124

Główne problemy protetyki stałych uzupełnień

zębowych, jak: estetyka, wytrzymałość funkcjonal-

na i biozgodność, w zasadzie aktualne od zawsze,

coraz skuteczniej rozwiązują wprowadzane w cią-

gu ostatnich lat nowe technologie wykonawcze w

technice dentystycznej. Następuje to:

– po pierwsze: poprzez dostosowywanie do po-

trzeb aplikacji protetycznej osiągnięć techno-

logicznych sprawdzonych już w innych dzie-

dzinach, jak np. galwanoforming i systemy

CAD/CAM,

– po drugie: poprzez opracowanie technologii

dedykowanych specjalnie dla potrzeb prote-

tyki dentystycznej i wprowadzanie takich ma-

teriałów oraz metod ich obróbki, które rów-

nocześnie spełniają pożądane w praktyce wy-

mogi techniczno-kliniczne, jak np. ceramicz-

ne (całoceramiczne) systemy na bazie tlenku

cyrkonu i tlenku aluminium oraz stosowanie

tytanu i złota homogennego (1).

Liczne problemy związane ze stosowaniem sta-

łych uzupełnień protetycznych tradycyjnie wyko-

nywanych na podbudowie metalowej, a w tym

szczególnie dotyczące ich estetyki i w pewnej mie-

rze biokompatybilności z tkankami otaczającymi, a

także rozmiarami (grubością konstrukcji) stały się

głównym bodźcem do poszukiwania nowych tech-

nologii, a zwłaszcza rozwoju badań nad sposoba-

mi wykorzystywania materiałów ceramicznych z

częściową redukcją lub całkowitym wyeliminowa-

niem form metalowych (2). W dążeniu do redukcji

szkieletu metalowego wprowadzono korony, któ-

Streszczenie

W artykule przedstawiono istotę najnowszych proce-

sów technologicznych i podano zasady ich stosowania

we współczesnej protetyce stomatologicznej. W szcze-

gólności omówiono technologię: CAD/CAM, galwano-

formingu, obróbki tytanu i całoceramicznych systemów

wytwarzania stałych uzupełnień zębowych.

Nowe technologie wytwarzania stałych uzupełnień zębowych:

galwanoforming, technologia CAD/CAM, obróbka tytanu

i współczesne systemy ceramiczne

New technologies used in fabrication of fixed partial dentures: galvanoforming,

CAD/CAM technology, titan cutting and all-ceramic systems

Stanisław Majewski

Z Instytutu Stomatologii CM Uniwersytetu Jagiellońskiego

Dyrektor: prof. zw. dr hab. S. Majewski

Summary

This article introduces the fundamentals of the ne-

west technological processes and principals of their

use in contemporary prosthetic dentistry. In particular,

it presents technologies: CAD/CAM, galvanoforming,

titan cutting and all-ceramic systems, used in fixed par-

tial dentures fabrication.

HASŁA INDEKSOWE:

galwanoforming, technologia CAD/CAM, protezy sta-

łe, systemy ceramiczne, obróbka tytanu

KEY WORDS:

galvanoforming, CAD/CAM technology, fixed dentu-

res, all-ceramic systems, titan cutting

PROTET. STOMATOL., 2007, LVII, 2, 124-131

Protezy stałe – nowe technologie

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 2

125

rych podbudowa dla porcelany wykonywana jest

metodą galwanoformingu, tj. technologii pozwala-

jącej na uzyskanie cienkościennych (0,2-0,3 mm)

struktur posiadających równocześnie wielokrotnie

większą wytrzymałość od odlewanych tradycyjną

metodą form odlewanych ze stopów metali.

Z uwagi na coraz większe wymagania estetycz-

ne, preferuje się obecnie konstrukcje całkowicie

bezmetalowe, których pierwowzorami były tzw.

korony jacketowe, gdzie porcelanę nakładano na

folię złota lub platyny (0,05 mm), którą usuwano

po wypaleniu porcelany. Współcześnie opracowano

różnego rodzaju ceramiki syntetyczne, posiadające

odpowiednie walory wytrzymałościowe (cerami-

ka strukturalna) i estetyczne, posiadające naturalną

przezierność (ceramika licująca). Powszechnie sto-

sowane są ceramiki bezkrzemionkowe, jak: cerami-

ka szklana (np. Dicor Glass), ceramika infiltracyjna

(np. In Ceram) na bazie tlenku glinu (np. Procera)

i tlenku cyrkonu (np. DC Zirkon).

Celem niniejszego opracowania jest przedsta-

wienie istoty tych procesów technologicznych oraz

zasad ich stosowania w protetyce stomatologicznej

– co uczyniono w przekonaniu, że zaktualizowana

wiedza w tym zakresie jest konieczna dla prakty-

ki zarówno lekarzy, jak i pracy techników denty-

stycznych.

