Стеклоиономерные цементы

Приоритет изобретения СИЦ принадлежит Уилсону и Кейту (1971 г.).

Стеклоиономерные цементы – это материалы на основе полиакриловой (полиалкеновой) кислоты и измельченного алюмофторсиликатного стекла. В зависимости от вида исходной формы выделяют:

1) тип «порошок – жидкость» (порошок – алюмофторсиликатное стекло, жидкость – 30–50 %-ный раствор полиакриловой кислоты). Например, Мастер-дент;

2) тип «порошок – дистиллированная вода» (полиакриловая кислота высушена и добавлена в порошок, что увеличивает сроки хранения материала, облегчает ручное смешивание, позволяет получить более тонкую пленку), так называемые гидрофильные цементы. Например, Стион AПX, Base Line. Тип наста. Например, lonoseal, Тайм Лайн.

По способу отверждения выделяют следующие порошки (см. таблица № 8 ).

Стеклоиономерные цементы классифицируются по назначению.

1 тип. Применяется для фиксации ортопедических и ортодонтических конструкций (Аквамерон, Аквацем, Гемцем, Fuji 1).

2 тип – восстановительный цемент для восстановления дефектов твердых тканей зуба:

1) тип для косметических работ. Работы, требующие эстетического восстановления, при незначительной ок-клюзионной нагрузке (Chemfill superivjr, Vitremer. Aqua Ionofill).

2) для работы, требующей повышенной прочности пломб (Ketak-molar; Argion).

3 тип – прокладочные цементы (Бонд апликан, Гемлайн, Vitrcbond, Вивоглас, Минер, Бонд фотак, Ионобонд, Кетак бонд, Таим Лайн, Стион АПХ, Base Line, lonoseal).

4 тип – для пломбирования корневых каналов (Кетак эндо апликан, Стиодент).

5 тип – герметики (Fugi III).

Свойства СИЦ

1. Технологические свойства (неотвержденного материала). Время смешивания 10–20 с, после которого материал приобретает пластичность, сохраняемую 1,5–2 мин (для материалов химического отверждения).

2. Функциональные свойства. Адгезия к эмали и дентину имеет химическую природу (А. Уилсон, 1972 г.) за счет соединения ионов кальция твердых тканей зуба и карбоксильных групп полиакриловой кислоты. Необходимыми условиями прочной связи является отсутствие инородных веществ: зубного налета, слюны, крови, смазанного слоя на поверхности дентина, поэтому необходима предварительная обработка эмали и дентина 10 %-ным раствором полиакриловой кислоты в течение 15 с с последующим промыванием и высушиванием. Преимуществом использования полиакриловой кислоты является то, что она используется в цементе и ее остатки не влияют на процесс отверждения цемента, кроме того, активируются ионы кальция в эмали и дентине.

В результате финишной обработки – поверхность гладкая, прозрачная, блестящая. При различном освещении (прямом, проходящем, боковом свете) реставрация монолитная, не видна граница с зубными тканями. При обнаружении оптической границы между зубными тканями и пломбой (белой полоской, «трещина в стекле») можно сделать вывод о нарушении склеивания, необходима коррекция: производят травление, нанесение эмалевого адгезива с последующим отверждением.

В заключение проводят окончательное отсвечивание всех поверхностей пломбы, чем достигается максимальная степень полимеризации композита.

Таким образом, контрольные тесты на склеивание композита:

1) при внесении композита порция должна приклеиваться к поверхности и отрываться от капсулы или гладилки;

2) после пластической обработки порция композита не отделяется от склеиваемой поверхности, а деформируется;

3) после финишной обработки монолитное соединение композита и зубных тканей, отсутствуют белые полоски отрыва.

СИЦ для косметических работ (Витремер, Кемфил Супериор, Аква Ионофил).

Соотношение порошка к жидкости – от 2,2: 1 до 3,0: 1 (если жидкость полиакриловая кислота) и от 2,5: 1 до 6,8: 1 (для материалов, замешивающихся на дистиллированной воде).

Реакция отверждения СИЦ может быть представлена как ионное перекрестное соединение между цепочками полиакриловой кислоты. В фазе начального отверждения перекрестные связи образуются за счет ионов кальция, расположенных на поверхности частиц. Эти двухвалентные связи – нестабильные и легко растворяются в воде, а при высыхании наблюдается дегидратация. Продолжительность начальной фазы – 4–5 мин. Во второй фазе – окончательного отверждения – образуются перекрестные связи между цепочками полиакриловой кислоты с помощью менее растворимых трехвалентных ионов алюминия. В результате образуется твердая стабильная матрица, устойчивая к растворению и высыханию. Продолжительность фазы окончательного отверждения составляет в зависимости от типа цемента, от 2 недель до 6 месяцев. Особенно значительное поглощение – утрата воды – может происходить в течение 24 ч, поэтому на этот срок необходима изоляция лаками. Через сутки проводят обработку пломбы с последующей изоляцией пломбы лаком (обработка цементов повышенной прочности и прокладочных цементов возможна через 5 мин, так как они приобретают достаточную прочность и устойчивость к растворению). Продолжительность времени отверждения определяется рядом факторов:

1) Имеют значение размеры частиц (в целом косметические медленно твердеющие цементы имеют размер частиц до 50 мкм, тогда как I и III тип с более быстрой реакцией отверждения – более мелкие частицы);

2) Увеличение количества фтора сокращает сроки созревания, но ухудшает прозрачность.

3) Уменьшение содержания кальция на поверхности частиц позволяет сократить сроки созревания, но снижает эстетичность материала.

4) Введение винной кислоты позволяет сократить количество фтора, такие материалы более прозрачные.

5) Введение светоактивируемой матрицы композита в состав СИЦ сокращает сроки начального отверждения до 20–40 с.

Окончательное отверждение светоактивируемых стеклоиономерных цементов (СИЦ) происходит в течение 24 ч и более.

СИЦ повышенной прочности (Argion, Kеtak Molar)

Повышение прочности достигается введением порошка сплава амальгамы, но при этом физические свойства изменяются незначительно.

Существенное увеличение прочности и устойчивости к стиранию достигается введением в состав около 40 % по массе серебряных микрочастиц, которые впекаются в частицы стекла – «серебряная металлокерамика». У таких материалов физические свойства сравнимы с амальгамой и композитами, но не так значительны, чтобы сформировать край зуба и запломбировать обширные поражения.

Смешивание порошка и жидкости в соотношении 4: 1 ручное или капсульное, введение гладилкой или шприцем. Время отверждения 5–6 мин, в течение которого приобретается устойчивость к растворению и становится возможной обработка пломбы. После обработки цемент изолируется лаком.

Цементы этой группы рентгеноконтрастны и не эстетичны.

Адгезия к дентину незначительно снижена за счет присутствия ионов серебра.

Показания к применению:

1) пломбирование временных зубов;

2) полимеризация на поверхности композита.

По своему составу ПС напоминает ненаполненную адгезивную систему. В доступной для проникновения воздуха ПС реакция полимеризации полностью ингибируется (если поместить химический или световой адгезив в углубление лотка, то можно заметить, что отверждается слой, расположенный на дне, что демонстрирует образование ПС и проникновение кислорода на определенную глубину). Поверхность полимеризованной с доступом воздуха порции композита получается блестящей, влажной. Этот слой легко снимается, повреждается, проницаем для красителей, поэтому после завершения реставрации необходимо всю доступную поверхность реставрации обработать финишными инструментами для обнажения прочного, хорошо полимеризированного композита.

ПС играет и важную положительную роль, создавая возможность соединения новой порции композита с ранее полимеризованной. Основываясь на этом представлении, формирование реставрации проводится в определенной последовательности.

1. Проверка наличия поверхностного слоя, ингибированного кислородом, – поверхность выглядит блестящей, «влажной», блеск легко снимается. При внесении порции композита, вследствие локально созданного давления слой, ингибированный кислородом, удаляется, и порция вносимого композита приклеивается к поверхности. Если композит тянется за инструментом или капсулой и не приклеивается, значит, поверхность загрязнена ротовой или десневой жидкостью либо отсутствует ПС. Вносимую порцию удаляют и повторяют адгезивную обработку поверхности (травление, нанесение адгезива, полимеризацию).

2. Пластическая обработка порции композита. Приклеенная порция распределяется по поверхности похлопывающими движениями, направленными от центра к периферии, при этом вытесняется слой, ингибированный кислородом. При повышении окружающей температуры более 24 °C материал становится избыточно пластичным и текучим, поэтому не передает давление гладилки; в этом случае слой, ингибированный кислородом, не вытесняется. Возможно, этим обусловлено частое расслоение реставраций, выполненных в летнее время или в жарко натопленном помещении. В результате пластической обработки при попытке отделить инструментом порцию композита она деформируется, но не отделяется. В противном случае необходимо продолжить пластическую обработку.

3. Полимеризация.

Прокладочные цементы

Не прозрачны и не эстетичны, поэтому покрываются восстановительными материалами. Быстро отверждаются, приобретая устойчивость к растворению в течение 5 мин, обладают химической адгезией к эмали и дентину, что предотвращает краевую проницаемость, выделяют фтор, рентгеноконтрастны.

Соотношение порошка и жидкости – от 1,5: 1 до 4,0 1,0; в структуре типа «сэндвич» не менее 3: 1, так как большее количество порошка увеличивает прочность и сокращает время отверждения.

