Стеклоиономерный цемент: что это и для чего применяют

Что такое СИЦ и для чего он применяется в стоматологии

Большинство пациентов, приходя в стоматологическую клинику, задают два вопроса: будет ли мне больно и сколько будет стоить лечение? Но лишь немногие интересуются ходом лечения: какие манипуляции будет выполнять доктор, какие материалы использовать для достижения качественного и долговременного результата. Между тем только в сфере пломбировочных материалов современная стоматология располагает большой линейкой цементирующих смесей, и стеклоиономерный цемент – одна из самых прогрессивных. Об этом универсальном в своем роде материале и предлагаем поговорить далее.

Из чего состоит стеклоиономерный цемент (СИЦ)

Стеклоиономеры – это химическое «содружество» силикатных и полиакриловых материалов, которое становится все более популярно в сфере пломбирования зубов, вытесняя оттуда классические цементы из цинк-фосфатов и цинк-поликарбоксилатов.

Стеклоиономерные цементы, которые еще называют стеклополиалкинатами, представляют собой порошок из кальций-алюмосиликатного стекла, в который примешиваются фториды. Эта сыпучая смесь соединяется с жидкостью, в роли которой выступает поликарбонатная кислота. Полученная масса используется в качестве скрепляющего, пломбировочного или реставрационного материала.

Преимущества материала

Стеклоиономеры ценятся врачами за ряд свойств:

• СИЦ обладает высокой адгезией (то есть склеиванием), поэтому между цементом и дентином образуется прочная сцепка,
• низкая токсичность, благодаря чему СИЦ можно использовать даже для пломбировки каналов или в реставрации молочных зубов,
• схожие с тканями зуба тепловые характеристики, из-за чего удается практически полностью избежать «разгерметизации» пломбируемой полости,
• входящие в состав порошка ионы фтора оказывают антибактериальное действие и предотвращают развитие кариеса (в том числе и под пломбой),
• для установки стеклоиономерной пломбы не нужно глубоко высверливать зуб,
• относительно невысокая стоимость компонентов цемента делает его широкодоступным материалом.

Несколько слов о недостатках

Тем не менее при столь очевидных достоинствах материала врачи отмечают и некоторые его недостатки:

• долгое затвердевание материала: если первичная плотность проявляется спустя 3-5 минут после замешивания, то полностью пломба «созревает» лишь через сутки, что повышает риск разрушения ее свойств, если пациент не выполняет рекомендации доктора. Например, начинает жевать на вылеченном зубе,
• СИЦ менее прочен, нежели композитные аналоги, поэтому пока в стоматологии используется не как полноценный пломбировочный материал, а как вспомогательный или временный,
• не очень подходит для эстетической стоматологии, потому что имеет низкую прозрачность, скудную цветовую гамму и плохо полируется.

Виды стеклополиалкинатов

Стоматология – одна из самых динамично развивающихся отраслей медицины, в которой постоянно происходит создание новых материалов на основе различных компонентов. Этот процесс отражается в разнообразии видов стеклоиономерного цемента.

Классический стеклоиономер. Выпускается в порошковой форме и содержит мельчайшие частицы алюмофторсиликатного стекла, диоксид кремния, оксид алюминия и фосфаты кальция (что позволяет выполнять профилактику кариеса), а также соли цинка и бария или стронция – для рентген-контрастности.

Гибридный стеклоиономер. Имеет несколько этапов отверждения. Он выпускается в порошкообразной форме, но в отличие от классического замешивается не на воде, а на водном растворе сополимера акриловой или малеиновой кислоты, а также винной кислоты. Такой цемент используется в установке светоотверждаемых пломб: сначала твердеет та часть материала, на которую попадает луч фотополимеризующей лампы, а те участки, куда свет не проникает, отвердевают по классической схеме.

Модифицированный стеклоиономер. Самая быстро растущая группа СИЦ, в которой каждый год появляются все новые и новые материалы с добавлением различных полимерных смол или обработанных химическим методом пылеобразных частиц стекла. В зависимости от состава такие цементы используются для различных целей – от герметизации фиссур до крепления ортопедических конструкций.

Это интересно! СИЦ имеют несколько форм выпуска для тех или иных задач. Это порошкообразная форма, когда все компоненты уже находятся в порошке, доктору нужно лишь развести их в дистиллированной воде; пастообразная форма в тубе или шприце, не требующая дополнительных манипуляций; форма «порошок/жидкость» – в роли жидкости выступает поликарбонатная кислота. Также существует капсульная форма, где порошок и жидкость находятся в одной капсуле, разделенные перегородкой, которая разрушается при встряхивании. Такая форма обеспечивает оптимальное равномерное смешивание компонентов.

Сфера применения

Видов лечения, в которых врач может использовать СИЦ, множество, и для каждого подходит тот или иной вид стеклополиалкинатов:

• для пломбирования зубов с пролеченным кариесом: в основном используется для тех зубов, которые не испытывают жевательной нагрузки. Но в современной стоматологии уже появились виды стеклоиономерного цемента по прочности близкие к композитным пломбам,
• для фиксации коронок, мостов, протезов и других ортопедических конструкций: в данной области используется модифицированный СИЦ, который затвердевает быстрее, чем классический,
• в качестве подкладочного (изолирующего) материала при установке композитных пломб¹,
• для реставрации зубов, в том числе и в детской стоматологии,
• для пломбирования молочных зубов,
• для запечатывания фиссур.

Как пломбируют стеклоиономерным цементом

Техника подготовки поверхности коронки к нанесению СИЦ похожа на технику пломбирования обычным композитом, однако есть некоторые нюансы. Поскольку у стеклоиономеров очень высокая химическая адгезия, полость зуба не нужно глубоко препарировать бормашиной. Достаточно снять верхний слой и обработать полость полиакриловой кислотой. В чем-то этот процесс напоминает нанесение грунтовки перед покраской стен. Далее поверхность промывается и тщательно высушивается.

Замешивание производится либо вручную, если СИЦ порошкообразный, либо в специальной капсуле. Густота массы зависит от цели ее применения. Если речь идет о закрытии фиссур, то замес по консистенции должен походить на сметану. Для пломбирования или установки изолирующих прокладок массу замешивают более густо.

Процесс введения СИЦ в полость зависит от способа замеса. Если доктор готовил материал вручную, то он наносится специальными инструментами из пластмассы, если же цемент замешивался механическим способом, то в нужную область он загружается специальным пистолетом. При пломбировании жевательной поверхности ее правильный контур создается с помощью матрицы, которая фиксируется зубным нажимом. Для пришеечной пломбы разработаны специальные матрицы.

Во время этой манипуляции врач следит, чтобы в цемент не попала влага (например, слюна), иначе внутри пломбы начнется дегидратация, что может нарушить структуру и ухудшить качественные характеристики материала. Поэтому после завершения моделирования контактной поверхности на стеклоиономерную пломбу наносится водоотталкивающее покрытие.

Финишная обработка СИЦ (удаление лишнего материала и полировка) проводится спустя сутки, а лучше – двое. Это происходит потому, что, во-первых, полное «созревание» пломбы длится не менее 24 часов. Во-вторых, во время шлифования происходит нагрев поверхности от вращающегося инструмента, что часто приводит к дегидратации СИЦ. И даже после полного затвердения пломбировочного материала при его полировке производители стеклоиономеров советуют смазывать поверхности абразивных дисков вазелином.

Особенности работы с молочными зубами

Поскольку временные зубы имеют более тонкую эмаль и дентин, но в то же время более широкую пульповую камеру, нежели постоянные, то в лечении кариеса и последующем пломбировании полости врачу необходимо использовать технологии, которые по минимуму травмируют коронку. Именно поэтому использование СИЦ в реставрационной и терапевтической детской стоматологии нашло широкое применение.

Во-первых, стоматологу не нужно сильно высверливать полость (что сводит к минимуму риск травмирования дентина или даже пульпы).

Во-вторых, антикариозные свойства стеклоиономеров позволяют избавить ребенка от рецидива заболевания, защитить дентин и пульпу от вредоносных бактерий.

«У моей трехлетней Миланы нашли кариес, и кроме того у нее был скол переднего зуба после падения с горки. Доктор сказал, что стеклоиономерный цемент – универсальный пломбировочный материал, которым можно и дырку в зубе закрыть, и скол восстановить. В принципе результатом довольны, единственное – на переднем зубе место реставрации заметно, потому что пломба чуть темнее зуба».

Алиса, посетительница форума deti.mail.ru.

В-третьих, СИЦ обеспечивает высокую герметичность, что также немаловажно в детской стоматологии, ведь молочные зубы более подвержены и бактериальным, и механическим повреждениям.

В-четвертых, зубы детей меньше по размеру, часто расположены близко друг к другу, а иногда лечение приходится проводить при еще не сформировавшемся прикусе. Стеклоиономеры – податливый материал, который помогает свести эти трудности к минимуму.

