Nanokompozitai odontologijoje: nanohibridas ir mikrohibridas

Naudojamų aukštos kokybės kompozicinių medžiagų klausimas dantų atkūrimas, visada buvo aštrus. Į odontologiją kompozitai keliami aukšti reikalavimai. Jie turi turėti pakankamą mechaninį stiprumą, kad būtų naudojami ne tik priekiniams, bet ir kramtomiesiems dantims.

Pasižymi geromis estetinėmis savybėmis, mažu polimerizacijos susitraukimu, mažu šiluminio plėtimosi koeficientu.

Būkite technologiškai pažangūs, kad būtų lengva manipuliuoti spalvų atspalviais. Visas šias savybes vienoje kompozicijoje buvo įmanoma sujungti palyginti neseniai, sukūrus ir įdiegus naujas dantų restauravimo medžiagas, tarp kurių yra ir nanokompozitai.

Kas yra nanokompozitai?

Nanokompozitai yra daugiafazės medžiagos, kuriose bent vienos fazės (užpildo) frakcijos dydis yra nuo 0,1 iki 100 nm (1 nanometras yra lygus 0,001 mikronui). Dantų nanokompozitinės medžiagos paprastai yra neorganinio užpildo ir organinės matricos derinys.

Kaip pastarosios, naudojamos įvairios dervos su priedais – polimerų inhibitoriais, katalizatoriais, fotoiniciatoriais, šviesos sugėrikliais, dažikliais.

Prieš nanotechnologijų atsiradimą odontologijoje ortodontai jau naudojo formules, kurių dalelių dydžiai tilpo į nanoskalę. Tai yra vadinamieji mikrofilų kompozitai. Jų vidutinis dalelių dydis yra 0,04 μm, o tai atitinka 40 nm.

Tačiau kartu su teigiamomis savybėmis – geru poliravimu, dideliu spalvų atsparumu ir mažu abrazyviniu nusidėvėjimu – mikrofilinės kompozitai turi ir reikšmingų trūkumų. Pagrindinis – nepakankamas mechaninis stiprumas, neleidžiantis jų naudoti kramtomųjų dantų plombavimui ir atstatymui. Kitas šių medžiagų trūkumas yra mikrodalelių sukibimas, dėl kurio susidaro nevienalytė kompozicinė struktūra.

Kalbant apie dantų kompozitus, yra toks modelis. Kuo smulkesnės užpildo dalelės, tuo didesnis jo poliravimas ir estetika, bet mažesnis stiprumas ir atvirkščiai. Stomatologai nuolat ieškojo naujų medžiagų, kad nutrauktų šį užburtą ratą.

Nanokompozitų naudojimo odontologijoje pradžia pažymėjo naują dantų atkūrimo ir gydymo kompozicijų kūrimo erą. Pirmąjį nano užpildytą kompozitą 3M ESPE pristatė Vienoje tarptautinėje odontologijos parodoje 2002 m. rudenį.

Pagrindinės kompozitinių odontologinių medžiagų savybės yra užpildo dalelių dydis ir matricos užpildymo laipsnis. Pirmasis parametras turi įtakos atsparumui dilimui, poliravimui, spalvos stabilumui. Užpildymo laipsnis lemia kompozito stiprumą, šiluminį plėtimąsi ir polimerizacijos susitraukimą.

Įprastų mikrofilinių kompozitų užpildymo laipsnis yra 35–60 % masės. Tai maža vertė, neleidžianti gauti reikiamų stiprumo savybių turinčios medžiagos. Odontologijoje nanokompozitai yra labai užpildyti junginiai (daugiau nei 60%), todėl juos galima naudoti ne tik priekinių, bet ir kramtomųjų dantų atstatymui.

Tradiciniai dantų preparatai ir nanokompozitai veikia skirtingai. Pirmieji turi užpildo daleles, kurios palieka paviršių veikiant abrazyvinei apkrovai atkurtas dantis, palieka mažus kraterius, mažinančius blizgesį ir estetiką atnaujinta vieta. Šlifuojant nanokompozitus dėl mažo dalelių dydžio nesusidaro krateris, dėl kurio nesikeičia danties blizgesys ir išvaizda.

Pirmosiomis dienomis nanotechnologijos buvo naudojamos tik odontologijoje, gaminant klijus. Vėliau jie pradėti naudoti restauravimo ir užpildymo kompozicijai gaminti.

Nanokompozitų rūšys

Pagrindinius šių kompozicijų skirtumus lemia užpildo tipas, dydis ir struktūra. Nanodalelių gamyboje kaip pradinės medžiagos naudojamos šios medžiagos:

• titano silikatas;
• kvarcas;
• cirkonio silikatas;
• sunkiosios druskos;
• polimerai;
• kai kurių metalų oksidų.

