Известно, что обжиг влияет на физико-механические и оптические свойства керамики [1]. Неправильное проведение обжига может привести к снижению прочности материала, ухудшению его оптических свойств и появлению таких обжиговых дефектов, как трещины, пустоты, пузыри, шероховатость поверхности и т.д. От конечной температуры и длительности обжига зависят размеры зерен материала, количество кубической модификации диоксида циркония и распределение стабилизирующей добавки, оксида иттрия. В свою очередь структура диоксида циркония влияет на механические свойства материала и его устойчивость к низкотемпературной деградации. При спекании происходит снижение пористости, повышение плотности материала и увеличение размеров зерен [2]. На первом этапе развития технологии изготовления керамических зубных протезов на основе диоксида циркония продолжительность обжига составляла почти 12 ч. Это удлиняло сроки лечения пациентов и снижало эффективность работы зуботехнической лаборатории. На смену традиционным печам для обжига диоксида циркония пришли скоростные печи — индукционные и микроволновые.

Традиционные печи для обжига реставраций из диоксида циркония. В традиционных печах максимальная температура обжига диоксида циркония находится в пределах от 1350 до 1600 °C, а время выдержки при конечной температуре составляет от 1 до 4 ч [2]. В традиционных обжиговых печах могут использоваться нагревательные элементы на основе дисилицида молибдена или карбида кремния. В таких печах обжиг диоксида циркония проводится при конечной температуре 1450—1600 °C в атмосфере воздуха. Они ограничены небольшим числом программ, отличаются большим весом и простотой работы на них. Нагревательные элементы в печах являются элементами сопротивления, и проходящий электрический ток генерирует в них тепло, которое передается окружающему воздуху. Скорость нагрева в традиционных печах ограничена, в большинстве программ используется скорость нагрева от 5 до 10 °C/мин [3].

У нагревательных элементов на основе карбида кремния и дисилицида молибдена есть достоинства и недостатки. Нагревательные элементы из карбида кремния стоят дешевле, чем из дисилицида молибдена, однако срок их эксплуатации на ¹/₃ короче. Прогрев печи с нагревателями из карбида кремния занимает меньше времени. Для разогрева нагревателей из дисилицида молибдена требуется трансформатор (массивный и дорогостоящий) либо специальный источник постоянного тока, который будет более легким, но таким же дорогостоящим, как трансформатор, и, возможно, менее надежным. В печах с нагревателями из дисилицида молибдена по сравнению с карбидом кремния распределение тепла вокруг реставраций будет более равномерным [4]. Так, A. Almazdi и соавт. (2012) [5] отметили, что традиционный обжиг не обеспечивает равномерного нагрева реставрации и связан с высоким потреблением энергии. Длительный обжиг диоксида циркония, иногда до 12 ч, увеличивает время лечения пациентов и делает традиционные печи непригодными для изготовления прямых реставраций (непосредственно у кресла с пациентом) [6]. Разработка высокоскоростных печей и современных протоколов ускоренного спекания, в которых время обжига составляет 6—12 ч, иногда снижено даже до 10 мин, позволила изготавливать реставрации, которые можно установить пациенту в течение одного стоматологического приема [7]. Альтернативные скоростные методы обжига, такие как индукционное [8, 9], микроволновое и искровое плазменное спекание были разработаны для ускорения процесса, улучшения физико-механических и эстетических свойств реставраций и экономии энергии [2, 8—11]. Кроме того, реставрации из диоксида циркония было предложено изготавливать с помощью аддитивных технологий: прямой струйной печати (Direct PolyJet), стереолитографии (SLA), селективного лазерного спекания (SLS) [9, 12—18].