Таким образом, стеклоиономерный цемент находит все более широкое применение в стоматологии, его составы совершенствуются, а доступность – увеличивается.

Видео по теме

---

¹ Казанцева Н.Н. Значение химических свойств стеклоиономерных цементов в работе врача стоматолога. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке», 2011.

mnogozubov.ru

Пломбы из  стеклоиономерных цементов . Состав стеклоиономерных цементов.

Состав стеклоиономерных цементов

Стеклоиономерный цемент (полиалке-новый цемент) состоит из типичных для стоматологических цементов компо­нентов — порошка и жидкости, затвер­девающих вследствие кислотно-основ­ной реакции.

В обычных стеклоиономерных цементах используются поликарбоновые кислоты (полимеры алкеновых кислот), например, полиакриловые кислоты и их сополиме­ры с итаконовой или малеиновой кисло­той. Последние уменьшают вязкость жид­костного компонента, препятствуют преждевременному гелированию (увели-‘ чивая тем самым срок хранения) и повы­шают скорость связывания.

 

Вследствие высушивания заморажи­ванием эти ингредиенты можно добав­лять непосредственно к порошку, повы­шая точность дозирования жидкости и порошка.

Жидкостной компонент, т. н. водозат-вердевающих стеклоиономерных це­ментов состоит из дистиллированной воды или винной кислоты.

Порошковый компонент состоит из кальций-алюминий-силикатного стекла с включениями кристаллизованных, насы­щенных фторидом кальция капелек, вы­полняющих роль флюса при расплавле­нии исходных компонентов. Фтор после накладывания пломбы на протяжении длительного времени выделяется в по­лость рта, оказывая ограниченную анти-кариесную защиту в краевой области пломбы.

Силикатный компонент также незна­чительно модифицирован для обеспече­ния оптимального реагирования с кислот­ным компонентом. При предварительной обработке измельченного стекла мине­ральной кислотой на поверхности обра­зуется кремниевый гелевый слой толщи­ной около 100 нм. Этот слой после заме­шивания цемента должен пропитаться кислотой, вследствие чего увеличивает­ся время обработки и уменьшается вре­мя затвердевания. При этом значительно снижается гигроскопичность.

Реакция связывания обоих главных компонентов протекает в два этапа (рис. 6-22).

Кислота высвобождает из силикатно­го стекла ионы кальция и алюминия. Так как ионы кальция высвобождаются быс­трее, то они первыми вступают в реакцию с кислотой. После смачивания кальцие­вых мостиков полиакриловой кислотой образуется карбоксилатный гель, чувстви­тельный к влаге и высыханию. При перво­начальном попадании влаги увеличивает­ся время связывания, уменьшается прочность и твердость, наблюдается потеря прозрачности, пористость и шершавость поверхностей, повышенная эрозия плом­бы. Вследствие высыхания стеклоионо­мерный цемент становится матово-не­прозрачным, растрескивается и неполно­стью связывается.

Поэтому необходима защита посред­ством лаков, бондинга или матриц. Ионы алюминия проникают в матрицу через не­сколько часов, образуя при этом водора створимый кальций-алюминий-карбокси-латный гель. Проникание воды на про­тяжении более длительного времени способствует дальнейшей стабилизации структуры цемента.

Методом спекания можно вплавить метал в частицы стекла. Применяемое с этой целью в большенстве случаев серебро служит амортизатором и повышает прочность на изгиб и стойкость к иститоранию. Модифицырованое таким образом стекло называется керметцементом (керамика-металл-стеклоиономерный цемент).

К третьей группе принадлежат стекло-иономерные цементы светлового отвер­ждения, жидкостные компоненты кото­рых, кроме кислоты, содержат, например, гидрофильные мономеры (гидроксилме-такрилат = НЕМА), Bis-GMA и фотоус­корители.

Вследствие световой сополимериза-ции метакрилата с группами полиакрило­вой кислоты образуются ковалентные и ионные связи, способствующие затверде­ванию материала.

С появлением возможности удержива­ния карбоксилатных групп полиакрило­вой кислоты от первоначального процес­са полимеризации появилась также возможность химического связывания не­которых стеклоиономерных цементов светового отверждения с твердым веще­ством зуба.

Однокомпонешпные материалы све­тового отверждения (компомеры) содер­жат не все характерные для стеклоионо-мерного цемента вещества, в частности, в пластмассовую матрицу входят силикат­ные частицы. Химическая связь между цементом и дентином не возникает. Рас­пространение фторидов возможно толь­ко в очень ограниченной области. Совре­менные однокомпонентные материалы по своему составу ближе к композитам, чем к стеклоиономерным цементам.

Существуют стеклоиономерные це­менты светового отверждения, не содер­жащие в качестве добавки гидрофильные

метакрилаты. Время гелевого состояния после активации светом, вследствие уменьшенного количества метакрилат-ных групп, увеличивается до 30 мин. Не­смотря на то, что клинически их приме­нение показано и далее, их нельзя ис­пользовать в качестве прокладки при непрямом пломбировании, так как при сдавливании они могут изменять форму и растворяться. Эти материалы на протя­жении 24 часов вследствие водопоглоще-ния значительно расширяются (до 5%). Усадка стеклоиономерных цементов све­тового отверждения составляет 7%. По этой причине возникает краевая прони­цаемость вплоть до разрушения сцепле­ния. Следующим недостатком стеклоио­номерных цементов светового отвержде­ния является недостаточная глубина затвердевания слоев толщиной более 2 мм. В настоящее время отсутствуют ре­зультаты исследования совместимости стеклоиономерных цементов светового отверждения с пульпой. Таким образом, можно утверждать, что при применении стеклоиономерных цементов светового отверждения предпочтение следует отда­вать двухкомпонентым материалам перед однокомпонентными вследствие их луч­шей адгезии к твердому веществу зуба, более продолжительному выделению фтора, кислотостойкости и меньшей ток­сичности по отношению к пульпе.

 

Препарирование и кондиционирование полости

Решающее влияние на свойства стекло­иономерных цементов наряду с измене­нием влажности оказывает соотношение порошка и жидкости при смешивании.

Замешивание необходимо выполнять на протяжении 30 с шпателем из твердо­сплавного материала со специальным покрытием или неметаллическим инструментом. Поверхность цемента после за­мешивания должна быть блестящей, толь­ко в таком случае достигается достаточ­ная смачиваемость твердых тканей зуба и обеспечивается высокая адгезия.

Последствия погрешностей дозиров­ки очень ощутимы. При чрезмерном со­держании порошка уменьшаются время обработки, смачиваемость стенок полос­ти и сцепляемость с твердым веществом зуба, увеличиваются вязкость и непроз­рачность. При недостаточном содержа­нии порошка увеличиваются противо­действие связыванию, водораствори-мость и истираемость, а твердость поверхности и стойкость к дезинтеграции уменьшаются: Во избежание возможных ошибок применяют предварительно до­зированные капсульные системы или, т. н., водозатвердевающие цементы. Сначала необходимо тщательно встрях­нуть сосуд, чтобы в дальнейшем образо­валось оптимальное соотношение порош­кообразной кислоты и стекла. После применения этого материала цемент пре­дохраняют от высыхания посредством установки матрицы.

Если применение матрицы затрудне­но, то используют три других способа предохранения материала от дегидрата­ции и попадания влаги:

—    Производители часто рекомендуют по­ставляемый в комплекте лак. Недоста­ток этих лаков состоит в том, что пос­ле разжижения растворителем на по­верхности не образуется плотный и однородный слой, что делает их не­пригодными для использования.

—   В качестве дешевого заменителя реко­мендуется использовать вазелин, но вследствие теплоты тела и трения он быстро впитывается.

~ Наиболее пригодны бондинг-матери-алы, которые после нанесения цемен­та не полимеризуются, предохраняют от первоначального проникания вла-

ги, а при удалении излишка материала служат в качестве смазки для враща­тельного инструмента. После завер­шения контурирования снова наносят бондинг и полимеризуют с целью сохранения равновесия воды в стекло-иономерном цементе до окончательно­го его затвердевания. Сочетание мягкого поликарбоксилатного геля с твердым силикатным стеклом де­лает невозможной полировку пломб из стеклоиономерного цемента. Оптималь­ную поверхность получают после приме­нения матрицы, а обработка пломбы при этом сведена к минимуму. Обработку с помощью вращательного инструмента выполняют на низких оборотах, без струйного охлаждения с использованием бондинга или вазелина в качестве защи­ты от дегидратации. После окончательно­го затвердевания (24 часа) обработку вы­полняют с применением воды и мелкозер­нистых алмазных финиров или дисков уменьшающейся зернистости, покрытых окисью алюминия.

 

Механизм сцепления

Стеклоиономерные цементы могут вступать в химическую связь с твердым веществом зуба.

