Kompozitni materijali u stomatologiji: kemijski, lagani, fluidni, mikropunjeni

Dentalni kompoziti su polimerni višefazni sastavi različitih viskoziteta koji se koriste za liječenje i restauraciju zuba.

Oni uključuju organsku matricu, anorgansko punilo (mora biti najmanje 50% masenog udjela) i silan (silicij hidrid, koji djeluje kao vezivo između punila i matrice).

Matrica je temelj kompozitni, njegov kostur, u kojem su smještene sve ostale komponente. Određuje glavna svojstva - biokompatibilnost, ljepljive karakteristike, plastičnost. Utječe na stabilnost boje, čvrstoću, polimerizacijsko skupljanje.

Matrica je bazirana na polimernim smolama - dekandiol metakrilat, bisfenol glicidil metakrilat, urentandimetil metakrilat i druge. Da bi se dala potrebna svojstva, u smolu se unose aditivi.

1. Inhibitori polimerizacije. Oni povećavaju vrijeme rada, povećavaju rok trajanja.
2. Katalizatori. Pokreće se proces polimerizacije. Kokatalizatori osiguravaju kemijsko stvrdnjavanje. Fotoinicijatori su odgovorni za polimerizaciju svjetlosno polimerizirajućih formulacija.
3. UVL apsorberi (UV stabilizatori). Sprječava promjenu boje uzrokovanu sunčevom svjetlošću.

Punilo je prisutno u tvari u obliku čestica, ravnomjerno raspoređenih u smoli. Njihova vrsta, veličina i oblik određuju apsorpciju vode, radioprovidnost, čvrstoću, skupljanje i otpornost na abraziju.

Punilo je izrađeno od sljedećih materijala:

• staklo;
• silicij;
• polimerizirano zdrobljeno;
• titan i cirkonijev silikat;
• kvarcni;
• teške soli;
• neki metalni oksidi.

Silan je bifunkcionalna tvar koja osigurava vezu između organske matrice i anorganskog punila. Njegova prisutnost je značajka dentalnih tvari koje ih razlikuju od plastike.

Klasifikacija kompozita

Složenost i razgranatost klasifikacije dentalni materijali zbog širokog asortimana, stalnog ažuriranja, raznih vrsta i oblika njegovih komponenti.

Klasifikacija uzima u obzir:

• kemijski sastav;
• veličina frakcije punila;
• sastav čestica;
• stupanj punjenja;
• metoda stvrdnjavanja;
• dosljednost;
• ugovoreni sastanak.

Kemijski sastav

Prema kemijskom sastavu matrice, kompoziti se dijele na:

• tradicionalno;
• ormokers.

Potonje označava "organski modificiranu keramiku". To je nova vrsta dentalne formulacije koja je evoluirala od poboljšanja i modifikacija do tradicionalnih matrica.

Ormockeri imaju povećanu biološku kompatibilnost (količina slobodnih monomera u njima je smanjena na minimalno), nisko skupljanje (1,9%), jača veza s punilom i visoka fizikalno-mehanička karakteristike.

Veličine čestica punila

Ovaj parametar utječe na važna svojstva kao što su otpornost na habanje i mogućnost poliranja. Što su zrna punila manja, to je veća otpornost na habanje i duže traje suhi sjaj.

Velike frakcije (više od 0,1 mikrona) dobivaju se od soli metala - aluminija, barija, litija, stroncija, titana, kao i stakla i kvarca. Nanopunilo je izrađeno od silicijevog dioksida. Ako materijal sadrži punilo s različitim veličinama zrna, prosječna vrijednost je navedena u opisu za njega.

Postoje sljedeće vrste tvari ovisno o veličini čestica punila.

• mikrofiled - veličine zrna variraju u rasponu od 0,04-0,4 mikrona;
• minifiled - 1-5 mikrona;
• makronapunjeni - 8 mikrona i više;
• mikrohibrid - postoje 2 vrste punila - s veličinama čestica od 1-5 mikrona i 0,04-0,1 mikrona;
• makrohibrid - 8-12 mikrona i 0,04-0,1 mikrona;
• hibridne maksimalno ispunjene (potpuno izvedene) kompozicije - 0,01-0,1 mikrona, 1-5 mikrona, 8-5 mikrona, 1-5 mikrona;
• nanofiled (nanocluster) - do 100 nm;
• nanohibrid - mješavina veličina 0,004-3 mikrona.

