссертации по искусственным зубам из фарфора. В этом же году состоялось получение первого патента от короля Людовика ХVI на изготовление фарфоровых зубов и патентование технологии производства искусственных зубов из фарфора [12].

В 1789 году состоялось получение первого патента от короля Людовика ХVI на изготовление фарфоровых зубов и патентование технологии производства искусственных зубов из фарфора

В труде Pierre Fauchard (1728 г.) излагаются методики протезирования выпавшими зубами, слоновой костью, клыками моржа, гиппопотама.

Начало Х1Х века ознаменовалось (1805 г., Франция) изготовлением врачом Gariot первых съемных зубных протезов с индивидуальными искусственными зубами из фарфора и базиса из золота или серебра (1808 г., Франция). Изобретение врачом Nelson Goodyer (США) материала Vulcanite для изготовления базиса съемных протезов относится к 1851 году. Историю современной технологии изготовления вкладок связывают с именем американского врача William H. Taggart, который изготовил первую вкладку из золота и зафиксировал ее в зубе при помощи цемента.

Применение врачом Cassius M. Richmond золота и фарфора для изготовления комбинированных коронок и мостовидных протезов началось в 1880 году, несколько позднее (1884 г.) в США предложена врачом Marshall Logan комбинация металл-фарфор [19].

Проведение реформ зубоврачебного дела на социалистических принципах началось в России уже с 1918 года и продолжалось вплоть до 1992 года [19, 23], и для этого периода примечательны следующие даты:

• 1928 г. — освоение отечественной промышленностью производства каучука для зубного протезирования, разработка и внедрение в 1929 году нержавеющей стали в зубное протезирование (Златоустский завод);
• 1929 г. — изготовление из нержавеющей стали кламмеров и стандартных зубов, разработка технологии изготовления фарфоровых коронок, осуществление промышленного производства отечественных цементов (Ленинград);
• 1930 г. — производство искусственных зубов из пластмассы (Харьков), внедрение хромокобальтовых сплавов для базисов протезов;
• 1931 г. — внедрение специального припоя для нержавеющей стали и его модификации (Д. Н. Цитрин);
• 1932 г. — для экономии золота Госпланом СССР разрешено применение нержавеющей стали для зубопротезирования; изобретение первого пластического материала для базисов протезов;
• 1933 г. — внедрение пластмассы трикаен (И. О. Новик);
• 1940 г. — внедрение пластмассы на основе акриловых смол и виниловых соединений (А. М. Кипнис);
• 1941 г. — внедрение пластмассы АКР-7 (Б. Н. Бынин и С. С. Шведов).

Для достижения равновесия между эстетикой и восстановлением жевательной функции С. Н. Тихоновой и соавторами с 1997 года используется метод микропротезирования вкладками из материала Targis, который является керамером, объединяющим положительные свойства пластмасс и керамики. Его гомогенная, пространственно сориентированная неорганическая структура обеспечивает высокую светопроницаемость и естественную транслюцентность, клиническую надежность и великолепную эстетику [24].

С появлением безметалловой керамики утратило значимость изготовление литых вкладок, так как имелись факты просвечивания литой культевой вкладки через коронку керамического протеза. В связи с этим медицинская промышленность предложила культевые штифтовые вкладки изготавливать из фотополимеров, стекловолокна, керамики [28].

В середине 90-х годов XX века были приняты меры по созданию новых стоматологических материалов и конструкций на основе благородных металлов и титана, не уступающих мировым образцам и показавших высокую эффективность в стоматологической практике. К таковым относятся износостойкий и высокотехнологический стоматологический золотой сплав «Супер ТЗ (твердое золото)», палладиевый сплав «Супернал» для металлокерамических и металлополимерных зубных протезов, высокопробный стоматологический золотой сплав «Супер-КМ», бескадмиевый золотой припой для зубных протезов, материал «КЭМЗ» на основе золота для покрытий зубных протезов, новые титановые базисы для съемных зубных протезов.

Высокую эффективность, ликвидность и конкурентоспособность новой стоматологической продукции на мировом рынке подтверждает оценка их стоматологическими учреждениями и Минздравом России, мировым сообществом стоматологов на симпозиуме в Швейцарии в 1998 году, высокие награды на международной выставке в Брюсселе в 1995 г. и в Москве в 1998 г.