При этом имеют значение как ионные, так и ковалентные связи между карбокси-латными группами полиакриловой кис­лоты и неорганическими составляющими эмали и дентина. Связь с коллагеном дентина до сих пор не доказана. Следует принять во внимание, что сила сцепления с эмалью в два раза больше, чем с ден­тином. Соединение пластмасса/эмаль после применения методики протрав­ливания эмали в шесть раз больше, чем связь стеклоиномерный цемент/эмаль зуба.

Для получения безупречного хими­ческого соединения между стеклоионо-мерным цементом и твердым веществом зуба необходимо иметь чистые, гладкие и хорошо смачиваемые поверхности. Кроме того, определяющей является до­статочно низкая вязкость цемента. Пе­ред пломбированием полость необходи­мо обработать с помощью алмазных фи-ниров или полировочных средств, не образующих смазанный слой (измельчен­ная пемза). При кратковременном конди­ционировании полости полиакриловой кислотой на протяжении 10 с смазанный слой удаляется, что улучшает сцепление.

 

Совместимость с пульпой

Если стеклоиономерный цемент по­падает непосредственно на пульпу, то он оказывает на нее токсическое воз­действие.

Токсичность значительно уменьшается при наличии между цементом и пульпой дентинного барьера после связывания материала и при применении водозатвер-девающего стеклоиономерного цемента. В случае глубоких полостей с предпола­гаемой толщиной остаточного дентина менее 1 мм необходимо создать местную защиту пульпы с помощью препарата, содержащего гидроокись кальция. Кли­нически наблюдаемую гиперчувстви­тельность после применения стекло­иономерного цемента объясняют химико-токсическим действием цемента и недостаточными антибактериальными свойствами.

При пломбировании полостей V клас­са на протяжении длительного времени применялась сэндвич-техника. При этом протравливали скошенный эмалевый край и прокладку из стеклоиономерного цемента. При интенсивном высушивании

после выполаскивания кислоты происхо­дит дегидратация цемента вплоть до об­разования трещин. Аппликация фосфор­ной кислоты или действие компонентов мономера может вызвать раздражение пульпы.

 

Показания к применению

стеклоиономерных цементов

Специфические свойства стеклоиономер­ных цементов определяют очень узкий спектр их применения.

Основная область применения -лече­ние корневого поверхностного кариеса, ограниченного цементом или денти­ном. Также показаны к лечению и по­лости V класса, пришеечный край ко­торых оканчивается в корневом цемен­те или дентине.

Новые возможности использования стек­лоиономерных цементов, вследствие способности выделять фтор открывают­ся при лечении прогрессирующего ка­риеса и в стоматологии детского возраста. Благодаря им можно приоста­новить возникновение и развитие вторич­ного кариеса.

Применение стеклоиономерных це­ментов для лечения молочных моляров (полости II класса) считается целесооб­разным в большинстве случаев. Однако пломбирование больших полостей вслед­ствие уменьшения краевой прочности и стойкости к истиранию необходимо и далее выполнять другими пломбировоч­ными материалами.

Так как положительные свойства стеклоиономерных цементов в значитель­ной степени зависят от качества обра­ботки, то их применение при пломбиро­вании молочных моляров остается под вопросом.

Если вследствие анатомического стро­ения или недостаточного сотрудниче­ства пациента невозможно обеспечить абсолютную сухость рабочего поля, то долговечность пломбы сомнительна.

Исследования показывают, что через год после пломбирования полостей II класса молочного прикуса 10% пломб требовали восстановления.

Применение стеклоиономерных це­ментов показано при апроксимальных микрополостях, устранении дефектов коронок и краев пломбы (от времен­ной пломбы до восстановления) и для восстановительных пломб. Восстано­вительные пломбы необходимо наклады­вать в отдельное посещение перед окон­чательным препарированием (например, для частичной коронки), так как твер­дость материала со временем значитель­но увеличивается. В первую очередь ре­комендуется применять рентгеноконт-растные стеклоиономерные цементы. Следует избегать восстановления культей стеклоиономерными цементами из-за их низкой прочности на изгиб.

Стеклоиономерный цемент можно ре­комендовать в качестве фиксирующего и прокладочного материала, в частно­сти для фиксации коронок, мостовидных протезов и челюстно-ортопедичес-ких повязок.

Фиксирующие цементы обозначают как стеклоиономерный цемент тип I, их названия имеют в большинстве случаев окончание «-сет».

Пломбировочные цементы — это це­менты типа II, их различают по оконча­нии названия на «-fill».

Прокладочные цементы имеют раз­ную консистенцию, их различают по окончании названия на «-bond» (тип III). Известны быстрозатвердевающие моди­фикации цементов, которые можно обра­батывать уже через 5 минут. Вследствие недостаточной прозрачности применение

стеклоиономерного цемента целесообраз­но для пломбирования видимых участков зубов. Их нельзя применять при хрони­ческом ротовом дыхании из-за возможно­го пересыхания. Пломбы из стекло­иономерного цемента непригодны для по­лостей II класса постоянного прикуса вследствие недостаточной прочности к истиранию.

 

Препарирование и кондиционирование полостей V класса

Если стеклоиономерный цемент приме­няют для пломбирования пришеечных поражений, то, как и при использовании композитных материалов, накладывают коффердам. С помощью специальных за­жимов добиваются достаточной ретрак­ции десны. Так как краевая прочность стеклоиономерного цемента незначитель­на, то полость не должна иметь истончен­ных краев. Препарирование следует вы­полнить по возможности прямоугольным с глубиной кругового уступа не менее 1 мм. Подкошенные области рекомендуют­ся только при восстановительных плом­бах и пломбировании полостей II класса молочных моляров. Макро- и микроудер­живание необходимо только в названных случаях. Дополнительная прокладка не требуется, т. к. она уменьшает поверхнос­ти связывания дентина со стеклоиономер-ным цементом.

Только при наличии очень глубоких полостей с толщиной дентинного слоя менее 1 мм, рекомендуется нанесение препарата, содержащего гидроокись каль­ция. Если после препарирования на дентине остается смазанный слой, то сма­чиваемость заметно снижается. Дентин можно кондиционировать 25% полиакри­ловой кислотой по описанной выше ме­тодике. Очистку проводят на протяжении 10 с, повышая смачиваемость поверхнос­ти без вскрытия дентинных канальцев. Клиновидные дефекты имеют гладкие по­верхности, так что дополнительное препарирование не требуется. Слой из протеинов слюны на зубе необходимо уда­лить, так как его наличие снижает сма­чиваемость и сцепление. С помощью вращающихся щеточек и пемзы можно улучшить смачиваемость поверхности. Вследствие незначительной прочности на изгиб стеклоиономерные цементы лишь условно пригодны для пломбирования клиновидных дефектов. В настоящее вре­мя при препарировании клиновидных дефектов рекомендуется выполнять уступ в области пришеечного края от 0,5 до 1 мм с помощью обратного конуса на низ­ких оборотах. Сложности, возникающие при смешивании стеклоиономерного це­мента, преодолевают, применяя предва­рительно дозированные капсульные препараты. При правильном показании и точном соблюдении клинических требо­ваний стеклоиономерные цементы, бла­годаря эстетическим свойствам (непроз­рачность), пригодны для пломбирования пришеечных областей (рис. 6-23).

alexmed.info

Химия стеклоиономерных цементов

Состав

Стеклоиономерный цемент является весьма привлекательным материалом прежде всего потому, что на его основе имеется возможность получить огромное разнообразие вариантов состава, и этим он принципиально отличается от цинк-фосфатного цемента. Основными компонентами стеклоиономерного цемента являются стекло, поликислота, вода и винная кислота.

Состав стекла можно менять в очень широком диапазоне, придавая ему различные свойства, и дополнительно к этому, есть возможность получать путем сополимеризации большое число комбинаций поликислот. В противоположность этому цинк-фосфатные цементы, оптимизированные по соотношению порошок — жидкость и концентрации фосфорной кислоты, практически не поддаются совершенствованию. Вполне очевидно, что широкие возможности для создания модификаций стеклоиономеров несут в себе как положительные, так и отрицательные моменты и это отразилось в истории развития стеклоиономерных цементов, начиная с 70 —х годов.

Поэтому нельзя было утверждать, что создание стеклоиономерных цементов с самого начала проходило гладко. Доказательством этому может служить тот факт, что предлагаемые сегодня на рынке материалы этого класса принципиально отличаются от тех, которые были предложены в самом начале их клинического применения. Ранние материалы состояли из порошка стекла, к которому добавляли концентрированный раствор полиакриловой кислоты. AS РА (Dentsply De Trey Ltd, Weybridge, Великобритания) — так назывался первый материал, выпущенный в 1976 году.

Стекло

Стекла для стеклоиономерных цементов содержат три основных компонента: оксид кремния (Si02) и оксид алюминия (А1203), которые перемешивали с флюсом фторида кальция (CaF2), как показано на Рис. 2.3.2. Состав стекла в основном ограничен центральной областью фазовой диаграммы потому, что старались получить полупрозрачное стекло.

