Nanocomposieten in de tandheelkunde: nanohybride en microhybride

De kwestie van hoogwaardige composietmaterialen die worden gebruikt voor: tandheelkundige restauratie, is altijd scherp geweest. naar de tandarts composieten hoge eisen worden gesteld. Ze moeten voldoende mechanische sterkte hebben om niet alleen op de anterieure maar ook op de kauwtanden te kunnen worden gebruikt.

Hebben goede esthetische eigenschappen, lage polymerisatiekrimp, lage thermische uitzettingscoëfficiënt.

Wees technologisch geavanceerd, maak het gemakkelijk om kleurtinten te manipuleren. Het is relatief recent mogelijk geworden om al deze eigenschappen in één samenstelling te combineren, na de ontwikkeling en introductie van nieuwe tandheelkundige restauratiematerialen, waaronder nanocomposieten.

Wat zijn nanocomposieten?

Nanocomposieten zijn meerfasige materialen waarin ten minste één fase (vulstof) een fractiegrootte heeft van 0,1 tot 100 nm (1 nanometer is gelijk aan 0,001 micron). Tandheelkundige nanocomposietmaterialen zijn typisch een combinatie van een anorganische vulstof en een organische matrix.

Als laatste worden verschillende harsen gebruikt met additieven - polymeerremmers, katalysatoren, foto-initiatoren, lichtabsorberende middelen, kleurstoffen.

Vóór de komst van nanotechnologie in de tandheelkunde gebruikten orthodontisten al formuleringen waarvan de deeltjesgrootte op de nanoschaal past. Dit zijn de zogenaamde microfiele composieten. Hun gemiddelde deeltjesgrootte is 0,04 m, wat overeenkomt met 40 nm.

Naast positieve eigenschappen - goede polijstbaarheid, hoge kleurechtheid en lage abrasieve slijtage - hebben microfiele composieten echter ook belangrijke nadelen. De belangrijkste is onvoldoende mechanische sterkte, waardoor ze niet kunnen worden gebruikt voor het vullen en herstellen van kauwtanden. Een ander nadeel van deze materialen is de hechting van microdeeltjes, wat leidt tot een inhomogene composietstructuur.

Met betrekking tot tandheelkundige composieten is er een dergelijk patroon. Hoe fijner de vulstofdeeltjes, hoe hoger de polijstbaarheid en esthetiek, maar hoe lager de sterkte en vice versa. Tandheelkundige wetenschappers waren voortdurend op zoek naar nieuwe materialen om deze vicieuze cirkel te doorbreken.

Het begin van het gebruik van nanocomposieten in de tandheelkunde markeerde een nieuw tijdperk in de ontwikkeling van samenstellingen voor de restauratie en behandeling van tanden. Het eerste met nano gevulde composiet werd in het najaar van 2002 door 3M ESPE in Wenen gepresenteerd op de internationale tandheelkundige tentoonstelling.

De belangrijkste eigenschappen van composiet tandheelkundige materialen zijn de grootte van de vulstofdeeltjes en de vullingsgraad van de matrix. De eerste parameter beïnvloedt de slijtvastheid, polijstbaarheid, kleurstabiliteit. De vulgraad bepaalt de sterkte, thermische uitzetting en polymerisatiekrimp van het composiet.

De vullingsgraad van traditionele microfiele composieten is 35-60 gew.%. Dit is een lage waarde, waardoor een materiaal met de vereiste sterkte-eigenschappen niet kan worden verkregen. In de tandheelkunde zijn nanocomposieten sterk gevulde verbindingen (meer dan 60%), waardoor ze kunnen worden gebruikt voor de restauratie van niet alleen anterieure, maar ook kauwtanden.

Traditionele tandheelkundige formuleringen en nanocomposieten gedragen zich anders in gebruik. De eerste hebben vulstofdeeltjes die het oppervlak verlaten onder invloed van een schurende lading de herstelde tand, laat kleine kraters achter die de glans en esthetiek verminderen gerenoveerde plaats. Wanneer nanocomposieten worden geschuurd, vormt zich vanwege hun kleine deeltjesgrootte geen krater, waardoor de schittering en het uiterlijk van de tand niet veranderen.

In de begintijd werd nanotechnologie alleen in de tandheelkunde gebruikt om lijmen te maken. Vervolgens werden ze gebruikt voor de productie van restauratie- en vulsamenstellingen.

Soorten nanocomposieten

De belangrijkste verschillen tussen deze samenstellingen worden bepaald door het type, de grootte en de structuur van de vulstof. Als uitgangsmateriaal voor de productie van nanodeeltjes worden gebruikt:

• titaansilicaat;
• kwarts;
• zirkoniumsilicaat;
• zware zouten;
• polymeren;
• sommige metaaloxiden.

