|
изготовленными из “непрямых” композиционных материалов второго поколения
Paul Miara,
DDS, Научный Президент Французского Общества Эстетической Стоматологии.
Материал предоставлен фирмой “Денталеа” (Москва)
Последние достижения в технологии “непрямых” композитов и методиках адгезивного бондинга привели к развитию улучшенных материалов особенно подходящих для реставраций вкладками и накладками. Микрогибридные композиционные пластмассы характеризуются соотношением наполнителя/матрицы, которое значительно выше, чем в материалах более раннего поколения. В этой статье рассматриваются физические свойства и клиническое применение композитов “второго поколения”, с акцентом на системе полимеризации путем высокотемпературного воздействия в сочетании с давлением азота, для получения материала с улучшенными механическими и эстетическими свойствами.
Техника выполнения эстетических реставраций композиционными пластмассами раннего поколения (например Dentacolor, Jelenko; SR Isosit N, lvoclar Vivadent; VisioGem, ESPE) впервые была разработана Touati и Pissis и Mormann и др. Несмотря на то, что на эти материалы возлагались большие надежды, вскоре они продемонстрировали ограничения клинического применения, особенно касающиеся методик реставрации вкладками и накладками. Эти ограничения были связаны с частичными или полными переломами, нарушением краевого герметизма, чрезмерным и быстрым износом, и чрезвычайным изменением цвета (Фото 1).
Фото 1.
В результате, первое поколение непрямых композитов было постепенно оставлено и заменено керамическими реставрациями вкладками и накладками.
Развитие техники керамических вкладок/накладок было результатом повышения стойкости гипса и формулирования улучшенных керамических материалов (например IPS Empress, lvoclar Williams; In-Ceram, Vident). Однако, керамическая техника была чувствительной к соблюдению технологии, дорогостоящей и, иногда, при отсутствии строгого соблюдения клинических и лабораторных манипуляций, приводила к образованию трещин, переломов, и частичному или полному нарушению бондинга. Кроме того, поскольку внутриротовое восстановление этих реставраций было затруднено, применение данной техники было ограничено.
Улучшенные материалы
Клинические недостатки композитов первого поколения и ограничение применения керамических материалов потребовали развития улучшенных эстетических материалов для непрямой техники (например Targis/Vectris, lvoclar Vivadent; belleGlass HP, Kerr/Sybron). Усовершенствования произошли, прежде всего, в трех направлениях – структуре и составе, фотополимеризации, и волоконном армировании.
Структура и состав
Композитные материалы первого поколения были микронаполнены. Структура композитов второго поколения несколько отлична – они являются “микрогибридами” и содержат минеральный наполнитель только маленького диаметра (0.04-1мкм). Содержание/соотношение формы, размера и распределение частиц наполнителя варьируется в зависимости от типа композитного материала. В материалах второго поколения содержание наполнителя вдвое выше содержания органической матрицы, в материалах первого поколения это соотношение было обратным. Увеличение объема неорганического наполнителя оказывает существенный эффект на механические свойства материала. Сокращение объема смолистой матрицы способствует снижению полимеризационной усадки и процессов изнашиваемости композита в полости рта.
Фотополимеризация
Для достижения эффективного соединения с неорганическим наполнителем смолистая матрица должна быть светополимеризована. По мере увеличения степени светополимеризации характеристики композитных материалов соответственно улучшаются. Светополимеризация как таковая, даже в эффективном полимеризационном аппарате, не приводит к полному преобразованию материала из мономера в полимер. В то же время, качество полимеризации может быть увеличено при определенных условиях: для достижения полной фотополимеризации должны использоваться высокая температура, вакуум или (предпочтительно) безкислородная обработка. Большинство непрямых композитных систем поставляется с эффективной системой светополимеризации. Однако, только одна из систем (belleGlass HP, Kerr/Sybron, Orange, CA) объединяет в себе свето- и высокотемпературную полимеризацию при 140°C под давлением 80 psi, что приводит к высокой степени преобразования (98.5% для эмали HP).
Волоконное армирование
Комбинация композиционной пластмассы с волоконными конструкциями используется уже в течение нескольких лет. В индустрии стоматологических материалов были исследованы кевларовое, углеродное, стекло-, и полиэтиленовое волокно. Несмотря на то, что внедрение волокна в смолистую матрицу демонстрирует улучшение механических свойств композитов, отдаленные результаты клинического применения этих материалов пока отсутствуют. Благодаря микрогибридной структуре, высокому содержанию неорганического наполнителя, и специфической системе полимеризации при 140°C под давлением 80 psi, эта композиционная пластмасса может быть использована для изготовления вкладок и накладок. При применении в комбинации с армированием волокном, механические свойства материала улучшаются.