Рис. 2.3.2. Состав стекла, используемого в стеклоиономерных цементах

Смесь, которая содержит также фториды натрия и алюминия, фосфаты кальция или алюминия как дополнительные флюсы, сплавляется при высокой температуре, и расплавленная масса затем резко охлаждается и измельчается до тонкого порошка. Размер частиц порошка зависит от цели его последующего применения. Для пломбировочных материалов максимальный размер частиц составляет 50 мкм, в то время как для фиксации и прокладок — менее 20 мкм.

Скорость высвобождения ионов из стекла, что является важным фактором в схватывании, растворимости и высвобождении фторида, является функцией конкретного вида стекла. Стекло также играет основную роль в эстетике пломбы, так как она зависит от обоих факторов — коэффициента преломления стекла и присутствия в нем пигментов.

Поликислота

Имеется большой ряд аналогов полиакриловой кислоты, который при сочетании с вариантами моллярной массы и структуры дает возможность создания огромного числа модификаций. В современных композициях наиболее часто используют поликислоты, которые являются сополимерами акриловой и итаконовой кислот или акриловой и малеиновой кислот (Рис. 2.3.3).

Рис. 2.3.3. Кислоты, используемые в составах стеклоиономерных цементов

Относительно новой модификацией является стеклоиономерный цемент, основой которого служит сополимер винилфосфоновой кислоты. Эта кислота на много сильнее других, используемых в производстве стеклоиономерных цементов, поэтому состав цемента на основе этой кислоты тщательно контролируется с целью получения хороших рабочих характеристик; предполагается также , что в этом случае можно получить материал с прочностью, обеспечивающую более высокую долговечность, а также повышенную водостойкость.

Для силикатных цементов существует оптимальная концентрация водного раствора кислоты, но для стеклоиономеров — это не так. Чем более высокие концентрации поликислоты применяются в составе стеклоиономерного цемента, тем выше его прочность и устойчивость к влаге. Ограничивает рост этих показателей консистенция пасты цемента. Вязкость жидкости цемента зависит от концентрации поликислоты и ее молекулярной массы, которая может изменяться от 10 000 до 30 000. Винная кислота является важным компонентом стеклоиономерного цемента, так как она оказывает существенное влияние на рабочее время и время твердения.

Форма выпуска
Порошок-жидкость 

Многие стеклоиономерные цементы состоят из порошка стекла, к которому добавляют соответствующую жидкость. Производство порошка описано выше, а жидкость является водным раствором полиакриловой кислоты или полималеиновой и винной кислот. Однако у такой композиции в скором времени был выявлен ряд недостатков, что потребовало внести в нее некоторые изменения.

Одним из недостатков была избыточная растворимость стеклоиономерного цемента в слюне, сочетающаяся с его замедленной реакцией схватывания. Не ясен также вопрос оптимального соотношения порошок — жидкость. Некоторые производители снижают содержание порошка цемента, для того чтобы получить гладкую кремоподобную массу, однако это приводит к замедлению схватывания и получению более ослабленного цемента, который в значительной степени подвержен растворению (Рис. 2.3.4).

Рис. 2.3.4. Влияние изменений соотношения порошок-жидкость на свойства стеклоиономерных цементов

Безводные цементы

Сегодня многие стеклоиономерные цементы отверждаются после добавления в порошок необходимого количества дистиллированной воды. Стеклянный порошок содержит добавки высушенной при замораживании поликислоты и порошка винной кислоты. Первый продукт, изготовленный по такому методу, появился на рынке в 1981 году. Новые композиции цементов, называемые безводными, содержат порошок и жидкость. Порошок состоит из алюмосиликатного стекла, к которому добавляют поликислоту и винную кислоту в сухом порошкообразном виде, а жидкостью является просто дистиллированная вода.

Капсулы

Общепризнанно, что достижение точного соотношения порошок-жидкость все еще остается сложной задачей. Для получения качественной массы пломбировочного материала требуется энергичное смешивание, для того, чтобы обеспечить полное введение порошка в жидкость. Одним из путей рационального решения этого вопроса является использование предварительно дозированных капсул.

Состав порошка различных капсул не обязательно одинаков, поэтому их содержимое не рекомендуется смешивать между собой. Например, для обеспечения наиболее благоприятных рабочих и физических свойств, пломбировочные материалы имеют большие по размеру частицы стеклянного наполнителя, чем цементы для фиксации протезов. Сходным образом и используемые жидкости могут отличаться по составу для того, чтобы подходить к конкретной составу стекла и придавать цементу нужное рабочее время и время его схватывания. С этим вопросом детально ознакомимся позже, при рассмотрении практического приготовления и использования различных составов цемента.

Клиническое значение

Трудности дозирования и смешивания точного количества порошка и жидкости для стеклоиономерных цементов можно преодолеть путем использования дозированных капсул, с помощью которых можно добиться высокой воспроизводимости результатов работы.

Реакция отверждения

Отверждение стеклоиономерных цементов идет по типу следующей окислительно-восстановительной реакции:

MOSi02 + Н2А МА + Si02 + Н20 стекло кислота соль силикагель

Процесс отверждения включает три протикающие почти одновременно стадии:

• растворение;

• образование геля;

• затвердевание или отверждение. 

Это происходит из-за различных скоростей, с которыми ионы высвобождаются из стекла, и скорости образования солевой матрицы (Рис. 2.3.5). Как видно из этого графика ионы кальция высвобождаются быстрее, чем ионы алюминия. Это происходит потому, что ионы кальция очень непрочно связаны со структурой стекла, в то время как ионы алюминия образуют часть решетки стекла, которую труднее разрушить. А солевую матрицу как раз и образуют ионы кальция и алюминия. Ионы натрия и фторида не принимают участия в процессе отверждения, но соединяются с образованием несвязанного фторида натрия.

Рис. 2.3.5. Различные скорости высвобождения ионов из стекла

Растворение

Когда жидкий компонент материала или воду смешивают с порошком, растворенная кислота реагирует с наружным слоем стекла. Этот слой обедняется ионами алюминия, кальция, натрия и фторида, так что остается только гель двуоксида кремния (Рис. 2.3.6).

Рис. 2.3.6. Начальные стадии реакции отверждения стеклоиономерного цемента

Ионы водорода, которые освобождаются из карбоксильных групп по мере диффузии в стекло поликислотной цепи, ответственны за потерю стеклом ионов кальция, алюминия и фторида. Реакция отверждения цемента — медленный процесс и требуется некоторое время для достижения стабильного состояния материала. Полупрозрачность отвержденного цемента вначале не видна и проявляется не ранее, чем через 24 часа после пломбирования.

И хотя материал кажется твердым сразу после затвердевания (обычно в течение 2-3 мин в зависимости от целевого назначения — в качестве его пломбировочного цемента или для фиксации), он достигнет своих конечных физических и механических свойств только в течение одного месяца.

Образование геля

Первоначальное схватывание связано с быстрым действием ионов кальция, которые, будучи двухвалентными и в начале в избытке, реагируют активнее с карбоксильными группами кислоты, чем трехвалентные ионы алюминия (Рис. 2.3.7). Эта фаза желапшнизащи или схватывания в процессе реакции отверждения.

Рис. 2.3.7. Фаза гелеобразования в процессе отверждения

Ряд процессов может происходить, если пломба не защищена от действия внешних факторов во время этой критической фазы. Ионы алюминия могут диффундировать из материала, и цемент может их лишиться, таким образом, утрачивается возможность образования поперечных связей с цепочками полиакриловой кислоты. Если теряется вода, не происходит завершения реакции отверждения.

В обоих случаях в результате пломбировочный материал будет ослабленным. Дополнительная влага может абсорбироваться пломбой, но в ней могут быть остатки крови или слюны, что приведет к ухудшению эстетических свойств пломбы, которая будет тусклой с выраженным белым оттенком. Загрязнение влагой может вызвать появление дефектов пломбы. Поэтому, следует избегать проникновения в пломбу как загрязненной влаги, так и ее пересыхания.

Затвердевание

После фазы образования геля наступает фаза твердения, которая может продолжаться до 7 дней. Требуется около 30 мин для того взаимодействия с ионами алюминия, которые обеспечивают конечную прочность цемента. В отличие от ионов кальция трехвалентные ионы алюминия обеспечивают высокую степень сшивания полимерных молекул поперечными связями (Рис. 2.3.8).

Рис. 2.3.8. Фаза окончательного затвердевания в процессе отверждения

В период образования алюминиевых солевых мостиков вода связывается в геле двуоксида кремния, который окружает нерастворенное остаточное ядро каждой частицы стекла. Когда цемент полностью прореагирует, показатель его растворимости становится минимальным. Конечная структура стеклоиономера показана на Рис. 2.3.9. В нее входят частицы стекла, каждая из которых окружена гелем двуоксида кремния в матрице из поперечно-связанной полиакриловой кислоты.

