Nanocompozite în stomatologie: nanohibrid și microhibrid

Problema materialelor compozite de înaltă calitate utilizate pentru restaurare dentară, a fost întotdeauna ascuțit. La stomatologie compozite se fac cereri mari. Acestea trebuie să aibă o rezistență mecanică suficientă pentru a fi utilizate nu numai pe partea anterioară, ci și pe dinții de mestecat.

Au proprietăți estetice bune, contracție scăzută de polimerizare, coeficient scăzut de dilatare termică.

Fiți avansat din punct de vedere tehnologic, ușurează manipularea nuanțelor de culoare. A devenit posibilă combinarea tuturor acestor proprietăți într-o singură compoziție relativ recent, după dezvoltarea și introducerea de noi materiale de restaurare dentară, care includ nanocompozite.

Ce sunt nanocompozitele?

Nanocompozitele sunt materiale multifazice în care cel puțin o fază (umplutură) are o dimensiune a fracției de 0,1 până la 100 nm (1 nanometru este egal cu 0,001 microni). Materialele nanocompozite dentare sunt de obicei o combinație de umplutură anorganică și o matrice organică.

Ca acestea din urmă, se folosesc diverse rășini cu aditivi - inhibitori de polimeri, catalizatori, fotoinițiatori, absorbanți de lumină, coloranți.

Înainte de apariția nanotehnologiei în stomatologie, ortodonții utilizaseră deja formulări ale căror dimensiuni ale particulelor se potrivesc la scara nanometrică. Acestea sunt așa-numitele compozite microfilice. Dimensiunea medie a particulelor este de 0,04 μm, ceea ce corespunde la 40 nm.

Cu toate acestea, împreună cu proprietățile pozitive - lustruire bună, rezistență ridicată a culorii și uzură abrazivă scăzută - compozitele microfilice au, de asemenea, dezavantaje semnificative. Principala este rezistența mecanică insuficientă, care nu permite utilizarea lor pentru umplerea și refacerea dinților de mestecat. Un alt dezavantaj al acestor materiale este aderența microparticulelor, ceea ce duce la o structură compozită neomogenă.

În ceea ce privește compozitele dentare, există un astfel de model. Cu cât particulele de umplutură sunt mai fine, cu atât sunt mai mari lustruirea și estetica, dar cu atât rezistența este mai mică și invers. Oamenii de știință din stomatologie căutau în mod constant materiale noi pentru a rupe acest cerc vicios.

Începutul utilizării nanocompozitelor în stomatologie a marcat o nouă eră în dezvoltarea compozițiilor pentru restaurarea și tratamentul dinților. Primul compozit nano-umplut a fost prezentat de 3M ESPE la Viena la expoziția internațională de stomatologie din toamna anului 2002.

Principalele proprietăți ale materialelor dentare compozite sunt dimensiunea particulelor de umplutură și gradul de umplere a matricei. Primul parametru afectează rezistența la abraziune, lustruirea, stabilitatea culorii. Gradul de umplere determină rezistența, dilatarea termică și contracția prin polimerizare a compozitului.

Gradul de umplere a compozitelor microfilice tradiționale este de 35-60% din greutate. Aceasta este o valoare scăzută, care nu permite obținerea unui material cu proprietățile de rezistență necesare. În stomatologie, nanocompozitele sunt compuși foarte umpluți (mai mult de 60%), ceea ce face posibilă utilizarea acestora pentru restaurarea nu numai a dinților anteriori, ci și a dinților de mestecat.

Formulările dentare tradiționale și nanocompozitele se comportă diferit în utilizare. Primele au particule de umplutură care părăsesc suprafața sub acțiunea unei sarcini abrazive dintele restaurat, lasa in urma mici cratere care reduc stralucirea si estetica loc renovat. Atunci când nanocompozitele sunt abradate, din cauza dimensiunii mici ale particulelor, nu se formează un crater, datorită căruia strălucirea și aspectul dintelui nu se modifică.

În primele zile, nanotehnologia era folosită doar în stomatologie pentru a face adezivi. Ulterior, au început să fie utilizate pentru producerea compoziției de restaurare și umplutură.

Tipuri de nanocompozite

Principalele diferențe dintre aceste compoziții sunt determinate de tipul, dimensiunea și structura umpluturii. Următoarele sunt utilizate ca materii prime pentru producerea de nanoparticule:

• silicat de titan;
• cuarţ;
• silicat de zirconiu;
• săruri grele;
• polimeri;
• unii oxizi metalici.

În funcție de structura și dimensiunea umpluturii, se disting două grupuri principale de nanocompozite:

• compoziții nanohibride, care sunt o modificare a compozitelor microhibride (microfilice) tradiționale prin introducerea de nanoparticule în structura lor;
• nanocompozite adevărate bazate exclusiv pe nanumpleri.

Nanocompozitele diferă și prin:

• metoda de polimerizare (chimic sau fotopolimerizare);
• formă de eliberare (în seringi sau capsule);
• numărul de nuanțe de culoare;
• transparență și o serie de alte caracteristici.

Compozite nanohibride

Compozitele microhibride tradiționale conțin particule mici (aproximativ 0,04 μm) și mari (până la 1 μm). Datorită tendinței de lipire, particulele fine sunt distribuite neuniform în matrice, ceea ce duce la o deteriorare a lustruirii și o scădere a esteticii. Pentru a elimina acest dezavantaj, în compozitul tradițional au fost introduse nanoparticule cu o dimensiune de 20-70 nm. Spre deosebire de fracția fină a compozitelor convenționale, nanoparticulele nu se lipesc împreună și sunt distribuite uniform pe matrice. Acest lucru asigură omogenitatea compoziției.

Ca urmare a modificării, se obțin compozite nanohibride care, în comparație cu materialele tradiționale, au o rezistență mai mare și caracteristici estetice îmbunătățite. Particulele mari asigură o rezistență ridicată a compozitului. Fracția fină, care umple golurile dintre cele grosiere, oferă o lustruire excelentă și o estetică ridicată a locului de restaurare.

Cele mai recente nanocompozite (Estet-X, de exemplu) conțin 3 dimensiuni de umplutură - particule medii, miniparticule și nanoparticule. Raportul dintre aceste faze este strict controlat. Astfel de compoziții sunt numite „microarray”.

Nanocompozite adevărate

Compozitele dentare mai promițătoare sunt cele în care întregul material de umplutură este nanoparticule. Astfel de compoziții sunt numite „adevărate” sau „nanocluster”.

Nanoparticulele din compozitele adevărate sunt prezente în 2 tipuri.

• sub formă de nanomeri cu dimensiuni de 20... 75 nm.
• sub formă de nanoclustere, ale căror dimensiuni variază de la 0,6 la 1,4 microni.

Nanoclusterele nu sunt altceva decât aglomerări de nanomeri. Tehnologiile existente fac posibilă controlul dimensiunii și structurii acestora. Acest lucru este foarte important deoarece proprietățile fundamentale ale nanocompozitelor dentare depind de el. Rezistența este asigurată de particulele mari, în timp ce lustruirea și aspectul estetic sunt asigurate de particulele mici. Prin controlul dimensiunii și distribuției nanoparticulelor mari și mici în matrice, este posibil să se obțină un material cu proprietățile dorite.

Compozitele nanocluster au o umplere foarte mare - până la 87%. Acest lucru are ca rezultat o rezistență bună și o contracție scăzută a materialului. În același timp, lustruirea, rezistența la uzură abrazivă și estetica dinților restaurați rămân ridicate. În procesul de uzură, nanoclusterele se uzează treptat, despărțindu-se la scară nanometrică la scară nanometrică de ei înșiși. Prin urmare, nu există cavități vizibile pe suprafața materialului, așa cum este cazul compozițiilor tradiționale compozite.

Proprietăți și caracteristici

Dezvoltarea nanocompozitelor a făcut posibilă ieșirea din cercul vicios care exista mai devreme în legătură cu compoziții dentare, când atingerea unor parametri estetici înalți s-a realizat cu prețul reducerii putere și invers. Acum puteți combina proprietățile necesare într-un singur material.

Nanocompozitele se disting prin:

• rezistența ridicată și fiabilitatea restaurării;
• lustruire excelentă, reținere pe termen lung a luciului uscat.
• contracție scăzută în timpul polimerizării - 1,6-1,9%, ceea ce este semnificativ mai mic decât cel al compozitelor tradiționale;
• grad ridicat de umplere a matricei - până la 87% din greutate;
• fabricabilitate, proprietăți bune de manipulare;
• un număr mare de nuanțe de culoare.

Dezavantajele includ prețul ridicat și cunoașterea insuficientă a manifestărilor clinice.

Zona de utilizare a nanocompozitelor este practic nelimitată. Sunt folosite pentru:

• umplerea oricăror cavități carioase;
• refacerea defectelor de smalț în caz de eroziune fragmentară;
• refacerea esteticii dinții anteriori;
• instalatii obturații temporare;
• se suprapune drepte fatete;
• atele dentare;
• restaurarea metalo-plasticului şi coroane metalo-ceramice și fațete;
• fabricarea de suprapuneri și incrustații;
• acumularea de cioturi de dinți pe știfturile de ancorare;
• ca sigilant.

Pentru polimerizare se folosește în principal iradierea cu lumină.

Producători de nanocompozite

Printre producătorii care produc materialul, se pot distinge astfel de mărci străine.

ZM ESPE

ZM ESPE (SUA) este unul dintre liderii în dezvoltarea de soluții inovatoare în domeniul stomatologiei. Compania produce materiale si instrumente pentru ortopedie si terapie dentara.

Materialul de restaurare Filtek Supreme XT aparține nanocompozitelor adevărate, adică doar nanoparticulele sunt folosite ca umplutură. Compoziția are proprietăți ridicate de lustruire și rezistență, păstrează o strălucire uscată pentru o lungă perioadă de timp. Se foloseste la restaurarea unitatilor dentare de mestecat si anterioare, fabricarea fatetelor directe, atele si formarea cioturilor dentare.

Dentsply

Compania americană DENTSPLY își vinde produsele în 120 de țări.

Unul dintre produse este formularea nano-hibridă Ceram X, care utilizează ceramică și nanoparticule ca materiale de umplutură.

Scopul principal este restaurarea anterioară. Transparența uniformă și caracteristicile estetice ridicate sunt obținute cu un număr minim de nuanțe de culoare.

Voco

Compania VOCO (Germania) produce materiale pentru stomatologie ortopedică, restaurativă și preventivă. Produsele VOCO sunt cumpărate în peste 100 de țări din întreaga lume.

Compozitul Grandio este fabricat folosind nanotehnologie pentru a atinge 87% din greutate. Metacrilatul este folosit ca matrice. Întărirea se face cu lumină cu halogen. Compoziția este disponibilă în capsule și seringi. Grandio VOCO îndeplinește toate cerințele pentru nanocompozitele dentare moderne.

Vivadent

Inițial o companie elvețiană, iar acum un sindicat internațional Vivadent produce o gamă largă de compuși dentare restauratori și terapeutici, furnizându-le în 120 de țări din întreaga lume.

Unul dintre produsele companiei, compozitul fotopolimerizabil nanohibrid Tetric EvoCeram, este conceput pentru umplerea și restaurarea unităților dentare anterioare și de mestecat. Opțiunea codificată cu nuanțe facilitează munca medicului stomatolog și maximizează efectul estetic.

Kerr

Compania cu același nume, fondată în Statele Unite în 1891 de frații Kerr, a devenit acum o companie internațională care produce produse care sunt la cerere în multe țări ale lumii. Inclusiv in Rusia.

Compoziția nanohibridă premisă conține particule de 3 dimensiuni - nanumplutură 0,02 microni, umplutură de sticlă 0,4 microni și particule polimerizate 30-50 microni. Acest lucru a făcut posibilă asigurarea umplerii ridicate (84%) și contracției reduse (1,6%) a compozitului.

Pentron

Compozitul nanohibrid Simile de la Pentron este un material versatil pentru tratamentul și restaurarea dinților posteriori și anteriori.

Compozitul are rezistență ridicată, lustruire excelentă și multe nuanțe, permițându-vă să obțineți o armonie absolută a culorii cu smalțul natural al dintelui.

Grupul Stomatologic Schiitz

Compania germană Schiitz Dental Group, pe lângă multe alte materiale pentru stomatologie, produce nanocompozitul de restaurare NanoPaq. Rezistența și fiabilitatea excepționale ale restaurării sunt asigurate de o rată ridicată de umplere de până la 82%.

Compoziția lui NanoPaq are 4 clase de transparență - foarte transparent, puțin transparent, mediu transparent și complet mat. Tehnologia de fabricație a nanocompozitelor vă permite să controlați nivelul de transparență cu posibilitatea de a obține orice versiune intermediară.

Concluzie

Restauratoare dentara moderna si materiale de umplere, care includ în principal nanocompozite, deschid oportunități largi pentru stomatologi și ortodonți în tratamentul, restaurarea și corectarea dinților anteriori și posteriori.

Datorită nanumplerii, este oferit un set de caracteristici care nu pot fi obținute folosind formulări tradiționale. Principalele sunt lustruirea ridicată, rezistența mecanică, rezistența la abraziune, calitățile estetice ideale.