Все материалы, которые используют в ортопедической стоматологии, делятся на конструкционные и вспомогательные. Из первых делают зубные протезы, вторые используют на различных этапах изготовления зубных протезов. Конструкционными материалами для изготовления несъемных зубных протезов служат металлы и их сплавы, пластические массы, керамические материалы.
Первым металлом для изготовления стоматологических протезов было золото. Из него делали утраченные передние зубы, скрепляя их с оставшимися зубами золотой проволокой.
Несколько позже в Греции и Риме начали изготавливать золотые протезы с использованием припоев. Монополия золота в стоматологии длилась 2500 лет. Это было обусловлено тем, что золото и подобные ему металлы в природе находятся в самородном состоянии и не требуют каких-либо сложных технологий для получения металла из руды, как металлы группы железа. Температура плавления золота всего 1064 °C, оно легко может быть расплавлено на открытом огне.
Ввиду высокой стоимости исходных материалов до начала XX в. ортопедическая стоматология на базе протезов из золота и его сплавов была чрезвычайно редка и возможна только для состоятельных людей. Простые люди могли себе позволить лишь знахарские заговоры больных зубов и хирургическое удаление нездоровых.
Впервые коррозионностойкие высоколегированные сплавы на основе железа начали применять с середины XIX в. в области машиностроения для изготовления паровых машин, турбин.
Автомобилестроение — новая отрасль промышленности, потребовала создания новых высококачественных жаропрочных сплавов. В начале XX в. для деталей двигателей внутреннего сгорания впервые были применены жаропрочные кобальто-хромовые сплавы. Эти сплавы были названы стеллитами (stellite) за их яркость, блеск, твердость.
С 1930 г. началось использование кобальто-хромовых сплавов для изготовления съемных зубных протезов. Состав используемых сплавов был очень близок к составу промышленного сплава стеллит. В стоматологическом применении он получил название vitallium.
К конструкционным материалам, применяемым в стоматологии, предъявляют определенные требования.
- Они должны обладать биологической совместимостью с тканями полости рта, быть безвредными для тканей полости рта и индифферентными к действию слюны и пищевых продуктов.
- Не должны вызывать аллергию и обладать канцерогенными свойствами, вызывать неприятных вкусовых и иных ощущений в полости рта, обладать химической устойчивостью, не адсорбировать микрофлору и пищевые остатки, обладать запахом.
- Их цвет должен быть близким к цвету естественных тканей полости рта (зубы, десны) и иметь стойкость независимо от воздействия солнечной радиации, воздуха, пищевых продуктов и других факторов окружающей среды.
- Себестоимость должна быть низкой.
- Физические и механические характеристики (прочность, упругость, эластичность, истираемость и т.д.) должны быть приближены к замещаемым тканям.
- Должны обладать технологической простотой и минимальной трудоемкостью при изготовлении зубных протезов.
Материалов, полностью отвечающих всем указанным требованиям, не существует, чем и обусловлено появление все новых и новых материалов и дальнейшее продолжение их поиска.
Керамика — это минеральный материал, характеризующийся ионными или ковалентными связями, имеющий слабую химическую реактивность и хорошую биосовместимость. Стоматологическая керамика — материал, состоящий из оксидов, имеющий вид порошка, формование которого происходит при обжиге в жидкой фазе.
Стоматологические керамики, представленные оксидами, могут быть классифицированы на химическом уровне по принципиальным составляющим: на основе полевых шпатов — старая генерация керамики, применяемая в основном для облицовки металлических каркасов; и на основе материалов, усиленных содержанием лейцита, —такая керамика может быть использована для полно-керамических реставраций, ее формование может быть осуществлено литьем под давлением в огнеупорную массу или обжигом на огнеупорной модели (алюмооксидная, стеклокерамика). Все керамические материалы, пригодные для изготовления одиночных коронок, независимо от метода изготовления последних, относятся к стеклокерамикам, то есть к синтетическим материалам, полученным методом направленной кристаллизации, которые по своим физико-механическим свойствам отличаются от фарфора — материала, получаемого из природного сырья.
Большинство специалистов, говоря об истории изобретения стеклокерамики, указывают конец 50-х годов XX в., когда на фирме Corning Glass Works был изобретен новый класс материалов. Однако сотрудницы Санкт-Петербургского института химии силикатов РАН С.В. Полиц и Л.Н. Лысенок (2003) в своем исследовании отметили, что еще в 1694 г. в трудах Парижской академии наук было опубликовано сообщение французского ремесленника Виктора Морено о получении ситалла — стеклокристаллического материала, в структуре которого методом направленной кристаллизации получена кристаллическая фаза. Она придавала материалу комплекс свойств, которым не обладало исходное стекло: полупрозрачность, термостойкость, устойчивость к кислотам и т.д.
Керамикой принято считать кристаллические материалы, получаемые спеканием оксидов металлов, силикатов (природных солей кремниевых кислот) и других тугоплавких соединений. Стекло — общее название аморфных веществ, получаемых в результате переохлаждения расплавов силикатов и оксидов металлов. Для стекла, в отличие от керамики, переход из жидкого состояния в твердое обратим. Кроме того, стекло неравновесно по отношению к кристаллическому состоянию, которое может реализовываться при том же составе и тех же внешних условиях. Отличие стекла от кристаллов состоит в отсутствии периодичности строения и дальнего порядка в структуре.