Kompozit anyagok a fogászatban: vegyi, könnyű, folyékony, mikrotöltött

A fogászati ​​kompozitok különböző viszkozitású polimer többfázisú készítmények, amelyeket a fogak kezelésére és helyreállítására használnak.

Ezek közé tartozik a szerves mátrix, egy szervetlen töltőanyag (legalább 50 tömegszázaléknak kell lennie) és a szilán (szilícium-hidrid, amely kötőanyagként működik a töltőanyag és a mátrix között).

A mátrix az alap összetett, a csontváza, amely az összes többi összetevőt tartalmazza. Meghatározza a főbb tulajdonságokat - biokompatibilitás, ragasztási jellemzők, plaszticitás. Befolyásolja a színstabilitást, szilárdságot, a polimerizációs zsugorodást.

A mátrix polimer gyantákon alapul - dekándiol-metakrilát, biszfenol-glicidil-metakrilát, urentán-dimetil-metakrilát és mások. A szükséges tulajdonságok biztosítása érdekében adalékokat adnak a gyantába.

1. Polimerizáció inhibitorok. Megnövelik a munkaidőt, növelik az eltarthatóságot.
2. Katalizátorok. Megkezdődik a polimerizációs folyamat. A kokatalizátorok kémiai térhálósodást biztosítanak. A fotoiniciátorok felelősek a fényre keményedő készítmények polimerizációjáért.
instagram viewer
3. UVL abszorberek (UV stabilizátorok). Megakadályozza a napfény okozta elszíneződést.

A töltőanyag részecskék formájában van jelen az anyagban, egyenletesen elosztva a gyantában. Típusuk, méretük és alakjuk meghatározza a vízfelvételt, a sugárterhelést, a szilárdságot, a zsugorodást és a kopásállóságot.

A töltőanyag a következő anyagokból készül:

• üveg;
• szilícium-dioxid;
• polimerizált zúzott;
• titán és cirkónium-szilikát;
• kvarc;
• nehéz sók;
• néhány fém-oxid.

A szilán egy bifunkciós anyag, amely kötést biztosít egy szerves mátrix és egy szervetlen töltőanyag között. Jelenléte a fogászati ​​anyagok sajátossága, amelyek megkülönböztetik őket a műanyagoktól.

Kompozitok osztályozása

Az osztályozás összetettsége és elágazása fogászati ​​anyagok a széles választéknak, a folyamatos frissítésnek, az alkatrészeinek sokféle típusának és formájának köszönhetően.

Az osztályozás a következőket veszi figyelembe:

• kémiai összetétel;
• a töltőanyag frakció mérete;
• részecske-összetétel;
• töltési fok;
• keményedési módszer;
• következetesség;
• időpont egyeztetés.

Kémiai összetétel

A mátrix kémiai összetétele szerint a kompozitokat a következőkre osztják:

• hagyományos;
• ordohányzók.

Ez utóbbi a „organikusan módosított kerámiák” rövidítése. Ez egy új típusú fogászati ​​készítmény, amely a hagyományos mátrixok fejlesztéseiből és módosításaiból fejlődött ki.

Az ormockerek biológiai kompatibilitása megnövekedett (a szabad monomerek mennyisége bennük lecsökken minimális), alacsony zsugorodás (1,9%), erősebb kötés a töltőanyaggal és magas fizikai és mechanikai jellemzők.

Töltőanyag szemcseméretek

Ez a paraméter olyan fontos tulajdonságokat befolyásol, mint a kopásállóság és a polírozhatóság. Minél kisebbek a töltőanyag szemcséi, annál nagyobb a kopásállóság és annál tovább tart a száraz fény.

Nagy frakciókat (több mint 0,1 mikron) nyernek fémsókból - alumínium, bárium, lítium, stroncium, titán, valamint üveg és kvarc. A nanotöltőanyag szilícium-dioxidból készül. Ha az anyag különböző szemcseméretű töltőanyagot tartalmaz, akkor az átlagos érték a leírásban van feltüntetve.

A töltőanyag részecskék méretétől függően a következő típusú anyagok léteznek.