Sastav čestica

Utvrđeno je da istovremena uporaba grubih i finih čestica punila poboljšava otpornost na habanje, čvrstoću i prianjanje rubova. Također približava vrijednost toplinske ekspanzije vrijednostima koje imaju zubna tkiva.

Po vrsti kombinacije veličina čestica razlikuju se sljedeće:

1. Homogene (mikropunjene, makropunjene, minipunjene).
2. Heterogen (mikro- i makrohibrid, nanohibrid, maksimalno ispunjen).
3. Potpuno izvedeno (uključuje čestice različitih veličina - mikro, makro, mini). Stupanj punjenja ovih materijala je 80-90%, skupljanje je 1,7-2,0%.

Stupanj punjenja

Kompozite za stomatologiju karakterizira ispun - težina ili volumetrijski sadržaj punila u matrici, izražen u postocima. Stupanj punjenja određuje mnoga svojstva - skupljanje, radionepropusnost, optičke karakteristike, čvrstoću. Što je veća punoća, to je tvar jača, što je manje skupljanje, to je bolja radionepropusnost. Prema stupnju napunjenosti, tvari se dijele na:

• visoko punjena - iznad 70% mase;
• srednje punjeno - 65-75%;
• slabo ispunjen - manje od 65%.

Način stvrdnjavanja

Proces polimerizacije (stvrdnjavanja) matrice sastoji se u transformaciji spojeva male molekularne mase (monomera) u spojeve velike molekularne mase (polimere). Reakcija se odvija zbog slobodnih radikala koji nastaju kada se aktivira inicijator polimerizacije.

Tijekom stvrdnjavanja kompozit se skuplja u volumenu, povećava se njegova gustoća, što dovodi do skupljanja od 2-6%. Smanjenje volumena uzrokovano je smanjenjem udaljenosti između monomera. Reakciju stvrdnjavanja pokreće posebna tvar - inicijator, prema čijoj se vrsti aktivacije sve dentalne tvari dijele na:

• svjetlo;
• kemijski;
• dvostruko stvrdnjavanje.

Za polimerizaciju svjetlosnih materijala koriste se kamforkinon, lucerin, fenil-propandion. U tvarima za kemijsko stvrdnjavanje koriste se benzen peroksid i amini.

Vrsta inicijatora svjetlosne polimerizacije određuje izvor svjetlosti. Konkretno, materijali koji sadrže lucerin slabo su polimerizirani plazma i diodnim svjetiljkama. Moderne tvari sadrže nekoliko inicijatora, što omogućuje korištenje različitih izvora svjetlosti za polimerizaciju.

Dosljednost

Uz pastozne smjese koriste se i tekuće. Za njihovu proizvodnju koriste se modificirane matrice s visokopropusnim smolama.

Prema stupnju gustoće razlikuju se:

• normalna viskoznost;
• tekućina (podijeljena na nisku, srednju i visoku tekućinu);
• koji se može pakirati ili kondenzirati (visoke gustoće).

Ugovoreni sastanak

Zbog činjenice da prednji i stražnji zubi doživljavaju različita opterećenja, tvari koje se koriste za njihovu restauraciju mogu se značajno razlikovati po svojim karakteristikama. Ovisno o namjeni, kompoziti se dijele na sastave:

• za liječenje bočnih (žvakaćih) zuba;
• za restauraciju prednjih zuba;
• svestrani materijali koji se koriste za obnovu i prednjih i stražnjih zuba.

Svojstva kompozita

Kompoziti imaju niz tehnoloških i operativnih karakteristika koje je u njima odredio proizvođač. Nemoguće ih je mijenjati, pa je jedini način da pronađete pravi materijal dobro informiran o parametrima pojedinog sastava.

