Композитные материалы

В течение последнего десятилетия в терапевтической стоматологии для выполнения реставрации зубов широко применяются композиционные материалы светового отверждения. Они практически полностью вытеснили силикофосфатные цементы, амальгамы и композиты химического отверждения, особенно при оказании пациентам платной стоматологической помощи.

Согласно международному стандарту (ISO) основными признаками композитов являются:

1. Наличие полимерной  матрицы, как правило, на основе  сополимеров акриловых и эпоксидных  смол.

2. Наличие неорганического  наполнителя более 50% по массе.

3. Обработка частиц наполнителя  специальными поверхностно-активными веществами, благодаря которым он вступает в химическую связь с полимерной матрицей (Николаев А.И., Цепов Л.М., 2007).

Современная классификация композитных пломбировочных материалов: А. Размер частиц наполнителя:

1. Макронаполненные (размер частиц 8—45 мкм).

2. Микронаполненные (размер частиц 0,04—0,4 мкм).

3. Композиты с малыми  частицами (мининаполненные, размер частиц 1—5 мкм).

4. Гибридные (смесь частиц  различного размера — от 0,04 до 5 мкм).

5. Микрогибридные (гибридные композиты с размером частиц от 0,04 до 1 мкм, средний размер частиц 0,5— 0,6 мкм).

6. Нанонаполненные — нанокомпозиты, созданные с использованием нанотехнологий.

Б. Способ отверждения:

1. Химического отверждения.

2. Светового отверждения.

В. Консистенция:

1. Традиционные композиты  обычной консистенции.

2. Жидкие (текучие) композиты.

3. Конденсируемые композиты.

Г. Назначение:

1. Для пломбирования жевательных  зубов.

2. Для пломбирования передних  зубов.

3. Универсальные композиты.

Важным моментом для врача-стоматолога является понимание связи между размерами частиц наполнителя и свойствами композитного материала.

Практикующий врач, выбирая материалы для реставрации зубов, руководствуется несколькими критериями: эстетичностью, долгосрочной гарантией лечения, комфортом в работе (простота подбора оттенков, удобные манипуляционные характеристики) и, несомненно, соотношением цена/качество.

В крупных клиниках врачу обычно предоставляется выбор из нескольких материалов, одному из которых он отдает предпочтение и большинство реставраций выполняет из этого «любимого» материала. Однако в настоящее время, когда пациенты и врачи уже не довольствуются только лишь наличием пломб, сходных по цвету с естественными зубами, привычные и широко распространенные в практике микрогибридные композиты перестали отвечать требованиям практической стоматологии. Поэтому запросы стоматологов диктуют фирмам-производителям необходимость создания новых реставрационных материалов с улучшенными эстетическими, прочностными и манипуляционными характеристиками.

Создание новых композиционных материалов в настоящее время может производиться путем усовершенствования его неорганического наполнителя или мономерной смолы. Так, усовершенствовав полимерную матрицу, некоторые компании создали реставрационные системы на основе ORMOCER, например «Адмира» (VOCO). Следует отметить, что первоначально ORMOCER-материалы не предполагалось использовать в зубоврачебной и зуботехнической практике. До этого ORMOCER уже давно и успешно применялся в оптической промышленности для защитного напыления (против царапин) искусственных стекол.

Большинство стоматологов считает, что эта реставрационная система принципиально отличается от всех композитов. Однако это ошибочное мнение. ORMOCER-материалы являются композитами с усовершенствованной матрицей. Как известно, композит состоит из полимерной матрицы (смолы) и наполнителя. Однако если у обычного композита имеется полимерная органическая матрица, которая в процессе полимеризации дает усадку, то в ормокер-материале матрица является неорганически-органической. Ее основу составляет неорганический каркас на основе оксида кремния. Такая модификация смолы приводит к тому, что после полимеризации остаточный мономер практически весь удерживается на боковых цепочках, а не находится в свободном состоянии, как у обычных композитов. Это обеспечивает следующие преимущества материалов (Firda М., 2004):

1. По сравнению с обычными  композитами у ормокер-материалов выявляется самый низкий процент высвобождения остаточных мономеров, которые со временем могут «вымываться» из композита в связи с неполной полимеризацией. Это обеспечивает высокую биосовместимость материала. Кроме того, данная матрица является более износоустойчивой. Также такие материалы обладают наименее выраженными по сравнению с другими реставрационными материалами аллергизирующими свойствами.

2. Именно благодаря высокому  содержанию наполнителя и присутствию  двуокиси кремния в матрице, удалось  снизить полимеризационную усадку на 50% по сравнению с таковой традиционных композитов.

