Composietmaterialen in de tandheelkunde: chemisch, licht, vloeibaar, microgevuld

Tandcomposieten zijn polymere meerfasensamenstellingen met verschillende viscositeiten die worden gebruikt voor de behandeling en restauratie van tanden.

Ze omvatten een organische matrix, een anorganische vulstof (dit moet ten minste 50 gew.% zijn) en silaan (siliciumhydride, dat als bindmiddel tussen de vulstof en de matrix fungeert).

De matrix is ​​de basis composiet, het skelet, waarin alle andere componenten zijn ondergebracht. Het bepaalt de belangrijkste eigenschappen - biocompatibiliteit, kleefeigenschappen, plasticiteit. Beïnvloedt kleurstabiliteit, sterkte, polymerisatiekrimp.

De matrix is ​​​​gebaseerd op polymeerharsen - decaandiolmethacrylaat, bisfenolglycidylmethacrylaat, urentanedimethylmethacrylaat en andere. Om de nodige eigenschappen te verlenen, worden additieven in de hars gebracht.

1. Polymerisatieremmers. Ze verlengen de werktijd, verlengen de houdbaarheid.
2. Katalysatoren. Het polymerisatieproces wordt gestart. Co-katalysatoren zorgen voor chemische uitharding. Foto-initiatoren zijn verantwoordelijk voor de polymerisatie van met licht uithardbare formuleringen.
instagram viewer
3. UV-absorberende middelen (UV-stabilisatoren). Voorkomt verkleuring door zonlicht.

Het vulmiddel is in de stof aanwezig in de vorm van deeltjes, gelijkmatig verdeeld in de hars. Hun type, grootte en vorm bepalen de waterabsorptie, radiopaciteit, sterkte, krimp en slijtvastheid.

De vuller is gemaakt van de volgende materialen:

• glas;
• silica;
• gepolymeriseerd gemalen;
• titanium en zirkoniumsilicaat;
• kwarts;
• zware zouten;
• sommige metaaloxiden.

Silaan is een bifunctionele stof die zorgt voor een binding tussen een organische matrix en een anorganische vulstof. De aanwezigheid ervan is een kenmerk van tandheelkundige stoffen die ze onderscheiden van kunststoffen.

Classificatie van composieten

Complexiteit en vertakking van de classificatie tandheelkundige materialen vanwege een breed assortiment, constante updates, een verscheidenheid aan soorten en vormen van zijn componenten.

De classificatie houdt rekening met:

• chemische samenstelling;
• de grootte van de vulstoffractie;
• deeltjes samenstelling;
• mate van vulling;
• uithardingsmethode;
• samenhang;
• afspraak.

Chemische samenstelling

Volgens de chemische samenstelling van de matrix worden composieten onderverdeeld in:

• traditioneel;
• rokers.

Dit laatste staat voor “organisch gemodificeerd keramiek”. Het is een nieuw type tandheelkundige formulering die is geëvolueerd van verbeteringen en aanpassingen tot traditionele matrices.

Ormockers hebben een verhoogde biologische compatibiliteit (de hoeveelheid vrije monomeren erin wordt verminderd tot minimum), lage krimp (1,9%), sterkere hechting met de vulstof en hoge fysieke en mechanische kenmerken.

Deeltjesgrootte vulstof

Deze parameter beïnvloedt belangrijke eigenschappen als slijtvastheid en polijstbaarheid. Hoe kleiner de vulkorrels, hoe hoger de slijtvastheid en hoe langer de droge glans aanhoudt.

Grote fracties (meer dan 0,1 micron) worden verkregen uit metaalzouten - aluminium, barium, lithium, strontium, titanium, evenals glas en kwarts. De nanofiller is gemaakt van siliciumdioxide. Als het materiaal vulmiddel met verschillende korrelgroottes bevat, wordt de gemiddelde waarde aangegeven in de beschrijving ervan.

Afhankelijk van de grootte van de vulstofdeeltjes zijn er de volgende soorten stoffen.

