Модуль 2. «Пломбувальні матеріали та ендодонтія»

Змістовий модуль 3. «Пломбувальні матеріали».

Тема 7. «Композиційні матеріали: класифікація, склад. Композиційні матеріали хімічного способу затвердіння: позитивні та негативні якості, показання до використання, методика застосування».

1. Актуальність теми

В останні роки у стоматологічній практиці все ширше використовуються композиційні матеріали. Висока увага фахівців до цих матеріалів пов’язана з рядом їх позитивних властивостей: високими естетичними якостями, міцністю, стійкістю кольору, міцним зв’язком з тканинами зуба, тощо. Тому для правильного вибору композиційного матеріалу і використання його в конкретних клінічних ситуаціях необхідно мати уяву про хімічний склад матеріалів цієї групи, основні властивості, позитивні сторони та недоліки, методику їх приготування і застосування.

2. Навчальні цілі заняття

Конкретні:

Ознайомитись: з методикою пломбування каріозних порожнин композиційними матеріалами хімічного твердення.

Знати:

- Знати анатомію постійних зубів;

- Знати класифікацію каріозних порожнин за Блеком;

- Основні компоненти композиційних пломбувальних матеріалів;

- Класифікацію композиційних матеріалів;

- Фізико – механічні властивості композитів;

- Показання до застосування композиційних матеріалів;

- Кислотне протравлювання: види, методика;

- Класифікацію адгезивних систем;

- Правила роботи з адгезивними системами;

- Сучасні композити хімічної полімеризації;

- Знати інструменти для приготування пломбувального матеріалу і

додаткові засоби для пломбування каріозних порожнин;

- Знати методи відновлення контактного пункту;

- Знати матеріали для прокладок, методику їх застосування;

- Знати інструменти, які застосовуються для шліфування і полірування

пломб;

- Методику приготування і пломбування композиційними

матеріалами хімічної полімеризації

Вміти:

- препарувати каріозні порожнини І-V класів;

- зробити правильний вибір матеріалу залежно від клінічної ситуації;

- провести протравлювання;

- оволодіти навичками терапевтичних маніпуляцій при роботі з

адгезивними системами;

- оволодіти навичками терапевтичних маніпуляцій при роботі з

композиційними матеріалами хімічної полімеризації;

- змішувати композит та вносити його в каріозну порожнину;

- шліфувати і полірувати пломби із композиційних матеріалів

3. Зміст навчального матеріалу

Композитний матеріал — комплексна сполука, основу якої складає органічна полімерна смола, до якої для поліпшення властивостей уведений неорганічний наповнювач. Ці компоненти хімічно не зв'язані один з одним. Для поліпшення утримання органічними мономерами часточок неорганічного наповнювача їх обробляють біполярними молекулами поверхнево-активних речовин — силанів. При поєднанні органічної та неорганічної основ матеріал набуває покращених властивостей, які не можуть бути отримані при використанні кожного з цих компонентів окремо.

Згідно з міжнародним стандартом (ІБО), основними ознаками композитів є:

1. Наявність полімерної матриці, як правило, на основі сополімерів акрилових

і епоксидних смол.

2. Наявність більше 50% за масою неорганічного наповнювача.

3. Обробка часток наповнювача спеціальними поверхнево-активними речовинами

(силанами), завдяки яким він вступає в хімічний зв’язок з полімерною матрицею.

Класифікація композитних матеріалів

A. За розміром частинок наповнювача:

• макронаповнені (розмір часточок 8—12 мкм);

• мінінаповнені (розмір часточок 1—5 мкм);

• мікронаповнені (розмір часточок 0,04—0,4 мкм);

• гібридні (суміш часточок різного розміру: від 1—2 мкм до 0,001 мкм).

їх підрозділяють на:

— макрогібридні (поєднання макрочасточок розміром 8—12 мкм і мікро-

часточок 0,01 —0,001 мкм);

— мікрогібрідні (гібридні композити з розміром часточок 1—2 мкм і мікро-

часточок 0,01—0,001 мкм, середній розмір часточок 0,5—0,6 мкм);

нанонаповнені (нанокомпозити, мікрометричні, трьохфазного наповнення)

— містять часточки 1—2 мкм, 0,01—0,001 мкм і наночасточки

розміром менше 0,001 мкм.