Рис. 2.3.9. Структура стеклоиономерного цемента

В то время как в других пломбировочных материалах стекло должно противостоять высвобождению ионов, в стеклоиономерных цементах контролируемое высвобождение ионов кальция и алюминия является важным свойством для затвердения. Правильный выбор стекла для производства стеклоиономеров обеспечивает получение хороших его рабочих характеристик, низкой растворимости, соответствующего высвобождения фторида и эстетичности пломб.

Клиническое значение

Стеклоиономерные цементы отверждаются медленно, в этот период необходима их изоляция от воздействия среды полости рта, чтобы избежать растворения или загрязнения.

Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт

medbe.ru

химический состав, механизм отверждения, классификация j.McLean, положительные и отрицательные свойства «классических» стеклоиономерных цементов.

Химический состав:

«Классический» стеклоиономерный цемент представляет собой систему «порошок/жидкость». Порошок — кальций-алюмосиликатное стекло с добавлением фторидов (до 23%).

Жидкость — раствор поликарбоновых кислот: полиакриловой, полиитаконовой и полималеиновой.

Механизм отверждения:

В процессе отверждения цемента происходит поперечное сшивание молекул полимерных кислот ионами алюминия и кальция, экстрагированными из стекла. При этом образуется трехмерная пространственная структура полимера, а на поверхности непрореагировавших частиц стекла (в процессе отверждения происходит химическое превращение 20—30% стекла) образуется оболочка из силикагеля

Таким образом, окончательная структура отвердевшего цемента представляет собой частицы стекла, окруженные силикагелем, и расположенные в полимерном матриксе из поперечносвязанных поликарбоновых кислот.

КЛАССИФИКАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ СТЕКЛОИОНОМЕРНЫХ ЦЕМЕНТОВ. В настоящее время наиболее распространенной и общепринятой является классификация стеклоиономерных цементов, построенная на основе классификации J.McLean (1988):

Тип I — СИЦ для фиксации. Тип II — Восстановительные СИЦ для постоянных пломб: а) эстетические;б) упроченные;в) конденсируемые. Тип III — Быстротвердеющие СИЦ: а) для прокладок;б) фиссурные герметики. Тип IV — СИЦ для пломбирования корневых каналов.

Основные положительные свойства СИЦ: 1. Химическая адгезия к тканям зуба. Химическое связывание СИЦ с эмалью и дентином происходит за счет хелатного соединения карбоксилатных групп полимерной молекулы кислоты с кальцием твердых тканей зуба. Это свойство СИЦ обеспечивает улучшение фиксации пломбы в полости и герметичность линии контакта пломбировочного материала с твёрдыми тканями зуба.

2. Антикариозная активность обеспечивается за счёт содержания активных соединений фтора в цементной массе и их пролонгированного выделения в окружающую среду. Этот процесс начинается сразу после пломбирования и продолжается не менее 1 года. Диффузия фтора в окружающие ткани вызывает повышение их минерализации и кислотоустойчивости, приводит к ухудшению условий жизнедеятельности патогенных микроорганизмов, предупреждая развитие рецидивного кариеса.

Кроме того СИЦ обладают батарейным эффектом. Они способны адсорбировать ионы фтора из фторсодержащих зубных паст и эликсиров, продуктов питания, средств экзогенной профилактики. При закислении среды, СИЦ выделяет фтор в прилежащие ткани.

3.  Достаточная механическая прочность и эластичность. Стеклоиономерные цементы имеют высокую прочность на сжатие. Кроме того, они имеют низкий модуль упругости (модуль Юнга), т.е. высокую эластичность. Эти свойства позволяют им выдерживать окклюзионные нагрузки под пломбами, вкладками и коронками. В какой-то мере стеклоиономеры способны компенсировать полимеризационную усадку композитов, а также напряжения, возникающие в пришеечной области при микроизгибах зуба в процессе жевания. Кроме того, коэффициент температурного расширения СИЦ близок к коэффициенту температурного расширения тканей зуба, что важно для обеспечения долговременной герметичности на границе «пломба / ткани зуба».

4.   Удовлетворительные эстетические свойства делают стеклоиономерные цементы материалом выбора в тех клинических ситуациях, когда применение композита по какой-либо причине невозможно.

5. Высокая биологическая совместимость, нетоксичность и отсутствие раздражающего действия на пульпу зуба. Позволяет применять СИЦ без изолирующих прокладок или в качетве прокладочного материала при лечении среднего кариеса. При лечении глубокого кариеса необходимо наложение лечебной прокладки на основе гидроксида кальция.

6.  Простота применения. Этот фактор является немаловажным при лечении детей, в геронтостоматологической практике, а также в других ситуациях, когда пациент физически не может неподвижно сидеть с открытым ртом длительное время, необходимое для выполнения всех требований «композитной технологии»

7.  Относительно невысокая стоимость (по сравнению с композитами). Невысокая цена при вполне удовлетворительном качестве пломб делает стеклоиономерные цементы основными материалами при оказании «бесплатной» стоматологической помощи малообеспеченным слоям населения, при наложении пломб па зубы с сомнительным прогнозом (например, при тяжелой форме пародонтита), при пломбировании молочных зубов и т.д.

Недостатки «классических» стеклоиономерных цементов;

1. Длительность «созревания» цементной массы.

Схватывание и первичное отверждение «классических» СИЦ происходит в течение 3-6 мин, окончательное созревание цементной массы длится в течение суток. В первые сутки после наложения «классический» стеклоиономерный цемент имеет ряд «слабых мест»:

-чувствительность к присутствию влаги;

-чувствительность к пересушиванию;

-чувствительность к механическим воздействием и вибрации;

-вероятность нарушения химического состава и процесса отверждения при протравливаниии несозревшей цементной массы фосфорной кислотой.

2. Более низкие, чем у композитных материалов, прочностные характеристики.

Особенно значительно стеклоиономеры уступают композитам по таким параметрам, как прочность на растяжение, прочность на изгиб и скручивание, устойчивость к истиранию.

studfiles.net

Свойства стеклоиономерных цементов

Рабочие характеристики

Состав стекла в значительной мере влияет на процесс отверждения стеклоиономера и в конечном итоге определяет приемлемость рабочих характеристик цемента. Соотношение Al : Si в стекле для стеклоиономерных цементов выше, чем в стекле для силикатных цементов, так как полиакриловая кислота и ее аналоги намного слабее фосфорной кислоты. Одним из результатов повышения этого соотношения является уменьшение рабочего времени цемента.

Однако более ранние составы стеклоиономерных цементов были склонны к пролонгированному рабочему времени и времени твердения. Эта серьезный недостаток ранних вариантов цемента был в основном устранен за счет введения в состав стеклоиономера оптимальной концентрации винной кислоты. Как полагают, винная кислота имеет две функции. Прежде всего, она быстро реагирует с ионами кальция, высвобождаемыми из стекла, с образованием тартрата кальция, что обеспечивает эффект удлинения рабочего времени. За этим следует увеличение скорости образования поперечных связей алюминия с полиакрилатом, что ускоряет отверждение (Рис. 2.3.10).

Рис. 2.3.10. Влияние винной кислоты на кривую вязкость-время при отверждении стеклоиономерного цемента

Изменяя состав стекла и размер частиц, а также вводя винную кислоту, в последние годы были значительно улучшены рабочие характеристики цементов (Таблица 2.3.1).

  
Вследствие этих изменений состава стеклоиономерные цементы теперь обладают более выраженным «острым» твердением.

Адгезия

Одним из достоинств стеклоиономерного цемента является возможность внесения в полость всей массы восстановительного материала (нет необходимости в послойном и последовательном внесении), который способен образовать связь с дентином и эмалью. Высказывалось предположение, что ионы полиакрилата либо реагируют со структурами апатита (замещая ионы кальция и фосфата и создавая промежуточный слой из полиакрилатных, кальциевых и фосфатных ионов), либо связываются непосредственно с кальцием апатита (Рис. 2.3.11).

Рис. 2.3 .11. Механизмы адгезии стеклоиономерных цементов

Адгезионная связь с дентином может обеспечиваться механизмом водородной связи с коллагеном в сочетании с ионной связью с апатитом в структуре дентина. Адгезионная прочность этой связи при сдвиге не особенно высокая (2-7 МПа), но клинический опыт указывает на ее долговечность, если материал был использован для восстановления дефекта, вызванного эрозией эмали. Какими бы не были особенности процесса образования связи, она настолько прочна, что при отрыве стеколоиономерного цемента линия разрушения обычно проходит через цемент, а не по границе раздела адгезионного соединения. Главным недостатком в адгезионном соединении стеклоиономерного цемента оказывается его низкая прочность, которая имеет порядок 7 МПа при растяжении, и это связано с хрупкой природой данных материалов.

Чтобы добиться хорошей связи с дентином, его поверхность вначале должна быть обработана кондиционером. Лучшим кондиционером является полиакриловая кислота, хотя танин также оказался эффективным. Типичные значения прочности связи с дентином при растяжении приведены в Таблице 2.3.2.

