Полимеризация композитов

Полимеризация композитных пластмасс инициируется свободными ра­дикалами, которые могут образоваться следующими способами:

-Тепловой реакцией (нагреванием).

-Химической реакцией.

-Фотохимической реакцией.

Инициация нагреванием в настоящее время в терапевтической стомато­логии практически не применяется из-за неудобства и наличия других, бо­лее простых методик. Исключение составляют случаи, когда производится восстановление зубов лабораторно изготовленными вкладками или вини-рами (адгезивными облицовками), дополнительно подвергаемыми воздей­ствию температуры для увеличения степени полимеризации композита, что способствует повышению его прочности.

Химически активируемые композиты (композиты химического отверждения, самотвердеющие /self curing/ композиты) представляют собой двухкомпонентные системы («паста-паста»; «порошок-жидкость»). Один ком­понент содержит химический активатор, другой - химический инициатор полимеризации. При смешивании этих компонентов образуются свобод­ные радикалы, начинающие реакцию полимеризации.

Преимущество химической активации - это равномерная полимериза­ция, независимо от глубины полости и толщины пломбы. Однако, по окончании полимеризации в пломбе, как правило, остается активатор (термоамин), со временем подвергающийся химическим превращениям, в результате которых происходит потемнение пломбы (так называемое «аминовое окрашивание»).

Другим недостатком композитов химического отверждения является то, что полимеризация начинается сразу после смешивания компонентов. В результате меняется вязкость материала в процессе пломбирования. Если «просрочить» время внесения материала в полость, то изменятся его свой­ства: прочность, адгезия. Такое ограниченное время работы с композитами химического отверждения ухудшает манипуляционные свойства материа­ла, затрудняет работу врача.

В последнее время многие стоматологи отказываются от самополимеризующихся композитов и предпочитают светоотверждаемые материалы.

Светоотверждаемые (светоактивируемые) композиты (фотополимеры) - важный и существенный успех стоматологии. Они представляют собой однопастные системы. Механизм полимеризации их такой же, как и матери­алов химического отверждения, только активация полимеризации осуще­ствляется не химическим активатором, а фотонной (световой) энергией. В 1970 году были внедрены материалы, активируемые ультрафиолетовыми лучами (УФЛ), а в 1977 году - видимым светом галогеновой лампы (голубая

часть спектра).

Для полимеризации светоотверждаемых композитов в настоящее время используют специальные активирующие лампы - установки для фотополи­меризации, дающие высокоинтенсивный голубой свет (длина волны - 400-500 нм).

Галогеновые активирующие лампы имеют ряд преимуществ перед ультрафиолетовыми:

-большая проникающая способность (у галогеновых - до 3 мм; у ультрафиолетовых - до 1,5 мм);

-относительная безвредность (УФЛ вызывают расстройства зрения, обладают канцерогенным действием, хотя и при работе с галогеновой лампой для защиты глаз требуются «оранжевые» очки); ,

сохранение мощности галогеновых ламп на протяжении всего перио­да пользования ими (УФ лампа снижает свою мощность по мере пользования, что требует постоянных контрольных проверок и изменения (увеличения) экспозиции).

В настоящее время ведутся работы по совершенствованию приборов для фотополимеризации.

Некоторые фирмы выпускают лампы с т.н. «мягким стартом», которые первые 10 секунд дают световой поток пониженной интенсивности, при этом начинается полимеризация, но «напряженность» полимеризационной усадки в данном случае меньше, чем при обычном режиме светооблучения. Затем интенсивность светового потока увеличивается. Такой режим фотополимеризации, по мнению фирм-производителей, позволяет умень­шить вредное влияние полимеризационной усадки на ткани зуба, снизить риск постпломбировочных осложнений. Аналогичный эффект дают лам­пы, работающие в импульсном режиме, однако, широкого распростране­ния в клинике они не получили из-за вредного влияния импульсного света на зрение врача и его ассистента.

Другое направление в создании активирующих ламп - использование очень мощного источника света - порядка 1000 V - это позволяет произве­сти отверждение порции материала в течение пяти секунд вместо двадцати, однако, в данном случае следует предусмотреть меры, направленные на профилактику неблагоприятных последствий быстрой усадки композита.

