Лекция № 5

(терапевтический раздел)

Пломбировочные материалы. Классификация.

Состав, свойства, технология применения.

(Часть 2)

Продолжая первую часть лекции, хотелось бы напомнить основные термины, относящиеся к данной тематике.

Пломбирование – это заполнение дефекта зуба пломбировочным материалом.

Пломбирование обеспечивает восстановление анатомической целостности, функции зуба, нарушенных в результате развития кариеса и его осложнений, травмы зуба, некариозной патологии.

Внесенный в сформированную полость пломбировочный материал, после его отверждения называется пломбой.

В настоящее время существует термин «реставрация».

Под реставрацией подразумевают не только восстановление анатомической и функциональной целостности зуба при его значительном разрушении, но и достижение высокого эстетического эффекта.

Существует термин «художественная реставрация зубов». Как отмечалось в первой части лекции, в настоящее время арсенал реставрационных материалов значительно шире.

Материалы для постоянного пломбирования полостей зубов.

Как уже отмечалось в прошлой лекции, и, помимо этого, на заседаниях студенческого научного кружка, все материалы для постоянного пломбирования подразделяются на следующие три группы:

1. Цементы;

2. Амальгамы;

3. Композиты.

Определенное значимое место среди используемых пломбировочных

материалов занимают стеклоиономерные цементы.

Два основных свойства, позволивших стать стеклоиономерным цементам

одними из наиболее распространенных пломбировочных материалов, это способность связываться с твердыми тканями зуба и выделять фтор.

Химическая адгезия к дентину, эмали и цементу без кислотного протравливания обеспечивается двумя механизмами.

Первый основан на способности карбоксилатных групп макромолекулы полиакриловой кислоты образовывать хелатные соединения с кальцием гидроксиапатита дентина и эмали.

Второй механизм связи основан на сродстве поликарбоновых кислот к азоту белковых молекул, в частности коллагена, что проявляется абсорбцией полиакриловой кислоты на коллагене дентина. Этот механизм связи является предположительным ввиду неполной его доказанности.

Химическая адгезия к большинству материалов, используемых для реставрационных работ, объясняется способностью стеклоиономерных цементов образовывать хелатные и водородные связи с различными субстратами.

Фторзависимый кариесстатический эффект основан на выделении материалом фтора и образовании слоя фторсодержащих апатитов на границе между материалом пломбы и тканями зуба.

Типы стеклоиномерных цементов:

1. Фиксирующие (лютинговые) цементы;

2. Восстановительные (реставрационные) цементы;

1 подтип – для эстетических реставраций;

2 подтип – для нагруженных реставраций;

3. Подкладочные (лайнинговые) цементы.

Стеклоиономерный цемент состоит из двух компонентов – стеклянного порошка и кополимерной кислоты. По сравнению с другими цементами возможно большое количество вариаций композиций состава, что отражается на получаемых свойствах материала.

Порошок. Порошок первых стеклоиномерных цементов состоял из диоксида кремния и алюминия в соотношении 2:1 и содержал около 23% фтора. В настоящее время порошок представляет собой тонко измельченное стекло фторсиликатов кальция и алюминия с размерами частиц 25-40 мкр. Основными компонентами являются диоксид кремния, оксид алюминия, фторид кальция. В состав стекла входят также в небольших количествах фториды натрия и алюминия, фосфаты кальция или алюминия. Непрозрачность для рентгеновских лучей многих цементов обеспечивается добавлением рентгеноконтрастного бариевого стекла или соединений металлов, в частности, оксида цинка.

Соотношение оксида алюминия и диоксида кремния отвечает за реакцию схватывания цемента: реакция с кислотой с выходом ионов начинается при соотношении алюминия и кремния больше, чем 2:1.

Это соотношение у стеклоиономерных цементов выше, чем у силикатных цементов, потому что полиакриловая кислота и ее аналоги слабее фосфорной. Одним из эффектов такого повышения является снижение рабочего времени. В целях достижения оптимального времени работы со стеклоиономерными цементами при неизменном времени их отвердевания были разработаны добавки определенной концентрации винной кислоты к порошку или к жидкости.

