Методичка Пломбировочные материалы

измерении.

Частицы наполнителя обрабатываются связующим веществом (силан) для обеспечения адгезии между частицами и матрицей. Этот процесс носит название силанизация. Полимеризация композитов

Полимеризация проходит в три этапа - начало, распространение и окончание. Толчок полимеризации дает тепло, химическая или фотохимическая реакция, образующая свободные радикалы. Фаза распространения продолжается до тех пор, пока все свободные радикалы не соединятся.

В процессе полимеризации возникает усадка материала и выделяется тепло, как при любой экзотермической реакции. Большинство композитов даст усадку в пределах 2-5%. Выделение тепла при полимеризации клинически не имеет значения, так как длится очень короткое время.

Усадка различна у различных материалов. Цолимеризационная усадка наиболее выражена у КМ химического отверждения, в которых применяется сочетание "порошок-жидкость", и находится в пределах от 1,67% до 5,68%, в то время как светоотверждающие материалы подвержены полимеризационной усадке в наименьшей степени (0,5-0,7%).

Химически активируемые композиты снабжены двумя компонентами: перекисью бензоила и амина, находящихся в

30

сочетании "паста-паста" или "жидкость-порошок". При смешивании этих двух компонентов формируются свободные радикалы, начинающие реакцию полимеризации. По окончании полимеризации остаток аминового соединения представляет из себя потенциальный источник проблемы, связанной с изменением цвета, как правило — с потемнением пломбы со временем.

Композиционные материалы на основе Bis-GMA полимеризуются очень быстро, и реакция начинается сразу же, как только входящие в систему две пасты смешиваются. В процессе работы с такими материалами меняется вязкость материала в конечной фазе, что имеет клиническое значение, если материал не введен в полость в пределах "рабочего времени", его адаптация к стенкам полости затруднена, и он отверждается быстрее, чем необходимо для завершения процедуры.

Развитие светоактивируемых композитных материалов явилось очень важным достижением в стоматологии, дающим возможность полимеризовать "по команде". Механизм полимеризации остается без изменений и связан с цепной реакцией свободных радикалов, но вместо химической или тепловой энергии используется фотонная энергия специальной лампы.

—■ Светоактивируемые материалы значительно отличаются от химически активируемых тем, что не требуют смешивания и не меняют так резко вязкость. Однако следует учесть, что степень полимеризации неоднородна: концентрация недополимеризованных групп радикалов минимальна ближе к источнику света (поверхности) и больше у основания полости. Исходя из этого, необходимо подвергать источник света периодической проверке, так как ухудшение физических характеристик лампы будет влиять на прочность композита. Полная полимеризация на всю глубину особенно важна в проксимальных полостях, где применение конусной насадки увеличивает глубину полимеризации дополнительно на 2,2 мм. Маломощные лампы требуют более продолжительной экспозиции и могут приводить к увеличению температуры от 1,5°С до 12°С на глубине 3,2 мм ниже наружной поверхности пломбы, что может вызвать повреждение пульпы. Наружная температура на поверхности пломбы может возрасти от 3,6°С до 29,2°С.

з:

Свойства композитов

Широкое применение композиционных пломбировочных материалов в мировой практике объясняется рядом их достоинств. Композиты в лабораторных и клинических испытаниях проявили лучшие физические, химические и биологические свойства. Так, они обладают большей механической прочностью и прозрачностью, проявляют незначительные изменения в размере при связывании и термических изменениях, более слабую абразию, минимальную растворимость, чрезвычайную транспарентность, устойчивость цвета, рентгеноконтрастность, прочную связь с тканями зуба, наличие защитного действия против рецидива кариеса зубов.

Особенного преимущества в применении композитов добились улучшением их ретенции, которая осуществляется протравливанием кислотами.

Важным свойством для восстановления зубов в боковых участках, где преобладают значительные жевательные нагрузки, является модуль эластичности. Материал с низким модулем будет деформироваться и ломаться под влиянием жевательных сил. Композиты с низким содержанием наполнителя наиболее подвержены поломкам.