В настоящее время также ведутся работы по применению лазеров и плаз­мы для полимеризации пломбировочных материалов.

Светоотверждаемые композиты имеют ряд преимуществ перед компози­тами химического отверждения:

-не требуют смешивания компонентов;

-не меняют вязкость в процессе работы;

-позволяют более длительное время моделировать пломбу;

-полимеризация осуществляется «по команде» (т.е. по решению врача);

-позволяют работать «без отходов», т.е. брать ровно столько материала, сколько нужно;

-не темнеют из-за химических превращений входящих в них компонен­тов;

-светоотверждением достигается более высокая степень полимеризации;

-применение светоотверждаемых материалов позволяет улучшить каче­ство пломбы.

Недостатки светоотверждаемых композитов:

-большие затраты времени при наложении пломбы из этих материалов (при применении светоотверждаемых композитов для наложения од­ной пломбы, точнее, для лечения одного зуба по поводу кариеса, требуется 40-60 минут, а при использовании материалов химического отверждения - 25-30 минут);

-большая стоимость пломб из фотополимеров (сам по себе материал более дорогой и в стоимость пломбы «закладывается» стоимость активирующей лампы (галогеновая лампа рассчитана примерно на 4000 циклов по 20 сек каждый, т.е. примерно на 800 пломб);

-свет лампы вреден для глаз (требуется применение защитных приспособлений: защитный экран на световоде, защитные очки).

Необходимо помнить, что фотополимеры не имеют неограниченного времени применения. Медленная полимеризация может инициироваться солнечным светом, светом ламп в кабинете (особенно - ламп дневного све­та), светильником стоматологической установки (особенно, если в нем ус­тановлена галогеновая лампа).

Несмотря на то, что свет, излучаемый лампой для фотополимеризации, предварительно проходит через светофильтр для нейтрализации ультрафи­олетовых лучей и уменьшения яркости, длительная световая экспозиция может нанести вред сетчатке глаза или привести к перегреву тканей зуба и полости рта пациента. Поэтому не следует превышать рекомендуемое вре­мя облучения, смотреть долго и с близкого расстояния на процесс фотополимеризации. Рекомендуется использование фотозащитного экрана или очков, эффективно задерживающих свет с длиной волны до 500 нм (свето­фильтры оранжевого цвета). Не рекомендуется также смотреть на конец световода, излучающего световой пучок, и на свет, отражаемый от поверх­ности зубов. Не желательно применение светоотверждаемых материалов у пациентов с повышенной восприимчивостью к свету, возникшей после операции удаления катаракты, после приема фотосенсибилизирующих препаратов и т.д.

Необходимо аккуратно обращаться со световодом во избежание повреж­дения полированного края. Не допускается контакт световода с пломбиро­вочным материалом, не прошедшим стадию полимеризации, так как за­грязнение наконечника ведет к снижению интенсивности светового излу­чения и, как следствие, - ухудшению качества фотополимеризации. В слу­чае наличия затвердевшего материала на световоде нужно удалить его ног­тем или пластмассовым инструментом. Металлические инструменты для этих целей применять не следует во избежание нанесения царапин на по­лированную поверхность световода. Рекомендуется еженедельно проверять интенсивность излучения лампы специальными лайтметрами (люксметрами, радиометрами). Считается, что интенсивность света должна быть более 300 mV/см2. Такая светосила обеспечивает эффективную полимеризацию материала на глубину 3 мм за время, рекомендованное фирмой-производителем композитного материа­ла. При силе света 200-300 mV/см2 следует увеличить время воздействия. Светосила менее 200 mV/см2 не обеспечивает полноценной полимериза­ции. В этом случае прибор либо должен быть заменен, либо проверен на дефект лампы или фильтра.

Следует помнить, что увеличение степени полимеризации композита способствует повышению его прочности, поэтому лучше увеличить время воздействия света, особенно при темных цветах материала. Совершенно справедливой представляется в этой связи рекомендация А.Ж.Петрикаса (1994): «...передержать лучше, чем недодержать».