3. Коэффициент теплового  расширения значительно ниже, чем  у существующих до сих пор  материалов, и, соответственно, ближе к натуральной твердой субстанции зуба. Другим путем создания новых композиционных материалов является усовершенствование неорганического наполнителя. Современная стоматология является высокотехнологичной отраслью медицины, передовой по внедрению новых материалов, технологий и методов лечения. В последние годы началось широкое использование нанотехнологий в производстве композитов. Это позволило создать материалы, которые наилучшим образом соответствуют сегодняшним запросам практикующих врачей: новые композиты выдерживают механические нагрузки, действующие на реставрации, как во фронтальном, так и в боковом участках зубного ряда, т.е. обладают прочностными характеристиками микрогибридных композитов. По качеству же полирования нанонаполненные композиты приравнивают к микрофилам.

В некоторых нанокомпозитах используются нанокластеры. Однако, по мнению ряда исследователей, нанокластеры, на которые ранее возлагалось много надежд, оказались слабым звеном в современных композитах. Они приводили к снижению прочностных характеристик материалов, низкой цветостабильности, увеличению липкости. Поэтому другие фирмы-производители к частицам микрогибридного композита добавили нанонаполнитель.

В своей практической работе врачи нередко сталкиваются с чувствительностью зуба после пломбирования. Они объясняют пациенту, что «это явление временное и скоро все пройдет». Однако послеоперационная чувствительность зачастую сохраняется в течение нескольких недель и даже месяцев. В результате этого происходит потеря доверия пациента врачу.

В большинстве случаев предупредить возникновение послеоперационной чувствительности гораздо проще, чем ее лечить.

Связывание композита с твердыми тканями зуба происходит за счет микромеханической ретенции через промежуточный слой (адгезив) между дентином/эмалью и композитом. Установлено, что реакция зуба на температурные и химические раздражители возникает в результате перемещения жидкости в дентинных канальцах. Закупоривание открытых дентинных канальцев в результате препарирования будет препятствовать движению жидкости и, таким образом, не допускать возникновения чувствительности зуба. Очевидно, что если дентин не имеет здоровой структуры в случае его неполного удаления, то процесс бондинга не будет адекватным (Иоффе Е., 1999).

Данная проблема является многосторонней и имеет ряд причин:

1. Протравливание твердых  тканей зуба проводится с целью  создания условий для микромеханической  ретенции пломбировочного материала к твердым тканям зуба. На эмали это достигается за счет создания неровностей, шероховатостей в виде фальца, на дентине — путем удаления «смазанного» слоя и раскрытия устьев дентинных канальцев. Этап протравливания проводится при помощи 32—37% раствора фосфорной кислоты. Она выпускается в виде жидкости и геля. Жидкость трудно контролировать, а гель плохо смывается водой. Оптимальным является полугель. Кроме того, не все протравки легко смываются с поверхности дентина — это зависит от того, каким способом сгущена фосфорная кислота. Остатки ортофосфорной кислоты ухудшают прочность бондинга, а также приводят к образованию так называемой «кислотной мины». Чтобы избежать осложнений на данном этапе, необходимо четко соблюдать время протравливания.

2. Пересушивание дентина. Большинство адгезивных систем предполагают технику «влажного» соединения, т.е. когда дентин после протравливания и промывания водой не высушивается, а лишь слегка подсушивается поролоновой губкой либо пылесосом. Пересушивание же приводит к коллапсу коллагеновых волокон и, таким образом, появлению послеоперационной чувствительности после реставрации зуба.

3. Нанесение адгезива. Адгезивные системы 4-го, 5-го и 6-го поколений обладают способностью хорошо проникать в дентинные канальцы и образовывать гибридный слой — кислотоустойчивый и непреодолимый для бактерий слой полимера на поверхности дентина с проникающими в дентинные канальцы отростками. Естественно, что отсутствие гибридного слоя на каком-либо участке дентина приведет к развитию послеоперационной чувствительности.

Поэтому важно соблюдать время, в течение которого адгезив втирается в дентин и затем подсушивается до проведения его фотополимеризации. Необходимо также проконтролировать отсутствие загрязнения поверхности твердых тканей зуба слюной и кровью после протравливания.

В том случае, если полость все же оказалась пересушенной, оптимальную пространственную структуру спавшихся коллагеновых волокон можно до некоторой степени восстановить за счет повторного увлажнения полости с использованием воды, гидроксилэтилметакрилата (НЕМА) или любого другого низкомолекулярного мономера, которые входят в состав большинства современных адгезивных систем (Haller В., Blunck U., 2004). При производстве современных адгезивных систем используются различные растворители: вода, спирт, ацетон.