Glavna svojstva zubnih tvari:

1. Tlačna / vlačna čvrstoća. Razlikuje se ovisno o punoći i konzistenciji. Za najtrajnije smjese za pakiranje doseže 450 MPa, za tekuće sastave se smanjuje na 220 MPa.
2. Otpornost na habanje. Uočen je sljedeći obrazac: što su zrna punila finija, to je veća otpornost na habanje.
3. Optička svojstva (prozirnost, opalescencija, itd.). Neprozirnost je sposobnost hvatanja vidljive svjetlosti, odnosno neprozirnost, neprozirnost materijala.
4. Radioprovidnost. Određuje se vrstom i količinom punila. Izraženo kao postotak referentne vrijednosti - radioprovidnost aluminijske ploče debljine 1 mm. Na primjer, radionepropusnost cakline je 230%, dentina je 150%. Općenito, ovaj parametar se kreće od 130% za tečnost do 350% za dentin nanokompoziti. Visoka radionepropusnost čini materijal dobro vidljivim na rendgenskim slikama, povećava dijagnostičku točnost.
5. Polimerizacijsko skupljanje. Minimalno moguće skupljanje je 1,6%, najveće je 5,5%. Većina tvari ima skupljanje od 2-3%. Njegova vrijednost ovisi uglavnom o punoći. Za tečne formulacije u prosjeku iznosi 3,5-5%, za ormokere i formulacije za pakiranje - 1,7-2%.
6. tiksotropija - promjena viskoznosti pod mehaničkim opterećenjem, povećanje fluidnosti kada se primjenjuje opterećenje i povećanje viskoznosti u mirovanju.
7. Toplinsko širenje. U idealnom slučaju, trebao bi biti jednak toplinskoj ekspanziji zubnog tkiva.
8. Elastičnost. Karakterizira otpornost materijala na kompresiju i napetost tijekom elastične deformacije. Sve kompozitne tvari su elastičnije od tvrdih zubnih tkiva. Tekući i mikrofilni sastavi imaju niži modul elastičnosti.
9. Biokompatibilnost. Ovisi uglavnom o volumenu preostalog (nepolimeriziranog) monomera. Njegova je razina regulirana međunarodnim standardima (ISO). Nemoguće je postići 100% polimerizaciju. Proizvodi koji se stvrdnjavaju svjetlom imaju manji volumen zaostalog monomera od kemijski polimeriziranih proizvoda. Nakon pravilne polimerizacije, sve moderne formulacije su netoksične.
10. Radna svojstva. Sastoje se od niza čimbenika - brzine i praktičnosti rada s kompozitima, učinkovitosti, svestranosti. Pogodnost rada, pak, ovisi o viskoznosti, vrsti pakiranja i drugim karakteristikama koje utječu na jednostavnost umetanja u šupljinu zuba, njegovu distribuciju tamo i modeliranje.
11. Estetika. Određuje se poliranjem, trajanjem zadržavanja suhog sjaja, brojem nijansi boja. Najestetičnije su gyomere i nanokompozitis više od 40 nijansi boja. Zahvaljujući tome moguće je što točnije oponašati nijansu boje zuba i njegove cakline.

Kemijski materijali za stvrdnjavanje

Kompoziti s kemijskom polimerizacijom uglavnom su zastupljeni hibridnim i mikropunjenim sastavima. Obrazac za oslobađanje - "tekućina / prah" ili "pasta / pasta".

Prednosti kemijski osušenih formulacija:

• meko teče nisko skupljanje;
• dobar izgled;
• kratko vrijeme potrebno za obnovu.

nedostaci:

• potreba za točnim doziranjem;
• ograničeno vrijeme za rad;
• niska sposobnost poliranja i postojanost boje u usporedbi sa svjetlosnom polimerizacijom;
• smanjena udobnost rada;
• relativno velika količina neizreagiranog monomera.

Adhezivni sustav kemijski stvrdnjavajućih tvari dizajniran je tako da veže materijal na caklinu zuba, a ne na dentin. Za prilagodbu potonjem koristi se ili izolacijski jastučić ili univerzalni adhezivni sustav caklina-dentin.