Прочность и твердость материала не обязательно отражает его сопротивляемость стиранию. Твердость материала зависит от состава матрицы, типа наполнителя и степени наполнения. Самые большие усилия были направлены на модификацию наполнителей. Известно, что использование больших по размеру (50-150 мкм) частиц твердых керамических наполнителей приводит к значительной стираемости. При этом жевательные нагрузки передаются через частицы наполнителя на матрицу, что приводит к возникновению микротрещин. КТР зависит от количества неорганического наполнителя.

Большинство акриловых полимеров абсорбируют воду, и композитные материалы не являются исключением. Самоотверждающиеся КМ особенно подвержены гидролизу, так как не только активно абсорбируют воду, но и содержат растворимые компоненты. Светоотверждающие микрофилы также активно адсорбируют воду в силу низкого содержания наполнителя и маленького размера частиц. Абсорбция воды снижает модуль эластичности и прочность композита, увеличивая также и стираемость.

Усадка композитов является одним из наиболее серьезных недостатков этих материалов, способствуя возникновению микрощели в зоне прилегания к поверхности полости, проникновению ротовой жидкости, бактериальных токсинов и т.д., а также способствуя повышению чувствительности пульпы, окрашиванию краев прилегания и вторичному кариесу. В то время как химические активируемые композиты дают усадку по направлению к центру, светоактивируемые композиты сокращаются в сторону источника света. Классификация композитов представлена на рис. 1.

Рисунок 1

Композиты

Способ отверждения

Состав (дисперсность I—-j наполнителя, размер частиц) МКИ

Химический

Порошок/ I Паста/ жидкость | паста

Светоотверждение Одна паста

^: Обычные (традиционные) '—.' или макронаполненные с частицами р-ром 8-12 мкм

Микронаполненные

с частицами р-ром

' ,—I Гомогенные

0,04-0,2 мкм

Гибридные

с частицами р-ром

0,04-10 мкм

_,

Микрогибридные

с частицами р-ром

0,5-0,7 мкм

_J

По назначению композиты делятся на классы А и В (по спецификации ISO 4049):. класс А, тип 1 - для пломбирования полостей III, IV, V классов по Блэку, тип 2 — для пломбирования небольших полостей в премолярах I и II классов по Блэку; класс В - для пломбирования полостей I и II классов по Блэку, соответственно.

Традиционные композиты (макрофилы) содержат неорганические частицы наполнителя размером 8-12 мкм.

33

52

Содержание наполнителя составляет примерно 75-80% веса и 50-60% объема. Эти композиты обычно обладают достаточной прочностью, но основным недостатком их является трудность в достижении гладкоотполированной поверхности в силу нерегулярности формы и размера частиц наполнителя. Грубая поверхность способствует накоплению зубного налета и окрашиванию. Сегодня не производятся.

Микронаполненные композиты (гомогенные и негомогенные) содержат очень маленькие, часто субмикронного размера, кремниевые частицы (0,04-0,2 мкм), загруженные в матрицу до 50-60% по массе и только на 20-35% объема. Нужно отметить следующие положительные качества микрофилов:

1. способность полироваться до очень гладкой поверхности;

2. эстетичность;

3. хорошее краевое прилегание;

4. абразивная устойчивость.

Однако они также отличаются: 1) невысокой прочностью и 2) большой полимерной усадкой. Низкий модуль эластичности и деформация матрицы препятствует применению этого вида композитов для полостей II, III и IV класса. Они хороши для V класса и для облицовки фронтальной поверхности с предварительно подготовленным основанием из обычного или гибридного композита.

Гибридные композиты содержат смесь комплексов различных по размерам (от 0,04 мкм до 10 мкм и менее) частиц бариевого стекла и субмикронные частицы пиролитического диоксида кремния. Большинство композитов этого вида содержат 78-85% наполнителя по весу и до 60% по объему. В наиболее часто встречаемые композиты этой группы входят частицы размером 0,004-50 мкм, занимая 64% объема.