Клиническое применение композитных материалов
Для понимания материала, важно не только проанализировать его состав, структуру и физические свойства, а также клинические и лабораторные этапы работы с ним.
Структура и состав
В композитных материалах используется комбинация тонких минеральных неорганических частиц (наполнителя) и органического полимера (матрицы). В композитах второго поколения используется только неорганический наполнитель. Размер кристаллических частиц составляет, в среднем, 0.6мкм, для улучшения адгезии к органической матрице они обрабатываются силаном. Уменьшенный размер частиц наполнителя в сочетании с их формой улучшает полируемость и гладкость поверхности. Наполнитель оказывает также прямое влияние на оптические характеристики композитного материала. Состав наполнителя для дентина и эмали различен. В зависимости от назначения материала (поверхностные или более глубокие слои), требуются различные его характеристики.
Для дентина в качестве наполнителя используется бариевое стекло (наполнение по массе – 78.7%, по объему – 65%). Высокое содержание бариевого стекла обеспечивает механическую прочность и низкий коэффициент усадки. Для эмали в качестве наполнителя используется боросиликат (наполнение по массе 74%, по объему 63%), что обеспечивает улучшенные оптические характеристики, увеличивая полупрозрачность и опалесценцию материала.
В качестве органической матрицы для дентина, обычно используется смола Bis-GMA. Матрица для эмали представляет собой комбинацию насыщенного углеводородом диуретана метакрилата, типа TEGDMA, и алифатического диметакрилата. Несмотря на различия в составе смолистой матрицы эмали и дентина, определяющей физические свойства, они также смешиваются с наращиваемыми слоями композита во время формирования и светополимеризации.
Полимеризация
Специфическая техника отверждения отличает используемую композитную систему от других композитов. Все другие доступные в настоящее время композитные материалы (Cotombus, Cendres et Metaux, Paris, France; Scutpture/ FibreKor Jeneric/Pentron, Wallingford, CT; Solidex, Shofu, Menio Park, CA; Artglass, Jelenko, Armonk, NY; Targis/ Vectris, lvoclar Williams, Amherst, NY) светоотверждаются в приборе для полимеризации. Некоторые требуют постполимеризации при комнатной температуре, что существенно улучшает их механические свойства, но не относительно низкий уровень полимеризации.
Композит belleGlass HP (Kerr/Sybron, Orange, CA) представляет собой комбинацию двух различных материалов. Светополимеризуемая “основа композита” используется для реставрации в виде опакового или транслюцентного дентина, масс резцового края, пришеечных масс и светополимеризуемого красителя. Эмаль – полимеризуемый под воздействием высокой температуры “поверхностный” композит, покрывающий композитную “основу”.
В настоящее время поставляется эмаль пяти различных оттенков. Как уже отмечалось выше, процесс полимеризации завершается в патентованной полимеризационной установке при 140°C под давлением 80 psi. Благодаря высокотемпературной полимеризации в отсутствие кислорода под давлением инертного газа, поверхностный материал достигает превосходной полимеризации (98.5 %). Этот идеальный уровень преобразования определяет эстетические и механические свойства композитного материала и отдаленные результаты его применения. Результаты проведенного исследования представлены в таблице.
Таблица 1. Взаимоотношения между временем полимеризации и характеристиками belleGlass HP
| |
5 минут
|
10 минут
|
15 минут
|
20 минут
|
|
Твердость(Vickers)
|
69.5
|
79.7
|
81.6
|
90.7
|
|
Диаметральнаяпрочностьна разрыв (МПа)
|
34.7
|
53.9
|
62.5
|
65.8
|
|
Степень полимеризации(%)
|
86.5
|
92.8
|
96.2
|
98.5
|
Этот эксперимент подтверждает, что максимальное преобразование может быть получено путем 20-минутной полимеризации, и механические свойства являются результатом этого преобразования. Поэтому, даже для небольших устройств рекомендуется 20-минутный цикл полимеризации.
Оптимальная техника наращивания состоит в использовании твердого полупрозрачного композитного материала с улучшенными механическими характеристиками и оптимально полимеризованной поверхностью на основе непрозрачного, более мягкого, менее насыщенного композита с более низким уровнем полимеризации, для возможности бондинга. Полученная в результате реставрация имитирует структуру естественного зуба с твердой, прозрачной опалесцентной эмалью, покрывающей непрозрачный и более мягкий дентин, способный поглотить различные механические нагрузки.
