Полимеризуемые стоматологические адгезивы и композиты. Обзор

Вид материалаРеферат
Классификация композитов
Связующая (бондинг) фаза
Макронаполненный композит
Гибридный композит
Гомогенный микронаполненный композит
Гетерогенный микронаполненный композит
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Композиты


Стоматологические композиты сегодня являются основным классом зубо-восстановительных материалов. Преимуществами композитов перед силикатными цементами и ненаполненными метилметакрилатными смолами являются их высокие прочностные, эксплуатационные и эстетические характеристики, а также меньшая усадка. Однако, композиты, даже с максимальным содержанием неорганического наполнителя, все же показывают некоторую усадку при отверждении, меньшую, чем у зуба жесткость и более высокий коэффициент теплового расширения. Указанные недостатки композитов способствуют возникновению краевых щелей между пломбой и зубной поверхностью, просачиванию ротовых жидкостей сквозь эти щели и, как следствие, разгерметизации полости. Это приводит либо к выпадению пломбы, либо к развитию вторичного кариеса. Недостатки устраняются применением адгезивов, склеивающих композит с зубной тканью, либо другими приемами.

По определению композитным материалом называется смесь нескольких компонентов. В случае стоматологических пломбировочных композитов это смесь органической матрицы и неорганических наполнителей. Обычно органическая матрица базируется на метакриловых мономерах типа: 2,2-бис-[4-(2-гидрокси-3-метакрилоилоксипропил)фенил] пропан (Bis-GMA или мономер Bowen), этоксилированный Bis-GMA (EBPDMA), 1,6-бис-[2-метакрилоилоксиэтоксикарбониламино]-2,4,4-триметилгексан (уретан диметакрилат или UDMA), додеканодиол диметакрилат (D3MA), триэтиленгликоль диметакрилат (TEGDMA) [38-45]. При свободно-радикальной полимеризации матричных мономеров образуется трехмерная сетка. Подбор мономеров влияет на реакционную способность, вязкость и полимеризационную усадку паст композитов, так же как на механические характеристики, водопоглощение и набухание отвержденных композитов. Низкомолекулярные мономеры показывают большую усадку, чем высокомолекулярные (табл. 7).

Таблица 7. Полимеризационная усадка (Vр) стоматологических мономеров и полимеров.

Мономер

Молекулярная масса, г/моль

Вязкость, мПа·с

Плотность, г/см3

Vр, %

Мономера

Полимера

TEGDMA

286

100

1,072

1,250

-14,3

UDMA

470

5000-10000

1,110

1,190

-6,7

Bis-GMA

512

500000-800000

1,151

1,226

-6,1


Существует корреляция между полимеризационной усадкой, количеством наполнителя и вязкостью композита. Поэтому состав композита специально подбирается. Вязкие мономеры разбавляются реакционно-способными мономерами и наполняются различными наполнителями.

Современные коммерческие восстановительные композиты содержат смеси различных сшивающих диметакрилатов, наполнителей, инициирующих систем и специальных добавок. Исследования по модификации составов композитов сосредоточены в направлении снижения последствий полимеризационной усадки, улучшения биосовместимости, износостойкости и технологичности применения. Эти качества достигаются при использовании новых сшивающих мономеров и оптимизации размера, формы и состава частиц наполнителя.

Классификация композитов


Композитные пломбировочные материалы классифицируют по типу, размеру и количеству используемых наполнителей (табл. 8), а также по функциональности применения [41, 42]. Наиболее распространенной является классификация композитов по размеру частиц наполнителя: микронаполненные, макронаполненные и гибридные.