• microgevuld - korrelgroottes variëren in het bereik van 0,04-0,4 micron;
• minigevuld - 1-5 micron;
• macro-gevuld - 8 micron en meer;
• microhybride - er zijn 2 soorten vulstoffen - met deeltjesgroottes van 1-5 micron en 0,04-0,1 micron;
• macrohybride - 8-12 micron en 0,04-0,1 micron;
• hybride maximaal gevulde (totaal uitgevoerde) composities - 0,01-0,1 micron, 1-5 micron, 8-5 micron, 1-5 micron;
• nanogevuld (nanocluster) - tot 100 nm;
• nanohybride - een mengsel van maten 0,004-3 micron.

Deeltjes samenstelling

Gebleken is dat het gelijktijdig gebruik van grove en fijne vulstofdeeltjes de slijtvastheid, sterkte en randpassing verbetert. Het brengt ook de waarde van zijn thermische uitzetting dichter bij de waarden die de tandweefsels hebben.

Door het type combinatie van deeltjesgroottes worden de volgende onderscheiden:

1. Homogeen (microgevuld, macrogevuld, minigevuld).
2. Heterogeen (micro- en macrohybride, nanohybride, maximaal gevuld).
3. Volledig uitgevoerd (inclusief deeltjes van verschillende grootte - micro, macro, mini). De vullingsgraad van deze materialen is 80-90%, de krimp is 1,7-2,0%.

vulgraad

Composieten voor tandheelkunde worden gekenmerkt door vulling - het gewicht of volumetrische gehalte van de vulstof in de matrix, uitgedrukt als een percentage. De mate van vulling bepaalt veel eigenschappen - krimp, radiopaciteit, optische kenmerken, sterkte. Hoe hoger de volheid, hoe sterker de substantie, hoe lager de krimp, hoe beter de radiopaciteit. Afhankelijk van de mate van volheid zijn stoffen onderverdeeld in:

• sterk gevuld - meer dan 70 gew.%;
• medium gevuld - 65-75%;
• zwak gevuld - minder dan 65%.

Methode van uitharden

Het proces van polymerisatie (uitharding) van de matrix bestaat uit de transformatie van verbindingen met een laag molecuulgewicht (monomeren) in verbindingen met een groot molecuulgewicht (polymeren). De reactie vindt plaats door vrije radicalen die worden gevormd wanneer de polymerisatie-initiator wordt geactiveerd.

Tijdens het uitharden krimpt het composiet in volume, de dichtheid neemt toe, wat leidt tot een krimp van 2-6%. De afname in volume is te wijten aan de afname van de afstand tussen de monomeren. De uithardingsreactie wordt veroorzaakt door een speciale stof - een initiator, afhankelijk van het type activering waarvan alle tandheelkundige stoffen zijn onderverdeeld in:

• licht;
• chemisch;
• dubbele uitharding.

Voor de polymerisatie van lichtuithardende materialen worden kamferchinon, lucerine, fenylpropaandion gebruikt. In chemisch uithardende stoffen worden benzeenperoxide en amines gebruikt.

Het type lichtuithardende initiator bepaalt de lichtbron. Met name materialen die lucerine bevatten, worden slecht gepolymeriseerd door plasma- en diodelampen. Moderne stoffen bevatten meerdere initiatoren, wat het mogelijk maakt om verschillende lichtbronnen te gebruiken voor polymerisatie.

Samenhang

Naast pasteuze mengsels worden ook vloeibare mengsels gebruikt. Voor hun vervaardiging worden gemodificeerde matrices met high-flow harsen gebruikt.

Volgens de mate van dichtheid worden ze onderscheiden:

• normale viscositeit;
• vloeistof (onderverdeeld in laag, gemiddeld en hoog vloeistof);
• verpakbaar of condenseerbaar (hoge dichtheid).

Afspraak

Vanwege het feit dat de voorste en achterste tanden verschillende belastingen ondergaan, kunnen de voor hun restauratie gebruikte stoffen aanzienlijk verschillen in hun kenmerken. Afhankelijk van het doel worden composieten onderverdeeld in composities:

• voor de behandeling van laterale (kauwende) tanden;
• voor de restauratie van voortanden;
• veelzijdige materialen die worden gebruikt om zowel de voorste als de achterste tanden te herstellen.

Eigenschappen van composieten

De composieten hebben een aantal door de fabrikant vastgelegde technologische en operationele kenmerken. Het is onmogelijk om ze te veranderen, dus de enige manier om het juiste materiaal te vinden, is om goed geïnformeerd te zijn over de parameters van een bepaalde compositie.