Как отмечает А. И. Лебеденко с соавторами, в ортопедической стоматологии XXI века основными материалами для зубных протезов являются никельхромовые и кобальтохромовые сплавы. Однако высокая аллергенность хрома и канцерогенность никеля ограничивают их дальнейшее использование, поэтому все большее число металлокерамических протезов изготавливается из сплавов благородных металлов, преимущественно золотых.

Сотрудниками МГМСУ совместно с ФГУП НПК «Суперметалл» был разработан первый отечественный золотой сплав для металлокерамики «Плагодент». Его характерной особенностью является высокая химическая стойкость к окислению и относительно низкая твердость, а прочность сцепления с керамикой на 10 % больше, чем у сплава «HX-Дент NL».

Благодаря сотрудничеству этих двух коллективов и МИСИС разработан новый метод сверх пластической формовки базисов зубных протезов из сплава титана ВТ-14 [17, 25].

Сплавы титана с учетом уникальных свойств занимают особое место среди конструкционных стоматологических материалов, обладая хорошими прочностными свойствами, коррозийной стойкостью и малой теплопроводностью [2].

При помощи технологии плазменного напыления стало возможным получение пористых покрытий из различных конструкционных металлических сплавов или окислов металлов. За последние 10—15 лет Г. В. Большаковым и соавторами предложено ряд методик по изготовлению зубных протезов с целью улучшения их качества [8].

Нередким явлением среди жителей Древнего Рима, по упоминаниям, были золотые коронки, фиксированные мостовидные протезы, а также полные и частичные съемные зубные протезы

По мнению многих авторов, перспективной конструкцией в ортопедической стоматологии считаются металлогелиокомпозиционные зубные протезы. Актуальным вопросом при их изготовлении является создание прочного соединения облицовочного материала с металлическим каркасом зубного протеза, которое осуществляется с помощью адгезивных систем. Г. В. Большаковым с соавторами разработана адгезивно-опакерная система, обеспечивающая силу сцепления между металлическим каркасом зубного протеза и гелиокомпозитным облицовочным материалом от 13,7 до 21 МПа в зависимости от марки гелиокомпозита. Она является универсальной, т. е. совместимой со всеми известными марками гелиокомпозитных материалов. Эта система сделает такие зубные протезы более доступными для практического здравоохранения [3—5, 7].

По мнению многих авторов, перспективной конструкцией в ортопедической стоматологии считаются металлогелиокомпозиционные зубные протезы.

В стоматологической поликлинике № 7 г. Москвы проводятся клинические динамические наблюдения за пациентами, которым ортопедическое лечение проведено цельнолитыми мостовидными протезами с облицовкой из «Эстерфилл-фото». Результаты исследования свидетельствуют о том, что этот светоотверждаемый композит имеет ряд существенных преимуществ перед пластмассовой облицовкой по показателям износостойкости и цветостабильности, а перед керамическими облицовками — по показателям износа зуба-антагониста и стабильности к сколам.

Такие протезы показаны для ортопедического лечения пациентов с повышенной стираемостью эмали, эрозиями, остеопорозом. Они позволяют также разгрузить пародонт опорных зубов и височно-нижнечелюстной сустав [9].

В последние годы наблюдается значительный прогресс в развитии титановой керамики, хотя она до сих пор является объектом критики из-за ее якобы эстетического несовершенства, проблем адгезии, увеличенного времени обжига и остывания, а также недостаточной стабильности после нескольких обжиговых операций. Доктор технических наук Юрген Линдигкайт определяет следующие основные требования к титановой керамике: иметь низкую температуру плавления; иметь соответственно низкое значение коэффициента теплового расширения; компенсировать свойство титана быстро разлагаться в кислоте.

Всем этим качествам, по его мнению, соответствует Triceram, для которой характерны: высокая прочность адгезии между металлом и керамикой; простота в обработке; быстрый и простой обжиг без длительного охлаждения; высокая стабильность даже при многократных обжигах; хорошее покрытие протеза; выдающийся цветовой баланс; высокая стабильность цвета при обжиге; большая прочность; отсутствие усадки массы в цервикальной зоне; низкая пористость; беспроблемная полировка; всеобъемлющий ассортимент, отвечающий самым высоким эстетическим запросам [20].

В современной ортопедической стоматологии основными материалами для изготовления базисов съемных зубных протезов являются пластмассы на основе акрилатов, не исключающие возможности возникновения индивидуальной непереносимости. Новая отечественная базисная пластмасса «СтомАкрил» имеет хорошие физико-механические свойства и не оказывает токсического воздействия на ткани протезного ложа. В результате проведенной гигиенической оценки выявлено, что применение токов СВЧ для ее полимеризации заметно уменьшает количество налета на съемных пластиночных протезах [11, 13, 21].