Материалы этой группы характеризуются высокой прочностью, малой стираемостью, обладают меньшим КТР, пониженной полимеризационой усадкой, повышенной прочностью на перелом и растяжение и пониженной абсорбцией воды, хорошо полируются. Применяются как для передних, включая IV класс, так и для боковых зубов.

Микрогибридные композиты сходны по строению с традиционными композитами. Содержание частиц наполнителя (размерами 0,5-0,7 мкм при наполнении 75% и более по массе) обеспечивает значительную механическую прочность материала

и позволяет сохранить высокое качество поверхности пломбы длительное время. В настоящее время микрогибридные композиты считаются наиболее совершенным реставрационным материалом. Они используются для восстановления любых дефектов зубов.

Однако у композиционных материалов отсутствует адгезия к твердым тканям зуба, что является следствием полного химического связывания полимера и наполнителя и отсутствия свободных связей на поверхности материала для обеспечения надежного соединения с тканями эмали и дентина.

Полимеры, используемые в КМ, гидрофобны. Они не соединяются с влажной поверхностью зуба и не прилегают к ним. Будучи высоковязкими веществами с большим размером молекул, они не в состоянии проникнуть в микроуглубления препарированных тканей зуба.

АДГЕЗИВНЫЕ СИСТЕМЫ

Основные свойства адгезивных систем

Все КМ содержат высоковязкие вещества и по химической характеристике являются гидроробными, то есть требуют сухой поверхности. Улучшение соединения КМ с эмалью, а затем и дентином стало возможным только с разработкой адгезивных систем. Buonocore (1955 г.) первым отметил увеличение силы сцепления ментакрилового пломбировочного материала с эмалью, протравленной кислотой. Так появилась технология бондинга (сцепление материала с тканями зуба).

При воздействии кислоты на эмаль зуба (самую минерализованную ткань в организме человека - 97-98% неорганических веществ) идет избирательное растворение периферических и центральных зон эмалевых призм и преобразование поверхности эмали. Под электронным микроскопом она похожа на пчелиные соты, эмаль становится пористой. Для протравливания использовали 10%-ную ортофосфорную, лимонную или малеиновую кислоту. После промывания водой и просушивания воздухом на поверхность, протравленную кислотой, наносили адгезив, который затекал во все микроотверстия, и после полимеризации создавались микротяжи, способствовавшие микроретенции пломбировочного материала.

35

Однако эти же системы имели крайне низкие показатели сцепления (1-3 мПа), кроме того, снизилась адгезия к дентину. К адгезивным системам первого поколения типа "порошок-жидкость" относятся Evicrol. Материалы этого поколения не нашли широкого распространения.

Адгезивная система второго поколения была разработана для материалов типа "паста-паста", имеющих довольно плотную консистенцию, препятствующую проникновению замешанного материала в микроуглубления протравленной эмали.

В качестве эмалевых адгезивов использовали ненаполненные акрилаты, входящие в состав основного вещества композита. Они проникают в поры протравленной эмали, но из-за вязкости очень медленно и поверхностно. При полимеризации образуется механическая связь эмали с КМ. Сила сцепления порядка 12 мПа обеспечивала хорошую ретенцию за счет безщелевого сцепления КМ с эмалью. Попытка связи с дентином приводила к таким осложнениям, как повышенная постоперативная чувствительность и рассоединение пломбировочного материала с дентином. Второе поколение адгезивов (с 1979 г.) представлено материалами Clearfil Bond ("Kuraray"), Scoth Bond ("3M^U).

Основные неудачи с дентинными адгезивами были связаны с тем, что для этой цели, так же как в эмалевых адгезивах, применялись гидрофобные ненасыщенные смолы. Они не реагировали с влажной поверхностью дентина. Природа живого дентина такова, что его поверхность всегда остается влажной, сколько бы усилий ни применяли для его высушивания. Дентинная жидкость постоянно циркулирует в дентинных канальцах под давлением.