Через 5 мин они приобретают достаточную прочность, устойчивость к растворению, могут протравливаться 37 %-ной ортофосфорной кислотой одновременно с эмалью. Смешиваются вручную или в капсулах, вводятся гладилкой или шприцем.

При пломбировании нескольких полостей СИЦ вносится в одну полость и покрывается другим реставрационным материалом. Если одновременно пломбируются несколько полостей, то для исключения пересушивания СИЦ изолируется лаком. Последующее наложение композита должно быть послойным с соблюдением методики направленной полимеризации для предотвращения отрыва СИЦ от дентина. Прочность достаточна для замещения дентина с последующим покрытием другим реставрационным материалом.

Некоторые цементы обладают достаточной прочностью и могут быть использованы для изолирующих прокладок, критерием пригодности является время отверждения (не более 7 мин).

Светоотверждаемые СИЦ содержат 10 % светоотверждаемого композита и затвердевают под действием светового активатора через 20–40 с. Время окончательного отверждения, необходимое для формирования полиакриловых цепочек и приобретения цементом окончательной прочности, составляет примерно 24 ч.

Модифицированные светочувствительными полимерами СИЦ менее чувствительны к влаге и растворению (в эксперименте – через 10 мин). Преимуществом таких цементов является также химическая связь с композитом.

Этапы применения стеклоиономерного цемента:

1) очистка зуба. Подбор цвета с использованием оттеночной шкалы (если СИЦ используется для постоянной пломбы);

2) изоляция зуба.

Смешивание компонентов осуществляют ручным способом и с помощью капсульной системы с последующим введением гладилкой или шприцем. Капсульная система смешивания с последующим введением шприцем позволяет снизить уровень пористости, равномерно заполнить полость. Время отверждения: время смешивания 10–20 с, начальное отверждение 5–7 мин, окончательное – через несколько месяцев. Эти свойства невозможно изменить без потери прозрачности. После начального отверждения цемент изолируют защитным лаком на основе БИС-ГМА (лучше использовать бонд от светоактивируемых композитов), а окончательную обработку производят через 24 ч, с последующей повторной изоляцией лаком.

Физические свойства: СИЦ рассматриваемой группы недостаточно устойчивы к окклюзионным нагрузкам, поэтому область их применения ограничивается полостями III, V классов, эрозиями, клиновидными дефектами, кариесом цемента, герметизация фиссур, пломбированием молочных зубов, временным пломбирование, некоторые могут быть использованы в качестве подкладочного материала (если начальное отверждение происходит в сроки не более 7 мин).

Рентгеноконтрастность: большинство цементов этой группы не рентгеноконтрастны.

Компомеры

Новый класс пломбировочных материалов, внедренный в практику с 1993 г. Термин «компомер» явился производным от двух слов «композит» и «иономер». Материал объединяет в себе свойства композитов и стеклоиономеров.

От композитов взята адгезивная система связи, полимерная матрица, от СИЦ – химическая связь между частичками стекла (наполнителя) и матрицей, выделение фтора из массы, близость теплового расширения тканям зуба. В частности, в материале Дайрект АР в составе мономера присутствуют как кислотные группы, так и полимеризуемые смолы. Под действием света происходит полимеризация метакрилатных групп, в дальнейшем в присутствии воды кислотные группы реагируют с частицами наполнителя. Прочность, твердость, стираемость соответствуют микрогибридным композитам, что позволяет рекомендовать Дайрект АР для реставрации всех групп полостей, имитации дентина при пломбировании композитами.

Термин «компомер» у многих ассоциируется с «Дайректом» (Dyract), который, действительно, явился первым материалом нового класса. В настоящее время он усовершенствован и выпускается новый компомер – Dyract АР (anterior, posterior) с улуч-шенными физико-хизическими и эстетическими свойствами. Среди других представителей данного класса известны F 2000 (ЗМ), Dyract flow.

Состав композитов (на примере Dyract):

1) мономер (качественно новый);

2) композитная смола (БИС-ГМА) и полиакриловая кислота СИЦ;

3) особенного типа порошок;

4) жидкость (от 1,67 до 5,68 %) и наименее у светоотверждаемых композитов (0,5–0,7 %).

Химически активируемые композиты состоят из двух паст или из жидкости и порошка. В состав этих компонентов входит инициаторная система из перекиси бензоила и амина. При замешивании базисной пасты, содержащей аминовый и каталитический компоненты, образуются свободные радикалы, которые запускают полимеризацию. Скорость полимеризации зависит от количества инициатора, температуры и присутствия ингибиторов.

Преимущество такого вида полимеризации – это равномерная полимеризация независимо от глубины полости и толщины пломбы, а также кратковременное выделение тепла.

