СЦЕПЛЕНИЕ КОМПОЗИТОВ С ТВЕРДЫМИ ТКАНЯМИ ЗУБА.

А. Механизм сцепления композитов с поверхностью эмали.

Внедрение в стоматологическую практику композитных материалов, содержащих неорганический наполнитель и гидрофобные смолы, значительно ухудшило краевое прилегание пломбировочного материала как к эмали, так и к дентину. В результате возникла необходимость разработки новых методов ретенции композитных пломбировочных материалов. В 1955 г. M.G. Buonоcore впервые предложил для усиления адгезии метакриловых пломбировочных материалов протравливать эмаль в течение 2 мин. 85% раствором фосфорной кислоты.

С тех пор изучению влияния фосфорной кислоты на поверхности эмали посвящено много исследований. In vitro установлено, что использование кислоты в концентрации более 50% приводит к образованию преципитата монокальций фосфата моногидрата, который плохо смывается водой. В дальнейшем он вступает в реакцию с адгезивом, что ухудшает качество фиксации пломбировочного материала к поверхности эмали. Если использовать раствор фосфорной кислоты менее 20%, то на поверхности эмали образуется преципитат кальций фосфат дегидрат (СаНРО₄х2Н₂О), несмываемый водой и реагирующий с адгезивом, что существенно ослабляет связь адгезивной системы с композитом. Оптимальное соединение происходит при воздействии на эмаль 30-40% раствора кислоты в течение 15-30 сек.

При изучении протравленной кислотой поверхности эмали с помощью поляризационного микроскопа установлено, что за счёт растворения минерального компонента эмалевых призм с поверхности эмали удаляется слой толщиной 10 мкм и образуются поры глубиной 5-50 мкм. При этом поверхность приобретает различный рельеф, иногда даже в одном и том же участке.

Чаще всего вытравливается центр эмалевых призм и образуется сотоподобная структура. Может деминерализоваться периметр - по периферии призм образуются канавки. Реже встречается неравномерная структура в виде папоротника. В незрелой эмали (до 20-25 лет), в пришеечной области, в зубах с дефектами развития (гипоплазия, флюороз) образуется плохо структурированная поверхность с пониженной способностью к ретенции.

При нанесении адгезивной системы в образованные кислотой поры свободно проникает смола и происходит связывание эмали с бондом. Это обеспечивает не только прочную адгезию (более 20 МПа), но и устраняет краевое микроподтекание ротовой жидкости. Такой вид ретенции получил название микромеханический (адгезия на микронном уровне) и позволил отказаться от создания дополнительных площадок и ретенционных пунктов.

Кислота для травления выпускается в виде раствора (фирмы Spofa, Delton) и геля (3М ESPE, Kerr, Dentsply и др.). Практика показала, что применение бесцветных растворов фосфорной кислоты создаёт целый ряд неудобств, способных привести к серьёзным осложнениям. Нанести кислоту на необходимый участок сложно, так как она растекается по поверхности. Невозможно проконтролировать качество смыва, нередко возникают ожоги слизистой оболочки полости рта. Избежать подобных осложнений позволяет кислота в гелеобразном состоянии. Для образования геля в кислоту добавляют кремний. Исследования, проведённые фирмой Bisko, показали, что кристаллы кремния, выпадая в осадок на протравленную поверхность, не смываются водой, загрязняют операционное поле и ухудшают адгезию. Этой фирмой разработан специальный полимерный наполнитель, образующий гель, не осаждающийся на протравленной поверхности. Кроме того, в травильный гель введён мощный антисептик – хлорид бензалкониум, не влияющий на адгезию. Применение кондиционера фирмы Bisko исключает необходимость проведения медикаментозной обработки кариозной полости.

Все кислотные гели окрашены в разные цвета (синие, зелёные и т.д.), что позволяет визуально контролировать место их нанесения и оценивать степень удаления после промывания водой. Нельзя вносить кислоту в полость, если в ней есть влага. Экспериментально установлено, что при снижении концентрации кислоты уменьшается глубина микропор. Метод применения гидрофобных эмалевых адгезивных систем требует изоляции дентина прокладочным материалом. Если в качестве изоляционной прокладки используется фосфатный или поликарбоксилатный цемент, то на неё не должна попадать кислота. Под её влиянием происходи дезинтеграция материала, образуются микрощели, в которые проникает микрофлора, что в последующем приводит к возникновению вторичного кариеса. Травление компомеров и гибридных СИЦ безопасно и улучшает условия адгезии с композитным материалом.