Technologia galwanoformingu

W technologii galwanoformingu – wprowadzo-

nej do techniki dentystycznej z ogólnej techniki gal-

wanicznej – wykorzystywane jest zjawisko elektro-

lizy, w wyniku, którego dochodzi do odkładania się

na jednej z elektrod (w praktyce protetycznej jest

nią model pokryty lakierem przewodzącym prąd

– będący wówczas katodą) homogennych atomów

czystego złota (1, 3). Różnica w stosunku do nor-

malnego pozłacania galwanicznego polega na tym,

że na modelu uzyskiwane są samonośne struktury

powierzchniowe o pożądanym kształcie i grubo-

ści. W procesie tym (galwanoformingu) wytrąca

się monometal tzn. złoto homogenne o czystości

99,99% – przez co eliminowane jest zagrożenie ko-

rozją lub alergią towarzyszące stosowaniu różnych

składników stopowych jak w tradycyjnych stopach

dentystycznych. Złoto homogenne uzyskane w me-

todzie galwanoformingu spełnia najwyższe wy-

magania biozgodności stawiane materiałom pod-

stawowym w protetyce stomatologicznej. Metoda

galwanoformingu stwarza możliwości uzyskiwania

dobrych efektów estetycznych, gdyż cienka war-

stwa konstrukcji podbudowy dla korony wynoszą-

ca ok. 0,2 mm pozostawia wystarczającą ilość miej-

sca dla nałożenia koniecznych warstw kolorystyki

ceramicznej, a czyste złoto nie stwarza zagrożenia

późniejszych przebarwień.

Zastosowanie galwanoformingu daje możliwości

wykonywania różnorodnych uzupełnień protetycz-

nych jak: wkłady, korony oraz konstrukcje oparte

na teleskopach lub wszczepach. Wysoki stopień do-

kładności teleskopowych koron wewnętrznych i ze-

wnętrznych zapewnia korzystne tarcie tych elemen-

tów, cienkościenność i niski ciężar konstrukcji. Do

klasycznych wskazań dla galwanoformingu należą

wkłady różnego typu oraz korony – także stosowa-

ne w implantoprotetyce.

Postępowanie kliniczne zmierzające do zastoso-

wania w/w uzupełnień protetycznych wykonywa-

nych na bazie metody galwanoformingu nie odbie-

ga od zasad ogólnie przyjętych dla procedur kli-

nicznych w protetyce protez stałych. Natomiast w

postępowaniu laboratoryjnym technologia galwa-

niczna wymaga stosowania specjalnych odczynni-

ków, materiałów pomocniczych oraz zestawu in-

strumentów i urządzenia zawierającego: pojemnik

na elektrolit, pokrywę z uchwytami do mocowania

powielonego modelu roboczego oraz układu stero-

wania elektronicznego procesem galwanizacji.

Element podbudowy uformowany ze złota wy-

trąconego z roztworu elektrolitu w technice galwa-

nicznej charakteryzuje się czterokrotnie większą

twardością w stosunku do formy uzyskanej w tech-

nice odlewanej. Podbudowa pod koronę wykonana

z galwanicznego złota ma twardość wg Vickersa

ok. 100-150 HV. Wprawdzie twardość ta w procesie

napalenia porcelany zmniejsza się do 50 HV, ale i

tak pozostaje wyższa niż twardość stosowanych w

odlewnictwie stopów złota. Grubość ścian podbu-

dowy metalowej jest minimalna, gdyż wynosi 0,2-

-0,4 mm, co pozwala uzyskać bardzo dobry efekt

estetyczny korony: nałożenie grubszej warstwy ce-

ramiki na korzystnie zabarwiony podkład ze złota,

gdyż „ciepła” barwa Au eliminuje metaliczne za-

barwienie również w okolicy dziąsła brzeżnego.

Badania fizykochemicznych właściwości złota

S. Majewski

126

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 2

uzyskanego w wyniku techniki galwanoformingu

wykazały jednolitą strukturę wewnętrzną, pozba-

wioną obszarów skurczu odlewniczego i zanie-

czyszczeń oraz zmniejszenie ziarnistości złota o

ok. 80% w porównaniu z elementami wykonanymi

metodą odlewniczą. Eliminacja skurczu odlewni-

czego ma istotne znaczenie w przypadkach wyko-

nywania precyzyjnych uzupełnień protetycznych,

a w szczególności konstrukcji opartych na wszcze-

pach. Uzupełnienia stałe wykonane metodą galwa-

noformingu charakteryzują się wysoką szczelnością

brzeżną – ok. 14-18 μm (w procesie odlewania: 50-

-120 μm), odpornością na procesy elektrochemicz-

ne oraz trwałością barwy olicowania. Związane

jest to z technologią wykonania oraz z faktem, że

proces łączenia metalu z ceramiką odbywa się bez

udziału tlenków metali. Stosowany jest specjalny

bond, a połączenie ze złotem następuje na zasadzie

retencji mikromechanicznej. W tej technice na po-

wierzchniach metalowych niepokrytych ceramiką

nie wytwarzają się tlenki metali, z których mogłyby

uwalniać się jony metali nieszlachetnych powodu-

jąc reakcje patologiczne tkanek miękkich, jak mo-

że to mieć miejsce w technologiach tradycyjnych.