De belangrijkste eigenschappen van tandheelkundige stoffen:

1. Druk-/treksterkte. Het varieert afhankelijk van de volheid en consistentie. Voor de meest duurzame verpakbare composities bereikt het 450 MPa, voor vloeibare composities daalt het tot 220 MPa.
2. Slijtvastheid. Het volgende patroon wordt waargenomen: hoe fijner de vulkorrels, hoe hoger de slijtvastheid.
3. Optische eigenschappen (opaciteit, opalescentie, enz.). Opaciteit is het vermogen om zichtbaar licht op te vangen, dat wil zeggen opaciteit, opaciteit van het materiaal.
4. Radiopaciteit. Bepaald door het type en de hoeveelheid vulmiddel. Uitgedrukt als een percentage van de referentiewaarde - de radiopaciteit van een 1 mm dikke aluminium plaat. De radiopaciteit van glazuur is bijvoorbeeld 230%, dentine is 150%. In het algemeen varieert deze parameter van 130% voor vloeibaar tot 350% voor dentine nanocomposieten. Hoge radiopaciteit maakt het materiaal goed zichtbaar op röntgenfoto's, verhoogt de diagnostische nauwkeurigheid.
5. Polymerisatie krimp:. De minimaal mogelijke krimp is 1,6%, de hoogste is 5,5%. De meeste stoffen hebben een krimp van 2-3%. De waarde ervan hangt voornamelijk af van de volheid. Voor vloeibare formuleringen is het gemiddeld 3,5-5%, voor ormokers en verpakbare formuleringen - 1,7-2%.
6. Thixotropie - een verandering in viscositeit onder een mechanische belasting, een toename van de vloeibaarheid wanneer een belasting wordt uitgeoefend en een toename van de viscositeit in rust.
7. Thermische expansie. Idealiter zou het gelijk moeten zijn aan de thermische uitzetting van het tandweefsel.
8. Elasticiteit. Het kenmerkt de weerstand van een materiaal tegen compressie en spanning tijdens elastische vervorming. Alle samengestelde stoffen zijn elastischer dan harde tandweefsels. Vloeibare en microfiele samenstellingen hebben een lagere elasticiteitsmodulus.
9. Biocompatibiliteit. Hangt voornamelijk af van het volume van het resterende (niet-gepolymeriseerde) monomeer. Het niveau wordt geregeld door internationale normen (ISO). Het is onmogelijk om 100% polymerisatie te bereiken. Lichtuithardende producten hebben een lager resterend monomeervolume dan chemisch uitgeharde producten. Na de juiste polymerisatie zijn alle moderne formuleringen niet-toxisch.
10. Werkeigenschappen. Ze zijn samengesteld uit een aantal factoren - snelheid en gemak van het werken met composieten, efficiëntie, veelzijdigheid. Het gemak van het werk hangt op zijn beurt af van de viscositeit, het type verpakking en andere kenmerken die van invloed zijn op het gemak van inbrengen in de tandholte, de verdeling daar en modellering.
11. Esthetiek. Het wordt bepaald door de polijstbaarheid, de duur van het droogglansbehoud, het aantal kleurschakeringen. De meest esthetische zijn gynomers en nanocomposietenmet meer dan 40 kleurschakeringen. Hierdoor is het mogelijk om de kleurtint van de tand en het glazuur zo nauwkeurig mogelijk na te bootsen.

Chemische uithardende materialen

Composieten met chemische polymerisatie worden voornamelijk vertegenwoordigd door hybride en microgevulde composities. Vorm vrijgeven - "vloeibaar / poeder" of "plakken / plakken".

Voordelen van chemisch uitgeharde formuleringen:

• zacht vloeiend lage krimp;
• goed voorkomen;
• korte tijd nodig voor herstel.

nadelen:

• de noodzaak van nauwkeurige dosering;
• beperkte tijd voor werk;
• lage polijstbaarheid en kleurechtheid in vergelijking met lichtuithardend;
• verminderde bruikbaarheid;
• relatief grote hoeveelheid niet-gereageerd monomeer.

Het chemisch uithardende lijmsysteem is ontworpen om het materiaal aan het glazuur van de tand te hechten in plaats van aan het dentine. Om zich aan dit laatste aan te passen, wordt ofwel een isolerende pad of een universeel glazuur-dentine adhesief systeem gebruikt.