Основной целью обработки стенок полости является создание чистой и гладкой их поверхности. Лимонная кислота не должна использоваться, так как она открывает дентинные канальцы, увеличивая проницаемость дентина и вероятность раздражения пульпы зуба. Кроме того, она деминерализует дентин, что может привести к ухудшению связи с апатитами структуры дентина.

Эстетика

Главное требование к любому восстановительному материалу, предназначаемому для применения на передних зубах, состоит в том, что он должен хорошо подходить по цвету, чтобы его трудно было отличить от окружающих тканей зуба. Этого можно добиться при соответствующей полупрозрачности и цвете пломбировочного материала. Цвет стеклоиономерных цементов определяется цветовой гаммой стекла.

Его также можно изменять добавлением цветных пигментов, например, оксида железа или черного углерода.

В то время, как цвет не представлял большой проблемы, полупрозрачность стеклоиономерных цементов в ранних поколениях материала больше подходила к дентину, чем к эмали. И поэтому с эстетической точки зрения стеклоиономерные цементы всегда считались хуже полимерных композитов. Цементы выглядели лишенными блеска и безжизненными, и это ограничивало их применение как пломбировочного материала на видимых поверхностях зубов. Существуют две причины непрозрачности стеклоиономерных цементов, а именно:

1. Фазовое разделение стекла. Эта проблема до некоторой степени может быть преодолена снижением содержания алюминия, кальция и фторида в стекле, но одновременно это отрицательно сказывается на прочности материала и удлиняет как рабочее время, так и время отверждения.

2. Несовпадение коэффициента преломления. Эта проблема может решаться путем снижением содержания алюминия и повышением содержания фторида. Однако, последнее приведет к разделению фаз. В целом, стеклоиономерные цементы с хорошими оптическими свойствами обладают плохими характеристиками отверждения.

Прозрачность восстановительного материала может быть охарактеризована и измерена путем оценки обратной ей величины — непрозрачности. Непрозрачность равна нулю для прозрачного материала, а значение 1,0 соответствует белому непрозрачному материалу. Непрозрачность или контрастное отношение определяется как отношение интенсивности отраженного света от материала, помещенного на темном фоне, к интенсивности отраженного света от материала, помещенного на белом фоне с известным коэффициентом отражения (70% для стоматологического цемента).

Контрастное отношение не является абсолютным свойством материала, так как оно зависит от толщины материала и спектрального состава падающего света. Этот показатель, обозначенный как С0 70, дает среднее значение для эмали 0,39 и среднее значения для дентина 0,70. Ранние композиции стеклоиономерных цементов показывали значения С0 70 в интервале 0,7-0,85. Этот параметр был улучшен, и сейчас его значения приближаются к эмали с С0 70 равным 0,4 для некоторых новых составов.

На непрозрачность материала влияет поглощение им воды, которая снижает степень непрозрачности, делая материал более прозрачным. Таким образом, клинически, реставрация может выглядеть более темной после контакта со слюной.

Выбор подходящего цвета и прозрачности представляет трудную задачу, так как на эти свойства влияют оптические свойства подлежащего материала. В некоторых случаях лучше отказаться от более прозрачного материала, а выбрать более непрозрачный, позволяющий маскировать подлежащие с изменным темным цветом ткани зуба. В таких случаях стеклоиономерные цементы являются наиболее подходящим пломбировочным материалом.

Очень важно, чтобы подобранное соответствие цвета и прозрачности эмали и стеклоиономерного цемента сохранялось в специфических условиях среды полости рта в течение длительного времени. Потеря эстетического качества материала может быть обусловлена его окрашиванием, что в большинстве случаев потребует замены пломбы.

Стеклоиономерные цементы менее восприимчивы к окрашиванию по сравнению с силикатными цементами, которые как восстановительные материалы предшествовали им. При сравнении с композитами преимущества стеклоиономерных цементов по цветостойкости объясняли большей адгезией матрицы к стеклу стеклоиономерного цемента по сравнению со связью между полимером и наполнителем в композите. Однако, за последние годы композиты были значительно улучшены и сегодня они более устойчивы к поверхностному окрашиванию.

Было также установлено, что окрашивание краев вокруг пломб из стеклоиономерного цемента менее выражено, чем у полимерных композитов. Это может быть отражением более прочной связи, между стеклоиономерным цементом и тканями зуба. Другой фактор, который вносит свой вклад в повышенную цветостойкость стеклоиономеров, связан с тем, что усадка при твердении стеклоиономерных цементов может быть значительно меньше, чем у полимерных композитов. Действительно, стеклоиономерные материалы твердеют за счет кислотно-основной реакции сшивания поликислотных цепей, т.е. процесса с меньшей усадкой, чем полимеризация. Следовательно, концентрации напряжений на границе раздела цемент-зуб будет ниже, и адгезионное соединение будет более устойчивым к изменениям окружающей среды.

Растворимость

Высокая растворимость в полости рта силикатных цементов являлась их основным отрицательным качеством. До некоторой степени это можно отнести к неправильному препарированию кариозных полостей и неаккуратности в работе с материалом. Хотя в целом это относится в той или иной степени ко всем стоматологическим цементам, и стеклоиономерные цементы не являются исключением.

Соблюдение техники пломбирования является одним из эффективных методов снижения растворимости материала. Процессы, приводящие к потере материала в полости рта, довольно сложные, так как зависят от множества факторов, таких как состав цемента, техника пломбирования и характер среды полости рта. Причины растворения стеклоиономерного цемента можно распределить по трем основным категориям:

• растворение не полностью отвержденного цемента;

• долговременная эрозия;

• абразивное действие. 

Растворение не полностью отвержденного или незрелого цемента происходит в период протекания процесса отверждения, который может длиться в течение 24 часов. Временная защита слоем лака на основе нитроцеллюлозы, полиметилметакрилата или полиамида может оказаться эффективной для уменьшения растворения в этой стадии. Этот защитный слой должен сохраниться по крайней мере 1 час, так как именно это время требуется для стеклоиономерного цемента, чтобы приобрести свойства, характерные для полностью отвержденного материала. В настоящее время есть некоторые противоречия, как по вопросу качества, так и по вопросу продолжительности защиты различными лаками. В некоторых клиниках для этой цели используется светоотверждаемый полимер без наполнителя, так как он изолирует пломбу на более длительное время.

  Высокое соотношение порошок-жидкость также способствует снижению растворимости, поскольку ускоряет процесс отверждения, в то время, как жидкий замес обладает прямо противоположным эффектом и вдобавок отрицательно сказывается на механических свойствах пломбы. 

По завершении отверждения (обычно в течение 2-3 суток, что проявляется в резком снижении количества водовыщелачиваемых веществ из материала), цемент сохраняется в таком состоянии, не подвергаясь растворению. С этого времени материал переходит в долгосрочную фазу, уровень растворения которой определяется условиями среды полости рта пациента.

Потеря материала в этой фазе может усиливаться при воздействии кислот или повышенном истирании пломбы. Вероятность значительного кислотного воздействия может быть очень существенной в участках накопления зубного налета, например у края десны. Стеклоиономерные цементы обладают большей устойчивостью к воздействию кислот по сравнению с силикатными цементами, на что указывает снижение загрязнения их поверхности.

Стеклоиономерные цементы широко применяются там, где они могут подвергаться механическому стиранию или абразии, например, абразивному воздействию зубной щеткой. Эти материалы имеют плохую износостойкость, что ограничивает область их применения, их не рекомендуют применять в качестве постоянного восстановительного материала для жевательных зубов.

В тесте in vitro, в котором образцы цемента закреплялись небольшими держателями, на которые направлялась струя жидкости из разведенной кислоты, попытались оценить потерю материала при сочетании абразивного и кислотного воздействия. По полученным результатам сделано заключение, что цементы на основе полиакриловой кислоты более устойчивы к абразивно-эрозивному воздействию, чем цементы на основе полималеиновой кислоты. Однако, это наблюдение основывается только на лабораторном тесте, и для окончательного заключения требуются клинического испытания.

Высвобождение фторида

Растворение пломбировочных материалов в полости рта считается отрицательным свойством, так как это приводит к их разрушению. Однако в случае стеклоиономеров при этом также высвобождается фторид, что существенно повышает резистентность к возникновению кариеса эмали, прилежащей к пломбе. В литературе продолжается дискуссия о противокариозном действии стеклоиономеров. В частности, еще не выяснено связано ли это только с выходом фторидов или также с другими факторами, например, с высвобождением иных ионов, антимикробными свойствами или с хорошей адгезией. Тем не менее, попытки были предприняты придать свойства, присущие только стеклоиономерным цементам, амальгамам и композитным материалам.

Перед врачом-стоматологом сегодня стоит задача сделать правильный выбор между стеклоиономерными цементами и композитами, учитывая, что первые менее прочны, но в определенной степени обеспечивают защиту тканей зуба окружающих пломбу, а последние, будучи более стабильными и прочными, но не обладают противокариозными свойствами.