Индукционные печи. По сравнению с традиционными печами, в которых тепло создают нагревательные элементы сопротивления, в индукционных печах тепло генерируется за счет электромагнитной индукции. Катушка индукционного нагрева окружает приемник, внутри которого находится предварительно спеченная керамика на основе диоксида циркония. Катушка индукционного нагрева создает переменное магнитное поле, за счет которого в электропроводящем корпусе приемника, обычно состоящем из циркония или графита, вырабатывается тепло. В свою очередь приемник излучает тепло, нагревающее керамику [7, 19]. Скорость нагрева в индукционных печах значительно выше, чем в традиционных. В индукционных печах продолжительность обжига реставраций может составлять до 30 мин. Такой протокол называют высокоскоростным спеканием. Для того чтобы керамика полностью спеклась за короткое время, обжиг проводят при более высокой температуре, чем в традиционных печах. Сообщалось, что при высокоскоростном обжиге в индукционной печи (с десятиминутной выдержкой при конечной температуре) температуру в обжиговой камере повышают с 1570 до 1590 °C, а скорость нагрева до 100 °C/мин [3]. Современные высокочастотные индукционные печи позволяют проводить обжиг коронок из прозрачного монолитного диоксида циркония за короткое время (до 30 мин). Использование таких печей в клинике в сочетании с внутриротовыми сканерами и фрезерными станками позволяет провести реабилитацию пациента монолитными коронками из диоксида циркония за один прием [20].

Микроволновые печи. В индукционной печи обжигаемый материал находится внутри приемника, окружаемого катушкой индукционного нагрева, а в микроволновой печи — между обкладками конденсатора. В первом случае нагрев происходит за счет вихревых токов, нагревающих приемник, который излучает тепло в обжиговую камеру. Во втором случае изделие работает как диэлектрик между обкладками конденсатора, и нагрев происходит за счет изменения направления диполей в неметаллическом материале (молекулы тела получают колебания высокой частоты) [21]. Микроволновые печи имеют ряд преимуществ перед традиционными, в том числе быстрый нагрев, большую производительность, большую плотность конечного продукта, замедление роста зерен и более низкое потребление энергии [21, 22]. В традиционных печах тепло, излучаемое нагревательными элементами, сначала прогревает наружную поверхность керамической реставрации, а от нее распространяется к внутренней части материала за счет эффекта теплопроводности. При этом в материале создается градиент температуры, что приводит к появлению напряжений. В микроволновых печах, напротив, возбуждается каждый компонент кристаллической решетки с определенной постоянной амплитудой, поэтому тепло внутри керамического материала распределяется равномерно. Снижение термических напряжений позволяет проводить обжиги с большей скоростью без ущерба для прочности материала [21].

Искровое плазменное спекание. Согласно S.-X. Song и соавт. (2013) [11], это новейшая технология, характеризуемая быстрым подъемом температуры, коротким временем спекания и равномерным прогревом спекаемого тела. В отличие от обычных методов обжига, в которых для нагрева традиционно используется переменный ток, при искровом плазменном спекании (ИПС) нагрев вещества происходит за счет воздействия на него импульсов электрического тока. Во время спекания между частицами материала создается электрическое поле. Под действием импульсного тока возбуждается высокотемпературная плазма, способствующая очищению поверхности частиц, что приводит к ускорению процесса спекания [11]. U. Anselmi-Tamburini и соавт. (2004) [23] исследовали влияние температуры спекания на твердость и трещиностойкость плотного полностью стабилизированного кубического диоксида циркония, полученного методом ИПС. Спекание проводили в интервале температур от 1000 до 1600 °C с выдержкой 5 мин при конечной температуре. Наилучшие результаты были получены у образцов, спеченных при температуре 1200 °C. Эти образцы обладали наибольшей твердостью (около 16 ГПа) и трещиностойкостью (около 2,5 МПа·м^0,5) по сравнению с теми, которые были получены при других режимах спекания [23]. E. Olevsky и соавт. (2007) [24] отметили, что ИПС ускоряет уплотнение материала, способствует повышению его плотности и ограничивает рост зерен по сравнению с традиционным спеканием и горячим прессованием. H. Zhang и соавт. (2011) изучали влияние температуры ИПС на прозрачность материала c-YSZ (кубического диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия). Количество стабилизирующей добавки (Y₂O₃) в материале составило 8%. Образцы спекали при двух температурах 1100 и 1200 °C, а затем полировали до зеркального блеска алмазной пастой. Оптические свойства образцов оценивали на двулучевом спектрофотометре SolidSpec-3700DUV (Shimazu Co Ltd, Киото, Япония). Более высокая температура спекания привела к снижению прозрачности. Авторы объяснили это явление повышением размера остаточных пор с ростом температуры. Дальнейшее прокаливание образцов при температуре 900 °C в течение 4 ч на воздухе позволило значительно улучшить прозрачность материала [11].

