Состав и процесс отверждения цинкоксидэвгенольного цемента.

Клинические материалы и их характеристика

Все пломбировочные материалы должны обладать следующими меди­котехническими свойствами:

1) не растворяться в ротовой жидкости; 2) иметь высокую адгезию к тканям зуба, металлам, фарфору; 3) теп­ловой коэффициент расширения пломбировочного материала должен приближаться по своему значению к тепловому коэффициенту расширения естественного зуба; 4) отверждаться в присутствии воды или слюны; 5) обладать малой теплопроводностью, чтобы тепло горячей пищи не воздействовало на пульпу; 6) иметь минимальное водопоглощение; 7) не изменять. цвета со временем 8) после отверждения пломбировоч­ный материал должен удовлетворять косметическим требованиям хорошо имитировать ткань зуба, не окрашивать ткани зуба, соответствовать по цвету и прозрачности эмали зуба 9) не оказывать химического воздействия на дентин зуба и вредного воздействия на пульпу; не вызывать раздражения мягких тканей полости рта и иметь рН, близкий к 7 во время и после схватывания; 10) сохранять постоянство объема и не деформироваться при твердении, что нарушает краевое прилегание; 11) хорошо противостоять истиранию; 12) обладать твердостью, близкой к твердости ткани зуба (эмали); 13) обладать необходимой пластичностью и отверждаться в полости зуба в течение 1530 минут.

Ни один из существующих пломбировочных материалов не обладает всеми этими качествами в равной степени. Поэтому правильный выбор материалов позволяет максимально использовать положительные и свести до минимума его отрицательные свойства.

Стоматологические цементы

Одними из основных материалов, применяемых в стоматологической практике, остаются цементы и являются, быть может, самым важным ма­териалом в клинической стоматологии, так как. они широко используются в качестве постоянных пломб, для фиксации мостовидных протезов, вкладок и ортодонтических аппаратов, для пломбирования каналов зубов, а также для наложения прокладок под различные виды постоянных пломб.

Для такого многообразного исполь­зования требуются различные цементы, так как пока не разработан универсальный материал, кото­рый мог бы один отвечать столь разным тре­бованиям.

Цементы не являются идеальными материалами. Они отличаются значительной растворимостью, невысокими физикомеханическими свойствами, отсутствием адгезии к эмали и дентину (за исключением поликарбоксилатных и стеклоиономерных цементов). Однако простота приготовления, технологичность, низкая цена и другие положительные качества обусловливают их широкое применение.

В течение последних двух десятилетий основное внимание обращалось на материалы для фиксации ввиду широкого распростране­ния протезирования с помощью мостовидных протезов и коронок. (см табл. 1.)

Таблица 1. Цементы для постоянной фиксации протезов
Наименование	Тип	Производитель
Everbond	Стеклоиономерный	Kerr Manufacturing
Fuji Type I	Стеклоиономерный	GC International Corp.
KetacCem	Стеклоиономерный	Premier/PremierESPE
Liv Cenera	Цинккарбоксилатный	GC International Corp.
Tylok Plus	Цинккарбоксилатный	L.D. Caulk
Fynal	Цинкоксидэвгенольный	L.D. Caulk
Opotow Alumina EBA	Цинкоксидэвгенольный	Teledyne Getz
Durelon	Цинкполикарбоксилатный	Premier/PremierESPE
HyBond Polycarboxylate Cement	Цинкполикарбоксилатный	Shofu Dental Corp
Flecks Extraordinary	Цинкфосфатный	Mizzy, Inc
HyBond Zink Phosphate Cement	Цинкфосфатный	Shofu Dental Corp
Modern Tenacin	Цинкфосфатный	L.D. Caulk
Zink Cement Improved	Цинкфосфатный	Mission White Dental, Inc.

В последние годы с появ­лением стеклоиономерных цементов воз­родился также интерес к применению цементов в ка­честве пломбировочного материала. Поэтому необходимы материалы с разными физическими свойствами и соответствующими кли­ническими рабочими характеристиками.

Цементы для фиксации и использования в качестве пломбировочного материала должен быть до­статочно стойким к воздействию внутрирото­вой среды и обеспечивать прочную связь за счет механического сцепления и адгезии. К числу необходимых свойств относятся высо­кая прочность на растяжение, сдвиг и сжатие, а также достаточная жесткость, чтобы выдер­живать напряжения на поверхности раздела между восстановлением и зубом. Для успеш­ного применения важны также соответствую­щие рабочее время и время затвердевания. Материал должен быть биологически совмес­тимым.