Кафедрой ортопедической стоматологии Воронежской государственной медицинской академии совместно с ООО «Радуга-Р» разработана новая эластическая композиция на основе акрилатов для изготовления комбинированных базисов съемных пластиночных протезов «Эластакрил-Р». Он обладает необходимыми физико-механическими свойствами, имеет хорошее сцепление с жестким акриловым слоем базиса, отличается увеличенным временем сохранения эластичности, не обладает токсичностью и отвечает эстетическим требованиям [14].

В результате исследований, проведенных кафедрой госпитальной ортопедической стоматологии МГМСУ совместно с НПО «МедСил», разработан новый отечественный силиконовый материал горячей полимеризации, представляющий собой трехкомпонентную систему: основная масса, катализатор и праймер для соединения материала с акриловым базисом протеза. Полимеризация протеза происходит на водяной бане [10].

Плодотворное сотрудничество кафедры факультетской ортопедической стоматологии МГМСУ и лаборатории полиуретанов НИИР позволило создать новые материалы на основе полиуретана различной степени эластичности для использования в качестве конструкционных материалов при изготовлении съемных зубных протезов. Данные удельной ударной вязкости нового базисного материала в 2—2,5 раза превосходят те же показатели акриловых пластмасс. Ю. М. Альтером и соавторами разработаны технологии изготовления съемных зубных протезов из материалов на основе полиуретана, в том числе с эластичной подкладкой [1].

В Древней Индии изготавливали протезы из слоновой кости, для замещения дефектов зубных рядов к сохранившимся зубам прикрепляли нитями подвесные искусственные зубы

Научно-производственный комплекс «Суперметалл» совместно с МГМСУ и Московским институтом стали и сплавов разработали уникальную технологию и организовали производство тонкостенных точнопрофильных базисов для съемных зубных протезов из высокопрочных титановых сплавов.

Такие базисы успешно используются для лечения больных с полным и частичным отсутствием зубов на верхней челюсти. Полученные по данной технологии титановые базисы в отличие от пластмассовых и кобальтохромовых, обычно применяемых в стоматологии, обладают практически полной биологической совместимостью с тканями человека, не вызывают аллергии, не оказывают вредного воздействия и токсического влияния на его организм, не искажают вкусовых и температурных ощущений.

Процесс адаптации больных к протезам с легкими и прочными базисами из титанового сплава протекает более благоприятно и в более короткие сроки.

По данным А. В. Цимбалистова, каждому четвертому стоматологическому больному необходимо проведение диагностики на определение чувствительности к стоматологическим материалам.

Сотрудниками кафедры госпитальной ортопедической стоматологии МГМСУ совместно с НПК «Суперметалл» и МИСИС был разработан новый метод сверхпластической формовки базисов зубных протезов из сплава титана ВТ-14. Авторы наблюдали 63 пациентов в течение 5 лет, у которых, кроме прочих положительных моментов, существенно сокращались сроки адаптации к протезам. [64].

О более позитивном воздействии протезов с титановым базисом на ткани рта у больных сахарным диабетом позволяют сделать вывод результаты клинических и лабораторных исследований, проведенных Е. И. Турушевым и соавторами [25].

Всем требованиям к базисным материалам отвечает «Денталур», созданный в МГМСУ. Он абсолютно безвреден для организма, обладает повышенными прочностными характеристиками, отличается низкой усадкой, что обеспечивает высокую прецизионность изготовленных из него протезов [1].

Многие миллионы людей пользуются различными конструкциями зубных протезов, и в связи с ростом аллергизации населения, по данным А. В. Цимбалистова, каждому четвертому стоматологическому больному необходимо проведение диагностики на определение чувствительности к стоматологическим материалам. Проведенные автором исследования позволили установить уровень токсического воздействия различных стоматологических материалов.

Так, в ряду металлических конструкций токсическая активность нарастает в следующем порядке: серебряно-палладиевый сплав, сталь, кобальтохромовый сплав, сталь с напылением нитрид титана. В ряду пластмасс уровень токсического действия нарастает от редонта, сигмы, бесцветного акрила, сигмы-М и до фторакса [26, 27].

На наш взгляд, стремительное развитие зуботехнического материаловедения в России и за рубежом позволит в ближайшем будущем улучшить качество ортопедического лечения больных с использованием современных материалов и технологий.