Оценка влияния продолжительности обжига на плотность и микроструктуру керамических материалов на основе диоксида циркония. D. Upadhyaya и соавт. (2001) [25] оценивали возможность применения микроволновых печей для спекания керамики 3Y-TZP. Они проводили обжиг полуспеченных образцов стабилизированного диоксида циркония в традиционной и экспериментальной микроволновой печи. В традиционной печи образцы обжигали до температуры 1400 °C с выдержкой 3 ч при конечной температуре, в микроволновой — до температуры 1350 °C с 30-минутной выдержкой. При микроволновом обжиге средний размер зерен был меньше (100 нм) и они были более равномерно распределены в структуре материала. Однако плотность образцов, спеченных в традиционной печи, была меньше (соответственно, 5,73 и 5,86 г/см³) [25].

T. Ebadzadeh и M. Valefi (2008) [22] исследовали на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) микроструктуру образцов стабилизированного диоксида циркония после обжига в традиционной печи до температуры 1600 °C и микроволновой — до 1460 °C. Эти авторы установили, что скоростное микроволновое спекание позволяет избежать нежелательный рост зерен и обеспечивает более тонкую микроструктуру материала по сравнению с традиционным обжигом. Размер зерен диоксида циркония после традиционного обжига составил 1,3±0,8 ммк, а после микроволнового спекания — 0,8±0,5 ммк [22]. A. Borrell и соавт. (2012) [21] изучали плотность образцов тетрагонального диоксида циркония, стабилизированного 3% оксида иттрия, после обжига в традиционной или микроволновой печи при температурах 1100—1400 °C. Образцы, обожженные в микроволновой печи, приобретали плотность, составившую 99,9% от теоретической. Образцы, обожженные в традиционной печи при той же температуре, оказались менее плотными: их плотность составила всего 98,0% от теоретической. Что касается изменений микроструктуры, то результаты исследования A. Borrell и соавт. (2012) [21] показали, что размер зерен зависит только от максимальной температуры обжига, независимо от скорости нагрева печи. Исследования A. Almazdi и соавт. (2012) [5] показали, что между образцами Y-TZP (ZirCAD), подвергнутыми обжигу в традиционной и микроволновой печи, не было статистически значимых расхождений по плотности материала. Для изучения фазового состава и размера зерен эти исследователи использовали рентгенодифракционный анализ, а микроструктуру оценивали на СЭМ. Это позволило установить, что между образцами традиционного и микроволнового обжига отсутствуют видимые расхождения по размеру и форме зерен диоксида циркония [5]. S. Cokic и соавт. (2020) [7] сравнивали влияние традиционного и скоростного обжига на микроструктуру и фазовый состав различных образцов из диоксида циркония. Обжиги образцов проводили в скоростной печи SpeedFire (Dentsply Sirona, США) или в традиционной Nabertherm (Lilienthal», Германия). Исследовали образцы из частично стабилизированного диоксида циркония с 5% оксидом иттрия (Y₂O₃) Katana STML (Kuraray Noritake), из тетрагонального поликристаллического диоксида циркония с 3% Y₂O₃ CEREC Zirconia (Dentsply Sirona) и тетрагонального поликристаллического диоксида циркония с 5% Y₂O₃ inCoris TZI (Dentsply Sirona). Образцы Katana STML обжигали в скоростной печи (общее время цикла 30 мин, конечная температура обжига 1560 °C, выдержка при конечной температуре 16 мин) и в традиционной печи (общее время цикла 6—8 ч, конечная температура обжига 1550 °C, выдержка при конечной температуре 2 ч). Образцы CEREC Zirconia обжигали в скоростной печи по режиму: общее время цикла 15 мин, конечная температура обжига 1578 °C, выдержка при конечной температуре 2 мин. Образцы inCoris TZI обжигали в традиционной печи по режиму: общее время цикла 4 ч, конечная температура обжига 1510 °C, выдержка при конечной температуре 2 ч. Независимо от того, в какой печи обжигали образцы Katana STML, скоростной или традиционной, после обжига в материале было обнаружено высокое содержание кубической фазы (около 53 вес. %), а оксид иттрия распределился по большей части в оставшейся тетрагональной фазе. Содержание кубической фазы в образцах CEREC Zirconia (скоростной обжиг) и inCoris TZI (традиционный обжиг) составило 8 и 20 вес. % соответственно. Плотность всех спеченных керамических материалов составила примерно 6 г/см³, т.е. не зависела от продолжительности обжига. Размеры зерен Katana STML после скоростного обжига составили 96±55 нм, а после традиционного — 36±19 нм [7]. J. Luz и соавт. (2021) [26] изготовили диски из 3Y-TZP и провели их обжиг в микроволновой скоростной печи FMO-1700 (INTI Furnace, Бразилия) до температуры 1450 °C с выдержкой 15 мин при конечной температуре. Другую группу образцов обожгли в традиционной печи Dekema Austromat 664 iSiC (Dekema Dental Keramiköfen, Германия) при температуре 1530 °C с выдержкой 2 ч при конечной температуре. Общее время обжига в микроволновой печи составило 105 мин, а в традиционной — 600 мин. Образцы, обожженные в микроволновой печи, имели меньшую плотность (5,98 г/см³), чем образцы традиционного обжига (6,03 г/см³), и меньший размер зерен (53±9 и 89±10 нм соответственно) [26].