Lichtuithardende materialen

Lichtuithardende composieten zijn verkrijgbaar als ééncomponentpasta of als vloeibare substantie. De initiator van polymerisatie is een lichtabsorberende component, meestal kamferchinon. Wanneer het wordt bestraald met licht, worden vrije radicalen gevormd, waardoor polymerisatie optreedt.

Voordelen:

• mengen en zorgen voor de homogeniteit van het mengsel is niet vereist;
• de restauratie kan worden gemodelleerd vóór polymerisatie;
• hoge esthetiek en kleurvastheid (door de afwezigheid van verhardende toevoegingen).

Het belangrijkste nadeel van lichtuithardende mengsels is de inhomogeniteit van de mate en diepte van polymerisatie, die afhankelijk is van de transparantie en kleurtint, evenals de kracht van de lichtbron.

Om de kwaliteit van de polymerisatie te verbeteren, krimp en spanningen te verminderen, wordt laag voor laag aangebracht.

Door licht uithardbare stoffen zijn meestal onverenigbaar met chemisch uithardbare stoffen.

Macrogevuld

De geschiedenis van tandheelkundige composieten begon met macrogevulde mengsels. Daarom is het heel natuurlijk dat ze in sommige opzichten inferieur zijn aan hun volgelingen. Maar ze hebben ook voordelen:

• Grote sterkte;
• bevredigende radiopaciteit;
• goede optische eigenschappen.

Maar er zijn nog meer nadelen:

• slechte polijstbaarheid, gebrek aan droge glans;
• grote ruwheid van het vuloppervlak;
• plaquevorming;
• lage kleurechtheid.

Dit alles leidt tot een afname van de esthetiek van de restauratie en een relatief snelle slijtage van de matrix, waaruit individuele deeltjes worden geëxfolieerd, waardoor kraters achterblijven. Versnelde slijtage van de vulling veroorzaakt een verandering in het occlusale vlak en verplaatsing (migratie) van de tanden.

Microgevuld

Microgevulde (microfilische) composieten werden bijna 50 jaar geleden ontwikkeld. Voor die tijd waren ze een echte doorbraak in restauratietechnologie, omdat ze een uitstekende polijstbaarheid en een hoge esthetiek van de restauratie verzekerden.

Aanvankelijk hadden de microgevulde stoffen een deeltjesgrootte van ongeveer 1 micron. Het is momenteel slechts 0,04 micron. Microfiele samenstellingen worden voornamelijk gebruikt voor de restauratie van anterieure tandheelkundige eenheden en de vervaardiging van directe veneers.

Voordelen:

• hoge kleurvastheid, polijstbaarheid en slijtvastheid;
• duurzaam glanzend oppervlak;
• goede esthetiek.

nadelen:

• relatief lage sterkte;
• aanzienlijke polymerisatiekrimp en thermische uitzetting.

Vloeibare materialen

Vloeibaar worden voornamelijk gebruikt voor het vullen van kleine carieuze holtes, maar ook waar hoogwaardige marginale hechting en compensatie van polymerisatiekrimp vereist zijn.

Voordelen van vloeibare composieten:

• kleine elasticiteitsmodulus;
• makkelijk te gebruiken;
• goede polijstbaarheid en esthetiek.

nadelen:

• onvoldoende sterkte;
• aanzienlijke krimp:
• lage radiopaciteit.

Hybride

Hybride formuleringen worden tegenwoordig het meest gebruikt tandheelkundig materiaal. Grotendeels door zijn veelzijdigheid. De gebruiksbeperking bestaat alleen voor carieuze holtes, waartoe de toegang moeilijk is, en daarom is een substantie met een andere consistentie vereist.

Voordelen:

• veelzijdigheid;
• het gebruiksgemak;
• Grote sterkte;
• verhoogde esthetiek;
• voldoende radiopaciteit.

nadelen:

• gemiddelde of bovengemiddelde krimp;
• significante elasticiteitsmodulus;
• niet altijd betaalbare prijs.

Nanocomposieten

Nanoclustersamenstellingen worden beschouwd als de meest veelbelovende groep restauratiematerialen. Hun kenmerk is het gebruik van een vulmiddel gemaakt van nanodeeltjes (nanomeren en nanoclusters), die zorgen voor homogeniteit en een hoge vulling van de matrix.