В инструкциях различных фирм рекомендуется травить эмаль в течение 15-60 с. Экспериментальные исследования показали, что травление в течение 15 с. даёт такую же пористость, как и экспозиция в течение 30 с. и 1 мин. Однако травление в течение 60 с. нередко приводит к разрушению эмалевых призм, а при экспозиции более 120 с. образуются нерастворимые преципитаты кальция, уменьшающие в первом и втором случае силу сцепления адгезива с твёрдыми тканями зуба. Большинство производителей рекомендует кондиционировать эмаль в течение 30 с.

Б. Механизмы сцепления композитов с поверхностью дентина.

Дентинная адгезия представляет собой более сложную проблему.

Все первоначальные попытки создания дентинных адгезивов были неудачными из-за того, что их разработка шла по пути совершенствования эмалевых бонд-агентов, которые по своей природе не могут образовывать прочную связь с дентином.

Работы по созданию дентинных адгезивов ведутся более 25 лет, но только в последнее десятилетие были достигнуты заметные успехи и получены удовлетворительные клинические результаты. Это стало возможным в результате тщательного изучения свойств дентина как ткани и осмысления его отличий от эмали.

Результатом этих исследований стало формулирование нескольких ключевых положений.

По первых, после удаления твёрдых тканей, поражённых кариозным процессом, образуется так называемая «дентинная рана», причём с увеличением глубины полости раневая поверхность увеличивается. При этом открываются дентинные канальцы, повреждаются отростки одонтобластов, исчезает барьер, препятствующий бактериальной инвазии в направлении пульпы зуба. Неправильная тактика лечения в данном случае может приводить к повреждению и даже гибели одонтобластов, расположенных в участке, соответствующем локализации «дентинной раны». Установлено, что в тех случаях, когда незащищённым эмалью остаётся 1 мм² поверхности дентина, разрушается около 30000 одонтобластов! Через незащищённый дентин в пульпу могут проникать токсины, лекарственные препараты и химические реагенты, а её рецепторный аппарат оказывается уязвим и для термических воздействий (Самусев Р.П. и соавт., 2002).

Поэтому в процессе пломбирования кариозной полости необходимо предпринять меры, направленные на лечение «дентинной раны» путём герметизации поверхности дентина и защиты пульпы от химических, термических и бактериальных воздействий.

Во вторых, говоря о физиологических особенностях тканей зуба, необходимо отметить, что поверхность дентина всегда влажная, высушивание её в клинических условиях практически неосуществимо. Это объясняется тем, что из-за движения жидкости в дентинных канальцах на поверхности дентина постоянно происходит обновление влаги, которая поступает из пульпы. В связи с этим гидрофобные эмалевые бонд-агенты и композиты фиксироваться к дентину не могут, и, как следствие, имеют место дебондинг (рассоединение материала и дентина), возникновение постоперативной чувствительности, развитие других осложнений.

Таким образом, важнейшее требование, предъявляемое к дентинным адгезивам, - они должны содержать гидрофильные вещества, способные смачивать поверхность дентина и проникать в дентинные канальцы.

Третьим важным фактором, определяющим механизм сцепления композита с дентином, является наличие смазанного слоя (масляный, протёртый, аморфный слой, smear layer). Он образуется из частиц гидроксиаппатитов, остатков разрушенных отростков одонтобластов, денатурированных коллагеновых волокон, микроорганизмов, компонентов ротовой жидкости и т.д. Толщина этого слоя равна примерно 5 мкм. Смазанный слой закупоривает дентинные канальцы, покрывает, как прокладкой, здоровый, неифицированный дентин.

Следовательно, дентинный адгезив должен воздействовать тем или иным образом на смазанный слой.

Четвёртым фактором, оказавшим сильное влияние на развитие учения о дентинной адгезии, явилась концепция полного протравливания (“total etch”). Длительное время считалось, что попадание кислоты на поверхность дентина недопустимо, т.к. это приводит к раздражению и некрозу пульпы зуба. Исследования японских учёных (T. Fusayama) показали, что воздействие растворов кислот на поверхность дентина устраняет «смазанный слой», улучшает сцепление с ней дентинного адгезива. Первоначально для протравливания (кондиционирования) дентина применяли растворы слабых кислот: полималеиновой, лимонной, ЭДТА. В настоящее время установлено, что 15-секундная экспозиция 35-37% фосфорной кислоты вызывает полное удаление «смазанного» слоя, раскрытие дентинных канальцев и деминерализацию поверхностного слоя дентина, не оказывая при этом вредного воздействия на пульпу зуба.