Кроме того, установлено, что при препарировании кариозной полости (дентина) режущим инструментом на поверхности образуется "масляный" слой спекшихся остатков минерализованной дентинной матрицы, денатурированных коллагеновых волокон и бактерий. Этот слой закупоривает дентинные канальцы, покрывает, как "прокладкой", интерглобулярный дентин и значительно уменьшает поверхностную энергию сцепления дентина с адгезивом. Толщина его варьирует от 0,5 до 5 мкм. Снять этот слой струей воды невозможно. Для удаления "масляного" слоя Такао Фусаяма предложил технику полной протравки 10%-ной фосфорной кислотой (Н РО ). В настоящее время эта техника широко принята как часть подготовки к нанесению бондинга.

Концентрация кислоты — один из важнейших моментов первого этапа адгезивной технологии. При протравливании кислотой Н₃РО₄ с концентрацией меньше 27% происходит образование преципитанта дикальциумфосфат-дегидратата, который не удаляется струей воды и способен взаимодействовать с адгезивом, ослабляя связь "адгезив-композит". Оптимальной концентрацией фосфорной кислоты признан 30-50%-ный раствор. Оптимальная форма - полугель. Время протравливания - от 15 до 60 сек - соотносится с резистентностью эмали.

Третье поколение адгезивных систем отличается двухступенчатой технологией подготовки дентина. Во-первых, на поверхность дентина наносится кондиционер, состоящий из кислоты и 3%-ного хлористого железа. Кислота растворяет кристаллы гидраксилапатита на глубину 7-10 мкм, открывая дентинные канальцы. Хлористое железо лишает коллагеновые волокна их протеиновой оболочки и стабилизирует структуру.

Во-вторых, после удаления кондиционера струей воды и высушивания воздухом дентина наносят первичный или подготовительный компонент - "праймер" . Иногда его называют Resin (смола). Nokabacaschi (1977 г.) предложил использовать для этой цели гидрофильный мономер - 4-МЕТА (гидроксиэтилметакрилат), способный проникать на 7-10 мкм в дентин и после полимеризации создавать так называемый "гибридный слой". С одной стороны, он имеет очень прочную микромеханическую связь с дентином, а с другой стороны, на его поверхности остается множество свободных радикалов, которые инициируются воздухом, так как кислород ингибирует реакцию полимеризации. Эти радикалы обеспечивают химическую связь с КМ. Дентинные адгезивы третьего поколения позволили увеличить прочность соединения с тканями зуба до 18 мПа.

К третьему поколению адгезивов, которое выпускается с 1987 г., относятся такие материалы, как XB-Bond ("Kerr"), Scotchbond-2 ("ЗМ").

Адгезивные системы четвертого поколения отличаются универсальностью. Они обеспечивают прочную связь со всеми тканями зуба и стоматологическими материалами, а также с металлами. Это поколение адгезивов имеет измененный по составу "праймер". В качестве мономера используют ВРДМ (бифенил-диметакрилат), у ALL BOND ("Bisco") или НЕМА ("Degussa"), то есть различные фирмы используют различные

36

37

гидрофильные мономеры (Bis-GMA, TEGDMA и др.). Растворитель - ацетон или спирт.

Соединения, входящие в состав адгезивов, патентуются фирмами. Однако схема работы остается двухступенчатой:

• тотальное травление;

• подготовительный слой, адгезив.

Введение в состав адгезива гидрофильных мономеров предусматривает нанесение как праймера, так и адгезива на влажную, не пересушенную поверхность. Когда дентин протравливается кислотой, необходимо помнить, что структура дентина в объемном отношении состоит из 50% гидроксиаппатита, 30% коллагеновых волокон и 20% воды. После протравливания это соотношение изменяется до 0% гидроксилаппатитов, 30% коллагена и 70% воды. По структуре этот слой напоминает сваренные спагетти, верхний слой которых склеился между собой. Поверхность этого слоя становится труднопроходимой для веществ с плотной молекулярной системой.

