- •Полимеризуемые стоматологические адгезивы и композиты. Обзор.
- •Реферат
- •Список принятых сокращений
- •Содержание
- •Введение
- •Основные направления исследований полимеризуемых стоматологических материалов Адгезионные системы
- •Восстановительные пломбировочные материалы Композиты
- •Классификация композитов
- •Модификация полимерной матрицы Мономеры с раскрывающимися кольцами Спироортокарбонаты
- •Циклические эфиры
- •Циклические ацетали и аллилсульфиды
- •Винилциклопропаны
- •Жидкокристаллические, разветвленные и дендриновые мономеры Жидкокристаллические мономеры
- •Разветвленные и дендриновые мономеры
- •Компомеры
- •Ормокеры
- •Аналоги и заместители Bis-gma
- •Фторированные аналоги Bis-gma
- •Заместители Bis-gma
- •Рентгеноконтрастные мономеры
- •Антикариозные мономеры
- •Модификация наполнителей
- •Биоактивные наполнители
- •Наполнители, уменьшающие напряжения усадки
- •Армированные композиты и наночастицы
- •Модификация добавок Инициирующие системы
- •Специальные добавки
- •Заключение
- •Литература
Восстановительные пломбировочные материалы Композиты
Стоматологические композиты сегодня являются основным классом зубо-восстановительных материалов. Преимуществами композитов перед силикатными цементами и ненаполненными метилметакрилатными смолами являются их высокие прочностные, эксплуатационные и эстетические характеристики, а также меньшая усадка. Однако, композиты, даже с максимальным содержанием неорганического наполнителя, все же показывают некоторую усадку при отверждении, меньшую, чем у зуба жесткость и более высокий коэффициент теплового расширения. Указанные недостатки композитов способствуют возникновению краевых щелей между пломбой и зубной поверхностью, просачиванию ротовых жидкостей сквозь эти щели и, как следствие, разгерметизации полости. Это приводит либо к выпадению пломбы, либо к развитию вторичного кариеса. Недостатки устраняются применением адгезивов, склеивающих композит с зубной тканью, либо другими приемами.
По определению композитным материалом называется смесь нескольких компонентов. В случае стоматологических пломбировочных композитов это смесь органической матрицы и неорганических наполнителей. Обычно органическая матрица базируется на метакриловых мономерах типа: 2,2-бис-[4-(2-гидрокси-3-метакрилоилоксипропил)фенил] пропан (Bis-GMAили мономерBowen), этоксилированныйBis-GMA(EBPDMA), 1,6-бис-[2-метакрилоилоксиэтоксикарбониламино]-2,4,4-триметилгексан (уретан диметакрилат илиUDMA), додеканодиол диметакрилат (D3MA), триэтиленгликоль диметакрилат (TEGDMA) [38-45]. При свободно-радикальной полимеризации матричных мономеров образуется трехмерная сетка. Подбор мономеров влияет на реакционную способность, вязкость и полимеризационную усадку паст композитов, так же как на механические характеристики, водопоглощение и набухание отвержденных композитов. Низкомолекулярные мономеры показывают большую усадку, чем высокомолекулярные (табл. 7).
Таблица 7. Полимеризационная усадка (Vр) стоматологических мономеров и полимеров.
Мономер |
Молекулярная масса, г/моль |
Вязкость, мПа·с |
Плотность, г/см3 |
Vр, % | |
Мономера |
Полимера | ||||
TEGDMA |
286 |
100 |
1,072 |
1,250 |
-14,3 |
UDMA |
470 |
5000-10000 |
1,110 |
1,190 |
-6,7 |
Bis-GMA |
512 |
500000-800000 |
1,151 |
1,226 |
-6,1 |
Существует корреляция между полимеризационной усадкой, количеством наполнителя и вязкостью композита. Поэтому состав композита специально подбирается. Вязкие мономеры разбавляются реакционно-способными мономерами и наполняются различными наполнителями.
Современные коммерческие восстановительные композиты содержат смеси различных сшивающих диметакрилатов, наполнителей, инициирующих систем и специальных добавок. Исследования по модификации составов композитов сосредоточены в направлении снижения последствий полимеризационной усадки, улучшения биосовместимости, износостойкости и технологичности применения. Эти качества достигаются при использовании новых сшивающих мономеров и оптимизации размера, формы и состава частиц наполнителя.
Классификация композитов
Композитные пломбировочные материалы классифицируют по типу, размеру и количеству используемых наполнителей (табл. 8), а также по функциональности применения [41, 42]. Наиболее распространенной является классификация композитов по размеру частиц наполнителя: микронаполненные, макронаполненные и гибридные.
