Соединение полимеров с металлами процесс не такой простой, как кажется на первый взгляд. Так как перед нами разнородные материалы, необходимо понимать суть процесса адгезии между ними. Для увеличения прочности связки между металлом и полимером давно используются разные технологии и методики. Первоначально соединение между ними достигалось с использованием пунктов макроретенции. Например, с помощью ретенционных шариков, которые наносились на каркас при моделировке. Затем они спиливались вполовину для увеличения пространства под облицовочный материал. Данное соединение обеспечивало достаточную прочность, но не давало герметичности на границе. По стыку происходила диффузия воды, поэтому такая реставрация не обладала высокими физико-механическими свойствами. Сегодняшний подход в этом вопросе базируется на других технологиях, в основу которых положена уже микромеханическая ретенция, которая также может сочетаться с образованием химической связи между материалами. Независимо от выбора адгезивной техники необходимо понимать, что поверхность металла должна определенным образом подготавливаться. Для надежного соединения желательно, чтобы она имела микропористую структуру. Это делается для увеличения площади сцепления. Процедура подготовки связана либо с кислотным травлением металла, либо с его пескоструйной обработкой. Кислотное травление дает более глубокие трещины и поры, а значит, площадь сцепления будет наибольшей (рис. 1).

Эта методика не применяется часто, так как для хорошего результата необходимо использовать высококонцентрированную фтористоводородную кислоту, а она обладает высокой токсичностью и требует повышенной осторожности при использовании. Применение травления для благородных сплавов вообще не дает результата, так как они имеют высокую резистентность к кислотам. Кроме того, полимерные материалы сами по себе крайне плохо соединяются с золотосодержащими каркасами, потому что поверхностная энергия этого металла не позволяет достаточно вязкому полимеру нормально растекаться по поверхности и затекать в микропоры. Зато на поверхностях NiCr и CoCr жидкий полимер растекается хорошо.
Для создания неровного рельефа можно использовать также пескоструйный аппарат. В качестве порошка подходит окись алюминия размером 50 - 100 мкм. Причем если использовать песок в замкнутом цикле, поверхность металла получается более сглаженной, так как абразивные свойства уже использованного оксида алюминия уменьшаются. Кобальт-хром при обработке таким образом может давать поверхность, которая имеет хорошие предпосылки для затекания в щели полимера (рис. 2). Золотосодержащие сплавы после пескоструйной обработки дают хуже выраженный рельеф (рис. 3).