Materijali koji polimeriziraju svjetlo

Svjetlosno polimerizirani kompoziti dostupni su kao jednokomponentna pasta ili kao tekućina. Inicijator polimerizacije je komponenta koja apsorbira svjetlost, najčešće kamforkinon. Pri zračenju svjetlošću nastaju slobodni radikali zbog kojih dolazi do polimerizacije.

prednosti:

• miješanje i osiguranje homogenosti smjese nije potrebno;
• restauracija se može modelirati prije polimerizacije;
• visoka estetika i postojanost boje (zbog odsutnosti aditiva za stvrdnjavanje).

Glavni nedostatak svjetlosno polimerizirajućih smjesa je nehomogenost stupnja i dubine polimerizacije, što ovisi o prozirnosti i nijansi boje, kao i o snazi ​​izvora svjetlosti.

Za poboljšanje kvalitete polimerizacije, smanjenje skupljanja i naprezanja, primjenjuje se sloj po sloj.

Fotootvrdjive tvari obično su nespojive s kemijski otvrdnjivim tvarima.

Makrofiled

Povijest dentalnih kompozita započela je s makro punjenim smjesama. Stoga je sasvim prirodno da su u nekim aspektima inferiorni u odnosu na svoje sljedbenike. Ali imaju i prednosti:

• velika snaga;
• zadovoljavajuća radiopacitnost;
• dobra optička svojstva.

Ali još uvijek ima više nedostataka:

• loša sposobnost poliranja, nedostatak suhog sjaja;
• velika hrapavost površine punjenja;
• stvaranje plaka;
• niska postojanost boje.

Sve to dovodi do smanjenja estetike restauracije i relativno brzog trošenja matrice s koje se pojedinačne čestice ljušte, ostavljajući za sobom kratere. Ubrzano trošenje plombe uzrokuje promjenu okluzalne ravnine i pomicanje (migraciju) zuba.

Mikrofiled

Mikrofilni (mikrofilni) kompoziti razvijeni su prije gotovo 50 godina. Za svoje vrijeme predstavljali su pravi proboj u tehnologiji restauracije, jer su osiguravali izvrsnu poliranje i visoku estetiku restauracije.

U početku su mikroispunjene tvari imale veličinu čestica od oko 1 mikron. Trenutno je samo 0,04 mikrona. Mikrofilni pripravci se uglavnom koriste za restauraciju prednjih zubnih jedinica i izradu izravnih ljuskica.

prednosti:

• visoka postojanost boje, poliranje i otpornost na habanje;
• dugotrajna sjajna površina;
• dobra estetika.

nedostaci:

• relativno niska čvrstoća;
• značajno polimerizacijsko skupljanje i toplinsko širenje.

Protočni materijali

Flowable se uglavnom koriste za popunjavanje malih karijesnih šupljina, kao i tamo gdje je potrebna kvalitetna rubna adhezija i kompenzacija polimerizacijskog skupljanja.

Prednosti tečnih kompozita:

• mali modul elastičnosti;
• Jednostavnost korištenja;
• dobra mogućnost poliranja i estetika.

nedostaci:

• nedovoljna snaga;
• značajno skupljanje:
• niska radiopacitnost.

Hibrid

Hibridne formulacije danas su najčešće korištene zubni materijal. Uglavnom zbog svoje svestranosti. Ograničenje u uporabi postoji samo za karijesne šupljine kojima je pristup otežan, pa je stoga potrebna tvar druge konzistencije.

prednosti:

• svestranost;
• praktičnost korištenja;
• velika snaga;
• povećana estetika;
• dovoljan radiopaciitet.

nedostaci:

• prosječno ili iznadprosječno skupljanje;
• značajan modul elastičnosti;
• nije uvijek pristupačna cijena.

Nanokompoziti

Nanocluster sastavi smatraju se najperspektivnijom skupinom restaurativnih materijala. Njihova značajka je korištenje punila od nanočestica (nanomera i nanoklastera), koji osiguravaju homogenost i visoko punjenje matrice.