• mikrotöltött - a szemcseméret 0,04-0,4 mikron tartományban változik;
• minitöltött - 1-5 mikron;
• makro töltött - 8 mikron és több;
• mikrohibrid - 2 féle töltőanyag létezik - 1-5 mikron és 0,04-0,1 mikron szemcsemérettel;
• makrohibrid - 8-12 mikron és 0,04-0,1 mikron;
• hibrid maximálisan töltött (teljesen kivitelezett) kompozíciók - 0,01-0,1 mikron, 1-5 mikron, 8-5 mikron, 1-5 mikron;
• nanotöltött (nanoklaszter) - 100 nm-ig;
• nanohibrid - 0,004-3 mikron méretű keverék.

Részecske összetétel

Azt találták, hogy a durva és finom töltőanyag részecskék egyidejű használata javítja a kopásállóságot, a szilárdságot és az él illeszkedését. A hőtágulás értékét is közelebb hozza a fogszövetek értékéhez.

A részecskeméretek kombinációjának típusa szerint a következőket különböztetjük meg:

1. Homogén (mikrotöltött, makrotöltött, minitöltött).
2. Heterogén (mikro- és makrohibrid, nanohibrid, maximálisan kitöltött).
3. Teljesen kivitelezett (különböző méretű részecskéket tartalmaz - mikro, makro, mini). Ezen anyagok töltési foka 80-90%, zsugorodása 1,7-2,0%.

Betöltési fokozat

A fogászathoz használt kompozitokat a töltés jellemzi - a töltőanyag tömege vagy térfogata a mátrixban, százalékban kifejezve. A töltés mértéke számos tulajdonságot meghatároz - zsugorodás, radioapacitás, optikai jellemzők, szilárdság. Minél nagyobb a telítettség, annál erősebb az anyag, annál kisebb a zsugorodás, annál jobb a radiopacitás. A telítettség mértéke szerint az anyagokat a következőkre osztják:

• erősen töltött - 70 tömeg% felett;
• közepesen töltött - 65-75%;
• gyengén töltött - kevesebb, mint 65%.

A kikeményedés módja

A mátrix polimerizációs (keményedési) folyamata a kis molekulatömegű vegyületek (monomerek) nagy molekulatömegű vegyületekké (polimerek) való átalakulásából áll. A reakció a polimerizációs iniciátor aktiválásakor keletkező szabad gyökök miatt megy végbe.

A kikeményedés során a kompozit térfogata csökken, sűrűsége nő, ami 2-6%-os zsugorodáshoz vezet. A térfogatcsökkenés a monomerek közötti távolság csökkenéséből adódik. A kikeményedési reakciót egy speciális anyag - egy iniciátor - váltja ki, amelynek aktiválási típusa szerint az összes fogászati ​​anyag a következőkre oszlik:

• könnyű;
• kémiai;
• kettős kikeményedés.

Fényre keményedő anyagok polimerizálásához kámforkinont, lucerint, fenil-propándiont használnak. Kémiai térhálósító anyagokban benzol-peroxidot és aminokat használnak.

A fényre keményedő iniciátor típusa határozza meg a fényforrást. Különösen a lucerint tartalmazó anyagokat polimerizálják rosszul a plazma- és diódalámpák. A modern anyagok több iniciátort tartalmaznak, ami lehetővé teszi a különböző fényforrások polimerizációs felhasználását.

Következetesség

A pépes keverékek mellett folyós keverékeket is használnak. Gyártásukhoz módosított mátrixokat használnak nagy átfolyású gyantákkal.

A sűrűség mértéke szerint megkülönböztetik őket:

• normál viszkozitás;
• folyadék (alacsony, közepes és magas folyadékra osztva);
• csomagolható vagy kondenzálható (nagy sűrűségű).

Időpont egyeztetés

Tekintettel arra, hogy az elülső és a hátsó fogak eltérő terhelésnek vannak kitéve, a helyreállításukhoz használt anyagok jellemzőikben jelentősen eltérhetnek. A céltól függően a kompozitokat kompozíciókra osztják:

• oldalsó (rágó) fogak kezelésére;
• az elülső fogak helyreállításához;
• sokoldalú anyagok az elülső és hátsó fogak helyreállítására egyaránt.

