УДК616 31+616.314-089 27 Биденко Н. В.

Стеклоиономерные цементы в стоматологии

Практическое пособие. — К.: Книга плюс, 1999

Рецензент

Л А Хоменко, д м н , профессор, зав. кафедрой детской терапевтической стоматологии с курсом профилактики стоматологи­ческих заболеваний Национального медицинского университета им. А.А Богомольца, г. Киев.

В книге представлена группа широко применяемых в настоящее время стоматологических пломбировочных материалов — стеклоио­номерных цементов Описана история развития пломбировочных ма­териалов для зубов, в частности — цементов Подробно изложен со­став стеклоиономерных цементов, механизм их отвердевания,основ ные свойства, имеющие значение для их клинического применения Представлена классификация данных материалов с описанием особен­ностей состава и свойств всех их типов и подтипов Указаны показа­ния к применению и правила практического использования стеклоио­номерных материалов на всех этапах работы с ними Отдельно рас­смотрены гибридные (светоотверждаемые) стеклоиономерные цемен­ты с двойным и тройным механизмами отвердевания, являющиеся чрезвычайно перспективной разработкой этого класса материалов

Специальная глава посвящена компомерам — разработанным не­сколько лет назад композиционным материалам, обладающим неко­торыми свойствами стеклоиономерных цементов, но еще не изучен­ным в совершенстве

В приложениях представлена информация о стеклоиономерных цементах (почти 80 наименовании), производимых различными ком­паниями мира

Для врачей-стоматологов,преподавателей,студентов, магистров, клинических ординаторов, аспирантов высших медицинских учебных заведений по специальности "Стоматология"

Isbn 966-95036-6-3

© Н. В. Биденко © 000 "Книга плюс'

Содержание Из истории пломбирования зубов........................	......4
Предпосылки создания стеклоиономерных цементов.................................................................	......7
Состав стеклоиономерных цементов...................	....12
Формы выпуска стеклоиономерных цементов ...	....19
Основополагающая реакция затвердевания стеклоиономерных цементов ..................................... .	...21
Основные свойства стеклоиономерных цементов.... 27 Показания к применению традиционных стеклоиономерных цементов ..................................... 46
Типы стеклоиономерных цементов .....................	....52
Стеклоиономерные цементы I типа....................	....53
Стеклоиономерные цементы II типа..................	....56
Стеклоиономерные цементы III типа.................	....58
Стеклоиономерные цементы для обтурации корневых каналов ..................................................	....60
Металлосодержашие стеклоиономерные цементы ..................................................................	....61
Правила работы со стеклоиономерными цементами ..............................................................	....64
Недостатки стеклоиономерных цементов химического отверждения ....................................	....74
Гибридные стеклоиономерные цементы.............	....76
Компомеры.............................................................	....86
Приложения...........................................................	....90
Литература..............................................................	. 104

Из истории пломбирования зубов

Чем больше отдаляется человек от природы, тем тща­тельнее он пытается ей подражать. И если большинство болезней зубов, приводящих к их разрушению, можно рас­сматривать в определенной степени как следствие перво­го, то история стоматологических пломбировочных матери­алов — пример постоянного стремления приблизиться к воссозданию естественных форм и качеств природных тка­ней — тканей зуба.

Следует, однако, отметить, что первый известный из литературных источников опыт заполнения кариозных по­лостей различными материалами отнюдь не имел своей целью попытку восстановления функции или анатомичес­кой целости зуба. Связано это было с абсолютно противо­положными намерениями: римлянин Авл Корнелии Цельс (30 г дон э —45 г. н.э.)—автор трактатов по военному делу, сельскому хозяйству, философии и, в частност и, вось­ми книг тракгата "De medicina". рекомендовал заполнять большие полости в зубах корпией, кусочками свинца и дру­гими материалами перед удалением зуба, чтобы он не раз­ламывался под давлением инструмента во время данной процедуры. Пожалуй, именно этот опыт и следует считать началом пломбирования кариозных зубов

Идея сохранения ра крушенных зубов путем их пломби­рования принадлежит Х веку и связана с арабской меди­циной Главный лекарь багдадско! о госпиталя-школы Абу-Бакр Мухаммед ибн-Закарияаль-Рази (841(850)-926(929) гг.), известный в Европе под именем Rhazes,автор двух капитальных трудов по медицине — 25-томного медицинс­кого сборника "Conlinens"("Всеобъемлющая книга по ме­дицине") и 10-томного сборника "Almansor"("Медицинс­кая книга") рекомендовал заполнять полости в зубах сме­сью квасцов, мастики и меда

4

Следующий шаг в развитии пломбировочных материа

лов для зубов был сделан в XV-XVI веках. Так, в 1480 г Джованни Арколани (Арколанус) в университете в Болонье (Италия) поставил первую золотую пломбу в челове­ческом зубе. Несколько позже Джованни де Виго (1460-1520 (1525)) применил листовое золото для запол нения полостей в зубах после предварительного удаления из них кариозного распада.