W obserwacjach klinicznych stwierdzono ponad-

to, iż na powierzchniach uzupełnień protetycznych

wykonanych metodą galwanoformingu odkładanie

płytki nazębnej jest minimalne i nie stwierdza się

podrażnień dziąsła brzeżnego.

W podsumowaniu można stwierdzić iż, mimo że

konstrukcje protetyczne wykonane w technologii

galwanicznej są kosztowne, to jednak ze względu

na liczne zalety, jak: biozgodność, brak reakcji aler-

gicznych, szczelność brzeżna, oszczędność mate-

riałowa (tj. 60-procentowe zużycie złota w stosun-

ku do tradycyjnej metody odlewniczej), wytrzyma-

łość mechaniczna oraz walory estetyczne – metoda

ta jest godna polecenia do stosowania w praktyce

protetycznej.

Technologia obróbki tytanu

Tytan, który jest metalem najbardziej biozgod-

nym spośród wykorzystywanych w medycynie – w

stomatologii znalazł pierwotnie zastosowanie (po-

dobnie jak w ortopedii) do sporządzania wszcze-

pów śródkostnych. Jego cechy fizykochemiczne i

mechaniczne sprawiły, że opracowano specjalne

technologie umożliwiające wykorzystanie tytanu

jako materiału konstrukcyjnego na różne uzupełnie-

nia protetyczne. W implantoprotetyce stworzyło to

możliwość sprostania ważnej zasadzie stosowania

w jamie ustnej jednego rodzaju metalu, gdyż zarów-

no wszczepy filarowe jak i nadbudowa protetyczna

mogą być wykonywane z tego samego materiału.

Tytan nie mógł być jednak przetwarzany w la-

boratorium techniki dentystycznej wg dotychcza-

sowych procedur stosowanych w odlewnictwie in-

nych stopów dentystycznych. W związku z tym

do obróbki stopów tytanowych dla celów techniki

dentystycznej opracowano specjalne technologie z

zestawem odpowiednich urządzeń, instrumentów i

materiałów pomocniczych. Jest to: technologia od-

lewnicza oraz obróbka ubytkowa (tj. skrawanie, fre-

zowanie, polerowanie) wspomagana komputerowo

w systemie CAD/CAM (1).

Do technologii odlewniczej skonstruowano spe-

cjalny piec indukcyjny, w którym wykorzystano

system ciśnieniowo-próżniowy w układzie dwu ko-

mór, tj. komora górna: do topienia metalu w osłonie

gazu szlachetnego – argonu i komora próżniowa,

gdzie umieszcza się formę odlewniczą i przeprowa-

dza proces wypełniania formy płynnym metalem.

W komorze górnej w tyglu miedzianym za pomo-

cą łuku świetlnego topiony jest metal, który przez

otwór łączący dostaje się do formy odlewniczej, w

komorze dolnej (tygiel miedziany jest chłodzony

zewnętrznie). Wcześniej z obu komór wypompo-

wuje się powietrze, a następnie do górnej komory

wprowadza się pod ciśnieniem gaz szlachetny (ar-

gon), podczas gdy w komorze dolnej nadal pozo-

staje próżnia. Stopiony metal zostaje wtłoczony do

formy wskutek ciśnienia w komorze górnej i próż-

ni w komorze dolnej. Tradycyjne odlewanie me-

chaniczne tytanu za pomocą wirówki wymagałoby

bardzo wysokich obrotów, gdyż ze względu na ni-

ski ciężar tytanu konieczna byłaby duża siła odśrod-

kowa. W tej technologii można sporządzać odlewy

dla celów podobnych jak z dotychczasowych sto-

pów dentystycznych tj. podbudowy do protez sta-

łych i konstrukcje szkieletowe protez ruchomych. Z

uwagi na trudności z procesem odlewniczym tyta-

nu, technologia ta wciąż jest dopracowywana i być

może zostanie wyparta przez technologie w syste-

mach wspomaganych komputerowo.

W technologii polegającej na obróbce ubytko-

Protezy stałe – nowe technologie

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 2

127

wej, wspomaganej komputerowo w systemie CAD/

CAM możliwe jest uzyskiwanie odpowiednio za-

projektowanych form protetycznych na drodze ob-

róbki zaprogramowanego frezowania tytanowych

półfabrykatów. Przykładem tej technologii są jej

dwie modyfikacje: Procera All In One realizowana

w laboratorium centralnym oraz System Everest,

gdzie pełny proces technologiczny może być w ca-

łości zrealizowany w odpowiednio doposażonym

laboratorium techniki dentystycznej (5, 6).