Повышение содержания в порошке фторида кальция снижает прозрачность материала, но обеспечивает его кариесстатические свойства за счет увеличения количества фтора. Содержание фторидов (в том числе фторидов натрия и алюминия) имеет значение для температуры плавления стекла, финальной прочности материала и его растворимости.

Существуют материалы, в состав порошка которых входит серебро или частички порошка серебряной амальгамы.

Поликислоты. В качестве полимера применяются комбинации различных поликарбоновых кислот с разным молекулярным весом, формулами и конфигурациями. Для полимеризации обычно используются три ненасыщенные карбоновые кислоты: акриловая, итаконовая и малеиновая. Эти кислоты используются в стеклоиномерных цементах потому, что их полимерыимеют наибольшее количество карбоксильных групп, за счет которых и происходит сшивание цепочек полимера и адгезия к твердым тканям зуба.

Введение модифицирующих добавок – кислот, близких по активности к полиакриловой кислоте, может улучшить характер структуирования системы. Оно способствует экстрагированию ионов металла из стекла и временному связыванию их в растворе, что исключает преждевременное взаимодействие катионов с поливалентыми анионами полиакриловой кислоты. Это повышает скорость затвердевания без уменьшения рабочего времени или даже с его увеличением. Только благодаря добавлению винной кислоты удалось получить стеклоиономерные цементы с оптимальными рабочими свойствами.

Формы выпуска стеклоиономерных цементов.

Водные системы. Содержат смесь поликислоты и воды. Представляют собой порошок, состоящий из тонко измельченного фторалюмосиликатного стекла с необходимыми добавками, и жидкость – водный раствор кополимера карбоновых кислот с добавлением 5% винной кислоты.

Безводные системы. Содержат безводную поликислоту. Представляют собой водно-твердеющие типы цементов, замешиваемые на дистиллированной воде.

Полуводные системы. Имеют промежуточное положение между водными и безводными системами. Поликислота содержится как в виде порошка, так и в виде раствора. Уровни вязкости, толщина пленки и начальная кислотность находятся между соответствующими параметрами водной и безводной форм материала.

Реакция затвердевания стеклоиономерного цемента.

Процесс отвердевания материала проходит три последовательные стадии:

1. Растворение. Подразумевается гидратация, выделение ионов, выщелачивание ионов.

2. Загустевание. Подразумевается первичное гелеобразование, начальное, нестабильное отвердевание.

3. Отвердевание. Подразумевается дегидратация, созревание, окончательное отвердевание.

Стадия растворения. Во время этого процесса перешедшая в раствор

кислота реагирует с поверхностным слоем стеклянных частичек с экстрагированием из него ионов алюминия, кальция, натрия и фтора, после чего на поверхности частичек остается только силикагель, который образуется из оксида кремния при воздействии кислоты, как и при отвердевании силикатного цемента. Протоны (водородные ионы) диссоциированной поликарбоновой кислоты диффундируют в стекло и обеспечивают выход катионов металлов, которые стремятся по законам электростатического взаимодействия к анионным молекулам полимерной кислоты. Окончательно процесс экстрагирования ионов завершается через 24 часа после начала стадии растворения, хотя, в основном, материал твердеет через 3-6 минут. Процесс диссоциации происходит только при наличии воды, присутствующей как растворитель поликислоты, на которой осуществляется замешивание цемента.

Стадия загустевания. Длится около 7 минут. Начальное отвердевание обеспечивается путем быстрого сшивания молекул поликислот ионами кальция.

Стадия отвердевания. Может длиться до семи дней. Известно, что связывание цепей поликислот ионами кальция продолжается в среднем около 3 часов, а ионами алюминия около 48 часов. Данная стадия обеспечивается смешиванием цепей поликислот ионами алюминия.

Окончательная структура отвердевшего материала представляет собой стеклянные частицы, каждая из которых окружена силикагелем и расположена в в матриксе из поперечно связанных молекул поликислот полиакрилата металла. Межфазный слой силикагеля играет роль связующего, образуя соединение с поверхностью непрореагировавшей частицы и с матрицей, за счет чего повышается прочность материала.