Таблица 8. Классификация композитов по типу, размеру и количеству используемых наполнителей
Тип композита |
Размер частиц, мкм |
Степень наполнения, % объемный | |
Средний |
Максимальный | ||
Микронаполненный |
0,04-0,1 |
0,1-5,0 |
38-50 |
Мининаполненный |
0,4-0,8 |
1,0-5,0 |
56-66 |
Средненаполненный |
1,0-3,0 |
5,0-15,0 |
70-77 |
Обычный |
5,0-15,0 |
50-70 |
60-70 |
Доктор Kugel [41] разделил адгезионные восстановительные материалы на прямые и непрямые по функциональности применения. Прямые применяются непосредственно при пломбировании зубов, непрямые – при пломбировании вкладками, изготовленными в лаборатории. Непрямые восстановительные композиты разделяются на два поколения. Второе поколение непрямых композитов может быть объединено с субструктурами армированными волокном. К категории прямых адгезионных восстановительных материалов отнесены композитные смолы, текучие композитные смолы, компомеры, пакуемые композиты, керомеры, ормокеры, «интеллектуальные» композиты.
Исследователи из компании IvoclarAGдоктораNorbertMosznerиUlrichSalz[38] предложили свою классификацию стоматологических пломбировочных композитов, основанную на типе и размере частиц наполнителя (рис. 5).
|
Связующая (бондинг) фаза |
Наполнитель / полимерная матрица |
|
Полимерная матрица |
|
Макронаполненный композит | |
Микро/Мини наполнитель (дробленое стекло) |
| ||||||
|
Гибридный композит | ||||||
Микро наполнитель (высокодисперсная двуокись кремния) |
| ||||||
|
Гомогенный микронаполненный композит | ||||||
Дробленый полимеризат (основа микронаполнителя) |
| ||||||
|
Гетерогенный микронаполненный композит |
Рисунок 5. Классификация композитных пломбировочных материалов.
В основном на рынке представлены микронаполненные и гибридные композиты, причем последние являются более универсальными материалами. Доктор Christensen, кроме этих основных типов композитов, классифицирует восстановительные материалы на герметики, текучие смолы, пакуемые (конденсируемые или уплотняемые) и микронаполненные поверхностные герметики [42].
Из вышесказанного можно сделать вывод, что четкой универсальной классификации стоматологических композитов до сих пор не существует. Большинство исследователей применяют классификацию по типу и размеру наполнителя [38-44]. Между тем на характеристики композитов оказывают влияние и тип модификатора наполнителя, образующего химическую связь между полимерной матрицей и поверхностью наполнителя, и форма частиц наполнителя, и природа наполнителя (органический или неорганический), а также ряд других факторов, которые необходимо учитывать при применении и классификации композитов. Модернизация стоматологических композитов идет и по пути поиска новых составов полимерных матриц.
Клиническая практика сегодня предъявляет все более серьезные требования к полимеризуемым восстановительным материалам. Соответственно, растут требования к мономерным составам, образующим полимерную матрицу композитов. Влияние физико-химических характеристик образуемой при полимеризации полимерной сетки композита на клинические свойства пломбировочного материала представлены в таблице 9.
Таблица 9. Зависимость клинических свойств композитов от физико-химических характеристик полимерной сетки.
Физико-химические характеристики |
Клинические свойства |
Низкая объемная усадка или расширение во время полимеризации |
Отсутствие краевой щели, легкость установки пломбы |
Высокая скорость полимеризации |
Короткое время отверждения |
Сшивающие свойства |
Достаточная механическая прочность |
Температура стеклования выше 600С и низкое водопоглощение полимера |
Долговечность пломбы |
Стойкость в условиях ротовой полости |
Низкая доля неудач при отверждении композита |
Стабильность при хранении в присутствии наполнителей |
Воспроизводимость восстановлений |
Высокая свето и цвето стабильность полимера |
Долговременная эстетика пломб |
Низкая оральная токсичность, отсутствие мутагенности и канцерогенности |
Минимальный риск для здоровья пациента и врача |
Ниже дается краткий обзор последних направлений разработки в области мономеров, образующих полимерные матрицы стоматологических композитов. Описание сфокусировано на полимерно-химических аспектах мономеров с раскрывающимися кольцами, которые демонстрируют низкую усадку или расширение при полимеризации, сшивающих мономеров с новой архитектурой (мезогенные группы, гиперразветвленные структуры или наночастицы), кислотных мономерах, используемых в компомерах, рентгеноконтрастных и антикариозных мономерах [38, 39, 45].