A kompozitok tulajdonságai

A kompozitok számos technológiai és működési jellemzővel rendelkeznek, amelyeket a gyártó határoz meg bennük. Ezek megváltoztatása lehetetlen, ezért csak úgy lehet megtalálni a megfelelő anyagot, ha jól tájékozódunk egy adott kompozíció paramétereiről.

A fogászati ​​anyagok fő tulajdonságai:

1. Nyomó-/szakítószilárdság. A teltségtől és a konzisztenciától függően változik. A legtartósabb csomagolható kompozícióknál eléri a 450 MPa-t, a folyékony készítményeknél 220 MPa-ra csökken.
2. Kopásállóság. A következő mintázat figyelhető meg: minél finomabbak a töltőanyag szemcséi, annál nagyobb a kopásállóság.
3. Optikai tulajdonságok (átlátszatlanság, opaleszcencia stb.). Az átlátszatlanság a látható fény csapdába ejtésének képessége, vagyis az átlátszatlanság, az anyag átlátszatlansága.
4. Radiopacitás. A töltőanyag típusa és mennyisége határozza meg. A referenciaérték százalékában kifejezve - egy 1 mm vastag alumíniumlemez sugárterhelése. Például a zománc radioapacitása 230%, a dentin 150%. Általában ez a paraméter 130%-tól folyékony és 350%-ig terjed a dentin esetében nanokompozitok. A nagy radiopacitás jól láthatóvá teszi az anyagot a röntgenfelvételeken, növeli a diagnosztikai pontosságot.
5. Polimerizációs zsugorodás. A minimális lehetséges zsugorodás 1,6%, a legmagasabb 5,5%. A legtöbb anyag zsugorodása 2-3%. Értéke elsősorban a teltségtől függ. Folyékony készítményeknél átlagosan 3,5-5%, ordohányzóknál és csomagolható készítményeknél - 1,7-2%.
6. tixotrópia - a viszkozitás változása mechanikai terhelés hatására, a folyékonyság növekedése terhelés hatására és a viszkozitás növekedése nyugalmi állapotban.
7. Hőtágulás. Ideális esetben egyenlőnek kell lennie a fogszövet hőtágulásával.
8. Rugalmasság. Jellemzi az anyag nyomással és húzással szembeni ellenállását a rugalmas alakváltozás során. Minden kompozit anyag rugalmasabb, mint a kemény fogszövet. A folyós és mikrofil kompozícióknak alacsonyabb a rugalmassági modulusa.
9. Biokompatibilitás. Főleg a maradék (polimerizálatlan) monomer térfogatától függ. Szintét nemzetközi szabványok (ISO) szabályozzák. Lehetetlen 100%-os polimerizációt elérni. A fényre keményedő termékeknek kisebb a maradék monomer térfogata, mint a kémiailag keményedő termékeknek. Megfelelő polimerizáció után minden modern készítmény nem mérgező.
10. Működési tulajdonságok. Számos tényezőből tevődnek össze - a kompozitokkal való munka sebessége és kényelme, hatékonyság, sokoldalúság. A munka kényelme pedig a viszkozitástól, a csomagolás típusától és egyéb olyan jellemzőktől függ, amelyek befolyásolják a fog üregébe való behelyezés egyszerűségét, ott eloszlását és a modellezést.
11. Esztétika. A polírozhatóság, a száraz fényesség megtartásának időtartama, a színárnyalatok száma határozza meg. A legesztétikusabbak a gyomerek és nanokompozitoktöbb mint 40 színárnyalattal. Ennek köszönhetően a lehető legpontosabban utánozható a fog színárnyalata és zománca.

Kémiai térhálósító anyagok

A kémiai polimerizációval rendelkező kompozitokat elsősorban hibrid és mikrotöltött kompozíciók képviselik. Kiadási forma - "folyadék / por" vagy "paszta / paszta".

A kémiailag keményített készítmények előnyei:

• lágyan folyó alacsony zsugorodás;
• jó megjelenés;
• rövid idő szükséges a helyreállításhoz.

Hátrányok:

• a pontos adagolás szükségessége;
• korlátozott munkaidő;
• alacsony polírozhatóság és színtartósság a fényre keményedéshez képest;
• csökkent használhatóság;
• viszonylag nagy mennyiségű el nem reagált monomer.