Оценка влияния температуры и продолжительности обжига на прочностные свойства керамических материалов на основе диоксида циркония. Прочностные свойства являются одними из главных изучаемых параметров. От механической прочности диоксида циркония зависит возможность его использования в боковых отделах зубного ряда и в протяженных зубных протезах [27]. A. Almazdi и соавт. (2012) [5] провели исследование, в котором сравнили прочность реставраций, подвергнутых обжигу в традиционной и микроволновой печах. Из полуспеченных блоков ZirCAD были изготовлены фрезерованием по технологии CAD/CAM. Десять образцов обжигали в традиционной печи Sintramat (Ivoclar Vivadent) в течение 8 ч до конечной температуры 1500 °C. Остальные образцы обжигали в микроволновой печи ThermWave TW 1.3 (EPL Ceramic Materials LLC) в течение 30 мин до такой же конечной температуры (1500 °C). Между образцами, подвергнутыми обжигу в традиционной и микроволновой печи, не было выявлено статистически значимых расхождений по прочности при изгибе. Однако преимуществом микроволновой печи перед традиционной было значительное сокращение времени обжига диоксида циркония и потребления электрической энергии [5]. A. Marinis и соавт. (2013) [8] исследовали трещиностойкость керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного 3% Y₂O₃, после обжига в традиционных и микроволновых печах. Полуспеченные образцы были изготовлены фрезерованием дисков от трех производителей (KaVo, Lava 3M, и Crystal HS) и произвольно разделены на две группы, в одной из которых их подвергли обжигу в традиционных печах (KaVo Everest Therm 4180, Lava Furnace 200 от 3M ESPE, Zircar Hot Spot 110), а во второй — в микроволновой печи (MicroSinterWave A1614) [9]. В каждую группу вошло по 16 образцов. Образцы обжигали по режимам, рекомендованным производителями печей. Общее время обжига образцов KaVo в традиционной печи составило 10 ч, конечная температура обжига 1450 °C, выдержка при конечной температуре 2 ч; для Lava 3M эти параметры составили соответственно 8 ч 30 мин, 1500 °C, 2 ч; для образцов Crystal HS — 10 ч, 1510 °C, 2 ч. Что же касается микроволновых печей, то общее время обжига образцов KaVo составило 2 ч, конечная температура обжига — 1520 °C, выдержка при конечной температуре 35 мин; для Lava 3M и Crystal HS эти параметры составили соответственно 2 ч; 1520 °C, 35 мин. Результаты исследования A. Marinis и соавт. (2013) [8] показали, что трещиностойкость не зависела от того, в какой печи, традиционной или микроволновой, был проведен обжиг реставрации из керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного 3% Y₂O₃. N. Lawson и A.Maharishi (2019) сравнивали механическую прочность трех материалов на основе диоксида циркония (Katana STML Block, Prettau Anterior и Zpex Smile) после традиционного и скоростного обжига. Испытание проводили согласно ISO 6872. Скоростной обжиг Prettau Anterior и Zpex Smile привел к снижению их прочности в отличие от образцов Katana STML Block. Продолжительность обжига в последнем случае не повлияла на механическую прочность образцов [3]. J. Jansen и соавт. (2019) [6] проводили испытания образцов Ceramill ZI, Ceramill Zolid и Ceramill Zolid HT+ на прочность при биосевом изгибе после высокоскоростного спекания и сравнивали результаты с традиционным обжигом. Независимо от режима обжига показатели прочности большинства испытанных образцов находились приблизительно на одном уровне (примерно 1000 МПа). Наиболее высокой прочностью обладал материал Ceramill ZI с добавкой 0,25% оксида аллюминия (Al₂O₃) после высокоскоростного обжига до температуры 1570 °C (1084 МПа). Авторы полагают, что проведение обжига по высокоскоростному режиму не оказывает заметного влияния на механическую прочность. Сильнее влияет на прочность добавка Al₂O₃ в состав материала [6]. S. Mckinley и соавт. (2019) [28] сравнивали механическую прочность образцов диоксида циркония CEREC Zirconia (Dentsply Sirona), обожженных по традиционному и скоростному протоколу. Скоростной обжиг проводили в индукционной печи the CEREC SpeedFire, традиционный обжиг — в печи Programat 1600 S1 (Ivoclar Vivadent). В первой печи продолжительность обжига составила 30 мин, во второй — 4 ч 30 мин. Прочность при изгибе образцов, обожженных по скоростному режиму, составила 966,1±194,5 МПа, а по традиционному протоколу — 982,6±177,9 МПа. Эти расхождения не признаны статистически значимыми. Авторы полагают, что обжиг в скоростной печи позволяет сократить время, затрачиваемое на изготовление реставрации, без значительных изменений прочности материала [28]. Lee Ha-Bin и соавт. (2020) [29] исследовали влияние длительного и ускоренного обжига на прочность диоксида циркония при изгибе. Прочность образцов в группе обжига по стандартному режиму составила 578,15±57,48 МПа, в группе ускоренного режима — 465,9±62,34 МПа. Авторы отметили, что более длительный обжиг приводит к повышению прочности диоксида циркония при изгибе. S. Cokic и соавт. (2020) [7] сравнивали влияние традиционного и скоростного обжига на прочностные свойства диоксида циркония Katana STML (Kuraray Noritake), CEREC Zirconia (Dentsply Sirona) и inCoris TZI. Образцы Katana STML после скоростного обжига имели достоверно меньшую прочность при биосевом изгибе (619±133 МПа), чем после традиционного обжига (702±127 МПа). Прочность образцов CEREC Zirconia, обожженных в скоростной печи, составила 917±135 МПа, а образцов inCoris TZI, обожженных в традиционной печи — 822±99 МПа. К сожалению, последние две марки диоксида циркония обжигали только в одной печи, т.е. CEREC Zirconia в скоростной, а inCoris TZI — в традиционной [7]. J. Luz и соавт. (2021) [28] проводили испытания дисков 3Y-TZP, обожженных либо в микроволновой, либо в традиционной печи, на прочность при изгибе (режимы обжига были описаны выше, в разделе оценки влияния продолжительности обжига на плотность и микроструктуру диоксида циркония). После обжига прочность при изгибе образцов диоксида циркония, подвергнутых микроволновому или традиционному обжигу, составила 978±112 и 1044±161 МПа соответственно. Авторы пришли к заключению, что расхождения по прочности между образцами незначительные, однако обжиг в микроволновой печи в 6 раз быстрее, поэтому такими расхождениями можно пренебречь, чтобы выиграть время, затрачиваемое на лечение пациента [28].