Материалы на водной основе обладают способностью увлажнять пересушенные коллагеновые волокна. Однако праймер должен вытеснить воду еще и из дентина. Для этого необходимо затратить значительные усилия и рабочее время. Кроме того, нужно, чтобы испарилась вода из самого праймера после нанесения его на поверхность. Обилие вредной для гидрофобного адгезива воды является слабым местом систем на основе водного растворителя (Николаев А.И., ЦеповЛ.М., СаловаА.В., 2004).

С учетом этого некоторые системы были изготовлены на основе ацетона. Ацетон обладает высокой летучестью и способностью значительно повышать летучесть воды за счет изменения величины ее поверхностного натяжения. Ацетон — очень гидрофильное вещество. Недостатком систем на основе ацетона является большая чувствительность к сухому деминерализованному дентину. Для проникновения в глубокие части коллагеновой структуры ацетону необходима вода. На сухом дентине такие системы работают не очень хорошо (Николаев А.И., Цепов Л.М., Салова А.В., 2004).

Золотая середина принадлежит системам, изготовленным на основе водно-спиртовой смеси. Они обладают способностью к дополнительному увлажнению пересушенного дентина за счет наличия воды, а в случае ее избытка — способствовать испарению воды благодаря наличию спирта. Поэтому все больше и больше систем основаны на водном растворе спирта (Блунк У., 2003). Тем не менее, при использовании систем данного типа с высоким содержанием спирта необходимо обращать особое внимание на степень увлажненности поверхности дентина после окончательного его травления (Николаев А.И., ЦеповЛ.М., СаловаА.В., 2004).

4. Бактериальная загрязненность. Загрязнение поверхности дентина  приводит к раздражающему действию  бактерий и препятствует образованию  полноценного гибридного слоя. В связи с этим обязательно нужно контролировать отсутствие слюны и крови на поверхности дентина, особенно в придесневой области. Это достигается путем изоляции рабочего поля различными современными средствами и методами.

5. Полимеризационная усадка композита. Главным недостатком всех композиционных материалов является их полимеризационная усадка, т.е. уменьшение в объеме. В дальнейшем это приводит к нарушению краевого прилегания материала, разгерметизации пломбы и развитию «рецидивного» кариеса. Для предупреждения этого при пломбировании полости вначале в качестве «суперадаптивного» слоя лучше использовать жидкотекучие композиты, которые обладают высокой эластичностью. Применение стеклоиоиномерных цементов в «сэндвич-технике» также сводит к минимуму риск развития осложнений.

6. Фотополимеризация композита. Неполная полимеризация композита или адгезива не только ослабляет реставрацию и приводит к «вторичному» кариесу, но и способствует появлению послеоперационной чувствительности зуба. Учитывая это, следует контролировать интенсивность света галогеновой лампы еженедельно. Продолжительность светового воздействия должна соответствовать инструкции (Иоффе Е., 1999; Шмидседер Дж., 2004).

Решением данной проблемы может служить применение современных высокотехнологичных фотополимеризационных устройств на основе полупроводниковой (LED) технологии — светодиодных ламп. Такие устройства отличаются гораздо более продолжительным эксплуатационным ресурсом по сравнению с традиционными галогеновыми. Имитирующие яркий свет диоды таких ламп не теряют своей интенсивности со временем, не перегорают, обладают малым энергопотреблением. Ко всему прочему, лучшие светодиодные лампы не имеют шумного вентилятора, который стал для нас практически фактором производственной вредности — шум утомляет, а воздушные потоки разносят по кабинету патогенную микрофлору. Основанные на LED технологии лампы имеют яркий свет (1200 мВт), что гарантирует качественную полимеризацию любых светоотверждаемых материалов. Отдельно следует отметить, что подходы разных производителей к указанию времени полимеризации выпускаемых ими реставрационных материалов могут значительно различаться. Некоторые компании указывают в инструкции так называемое «лабораторное» время полимеризации, полученное в результате засвечивания навески материала в условиях, близких к идеальным, — стандартные условия заводской лаборатории (температура, влажность, засветка в помещении, выводное отверстие световода вплотную приставлено к материалу и др.). Другие фирмы указывают «рекомендованное» время полимеризации с учетом тех погрешностей, которые могут возникать в условиях ежедневного приема пациентов. «Рекомендованное» время полимеризации, как правило, более длительное, чем «лабораторное» (для сравнения — 20 и 40 с). Опытные врачи никогда не жалеют времени, затрачиваемого на засвечивание слоев. Чуть дольше посветил — зато избежал таких осложнений, как краевая пигментация, сколы и др.