4.2. Классификация стеклоиономерных цементов

 

Классификацию стеклоиономерных цементов принято проводить по ряду признаков. По их применению. Для постоянных пломб (эстетические, упроченные), быстротвердеющие (для прокладок, герметизации фиссур), для пломбирования корневых каналов, для фиксации ортопедических конструкций.

По форме выпуска.

-    порошок-жидкость (порошок – мелкодисперсное алюмофторсиликатное стекло с различными добавками, жидкость – водный раствор сополимера карбоновых кислот с добавкой винной кислоты).

-    порошок (все компоненты находятся в порошке, который замешивается на дистиллированной воде; т.н. Аквацементы).

-    капсулы (порошок и жидкость рафасованы в капсулы с тонкой перегородкой в необходимом соотношении, поэтому при смешивании получается стеклоиономерный цемент с оптимальными свойствами).

-    паста (в тубах или шприцах); не требуют замешивания и отвердевают при облучении   галогеновой лампой.

В зависимости от химического состава  и механизма отвердения.

1.    Классические (порошок-жидкость). Порошок – мелкодисперсное алюмофторсиликатное стекло (размеры частиц 20-50 мкм). Компоненты порошка: диоксид кремния, оксид алюминия, фторид кальция, фториды других металлов (обеспечивающие фторвыделение для профилактики кариеса), фосфат алюминия (обеспечивает прочность и устойчивость к истиранию), соли бария, цинка, стронция и др. (обеспечивают рентгеноконтрастность). Жидкость – водный раствор сополимера поликарбоновых кислот (акриловой, итаконовой, малеиновой) с добавкой изомера винной кислоты. В случае Аква-цементов (только порошок, который замешивается на дистиллированной воде) поликарбоновые кислоты входят в состав исходного порошка в виде кристаллов.

В металлосодержащих стеклоиономерных цементах в состав порошка дополнительно вводятся металлические добавки и сплавы (серебро-олово, серебро-палладий). Отвердение классических  стеклоиономерных цементов происходит по типу ионообменной реакции (отсюда название – стеклоиономер): ионы водорода (присутствующие в водном растворе поликарбоновых кислот) обмениваются с ионами металлов (кальция, алюминия) стекла, ионы кальция и алюминия связывают гидроксильные группы цепей поликарбоновых кислот (образуется матрица полиакрилата металла, в которой расположены непрореагировавшие частицы стекла). В начальной стадии отвердения достаточно быстро формируются кальциевые полиакриловые цепочки. Эта реакция обеспечивает схватывание цемента и длится несколько минут.

Однако эффективность связывания ионами кальция недостаточно высокая и на ранних стадиях отвердевания кальций-полиакриловые цепочки могут растворяться в воде (поэтому цемент должен быть на это время защищен от влаги). Когда ионы кальция прореагировали, вступают в реакцию ионы алюминия и формируются алюминий-полиакриловые цепочки. Трехвалентная природа алюминия (в отличие от двухвалентной кальция) обеспечивает более высокую степень поперечного сшивания и образование пространственной структуры. Именно на этом этапе происходит формирование окончательной матрицы цемента. Завершение второй фазы наступает примерно через 2-3 недели (ускорить процесс отвердения позволяет применение гибридных стеклоиономеров, которые уже на начальном этапе фотополимеризации  в течение ок. 40 сек набирают достаточную прочность). Дополнительно на поверхности стеклянных частиц происходит образование силикагеля (прочная структура). В итоге окончательная структура отвердевшего стеклоиономерного цемента представляет собой частицы стекла, окруженные силикагелем и расположенные в матрице поперечносшитых молекул поликарбоновых кислот (полиакрилата металла).

2.    Гибридные стеклоиономерные цементы (стеклоиономерные цементы, модифицированные полимером). Имеют двойной (химический и световой) или тройной механизм отвердевания. Порошок – мелкодисперсное алюмосиликатное стекло (как и в случае классических стеклоиономерных цементов), иногда с добавками кристаллов сополимера поликарбоновых кислот (как и в случае Аква-цементов). Жидкость – водный раствор  сополимера поликарбоновых кислот (акриловой, итаконовой, малеиновой), концы молекул которых модифицированы присоединением ненасыщенных метакрилатных групп (как у диметакрилатов композитных пломбировочных материалов).

В состав жидкости входит также винная кислота, гидроксиэтилметакрилат и камфарохинон (фотоинициатор). Первой стадией механизма отвердения является реакция связывания концевых ненасыщенных метакрилатных групп поликарбоновых кислот за счет фотоинициированного образования концевых радикалов (фотополимеризация). Вторая стадия – обычная классическая реакция сшивания макромолекул поликислот ионами металлов. Гибридные стеклоиономерные цементы (с двойным механизмом отверждения) имеют улучшенные физико-химические качества, но и существенный недостаток: в участках, недоступных для проникновения света фотополимеризующей лампы, отвердение происходит только за счет классической химической реакции (что сказывается на физико-химических характеристиках стеклоиономерных цементов). Этого недостатка лишены стеклоиономерные цементы с тройным механизмом отверждения (первые две стадии -  как у стеклоиономерных цементов двойного отверждения, а третья стадия – каталитически инициированная полимеризация концевых метакрилатных групп поликарбоновых кислот без воздействия света).