Клиническое значение

Стеклоиономерный цемент обладает свойством высвобождения фторида, высокой адгезивностью и предназначен для объемного (не послойного) пломбирования.

Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт

medbe.ru

Isbn 966-95036-6-3

УДК616 31+616.314-089 27 Биденко Н. В.

Стеклоиономерные цементы в стоматологии

Практическое пособие. — К.: Книга плюс, 1999

Рецензент

Л А Хоменко, д м н , профессор, зав. кафедрой детской терапевтической стоматологии с курсом профилактики стоматологи­ческих заболеваний Национального медицинского университета им. А.А Богомольца, г. Киев.

В книге представлена группа широко применяемых в настоящее время стоматологических пломбировочных материалов — стеклоио­номерных цементов Описана история развития пломбировочных ма­териалов для зубов, в частности — цементов Подробно изложен со­став стеклоиономерных цементов, механизм их отвердевания,основ ные свойства, имеющие значение для их клинического применения Представлена классификация данных материалов с описанием особен­ностей состава и свойств всех их типов и подтипов Указаны показа­ния к применению и правила практического использования стеклоио­номерных материалов на всех этапах работы с ними Отдельно рас­смотрены гибридные (светоотверждаемые) стеклоиономерные цемен­ты с двойным и тройным механизмами отвердевания, являющиеся чрезвычайно перспективной разработкой этого класса материалов

Специальная глава посвящена компомерам — разработанным не­сколько лет назад композиционным материалам, обладающим неко­торыми свойствами стеклоиономерных цементов, но еще не изучен­ным в совершенстве

В приложениях представлена информация о стеклоиономерных цементах (почти 80 наименовании), производимых различными ком­паниями мира

Для врачей-стоматологов,преподавателей,студентов, магистров, клинических ординаторов, аспирантов высших медицинских учебных заведений по специальности «Стоматология»

© Н. В. Биденко © 000 «Книга плюс’

Содержание Из истории пломбирования зубов……………………	……4
Предпосылки создания стеклоиономерных цементов………………………………………………………..	……7
Состав стеклоиономерных цементов……………….	….12
Формы выпуска стеклоиономерных цементов …	….19
Основополагающая реакция затвердевания стеклоиономерных цементов ………………………………. .	…21
Основные свойства стеклоиономерных цементов…. 27 Показания к применению традиционных стеклоиономерных цементов ………………………………. 46
Типы стеклоиономерных цементов …………………	….52
Стеклоиономерные цементы I типа………………..	….53
Стеклоиономерные цементы II типа………………	….56
Стеклоиономерные цементы III типа……………..	….58
Стеклоиономерные цементы для обтурации корневых каналов …………………………………………..	….60
Металлосодержашие стеклоиономерные цементы …………………………………………………………	….61
Правила работы со стеклоиономерными цементами ……………………………………………………..	….64
Недостатки стеклоиономерных цементов химического отверждения ………………………………	….74
Гибридные стеклоиономерные цементы………….	….76
Компомеры…………………………………………………….	….86
Приложения…………………………………………………..	….90
Литература……………………………………………………..	. 104

Из истории пломбирования зубов

Чем больше отдаляется человек от природы, тем тща­тельнее он пытается ей подражать. И если большинство болезней зубов, приводящих к их разрушению, можно рас­сматривать в определенной степени как следствие перво­го, то история стоматологических пломбировочных матери­алов — пример постоянного стремления приблизиться к воссозданию естественных форм и качеств природных тка­ней — тканей зуба.

Следует, однако, отметить, что первый известный из литературных источников опыт заполнения кариозных по­лостей различными материалами отнюдь не имел своей целью попытку восстановления функции или анатомичес­кой целости зуба. Связано это было с абсолютно противо­положными намерениями: римлянин Авл Корнелии Цельс (30 г дон э —45 г. н.э.)—автор трактатов по военному делу, сельскому хозяйству, философии и, в частност и, вось­ми книг тракгата «De medicina». рекомендовал заполнять большие полости в зубах корпией, кусочками свинца и дру­гими материалами перед удалением зуба, чтобы он не раз­ламывался под давлением инструмента во время данной процедуры. Пожалуй, именно этот опыт и следует считать началом пломбирования кариозных зубов

Идея сохранения ра крушенных зубов путем их пломби­рования принадлежит Х веку и связана с арабской меди­циной Главный лекарь багдадско! о госпиталя-школы Абу-Бакр Мухаммед ибн-Закарияаль-Рази (841(850)-926(929) гг.), известный в Европе под именем Rhazes,автор двух капитальных трудов по медицине — 25-томного медицинс­кого сборника «Conlinens»(«Всеобъемлющая книга по ме­дицине») и 10-томного сборника «Almansor»(«Медицинс­кая книга») рекомендовал заполнять полости в зубах сме­сью квасцов, мастики и меда

4

Следующий шаг в развитии пломбировочных материа

лов для зубов был сделан в XV-XVI веках. Так, в 1480 г Джованни Арколани (Арколанус) в университете в Болонье (Италия) поставил первую золотую пломбу в челове­ческом зубе. Несколько позже Джованни де Виго (1460-1520 (1525)) применил листовое золото для запол нения полостей в зубах после предварительного удаления из них кариозного распада.

Выдающийся хирург и зубной лекарь француз Пьер Фо-шар(1690-1762гг.)в 1728г. издал первый в истории меди­цины труд, в котором были систематизированы все извест­ные в то время знания, касающиеся лечения зубов и забо­леваний полости рта в целом. Рекомендовалось заполнять полости в зубах свинцом, оловом, золотом. Предпочтение автор отдавал кусочкам свинца из-за его пластичности и хорошей адаптации к стенкам полости зуба.

Проведение первых серьезных стоматологических кон­сервативных процедур относится ко второй половине XIX в., когда стоматология выделилась в отдельную дисцип­лину. В 1870 г. в Америке была изобретена ножная борма­шина; началась эра препарирования зубов.Вопрос запол­нения очищенных кариозных полостей стал чрезвычайно актуальным.

Еще в 1826 г. для пломбирования кариозных полостей зубов была предложена смесь серебра и ртути, называемая тогда «серебряная паста» (O.Taveay, Париж). Однако в 1840 г. была объявлена первая «амальгамовая война» с зап­ретом применения серебряной амальгамы в стоматологи­ческих целях. Причина неудач при использовании данного материала заключалась в том, что врачи недостаточно хо­рошо изучили его свойства и способ применения с получе­нием оптимальных результатов. Запрет вскоре был снят, однако окончательную реабилитацию серебряная амальга­ма получила только в 1895 г после выхода в свет первого детального исследования по амальгаме G.V.Black. Тогда же был издан двухтомный труд этого автора по оперативной дентиатрии, [де были представлены первые мировые стан­дарты для стоматологических пломбировочных материалов.

5

Следует напомнить, что к этому времени в качестве мате­риалов для заполнения полостей в зубах широко использо­валось золото и его сплавы с платиной, оловом, чистые оло­во, платина, медь, фарфор, амальгамы, гуттаперча Для из­готовления вкладок применялось,в частности,стекло,ко­торое мелко измельчалось и очищалось при помощи азот­ной кислоты Использовалось преимущественно молочное стекло, предназначенное обычно для ламповых колпаков, цветные бутылочные стекла добавлялись для получения различных цветовых оттенков Готовая промытая масса перед использованием расплавлялась и заполняла форму на модели.

Предпосылки создания стеклоиономерных цементов

Эра стоматологических цементов началась в первой по­ловине XIX века (конечно, если первыми материалами это­го класса не считать цементоподобную массу на основе фосфата кальция, с помощью которой древние майя еще в IX веке фиксировали вкладки из драгоценных камней в зу­бах со специально высверленными полостями) Термин «цемент» с самого начала обозначал не состав, а предназ­начение данного вещества как строительного материала. латинское слово caementum обозначает щебень, битый ка­мень Поэтому бытующее определение стоматологических цементов как материалов, состоящих из порошка и жидко­сти, которые смешиваются до образования пластической массы, отвердевающей до прочного состояния, характери­зует их довольно неопределенно

История стоматологических цементов начинается с со­здания в 1832 г Ostermann первого фосфатного цемента, порошок которого содержал оксид кальция, а жидкость — фосфорную кислоту В1858г Feichtinger предложил ис­пользовать в качестве пломбировочного материала смесь оксида цинка и хлористого цинка Для увеличения прочно­сти цемента к нему добавляли стеклянный порошок или кремниевую кислоту Однако со времени появления в 1880 г (Ward) цинк-фосфатного цемента, образующегося при смешивании порошка, содержащего 81 % оксида цинка и 19% алюмосиликата, и водного раствора фосфорной кис­лоты, содержащего натрия фосфат, цинкоксихлориды были практически полностью вытеснены последним

Традиционное применение стекла для пломбирования зубов в конце XIX века проявилось в разработке силикат­ного цемента, порошок которого представлял собой тонко измельченное кислоторастворимое стекло, состоящее из оксида кремния, алюмосиликатов, фтористых соединений

и пигментов, а жидкость — водный раствор фосфорной кислоты. Позже было высказано предположение, что вы­сокое (до 15%) содержание фтористых соединений может придавать данному материалу антикариозные свойства.