Systemy całoceramicznych technologii

wykonywania protez stałych

Ceramika dentystyczna należy do materiałów

protetycznych najbardziej biozgodnych z tkanka-

mi jamy ustnej. Do grupy materiałów określanych

jako ceramika dentystyczna wg kryterium składu

chemicznego zalicza się: skaleń, leucyt, tlenek gli-

nu i ceramikę szklaną, które wg zastosowania służą

do: licowania metalu oraz wykonywania licówek,

wkładów koronowych, koron i krótkich mostów w

odcinku przednim, natomiast – wg procedury wy-

twarzania i struktury materiału jest to: ceramika o

spiekanym rdzeniu i ceramika przetwarzana w sys-

temie CAD/CAM.

Z wagi na technologię przetwarzania przyjmuje

się również podział jak niżej:

Ceramika tradycyjna – służąca do wykonywa-

nia uzupełnień w technologii napalania na podbu-

dowie metalowej. Połączenie metal-porcelana na-

stępuję poprzez wiązanie porcelany z warstwą tlen-

ków tworzących się na powierzchni metalu. W pro-

cesie tzw. napalania tlenki dyfundują do topiącej się

masy porcelanowej tworząc trwałe połączenie.

Klasyczna technologia wypalania porcelany na

modelu ogniotrwałym (lub folii), służąca do spo-

rządzania koron, licówek i wkładów cementowa-

nych adhezyjnie. Tradycyjna porcelana wypierana

jest przez systemy nowsze – jednak należy odno-

tować, że odległe wyniki obserwacji klinicznych

porcelany klasycznej cementowanej adhezyjnie są

pozytywne.

Ceramika lana – to tzw. szklana ceramika (np.

Dicor Glass lub Vita Bloch Mark), gdzie masa struk-

turalna występuje w stanie stopionym jak szkło, a w

fazie oziębienia wytwarza kryształy ze składowych

części szkła. Przetwarzanie jej przypomina proces

odlewania metalu w specjalnym aparacie będącym

połączeniem pieca z wirówką.

Ceramika tłoczona (prasowana) – przetwarzana

jest na drodze wtłaczania uplastycznionej termicz-

nie masy ceramicznej do formy uzyskanej metodą

traconego wosku. Najbardziej rozpowszechniony

system ceramiki tłoczonej to IPS Empress.

Ceramika infiltrowana szkłem – podbudowę

uzyskuje się przez naniesienie ciekłej zawiesiny

tlenku glinu i jej wielostopniowe spiekanie w tem-

peraturze 1120

o

C, w którego trakcie następuje za-

gęszczenie cząsteczek, bez większego skurczu.

Podbudowa ta jest następnie poddana procesowi

infiltracji szkłem w temp. 1110

o

C, w którego trak-

cie płynne szkło nadające określoną barwę przeni-

ka do porowatego dotąd rusztowania z tlenku gli-

nu. Końcową fazą jest pokrycie tej formy warstwą

licującą. Znane systemy to In Ceram Alumina i

Spinell Zirconia,

Tak, więc metodami produkcyjnymi stosowa-

nymi do wykonania uzupełnień całoceramicznych

są: odlewanie, wypalanie na modelu ogniotrwałym,

tłoczenie (prasowanie) i spiekanie (synteryzacja),

po którym następuje obrabianie wykonywane ręcz-

nie lub sterowane komputerowo. Ceramikę denty-

styczną klasyfikuje się również w zależności od

temperatury topnienia: 1201-1450

o

C – wysokoto-

pliwa, 1051-1200

o

C – średniotopliwa, 850-1050

o

C

– niskotopliwa, poniżej 850

o

C – o najniższej tem-

peraturze topnienia (1, 7).

Do konstrukcji wkładów, licówek, koron i mo-

stów używana jest ceramika o niskiej temperatu-

rze topnienia w przedziale 850-1050

o

C (czasem

również średniej), a do licowania konstrukcji ty-

tanowych w najniższej temperaturze topnienia tj.

poniżej 850

o

C (z uwagi na zbliżony współczynnik

rozszerzalności tych materiałów). Wysoko i śred-

niotopliwa ceramika służy do fabrycznej produkcji

zębów stosowanych w protezach. Produkty do gla-

zury mają najniższą temperaturę wypalania z powo-

du dodania modyfikatorów szkła. Podczas glazuro-

wania pod wpływem temperatury powstaje cienka

warstwa zewnętrzna uformowana z krystalicznych

cząsteczek ceramicznej fazy szklanej.

Z uwagi na przeznaczenie w konstrukcji uzupeł-

nień całoceramicznych tzw. porcelanę dentystyczną

stosowaną współcześnie dzieli się na: ceramikę słu-

żącą do wykonania struktury nośnej (cechy struk-

S. Majewski

128

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 2

turalne) zastępującej stosowaną dotąd podbudowę

metalową (prasowana, frezowana, infiltracyjna) i

ceramikę licującą do nadawania końcowego kształ-

tu i koloru uzupełnienia protetycznego. Natomiast z

uwagi na technikę sporządzania całoceramicznych

konstrukcji protetycznych wyróżnia się: ceramikę

szklaną, konstrukcje o twardym rdzeniu i ceramikę

warstwową. Wytrzymałość na zginanie podbudo-

wy z ceramiki: z tlenku glinu = 610 MPa, z tlenku

cyrkonu = 1000-1420 MPa, w systemie In Ceram

= 450 MPa.