Появлению новых типов цементов способствовало то особое внимание, которое специалисты стали уделять улучшению биологической со­вместимости и адгезии с зубом. Благодаря на­личию новой информации о гистопатологии пульпы в результате применения тех или иных клинических методов и материалов, а также демонстрации краевой проницаемости, вклю­чая проникновение бактерий на поверхность раздела с дентином, и уменьшению ретенции восстановлений специалисты пришли к выво­ду, что новым материалам необходимы хоро­шие свойства смачивания поверхности эмали, сцепления с эмалью и дентином и низкая ток­сичность.

Таблица 2. Временные цементы.
Наименование	Тип	Изготовитель
FlowTemp	Цинкоксидэвгенольный	Premier/PremierESPE
Freeginol	Не содержащий эвгенол	GC International Corp.
Nogenol	Не содержащий эвгенол	Coe Laboratories, Inc.
TempBond	Цинкоксидэвгенольный	Kerr Manufacturing Co.
Temporary Cement	Цинкоксидэвгенольный	Buffalo Dental Mfg
ZOE 2200	Цинкоксидэвгенольный	L.D. Caulk
Zone	Не содержащий эвгенол	Cadro Dental Products.

Эти требования были положены в основу разработки цемента на базе полиакриловой кисло­ты: сначала цемент из полиакрилата (поликарбо­ксилата) цинка, а затем стеклоиономерный цемент. Поликарбокси­латные цементы постепенно стали альтернативными цинкфосфатным цементам

В середине 1950х годов появление акрило­вых пластмасс привело к разработке полиме­тилметакрилата для стоматологии. Недостат­ки последних (плохая адгезия, краевая прони­цаемость и токсичность) ограничивали их ис­пользование для обычного цементирования протезов. В течение последнего десятилетия появился полимеризационноспособный BIS GMA и другие мономеры диметилметакрилатов в качестве основы полимерных Ц для сое­динения с эмалью и дентином литых восста­новлений и ортодонтических скоб (брэкетов). Позднее в продаже появились похожие си­стемы для цементирования коронок и мосто­видных протезов, содержащие мономеры, об­ладающие хорошими адгезионными свойст­вами.

Примерно 25 лет тому назад были разрабо­таны цементы, основанные на взаимодействии между гидроокисью кальция и жидким салицилатом. Это были в основном текучие материалы, со­стоящие из двух паст и предназначенные для прокладок в глубоких полостях зубов со вскрытой или обнаженной пульпой, образуя таким образом антибактериальную изоляцию и способствуя образованию репаративного дентина. Так как первоначальные составы не были кислотостойкими как при краевой про­ницаемости пломб, так и под действием фос­форной кислоты при кислотном травлении, были разработаны более стойкие композиции, а совсем недавно светоотверждаемый поли­мерный материал.

В результате исследований, проведенных за последние 10 лет, предложено четыре основ­ных типа Ц, которые классифицируются в за­висимости от вида связующего в матрице (рис. 1):

1. Фосфатное.

2. Фенолятное,

3. Поликарбоксилатное.

4. Полиметакрилатное.

Согласно Международной классификации, цементы подразделяются на 8 типов:

1. цинкфосфатный;

2. силикатный;

3. силикофосфатный,

4. бактерицидный;

5. цинкзвгенольный;

6. поликарбоксилатный;

7. стеклоиономерный;

8. полимерный.

В клинике ортопедической стоматологии применяются не все типы цементов.

Цинкфосфатные цементы

Применение

Цинкфосфатные цементы имеют широкий диапазон применения от цементирования или фиксации цель­нолитых несъемных конструкций из сплавов и фарфора и ортодонтических аппаратов до применения их в качестве прокладок или под­кладок для защиты пульпы от механических, тепловых или электрических раздражений.

Состав и отверждение

Порошок состоит в основном из оксида цинка с добавлением 10% оксида магния и не­большого количества пигмента. Его прокали­вают при высокой температуре (>1000 °С), чтобы снизить реакционную способность. Жидкость представляет собой водный раствор фосфорной кислоты, содержащий от 45 до 64% Н₂Р0₄ и от 30 до 55% воды. В жидкость входят также 2 3% алюминия и 0 9% цинка. Алю­миний необходим для реакции образования цемента, тогда как цинк является замедлите­лем реакции между порошком и жидкостью, что обеспечивает достаточное время для рабо­ты.