Prednosti nanokompozita:

• visoka estetika, koju osigurava izvrsna sposobnost poliranja i dugotrajan suhi sjaj;
• prihvatljiva svojstva čvrstoće;
• nisko skupljanje.

nedostaci:

• značajna cijena;
• nedovoljno poznavanje rezultata restauracije.

Ormockers

Pojava organski modificirane keramike rezultat je potrage za materijalima s niskim polimerizacijskim skupljanjem i dugim vijekom trajanja. Modifikacija matrice omogućila je povećanje gustoće kompozita, smanjenje njegovog skupljanja (manje od 2%) i postizanje minimalne količine zaostalog monomera. Po ostalim karakteristikama ormokeri su bliski hibridima.

Prednosti Ormokera:

• nisko skupljanje;
• praktična odsutnost zaostalog monomera;
• velika snaga;
• dobra estetika.

nedostaci:

• niska razina estetike;
• visoka cijena;
• nedovoljno znanja.

Zahtjevi za kompozite

Mogućnost izravnog punjenja dentalnim kompozitima značajno je proširila mogućnosti restauracija zuba. Moderne polimerne tvari imaju visoko prianjanje na zube, što nije inferiorno u odnosu na međusobno povezivanje zubnih tkiva.

Polimerni kompoziti su inertni i netoksični, što im omogućuje upotrebu bez izolacijskih odstojnika. Važna prednost materijala je sposobnost nepolimeriziranog (viskoznog) oblika da se kombinira s polimeriziranim (otvrdnutim).

Glavne karakteristike tvari se stalno poboljšavaju - povećava se tiksotropija, polimerizacijsko skupljanje, dodaju se nove nijanse boja, tlačna čvrstoća, vlačna čvrstoća i abrazije.

Međutim, unatoč svim tim napretcima u razvoju, idealan materijal još nije stvoren. Za uspješno rješavanje problema dentalne restauracije korišteni kompoziti moraju imati sljedeća svojstva.

1. Visoka radionepropusnost materijala koji se koriste za plombiranje zuba za žvakanje.
2. Dobro prianjanje na zubna tkiva, osiguravajući potpunu nepropusnost unutarnjih šupljina restauriranih zuba.
3. Visoka tlačna i vlačna čvrstoća, otpornost na habanje. Ova svojstva su posebno važna za materijale koji se koriste za plombiranje zuba za žvakanje, budući da se tijekom procesa žvakanja stvaraju vrlo velika opterećenja na plombi koja dosežu 70 kg.
4. Jednostavnost i jednostavnost korištenja. Tvar se treba lako uvesti u karijesnu šupljinu i ne stvarati probleme tijekom stvaranja ispuna.
5. Biokompatibilnost s usnom šupljinom i zubnim tkivom. Tvari ne smiju sadržavati tvari koje nadražuju sluznicu i pulpu.
6. Mogućnost dugotrajnog skladištenja bez pogoršanja svojstava.
7. Nedostatak senzibilizirajućeg djelovanja na liječnika i pacijenta.
8. Maksimalna usklađenost boje, sjaja, prozirnosti polimeriziranog materijala prirodnom zubnom tkivu. Očuvanje stabilnosti boje.
9. Blizina fizičkih karakteristika (toplinska vodljivost, toplinsko širenje itd.) onima zubnog tkiva.
10. Svestranost. Sposobnost korištenja iste tvari u različitim kliničkim uvjetima. Danas su najsvestraniji ormokeri i hibridni kompoziti.
11. Dostupnost.

Dentalni polimerni kompoziti uspješno se natječu s drugim smjesama za punjenje. Njihove prednosti uključuju visoku čvrstoću, otpornost na habanje, dobre estetske kvalitete, nisku polimerizaciju skupljanje, svestranost, što im omogućuje upotrebu u različitim kliničkim situacijama, na frontalnoj i žvakaćoj zubi.

Nema sumnje da će se u bliskoj budućnosti pojaviti novi materijali koji će u najvećoj mjeri zadovoljiti zahtjeve za “idealan” kompozit.