Afhankelijk van de structuur en grootte van de vulstof worden twee hoofdgroepen nanocomposieten onderscheiden:

• nanohybride composities, die een modificatie zijn van traditionele microhybride (microfiele) composieten door nanodeeltjes in hun structuur te introduceren;
• echte nanocomposieten uitsluitend gebaseerd op nanovulstoffen.

Nanocomposieten verschillen ook in:

• methode van polymerisatie (chemisch of met licht uitgehard);
• afgiftevorm (in spuiten of capsules);
• het aantal kleurschakeringen;
• transparantie en een aantal andere kenmerken.

Nanohybride composieten

Traditionele microhybride composieten bevatten kleine (ongeveer 0,04 m) en grote (tot 1 m) deeltjes. Door de neiging tot plakken worden fijne deeltjes ongelijk verdeeld in de matrix, wat leidt tot een verslechtering van de polijstbaarheid en een afname van de esthetiek. Om dit nadeel op te heffen, werden nanodeeltjes met een grootte van 20-70 nm in het traditionele composiet geïntroduceerd. In tegenstelling tot de fijne fractie van conventionele composieten plakken nanodeeltjes niet aan elkaar en zijn ze gelijkmatig over de matrix verdeeld. Dit zorgt voor de homogeniteit van de compositie.

Als resultaat van de modificatie worden nanohybride composieten verkregen die, in vergelijking met traditionele materialen, een hogere sterkte en verbeterde esthetische eigenschappen hebben. Grote deeltjes zorgen voor een hoge sterkte van de composiet. De fijne fractie, die de openingen tussen de grove opvult, zorgt voor een uitstekende polijstbaarheid en een hoge esthetiek van de restauratieplaats.

De nieuwste nanocomposieten (bijvoorbeeld Estet-X) bevatten vulstof in 3 maten - middendeeltjes, minideeltjes en nanodeeltjes. De verhouding van deze fasen wordt strikt gecontroleerd. Dergelijke samenstellingen worden "microarray" genoemd.

Echte nanocomposieten

Meer veelbelovende tandheelkundige composieten zijn die waarin de hele vulstof nanodeeltjes is. Dergelijke samenstellingen worden "true" of "nanocluster" genoemd.

Nanodeeltjes in echte composieten zijn aanwezig in 2 soorten.

• in de vorm van nanomeren met afmetingen van 20... 75 nm.
• in de vorm van nanoclusters, waarvan de grootte varieert van 0,6 tot 1,4 micron.

Nanoclusters zijn niets meer dan agglomeraties van nanomeren. Bestaande technologieën maken het mogelijk om hun grootte en structuur te beheersen. Dit is erg belangrijk omdat de fundamentele eigenschappen van tandheelkundige nanocomposieten ervan afhangen. Sterkte wordt geleverd door grote deeltjes, terwijl polijstbaarheid en esthetische uitstraling worden geleverd door kleine deeltjes. Door de grootte en verdeling van grote en kleine nanodeeltjes in de matrix te regelen, is het mogelijk om een ​​materiaal met gewenste eigenschappen te verkrijgen.

Nanocluster-composieten hebben een zeer hoge vulling - tot 87%. Dit resulteert in een goede sterkte en lage materiaalkrimp. Tegelijkertijd blijven de polijstbaarheid, slijtvastheid en esthetiek van de herstelde tanden hoog. Tijdens het slijtage slijten nanoclusters geleidelijk, waarbij ze nanoschaal voor nanoschaal van zichzelf afsplitsen. Daarom zijn er geen zichtbare holtes op het oppervlak van het materiaal, zoals bij traditionele composietsamenstellingen het geval is.

Eigenschappen en functies

De ontwikkeling van nanocomposieten maakte het mogelijk om uit de vicieuze cirkel te komen die eerder bestond in relatie tot tandheelkundige composities, toen het bereiken van hoge esthetische parameters werd bereikt ten koste van het verminderen kracht, en omgekeerd. Nu kunt u de gewenste eigenschappen in één materiaal combineren.

Nanocomposieten onderscheiden zich door:

• hoge sterkte en betrouwbaarheid van de restauratie;
• uitstekende polijstbaarheid, langdurig droog glansbehoud.
• lage krimp tijdens polymerisatie - 1,6-1,9%, wat aanzienlijk lager is dan die van traditionele composieten;
• hoge mate van matrixvulling - tot 87 gew.%;
• maakbaarheid, goede verwerkingseigenschappen;
• een groot aantal kleurschakeringen.

De nadelen zijn de hoge prijs en onvoldoende kennis van klinische manifestaties.

Het toepassingsgebied van nanocomposieten is praktisch onbeperkt. Ze worden gebruikt voor:

• het vullen van carieuze holtes;
• herstel van glazuurdefecten in geval van fragmentarische erosie;
• herstel van esthetiek voortanden;
• installaties tijdelijke vullingen;
• overlays recht fineer;
• tanden spalken;
• restauratie van metaal-kunststof en metaal-keramische kronen en facetten;
• vervaardiging van overlays en inlays;
• ophoping van tandstronken op ankerpennen;
• als afdichtmiddel.