Некоторые цинкфосфатные цементы имеют модифицированный состав. Материалы, широко используемые в качестве прокладки для защиты пульпы, содержат 8% алюминия и только 25% Н ₃ РО₄ в жидкости и порошок с гидроксидом кальция.

В другие материалы часто входит фторид. Образовавшийся аморфный фосфат цинка связывает вместе непрореагировавший оксид цинка и другие компоненты цемента. Структура за­твердевшего цемента содержит частицы непрореаги­ровавшего оксида цинка, окруженные фос­фатной матрицей:

оксид цинка + фосфорная кислота Õ аморфный фосфат цинка

Способ применения

Для достижения устойчивого успеха тре­буются точная дозировка компонентов и со­блюдение времени перемешивания. Пластинка для смешивания должна быть тщательно вы­сушена. Порошок добавляется к жидкости не­большими порциями для достижения необхо­димой консистенции. цемент не нужно трогать до окончания времени затвердевания. Жидкость для цемента должна храниться в посуде с герметич­ной пробкой, чтобы содержание воды в ней не изменилось. Помутневшую жидкость исполь­зовать нельзя. При увеличении соотношения порошок/жидкость смесь получается более вязкой, время затвердевания сокращается, уве­личивается прочность, уменьшаются раство­римость и количество свободной кислоты.

Свойства

Длительное применение цинкфосфатного цемента в клинической практике объясняется их достаточно хорошей клинической эффективностью. Они удобны в работе и быстро затвердевают из жидкой консистенции в относительно прочный материал.

Чем выше соотношение порошок/жидкость, тем выше прочность, ниже растворимость и меньше содержание свободной кислоты в ма­териале.

При комнатной температуре (от 21 до 23 °С) рабочее время для большинства видов этого цемента в консистенции для фиксации составляет 3 б мин; время затвердевания 5 14 мин. Можно получить более продолжительное рабочее время и более короткое время затвердевания, если использовать охлажденную (замо­роженную) пластинку для замешивания цемента.

Это позволяет увеличить примерно на 50% ко­личество порошка, улучшить прочность и сни­зить растворимость.

Цемент должен иметь способность смачивать по­верхности зуба и протеза, затекать в их неров­ности, заполнять и герметизировать зазоры между восстановлением и зубом. Минимальная толщина пленки зависит от крупности порошка, соотношения порошок/жидкость и вязкости смеси. Как указывается в специфика­циях Международной организации по стан­дартизации и Института американских нацио­нальных стандартов Американской ассоциации зубных врачей, приемлемые цементы дают тол­щину пленки меньше 25 мкм. Цемент хорошо за­полняет неровности между восстановлением и зубом и позволяет удовлетворительно зафик­сировать большинство цельнолитых протезов. Если при фиксации полной коронки не пред­усмотреть выходные отверстия, то может про­изойти разделение порошка и жидкости, и об­разуются краевые дефекты в цементной плен­ке.

При рекомендуемом соотношении порошка и жидкости (от 2,5 до 3,5 г/мл) прочность на сжатие затвердевшего цинкфосфатного цемента составляет 80 ­110 МПа через 24 часа. Минимум, необходи­мый для адекватной ретенции восстановлений, равен примерно 60 МПа. Прочность находится в сильной и почти линейной зависимости от соотношения порошок/жидкость. Прочность на растяжение гораздо ниже, чем таковая на сжатие (5 7 МПа). Цемент отличается хрупкостью. Модуль упругости (жесткость) составляет око­ло 13 Па.

Показатели растворимости и дезинтеграции по стандартной методике в дистиллиро­ванной воде после 23 часов могут составить от 0,04 до 3,3%. Стандартный предел 0,2%. У цементов, содержащих фторид, эта величина равна при­мерно 0,7 1,0% за счет выщелачивания фто­рида. Растворимость в органических кислотах, например, молочной или лимонной в 20 – 30 раз выше. Растворение цемента приводит к краевой проницаемости вокруг восстановлений и к проникновению бактерий. Было обнаружено, что цемент дает также линейную усадку примерно 0,5%, что вызывает образование щелей на гра­нице между цементом и восстановлением.