Недостатки: возможные ошибки при замешивании (неправильное соотношение компонентов), незначительное рабочее время для моделирования пломбы, невозможность послойного нанесения, потемнение пломбы в связи с окислением остатка аминного соединения. В процессе работы с такими материалами быстро изменяется вязкость, поэтому, если материал не введен в полость в пределах рабочего времени, его адаптация к стенкам полости затруднена.

В качестве инициатора полимеризации в светополимеризуюшихся композитах используется светочувствительное вещество, например кампферохинон, который под воздействием света с длиной волны в пределах 400–500 нм расщепляется с образованием свободных радикалов.

Светоактивируемые материалы не требуют смешивания, поэтому не имеют воздушной пористости, присущей двухкомпонентным химически отверждаемым композитам, т. е. более однородны.

Полимеризация происходит по команде, поэтому рабочее время моделирования пломб не ограниченно.

Возможные послойные нанесения в значительной мере позволяют более точно подобрать цвет пломбы. Отсутствие третичного амина придаст материалу цветоустойчивость. Таким образом, фототвердеющие композиты более эстетичны.

Однако следует учесть, что степень полимеризации неоднородна, полимеризационная усадка направлена к источнику полимеризации. Степень и глубина полимеризации зависят от цвета и прозрачности композита, мощности источника света, экспозиции расстояния до источника. Концентрация недополимеризованных групп тем меньше, чем ближе источник света.

Время отверждения – 5–6 мин. Окончательная полимеризация через 24 ч, поэтому после отверждения надо защитить лаком (прилагается), например, Ketak Glaze, Окончательная обработка – через 24 ч.

Представленное описание является ориентировочным, не может учитывать особенностей применения различных представителей обширной группы стеклонономерных цементов, поэтому во всех случаях их использование должно соответствовать указаниям производителя.

6. Методика работы с композиционными материалами химического отверждения (на примере микрофильного композита «Дегуфил»)

Прежде чем работать с этими композиционными материалами, необходимо определить показания к его использованию (в зависимости от классификации полостей, по Блеку), у рассматриваемого материала – III, V классы, возможно пломбирование полостей других классов при подготовке зуба для несъемного протезирования.

1. Очистка зуба (не используются фторсодержащие пасты).

2. Подбор цвета производится методом сравнения со шкалой при дневном освещении; зуб должен быть очищен и увлажнен. В рассматриваемом материале представлены пасты цвета А₂ или A₃.

Методика тотального протравливания: кислотный гель наносится сначала на эмаль, а затем на дентин. Время травления эмали 15–60 с, а дентина – 10–15 с. Промывание 20–30 с. Высушивание – 10 с.

Достоинства:

1) экономия времени – обработка тканей зуба проводится в один этап;

2) полностью удаляется смазанный слой и его пробки, раскрываются тубулы, достигается относительная стерильность;

3) проницаемость дентина достаточна для формирования гибридной зоны.

Недостатки:

1) при загрязнении протравленного дентина инфекция проникает в пульпу;

2) при высокой степени усадки композита возможна гиперестезия.

Методика работы с протравленным дентином имеет некоторые особенности. До протравливания в дентине содержится 50 % гидроксиапатита, 30 % коллагена и 20 % воды. После протравливания – 30 % коллагена и 70 % воды. В процессе праймирования вода замещается адгезивом и формируется гибридная зона. Это явление возможно лишь в том случае, если коллагеновые волокна остаются влажными и не спадаются, поэтому водяная и воздушная струи должны быть направлены на эмаль, на дентин – только отраженные. После высушивания эмаль – матовая, а дентин слегка увлаженный, искрящийся (так называемая концепция влажного бондинга). При пересушивании дентина происходит спадение коллагеновых волокон – «эффект спагетти», что препятствует проникновению праймера и образованию гибридной зоны (Эдвард Свифт: связь с протравленным пересушенным дентином – 17 МПа, искрящимся – 22 МПа).

Следующий этап после кондиционирования – нанесение праймера. Праймер содержит маловязкий гидрофильный мономер (например, ХЕМА – гидроксиэтил метакрилат), проникающий во влажный дентин; глютаральдегид (химическая связь с коллагеном, денатурирует, фиксирует, дезинфицирует белок); спирт или ацетон (уменьшают поверхностное натяжение воды, способствуя глубокому проникновению мономера). Время праймирования – 30 с и более. В результате праймирования образуется гибридная зона – зона проникновения мономера в деминерализованный дентин и тубулы, глубина проникновения ограничена отростком одонтобласта. При значительной усадке композита создается отрицательное давление, вызывающее натяжение отростка, что может быть причиной постоперационной чувствительности.