System ceramiki odlewanej:

ceramika szklana Dicor Glass

Dicor to jeden z pierwszych systemów (opraco-

wany przez f. De Trey) do odlewania szkła cera-

micznego w wykonawstwie wkładów koronowych,

licówek i koron, z przeznaczeniem do ich stosowa-

nia w przednim odcinku łuków zębowych (1, 7).

System ten wymaga posługiwania się specjalną

aparaturą tj. urządzeniem odlewniczym i piecem do

ceramizacji. Początkowe fazy postępowania są po-

równywalne do czynności stosowanych przy od-

lewaniu obiektów metalowych. Wymodelowaną w

wosku koronę, zaopatrzoną w kanał odlewniczy, za-

nurza się w masie ogniotrwałej, a po wypaleniu

wosku i wygrzaniu formy przystępuje się do od-

lewania obiektu w specjalnym aparacie będącym

połączeniem pieca z wirówką. Sztabki szkła cera-

micznego przyjmują postać zdatną do odlewania w

temperaturze 1370°C. Odlany obiekt jest przezroczy-

sty i musi być poddany procesowi ceramizacji w celu

wytworzenia się kryształów. Proces ten redukuje

przezroczystość materiału i ma nadawać mu pożą-

dane właściwości mechaniczne. Ceramizację przepro-

wadza się w specjalnym piecu po osłonięciu koro-

ny ceramizacyjną masą ogniotrwałą. Ewentualne

niedokładności można usunąć za pomocą masy ko-

rekcyjnej, a indywidualne zabarwienie korony uzy-

skuje się techniką malowania. Aby uzyskać efekt

polegający na przybliżonym dostosowaniu się w

jamie ustnej barwy korony do otoczenia, co ma być

wg producentów właściwością ceramiki szklanej,

należy przy osadzaniu posłużyć się materiałami

przezroczystymi, jakimi są cementy kompozycyjne z

mikrowypełniaczem. Wzmocnienie połączenia uzy-

skuje się poprzez wytrawianie kwasem i silanizację

wewnętrznej powierzchni koron, a przy wkładach

również poprzez wytrawienie szkliwa.

System ceramiki tłoczonej IPS – Empress

Technika przetwarzania ceramiki IPS– Empress

(f. Ivoclar) polega na wtłoczeniu (wprasowaniu)

rozgrzanej, plastycznej masy ceramicznej do formy

uzyskanej metodą traconego wosku (1, 8). Proces

wtłaczania odbywa się w specjalnie skonstruowa-

nym piecu. Wymodelowana w wosku korona zosta-

je umieszczona w odpowiedniej masie ogniotrwałej

z zabezpieczeniem kanału, poprzez który nastąpi

wtłoczenie uplastycznionej masy ceramicznej pod

ciśnieniem około 3,5 bara. Wosk zostaje zastąpiony

przez rozgrzaną do temperatury 1100

o

C masę cera-

miczną o barwie dobranej do zębiny.

Indywidualny kształt i zabarwienie nadaje się ko-

ronie techniką malowania lub techniką warstwową.

W ostatnim etapie korona zostaje pokryta glazurą,

co poprawia efekt estetyki i wydatnie zmniejsza

niebezpieczeństwo pękania. W technice warstwo-

wej indywidualne zabarwienie korony uzyskuje się

przez nakładanie i wypalanie warstw kolorystycz-

nych na wytłoczoną uprzednio koronę – w zredu-

kowanej wielkości – o barwie zębiny. Ten sposób

preferowany jest w przypadku koron przeznaczo-

nych do osadzania na zębach przednich.

System In-ceram – ceramika

w technologii spiekania

Jest to technologia przetwarzania ceramiki infil-

trowanej szkłem w tzw. procesie spiekania (synte-

ryzacja), którą opracowano w celu wykonywania

pojedynczych koron i mostów o krótkich przęsłach.

Podbudowa konstrukcji protetycznej wykonywa-

na jest z materiału na bazie tlenku glinu. W wyni-

ku wielostopniowego spiekania do temp. 1120 C

następuje zagęszczenie cząsteczek (bez większe-

go skurczu), po czym przeprowadzany jest proces

infiltracji podbudowy płynnym szkłem (w temp.

111

o

C) o dobranej barwie – w zależności od potrzeb

estetycznych. W wyniku tego procesu dochodzi do

penetracji szkła w porowate warstwy tlenku glinu,

co ma znaczenie dla mechanicznej wytrzymałości

konstrukcji. Do modelowania kształtu anatomicz-

nego i glazurowania uzupełnienia używana jest spe-

Protezy stałe – nowe technologie

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 2

129

cjalna ceramika (Vitadur-Alpha).