Биологические эффекты

Свежезамешанный цинкфосфатный цемент имеет очень высокую кислотность: рН после замешивания 1 2. Даже после затвердевания в течение 1 часа рН все еще может быть не выше 4. Через 24 часа рН обычно достигает 6 7. Боль при цементи­ровании вызывается не только свободной кис­лотностью смеси, но и осмотическим движе­нием жидкости по дентинным канальцам. Гидравлическое давление, развиваемое в про­цессе фиксации восстановления, может спо­собствовать повреждению пульпы. Продол­жительное раздражение пульпы, особенно в глубоких полостях, где необходима ее защита в той или иной форме, может быть связано с длительным сохранением пониженного значе­ния рН затвердевшего материала. Это раз­дражение будет минимальным при высоком соотношении порошок/жидкость и быстром затвердевании материала. Материал, в кото­ром содержание кислоты невелико, а в состав входит гидроксид кальция, при использовании в качестве прокладки почти не воздействует на пульпу зуба. Кроме того, очень жидкие смеси приводят к травлению эмали.

Преимущества и недостатки цинк фосфатных цементов

Основными преимуществами цинк фосфатных цементов является их легкая обработка (замешивание) и бы­строе затвердевание в относительно прочную массу из жидкой консистенции. Если смесь не очень жидкая, затвердевший цемент имеет проч­ность, достаточную для клинических целей. Явными недостатками цинк фосфатных цементов являются раз­дражение пульпы, отсутствие антибактери­ального эффекта, хрупкость, плохая адгезия и растворимость во внутриротовых жидкостях.

Модифицированные цементы.

Медные и серебряные цементы

Черные медные цементы содержат окись меди (CuО). В состав красных медных цементов входит за­кись меди (Cu ₂). Другие цементы могут содержать иодид или силикат одновалентной меди. Для получения необходимых для легкой обработки характеристик в этих цементов требуется значительно более низкое соотношение поро­шок/жидкость, поэтому полученная смесь очень кислая, и раздражение пульпы гораздо сильнее. Растворимость медных и серебряных цементов выше, а прочность ниже, чем у цинк фосфатных цементов. Их бактериостатические и антикариозные свойства, повидимому, незначительны. Серебряные цементы обычно содержат несколько процентов соли, например, фосфата серебра.

Фторидные цементы

В некоторых ортодонтических цементах присут­ствует фторид олова (от 1 до 3%). Эти мате­риалы имеют более высокую растворимость и более низкую прочность, чем цинк фосфатные цементы. Поглоще­ние фторида из таких цементов эмалью зуба умень­шает растворимость последней.

Силикофосфатные цементы.

Силикофосфатные цементы существуют в течение многих лет как сочетание цинкфосфатных силикатных цементов. Присутствие силикатного стекла обеспечивает некоторую степень прозрачности, повышает прочность и улучшает выделение фторида.

Назначение силикофосфатных цементов

Силикофосфатные цементы применяются в основном для цемен­тирования несъемных зубных протезов и ортодонтических аппаратов, при времен­ном пломбировании жевательных зубов и в качестве материала двойного назначе­ния.

Состав и затвердевание силикофосфатных цементов

Порошок силикофосфатного цемента представляет собой смесь, со­стоящую из 10 20% оксида цинка (порошка цинкфосфатного цемента) и силикатного стекла (порошка сили­катного цемента), смешанных механическим спосо­бом или сплавленных и повторно измельчен­ных. Силикатное стекло обычно содержит от 12 до 25% фторида. Некоторые материалы считают "бактерицидными", так как в них присутствуют в небольших количествах сое­динения ртути и серебра. Жидкость состоит из концентрированного раствора ортофосфорной кислоты, содержащего примерно 45% воды и от 2 до 5% солей алюминия и цинка. Реакция затвердевания не полностью изу­чена, но может быть представлена следующим образом:

оксид цинка/алюмосиликатное стекло + фосфорная кислота Õ цинкалюмосиликатфосфатный гель

Затвердевший цемент состоит из непрореагиро­вавших частиц стекла и оксида цинка, связан­ных вместе матрицей из алюмосиликат­фосфатного геля.

Способ применения силикофосфатных цементов

Процесс замешивания аналогичен таковому при применении фосфатного цемента, но следует ис­пользовать износостойкий шпатель и охлаж­даемую пластинку. Смесь для пломбирования должна быть глянцевой и иметь тестообраз­ную консистенцию. Для обеспечения одно­родной смеси применяют специальный амаль­гамосмеситель

Биологические аспекты

Вследствие кислотности смеси и продолжи­тельного действия низкого рН (от 4 до 5) пос­ле затвердевания на всех живых зубах необхо­дима защита пульпы. Из затвердевшего цемента под действием внутриротовых жидкостей выщела­чиваются фторид и другие ионы, в результате увеличивается содержание фторида в эмали и, возможно, оказывается некоторое антикари­озное действие.