Voordelen van nanocomposieten:

• hoge esthetiek, geleverd door uitstekende polijstbaarheid en langdurige droge glans;
• aanvaardbare sterkte-eigenschappen;
• lage krimp.

nadelen:

• aanzienlijke prijs;
• onvoldoende kennis van de resultaten van restauratie.

Ormockers

De opkomst van organisch gemodificeerd keramiek is het resultaat van de zoektocht naar materialen met een lage polymerisatiekrimp en een lange levensduur. De modificatie van de matrix maakte het mogelijk om de dichtheid van het composiet te verhogen, de krimp te verminderen (minder dan 2%) en de minimale hoeveelheid restmonomeer te bereiken. In termen van andere kenmerken liggen ormokers dicht bij hybride.

Voordelen van Ormokers:

• lage krimp;
• praktische afwezigheid van residuaal monomeer;
• Grote sterkte;
• goede esthetiek.

nadelen:

• esthetiek op laag niveau;
• hoge prijs;
• onvoldoende kennis.

Vereisten voor composieten

De mogelijkheid om direct te vullen met behulp van tandheelkundige composieten heeft de mogelijkheden aanzienlijk uitgebreid tandheelkundige restauratie. Moderne polymeerstoffen hebben een hoge hechting aan tanden, wat niet onderdoet voor de verbinding van tandweefsels met elkaar.

Polymeercomposieten zijn inert en niet-toxisch, waardoor ze kunnen worden gebruikt zonder isolerende afstandhouders. Een belangrijk voordeel van materialen is het vermogen van een niet-gepolymeriseerde (viskeuze) vorm om te combineren met een gepolymeriseerde (uitgeharde).

De belangrijkste kenmerken van stoffen worden voortdurend verbeterd - thixotropie neemt toe, polymerisatiekrimp, nieuwe kleurnuances toegevoegd, druksterkte, treksterkte en slijtage.

Ondanks al deze vorderingen in de ontwikkeling is het ideale materiaal echter nog niet gemaakt. Om de problemen van tandheelkundige restauraties met succes op te lossen, moeten de gebruikte composieten de volgende eigenschappen hebben.

1. Hoge radiopaciteit van materialen die worden gebruikt voor het vullen van de kauwtanden.
2. Goede hechting aan tandweefsels, waardoor volledige dichtheid van de interne holtes van de herstelde tanden wordt gegarandeerd.
3. Hoge druk- en treksterkte, slijtvastheid. Deze eigenschappen zijn vooral belangrijk voor de materialen die worden gebruikt voor het vullen van de kauwtanden, omdat tijdens het kauwproces zeer grote belastingen op de vulling ontstaan, tot 70 kg.
4. Gemak en gebruiksgemak. De substantie moet gemakkelijk in de carieuze holte worden ingebracht en geen problemen veroorzaken tijdens de vorming van de vulling.
5. Biocompatibiliteit met de mondholte en tandweefsels. De stoffen mogen geen stoffen bevatten die de slijmvliezen en pulpa irriteren.
6. Mogelijkheid tot langdurige opslag zonder verslechtering van eigenschappen.
7. Gebrek aan sensibiliserende effecten op de arts en de patiënt.
8. Maximale overeenkomst van kleur, glans, transparantie van het gepolymeriseerde materiaal met natuurlijke tandweefsels. Behoud van kleurstabiliteit.
9. De nabijheid van fysieke kenmerken (thermische geleidbaarheid, thermische uitzetting, enz.) tot die van het tandweefsel.
10. Veelzijdigheid. Het vermogen om dezelfde stof in verschillende klinische settings te gebruiken. Tegenwoordig zijn de meest veelzijdige ormokers en hybride composieten.
11. Beschikbaarheid.

Tandheelkundige polymeercomposieten concurreren met succes met andere vulmassa's. Hun voordelen zijn onder meer hoge sterkte, slijtvastheid, goede esthetische eigenschappen, lage polymerisatie krimp, veelzijdigheid, waardoor ze in verschillende klinische situaties kunnen worden gebruikt, aan de voorkant en bij het kauwen tanden.

Het lijdt geen twijfel dat er in de nabije toekomst nieuwe materialen zullen zijn die maximaal zullen voldoen aan de eisen voor een “ideaal” composiet.