Voor polymerisatie wordt voornamelijk lichtbestraling gebruikt.

Fabrikanten van nanocomposieten

Onder de fabrikanten die het materiaal produceren, kunnen dergelijke buitenlandse merken worden onderscheiden.

ZM ESPE

ZM ESPE (VS) is een van de leiders in de ontwikkeling van innovatieve oplossingen op het gebied van tandheelkunde. Het bedrijf produceert materialen en instrumenten voor orthopedie en tandheelkundige therapie.

Filtek Supreme XT restauratiemateriaal behoort tot echte nanocomposieten, dat wil zeggen dat alleen nanodeeltjes als vulmiddel worden gebruikt. De samenstelling heeft hoge polijst- en sterkte-eigenschappen, behoudt lang een droge glans. Het wordt gebruikt bij de restauratie van kauw- en anterieure tandheelkundige eenheden, de vervaardiging van directe veneers, spalken en de vorming van tandstompen.

Dentsply

Het Amerikaanse bedrijf DENTSPLY verkoopt zijn producten in 120 landen.

Een van de producten is de Ceram X nano-hybride formulering, die keramiek en nanodeeltjes als vulstoffen gebruikt.

Het belangrijkste doel is anterieure restauratie. Uniforme transparantie en hoge esthetische eigenschappen worden bereikt met een minimaal aantal kleurnuances.

Voco

Het bedrijf VOCO (Duitsland) produceert materialen voor orthopedische, herstellende en preventieve tandheelkunde. VOCO-producten worden in meer dan 100 landen over de hele wereld gekocht.

De Grandio-composiet is vervaardigd met behulp van nanotechnologie om 87% volheid per gewicht te bereiken. Methacrylaat wordt gebruikt als matrix. Het uitharden gebeurt met halogeenlicht. De samenstelling is verkrijgbaar in capsules en spuiten. Grandio VOCO voldoet aan alle eisen voor moderne tandheelkundige nanocomposieten.

Vivadent

Aanvankelijk een Zwitsers bedrijf, en nu een internationaal syndicaat, produceert Vivadent een breed scala aan herstellende en therapeutische tandheelkundige verbindingen en levert deze aan 120 landen over de hele wereld.

Een van de producten van het bedrijf, de Tetric EvoCeram nanohybride lichtuithardende composiet, is ontworpen voor het vullen en herstellen van anterieure en kauwtandheelkundige eenheden. De optie met kleurcodering maakt het werk van de tandarts gemakkelijker en maximaliseert het esthetische effect.

Kerr

Het gelijknamige bedrijf, opgericht in de Verenigde Staten in 1891 door de gebroeders Kerr, is nu uitgegroeid tot een internationaal bedrijf dat producten produceert waar in veel landen van de wereld vraag naar is. Ook in Rusland.

Premise nanohybride samenstelling bevat deeltjes van 3 groottes - nanovuller 0,02 micron, glasvuller 0,4 micron en gepolymeriseerde deeltjes 30-50 micron. Dit maakte het mogelijk om een ​​hoge vulling (84%) en lage krimp (1,6%) van het composiet te garanderen.

Pentron

Pentron's Simile nanohybride composiet is een veelzijdig materiaal voor de behandeling en restauratie van posterieure en anterieure tanden.

Het composiet heeft een hoge sterkte, uitstekende polijstbaarheid en vele tinten, waardoor u een absolute kleurharmonie kunt bereiken met het natuurlijke glazuur van de tand.

Schiitz Dental Group

Het Duitse bedrijf Schiitz Dental Group produceert naast vele andere materialen voor de tandheelkunde het herstellende nanocomposiet NanoPaq. De uitzonderlijke sterkte en betrouwbaarheid van de restauratie wordt gegarandeerd door een hoog vulpercentage tot 82%.

De samenstelling van NanoPaq heeft 4 transparantieklassen - zeer transparant, laag transparant, medium transparant en volledig mat. Met de fabricagetechnologie van nanocomposiet kunt u het transparantieniveau regelen met de mogelijkheid om elke tussenversie te verkrijgen.

Conclusie

Moderne tandheelkundige restauratieve en vulmaterialen, die voornamelijk nanocomposieten bevatten, bieden tandartsen en orthodontisten grote mogelijkheden voor de behandeling, restauratie en correctie van voor- en achtertanden.

Dankzij de nanofiller wordt een reeks kenmerken geleverd die niet kunnen worden verkregen met traditionele formuleringen. De belangrijkste zijn hoge polijstbaarheid, mechanische sterkte, slijtvastheid, ideale esthetische eigenschappen.