Указанная классификация условна, поскольку в последнее время появилось много модифицированных стеклоиономерных цементов: с добавками полимерных смол,  со специально обработанными мелкодисперсными частицами стекла и т.д.

Очень важное достоинство стеклоиономерных цементов – хорошая химическая адгезия к тканям зуба. Считается, что это происходит вследствие образования хелатных связей  между  гидроксильными группами поликарбоновых кислот и ионами кальция поверхностного гидроксиапатита (аналогично классической химической реакции сшивания при отвердении стеклоиономерных цементов), а также вследствие образования водородных связей карбоксилатных групп с коллагеном (органический компонент зубных тканей).

Среди других достоинств стеклоиономерных цементов – хорошая химическая адгезия к другим пломбировочным материалам (в т.ч. композитам), высокая биологическая совместимость с тканями зуба, близкие к тканям зуба характеристики теплового расширения (что предохраняет от нарушения краевого прилегания пломб), низкий модуль упругости (что позволяет использовать стеклоиономерные цементы в качестве прокладок или базы под реставрацию зубов композитными материалами).

Стеклоиономерные цементы обладают биоактивностью, что связано не только с химической адгезией к структурам зуба, но и с продолжительным фторвыделением и выделением других ионов (алюминия, кальция, стронция; способствуют реминерализации структур зуба при кариозном поражении). Все остальные реставрационные материалы (например, композиты) не являются биоактивными и служат только для восстановления формы и эстетики зуба. В начальный период (около 2-х суток) отвердения стеклоиономерных цементов происходит быстрое высвобождение ионов фтора, которые остаются свободными в пределах стеклоиономерной матрицы. Свободное движение (диффузия) ионов фтора обусловлено тем, что они структурно не связаны с матрицей цемента с способны к миграции в полость рта и в ткани зуба, смежные с реставрацией (пломбой), оказывая при этом кариесостатическое и антибактериальное действие. Выделение ионов фтора (в меньших количествах) происходит и в дальнейшем в течение длительного периода (пролонгированный процесс, более 1 года).

Диффузия ионов фтора в дентин и эмаль вызывает усиление минерализации твердых тканей зуба, уменьшение проницаемости дентина, реминерализацию начальных кариозных повреждений и остановку или замедление оставшегося кариозного процесса. Твердая ткань под стеклоиономерным цементом оказывается более плотной, гиперминерализованной.

Кроме того, стеклоиономерные цементы способны адсорбировать (поглощать) ионы фтора при контакте с фторсодержащими материалами (зубными пастами, гелями, растворами для полосканий), что приводит к повторному обогащению стеклоиономерной реставрации (пломбы) ионами фтора. Поступившие ионы фтора затем медленно высвобождаются в полость рта и ткани зуба, смежные с реставрацией (пломбой). Таким образом, стеклоиономерный цемент действует как резервуар (депо) ионов фтора.

В последние годы стеклоиономерные цементы все чаще используют для герметизации фиссур (в первую очередь – вследствие реминерализующего действия на эмаль в области фиссуры за счет фторовыделения).

По назначению

Выделяют три типа стеклоиономерных цементов:

1. для цементирования;

2. реставрационный;

2.1 — реставрационный эстетический;

2.2 — реставрационный упрочненный.

3. для прокладок — линейных и базисных (фисурные герметики).

Тип 1 (для цементирования).

Достоинства СИЦ типа 2.1

• очень тонкая пленка цемента;

• очень хорошая текучесть;

• прочность на разрыв и устойчивость к истиранию, равная таковым у цинк-фосфатного цемента;

• длительное постоянное выделение фтора;

• высокая биосовместимость.

Особенности:

• прочность на разрыв всего 2—4 МРа, т. е. невозможность использования в качестве ретенционного материала;

• очень низкое значение рН свежезамешанного цемента — нельзя снимать смазанный слой перед цементированием путем травления или кондиционирования;

• ухудшение свойств цемента (растворение) под влиянием ротовой жидкости — не рекомендуется использовать при плохом прилегании конструкции;

• необходимость четкого соблюдения пропорций при смешивании.

Тип 2 (реставрационный).

Подтип 2.1 (реставрационный эстетический).

Достоинства:

• достаточная базовая эстетичность и прозрачность;

• достаточная прочность при использовании по показаниям;

• наличие химической ионообменной связи с тканями зуба, что полностью исключает образование микрощелей.

• длительное постоянное выделение фтора.

Особенности:

• требует четкого соблюдения пропорций при смешивании.

• открытые участки пломбы рекомендуется покрывать изолирующими веществами (лак, адгезивная система);

• на участки дентина, находящиеся на расстоянии менее 1 мм от пульпы, рекомендуется накладывать изолирующую прокладку;

• реставрации при помощи полимермодифицированных стеклоиномерных цементов проводятся по тем же правилам, что и со свето-отверждаемыми материалами;

• шлифование и полирование лучше проводить при следующем посещении под водным орошением.