Адгезивные системы четвертого поколения, содержащие гидрофильные мономеры, растворенные в ацетоне, позволили решить эту проблему. При обработке травленого дентина праймером ацетон устраняет остаточную влагу из глубины дентинных канальцев, проникает в них и проводит за собой мономер. При этом происходит закрытие дентинных канальцев смолой, и создается прочный гибридный слой глубиной 50-70 мкм. Затем на эмаль и дентин наносится адгезиз - Adhesiv Bond, обеспечивающий соединение как с гибридным слоем, так и с композитом. Сила соединения равна силе связи дентина (17-21 мПа).

Свойства этих материалов настолько хороши, что их можно использовать для реставрации фарфоровых, металлических конструкций, не говоря уже о реставрации коронок зубов, а также для щадящей препаровки зубов. К их недостаткам следует отнести излишнюю сложность, которая обязывает врача работать только по инструкции к данному материалу.

Назовем наиболее распространенные (с 1990 г.) адгезивные системы четвертого поколения зарубежных фирм: APT Bond ("Coltene"), Syntac ("Vivadent"), Multi Bond ("ЗМ"). Слабой позицией этого поколения адгезивных систем является использование высокой концентрации фосфорной кислоты и большая трудоемкость технологии.

В последнее время появился новый подход к проблеме создания гибридного слоя. Он заключается в стремлении модифицировать вещества "масляного слоя" и включить их в состав гибридного.

Новые эмалево-дентинные адгезивные системы, называемые адгезивами пятого поколения, сочетают в одном флаконе компоненты праймера, адгезива и бонда. В зависимости от химической характеристики растворителя их делят на две группы: адгезивные системы, содержащие ацетон (One Step, "Bisco"; Prim Bond, "Dentsply"), и спиртосодержащие адгезивные системы (Single Bond, "3M"; Optibond-Solo, "Voco").

Компоненты праймера в виде гидрофильного мономера и растворителя вместе со смолой, состоящей из Bis-GMA (или ее аналога) НЕМО и светокатализатора, образуют функционально и химически сложную систему. Адгезивные системы пятого поколения, состоящие из различных компонентов, могут приобретать заданные свойства - например, реализовывать химическую и светоотверждаемую полимеризацию. Введение кислот и различных по свойствам мономеров позволяет очищать (протравливать эмаль и дентин) и создавать гибридный и бондинговый слои одновременно. Например, Бондинг Etch Prim 3,0 содержит пирофосфорный мономер, который протравливает эмаль и растворяет жировой слой дентина. За счет этого пирофосфат с НЕМА может проникать в дентиновые канальцы и образовывать гибридный слой. Под действием полимеризации протравливающее действие праймера прекращается. При этом фосфат встраивается в полимерную решетку.

С химической точки зрения специфическая особенность такой системы заключается в том, что в одной емкости находятся два антагонизирующих элемента: кислота (гидрофильный мономер) и основание (третичный амин светокатализатора). Возможна медленная кислотно-основная реакция между этими компонентами, что уменьшает содержание третичного амина. Следствием этого процесса является снижение светополяризуемости и силы сцепления, что сопровождается послеоперационной чувствительностью и краевой разгерметизацией.

Растворитель адгезивной системы влияет на скорость кислотно-основной реакции. Системы, содержащие ацетон, более "летучие", но лучше высушивают поверхность.

39

Зс

Спиртосодержащие системы лучше сохраняют растворитель, но хуже высушивают. Ухудшение качества при хранении этой адгезивной системы происходит быстрее, чем у ацетонсодержащей.

Имеет значение и степень кислотности смолы. Чем ниже рН, тем быстрее идет процесс разрушения Например, в материале Single-Bond с рН = 4,6 разрушение идет медленнее, чем в Optibond-Solo с рН = 2,1.

