Композиционные пломбировочные материалы.
Композиционные материалы применяются в стоматологической практике уже более 30 лет и являются на сегодняшний день неотрывной частью адгезивных методов лечения зубов. Успех клинического использования композитов во многом зависит от детальных представлений о свойствах и химическом составе композиционных материалов, механизмах полимеризации и взаимодействии с тканями зуба.
История развития композитов
Внедрение композитов в стоматологическую практику связано с 2 научными достижениями в области материаловедения. Регистрируя в 1962 г. патент (US Patent 3066.112) о пломбировочном материале, состоявшем из мономера “BIS GMA” и силанизированной кварцевой муки, Bowen заложил основу для развития композиционных материалов. Проведенное в 1955 г. Buonocore наблюдение, что адгезия пломбировочного материала с поверхностью зуба существенно улучшается, когда эмаль предварительно обрабатывается фосфорной кислотой, является моментом рождения адгезивных методов реставрации зубов. Рассматривая историю развития композитов, следует выделить следующие этапы, существенно определяющие внедрение композитов во все разделы стоматологии:
1941 г. использование новой системы инициаторов полимеризации перекиси бензоила амина (ВRО Amin);
1962 г. появление первого макронаполненного композита;
1970г. впервые используются композиты, полимеризующиеся под воздействием ультрафиолетового света;
1977 г. появление микрофилированных композитов для пломбирования фронтальных зубов;
1977 г. изготовление светоотверждающих композитов;
1980 г. появление первых гибридных композитов;
1983 г. разработка микрофилированных композитов для восстановления жевательных зубов;
1982г. использование композиционных материалов для изготовления вкладок;
1985 г. появление мелкодисперсных гибридных композитов для универсального применения.
В 50е годы было создано новое поколение пломбировочных материалов, поколение быстротвердеющих акриловых пластмасс, полимеризация которых осуществлялась благодаря применению перекиси бензоила амина (ВRОAmin) в качестве инициаторной системы, в естественных условиях полости рта, при температуре не выше 30 40 С. Результаты клинического применения показали ряд недостатков быстротвердеющих акриловых пластмасс: недостаточная цветоустойчивость, токсическое влияние на пульпу, высокий коэффициент теплового расширения, значительная усадка, высокое водопоглощение и недостаточная устойчивость к жевательной нагрузке.
В начале 60х годов удалось создать поколение композиционных пломбировочных материалов, которое отличалось от предшествующего поколения акриловых пластмасс своим составом: в качестве мономера применялся новый мономер BIS GMA, синтезированный из эпоксидной смолы и сложных эфиров метакриловой кислоты. В качестве наполнителя мелкодисперсный кварц, а силаны как связующее вещество (US Patent 3066.112,1962). Первое поколение композитов выделялось удовлетворительными физикохимическими свойствами, незначительной усадкой, адгезивными свойствами к тканям зуба, плотным краевым прилеганием и удовлетворительными эстетическими свойствами. Самополимеризующиеся, двухкомпонентные композиты полимеризуются при замешивании базисной пасты с катализаторной при комнатной температуре, так как в их состав входит инициаторная система перекиси бензоила амина. В сочетании с технологией травления эмали кислотой удалось улучшить адгезию композита к поверхности зуба. Длительные клинические наблюдения выявили основной недостаток первого поколения композитов: значительное изменение цвета пломбировочного материала в условиях полости рта.
Эту проблему удалось решить в 70е годы внедрением в стоматологическую практику микрофилированных композитов. Высокая цветоустойчивость, широкий выбор цветов и естественный блеск поверхности, похожий на блеск эмали преимущества материалов этого поколения, применяемых для эстетического и функционального восстановления фронтальных зубов.
Важным моментом в истории развития композитов является внедрение совершенно новых инициаторных систем полимеризации, позволяющих проводить полимеризацию материала под воздействием энергии световых лучей. В 1970 г. было впервые опубликовано сообщение о заливке фиссур с помощью герметика, полимеризующегося под воздействием ультрафиолетового света, а в конце 70х и в начале 80х годов начинается широкое производство светоотверждающих композиционных материалов и соответствующих ламп. Однородная консистенция материала, не требующего замешивания разных компонентов, возможность послойного нанесения и регулирования момента полимеризации преимущества светоотверждающих материалов. По мере усовершенствования полимеризационных ламп, появления специальных инструментов и приспособлений, как, например светопроводящих клиньев, прозрачных матриц, использования коффердама для изоляции зуба, удалось усовершенствовать клиническую методику применения светоотверждающих композитов.