Ионы фтора и фосфатов образуют нерастворимые соли, а также комплексы, которые играют важную роль в переносе ионов и их взаимодействии с полиакриловой кислотой.

Недостатки стеклоиономерных цементов химического отверждения.

1. Длительное время окончательного отвердевания при относительно коротком рабочем времени;

2. Сохранение первоначально низкого значения рН в течение длительного времени, что может неблагоприятно влиять на пульпу зуба;

3. Чувствительность к недостатку и избытку влаги во все периоды отвердевания до полного отвердевания цемента, высокая его водорастворимость в первые сутки после отвердевания;

4. Появление микротрещин при пересушивании;

5. Возможность задержки протравочной кислоты при пересушивании – образования, так называемой, кислотной мины, способной пролонгировано действовать на пульпу зуба;

6. Возможность повышенной чувствительности зуба после пломбирования;

7. Непостоянные адгезивные свойства. Снижение адгезии может происходить вследствие просачивания жидкости из дентинных канальцев, особенно, если перед внесением материала в полость дентин подвергался обработке очистительными средствами или растворами кислот;

8. Хрупкость, низкая прочность (около 40% от прочности композитов), высокая истираемость;

9. Недостаточная эстетичность устранения оптической границы между пломбой и тканями зуба, неудовлетворительная полируемость;

10. Возможность наличия токсических ионов.

Результатом исследований, направленных на устранение

вышеперечисленных недостатков явилось создание и внедрение в клиническую практику гибридных стеклоиономерных цементов.

Гибридные стеклоиономерные цементы.

В 1988 году был разработан новый класс стоматологических пломбировочных материалов – стеклоиномерные цементы двойного отверждения, получившие название гибридных цементов, модифицированных полимером.

Состав гибридных стеклоиномерных цементов.

Порошок представляет собой, как и у традиционных стеклоиономерных цементов, рентгеноконтрастное фторалюмосиликатное стекло, иногда с добавлением кополимеризата, как и в безводных стеклоиономерных системах.

Жидкость является раствором кополимера кислот, однако концы молекул поликислот модифицированы присоединением некоторого количества ненасыщенных метакрилатных групп, как у диметакрилатов композиционных материалов. Эти модифицированные радикалы на концах молекул позволяют им соединяться между собой при воздействии света. Помимо этого, в жидкости содержится водный раствор гидроксиэтилметакрилата. Моно– и олигомеры светового отверждения заменили мономеры композита, являясь соединяющим звеном между гидрофильной стеклоиономерной и гидрофобной композитной матрицами. В жидкости, так же, содержится винная кислота, фотоинициатор (типа камфарахинона). Жидкость является фотоактивной, поэтому хранить ее необходимо в темной капсуле.

Реакция отвердевания.

При смешивании порошка и жидкости параллельно происходит две реакции. Одна из них повторяет классическую реакцию отверждения традиционного стеклоиономерного материала – сшивание молекул поликислот ионами металлов с выщелачиванием ионов металла и фтора из стеклянных частичек, выделением фтора и фиксацией к твердым тканям зуба. Однако, стеклоиономерная реакция в этих материалах более медленная. Время самостоятельного отверждения составляет 15-20 минут, что обеспечивает большее рабочее время.

Сразу после воздействия фотополимеризатора происходит полимеризация свободных радикалов метакрильных групп полимеров и гидроксиэтилметакрилата при участии активированной светом фотоинициирующей системы. Таким образом, сразу после воздействия фотополимеризатора формируется жесткая структура материала, в которой происходит стеклоиономерная реакция.

