Требования к композиционным материалам

Композиционные пломбировочные материалы

Терминология

Разнообразие композиционных материалов требует от стоматолога владение терминологией в области материаловедения, что позволяет представить особенности современных материалов и обосновать их выбор.

Композиционный материал – термин, объединяющий разные группы материалов, предназначенных для восстановления твердых тканей зуба. Любой образец этого класса представляет собой комбинацию в определенных пропорциях основных (матрицы, неорганического наполнителя) и дополнительных компонентов. Разные сочетания компонентов определяют физические, химические, биологические и рабочие свойства композиционного материала.

Органическая матрица – одна из основных частей композиционного материала, представленная гидрофобными метакрилатами и образующая его каркас, в котором распределены остальные компоненты.

Гидрофобные метакрилаты – это органические малекулы разных типов, размера и веса. Основную часть составляют высокомолекулярные метакрилаты большого веса – Bis-GMA, UDMA, TEGDMA, EGDMA (и их модификации).

Неорганический наполнитель – это силанизированные частицы неорганического вещества разного типа и размера, равномерно распределенные в матрице. Выделяют следующие типы наполнителя с размером частиц [13]:

1) Макронаполнитель – 10-100 мкм.

2) Мидинаполнитель – 1-10 мкм.

3) Микронаполнитель – 0,1-1 мкм.

4) Нанонаполнитель – 0,01-0,1 мкм.

Большинство материалов содержат в своем составе разные наполнители, а в описании указывается средний размер частиц, что позволяет отнести материал к определенному классу. Размер частиц сказывается на полируемости и износоустойчивости материалов: чем больше размер частиц, тем хуже полируется поверхность материала и меньше его устойчивость к износу.

Композиционные материалы характеризуются наполненностью по весу и объему. Большинство композитов содержат от 50 до 80% наполнителя по весу и от 35 до 70% по объему. Выделяют низко-, средне- и высоконаполненные материалы. Наполненность композиционных материалов, в первую очередь, влияет на консистенцию и усадку, а также на оптические свойства, прочность и рентгеноконтрастность. Чем выше наполненность материала, тем меньше его усадка, выше прочность и рентгеноконтрастность, в то же время материал будет иметь более плотную консистенцию.

Силанизирующий агент – бифункциональная молекула, обеспечивающая интеграцию частиц наполнителя с органической матрицей.

Инициатор – химическое вещество, запускающее при определенном воздействии реакцию с образованием свободных радикалов, способствующих взаимосвязыванию компонентов матрицы в единую сеть. В светоактивируемых материалах применяются кампфорохинон, люцерин, фенилпропандион (РРD) и др., в химиоактивируемых материалах – четвертичные амины, перекись бензоила.

Стабилизаторы – химические вещества (метиловый эфир гидроквинона, гидрокситолуэн), препятствующие самопроизвольному взаимодействию компонентов композиционного материала и их преждевременной полимеризации под действием естественного света. Стабилизаторы определяют срок годности и максимальное время моделирования материала в клинических условиях.

Красители – неорганические химические вещества (как правило, оксиды титана и алюминия), содержание которых обеспечивает цветовое соответствие пломбировочного материала твердым тканям зуба.

Фторвыделяющий компонент. По данным ряда производителей их материалы содержат фтор в составе частиц неорганического наполнителя, что препятствует развитию вторичного кариеса.

Традиционные композиты – класс пломбировочных материалов, включающий несколько групп, общим признаком которых является органическая матрица из высоко молекулярных метакрилатов.

Микрофильный композит – композиционный материал, средний размер частиц наполнителя которого составляет 0,1-0,5 мкм.

Гибридный композит – композиционный материал, средний размер частиц наполнителя которого – 1-1,5 мкм.

Микрогибридный композит – разновидность гибридного композиционного материала, средний размер частиц наполнителя которого – 0,5-1 мкм.

Композит, модифицированный керамикой (керомер) – разновидность композиционного материала, в состав наполнителя которого введены частицы керамической массы.

Композит, модифицированный стеклоиономером (гиомер) – одна из последних модификаций композиционного материала, в состав которого внедрены частицы алюмофторсиликатного стекла – основного компонента порошка стеклоиономерных цементов.

Нанокомпозит – композиционный материал, у которого средний размер частиц около 0,5 мкм и до 20% частиц наполнителя размером менее 0,1 мкм. Эти материалы характеризуются высокой наполненностью вследствие модификации органической матрицы низкомолекулярными метакрилами с большим количеством свободных карбоксильных групп и уменьшения размера наполнителя.