Усовершенствования материала
В настоящее время проводится испытание новых дентиновых и эмалевых композитов, разработанных для усовершенствования техники размещения материала, в ходе чего достигнуты значительные результаты. Усовершенствования затрагивают композитную “основу”, где состав наполнителя и размер частиц полностью различны (наполнитель может достигать 30мкм). Новый композитный материал будет способен уменьшить полимеризационную усадку. Благодаря размеру, форме и характеру наполнителя, адгезия к фиксирующему композиту также должна быть улучшена. Двойная система полимеризации – под воздействием света и высокой температуры – основное усовершенствование этих двух композитов, что облегчит применение техники наращивания.
Физические свойства
Модуль эластичности дентинового композита равен 13,100 МПа, эмалевого – 9,700 МПа, то есть, близко к естественному дентину, модуль эластичности которого приблизительно 12,000 МПа. Высокий модуль эластичности снижает риск нарушения краевого герметизма под воздействием окклюзионной нагрузки и является очень благоприятной характеристикой для реставрационного материала.
Прочность на изгиб дентинового композита составляет – 142 МПа, эмалевого – 148 МПа. (Рисунок 2). Прочность на изгиб керамических материалов на основе полевого шпата достигает 80 МПа. Поэтому, предположительно, коэффициент перелома при использовании этого материала будет значительно снижен, что является важной характеристикой для реставрации вкладками и накладками.
Прочность на разрыв (Рисунок 3) и компрессионная прочность (Рисунок 4) дентина составляет 57.2 МПа и 413 МПа, соответственно. Для эмали эти показатели равны соответственно 63 МПа и 442 МПа. Эти показатели прочности на разрыв и компрессионной прочности непрямых композитов свидетельствуют о превосходных механических свойствах.
Показатель стираемости данного материала, равный 1.2 мкм/год, значительно ниже этого показателя любого другого доступного композита, и даже ниже данного показателя эмали (8 мкм/год). (Рисунок 5). Столь низкий уровень стираемости уменьшает износ и поверхностное разрушение, которые часто встречаются при работе с обычными композитными материалами.
Клинические этапы
Первый шаг состоит в удалении дефектных реставраций и устранении пораженных кариесом тканей. Например, пациент обратился с жалобой на дефект амальгамовых пломб нижнечелюстных моляров #29(45) и #30(46) и выпадение композитной пломбы на зубе #31 (47) (Фото 6).
Фото 6. Пациент обратился с жалобой на дефект амальгамовых пломб, которые будут заменены композитными эстетическими реставрациями |
Фото 7. Модель иллюстрирует основные принципы подготовки зуба для адгезивных композитных реставраций вкладками и накладками |
Был разработан и принят план лечения, заключающийся в замене амальгамовых пломб непрямыми композитными реставрациями, что позволяет удовлетворить эстетические и финансовые требования пациента.
Полости препарированы в соответствии с принципами подготовки полостей для реставрации вкладками и накладками: отсутствие острых углов и широких перешейков, слегка выступающие стенки, отсутствие краевого желобка, и минимальная глубина препарации 1.5 мм (Фото 7 и 8). Были осуществлены мероприятия, обеспечивающие адекватную стабильность и точную пригонку реставраций, при условии сохранения здоровых тканей. Электрохирургическая гингивэктомия в области премоляра обеспечивает надлежащий доступ к цервикальному краю (Фото 9).
Фото 8. Принципы препарирования. Углы закруглены. Форма полости должна обеспечивать стабильность и легкое размещение реставрации. Края должны быть достаточно далеко от окклюзионных контактов |
Фото 9. Проведение гингивэктомии для обеспечения оптимального доступа к цервикальному краю премоляра (вид с окклюзионной плоскости) |
Сразу после препарирования, дентин должен быть защищен гибридным слоем. Затем применяется техника тотального травления в течение 15 секунд гелем 37% фосфорной кислоты (Gel Etchant, Kerr/Sybron). Полости ополаскиваются и слегка высушиваются воздухом. На препарированную поверхность, кисточкой, наносится тонкий слой праймера (OptiBond FL Primer, Kerr/ Sybron) на 30 секунд, и затем высушивается в течение 10 секунд. Праймер покрывается тонким слоем адгезива (OptiBond FL, Kerr/Sybron) и светоотверждается в течение 20 секунд. Перед получением оттиска необходимо изолировать дентинные канальцы гибридным слоем для защиты пульпы от инвазии и продвижения микроорганизмов, а также для снижения чувствительности.