Zastosowanie technologii CAD-CAM

w protetyce stomatologicznej

Systemy CAD-CAM od kilkunastu lat znaj-

dują zastosowanie w wielu dziedzinach nauki

i współczesnego przemysłu. W protetyce protez

stałych znalazły zastosowanie – znane dotąd i stoso-

wane w innych dziedzinach przemysłu – systemy:

– komputerowego wspomagania projektowania

(CAD – Computer-Assisted Diesign) i

– komputerowego wspomagania produkcji

(CAM – Computer-Assisted Manufacturing).

Komputerowe wspomaganie projektowania

CAD jest standardowym narzędziem stosowanym

w architekturze, planowaniu układów elektronicz-

nych, części maszyn, samochodów, mebli i wielu

innych. Równocześnie wykorzystanie programów

komputerowych w produkcji CAM, np. do stero-

wania pracą maszyn jest finalnym etapem przy pro-

jektowaniu CAD oraz opracowaniu technologii pro-

dukcji gotowych wyrobów.

Współczesna stomatologia wykorzystuje system

CAD-CAM do projektowania (CAD) kształtu i

zasięgu konstrukcji protetycznych w pełnym ich

asortymencie. Uzupełnieniem etapu projektowania

jest produkcja zaplanowanej konstrukcji (CAM) w

urządzeniu sterowanym komputerem wyposażo-

nym w odpowiednie oprogramowanie informatycz-

ne (1, 6, 9). Komputerowo wspomagane systemy

planowania (CAD) różnią się typem trójwymiaro-

wego zapisu danych, używanego do odwzorowa-

nia powierzchni opracowanego zęba. Natomiast

systemy komputerowego wspomagania produkcji

(CAM) są zawsze podobne i składają się z cy-

frowo sterowanej obrabiarki z głowicą frezującą

przesuwającą się względem elementu obrabianego.

Dokładność optycznego odwzorowania uzyskiwa-

na jest za pomocą fotoczułego czujnika skanera i

zależy od liczby pikseli w elemencie analizującym

(przetworniku).

Koncepcję CAD/CAM wykorzystano m.in. w

systemie sporządzania koron (i przęseł mostów)

„Procera” oraz w systemie komputerowo stero-

wanego wykonywania wkładów ceramicznych

„Cerec”, a ostatnio także w systemie KaVo Everest

do wykonywania każdego rodzaju protez stałych

łącznie z wieloczłonowymi mostami rozległymi –

całoceramicznymi i na bazie tytanu.

System Procera

W tej wspomaganej komputerowo technologii

z lat 90-tych ubiegłego stulecia, wykonywano po-

czątkowo głównie całoceramiczne korony oraz

krótkie mosty dla przedniego odcinka łuku zębo-

wego. Postępowanie kliniczne nie odbiega od obo-

wiązującego dla innego typu koron protetycznych

schodkowych z tym, że wymagany jest stopień

przydziąsłowy typu chamfer tj. o rozwartym kącie,

jednakowy na całym przebiegu, a cała powierzch-

nia winna być wygładzona (1, 6).

Po umocowaniu segmentu modelu w uchwycie

skanera, przesuwająca się wzdłuż jego powierzch-

ni sonda, rejestruje dane przedstawiające na ekra-

nie obraz skanowanego modelu, który przesyłany

jest drogą elektroniczną (Internetem) do centralne-

go laboratorium, gdzie metodą frezowania bloczka

z tlenku glinu sporządzana jest kopuła korony (sy-

nonimy: podbudowa, struktura nośna, rusztowanie,

„czapeczka”, rdzeń lub nośnik korony – określenie

„czapeczka” uważam za najgorsze, a „podbudowa”

najwłaściwsze).

Synteryzacja przeprowadzana jest w temperatu-

rze 1600-1700

o

C, co poprzez kompresję przestrze-

ni międzykrystalicznych nadaje dużą wytrzymałość

mechaniczną tej konstrukcji. Wytrzymałość na zgi-

nanie ok 699 MPa pozwala na zredukowanie gru-

bości kopuły z 0,6 jak w koronach metalowych do

0,3 mm (0,25), co ma znaczenie tak dla estetyki, jak

też dla oszczędności tkanek twardych podczas szli-

fowania i ochrony tkanek przyzębia. Na bazie tak

sporządzonej kopuły (podbudowy) z tlenku glinu

następuje – już w pracowni technicznej – indywi-

dualne modelowanie całej korony wg stosownego

kształtu anatomicznego i koloru z użyciem porce-

lany o specjalnych parametrach np. Rondo f. Nobel

Biocare, Ducera Allceram. W efekcie otrzymuje

się konstrukcje mechanicznie trwałe i – dzięki wy-

eliminowaniu metalu oraz uzyskiwanym efektom

przezierności – spełniające wymogi estetyki.