Оценка влияния продолжительности обжига на оптические свойства керамических материалов на основе диоксида циркония. Не менее важными, чем прочностной аспект, являются оптические свойства материала, к числу которых относятся цветовые характеристики и прозрачность. Kim Hee-Kyung и Kim Sung-Hun (2017) [30] сравнивали оптические свойства предварительно окрашенной керамики на основе диоксида циркония, спеченной в традиционной и микроволновой печах. В одну группу вошли образцы, которые обжигали в традиционной печи Conventional P310 (Nabertherm, Германия) по режиму: конечная температура 1500 °C, выдержка при конечной температуре 2 ч, общая продолжительность обжига 8 ч. В другую группу вошли образцы такого же размера, обожженные в микроволновой печи Sintermat 1600 (Unicera Inc., Корея), по режиму: конечная температура 1500 °C, выдержка при конечной температуре 30 мин, общая продолжительность обжига 2 ч. Цвет образцов в системе координат CIELab оценивали с помощью спектрофотометра и сравнивали с цветом контрольного образца расцветки A2 из классической шкалы расцветок A1-D4 VITA (VITA Zahnfabrik, Бад Закинген, Германия). Цветовые различия DE между оцениваемыми группами образцов находились в пределах от 0,52 до 0,96, т.е. были клинически незаметными. Показатель прозрачности ТР зависел только от толщины образца и не зависел от метода обжига. Авторы полагают, что цвет образцов после микроволнового и традиционного обжига воспринимается человеческим глазом одинаково, то же относится и к прозрачности [30]. N. Lawson и A. Maharishi (2019) [3] сравнивали прозрачность трех материалов на основе диоксида циркония (Katana STML Block, Prettau Anterior и Zpex Smile) после обжига в традиционной и скоростной печи. Традиционный обжиг проводили в печи Noritake KATANA F-1 (Kuraray Noritake, Токио, Япония) по следующему режиму: конечная температура 1550 °C, выдержка при конечной температуре 2 ч, общая продолжительность обжига 7 ч. Скоростной обжиг проводили в индукционной печи SpeedFire furnace (Dentsply Sirona, США). Обжиг проводили по программе обжига диоксида циркония, настроенной производителем печи. Продолжительность обжига составила 30 мин (время выдержки и конечная температура являлись конфиденциальной информацией производителя). Дополнительно 10 образцов (Katana STML Block обожгли в печи SpeedFire furnace, сократив время обжига до минимума (18 мин). У обожженных образцов оценивали показатель прозрачности ТР. Если в случае диоксида циркония Katana STML Block продолжительность обжига не влияла на показатель прозрачности, то у двух других материалов Prettau Anterior и Zpex Smile обжиг в скоростной печи приводил к достоверному уменьшению прозрачности. Авторы объясняют снижение прозрачности присутствием пористости в спеченном материале. Пористость препятствует прохождению света в образце, что приводит к снижению его светопроницаемости, т.е. образец становится менее прозрачным [3]. J. Jansen и соавт. (2019) [6] оценивали прозрачность диоксида циркония Ceramill ZI, Ceramill Zolid и Ceramill Zolid HT+ после высокоскоростного спекания и сравнивали результаты с традиционным обжигом. В случае материала Ceramill ZI протокол обжига не влиял на прозрачность образцов. Обжиг материалов Ceramill Zolid и Ceramill Zolid HT+ по высокоскоростному протоколу приводил к снижению их прозрачности [6]. S. Cokic и соавт. (2020) [7] сравнивали прозрачность керамических материалов на основе диоксида циркония, Katana STML (Kuraray Noritake) и CEREC Zirconia (Dentsply Sirona) после традиционного и скоростного обжигов. Для оценки оптических параметров использовали спектрофотометр SpectroShade TM MICRO (MHT Optic Research, Швеция). Скоростной обжиг не повлиял на показатель прозрачности ТР образцов Katana STML, однако привел к достоверному снижению прозрачности образцов CEREC Zirconia [7].