Следующим необходимым условием для надежного соединения полимера с металлом является наличие максимально чистой поверхности металла. Гидрофобный мономер не любит влаги, поэтому поверхность должна быть тщательно высушена. Не используйте масляных компрессоров, так как его микроскопические капли существенно ухудшат адгезию. После пескоструйной обработки каркас лучше обезжирить, поместив в чистый ацетон на несколько минут.
Для лучшего соединения с полимером поверхность сплава можно химически модифицировать. Это делается для того, чтобы создать промежуточный слой, поверхность которого имеет большее сродство к выбранному полимеру. Можно использовать разные методики. Для благородных сплавов применяют технологию лужения. На поверхность специальным аппаратом наносится тонкий слой олова. Этот металл образует надежную химическую связь с подлежащим сплавом, а на своей поверхности имеет много пор и щелей - отличный субстрат для адгезии (рис. 4).
Также могут использоваться другие технологии. Например, система Silicoater (Hereus Kulzer). Здесь поверхность металла проходит обработку в пламени при сгорании смеси пропан - воздух, там же одновременно происходит распад тетраметоксисилана. В результате на поверхности металла образуется промежуточный слой с оксидом кремния (SiO8). Этот слой отлично соединяется с поверхностно активным веществом - силаном (керамический праймер), и только после этого наносится слой соединяющего полимера. Другая предложенная методика - Rocatec (3M, ESPE). Она ставит своей целью также получение на поверхности металла тонкой пленки оксида кремния. Но делается это совсем иначе. Поверхность металла подвергается специальной обработке. Этот процесс похож на обычную пескоструйную обработку, но производится под большим давлением и другим составом абразива. В него кроме частиц оксида алюминия включены коллоидные частицы оксида кремния. Считается, что именно они, ударяясь о поверхность металла, могут образовывать на его поверхности необходимый слой для адгезии. Полученная тонкая пленка считается весьма стабильной. Эти методики подготовки поверхности требуют специальной аппаратуры, и они многоэтапные. Поэтому они не используются часто. Любая многоступенчатая технология увеличивает риск ошибки при работе, что оборачивается нарушением сцепления и сопровождается сколом. Нельзя их переоценивать.
Поиск путей соединения материалов привел химиков еще к одному перспективному направлению. Были созданы полифункциональные молекулы, которые могли соединяться одним концом с поверхностью металла, а другим - с покрывающим полимером. Химическая связь, однозначно, будет увеличивать силу сцепления на границе двух сред. Она усиливает микромеханическое сцепление и делает его более стабильным. Такие праймеры для металлов существуют и могут применяться с благородными и нержавеющими сплавами.
Препараты для разных видов сплавов применяются тоже разные. Например, при работе с золотосодержащими сплавами необходимо сперва поверхность обработать в пескоструйном аппарате, обезжирить в ацетоне и только после этого нанести специальный праймер. Этот праймер включает в себя бифункциональные молекулы мономеров, которые несут с одной стороны метакрилатные группы для соединения с полимерными материалами, а с другой стороны тиоловые или меркаптановые для образования химической связи с драгоценными металлами. К таким продуктам можно отнести, например, Alloy Primer (Kurary) или Metal Primer II (GC). Область применения - например, починка скола керамики до металлического каркаса.
При работе с недрагоценными сплавами химическую связь обеспечивают другие соединения. Здесь применяются мономеры, модифицированные производными карбоксильной или фосфорной кислоты. Эти мономеры могут вступать в связь с оксидными пленками Сo-Cr- или Ni-Cr-сплавами и образовывать достаточно прочный комплекс. Простота применения позволяет использовать эту технологию как в лаборатории, так и непосредственно в стоматологическом кабинете. Хотя в повседневной практике нам не так часто требуется получить связь полимера с металлом. Металло-композитные или металло-пластмассовые конструкции применяются реже, чем металло-керамические. Но в практическом плане все-таки такие системы могут пригодиться. Например, набор Delta Link компании DeltaMed (рис. 5). Это простая система, не требующая покупки специальных приборов. В него входит адгезивная базовая паста - Delta Link Basic Paste (рис. 6), которая обеспечивает надежное химическое и микромеханическое соединение полимера с металлами. Эта паста работает со всеми традиционными нержавеющими сплавами, а также с титаном. Адгезивное соединение проходит на микромеханическом и химическом уровнях. После нанесения адгезивной пасты поверхность можно покрыть одним из цветных порошков, входящих в набор. В базовую комплектацию включен один из опаков: розовый, темно-розовый, белый или цвета А3, а также жидкость - мономер, - которая смешивается с порошком перед нанесением. Все эти компоненты являются светоотверждаемыми.
Методика подготовки металла традиционная: пескоструйная обработка и обезжиривание ацетоном. Затем на поверхность металла наносится тонким слоем (100 - 300 мкм) базовая паста и светоотверждается по рекомендуемой схеме. Выбранный порошок - опакер - смешивается с жидкостью- мономером до консистенции густой сметаны и наносится на подготовленную поверхность и тоже светополимеризуется. Этот опакер перекрывает цвет металла. Эластичность полученного покрытия препятствует возникновению внутреннего напряжения, которое может появиться при частом изменении температуры в полости рта, а водоотталкивающий эффект препятствует попаданию воды между металлом и покрывающим полимером.
Надежная связь с металлом и перекрытие подлежащего темного цвета определяют область применения данного материала. Его можно использовать для нанесения на каркас протеза, опирающегося на импланты (рис. 7), им легко перекрывается просвечивающий металл замковых креплений и седел бюгельных протезов (рис. 8).

 

И что особенно полезно, так это то, что материал позволяет без особого труда перекрывать металл опорно удерживающих кламмеров в бюгелях (рис. 9). Простота использования делает эту систему весьма рентабельной и функциональной. Нанести на такой кламмер опаковую пасту цвета А3 может как техник, так и врач. Это можно сделать даже в уже используемом протезе. Если материал вдруг скалывается, то починку можно осуществить прямо в кабинете. Использование такой системы весьма позитивно оценивается многими пациентами и врачами.
Современные методики соединения полимера и металла не идеальны, но все время совершенствуются. Правильная и осознанная работа поможет нам шире использовать имеющиеся технологии и сделать работу более надежной. А, значит, кламмер, покрытый белым полимером, уже сегодня может быть реальностью.