Подтип 2.2 (реставрационный усиленный).

Достоинства:

• эстетичность и прозрачность;

• прочность при использовании по показаниям;

• наличие химической ионообменной связи с тканями зуба, что полностью исключает образование микрощелей;

• постоянное долговременное выделение ионов фтора;

• плотное краевое прилегание даже в труднодоступных местах;

• возможность некоторых видов паковаться в полость.

Особенности:

• необходимость четкого соблюдения пропорций при замешивании;

• открытые участки пломбы необходимо покрывать изолирующими лаками или адгезивными системами;

• на участки дентина, находящиеся на расстоянии менее 1 мм от пульпы, рекомендуется накладывать лечебную или изолирующую прокладку;

• шлифование и полирование проводят в следующее посещение под водным орошением;

• восстановление культи под протезирование допускается только при наличии более 1/2 коронки зуба с плотным дентином;

• включение металлов увеличивает лишь абразивную устойчивость, остальные параметры, такие как адгезия, прочность на разрыв и др., ослабевают;

• физические характеристики заведомо слабее, чем у композитов, компомеров, амальгамы, золота.

Тип 3 (для прокладок).

Достоинства:

• хорошая биосовместимость;

• герметизация дна полости;

• постоянное долговременное выделение ионов фтора;

• возможность применения как в виде линейных прокладок, так и в виде базовых;

• уменьшение значений усадки композита при работе техникой «сэндвич»;

• удобная консистенция для внесения.

Особенности:

• прокладки всегда должны быть покрыты постоянным пломбировочным материалом;

• нельзя рассчитывать на них как на адгезивный агент;

• если существуют сомнения в возможности достижения герметизации полости при помощи адгезивной системы в границах дентина, следует применять стеклоиномерный цемент

Представители СИЦ:

Для фиксации ортопедических и ортодонтических конструкций:

Fuji-I (GC, Япония), Vitremer (ЗМ, США), Aqua Meron (Voco, Германия), Стион-Ф (Радуга, Россия) - стеклоиономерный цемент для постоянного цементирования ортопедических коронок, мостовидных протезов, вкладок, накладок из любых стоматологических сплавов.

Для пломб:

Fuji-IX (GC, Япония), Vitremer Tri Cure (3M, США), Сегам1их Fil (PSP, Англия), Iono Gem L.G., Стион-РС, Стион-РХ (Радуга, Россия) - классический стеклоиономерный реставрационный (пломбировочный) цемент пакуемой вязкости (термин "пакуемый" означает сохранение формы, приданной материалу еще до стадии его отверждения, что позволяет врачу-стоматологу легко выполнять этап предварительного моделирования). Вследствие высокой устойчивости к истиранию применяют для реставраций (пломбирования) в области жевательных зубов, реконструкции коронковой части зуба.

Для прокладок и основ технологии «сэндвич»:

Fuji-II (GC, Япония), Ceramcom В, Ceramfil В (PSP, Англия), Vitrebond (ЗМ, США), Стион-ПХ (Радуга, Россия) - светоотверждаемый стеклоиономерный цемент. Имеет низкую усадку при отвердевании, поэтому используют в качестве изолирующей прокладки.

Сочетание использования композитов и стеклоиономеров привело к появлению «сэндвич»-техники.

Технология «сэндвич» — это восстановление контуров дентина с использованием стеклоиономера или опака. «Сэндвич»-техника появилась в арсенале современных стоматологов недавно как альтернатива реставраций, полностью состоящих из композиционных пломбировочных материалов.

«Сэндвич»-техника, методика пломбирования:

1. Удалить все участки дентина, пораженные кариесом.

2. При формировании полости нет необходимости следовать классической методике по Блэку, т.е. удалять все шероховатости и неровности ее поверхности. Создание опорных пунктов и дополнительной площадки не обязательно.

3. Пигментированные глубокие фиссуры жевательной поверхности должны быть включены в пределы создаваемой полости.

4. Обязательно финирование эмалевого края. В полостях 5 класса сошлифование краев полости не рекомендуется.

5. Промыть и высушить полость.

6. Следует изолировать зуб от слюны с помощью ватных валиков или коффердама.

7. Наиболее глубокие участки полости нужно изолировать лечебной прокладкой на основе гидроокиси кальция.

8. Рекомендуется использование матриц, изготовленных из нержавеющей стали. На матрицу предварительно наносят тонкий слой вазелина.

9. На сухую внутреннюю поверхность полости (и затвердевшую лечебную прокладку) наносят специальную адгезионную жидкость, которая имеется у большинства стеклоиономеров.

10. Приготовить к употреблению СИЦ и внести его в полость. Распределить материал по всей поверхности полости до эмалево-дентинной границы. Следует обратить внимание на то, что стеклоиономерная основа реставрационной работы не должна выступать из-под восстановительного пломбировочного материала, более того, граница стеклоиономера должна на 1,5 мм не доходить до верхнего края полости. Именно в этих местах цемент под воздействием ротовой жидкости быстро расслаивается.

11. После затвердевания цемента накладывается пломба из 1 композиционного материала по всем правилам, которые описаны в разделе «Композиционные материалы».