Оценка влияния продолжительности обжига на стирание и прилегание керамических материалов на основе диоксида циркония. Кроме оценки влияния продолжительности обжига на прочностные и оптические характеристики спеченного диоксида циркония было проведено сравнение и других его свойств после традиционного и скоростного обжигов, в том числе краевого прилегания и стирания.

F. Wiedenmann и соавт. (2020) [31] провели испытание на стирание коронок из диоксида циркония 4Y-TZP Ceramill Zolid HT+ (Amann Girrbach AG, Германия) методом износа тела/контртела. Образцы разной толщины (0,5, 1 и 1,5 мм) были спечены в скоростной печи Ceramill ThermRS по режиму 1580 °C, выдержка 10 мин или в традиционной печи Ceramill Therm 2 по режиму 1450°C, выдержка 2 ч. После обжига образцы отполировали в два этапа. Испытание на стирание проводили в имитаторе жевания Chewing Simulator CS-4.10 (SD Mechatronik, Feldkirchen-Westerham, Германия). Образцы, находившиеся в дистиллированной воде, были подвергнуты воздействию 1 200 тыс. жевательных циклов со скользящими перемещениями 0,7 мм от центральной бороздки к щечным бугоркам. В качестве антагонистов использовали эмаль естественных зубов. Стирание диоксида циркония и антагонистов оказалось меньше в группе образцов высокоскоростного спекания [31].