B. За способом тверднення:

1. Хімічної полімеризації — полімеризація відбувається за рахунок системи

ініціації полімеризації, компоненти якої входять до складу композита;

2. Світлової полімеризації — полімеризація відбувається під дією світла з

довжиною хвилі 400—500 нм (оптимальна 470 нм);

3. Теплової полімеризації — полімеризація відбувається під впливом

поєднання систем ініціації хімічної, світлової полімеризації і тепла. Ці

матеріали використовують для виготовлення зубних протезів;

4. Для забезпечення більш повної полімеризації матеріалу в клінічних

умовах застосовують подвійну полімеризацію: хімічно-світлову.

C. За консистенцією:

• "традиційні" композити пастоподібної консистенції;

• текучі композити;

• конденсовані (в’язкі) композити.

Д. За призначенням:

• для пломбування жувальних зубів;

• для пломбування фронтальних зубів;

• універсальні композити.

Е. За об'ємом наповнення:

• "сильнонаповнені" ("heavy-filled") — містять понад 75% за масою або

56% за об'ємом неорганічного наповнювача;

• "середньонаповнені" — містять неорганічний наповнювач за масоюв

межах 75—66%, а за об'ємом — 56—50%;

• "слабконаповнені" ("lightly-filled") — містять неорганічного наповнювача

за масою66% і менше, а за об'ємом — 50% і менше.

Хімічний склад композитних матеріалів

А. Полімерна матриця композитів (органічний матрикс):

• Мономер;

• ініціатори полімеризації;

• інгібітори полімеризації;

• стабілізатори;

• барвники та пігменти;

• силани.

В. Наповнювач (дисперсна фаза):

• плавлений та кристалічний кварц;

• алюмосилікатне, барієве, борсилікатне скло;

• кремнію діоксид;

• барій;

• стронцій;

• цирконій;

• фарфорова мука;

• алмазний пил.

Розмір часточок від 45 мкм до 0,04 мкм.

С. Поверхнево-активні речовини (силани або міжмолекулярна фаза, апретируючі речовини) - кремнійорганічні сполуки, які є біполярними зв'язуючими агентами, що з'єднуються хімічним зв'язком з одного боку - з неорганічним наповнювачем, з іншого - з органічною матрицею.

Властивості композитних матеріалів

A. Фізико-механічні властивості

Сучасним композиційним матеріалам властива дуже висока механічна міцність — в середньому 350—370 МПа, яка при стисканні досягає 420 МПа, а при згинанні 150—170 МПа.

B. Полімеризаційна усадка

Композиційні матеріали під час полімеризації зазнають полімеризаційної

усадки, що виникає внаслідок взаємного зближення часточок під впливом сил

Ван дер Ваальса. Величина усадки зумовлена кількістю органічних мономерів:

полімеризаційна усадка тим менша, чим більше часток наповнювача містить

композит. Для матеріалів з макронаповиювачами (традиційні й гібридні композити)

вона становить 1—2,5 %, для в'язких матеріалів — 1,5—1,6 %.

Композити дають об’ємну усадку.

Усадка фотополімерних композитів направлена переважно до джерела світла. Полімеризація фото-композиційного матеріалу починається в місці його першого контакту з променем фотополімеризаційної лампи, отже, усад ка матеріалу виникає на боці, протилежному променю світла. Зважаючи на цю обставину, світлову полімеризацію шару фотокомпозиту варто починати з боку твердих тканин зуба чи раніше нанесеного шару композитного матеріалу. За такої методики шар матеріалу приєднується до стінки порожнини чи до раніше нанесеного шару композиту. В іншому випадку (початок полімеризації з боку поверхні нанесеного шару композиту) можливий відрив полімеризованого шару від поверхні твердих тканин зуба внаслідок полімеризаційної усадки матеріалу. Це може призвести до виникнення так званої післяопераційної чутливості (гіперемії пульпи).

У композитах хімічного тверднення полімеризація починається і проходить

відносно рівномірно у всій товщі матеріалу, і полімеризаційна усадка направлена

в бік тканин з вищою температурою, тобто у бік стінок каріозної порожнини. Тому його усадка найбільш виражена на поверхні нанесеного шару композиту і компенсується внесенням матеріалу у каріозну порожнину з деяким надлишком. Усадка композитів хімічної полімеризації, що відбувається після внесення матеріалу до порожнини, складає приблизно 1% (частково усадка відбувається у момент замішування матеріалу). Величина усадки залежить від виду використаного матеріалу і способу усунення дефекту.

При пломбуванні каріозних порожнин II класу для досягнення повної

полімеризації матеріалу рекомендується використовувати світло-провідні клини, які безперешкодно пропускають світловий потік.