A kémiailag kikeményedő ragasztórendszert úgy tervezték, hogy az anyagot a fogzománchoz köti, nem pedig a dentinhez. Az utóbbihoz való alkalmazkodáshoz vagy szigetelő betétet vagy univerzális zománc-dentin ragasztórendszert használnak.

Fényre keményedő anyagok

A fényre keményedő kompozitok egykomponensű paszta vagy folyós anyag formájában kaphatók. A polimerizáció iniciátora egy fényelnyelő komponens, leggyakrabban a kámforkinon. Fénnyel besugározva szabad gyökök keletkeznek, amelyek hatására polimerizáció megy végbe.

Előnyök:

• keverés és a keverék homogenitásának biztosítása nem szükséges;
• a helyreállítás polimerizáció előtt modellezhető;
• magas esztétika és színtartósság (keményítő adalékok hiánya miatt).

A fényre keményedő keverékek fő hátránya a polimerizáció mértékének és mélységének inhomogenitása, amely az átlátszóságtól és a színárnyalattól, valamint a fényforrás teljesítményétől függ.

A polimerizáció minőségének javítása, a zsugorodás és a feszültségek csökkentése érdekében rétegenkénti alkalmazást alkalmaznak.

A fényre keményedő anyagok általában nem kompatibilisek a kémiailag keményedő anyagokkal.

Makrótöltött

A fogászati ​​kompozitok története a makrotöltött keverékekkel kezdődött. Ezért teljesen természetes, hogy bizonyos tekintetben alulmaradnak követőiknél. De vannak előnyei is:

• nagy szilárdságú;
• kielégítő radiopacitás;
• jó optikai tulajdonságok.

De van még több hátránya:

• rossz polírozhatóság, száraz fény hiánya;
• a töltőfelület nagy érdessége;
• plakk képződés;
• alacsony színtartósság.

Mindez a restauráció esztétikájának csökkenéséhez és a mátrix viszonylag gyors kopásához vezet, amelyből az egyes részecskék kiválnak, krátereket hagyva maguk után. A tömés felgyorsult kopása az okklúziós sík változását és a fogak elmozdulását (vándorlását) okozza.

Mikrotöltött

A mikrotöltött (mikrofil) kompozitokat közel 50 évvel ezelőtt fejlesztették ki. A maguk idejében igazi áttörést jelentettek a restaurálási technológiában, hiszen biztosították a restauráció kiváló polírozhatóságát és magas esztétikáját.

Kezdetben a mikrotöltött anyagok részecskemérete körülbelül 1 mikron volt. Jelenleg csak 0,04 mikron. A mikrofil kompozíciókat elsősorban az elülső fogászati ​​egységek helyreállítására és a direkt héjak gyártására használják.

Előnyök:

• nagy színtartósság, polírozhatóság és kopásállóság;
• hosszan tartó fényes felület;
• jó esztétika.

Hátrányok:

• viszonylag alacsony szilárdság;
• jelentős polimerizációs zsugorodás és hőtágulás.

Folyékony anyagok

Folyékony elsősorban kis szuvas üregek kitöltésére szolgál, valamint ott, ahol jó minőségű marginális tapadás és a polimerizációs zsugorodás kompenzálása szükséges.

A folyós kompozitok előnyei:

• kis rugalmassági modulus;
• egyszerű használat;
• jó polírozhatóság és esztétika.

Hátrányok:

• elégtelen erő;
• jelentős zsugorodás:
• alacsony radiopacitás.

Hibrid

Manapság a hibrid készítmények a legelterjedtebbek fogászati ​​anyag. Nagyrészt a sokoldalúságának köszönhetően. A felhasználási korlátozás csak a szuvas üregekre vonatkozik, amelyekhez nehéz hozzáférni, ezért más konzisztenciájú anyagra van szükség.

Előnyök:

• sokoldalúság;
• a használat kényelme;
• nagy szilárdságú;
• fokozott esztétika;
• elegendő radiopacitás.

Hátrányok:

• átlagos vagy átlag feletti zsugorodás;
• jelentős rugalmassági modulus;
• nem mindig megfizethető áron.

Nanokompozitok

A nanocluster kompozíciókat a helyreállító anyagok legígéretesebb csoportjának tekintik. Jellemzőjük a nanorészecskékből (nanomerekből és nanoklaszterekből) álló töltőanyag alkalmazása, amely biztosítja a mátrix homogenitását és magas kitöltését.