T. Nakamura и соавт. (2019) [20] оценивали краевое и внутреннее прилегание до и после искусственного старения коронок из поликристаллического тетрагонального диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия (Y-TZP), обожженных по обычному или скоростному режиму. По режиму, заданному производителем, обожгли 14 коронок в печи inFire HTC Speed (Dentsply Sirona) до температуры 1510 °C. Общая продолжительность цикла обжига составила 220 мин (группа обычного обжига). Другие 14 коронок обожгли в течение 15 мин в высокоскоростной печи CEREC SpeedFire (Dentsply Sirona) до температуры 1580 °C (группа скоростного обжига). В обеих оцениваемых группах после обжига коронки не полировали. Краевые и внутренние зазоры между коронками и металлическими штампами из титана измерили под микроскопом VH-Z100UR (KEYENCE, Осака, Япония) в 12 точках (в трех точках на каждой из поверхностей — щечной, язычной, медиальной и дистальной). Для правильного измерения зазоров использовали материал Fitchecker 2 (GC, Токио, Япония) в соответствии с методикой, разработанной T. Nakamura и соавт. [20]. В каждой группе коронки разделили на две подгруппы, в одной из которой образцы оставили нетронутыми, а в другой подвергли искусственному старению: образцы поместили под воду и выдерживали в течение 10 ч при температуре 134 °C под давлением 2 атм. согласно стандарту ИСО 13356. Средняя величина краевого зазора составила 61,5±9,0 и 68,2±10,1 ммк в группе обычного и скоростного обжигов соответственно. Эти расхождения не являются статистически значимыми. Внутренний зазор был достоверно выше в группе скоростного обжига. Величина краевого и внутреннего зазоров после искусственного старения находилась на том же уровне, что и у коронок, не подвергавшихся старению. Так как между коронками обычного и скоростного обжигов не было достоверных расхождений по величине краевого зазора, высокоскоростной обжиг признан ценным методом изготовления монолитных коронок из диоксида циркония, позволяющим сократить время на лечение пациентов [20]. A. Khaledi и соавт. (2019) [32] исследовали влияние продолжительности обжига на краевое прилегание керамических коронок из диоксида циркония. Предварительно спеченные 30 коронок были разделены на группы в зависимости от продолжительности обжига. Коронки из диоксида циркония IPS e.max ZirCAD в первой группе обжигали в течение 1 ч 15 мин, во второй — 4 ч 20 мин, в третьей — 7 ч 20 мин. После обжига и шлифовки коронок алмазным бором в высокоскоростном наконечнике их поместили на медный штампик и под цифровым микроскопом измерили краевые зазоры в 18 точках. Краевые зазоры составили 41,06±14,03; 43,03±11,67 и 39,88±15,23 мкм в первой, второй и третьей группах соответственно. Между группами не было статистически значимых расхождений по величине зазоров. Авторы пришли к выводу, что продолжительность обжига не влияет на краевое прилегание коронок из керамики на основе диоксида циркония. Средняя величина краевого зазора находилась в допустимых пределах, независимо от точки, в которой было проведено измерение [32].

X. Antón и соавт. (2021) [33] исследовали влияние высокоскоростного обжига на точность воспроизведения и прилегание коронок и зубных протезов из 3 единиц, изготовленных из керамики 4Y-TZP. Были изготовлены образцы в форме коронок полной анатомии, мостовидных протезов из 3 единиц и консольных протезов из 3 единиц. Для изготовления образцов использовали многослойный диоксид циркония Zolid RS, многослойный диоксид циркония Zolid Gen-X и монохромный диоксид циркония Ceramill Zolid HT+ (все Amann Girrbach, Гемания). Образцы Zolid RS обжигали при температуре 1580 °C в течение 20 мин, из Zolid Gen-X и Ceramill Zolid HT+ при температуре 1450 °C в течение 10 ч. После обжига образцы сканировали. Точность, воспроизводимость и прилегание измеряли с помощью компьютерной программы трехмерного анализа. Точность протезов из трех единиц, изготовленных из Zolid RS (обожженных по скоростному режиму), была более низкой, чем у протезов из Zolid Gen-X (традиционного обжига). Влияние скоростного обжига на краевое и общее прилегание реставраций не было клинически значимым. Авторы пришли к выводу, что высокоскоростной обжиг влияет на точность коронок полной анатомии и зубных протезов из 3 единиц, изготовленных из керамики 4Y-TZP, но не влияет на краевое и общее прилегание [33].

