Классификация композитов. Преимущества и недостатки композитов различных классов. Свойства и нормы стандартов
Наиболее полная классификация композитов, которой мы будем придерживаться, построена на трех главных принципах: I - дисперсности наполнителя, II - способе отверждения органической матрицы и III - назначении материала (схема 26.1).
Схема 26.1.Классификация стоматологических композитов
Если не разделять восторгов некоторых авторов, насчитавших уже свыше 5 поколений композитных стоматологических материалов, а попытаться выделить принципиальные шаги в развитии композитов из многочисленных модификаций их составов, то можно назвать три поколения композитов. Первое - композитные материалы в форме «порошок-жидкость». В них порошком является чаще молотый кварц с довольно крупными частицами со средними размерами 10-70 мкм;
система отверждения - традиционная окислительно-восстановительная с пероксидом бензоила в качестве инициатора и активатором - диметил-пара-толуидином. Второе - композиты в виде комплекта материала в форме «паста-паста». Их удалось разработать благодаря достижениям в технологии производства композитов, а также благодаря разработке эффективных систем ингибирования. Это позволяло хранить достаточно долго в катализаторной пасте материала совместно инициатор и полимеризационноспособные мономеры. Третье поколение - композиты в форме «одной пасты» готовой для применения, отверждаемой под действием энергии света. Эти материалы называют светоотверждаемыми или фотоотверждаемыми. Они получили широкое распространение в настоящее время.
Относительно недавно стоматологические восстановительные материалы пополнились новым классом, которые отличаются от ранее известных способом отверждения. Отверждение новых материалов включает два механизма: представленный выше механизм светового отверждения композитов и химическую реакцию между стеклоиономером и полимером с карбоксильными группами, являющуюся основой отверждения стеклоиономерных цементов. Новый класс материалов получил название «компомеры» (производное от двух - композит и иономер). Иногда их называют материалами с двойным механизмом отверждения. Появились композитные материалы, в состав которых введены компоненты для химического и светового отверждения. В качестве наполнителя в таких материалах может содержаться иономерное стекло, способное во влажных условиях полости рта выделять фториды. Таким образом, к существующим классам композитов добавились материалы со смешанным механизмом отверждения.
Механические свойствакомпозита определяются либо преимущественно одним из компонентов композитной структуры, либо их взаимодействием. Так, прочность при растяжении и изгибе, модуль эластичности, предел текучести, остаточная деформация при разрушении в основном определяются природой полимерной матрицы и свойствами межфазного слоя. На прочность при сжатии, поверхностную твердость наполнитель влияет в большей степени. Потери при истирании обычно связаны с твердостью наполнителя, но зависят также от его дисперсности и качества межфазного слоя.
Более высокая прочность мелконаполненных композитов на сжатие и растяжение связана с более высоким объемным содержанием в них
наполнителя. В микронаполненных композитах уменьшение доли наполнителя приводит к снижению модуля упругости этих материалов. Микронаполненные композиты рекомендуют применять в тех участках коронки восстанавливаемого зуба, где величина напряжения, возникающая на границе зуб-пломба при деформации последней, ниже.
Микротвердость композитов прямо связана с величиной объемной фракции содержащегося в них твердого неорганического наполнителя. Твердость композитов зависит также от степени полимеризации полимерного связующего в материале. Твердость композитов уступает твердости эмали, но равна или даже выше, чем твердость дентина.
Физические свойства.По термопроводности все композиты близки к эмали и дентину. Их термопроводность намного ниже, чем у стоматологической амальгамы. Колебания температуры в полости рта и связанные с ними размерные изменения композита приводят к повышению напряжения на границе раздела зуб-композитная пломба, повышая вероятность появления краевой щели и окрашивания по границе пломбы. Этот эффект в большей степени характерен для микронаполненных композитов с большой долей полимерной матрицы, чем для композитов с мелким наполнителем или гибридных композитов.
Водопоглощение и растворимость.Для полимерной матрицы свойственно поглощать воду. Это приводит к некоторому набуханию композита в воде, но степень такого набухания недостаточна, чтобы компенсировать полимеризационную усадку. Понижение поверхностной твердости и износостойкости композита в условиях полости рта связано с его водопоглощением. Вследствие этого микронаполненные композиты с большей объемной фракцией матрицы имеют большую величину водопоглощения и легче окрашиваются водорастворимыми красителями. Показатель растворимости полимерных композитов колеблется от 1,5 до 2% от первоначальной массы материала.
Величина усадки прямо пропорциональна объемному содержанию полимерной матрицы в композите. Таким образом, усадка у микронаполненных композитов больше, чем у наполненных мелкими частицами и у гибридных композитов. Для микронаполненных композитов типично возникновение усадки около 2-4% объемных. Для сравнения - у мелконапоненных она составляет от 1,0 до 1,7%.
Цветостойкость.Изменения цвета полимерных пломбировочных материалов, их потемнение или пожелтение часто объясняли содержанием в составе третичного амина в качестве активатора, для которого
характерно образование окрашенных продуктов в результате окисления. В светоотверждаемых системах, не содержащих аминных ускорителей, значительно лучше и дольше сохраняется первоначальный цвет.
Рентгеноконтрастность.Для диагностических целей рентгеноконтрастность восстановительных материалов должна быть несколько выше рентгеноконтрастности естественной эмали зуба. Придать материалу рентгеноконтрастность можно введением в наполнитель элементов с высоким атомным числом, таких как барий, стронций и цирконий.
Стандарты восстановительных материалов на полимерной основе, ГОСТ Р 51202-98 и международный ИСО 4049, включают требования к технологическим (манипуляционным), физико-механическим, адгезионным и эстетическим свойствам материалов (табл. 26.1).
Таблица 26.1