Выдающийся хирург и зубной лекарь француз Пьер Фо-шар(1690-1762гг.)в 1728г. издал первый в истории меди­цины труд, в котором были систематизированы все извест­ные в то время знания, касающиеся лечения зубов и забо­леваний полости рта в целом. Рекомендовалось заполнять полости в зубах свинцом, оловом, золотом. Предпочтение автор отдавал кусочкам свинца из-за его пластичности и хорошей адаптации к стенкам полости зуба.

Проведение первых серьезных стоматологических кон­сервативных процедур относится ко второй половине XIX в., когда стоматология выделилась в отдельную дисцип­лину. В 1870 г. в Америке была изобретена ножная борма­шина; началась эра препарирования зубов.Вопрос запол­нения очищенных кариозных полостей стал чрезвычайно актуальным.

Еще в 1826 г. для пломбирования кариозных полостей зубов была предложена смесь серебра и ртути, называемая тогда "серебряная паста" (O.Taveay, Париж). Однако в 1840 г. была объявлена первая "амальгамовая война" с зап­ретом применения серебряной амальгамы в стоматологи­ческих целях. Причина неудач при использовании данного материала заключалась в том, что врачи недостаточно хо­рошо изучили его свойства и способ применения с получе­нием оптимальных результатов. Запрет вскоре был снят, однако окончательную реабилитацию серебряная амальга­ма получила только в 1895 г после выхода в свет первого детального исследования по амальгаме G.V.Black. Тогда же был издан двухтомный труд этого автора по оперативной дентиатрии, [де были представлены первые мировые стан­дарты для стоматологических пломбировочных материалов.

5

Следует напомнить, что к этому времени в качестве мате­риалов для заполнения полостей в зубах широко использо­валось золото и его сплавы с платиной, оловом, чистые оло­во, платина, медь, фарфор, амальгамы, гуттаперча Для из­готовления вкладок применялось,в частности,стекло,ко­торое мелко измельчалось и очищалось при помощи азот­ной кислоты Использовалось преимущественно молочное стекло, предназначенное обычно для ламповых колпаков, цветные бутылочные стекла добавлялись для получения различных цветовых оттенков Готовая промытая масса перед использованием расплавлялась и заполняла форму на модели.

Предпосылки создания стеклоиономерных цементов

Эра стоматологических цементов началась в первой по­ловине XIX века (конечно, если первыми материалами это­го класса не считать цементоподобную массу на основе фосфата кальция, с помощью которой древние майя еще в IX веке фиксировали вкладки из драгоценных камней в зу­бах со специально высверленными полостями) Термин "цемент" с самого начала обозначал не состав, а предназ­начение данного вещества как строительного материала. латинское слово caementum обозначает щебень, битый ка­мень Поэтому бытующее определение стоматологических цементов как материалов, состоящих из порошка и жидко­сти, которые смешиваются до образования пластической массы, отвердевающей до прочного состояния, характери­зует их довольно неопределенно

История стоматологических цементов начинается с со­здания в 1832 г Ostermann первого фосфатного цемента, порошок которого содержал оксид кальция, а жидкость — фосфорную кислоту В1858г Feichtinger предложил ис­пользовать в качестве пломбировочного материала смесь оксида цинка и хлористого цинка Для увеличения прочно­сти цемента к нему добавляли стеклянный порошок или кремниевую кислоту Однако со времени появления в 1880 г (Ward) цинк-фосфатного цемента, образующегося при смешивании порошка, содержащего 81 % оксида цинка и 19% алюмосиликата, и водного раствора фосфорной кис­лоты, содержащего натрия фосфат, цинкоксихлориды были практически полностью вытеснены последним

Традиционное применение стекла для пломбирования зубов в конце XIX века проявилось в разработке силикат­ного цемента, порошок которого представлял собой тонко измельченное кислоторастворимое стекло, состоящее из оксида кремния, алюмосиликатов, фтористых соединений

и пигментов, а жидкость — водный раствор фосфорной кислоты. Позже было высказано предположение, что вы­сокое (до 15%) содержание фтористых соединений может придавать данному материалу антикариозные свойства.

Отвердевание цинк-фосфатного цемента происходит путем реакции оксида цинка с фосфорной кислотой с обра­зованием фосфата цинка. Таким образом, отвердевший цемент представляет собой сцементированные зерна, ядра которых состоят из непрореагировавшего оксида цинка (и других оксидов, входящих в рецептуру), а оболочка-матри­ца — из фосфата цинка. Наиболее существенными недо­статками фосфатных цементов являются отсутствие истин­ной адгезии к тканям зуба, высокая начальная кислотность, представляющая собой потенциальную угрозу для пульпы, низкая прочность, неудовлетворительные эстетические качества.