Pagal užpildo struktūrą ir dydį išskiriamos dvi pagrindinės nanokompozitų grupės:

• nanohibridinės kompozicijos, kurios yra tradicinių mikrohibridinių (mikrofilinių) kompozitų modifikacija, į jų struktūrą įvedant nanodaleles;
• tikri nanokompozitai, kurių pagrindą sudaro tik nanoužpildai.

Nanokompozitai taip pat skiriasi:

• polimerizacijos būdas (chemiškai arba šviesoje kietinamas);
• išleidimo forma (švirkštuose arba kapsulėse);
• spalvų atspalvių skaičius;
• skaidrumas ir daugybė kitų funkcijų.

Nanohibridiniai kompozitai

Tradiciniuose mikrohibridiniuose kompozituose yra mažų (apie 0,04 μm) ir didelių (iki 1 μm) dalelių. Dėl polinkio lipti smulkios dalelės netolygiai pasiskirsto matricoje, todėl pablogėja poliravimas ir sumažėja estetika. Siekiant pašalinti šį trūkumą, į tradicinį kompozitą buvo įterptos 20–70 nm dydžio nanodalelės. Skirtingai nuo smulkios įprastų kompozitų frakcijos, nanodalelės nesulimpa ir yra tolygiai paskirstytos matricoje. Tai užtikrina kompozicijos homogeniškumą.

Modifikacijos rezultate gaunami nanohibridiniai kompozitai, kurie, lyginant su tradicinėmis medžiagomis, pasižymi didesniu stiprumu ir geresnėmis estetinėmis savybėmis. Didelės dalelės užtikrina didelį kompozito stiprumą. Smulki frakcija, užpildanti tarpus tarp stambiųjų, užtikrina puikų poliravimą ir aukštą restauravimo vietos estetiką.

Naujausiuose nanokompozituose (pavyzdžiui, Estet-X) yra 3 dydžių užpildų – vidurinės dalelės, mini dalelės ir nanodalelės. Šių fazių santykis yra griežtai kontroliuojamas. Tokios kompozicijos vadinamos „mikromatrica“.

Tikri nanokompozitai

Perspektyvesni dantų kompozitai yra tie, kuriuose visas užpildas yra nanodalelės. Tokios kompozicijos vadinamos „tikra“ arba „nanoklasteriu“.

Nanodalelės tikruose kompozituose yra dviejų tipų.

• 20...75 nm dydžio nanomerų pavidalu.
• nanoklasterių pavidalu, kurių dydžiai svyruoja nuo 0,6 iki 1,4 mikrono.

Nanoklasteriai yra ne kas kita, kaip nanomerų aglomeracijos. Esamos technologijos leidžia kontroliuoti jų dydį ir struktūrą. Tai labai svarbu, nes nuo to priklauso pagrindinės dantų nanokompozitų savybės. Tvirtumo suteikia didelės dalelės, o poliravimo ir estetinės išvaizdos – smulkios dalelės. Kontroliuojant didelių ir mažų nanodalelių dydį ir pasiskirstymą matricoje, galima gauti norimų savybių medžiagą.

Nanoklasteriniai kompozitai turi labai didelį užpildymą – iki 87%. Tai užtikrina gerą stiprumą ir mažą medžiagos susitraukimą. Tuo pačiu metu atkurtų dantų poliravimas, atsparumas dilimui ir estetika išlieka aukšti. Susidėvėjimo procese nanoklasteriai susidėvi palaipsniui, nanomastele atskirdami nuo savęs. Todėl medžiagos paviršiuje nėra matomų ertmių, kaip yra tradicinėse kompozitinėse kompozicijose.

Savybės ir savybės

Nanokompozitų kūrimas leido išeiti iš užburto rato, kuris egzistavo anksčiau dantų kompozicijų, kai aukštų estetinių parametrų pasiekimas buvo pasiektas sumažinimo kaina stiprumo, ir atvirkščiai. Dabar galite sujungti reikiamas savybes vienoje medžiagoje.

Nanokompozitai išsiskiria:

• didelis restauracijos stiprumas ir patikimumas;
• puikus poliravimas, ilgalaikis sauso blizgesio išlaikymas.
• mažas susitraukimas polimerizacijos metu - 1,6-1,9%, tai yra žymiai mažesnis nei tradicinių kompozitų;
• didelis matricos užpildymo laipsnis - iki 87% masės;
• pagaminamumas, geros valdymo savybės;
• daug spalvų atspalvių.

Trūkumai yra didelė kaina ir nepakankamos žinios apie klinikines apraiškas.

Nanokompozitų panaudojimo sritis praktiškai neribota. Jie naudojami:

• bet kokių karieso ertmių užpildymas;
• emalio defektų atstatymas esant fragmentinei erozijai;
• estetikos atkūrimas priekiniai dantys;
• instaliacijos laikinieji užpildai;
• perdangos tiesios faneros;
• dantų įtvarai;
• metalo-plastiko restauravimas ir metalo keramikos vainikėliai ir briaunos;
• perdangų ir įklotų gamyba;
• danties kelmų susikaupimas ant inkarinių kaiščių;
• kaip sandariklis.