У великій і глибокій каріозній порожнині полімеризація першого шару композиту, розташованого на дні чи у приясенній стінці, утруднена. Внаслідок полімеризаційної усадки може утворитися щілина між матеріалом і твердими тканинами зуба. Компромісне рішення — сендвіч-техніка із застосуванням склоіономерів для першого шару в найглибших і важкодоступних для променя полімеризаційної лампи ділянках каріозної порожнини. У подальшому порожнину пошарово (навскісними шарами) заповнюють композиційним матеріалом.

Негативні наслідки полімеризаційної усадки:

— послаблення зв'язків органічної матриці;

— утворення внутрішніх тріщин матеріалу з подальшим розколюванням і

відломами;

— порушення крайового прилягання й утворення щілини внаслідок

мікропідтікання;

— збільшення пористості матеріалу;

— збільшення поверхні матеріалу, що зазнає корозії.

У процесі полімеризації композиту виникають напруги на межі пломби з

тканинами зуба (полімеризаційний стрес). Це явище може стати причиною дебондингу — відриву матеріалу від дна або стінок порожнини, появи больових відчуттів після пломбування, виникнення тріщин емалі, відлому горбків та інших небажаних наслідків.

З метою зменшення усадки полімеризації композитів і запобігання негативним наслідкам цього явища при пломбуванні використовують наведені нижче спеціальні методики і технічні прийоми.

1. Застосування адгезивних систем дозволяє збільшити силу зчеплення матеріалу з тканинами зуба, завдяки чому сили, що виникають внаслідок полімеризаційної усадки, не можуть зруйнувати це з’єднання.

2. Пошарове внесення композиту в порожнину і пошарова його полімеризація.

Оптимальна товщина шару композиційного матеріалу 1,5—2 мм. При цьому товщина першого (адаптивного) шару, який накладають на дно і стінки порожнини, має бути ще меншою, приблизно 0,5 мм.

3. Метод направленої полімеризації був розроблений з урахуванням того, що

усадка фотополімерного композиту відбувається у бік джерела світла. За цією методикою промінь полімеризаційної лампи направляють на матеріал через тканини зуба, до яких "приклеюють" композит.

4. Використання в'язких композитів зі зменшеною усадкою (1,6—2 об.%)

дозволяє вносити матеріал у порожнину горизонтальними шарами.

5. Створення адаптивного шару, коли на дно і стінки каріозної порожнини

наносять тонкий шар еластично текучого композиту. Ці композити незалежно

від напрямку променя світла не відриваються при полімеризації від дна порожнини, а усадка утворюється на поверхні шару композиту.

6. Використання техніки "м'якого старту"(soft start) при світлоопроміненні

композиту також дозволяє зменшити полімеризаційний стрес. За данною методикою в процесі фотополімеризації потужність світлового потоку лампи поступово зростає протягом перших 10—20 с до оптимального значення. При фотополімеризації композиту в режимі soft start, полімеризаційні напруги в товщі пломби на межі з тканинами зуба розвиваються повільніше і не приводять до руйнування матеріалу та відриву його від стінок порожнини.

С. Сорбція води

Сорбція води виникає внаслідок явища капілярності: в мікронаповнених матеріалах вона більша (1,5—2 мг/см2), ніж у макронаповнених і гібридних (0,2—1,1 мг/см2).

Гібридні матеріали відзначаються мінімальною сорбцією води, що зумовлено

низьким відсотковим вмістом гідрофобної за своєю хімічною природою органічної фази.

Внаслідок сорбції води в пломбі з композитного матеріалу відбуваються

такі зміни:

1. Збільшення об'єму пломби, розширення матеріалу і як наслідок компенсація полімеризаційної усадки. Хоча це й позитивний процес, але його не варто переоцінювати.

2. Послаблення зв'язків між мономером і наповнювачем, що погіршує такі

властивості, як міцність при стисканні та при згинанні, стійкість до стирання, модуль еластичності.

3. Зниження адгезії до тканин зуба, що призводить до порушення крайового

прилягання пломби;

4. Погіршення естетичного вигляду пломби внаслідок зміни її прозорості.