В основе затвердевания силикатных цементов лежит реакция взаимодействия фосфорной кислоты с диоксидом кремния. Кислота реагирует с поверхностью стеклянных частиц, в результате чего образуется кремниевая кислота. По достижении определенной кислотности начинается про­цесс конденсации ее молекул с выделением воды. В резуль­тате конденсации образуются линейные макромолекулы, обрамленные боковыми гидроксильными группами. За счет взаимодействия этих гидроксильных групп между линей­ными макромолекулами возникают поперечные связи (сшивки), и образуется минеральный полимер сетчатой структуры — силикагель. Таким образом, в результате вза­имодействия фосфорной кислоты с поверхностью стеклян­ных частиц образуется силикагель и аморфные нераство­римые фосфаты и фториды (результат взаимодействия фос­форной кислоты с соединениями металлов, содержащими­ся в стекле). Затвердевший цемент состоит из непрореаги­ровавших частичек, покрытых слоем силикагеля, вкраплен­ных в непрерывную аморфную фазу, состоящую из фосфа­тов и фторидов. Межфазный слой силикагеля играет роль связующего, образуя соединение с поверхностью непроре­агировавшей частицы связями Si-0 и А1-0 и водородными связями — с матрицей.

Предпосылки создания стеклоиономерных цементов

Наиболее существенными недостатками силикатных цементов являются токсичность в отношении пульпы зуба из-за высокой начальной медленно снижающейся кислот­ности, низкая прочность на изгиб, относительно высокая растворимость в условиях полости рта, отсутствие адгезии к тканям зуба.

Стремление создать пломбировочные материалы улуч­шенного качества, которые обладали бы манипуляционны-ми свойствами и прочностью фосфатных и силикатных це­ментов и проявляли адгезию к тканям зуба, привело к со­зданию в конце 60-х годов XX века поликарбоксилатных цементов. Порошок этих материалов состоял из оксида цин­ка с добавлением оксидов, гидроксидов и солей других ме­таллов, а жидкость представляла собой 30-50% вязкий водный раствор полиакриловой (диоксиполикарбоновой) кислоты (рис. 1). Выбор именно полиакриловой кислоты был обусловлен ее способностью растворяться в воде, сшивать­ся поливалентными катионами металлов и образовывать хелатные (клещевидные) соединения.

Затвердевание поликарбоксилатных цементов обуслов­лено сшивкой линейных макромолекул полиакриловой

Рис. 1. Формулы акриловои кислоты (а) и продукта ее полимеризации — полиакриловой кислоты (б)

кислоты поливалентными катионами металлов (из кото­рых наиболее высокими сшивающими способностями об­ладает кальций) с образованием пространственно-сетча­той структуры. Карбоксилатные группы в макромолекуле полиакриловой кислоты способны образовывать также хе­латные соединения с кальцием и другими металлами, об­ладающими определенной химической активностью. Поэтому, если формовочную массу цемента поместить на поверхность субстрата, имеющего в своем составе, напри­мер, кальций, то возникает хелатная связь с поверхнос­тью субстрата. Образование хелатных связей с кальцием гидроксиапатита, а также способность полиакриловой кислоты создавать комплексы и, возможно, реагировать с протеином дентина обеспечивают адгезию к эмали и ден­тину зуба. Таким образом, поликарбоксилатные цементы были первыми пломбировочными материалами, обладаю­щими истинной адгезией к зубным тканям. Однако их ис­пользование ограничивали низкая прочность и неудовлет­ворительные эстетические качества.

Дальнейшие поиски привели к появлению нового клас­са цементов, впервые описанных Alan D.Wilson и Brian E. Kent (1971), которые стали естественным продолжением разработки цинк-поликарбоксилатных цементов. Преимущество нового материала заключалось в замене порошка на основе оксида цинка тонко измельченным фторалюмо-силикатным стеклом. Новые материалы, объединившие таким образом в себе адгезивные свойства цинк-поликар­боксилатных цементов с содержанием фтора и удовлет­ворительными эстетическими свойствами силикатных це­ментов, получили название стеклоиономерных или (стек-ло)полиалкеноатных цементов (рис.2).

Авторы некоторых классификаций (С. Smith, 1996) не выделяют стеклоиономерные цементы в отдельную груп­пу, а относят их наряду с цинк-поликарбоксилатными к груп­пе поликарбоксилатных.

Первый коммерческий стеклоиономерный цемент ASPA-IV (алюмосиликатный полиакриловый) был разработан A.D. Wilson и В.Е. Kent (1971) и выпущен в начале 70-х годов в США компанией De Trey. С этого времени стекло-иономеры начали рассматриваться как потенциальная за­мена силикатным цементам, которые были распростране­ны в течение почти 80 лет и затем стали вытесняться ком­позитными материалами.