Лазерне зварювання в ортопедичній стоматології

Станом на сьогодні пайка вважається застарілою технологією виготовлення ортопедичних конструкцій, хоча це простий спосіб вирішення проблем, пов'язаних з металевими каркасами.

Про техніку внутрішньоротового зварювання на вебінарі Негайне навантаження з використанням внутрішньоротового зварювання. Конометрична концепція.

Недоліки пайки, які легко вирішуються зварюванням

Ця технологія має ряд недоліків. Головний з них – це необхідність нагріву з'єднуваної області каркаса до достатньо високої температури, яка за своєю величиною перевищує температуру плавлення припою. Результатом є небажана оксидація, вигоряння органічних компонентів конструкції та витончення ділянок каркаса, погіршення зв'язки з каркасом.

Малюнок 1. Лазерне зварювання в стоматології.

Наступний недолік – це стоншення конструкції внаслідок часткового перетворення в оксиди, які додатково поліруються, протез втрачає стійкість до навантажень, а в крайніх випадках утворюються отвори.

Неможливо переоцінити значення лазерного зварювання у випадку, якщо після примірки каркаса очевидна необхідність подовжити край коронки. При відсутності апарату для зварювання доводиться переробляти каркас повністю, відливати та припаювати недостаючий фрагмент.

У процесі пайки каркас нагрівається нерівномірно, що викликає у ньому розширювальні напруги, які провокують тріщини та відшарування крихкого облицювального покриття.

Використанням лазера виправляються і інші проблеми, якщо зовнішньо поліровані ділянки містять сколи, утворені за рахунок включень шлаків, залишків ливарного тигля або формувальної маси, або поглиблення, які колись не були помічені на восковій моделі або були отримані в процесі відливання. Виділяють дефекти іншого походження, це можуть бути об'ємні пори внаслідок усадки, їх усувають шліфуванням поверхні за допомогою лазера, причому промінь фокусується більшим діаметром, він лише слабо плавить ділянку протеза на мінімальну глибину.

Малюнок 2. Литий протез після ремонту лазерним зварюванням.

Ще один недолік пов'язаний з тим, що при паянні використовується припій, розплав якого поглинає вуглець, полум'я горілки містить вуглеводні, в результаті припій збагачується вуглецем, його склад змінюється і втрачається однорідність, а це є основою для неблагоприятних наслідків (деформація та поломка всієї конструкції).

Наступний недолік представляє собою гальванічні струми, які розвиваються в порожнині рота пацієнта внаслідок протезування, навіть якщо всі конструкції виконані зі сплаву однакового.

П'ятий недолік обумовлений застосуванням паяльного флюсу. Пайка іноді допомагає усунути одну проблему, формуючи передумови для появи іншої. Це відбувається під час ліквідації наслідків некоректного встановлення литникової системи, що спричиняє утворення вузьких пор, мікропористості, провалів поверхні, тріщин і розломів. У процесі запаювання перелічених дефектів розігрітий флюс може вбратися всередину конструкції, а далі, при випалюванні кераміки, виходить назовні через мікропорожнини.

На цьому перелічення недоліків пайки можна завершити, згадавши ще значно слабшу міцність паяного з'єднання відносно цілісного металу, що особливо важливо при використанні крихких облицювань. Неміцний припій оборотні навантажувальні деформації переносить з труднощами.

Малюнок 3. Апарат точкового мікрозварювання.

Для покращення якості протезування доцільно використовувати при ремонті та виготовленні ортопедичних конструкцій безпаяльні способи з'єднання, до числа яких належить лазерне зварювання.

Переваги лазерного зварювання

Існує ряд незаперечних переваг, характерних для лазерного зварювання деталей металевих конструкцій ортодонтичних апаратів та ортопедичних протезів.