Пятым положением, раскрывающим механизм дентинной адгезии, является понятие о гибридном слое. Гидрофильная смола, входящая в дентинный адгезив, проникает в дентинные канальцы, пространства, занятые ранее гидроксиаппатитом, и инкапсулирует коллагеновые волокна. После полимеризации образуется тонкий слой нового материала, состоящий из смолы и коллагеновых волокон дентина. Он и называется гибридным слоем. Гибридный слой не только обеспечивает надёжную фиксацию композита к дентину, но также является эффективным защитным барьером против инвазии микроорганизмов и химических веществ в дентинные канальцы и полость зуба, кроме того, он перекрывает движение одонтобластической жидкости в дентинных канальцах и предупреждает постоперативную чувствительность. В литературе имеются сообщения об успешном использовании дентинных адгезивов для лечения гиперестезии твёрдых тканей зубов.

Шестым положением, касающимся принципов дентинной адгезии, является ответ на вопрос: «Что является основной целью применения дентинного адгезива: прочная фиксация пломбы или герметизация границы пломбы с тканями зуба?». Исследования, проведённые рядом научных учреждений, показали, что фиксация пломбы обеспечивается в основном макромеханической ретенцией, а также адгезией материала к поверхности эмали. Дентинная адгезия в этом процессе играет лишь второстепенную роль. Многими исследователями значение для фиксации пломбы дентинной адгезии вообще ставится под сомнение. А вот обеспечение герметичности на границе пломбы с дентином, предупреждение микро- и наноподтеканий, защита дентина и пульпы от микробной инвазии считаются важнейшими условиями, обеспечивающими эффект пломбирования и качество пломбы.

Поэтому сейчас приоритетным направлением совершенствования дентинных адгезивных систем является обеспечение герметичности на границе пломбы с тканями зуба, а не «гонка за силой адгезии».

Седьмым положением, оказывающим влияние на разработку новых адгезивных систем, является вывод о том, что упрощение методики применения, уменьшение количества компонентов, этапов и манипуляции приводит к уменьшению вероятности ошибок и технических погрешностей в процессе их использования. Поэтому в настоящее время упрощение методик клинического применения адгезивных систем считается одним из приоритетных направлений.

7. СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ АДГЕЗИВЫ И АДГЕЗИВНЫЕ СИСТЕМЫ.

Термин «адгезия» произошёл от латинского слова “adhaesio”, означающего прилипание, слипание твёрдых поверхностей двух разнородных твёрдых или жидких тел.

В стоматологии существует несколько типов адгезий: макромеханическая, микромеханическая, химическое сцепление в результате образования химических связей между пломбировочным материалом и дентином.

В июне 1955 года M. Buonоcore (США) описал результаты исследования, показавшие, что пломбировочный материал на основе акриловых смол имеет лучшую адгезию с эмалью после обработки последней кислотой.

В 1985 году N. Nakabayashi (Япония) высказал мнение, что бондинг с дентином имеет микромеханическую ретенцию, как это возникает при соединении их к эмали. В дальнейшем исследования показали, что адгезия к влажному дентину в несколько раз выше, чем к пересушенному.

1990 год – появление универсальных стоматологических адгезивных систем IV поколения.

Стоматологические адгезивные системы –группа стоматологических материалов, обеспечивающих микромеханическую ретенцию пломбировочного материала с твёрдыми тканями зуба.

Свойства идеальной адгезивной системы:

- биосовместимость;

- химическая устойчивость;

- равная эффективность образования связей с эмалью и дентином;

- механическая устойчивость к жевательным нагрузкам;

- механические свойства, близкие к зубной ткани;

- простая методика применения.

Состав классической адгезивной системы:

1. Кондиционер – протравливающее вещество (чаще всего – ортофосфорная кислота) в виде раствора (геля), полугеля. При воздействии кислоты на эмаль происходит растворение неорганической матрицы, основу которой составляет кальций, происходит образование «лакун» и расширение межпризменных пространств (в последующем адгезив затекает во все образовавшиеся щели и после полимеризации образует микротяжи, которые надёжно фиксируют пломбировочный материал к эмали). Кондиционер ликвидирует образующийся после механической обработки борами на дентине «смазанный» слой – смесь кристаллов гидроксиапатита, обрывков денатурированного коллагена дентина, частиц слюны, клеток крови и микроорганизмов толщиной 0,5-5,0мкм.

2. Праймер – сложное гидрофильное химическое соединение на ацетоновой или вводно-спиртовой основе, обеспечивает равномерное распределение адгезива (проникая в пространства между волокнами дентина, пропитывает их и образует гибридную зону, которая полностью исключает подтекание дентинной жидкости).

3. Собственно адгезив (бонд) – клейкое вещество, взаимодействующее с поверхностью склеиваемых разнородных твёрдых или жидких материалов, в стоматологии – гидрофобная смола(ы) (в настоящее время – метакрилаты).