Лабораторные этапы
Оттиск заливается гипсом (Velmix, Kerr/Sybron) и устанавливается на штампы, для облегчения процесса послойного нанесения (Фото 10) края отмечаются восковым карандашом (Фото 11). На каждую полость апплицируется сепаратор для штампов (Separator, Kerr/Sybron, Orange, CA), тщательно распыляется воздухом и высушивается в установке при высокой температуре в течение 2 -3 минут.
Фото 10. На мастер-модели препарации, видны большой перешеек, выступающие стенки, и отсутствие краевого желобка.
|
Фото 11. Края полости отмечены восковым карандашом, и вся область препарации изолирована сепаратором. |
В качестве первого шага в процессе наращивания, наносится, немного отступя от краев, слой транслюцентного композитного материала (Enamel LT, Kerr/Sybron). Этот слой называется “соединительным”, он должен быть тонким для ограничения полимеризационной усадки, что позволяет добиться идеальной адгезии композита к гипсу. Если начальный слой слишком толстый, полимеризационное ретракционное напряжение может привести к отслоению материала от гипса. Слой должен быть просвечивающим для улучшения трансмиссии света, особенно по краям (Фото 12).
Техника наращивания выполняется с использованием различных дентиновых масс. Для имитации естественных оптических свойств зуба могут быть использованы светополимеризуемые красители. Каждый слой светополимеризуется в течение 30 секунд (Фото 13).
Фото 12. Тонкий просвечивающий “соединительный” слой композита апплицирован на премоляр и светополимеризован. Наслаивание начато различными светоотверждаемыми дентиновыми композитами |
Фото 13. Вкладки созданы с использованием светоотверждаемого дентина. Внутренние характеристики переданы с помощью жидкого красителя |
По завершении наращивания дентина, наносится эмаль, полимеризуемая под воздействием высокой температуры. (Фото 14 и 15).
Фото 14. Крупный план окклюзионной проекции вкладки, завершенной нанесением эмалевого композита, полимеризуемого под воздействием высокой температуры. |
Фото 15. Окклюзионная проекция вкладок, готовых к полимеризации |
Вкладки остаются на гипсовой модели и полимеризуются в установке в течение 20 минут под давлением 80 psi (Фото 16). После полимеризации, вкладки легко отделяются от мастер-модели и обрабатываются в соответствии с обычной лабораторной техникой.
Подгонка по прикусу и контактных областей, а также финирование, проводятся с использованием карбидных боров на средней скорости (ниже 15,000 об./мин). Автор предпочитает использование карбидных или алмазных боров на высокой скорости с водным охлаждением, что позволяет использоватьвысокую скорость без перегрева реставрации. Окончательная полировка завершается применением силиконовых чашечек и пемзы. Для достижения оптимального блеска рекомендуется использование алмазной пасты. Внутренние поверхности вкладок обрабатываются в пескоструйной установке окисью алюминия с размером частиц 50 микрон под давлением 60 psi (Фото 17).
Фото 16. Внешний вид вкладки после первого цикла высокотемпературной полимеризации |
Фото 17. Вкладки обработаны в пескоструйной установке и готовы к фиксации |
Фиксация
Зубы изолируются, и временные пломбы удаляются. Полости очищаются с помощью ручных и ультразвуковых инструментов. Для гарантии полного удаления материала для временного закрытия полости, процедура заканчивается распылением абразива. Для устранения всех частиц абразива, препарированная поверхность тщательно ополаскивается. Вкладки припасовываются, и контактные пункты доводятся до полного соответствия. На этом этапе, реставрацию все еще можно изменить.
Для бондинга используются адгезив и композит (Nexus, Kerr/Sybron, Orange, CA). Несмотря на популярность однокомпонентных адгезивов на основе ацетона (One Step, Bisco, Schaumberg, IL; Prime & Bond, Dentsply Caulk, Milford, DE), автор предпочитает использовать двух - или трехкомпонентные адгезивы с водными или спиртовыми растворителями. Адгезивы на основе ацетона требуют точного контроля влажности, который трудно гарантировать, особенно в глубоких полостях. Избыток или недостаток воды могут значительно повлиять на адгезию к дентину или эмали.