Polimerizacijai daugiausia naudojamas šviesos švitinimas.

Nanokompozitų gamintojai

Tarp gamintojų, gaminančių medžiagą, galima išskirti tokius užsienio prekių ženklus.

ZM ESPE

ZM ESPE (JAV) yra viena iš lyderių kuriant inovatyvius sprendimus odontologijos srityje. Įmonė gamina medžiagas ir instrumentus ortopedijai ir dantų terapijai.

Filtek Supreme XT restauracinė medžiaga priklauso tikriems nanokompozitams, tai yra, kaip užpildas naudojamos tik nanodalelės. Kompozicija pasižymi didelėmis poliravimo ir stiprumo savybėmis, ilgą laiką išlaiko sausą blizgesį. Jis naudojamas kramtymo ir priekinių dantų vienetų restauravimui, tiesioginių laminatų gamybai, įtvarų formavimui ir dantų kelmų formavimui.

Dentsply

Amerikiečių kompanija DENTSPLY savo produkciją parduoda 120 šalių.

Vienas iš produktų yra Ceram X nanohibridinė formulė, kurioje kaip užpildai naudojama keramika ir nanodalelės.

Pagrindinis tikslas yra priekinės dalies atkūrimas. Vienodas skaidrumas ir aukštos estetinės savybės pasiekiamos naudojant minimalų spalvų atspalvių skaičių.

Voco

VOCO kompanija (Vokietija) gamina medžiagas ortopedinei, atstatomajai ir profilaktikai odontologijai. VOCO gaminiai perkami daugiau nei 100 šalių visame pasaulyje.

Grandio kompozitas pagamintas naudojant nanotechnologiją, kad būtų pasiektas 87 % masės pilnumas. Metakrilatas naudojamas kaip matrica. Kietėjimas atliekamas halogenine šviesa. Kompozicija tiekiama kapsulėse ir švirkštuose. Grandio VOCO atitinka visus šiuolaikiniams dantų nanokompozitams keliamus reikalavimus.

Vivadent

Iš pradžių Šveicarijos įmonė, o dabar tarptautinis sindikatas Vivadent gamina platų restauracinių ir gydomųjų dantų mišinių asortimentą, tiekdamas juos 120 pasaulio šalių.

Vienas iš įmonės gaminių – Tetric EvoCeram nanohibridinis šviesoje kietėjantis kompozitas skirtas priekiniams ir kramtomiesiems odontologiniams mazgams plombuoti ir atkurti. Atspalviu užkoduota parinktis palengvina odontologo darbą ir maksimaliai padidina estetinį efektą.

Kerr

1891 metais JAV brolių Kerų įkurta to paties pavadinimo įmonė tapo tarptautine kompanija, gaminančia daugelyje pasaulio šalių paklausius produktus. Įskaitant Rusijoje.

Premiso nanohibridinėje kompozicijoje yra 3 dydžių dalelės - nanoužpildas 0,02 mikronų, stiklo užpildas 0,4 mikronų ir polimerizuotos dalelės 30-50 mikronų. Tai leido užtikrinti didelį kompozito užpildymą (84%) ir mažą susitraukimą (1,6%).

Pentronas

Pentron Simile nanohibridinis kompozitas yra universali medžiaga, skirta užpakaliniams ir priekiniams dantims gydyti ir atstatyti.

Kompozitas pasižymi dideliu stiprumu, puikiu poliravimu ir daugybe atspalvių, leidžiančių pasiekti absoliučią spalvų harmoniją su natūraliu danties emaliu.

Schiitz dantų grupė

Vokietijos įmonė „Schiitz Dental Group“, be daugelio kitų odontologijai skirtų medžiagų, gamina atkuriamąjį nanokompozitą „NanoPaq“. Išskirtinį restauracijos tvirtumą ir patikimumą užtikrina aukštas užpildymas iki 82%.

NanoPaq sudėtis turi 4 skaidrumo klases – labai skaidrią, mažai permatomą, vidutiniškai permatomą ir visiškai matinę. Nanokompozito gamybos technologija leidžia kontroliuoti skaidrumo lygį su galimybe gauti bet kokią tarpinę versiją.

Išvada

Šiuolaikinės dantų restauravimo ir užpildymo medžiagos, kurios pirmiausia apima nanokompozitus, atveria plačias galimybes odontologams ir ortodontams gydant, atkuriant ir koreguojant priekinius ir užpakalinius dantis.

Nanoužpildo dėka suteikiamas savybių rinkinys, kurio negalima gauti naudojant tradicines formules. Pagrindiniai iš jų yra didelis poliravimas, mechaninis stiprumas, atsparumas dilimui, idealios estetinės savybės.