Після завершення процесу полімеризації композитного матеріалу його

розчинність незначна — усього 0,01—0,06 мг/см2. Різна сорбція води і розчинність

композиційних матеріалів зумовлені:

— видом і кількістю мономеру — матеріали на основі ІЮМА (уретандиме-

тилметакрилата) характеризуються меншою сорбцією води і розчинністю;

— співвідношенням наповнювача і мономеру — матеріали з великою

кількістю мономеру і відповідно меншою наповнювача, поглинають більше води;

— ступенем полімеризації - скорочення часу світлової полімеризації матеріалу на 25 % спричинює дворазове збільшення сорбції води і 4—6-разове збільшення його розчинності. Як міцність, так і естетичність пломби значною мірою залежать від відповідного ступеня полімеризації.

Сорбція води починається за 4—6 год після пломбування. Найбільш інтенсивно проходить протягом перших 7—10 діб і продовжується близько 28 діб.

Тому в перші дні після пломбування фотополімерним матеріалом, особливо фронтальних зубів рекомендують пацієнту не вживати каву, чай, на курити тощо. Харчові барвники, що містяться в цих продуктах, проникають вглиб композиту (3—5 мкм) і забарвлюють поверхню пломби. Зміна її кольору може виникнути як у випадку використання композитів хімічної полімеризації, так і фотополімерів. Більшість пломб із композитів хімічного твердіння змінюють колір протягом 1-3 років після пломбування через окиснення залишкових третинних амінів ініціаторної системи полімеризації. Пломби з фотополімерних матеріалів більш стійкі до зміни кольору за умови правильної полімеризації матеріалу.

Б. Коефіцієнт термічного розширення (КТР)

Зміна температури в порожнині рота спричиняє розширення і стискання тканин зуба і пломбувальних матеріалів. Коефіцієнт термічного розширення гібридних композитів і компомерів коливається в межах 30 - 60 % К¯¹, що значно перевищує аналогічний показник твердих тканин зубів - у середньому 20 % К¯¹,. Якщо різниця між коефіцієнтом термічного розширення тканин зуба і використаного матеріалу велика, то утворюється крайова щілина, що призводить до мікропідтікання і виникнення вторинного карієсу. Найближчим за цим показником до твердих тканини зубів є ормокери - 22 % К¯¹.

Е. Рентгеноконтрастність

Пломби з композитного матеріалу повинні бути рентгеноконтрастними.

Це необхідно для визначення контурів пломб, наявності навислих країв, недостатнього заповнення каріозної порожнини, крайових дефектів, пухирців повітря, а також вогнищ вторинного карієсу. Рентгеноконтрастність композитних матеріалів забезпечується наявністю елементів з високою молекулярною масою, таких як барій, стронцій. Вони входять до складу скла, з якого виготовляють часточки неорганічного наповнювача.

Б. Пружність

Модуль пружності визначає стійкість матеріалу до деформації. Він залежить

від складу та величини молекул мономерів органічної фази, а також від міцності з'єднання матриці з наповнювачем. Композитні матеріали з великим вмістом наповнювача мають вищий модуль пружності, ніж дентин, — 18,5ГПа, але менше ніж емаль — 82,5 ГПа. Значне розходження модулів пружності матеріалу і тканин зуба може спричинити деформацію і відколювання матеріалу.

в . Пористість

Усім композитним матеріалам властива пористість, яка сприяє ретенції

барвників, утворенню колоній бактерій, а також погіршує косметичний вигляд

пломби. Композити світлової полімеризації менш пористі порівняно з матеріалами хімічного тверднення.

Мінімальну пористість мають гібридні композити (0,18—2,5 %), більшу —

мікронаповнені (0,3—3,8 %) і максимальну - макронаповнені матеріали (0,7-8,4 %).

Ступінь пористості залежить від:

— кількісного співвідношення мономеру і наповнювача;

— способу підготовки матеріалу і маніпуляцій при внесенні його до

порожнини зуба. Під час замішування матеріалу хімічної полімеризації утворюються пухирці повітря, що спричинюють пористість. Значно меншу пористість мають фотокомпозити, які вносять за допомогою шприца-дозатора безпосередньо у каріозну порожнину;

— ушкодження преполімеризованих часток наповнювача;

— сорбції води.

H. Корозія

Хімічний вплив ротової ріднини спричиняє гідролітичний розпад органічної

фази композита. Корозія призводить до утворення мікротріщин, які згодом можуть спричинити великі відколи композиту. Більш стійкі до корозії матеріали зі значним вмістом наповнювача. Вони забезпечують гладеньку поверхню пломби після полірування, мають гідролітично стабільну органічну фазу і міцний зв'язок між органічною фазою і наповнювачем.