Кроме того, следует учитывать, что за время облучения композита акти­вирующей лампой полимеризация происходит лишь на 50%, в последую­щие 24 часа - еще на 40% и на 10% - в течение 7 дней. Также надо учиты­вать, что остатки амальгамы, металлические штифты и т.д. образуют тень при облучении, поэтому пломбы в таких случаях целесообразно облучать с двух - трех направлений.

Все композитные пломбировочные материалы подвержены полимеризационной усадке, достигающей 2-5% объема. Причиной ее является умень­шение расстояния между молекулами мономера в процессе полимериза­ции с 3-4 до 1,54 ангстрем. При достаточно толстом слое композита это мо­жет приводить к дебондингу (нарушению связи между пломбой и стенкой полости), болевым ощущениям после пломбирования, а иногда даже - к трещинам и отлому буфов. С целью уменьшения усадки в компо­зитах повышают содержание неорга­нического наполнителя, применяют систему дентинных и эмалевых адгезивов и бонд-агентов, при пломбиро­вании используют методику послой­ного приращения и другие техничес­кие приемы.

Как известно, композиты химичес­кого отверждения дают усадку к цен­тру пломбы. Усадка же светоотверждаемых материалов идет по направле­нию к источнику света. Одним из самых простых и распро­страненных приемов уменьшения вредных последствий полимеризационной усадки светоотверждаемого композита является послойное внесение его в полость и такая же послой­ная его полимеризация. Первым техническим приемом, направленным на уменьшение вредных последствий полимеризационной усадки, стал метод U-образного внесения материала. Он рассчитан на трехточечную фиксацию композита и предотвращение стягивания бугров зуба.

Учитывая, что усадка светоотверждаемого композита происходит в сто­рону источника света, был разработан метод направленной полимериза­ции, при котором внесение материала в полость и отверждение каждой порции осуществляют в заданном направлении с учетом направления усад­ки и возможности её дальнейшей компенсации.

Оптимальная толщина порции композиционного материала - 1,5-2 мм. При этом толщина первой порции его должна быть еще меньше - пример­но 0,5 мм. При наложении последнего (поверхностного) слоя моделирует­ся рельеф реставрируемой поверхности (бугры, бороздки, валики и т.д.) Сначала луч полимеризационной лампы необходимо направлять на мате­риал через эмаль или режущий край. Обычно направление светового пото­ка перпендикулярно склеиваемой поверхности требуется в течение первых 10-15 сек облучения. За это время происходит основная усадка полимеризи­руемой порции. Затем световод располагают на минимально возможном расстоянии перпендикулярно поверхности композита. Расстояние между излучателем и пломбой должно быть минимальным и не более 5мм.

Эта методика наложения пломбы позволяет уменьшить полимеризационную усадку, улучшить краевое прилегание, так как каждый последующий слой заполняет трещины, образующиеся при отверждении предыдущего слоя.

При пломбировании передних зубов, когда с вестибулярной поверхнос­ти оставлен тонкий слой эмали, не имеющий подлежащего дентина, более целесообразно направлять свет активирующей лампы на пер­вую порцию композита не с язычной поверхности, а с вес­тибулярной.

При пломбировании кон­тактных поверхностей III, IV и особенно II класса по Black для полимеризации первой порции композита на придесневой стенке световой поток целесо­образно направить из межзуб­ного промежутка. Та­кое направление светового по тока можно обеспечить при использовании специальных светопроводящих клиньев, прозрачных матриц и конусовидных насадок на световод.

Такая техника пломбирования создает условия для улучшения качества полимеризации и для оптимальной адаптации пломбы к стенке полости в этом участке - зоне повышенного риска возникновения «рецидивного» ка­риеса.

После наложения, отверждения пломбы на контактной поверхности и снятия матрицы рекомендуется дополнительно осуществить облучение межзубного промежутка со щечной и язычной (небной) стороны по 20 сек.