В целях избегания некоторых проблем при работе с гибридами, следует применять технику послойного нанесения и фотополимеризации материала. Это усложняет работу врача-стоматолога, и дальнейший поиск наиболее рациональных материалов позволил разработать гибридные стеклоиномерные цементы тройного отверждения. Порошок данных материалов содержит кроме фторалюмосиликатного стекла, пигментов и активаторов, необходимых для фотополимеризации, инкапсулированный катализатор. Он представляет собой микрокапсулы с патентованной системой водоактивированных редокс-катализаторов персульфатом калия и аскорбиновой кислотой. При замешивании материала микрокапсулы подвергаются разрушению и катализируют реакцию связывания метакрильных групп в участках, недоступных для воздействия света фотополимеризатора.

Таким образом, данный класс гибридных стеклоиономерных материалов имеет три механизма отвердевания:

1. Фотоинициированная метакрилатная полимеризация свободных радикалов;

2. Кислотно-основная стеклоиономерная реакция с выделением фтора и ионообменном с тканями зуба;

3. Самополимеризация свободных метакрильных радикаловбез воздействия света.

Показания к применению гибридных стеклоиономерных материалов

такие же, как и показания для применения традиционных пломбировочных материалов. Они более широко могут использоваться при лечении кариеса корней, в гериартрии. В отличие от традиционных материалов, данные материалы могут использоваться при открытом варианте «сэндвич»-техники, когда часть пломбы при глубоких поддесневых полостях второго класса выполняется из гибридного материла тройного отверждения, а часть пломбы – из композиционного материала. К этой технике прибегают ввиду того, что композиционную пломбу является невозможным выполнить из за высокой влажности, и, помимо этого, присутствуют плохие условия для фотополимеризации. Открытым, вариант называется потому, что оставляется открытой поверхность пломбы, выполненная из стеклоиономерного цемента. Это допустимо для гибридных материалов в связи с их достаточной влагоустойчивостью и относительной прочности.

Компомеры.

Материалы, претендующие на сочетание в себе свойств композиционных и стеклоиономерных материалов.

Выбор пломбировочных материалов.

Выбор пломбировочных материалов обычно осуществляется врачом – стоматологом терапевтом по трем, основным параметрам:

- личный опыт врача;

- ценообразование;

- рекламный рейтинг фирм-производителей пломбировочных материалов.

Однако, необходимо помнить о том, что не всегда объективным критерием является критерий ценовой политики. Не всегда цена материала соответствует его качественным характеристикам. Рекламный рейтинг фирм тоже не всегда соответствует качественному уровню предлагаемых материалов.

Ведущими фирмами-производителями, на сегодняшний день, являются «3M – ESPE», «HERAUES KULZER», «DENTSPLY» и другие.

Выбор пломбировочного материала должен осуществляться строго индивидуально каждому конкретному пациенту. Необходимо учитывать индивидуальные особенности организма пациента.

Помимо этого, следует учитывать влияние пломбировочных материалов на водородный показатель индифферентного раствора (дистиллированная вода) и ротовой жидкости с различными значениями рН. А значения рН ротовой жидкости индивидуальны. Помимо этого, при осуществлении выбора материала, следует учитывать скорость кислотной растворимости эмали по кальцию, которая меняется при использовании того или иного вида материала, электропроводимость твердых тканей зубов.

Использование комплекса методик, позволяющих оценить различные физиологические показатели эмали, дает возможность проследить ряд закономерностей в процессах, происходящих в эмали зубов под влиянием различных пломбировочных материалов. Например, применение пломбировочных материалов с бондинговыми системами и фтором делает возможным корректировать негативное влияние пломбирования на минеральный обмен эмали зубов с целью достижения стабильных результатов в лечении кариеса и его осложнений.

Имплантология.

Первое сообщение об имплантации зубов было сделано в 1891 году Н.Н. Знаменским. Докладывалось о приживлении искусственных зубов из фарфора и металла.

В стоматологической практике применяют различные виды имплантатов. Соответственно отмечается широкое использование различных материалов. Различают биотолерантные, биоинертные, биоактивные материалы.

К биотолерантным относят сплавы благородных металлов, сплавы кобальта, хрома, молибдена.

К биоинертным относят титан и его сплавы, оксид алюминия, углерод.

К биоактивным материалам относят стеклокерамику с биоактивной поверхностью, керамика, гидроксилапатит и др.