1. Лазерне випромінювання має малу розбіжність, що дозволяє точно сфокусувати його на малому ділянці, отримавши на виході потужний промінь високої щільності, який здатний піддати зварюванню важкозварювані тугоплавкі матеріали.
2. Безконтактність роботи та здатність передачі випромінювання за допомогою світловоду дозволяє виконувати зварювання на важкодоступних ділянках.
3. Отримані при використанні лазера зварні шви характеризуються малою зоною термічного впливу на навколишній матеріал, це є профілактикою можливих термічних деформацій.
4. Немає необхідності у використанні додаткових матеріалів: флюсів та припоїв.
5. Обмежена локальність дії випромінювання допомагає обробити фрагмент конструкції поруч від термочутливих ділянок.
6. Невелика тривалість лазерного зварювання позбавляє від неблагополучних структурних порушень.
7. Швидкість зварювання достатньо висока.
8. Процес зварювання автоматизований.
9. Спеціаліст може легко і швидко маневрувати формою, тривалістю та енергією лазерної енергії, що забезпечує гнучкість управління технологічним зварювальним процесом.

На сьогодні лазерні технології заслужили популярність у сучасній стоматології. А на тлі зростаючої алергізації населення, формування стійкості до багатьох лікарських препаратів лазеротерапія є альтернативою медикаментозному впливу. Біокоректність та атравматичність лазерної хірургії дозволили замінити скальпель лазерним випромінюванням при багатьох оперативних втручаннях, що допомогло мінімізувати побічні ефекти, а окремі маніпуляції були проведені вперше.

Малюнок 4. Використання лазера в стоматології.

Механізм лазерного зварювання

Розглянемо детальніше процес лазерного зварювання. Блок живлення лазерної установки перетворює змінний струм мережі в потужну енергію, яка передається на електроди лампи накачування. Лазерне випромінювання, що виходить з резонатора, фокусується на зварюваній поверхні у вигляді плями малого діаметру, рівного не більше 1 мм. Менша частка випромінювання, що потрапляє на протез, відбивається, більша частина поглинається, використовується для нагрівання матеріалу та його плавлення. При надто високій енергії випромінювання, яке потрапляє на одиницю поверхні в області фокусування, може спостерігатися випаровування матеріалу, що супроводжується викидом його.

Імпульсний світловий потік, створюваний лазером, фокусується на стику металевих поверхонь у пляму 1 мм у діаметрі. В області стику деталей розплавлений метал стікає у щілину, утворену деталями, а затвердіваючи, формує зварне точкове з'єднання завдяки сплавленню.

Деталі до початку наступного впливу лазерного імпульсу переміщаються, щоб сталося часткове перекриття точки зварювання з попередньою, так формується зварювальний шов.

Енергія лазерного випромінювання визначається напругою заряду, ще один важливий показник лазерного зварювання – це розмір плями фокусування, а також величина перекриття точок зварювання. За рахунок плавного змінення цих характеристик спеціаліст обирає найбільш оптимальний режим зварювання для конкретної деталі, при цьому враховуються особливості конфігурації деталі і її хімічний склад.

Малюнок 5. Лазерний скальпель у стоматології.

Лазерне випромінювання при впливі на матеріал викликає ланцюг складних пов'язаних між собою процесів, які в більшій або меншій мірі проявляються на оброблюваній поверхні:

• поглинання енергії лазера поверхнею металу, нагрів матеріалу і розподіл тепла;
• термічне руйнування і термоупруга деформація матеріалу, розплавлення металу і поверхневе випаровування його;
• під дією тиску розплав рухається, можливі його викиди, перенесення на контактні поверхні, конвективне перемішування;
• нагрів матеріалу;
• відбувається пластична деформація металевих поверхонь;
• далі поширення випромінювання лазера;
• охолодження і затвердіння розплаву, яке супроводжується структурними і хімічними перетвореннями.

Кінцевий результат лазерного зварювання чутливий до тонких характеристик випромінювання, до якості поверхні зварюваного матеріалу, складу вихідного сплаву. Ці внутрішні взаємозв'язки зазначених процесів сприяють розвитку ряду нестабільностей і коливань, суттєво впливаючи на кінцевий результат.

У процесі лабораторних досліджень була встановлена необхідність розробки та виробництва пристроїв, які б забезпечували максимально точне позиціонування та укріплення з'єднуваних лазерною зварюванням частин складної конфігурації, до яких належить більшість складових компонентів ортопедичних конструкцій та ортодонтичних апаратів.

Електрична зварювання у порожнині рота: принцип роботи обладнання на вебінарі Негайне навантаження за допомогою внутрішньоротової електрозварювання при повній адентії.