Новым словом в терапевтической стоматологии явилось появление ком­позитов с редуцированной усадкой. Это их свойство позволяет отказаться от трудоемкой и довольно дорогостоящей техники направленной полиме­ризации, использовать более дешевые и простые в употреблении металли­ческие матрицы и деревянные клинья, упростить процесс пломбирования, сократить примерно на 30% вре­менные затраты. Эти материалы, после применения адгезивной сис­темы, вносят в полость горизон­тальными слоями и полимеризуют светом лампы, световод при этом располагают на минимально воз­можном расстоянии и перпендику­лярно поверхности композита. Такими материалами являются: «Filtek Z-250» и «Filtek Р-60» (ЗМ), «Solitaire 2» (Heraeus/Kulzer), «Defi­nite» (Degussa), «SureFil» (DeTrey/Dentsply) и др.

Еще одним важным моментом в технике пломбирования светоотверждаемыми композитами являет­ся положение об ингибированном слое. Это - поверхностный слой отвержденного композита. Процесс полимеризации в нем ингибируется кислородом воздуха. По составу он напоминает ненаполненную адге­зивную систему и состоит из сво­бодных радикалов полимерной ма­трицы. Внешне этот слой выглядит как блестящая, «влажная», липкая пленка на отвердевшей поверхнос­ти материала, которая легко снима­ется инструментом или влажным валиком.

Ингибированный слой, являясь как бы побочным продуктом про­цесса отверждения композита, создает условия для качественного соедине­ния новой порции материала с ранее полимеризованной. При внесении, конденсации каждой последующей порции композита и пластической об­работки Ингибированный слой удаляется (выдавливается), и материал при­клеивается к уже отвержденной поверхности.

При пломбировании вносимая порция композита приклеивается к по­верхности, отрываясь инструмента. При попытке отделить порцию компо­зита от склеиваемой поверхности, она должна деформироваться, но не отде­ляться. Пломба должна выглядеть монолитной. Наличие белых полосок в глубине или на поверхности пломбы свидетельствует об отсутствии склеива­ния между слоями композита или между пломбой и тканями зуба.

Ингибированный кислородом поверхностный слой обладает повышен­ной проницаемостью для пищевых красителей, подвержен повышенному абразивному износу, легко повреждается инструментом и, согласно требованиям стандартной техники применения композитов, должен быть уда­лен.

С этой целью все доступные поверхности пломбы (реставрации) обра­батываются шлифовальными и полировальными инструментами до обна­жения прочного, хорошо полимеризованного материала.

При отверждении композита под колпачком или матрицей, т.е. без досту­па кислорода, наружный слой полноценно полимеризуется и образует проч­ную, гладкую, глянцевую поверхность, не требующую обработки. В то же время, некоторые авторы высказывают мнение, что в этом случае поверхно­стный «блестящий» слой содержит пониженное количество наполнителя, а следовательно, - имеет меньшую прочность, повышенный абразивный из­нос и должен быть сошлифован при окончательной обработке пломбы. Еди­ного мнения по данному вопросу до сих пор не выработано. Мы являемся сторонниками проведения полноценного шлифования и полирования пломбы даже при твердении композита под колпачком или матрицей.

Иногда возникает необходимость предотвращения образования ингибированного слоя на поверхности композита. Особенно важно это в тех слу­чаях, когда полноценную обработку поверхностного слоя композита про­извести затруднительно: при пломбировании поддесневых полостей, фик­сации на композит вкладок, виниров, изготовлении адгезивных облицовок прямым способом. В таких случаях применяют химически инертные, не пропускающие кислород защитные глицериновые гели. Использование ге­ля обеспечивает полное отверждение композита до самой поверхности без образования ингибированного слоя. Примерами таких препаратов могут служить «Cover Gel» (Voco), «DeOx» (Ultradent), «Airblock» (Dentsply), «Liquid Strip» (Vivadent).

Если в процессе пломбирования в полость попадает кровь, ротовая или десневая жидкость, свойства ингибированного слоя нарушаются, поверх­ность даже после тщательного просушивания, утрачивает способность со­единяться со следующим слоем композита. В таком случае требуется очи­щающее 10-секундное травление и нанесение адгезивной системы, после чего пломбирование продолжается.