System Procera w ostatnim okresie ulega znacz-

nemu rozwojowi i obecnie oferuje nie tylko liców-

ki, korony i trzyelementowe mosty lecz także kon-

strukcje rozległe do 9 elementów na łuku zębowym

S. Majewski

130

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 2

z tlenku glinu (alumina), cyrkonu, tytanu oraz kon-

strukcje implantoprotetyczne indywidualnie spo-

rządzane w systemie CAD/CAM.

System KaVo-Everest

Jest to system umożliwiający zastosowanie do

obróbki różnorodnych materiałów takich jak: tytan,

szkło ceramiczne (tworzywo szklanokrystaliczne)

oraz tlenek cyrkonu w postaci cyrkoni miękkiej,

twardej i silikatowej (HPC) do wykonywania ko-

puł koronowych protez stałych i szkieletu mostów,

łącznie ze stałymi konstrukcjami wieloelemento-

wymi – nawet na cały łuk zębowy (1). Wszystko to

jest możliwe do wykonania w warunkach laborato-

rium techniki dentystycznej bez konieczności inter-

netowego przesyłania do laboratorium centralnego

jak w systemie Procera.

W skanerze dokonuje się cyfrowy pomiar mode-

lu metodą pomiarową wykorzystującą zmienną czę-

stotliwość pasm światła. Pole jakie obejmuje ska-

ner to obszar 40 x 60 mm, co stwarza możliwość

zaplanowania protez stałych do odtworzenia nie

tylko pojedynczych zębów, lecz także rozległych

konstrukcji wieloelementowych obejmujących za-

kresem cały łuk zębowy. W skanerze zamontowano

obrotowy stolik z możliwością ustawiania w prze-

chyle, co umożliwia wykrywanie podcieni na ska-

nowanym obszarze modelu. Pomiary wykonywane

są z dokładnością 20 µm, a czas pomiaru wynosi

około cztery minuty. W trakcie skanowania automa-

tycznie wykrywana jest granica preparacji z możli-

wością jej korekty manualnej.

Specjalne oprogramowanie umożliwia precyzyj-

ne zaplanowanie kształtu konstrukcji protezy. Po

etapie planowania kształtu i określeniu rodzaju ma-

teriału, z jakiego proteza ma być wykonana nastę-

puje faza obróbki ubytkowej na specjalnej frezar-

ce tego systemu, która daje możliwość frezowania

w pięciu płaszczyznach, a cały proces może odby-

wać się bez wymiany frezów, dzięki podwójnemu

wrzecionu. We frezarce można zamontować rów-

nocześnie cztery pojedyncze korony i dwa mniej-

sze mosty albo jedną konstrukcję bardziej rozległą.

Przykładowy czas frezowania wynosi: dla wkła-

du koronowego i licówki z ceramiki szklanej – 25

minut; korona z tego samego materiału wymaga

40-45 minut pracy, szkielet przęsła 6-cio elemen-

towego mostu ok. 35 minut, jednolity most tytano-

wy okrężny 90-110 minut, a sam tytanowy szkielet

przęsła mostu sześcioczęściowego wymaga 40-45

minut frezowania.

Osobnym urządzeniem systemu jest piec, w któ-

rym wypalane są wycięte konstrukcje z bloczków

cyrkonowych. Do wykonywania wkładów i nakła-

dów ceramicznych oraz pojedynczych, jednolitych

koron ceramicznych wykorzystywana jest ceramika

szklana – tworzywo szklanokrystaliczne (glass ce-

ramic) o nazwie Everest G-Blank. Tworzywo szkla-

nokrystaliczne wykazuje naturalną przezierność,

biozgodność, wysoką odporność na siły mechanicz-

ne oraz dobrą polerowalność. Fabrycznie przygoto-

wywane są formy w różnych rozmiarach i kolorach

obejmujących klasyczne grupy kolorystyczne. Jest

to gotowy półprodukt, który już fabrycznie został

poddany spiekaniu i po frezowaniu z nadaniem po-

żądanego kształtu, polerowniu i indywidualnej cha-

rakteryzacji, gotowy element (wkład, korona, most)

może być osadzany w jamie ustnej. Cementowanie

uzupełnień protetycznych wykonywanych z tego

materiału odbywa się zgodnie z wymogami ce-

mentownia adhezyjnego. System uzupełnia zestaw

do indywidualnej charakteryzacji Everest G-Stains

złożony z jedenastu podbarwiaczy oraz czterech

materiałów cieniujących. Do wykonywania wielo-

elementowych, rozległych mostów w bocznych od-

cinkach łuku zębowego przeznaczony jest materiał

o nazwie Everest ZH-Blank i ZS-Blank (tzw. cyr-

konia twarda ZH i cyrkonia miękka ZS).