Таким образом, рассмотрены основные принципы традиционного, скоростного и высокоскоростного обжигов, влияние параметров обжига на структуру, физико-механические и оптические свойства керамики на основе диоксида циркония. Ранее существовавшие традиционные печи для обжига диоксида циркония постепенно совершенствовались. Благодаря изобретению индукционных и микроволновых печей, а также новой технологии искрового плазменного спекания, обжиг, бывший ранее многочасовым процессом, сократился до 1—2 ч, а высокоскоростной обжиг можно провести даже за 18 мин [3].

Анализ публикаций по влиянию скоростного и традиционного обжигов керамики на основе диоксида циркония на ключевые свойства этого вида стоматологической керамики выявил противоречивые результаты.

Авторы ряда исследований по результатам сравнения влияния скоростного и традиционного обжигов на плотность и микроструктуру сообщили, что размеры зерен диоксида циркония после традиционного обжига имеют большие размеры [8, 25—27]. Авторы других исследований [21, 24, 34], напротив, считают, что скоростной обжиг приводит к увеличению размеров зерен, однако другие исследователи полагают, что размер зерен не зависит от того, в какой печи был проведен обжиг — скоростной или традиционной.

По данным одних авторов, плотность диоксида циркония не зависит от продолжительности обжига [5, 7], но по другим данным после обжига в традиционной печи образцы имеют большую плотность, чем после микроволнового обжига [25, 26]. Результаты исследований A. Borrell (2012) [21], напротив, показали, что по сравнению с традиционной печью из микроволновой печи выходят более плотные образцы. Фазовый состав спеченных образцов был разным, и соотношение кубической/тетрагональной/моноклинной фаз зависело от исходного состава материала и количества введенных стабилизирующих добавок.

Анализ влияния температуры и продолжительности обжига на прочностные свойства керамических материалов на основе диоксида циркония показал, что прочность материала не зависит от того, был ли обжиг проведен в скоростной печи или в традиционной [8, 21, 26, 31]. Исключение составили три работы [5, 8, 25]. Lee Ha-Bin и соавт. (2020) и S. Cokic и соавт. (2020) утверждают, что обжиг в традиционной печи приводит к большей прочности диоксида циркония при изгибе [7, 29]. N. Lawson и A. Maharishi (2019) показали, что в случае двух исследованных материалов Prettau Anterior и Zpex Smile обжиг в скоростной печи привел к достоверному снижению их прочности, однако не отразился на прочности третьего изученного материала Katana STML Block, т.е. изменение прочности зависело от свойств керамического материала [3].

Анализ работ по сравнению влияния обжига в традиционной или скоростной печи на оптические свойства керамики на основе диоксида циркония показал, что цветовые характеристики и прозрачность зависят не столько от параметров обжига, сколько от свойств керамического материала. Авторы одной из публикаций сообщили, что после скоростного обжига стирание образцов увеличивается [35], однако другие авторы показали, что после высокоскоростного спекания материал стирается в меньшей степени [32]. Возможно, такие расхождения можно объяснить тем, что испытывались разные типы диоксида циркония. В оценке краевого и общего прилегания коронок, обожженных по скоростному и традиционному протоколу, наблюдается большее единомыслие: все авторы полагают, что продолжительность обжига не влияет на качество прилегания протеза к модулям [20, 33, 35].

Заключение

Таким образом, по итогам анализа обзора литературы можно заключить, что выявленные расхождения по результатам исследований вызваны рядом существенных факторов: испытания проводили на материалах разной структуры и разного состава, выпускаемых разными компаниями; обжиги проводились в скоростных или традиционных печах от разных производителей, разными операторами; были использованы различные образцы, испытательное оборудование и методы исследований.

В итоге мы пришли к выводу, что для каждого стоматологического керамического материала на основе диоксида циркония требуется разработка специальной оптимальной методики спекания с использованием конкретных режимов в конкретных видах печей с учетом состава и структуры керамики.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.