Отвердевание цинк-фосфатного цемента происходит путем реакции оксида цинка с фосфорной кислотой с обра­зованием фосфата цинка. Таким образом, отвердевший цемент представляет собой сцементированные зерна, ядра которых состоят из непрореагировавшего оксида цинка (и других оксидов, входящих в рецептуру), а оболочка-матри­ца — из фосфата цинка. Наиболее существенными недо­статками фосфатных цементов являются отсутствие истин­ной адгезии к тканям зуба, высокая начальная кислотность, представляющая собой потенциальную угрозу для пульпы, низкая прочность, неудовлетворительные эстетические качества.

В основе затвердевания силикатных цементов лежит реакция взаимодействия фосфорной кислоты с диоксидом кремния. Кислота реагирует с поверхностью стеклянных частиц, в результате чего образуется кремниевая кислота. По достижении определенной кислотности начинается про­цесс конденсации ее молекул с выделением воды. В резуль­тате конденсации образуются линейные макромолекулы, обрамленные боковыми гидроксильными группами. За счет взаимодействия этих гидроксильных групп между линей­ными макромолекулами возникают поперечные связи (сшивки), и образуется минеральный полимер сетчатой структуры — силикагель. Таким образом, в результате вза­имодействия фосфорной кислоты с поверхностью стеклян­ных частиц образуется силикагель и аморфные нераство­римые фосфаты и фториды (результат взаимодействия фос­форной кислоты с соединениями металлов, содержащими­ся в стекле). Затвердевший цемент состоит из непрореаги­ровавших частичек, покрытых слоем силикагеля, вкраплен­ных в непрерывную аморфную фазу, состоящую из фосфа­тов и фторидов. Межфазный слой силикагеля играет роль связующего, образуя соединение с поверхностью непроре­агировавшей частицы связями Si-0 и А1-0 и водородными связями — с матрицей.

Предпосылки создания стеклоиономерных цементов

Наиболее существенными недостатками силикатных цементов являются токсичность в отношении пульпы зуба из-за высокой начальной медленно снижающейся кислот­ности, низкая прочность на изгиб, относительно высокая растворимость в условиях полости рта, отсутствие адгезии к тканям зуба.

Стремление создать пломбировочные материалы улуч­шенного качества, которые обладали бы манипуляционны-ми свойствами и прочностью фосфатных и силикатных це­ментов и проявляли адгезию к тканям зуба, привело к со­зданию в конце 60-х годов XX века поликарбоксилатных цементов. Порошок этих материалов состоял из оксида цин­ка с добавлением оксидов, гидроксидов и солей других ме­таллов, а жидкость представляла собой 30-50% вязкий водный раствор полиакриловой (диоксиполикарбоновой) кислоты (рис. 1). Выбор именно полиакриловой кислоты был обусловлен ее способностью растворяться в воде, сшивать­ся поливалентными катионами металлов и образовывать хелатные (клещевидные) соединения.

Затвердевание поликарбоксилатных цементов обуслов­лено сшивкой линейных макромолекул полиакриловой

Рис. 1. Формулы акриловои кислоты (а) и продукта ее полимеризации — полиакриловой кислоты (б)

кислоты поливалентными катионами металлов (из кото­рых наиболее высокими сшивающими способностями об­ладает кальций) с образованием пространственно-сетча­той структуры. Карбоксилатные группы в макромолекуле полиакриловой кислоты способны образовывать также хе­латные соединения с кальцием и другими металлами, об­ладающими определенной химической активностью. Поэтому, если формовочную массу цемента поместить на поверхность субстрата, имеющего в своем составе, напри­мер, кальций, то возникает хелатная связь с поверхнос­тью субстрата. Образование хелатных связей с кальцием гидроксиапатита, а также способность полиакриловой кислоты создавать комплексы и, возможно, реагировать с протеином дентина обеспечивают адгезию к эмали и ден­тину зуба. Таким образом, поликарбоксилатные цементы были первыми пломбировочными материалами, обладаю­щими истинной адгезией к зубным тканям. Однако их ис­пользование ограничивали низкая прочность и неудовлет­ворительные эстетические качества.

Дальнейшие поиски привели к появлению нового клас­са цементов, впервые описанных Alan D.Wilson и Brian E. Kent (1971), которые стали естественным продолжением разработки цинк-поликарбоксилатных цементов. Преимущество нового материала заключалось в замене порошка на основе оксида цинка тонко измельченным фторалюмо-силикатным стеклом. Новые материалы, объединившие таким образом в себе адгезивные свойства цинк-поликар­боксилатных цементов с содержанием фтора и удовлет­ворительными эстетическими свойствами силикатных це­ментов, получили название стеклоиономерных или (стек-ло)полиалкеноатных цементов (рис.2).

Авторы некоторых классификаций (С. Smith, 1996) не выделяют стеклоиономерные цементы в отдельную груп­пу, а относят их наряду с цинк-поликарбоксилатными к груп­пе поликарбоксилатных.

Первый коммерческий стеклоиономерный цемент ASPA-IV (алюмосиликатный полиакриловый) был разработан A.D. Wilson и В.Е. Kent (1971) и выпущен в начале 70-х годов в США компанией De Trey. С этого времени стекло-иономеры начали рассматриваться как потенциальная за­мена силикатным цементам, которые были распростране­ны в течение почти 80 лет и затем стали вытесняться ком­позитными материалами.

studfiles.net

Практическое занятие №4

на тему: «Полимерные цементы. Состав. Основные свойства. Показания к применению. Методика работы. Представители. Лабораторная работа №2 «Свойства стоматологических цементов»».

Поликарбоксилатные цементы.

Состав:Поликарбоксилатные цементы относятся к классу полимерных пломбировочных материалов на основе полиакриловой кислоты. Представляют собой систему «порошок-жидкость».

Порошок состоит из специально обработанного оксида цинка с добавлением магния.

Жидкость– 37 % водный раствор полиакриловой кислоты.

Положительные свойства поликарбоксилатных цементов.

1. Не вызывает болевых ощущений, которые могут проявляться при фиксации ортопедических конструкций, например, цинк-фосфатными цементами. Это свойство объясняется способностью полиакриловой кислоты образовывать с протеином тканей зуба комплексы и ее высокая молекулярная масса ограничивают диффузию в ткани и дентинные канальца.

Механизм сцепления с тканями зуба.

Многозвеньевые длинные молекулы полиакриловой кислоты взаимодействуют, с одной стороны, с оксидом цинка, а с другой — с кальцием твердых тканей зуба. Таким образом, между пломбировочным материалом и тканями зуба образуется не ретенционная (механическая) связь, а ионнообменная (химическая). Такое соединение способствует образованию между искусственным материалом и зубом весьма плотного контакта, не допускающего микроподтекания..

Методика приготовленияполикарбоксилатных цементов.

Замешивается поликарбоксилатный цемент в пропорциях, определенных производителем на стекле или специальной бумаге. Жидкость следует наносить непосредственно перед смешиванием во избежание потери влаги. Консистенция замешанного материала, в отличие от многих других цементов, сметанообразная, его масса должна течь со шпателя. Время замешивания – 30-60с. Рабочее время – 2-4 мин. Время отверждения – 3-9 мин.

Стеклоиономерные (иономерные) цементы.

Химическое связывание стеклоиономерного цемента с эмалью и дентином происходит за счет хелатного соединения карбоксилатных групп полимерной молекулы кислоты с кальцием твердых тканей зуба. При этом не требуется кислотного протравливания и абсолютной сухости поверхности. Этот цемент присоединяют к чистой и естественно увлажненной поверхности тканей зуба. Скорость затвердения составляет в среднем 4 мин, а усадка — в среднем 0,1 %. Диффузия фтора в окружающие ткани обеспечивает усиление их минерализации, уменьшение проницаемости дентина, ухудшение условий жизнедеятельности микроорганизмов и создает противокариозный эффект.

Классификация стеклоиономерных материалов.

III. По форме выпуска СИЦ.

1. Водные системы (содержат смесь поликислоты и воды). Жидкость представлена

водным раствором карбоновых кислот с добавлением 5 % винной кислоты.

2. Безводные системы – аквацементы (содержат безводную кислоту) – замешиваются на дистиллированной воде.

3. Полуводные системы (поликислота входит в состав и порошка и раствора).

4. Капсулированные.

Традиционные сиц. Состав стеклоиономерных цементов.

Непрозрачность для рентгеновских лучей многих цементов обеспечивается добавлением рентгеноконтрастного бариевого стекла или соединений металлов (в частности оксида цинка).

studfiles.net