Tlenek cyrkonu (ZrO

2

) określany jako ZS-Blank

stosowany do formowania podbudowy (rdzenia)

koron ceramicznych dostarczany jest w formie

bloczków uformowanych w procesie prasowania

(przez co jest zagęszczony) i po wyfrezowaniu pod-

lega procesowi synteryzacji (spiekania). Po zeska-

nowaniu modelu roboczego bloczek jest frezowany

tak, aby uzyskał formę o ok. 1/3 większą od żąda-

nej wielkości docelowej (proporcje te są oblicza-

ne przez program komputerowy), gdyż w procesie

spiekania wymiar rdzenia całej konstrukcji ulega

zmniejszeniu do zaplanowanej wielkości. Bloczki

specjalnie synteryzowanego tlenku cyrkonu stabili-

zowanego itrem (materiału KaVo Everest Z-Blank)

wykazują wysoką odporność na obciążenia mecha-

niczne (powyżej 900 MPa). Materiał dostarczany w

postaci bloczków o wymiarach: 12, 16, 45 i 33 mm

Protezy stałe – nowe technologie

PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2007, LVII, 2

131

jest przeznaczony do wykonywania wieloelemen-

towych mostów ceramicznych w odcinkach bocz-

nych. Wykazuje bikompatybilność potwierdzoną

testami przeprowadzonymi in vitro i in vivo, dobre

właściwości estetyczne związane z przeziernością

oraz daje możliwość cementowania konwencjonal-

nego. Do nadbudowywania rdzeni protez stałych

wykonanych z materiału Everest Z-blank do po-

żądanych kształtów docelowych przeznaczona jest

specjalna ceramika np. D-ceramic f. Vita.

Elementem składowym systemu Everest jest rów-

nież czysty tytan medyczny Everest T-Blank, for-

mowany w postaci bloczków w różnych rozmiarach

i przeznaczony do wytworzenia podbudowy koron

i mostów. Dostępne wymiary bloczków dla koron:

10, 12, 16 mm i dla mostów: 33 i 45 mm stwarza-

ją możliwość wykonywania rozległych konstrukcji

wieloczłonowych w jednym bloku funkcyjnym np.

mostów i/lub koron zblokowanych. Polecane jest

licowanie ceramiką f. Vita: titanium ceramic lub

materiałem złożonym.

System CEREC

Zbliżone do wyżej opisanych możliwości stwarza

technologia CAD/CAM w systemie CEREC, który

istnieje od 1985 roku, początkowo jako Cerec1 do

konstrukcji wkładów w warunkach gabinetu kli-

nicznego, kiedy skanowanie bezpośrednio w ja-

mie ustnej zastępowało tradycyjne pobieranie wy-

cisków (1, 9). Jest to system, który w ostatnim okre-

sie gwałtownie się rozwinął i udoskonalił, a obec-

ne stosowana technologia CEREC In Lab pozwala

na wykonywanie rozległych konstrukcji mostów

do stosowania zarówno na filarach zębów natural-

nych, jak i stosowanych w leczeniu implantopro-

tetycznym.

Podsumowujący wniosek końcowy

Opisane wyżej nowe technologie w protetyce sto-

matologicznej wyszły już z fazy opracowań prób-

nych i w coraz większym zakresie stają się dobrą

alternatywą dla metod dotychczas stosowanych.

Piśmiennictwo

1. Majewski S.: Rekonstrukcja zębów uzupełnie-

niami stałymi. Wydawnictwo Stom. FP., Kraków

2005. – 2. Yamamoto M: Podstawowa technika bu-

dowania warstw porcelany na metalu – wprowadze-

nie do ceramiki. Kwintesencja, Warszawa 1993. – 3.

Pihut M., Wiśniewska G.: Galwanoforming – nowa

technologia w technice dentystycznej i implanto-

protetyce. Implantoprotetyka. 2004, 1, 8-10. – 4.

Majewski S.: Implantologia. Wydanie polskie pod

red. S. Majewskiego. Wydawnictwo Urban-Partner

2004. – 5. Hegenbarth E. A.: Use of the Procera CAD/

CAM System for Metal-free Crowns on Single-Tooth

Implants. Quintessence of Dental Technology 1998,

21, 27-37. – 6. Anderson M. i wsp.: PROCERA: A new

way to achieve an all-ceramic crown. Quintessence

International, Esthetic. Dentistr., 1998, 5, 285-296. – 7.

Kłaptocz B., Artman B.: Jednolite korony ceramiczne.

Prot. Stom., 1994, XLIV, 5, 255-260. – 8. Niewiadomski

K., Szczepanik A.: Empress 2 – nowe możliwości es-

tetycznych uzupełnień protetycznych. VIP, Warszawa

2002. – 9. Russell M. M. i wsp.: A new computer – as-

sisted method for fabrication of crowns and fixed par-

tial dentures. Quintessence International 1995, 11, 757-

-763. – 10. Spiechowicz E. i wsp.: Protetyka stomatolo-

giczna. Wydanie V, PZWL Warszawa, 2004.

Zaakceptowano do druku: 26.X.2006 r.
Adres autora: 31-155 Kraków, ul. Montelupich 4.
© Zarząd Główny PTS 2007.