A nanokompozitok előnyei:

• magas esztétika, amelyet a kiváló polírozhatóság és a hosszan tartó száraz fény biztosítja;
• elfogadható szilárdsági tulajdonságok;
• alacsony zsugorodás.

Hátrányok:

• jelentős ár;
• a helyreállítás eredményeinek elégtelen ismerete.

Ormockers

A szervesen módosított kerámiák megjelenése az alacsony polimerizációs zsugorodású és hosszú élettartamú anyagok keresésének eredménye. A mátrix módosítása lehetővé tette a kompozit sűrűségének növelését, a zsugorodás csökkentését (kevesebb, mint 2%), valamint a maradék monomer minimális mennyiségének elérését. Egyéb jellemzőit tekintve az ordohányzók közel állnak a hibridekhez.

Az Ormokers előnyei:

• alacsony zsugorodás;
• a maradék monomer gyakorlati hiánya;
• nagy szilárdságú;
• jó esztétika.

Hátrányok:

• alacsony szintű esztétika;
• magas ár;
• elégtelen tudás.

A kompozitokra vonatkozó követelmények

A fogászati ​​kompozitok segítségével történő közvetlen tömés lehetősége jelentősen kibővítette a lehetőségeket fogpótlás. A modern polimer anyagok erősen tapadnak a fogakhoz, ami nem rosszabb, mint a fogszövetek egymáshoz való kapcsolódása.

A polimer kompozitok közömbösek és nem mérgezőek, így szigetelő távtartók nélkül is használhatók. Az anyagok fontos előnye, hogy a nem polimerizált (viszkózus) forma polimerizált (edzett) formával kombinálható.

Az anyagok fő jellemzői folyamatosan javulnak - növekszik a tixotrópia, polimerizációs zsugorodás, új színárnyalatok kerülnek be, nyomószilárdság, szakítószilárdság és kopás.

Mindazonáltal a fejlesztésben elért összes előrelépés ellenére az ideális anyag még nem jött létre. A fogpótlás problémáinak sikeres megoldásához a felhasznált kompozitoknak a következő tulajdonságokkal kell rendelkezniük.

1. A rágófogak tömésére használt anyagok nagy sugárterhelése.
2. Jó tapadás a fogszövetekhez, biztosítva a helyreállított fogak belső üregeinek teljes feszességét.
3. Nagy nyomó- és szakítószilárdság, kopásállóság. Ezek a tulajdonságok különösen fontosak a rágófogak tömésére használt anyagoknál, mivel a rágás során nagyon nagy, akár 70 kg-os terhelés keletkezik a tömésen.
4. Könnyű és könnyű használat. Az anyagot könnyen be kell juttatni a szuvas üregbe, és nem okozhat problémákat a tömés kialakítása során.
5. Biokompatibilitás a szájüreggel és a fogszövetekkel. Az anyagok nem tartalmazhatnak olyan anyagokat, amelyek irritálják a nyálkahártyát és a pépet.
6. Hosszú távú tárolás lehetősége a tulajdonságok romlása nélkül.
7. Az orvosra és a betegre gyakorolt ​​szenzibilizáló hatás hiánya.
8. A polimerizált anyag színének, fényének és átlátszóságának maximális megfelelése a természetes fogszöveteknek. A színstabilitás megőrzése.
9. A fizikai jellemzők (hővezetőképesség, hőtágulás stb.) közelsége a fogszövethez.
10. Sokoldalúság. Az a képesség, hogy ugyanazt az anyagot különböző klinikai körülmények között használják. Ma a legsokoldalúbbak az ormokerek és a hibrid kompozitok.
11. Elérhetőség.

A fogászati ​​polimer kompozitok sikeresen versenyeznek más tömőanyagokkal. Előnyük a nagy szilárdság, kopásállóság, jó esztétikai tulajdonságok, alacsony polimerizáció zsugorodás, sokoldalúság, lehetővé téve, hogy különféle klinikai helyzetekben, frontálisan és rágásban is használhatók fogak.

Kétségtelen, hogy a közeljövőben lesznek olyan új anyagok, amelyek maximálisan megfelelnek az „ideális” kompozit követelményeinek.