Адгезивы на водной и спиртовой основе по всей поверхности эмали/дентина должны быть просушены без диссикации (пересушивания). Растворитель адгезива гарантирует регидратацию коллагена. В качестве фиксирующего материала используется композит двойного отверждения (Nexus, Kerr/ Sybron). Процедура тотального протравливания проводится с использованием геля 37% фосфорной кислоты (Фото 18). Полость ополаскивается и слегка высушивается. Три компонента используемой адгезивной системы наносятся отдельно и слегка высушиваются (Фото 19–21). Адгезив не полимеризуется.
Фото 18. Изолированные и очищенные зубы в полости рта. На поверхности эмали и дентина наложен гель 37% фосфорной кислоты |
Фото 19. Применение адгезива требует использования 3 последовательных компонентов, которые не должны быть полимеризованы |
Фото 20. Первый слой адгезива, слегка высушенный и покрытый вторым компонентом (в полости рта). |
Фото 21. В завершение обработки поверхности накладывается тонкий слой третьего компонента адгезива. Полимеризация будет активирована фото-инициаторами фиксирующего композита |
Внутренние поверхности вкладок еще раз обрабатываются в пескоструйной установке окисью алюминия с размером частиц 50 микрон и на 1 минуту покрываются силаном. Перед бондингом вкладка должна полностью высохнуть, чтобы весь растворитель мог испариться. Поэтому, для восстановления покрытия, которое могло быть повреждено во время пескоструйной обработки используется силанизация оригинального наполнителя.
Определяется цвет и готовится пломбировочный материал двойного отверждения. Во избежание получения слишком жидкого композита, более трудного при работе и удалении избытка материала после отверждения, рекомендуется использовать катализатор с высокой вязкостью. Полость частично заполняется композитом, вкладка устанавливается, а избыток композита удаляется, особенно аккуратно по краям. Реставрация светополимеризуется под разными углами в течение 2 минут (Фото 22). После фиксации вкладки следует проверить окклюзионное соотношение.
Адгезив используемой системы не полимеризуется. Его полимеризация активируется фотоинициаторами фиксирующего композита. Заключительная полимеризация адгезива и композита двойного отверждения будет происходить одновременно. Этот тип отсроченной полимеризации адгезива используется и в других продуктах (например, Syntac Sprint, lvoclar-Vivadent) и особенно удобен при применении прямых и непрямых техник. Не следует проверять и регулировать прикус до завершения бондинга реставрации.
Фото 22. Полимеризация фиксирующего композита одновременно инициирует отверждение адгезива.
|
Фото 23. Вкладки после изолирования краев и поверхностей. Правильное выполнение всех этапов работы обеспечивает функциональные и эстетические качества реставрации |
Перед проведением финальной обработки края и поверхностные дефекты должны быть тщательно изолированы. Все доступные края протравливаются 37% гелем фосфорной кислоты, тщательно ополаскиваются и высушиваются. Реставрации покрываются жидким композитом (например Optiguard, Kerr/Sybron; Fortify, Bisco) и светополимеризуются в течение 20 секунд (Фото 23). Этот шаг выполняется при прямой и непрямой техниках изготовления реставраций. Для гарантии эффективной адгезии должны быть выполнены два основных шага – обтурация дентинных канальцев гибридным слоем и изоляция поверхности реставрации. Для окончательной полировки реставраций используются силиконовые чашечки и алмазная паста. Если все этапы работы выполнены должным образом, может быть достигнут удовлетворительный эстетический результат.
Заключение.
Композитные материалы второго поколения были разработаны для того, чтобы преодолеть клинические ограничения (такие как коэффициент перелома, стираемость зубов, и изменение цвета) которые имели место в предыдущих реставрационных системах. Современные композитные материалы были разработаны с улучшенными физическими характеристиками (т.е. структурой и составом), основанными на комбинации неорганических стеклочастиц и органического полимера, для удовлетворения эстетических и механических требований одновременно. В то время как большинство непрямых композитных материалов полимеризуется под воздействием света, описанная система (belleGlass, Kerr/Sybron) имеет дополнительное преимущество – полимеризацию под давлением инертного газа.
В этой статье проиллюстрированы специфические свойства композитных материалов второго поколения. Детальное описание процесса изготовления, подготовки и фиксации было дано для того, чтобы продемонстрировать клиническое применение этих материалов для реставраций вкладками и накладками.
Несмотря на то, что композиты второго поколения в настоящее время с большим успехом используются для реставраций вкладками и накладками, для определения отдаленных результатов их применения требуются дальнейшие исследования.
|