С внедрением светоотверждающих композитов появились новые возможности эстетического восстановления зубов. Для эстетического и функционального восстановления жевательных зубов были разработаны специальные композиционные материалы с более высокими физическими показателями. Сопоставляя результаты восстановления жевательных зубов разными пломбировочными материалами и технологиями, Lutz и Krejci (1994) дали группе мелкодисперсных гибридных композитов очень высокую оценку. Именно эту группу композитов можно рассмотреть как альтернативу к амальгаме традиционному пломбировочному материалу жевательных зубов.
Общая проблема всех композитов усадка, возникающая вследствие полимеризации и составляющая примерно от 2 до 7 об.%. С целью избежания отслаивания композиционного материала от стенок кариозной полости и образования краевой щели особое внимание следует уделять эмалеводентиновым адгезивным системам, обеспечивающим совместимость между гидрофобными материалами и гидрофильными тканями зуба.
Состав и свойства композиционных материалов
Основными составными компонентами композиционных материалов являются органический мономер и неорганические наполнители, кроме того инициаторы полимеризации, стабилизаторы, красители и пигменты, существенно определяющие качество композитов. Для изготовления композитов используются многофункциональные, чаще всего бифункциональные, метакрилаты.
Упрощенно мономер представляется формулой МА R МА, в которой МА обозначает остаток эфира метакриловой кислоты, а R является органическим промежуточным звеном. Bowen в конце 50х годов впервые синтезировал мономер из эпоксидной смолы и сложных эфиров метакриловой кислоты, получив в результате продукт бисфенолАдиглицидилдиметакрилат, именуемый в литературе <смола Бовена>. При изготовлении современных композитов наряду с BIS GMA используются другие мономеры, например, уретандиметакрилаты (UDMA), декандиолдиметакрилаты (DMA) или триэтиленгликолдиметакрилаты (TEGMA), благодаря чему удается снизить вязкость и время полимеризации мономера.
Таблица. 3 Классификация макронаполненных композитов (Швейцария, 1994) | |||
Размер наполнителя | Композиты химического отверждения | Композиты светового отверждения | |
>5 mm: | Adaptic, Adaptic Rx+, Consise, Nimetic, Profile | Command. Visio Fili. VisioMolar. VisioMolar (Rx+) VisioRadiopoak | |
<5 mm: | Marathon | Marathon LC. PrismaFil | |
0,01 2 mm | Z 100 |
В качестве неорганического наполнителя используются размельченные частицы бариевого стекла, кварца, фарфоровой муки, двуокиси кремния и других веществ, существенно определяющих механическую прочность, консистенцию, рентгеноконтрастность, усадку и термическое расширение композита. Неорганические наполнители подвергаются специальной обработке поверхностноактивным веществом типа диметилдихлорсиланом, обеспечивающим хорошее сцепление с органической матрицей и влияющим на прочность материала. В зависимости от величины неорганических частиц различают макро и микрофилированные наполнители, мининаполнители, а в зависимости от способа приготовления макронаполненные преполимеризаты. Размеры макрофилированных частиц достигают от 2 до 30 мк, микрофилированных частиц от 0,0007 до 0,04 мк, а мининаполнителей от 0,5 до 1,5 мк.
Состав и структура композиционного материала непосредственно определяют его физические показатели: гибкость, модуль эластичности, твердость, усадку, водопоглощение, термическое расширение. Оценивая клинические результаты восстановления зубов с помощью композиционных материалов, особое внимание уделяется оптическим свойствам, цветоустойчивости, консистенции, стираемости пломбы и антагониста, структуре поверхности, краевому прилеганию и другим показателям. Только суммарная оценка физических и клинических показателей дает возможность объективно оценить качество пломбировочного материала, тем более, что высокие физические показатели не обязательно сопровождаются удовлетворительными клиническими результатами.
Классификация композитов
Композиты можно различать в зависимости от размера наполнителя, а также от вида полимеризации.