Ормокер (органически модифицированная керамика) – класс пломбировочных материалов с модифицированной матрицей, представляющей собой комбинацию цепочек из неорганической двуокиси кремния и метакрилатов, и керамическим наполнителем. Благодаря высокой наполненности и новой матрице для ормокеров характерны значительная плотность и низкая усадка.

Полимеризационная усадка – эффект, возникающий при полимеризации любого композиционного материала. Величина усадки измеряется в процентах и показывает насколько материал изменяется от исходного уровня в объеме.

Тиксотропность материала – способность композиционного материала изменять свою консистенцию после механического воздействия (давления). Это физическое свойство характерно для текущих материалов, которые, имея в покое стабильную гелевую консистенцию, начинают течь после давления.

Унидоза (капсула или компьюла) – форма выпуска пломбировочного материала. Вместимость унидоз колеблется в пределах 0,2-1,0 г материала.

Преимущества:

Ø Низкий риск передачи инфекции;

Ø Удобство в работе;

Ø Возможность прямой аппликации в кариозную полость с помощью пистолета.

Недостатки:

Ø Высокая цена;

Ø Большой расход материала из-за невозможности его полного извлечения из компьюлы.

Требования к композиционным материалам

Проблема поиска идеального пломбировочного материала до настоящего времени полностью не решена, что подтверждается большим количеством новых разработок в материаловедении. На создание нового материала и выход его на стоматологический рынок уходит в среднем 4-6 лет. На доклиническом этапе тщательно изучаются физические, химические, биологические свойства экспериментального образца на предмет соответствия принятым стандартам.

Перечень научно-обоснованных требований к классу «Композиционные материалы»:

Ø Универсальность, удобство и легкость в применении.

Ø Устойчивость к нагрузке.

Ø Биосовместимость – отсутствие раздражения пульпы и слизистой оболочки полости рта в ближайшие и отдаленные сроки.

Ø Физические и оптические свойства подобные твердым тканям зуба.

Ø Нерастворимость в ротовой жидкости.

Ø Длительный срок хранения.

Ø Отсутствие сенсибилизирующего действия на пациента и врача.

Ø Доступность.

Историческая справка

Предшественниками композиционных материалов являлись быстротвердеющие акриловые пластмассы, появившиеся в стоматологической практике с 1939 года за рубежом и с 1952 года в нашей стране. Они обладали способностью полимеризоваться при невысоких температурах в короткий период времени.

Отечественные представители:

· «Норакрил»,

· «Норакрил-65».

Однако они имели н е д о с т а т к и:

1) большая полимеризационная усадка до 20%;

2) высокий коэффициент теплового расширения;

3) низкая механическая прочность;

4) невысокие эстетические свойства.

Последующие материалы были разработаны на основе эпоксидных смол (акрилоксид, карбодент). Они обладали несколько лучшей адгезией, меньшей усадкой. Но не имеют высоких клинических характеристик.

Следующим этапом было создание продукта соединения акриловой и эпоксидной смолы. Впервые такую смолу синтезировал в 1958 году доктор Rafael L. Bowen. Она получила название «Bis-GMA».

Добавление к этой основе силанизированной кварцевой муки позволило в 1962 году Bowen получить новый вид пломбировочного материала – композиционные материалы.

Композиционные материалы разработаны американским доктором Bowen. Термин «композиты» или «композиционные материалы» предложил также Bowen с соавторами в 1972 г.

Первые композиционные материалы были представлены на стоматологический рынок компанией «ЗМ» в 1964 году. Это были композиты химического отверждения. Они имели лучшие эстетические свойства, чем другие, но высокая степень изнашивания, изменение цвета и плохая связь с тканями зуба ограничивали их клиническое применение.

Работы по совершенствованию композиционных материалов привели к появлению адгезивных систем, обеспечивающих прочную микромеханическую связь с эмалью и дентином.

В начале 80-х годов развитие композиционных материалов шло по двум направлениям:

-создавались материалы для передних зубов, с хорошими эстетическими свойствами;

-материалы для жевательных зубов, от которых требовалось в первую очередь высокая прочность.

Композиты – это сложные материалы с большим количеством ингредиентов, которые вводятся (в определённой последовательности) или должны строго соответствовать, и по массе своей должны содержать не менее 50% неорганического наполнителя, химически связанных с органической матрицей с образованием прочного, окрашенного по цвету зуба материала.

Согласно международному стандарту (ISO) основными признаками композитов являются: