Nanokompositer inom tandvård: nanohybrid och mikrohybrid

Frågan om högkvalitativa kompositmaterial som används för tandrestaurering, har alltid varit skarp. Till tandläkare kompositer höga krav ställs. De måste ha tillräcklig mekanisk styrka för att användas inte bara på den främre utan även på tuggtänderna.

Har goda estetiska egenskaper, låg polymerisationskrympning, låg värmeutvidgningskoefficient.

Var tekniskt avancerad, gör det enkelt att manipulera färgnyanser. Det blev relativt nyligen möjligt att kombinera alla dessa egenskaper i en komposition, efter utvecklingen och introduktionen av nya dentala restaureringsmaterial, som inkluderar nanokompositer.

Vad är nanokompositer?

Nanokompositer är flerfasmaterial där minst en fas (fyllmedel) har en fraktionsstorlek på 0,1 till 100 nm (1 nanometer är lika med 0,001 mikron). Dentala nanokompositmaterial är vanligtvis en kombination av ett oorganiskt fyllmedel och en organisk matris.

Som den senare används olika hartser med tillsatser - polymerinhibitorer, katalysatorer, fotoinitiatorer, ljusabsorbenter, färgämnen.

Innan nanoteknikens tillkomst inom tandvården hade ortodontister redan använt formuleringar vars partikelstorlekar passade in i nanoskalan. Dessa är de så kallade mikrofila kompositerna. Deras genomsnittliga partikelstorlek är 0,04 μm, vilket motsvarar 40 nm.

Men tillsammans med positiva egenskaper - god polerbarhet, hög färgbeständighet och lågt slitage - har mikrofila kompositer också betydande nackdelar. Den viktigaste är otillräcklig mekanisk hållfasthet, vilket inte tillåter deras användning för att fylla och återställa tuggtänder. En annan nackdel med dessa material är vidhäftningen av mikropartiklar, vilket leder till en inhomogen kompositstruktur.

När det gäller dentala kompositer finns ett sådant mönster. Ju finare fyllmedelspartiklar desto högre polerbarhet och estetik, men desto lägre hållfasthet och vice versa. Tandforskare letade ständigt efter nya material för att bryta denna onda cirkel.

Början av användningen av nanokompositer i tandvården markerade en ny era i utvecklingen av kompositioner för restaurering och behandling av tänder. Den första nanofyllda kompositen presenterades av 3M ESPE i Wien på den internationella tandläkarutställningen hösten 2002.

Huvudegenskaperna hos komposit dentala material är storleken på fyllmedelspartiklarna och fyllnadsgraden av matrisen. Den första parametern påverkar nötningsbeständighet, polerbarhet, färgstabilitet. Fyllnadsgraden bestämmer kompositens styrka, termiska expansion och polymerisationskrympning.

Fyllnadsgraden i traditionella mikrofila kompositer är 35–60 viktprocent. Detta är ett lågt värde, vilket inte tillåter erhållande av ett material med de erforderliga hållfasthetsegenskaperna. Inom tandvården är nanokompositer mycket fyllda föreningar (mer än 60%), vilket gör det möjligt att använda dem för restaurering av inte bara främre, utan också tuggande tänder.

Traditionella dentala formuleringar och nanokompositer beter sig annorlunda vid användning. De första har fyllmedelspartiklar som lämnar ytan under inverkan av en abrasiv belastning den återställda tanden, lämnar efter sig små kratrar som minskar glans och estetik renoverad plats. När nanokompositer nöts, på grund av sin lilla partikelstorlek, bildas inte en krater, på grund av vilken tandens briljans och utseende inte förändras.

Förr i tiden användes nanoteknik endast inom tandvården för att göra lim. Därefter började de användas för produktion av restaurerings- och fyllningskomposition.

Typer av nanokompositer

Huvudskillnaderna mellan dessa kompositioner bestäms av fyllmedlets typ, storlek och struktur. Följande används som utgångsmaterial för framställning av nanopartiklar:

• titansilikat;
• kvarts;
• zirkoniumsilikat;
• tunga salter;
• polymerer;
• vissa metalloxider.

Beroende på fyllmedlets struktur och storlek särskiljs två huvudgrupper av nanokompositer:

• nanohybridkompositioner, som är en modifiering av traditionella mikrohybrid (mikrofila) kompositer genom att introducera nanopartiklar i deras struktur;
• äkta nanokompositer baserade enbart på nanofillers.

Nanokompositer skiljer sig också åt i:

• metod för polymerisation (kemiskt eller ljushärdad);
• frisättningsform (i sprutor eller kapslar);
• antalet färgnyanser;
• transparens och ett antal andra funktioner.

Nanohybridkompositer

Traditionella mikrohybridkompositer innehåller små (cirka 0,04 μm) och stora (upp till 1 μm) partiklar. På grund av tendensen att klibba, är fina partiklar ojämnt fördelade i matrisen, vilket leder till en försämring av polerbarheten och en minskning av estetiken. För att eliminera denna nackdel introducerades nanopartiklar med en storlek på 20-70 nm i den traditionella kompositen. Till skillnad från den fina fraktionen av konventionella kompositer, klibbar inte nanopartiklar ihop och är jämnt fördelade över matrisen. Detta säkerställer kompositionens homogenitet.

Som ett resultat av modifieringen erhålls nanohybridkompositer, som i jämförelse med traditionella material har högre styrka och förbättrade estetiska egenskaper. Stora partiklar ger hög hållfasthet hos kompositen. Den fina fraktionen, som fyller mellanrummen mellan de grova, ger utmärkt polerbarhet och hög estetik på restaureringsplatsen.

De senaste nanokompositerna (Estet-X, till exempel) innehåller 3 storlekar av filler - mellanpartiklar, minipartiklar och nanopartiklar. Förhållandet mellan dessa faser är strikt kontrollerat. Sådana kompositioner kallas "microarray".

Äkta nanokompositer

Mer lovande dentala kompositer är de där hela fyllmedlet är nanopartiklar. Sådana kompositioner kallas "true" eller "nanocluster".

Nanopartiklar i äkta kompositer finns i 2 typer.

• i form av nanomerer med storlekar på 20... 75 nm.
• i form av nanokluster, vars storlekar varierar från 0,6 till 1,4 mikron.

Nanokluster är inget annat än agglomerationer av nanomerer. Befintlig teknologi gör det möjligt att kontrollera deras storlek och struktur. Detta är mycket viktigt eftersom de grundläggande egenskaperna hos dentala nanokompositer beror på det. Styrkan tillhandahålls av stora partiklar, medan polerbarhet och estetiskt utseende tillhandahålls av små partiklar. Genom att kontrollera storleken och fördelningen av stora och små nanopartiklar i matrisen är det möjligt att få fram ett material med önskade egenskaper.

Nanoklusterkompositer har en mycket hög fyllning - upp till 87%. Detta resulterar i god hållfasthet och låg materialkrympning. Samtidigt förblir polerbarheten, slitstyrkan och estetiken på de restaurerade tänderna hög. Under förslitning slits nanokluster gradvis ut, och avskiljer nanoskala för nanoskala från sig själva. Därför finns det inga synliga håligheter på materialets yta, vilket är fallet med traditionella kompositkompositioner.

Egenskaper och funktioner

Utvecklingen av nanokompositer gjorde det möjligt att ta sig ur den onda cirkel som fanns tidigare i förhållande till dentala kompositioner, när uppnåendet av höga estetiska parametrar uppnåddes till priset av att reducera styrka och vice versa. Nu kan du kombinera de nödvändiga egenskaperna i ett material.

Nanokompositer kännetecknas av:

• hög styrka och tillförlitlighet hos restaureringen;
• utmärkt polerbarhet, långvarig kvarhållning av torr glans.
• låg krympning under polymerisation - 1,6-1,9%, vilket är betydligt lägre än för traditionella kompositer;
• hög grad av matrisfyllning - upp till 87 viktprocent;
• tillverkningsbarhet, goda hanteringsegenskaper;
• ett stort antal färgnyanser.

Nackdelarna inkluderar det höga priset och otillräcklig kunskap om kliniska manifestationer.

Användningsområdet för nanokompositer är praktiskt taget obegränsat. De används för:

• fylla alla kariösa hålrum;
• restaurering av emaljdefekter vid fragmentarisk erosion;
• restaurering av estetik främre tänder;
• installationer tillfälliga fyllningar;
• överlägg rakt faner;
• tandskenor;
• restaurering av metall-plast och metall-keramiska kronor och fasetter;
• tillverkning av överlägg och inlägg;
• uppbyggnad av tandstubbar på ankarstift;
• som tätningsmedel.

För polymerisation används främst ljusbestrålning.

Tillverkare av nanokompositer

Bland tillverkarna som producerar materialet kan sådana utländska märken urskiljas.

ZM ESPE

ZM ESPE (USA) är en av de ledande inom utvecklingen av innovativa lösningar inom tandvårdsområdet. Företaget tillverkar material och instrument för ortopedi och tandterapi.

Filtek Supreme XT återställande material tillhör äkta nanokompositer, det vill säga endast nanopartiklar används som fyllmedel. Kompositionen har höga polerings- och hållfasthetsegenskaper, behåller en torr glans under lång tid. Det används vid restaurering av tugg- och främre dentalenheter, tillverkning av direktfasader, skenningar och bildandet av tandstubbar.

Tandsply

Det amerikanska företaget DENTSPLY säljer sina produkter i 120 länder.

En av produkterna är nanohybridformuleringen Ceram X, som använder keramik och nanopartiklar som fyllmedel.

Huvudsyftet är främre restaurering. Enhetlig transparens och höga estetiska egenskaper uppnås med ett minimum av färgnyanser.

Voco

VOCO-företaget (Tyskland) producerar material för ortopedisk, reparativ och förebyggande tandvård. VOCO-produkter köps i mer än 100 länder runt om i världen.

Grandio-kompositen är tillverkad med nanoteknik för att uppnå 87 % fyllighet i vikt. Metakrylat används som matris. Härdning sker med halogenljus. Kompositionen är tillgänglig i kapslar och sprutor. Grandio VOCO uppfyller alla krav för moderna dentala nanokompositer.

Vivadent

Ursprungligen ett schweiziskt företag och nu ett internationellt syndikat Vivadent producerar ett brett utbud av reparativa och terapeutiska dentala föreningar, och levererar dem till 120 länder runt om i världen.

En av företagets produkter, Tetric EvoCeram nanohybrid ljushärdande komposit, är designad för att fylla och återställa främre och tuggande dentala enheter. Det nyanskodade alternativet gör tandläkarens arbete enklare och maximerar den estetiska effekten.

Kerr

Företaget med samma namn, som grundades i USA 1891 av bröderna Kerr, har nu blivit ett internationellt företag som tillverkar produkter som efterfrågas i många länder i världen. Bland annat i Ryssland.

Premiss nanohybridkomposition innehåller partiklar i 3 storlekar - nanofyllmedel 0,02 mikron, glasfyllmedel 0,4 mikron och polymeriserade partiklar 30-50 mikron. Detta gjorde det möjligt att säkerställa hög fyllning (84%) och låg krympning (1,6%) av kompositen.

Pentron

Pentrons Simile nanohybridkomposit är ett mångsidigt material för behandling och restaurering av bakre och främre tänder.

Kompositen har hög hållfasthet, utmärkt polerbarhet och många nyanser, vilket gör att du kan uppnå absolut färgharmoni med tandens naturliga emalj.

Schiitz Dental Group

Det tyska företaget Schiitz Dental Group producerar, förutom många andra material för tandvård, den restaurerande nanokompositen NanoPaq. Den exceptionella styrkan och tillförlitligheten hos restaureringen säkerställs av en hög fyllnadsgrad på upp till 82 %.

Sammansättningen av NanoPaq har 4 transparensklasser - mycket transparent, lågtransparent, mediumtransparent och helt matt. Tillverkningstekniken för nanokomposit gör att du kan kontrollera nivån av transparens med möjligheten att erhålla valfri mellanversion.

Slutsats

Modern dental reparativ och fyllnadsmaterial, som i första hand inkluderar nanokompositer, öppnar stora möjligheter för tandläkare och ortodontister vid behandling, restaurering och korrigering av främre och bakre tänder.

Tack vare nanofyllaren tillhandahålls en uppsättning egenskaper som inte kan erhållas med traditionella formuleringar. De viktigaste är hög polerbarhet, mekanisk styrka, nötningsbeständighet, idealiska estetiska egenskaper.