Материалы, используемые в имплантологии должны отвечать определенным требованиям. Особенное внимание уделяется таким качествам материалов, как коррозионная устойчивость, неканцерогенность, нетоксичность, они не должны вызывать аллергических реакций, должны обладать высокими механическими и технологическими свойствами, легко стерилизоваться, быть удобными в работе, эстетичными, общедоступными.

В имплантологии наиболее широко применяют металлы и сплавы. С самого начала осуществления оперативных вмешательств с использованием имплантатов свое применение находили нержавеющая сталь, кобальто-хромовый сплав, титан, никелид-титан, серебряно-палладиевый сплав. Перспективными в плане применения материалами являются титан и его сплавы, сапфир, гидроксилапатит.

Успех имплантации при применении металлических материалов зависит от многих факторов: состава и свойств металлов, формы имплантатов, свойств костной ткани. Наиболее важным фактором остается устойчивость материалов к коррозии.

Из всех материалов, наибольшей коррозионной стойкостью обладает титан и его сплавы. Такое качество позволяет осуществлять пожизненную имплантацию титановых конструкций в организм пациента.

Среди всех сплавов титана особое место занимает никелид-титана. Данный сплав помимо высокой коррозионной стойкости обладает термомеханической памятью, то есть, эффектом памяти формы.

Способность материалов противостоять химическому и электрохимическому

Воздействию среды (полость рта и ткани, окружающие имплантат) связана с пассивацией металлов, обусловленной образованием на поверхности металла пленок труднорастворимых соединений, например оксидов. Металлургические, технологические, конструкционные погрешности и другие причины могут к повреждению защитной пленки, вызывая процессы коррозии и ответную реакцию тканей. Возможны следующие типы коррозии: общая, гальваническая, ямочная, щелевая, коррозия напряжения, включая усталостную коррозию.

Предварительное суждение о биосовместимости имплантата может быть основано на результатах анализа данных об его электрохимическом «поведении» в средах, моделирующих жидкие среды организма.

Сплавы на основе никелида-титана отвечают трем основным требованиям, без соответствия которым ни один материал не может являться пригодным для введения в организм человека.

Первое требование, которому отвечает данный материал. Высокая устойчивость к коррозии.

Второе требование. Отсутствие токсичности материала.

Третье требование. Наличие механических свойств, близких к свойствам живых тканей, что позволяет с высокой надежностью с их применением осуществлять лечение пациентов.

Конструкции имплантатов.

Существует множество систем имплантатов, наряду с разными способами и методиками проведения операций имплантации.

Имплантаты классифицируют по следующим признакам:

- биосовместимость;

- форма имплантатов;

- структура материала;

- свойства материала;

- локализация;

- функция;

- восприятие жевательного давления;

- по конструкции внутрикостной части;

- по конструкции соединения имплантата с супраструктурой;

- по способу изготовления.

По форме различают цилиндрические (сплошные и полые), винтообразные, листовидные (пластинчатые), конусовидные, формы корня естественного зуба.

По структуре материала различают беспористые, поверхностно-пористые, со сквозной пористостью, комбинированные.

По свойству материала подразделяют без эффекта «памяти» формы и с данным эффектом.

По локализации – чрескорневые, подслизистые, поднадкостничные, внутрикостные, чрескостные, комбинированные.

По функции – замещающие, опорные, опорно-замещающие.

По восприятию жевательного давления – с амортизатором, без амортизатора.

По конструкции внутрикостной части – разборные, неразборные.

По конструкции соединения имплантата с супраструктурой – неразъемное соединение с помощью магнитных систем.

По способу изготовления – стандартные, индивидуальные.

По месту производства – заводского, лабораторного.

Конструктивно в имплантате различают три части: корневую часть, шейку и головку.

Методы имплантации.

Методы имплантации группируют по классификационным признакам: по срокам имплантации, по признаку сообщения с полостью рта в период приживления.

По срокам имплантации различают:

- непосредственную имплантацию;

- отсроченную.

По признаку сообщения с полостью рта в период приживления:

- сообщающиеся;

- несообщающиеся.