Таким образом, продолжительность жизни адгезива зависит от потери растворителя и понижения способности к светоотверждению.

Это поколение адгезивных систем являются универсальными адгезивами, которые можно использовать с композитами разных поколений и фирм. Тем не менее, лучше использовать композит и адгезив одной и той же фирмы. При работе с этими адгезивами применяется техника так называемого влажного соединения, когда после протравливания и отмывания дентин не высушивают, а промокают, так как влага способствует формированию выраженной гибридной зоны.

Отечественная медицинская промышленность освоила производство современных композиционных материалов различного состава и назначения. Цветовая гамма обеспечивается тремя цветами в соответствии с расцветкой, принятой для пластмасс. Композиты химического отверждения выпускаются в форме паст (основной и катализной):

• Комподент (ТОО "Стомахим") ~ макрофил, органическая основа - нелетучие диметакрилаты, наполнитель - молотый природный кварц до 80%. Материал класса А, типа 1;

• Комподент-М - микрофил, органическая основа - нелетучие диметакрилаты, наполнитель - диоксид кремния до 80%. Материал класса А, типа 1;

• Призма (выпускается по лицензии фирмы "Dentsply", США). Материал класса А, типа 1.

Композитные материалы химического отверждения применяются с изолирующими подкладками, покрывающими дентин кариозной полости (СИЦ и др.). В глубоких полостях предварительно накладывается лечебная подкладка с гидроокисью кальция. После наложения прокладки протравливаются края эмали, адгезия материала обеспечивается эмалевым адгезивом (смешанные в равных соотношениях

перекисная и акселераторная жидкости), который наносится кисточкой на участок протравленной и высушенной эмали и подсушивается легкой струей воздуха. Материал вносится 1-2 порциями и моделируется гладилкой или эластичной матрицей, которая удаляется после затвердевания материала. Сравнительная характеристика отечественных и зарубежных композитов химического отверждения представлена в табл. 1.

Таблица 1

Наименование показателя	Стандарт ISO 7489	Стомафил de Trey	Cheramfil «VOCO»	Ionobond
Время твер­дения, мин	не более 5	4,5-5	4,5	4,5
Рабочее время, мин	не менее 1,75	1,75-2,5	2,0	2,0
Прочность при сжатии, МПа	не менее 125	135	135	135
Содержание водопоглощаю-щих веществ, %	не более 0,7	0,4-0,6	0,37	0,37-0,50
Непрозрачность (опаковость), относит, ед.	0,35-0,90	0,55-0,65	0,5	0,5

Отечественная промышленность выпускает следующие композиты светового отверждения:

- Комподент С (ТОО "Стомахим"). Органическая основа - нелетучие метакрилаты, наполнитель - измельченный природный кварц (более 80%). Материал класса А, типа 2;

- Фолакор С (ТОО "Радуга России"). Наполнитель - бариевое стекло (до 80%). Материал класса А, типа 2;

- Призмафил (вместо Стомадента С) выпускается по лицензии фирмы "Densply" (США). Микрогибридный композит, в органическую основу которого введен бариево-алюминиевый наполнитель. В состав комплекта входит жидкий адгезив. Материал класса А, типа 2.

Сравнительная характеристика отечественных и зарубежных композитов светового отверждения приведена в табл. 2.

41

40

Таблица 2

Показатель	ISO 4049	Компо-дент «Стома- хим»	Consise «ЗМ»	Alfocomp «VOCO»	Prisma «Dent-sply»
Рабочее время, мин.	2,5	не менее 1,5	1,3	2,0	1,5
Время твердения, мин.	5,0	не более 5,0
Прочность при диамет­ральном разрыве, МПа	34 - 37,5		35,5	34,0	29,0
Прочность на изгиб, МПа	51 - 52,3	не менее 50,0
Твердость по Хепплеру, Н/мм2	1120,0	не менее 1120,0	910,0	860,0	790,0