Свойства силикофосфатных цементов

При консистенции, необходимой для це­ментирования, время затвердевания силикофосфатных цементов со­ставляет 5 7 мин: рабочее время примерно ­4 мин и может быть увеличено, если пользо­ваться охлажденной пластинкой для замеши­вания.

Силикофосфатные цементы обычно имеют более короткое рабочее время и более крупный размер зерен, чем цинкфосфатные, в результате чего толщина пленки у них больше.

Прочность на сжатие затвердевшего цемента со­ставляет от 140 до 170 МПа; прочность на рас­тяжение значительно ниже 7 МПа. Жесткость и износостойкость выше, чем у фосфатных цементов.

Растворимость в дистиллированной воде через 7 дней составляет около 1% по весу. Рас­творимость в органических кислотах и во рту меньше, чем у фосфатных цементов. Фторид выщела­чивается и может оказывать противокариозное действие. Надежность присоединения ор­тодонтических аппаратов к зубам больше; на­блюдаемая декальцификация меньше.

Благодаря наличию стекла силикофосфатныех цементы значи­тельно более прозрачны, чем цинкфосфатные, поэтому их можно применять для цементирования фарфоровых конструкций.

Преимущества и недостатки силикофосфатных цементов

Ссиликофосфатные цементы имеют более высокую прочность, жесткость и износостойкость, чем цинк фосфатные. У силикофосфатных цементов отмечено значительно большее выделе­ние фторида и прозрачность. При клиниче­ских условиях их растворимость ниже и лучше сцепление.

К недостаткам относятся повышенные зна­чения рН в начале твердения и общая кислот­ность, которая выше, чем у цинкфосфатных. Необходима также защита пульпы. Применение силикофосфатных цементов тре­бует большой осторожности.

Цементы на основе фенолята (цинкоксидэвгенольные)

К этому классу цементов относятся три основных типа:

1. Простая комбинация оксид цинка эвге­нол, которая может содержать ускорители отверждения.

2. Материалы на основе цинкоксидэвгенола с наполнителем.

3. ЕВА.

Были разработаны также цементы, в которых ис­пользуются другие фенольные жидкости, но они не нашли широкого применения, за ис­ключением цементов, содержащего гидрооксид каль­ция и салицилат.

Цинкоксидэвгенольные цементы.

Назначение

Основная комбинация цинкоксидэвгенольного цемента. применяется главным образом для временного цементиро­вания восстановлений, временного пломбиро­вания зубов, а также в качестве прокладки для защиты пульпы в глубоких полостях зубов.

Состав и процесс отверждения цинкоксидэвгенольного цемента.

Порошок представляет собой практически чистый оксид цинка, не содержащий мышьяка. В материалы промышленного серийного про­изводства могут входить небольшие коли­чества наполнителей, например, кремнезема. Для ускорения твердения возможно присут­ствие примерно 1% солей цинка, например, ацетата или сульфата. Жидкость состоит из очищенного эвгенола или гвоздичного масла (85% эвгенола). Возможно присутствие спирта или уксусной кислоты (не выше 1%) для уско­рения схватывания, а также небольших коли­честв воды для реакции отверждения.

Между оксидом цинка и эвгенолом проис­ходит химическая реакция с образованием эв­генолята цинка:

вода

оксид цинка + эвгенол Ô эвгенолят цинка

Точный механизм реакции не вполне ясен, но затвердевшая масса содержит частицы непро­реагировавшего оксида цинка, связанные в матрице из эвгенолята цинка, и некоторое ко­личество свободного эвгенола. Для реакции необходима вода. Кроме того, реакция идет быстрее в присутствии ионов цинка и имеет обратимый характер, так как эвгенолят цинка легко гидролизуется при наличии влаги с об­разованием эвгенола и гидроксида цинка. Та­ким образом цемент быстро разрушается под дей­ствием внутриротовых условий. Скорость ре­акции между оксидом цинка и эвгенолом зави­сит от природы, реакционной способности и влажности оксида цинка, а также от чистоты и влажности эвгенола.

Применение цинкоксидэвгенольных цементов.

Смачивание оксида цинка эвгенолом про­исходит медленно, поэтому необходимо дли­тельное и интенсивное перемешивание при помощи шпателя, особенно если смесь густая. Чтобы прочность была максимальной, следует использовать соотношение порошок/жидкость 3: 1 или4: 1.