Таблица 8. Классификация композитов по типу, размеру и количеству используемых наполнителей

Тип композита

Размер частиц, мкм

Степень наполнения, % объемный

Средний

Максимальный

Микронаполненный

0,04-0,1

0,1-5,0

38-50

Мининаполненный

0,4-0,8

1,0-5,0

56-66

Средненаполненный

1,0-3,0

5,0-15,0

70-77

Обычный

5,0-15,0

50-70

60-70



Доктор Kugel [41] разделил адгезионные восстановительные материалы на прямые и непрямые по функциональности применения. Прямые применяются непосредственно при пломбировании зубов, непрямые – при пломбировании вкладками, изготовленными в лаборатории. Непрямые восстановительные композиты разделяются на два поколения. Второе поколение непрямых композитов может быть объединено с субструктурами армированными волокном. К категории прямых адгезионных восстановительных материалов отнесены композитные смолы, текучие композитные смолы, компомеры, пакуемые композиты, керомеры, ормокеры, «интеллектуальные» композиты.

Исследователи из компании Ivoclar AG доктора Norbert Moszner и Ulrich Salz [38] предложили свою классификацию стоматологических пломбировочных композитов, основанную на типе и размере частиц наполнителя (рис. 5).








Связующая (бондинг) фаза

Наполнитель / полимерная матрица




Полимерная матрица




Макронаполненный композит

Микро/Мини наполнитель

(дробленое стекло)







Гибридный композит

Микро наполнитель (высокодисперсная двуокись кремния)







Гомогенный микронаполненный композит

Дробленый полимеризат (основа микронаполнителя)







Гетерогенный микронаполненный композит


Рисунок 5. Классификация композитных пломбировочных материалов.


В основном на рынке представлены микронаполненные и гибридные композиты, причем последние являются более универсальными материалами. Доктор Christensen, кроме этих основных типов композитов, классифицирует восстановительные материалы на герметики, текучие смолы, пакуемые (конденсируемые или уплотняемые) и микронаполненные поверхностные герметики [42].

Из вышесказанного можно сделать вывод, что четкой универсальной классификации стоматологических композитов до сих пор не существует. Большинство исследователей применяют классификацию по типу и размеру наполнителя [38-44]. Между тем на характеристики композитов оказывают влияние и тип модификатора наполнителя, образующего химическую связь между полимерной матрицей и поверхностью наполнителя, и форма частиц наполнителя, и природа наполнителя (органический или неорганический), а также ряд других факторов, которые необходимо учитывать при применении и классификации композитов. Модернизация стоматологических композитов идет и по пути поиска новых составов полимерных матриц.

Клиническая практика сегодня предъявляет все более серьезные требования к полимеризуемым восстановительным материалам. Соответственно, растут требования к мономерным составам, образующим полимерную матрицу композитов. Влияние физико-химических характеристик образуемой при полимеризации полимерной сетки композита на клинические свойства пломбировочного материала представлены в таблице 9.


Таблица 9. Зависимость клинических свойств композитов от физико-химических характеристик полимерной сетки.


Физико-химические характеристики

Клинические свойства

Низкая объемная усадка или расширение во время полимеризации

Отсутствие краевой щели, легкость установки пломбы

Высокая скорость полимеризации

Короткое время отверждения

Сшивающие свойства

Достаточная механическая прочность

Температура стеклования выше 600С и низкое водопоглощение полимера

Долговечность пломбы

Стойкость в условиях ротовой полости

Низкая доля неудач при отверждении композита

Стабильность при хранении в присутствии наполнителей

Воспроизводимость восстановлений

Высокая свето и цвето стабильность полимера

Долговременная эстетика пломб

Низкая оральная токсичность, отсутствие мутагенности и канцерогенности

Минимальный риск для здоровья пациента и врача


Ниже дается краткий обзор последних направлений разработки в области мономеров, образующих полимерные матрицы стоматологических композитов. Описание сфокусировано на полимерно-химических аспектах мономеров с раскрывающимися кольцами, которые демонстрируют низкую усадку или расширение при полимеризации, сшивающих мономеров с новой архитектурой (мезогенные группы, гиперразветвленные структуры или наночастицы), кислотных мономерах, используемых в компомерах, рентгеноконтрастных и антикариозных мономерах [38, 39, 45].