История развития современных реставрационных материалов
Развитие стоматологии зависит от прогресса не только медицинской науки, но и от достижений техники и материаловедения. К настоящему времени накоплен огромный профессиональный опыт реставрации утраченных твердых тканей зуба, восстановления косметики и функциональных возможностей зубочелюстного аппарата. Как выглядит история развития современных реставрационных материалов/ Мы описали основные этапы появления материалов и технологий в стоматологии 1843 год Reitenbacher синтезировал акриловую кислоту. 1909 год GХ Black провел стандартизацию пломбировочных материалов и видов препарирования полостей. 1930 год впервые синтезирован метилметакрилат (ММА). 1943 год синтезирована акриловая кислота Кульцер (Heraeus Kulzer). 1944 год начало использования пломбировочных материалов на основе акрилатов. 1949 год появление первого светоотверждаемого пломбировочного материала, созданного на базе полиметилметакрилата PMMA (Heraeus Kulzer). 1951 год в состав пломбировочных материалов химической полимеризации введены неорганические наполнители. 1955 год М.G. Buonocore обосновал технику кислотного травления эмали. 1958 год R.L. Bowen создал полимерный пломбировочный материал на основе мономера бисфенол-А-диглицидилметакрилата (Bis-GMA) и силанизированного органического наполнителя. В 1966 году композиционный материал поступил в продажу. Первоначально композиты представляли систему «порошок-жидкость» или «паста-паста». Первый композит, внедренный в мировую клиническую практику, ADDENT (3M) был заменен композитом химического отверждения 3M CONCISE с матричной системой Bis-GMA. 1962 год R.L. Bowen запатентовал возможность применения ароматических диметакрилатов Bis-GMA и процесса силанизации неорганического наполнителя (U.S.-1Patent 3.066.112). Смола Bowen стала основой развития широкой гаммы композиционных пломбировочных материалов. 1963 год разработана концепция полиэлектролитного цемента. 1964 год Smith обнаружил самоадгезию оксида цинка и полиакриловой кислоты к тканям зуба. 1969 год Wilson и Kent изобрели стеклоиономерный цемент ASPA (Алюминий Силикатно-ПолиАкриловый). 1970 год М.G. Buonocore проведена полимеризация Bis-GMA светом ультра- фиолетового спектра. 1973 год создан стеклоиономерный цемент ASPA IY (Dentspty). 1976 год Fond предложил принцип винирования. 1977 год Dart и др. создали пломбировочные материалы, которые полимеризуются видимым светом с длиной волны 400-600 нм. Это позволило добиться более полной полимеризации композита и улучшить его химико-физические свойства. 1977год фирмой Ivoclar предложены композиты с микронаполнителеи (размер частиц 0,05 мкм). Это существенно повысило полируемость материала (однако композит характеризовался высокой истираемостью). 1979 год разработаны гибридные композиты более твердые и устойчивые к истиранию материалы. 1982 год предложена методика непрямого устранения дефектов зубов с помощью непрямых вкладок из композиционных материалов. 1985 год создан новый класс материалов IONOSIT (стеклоиономер+ композит Полимеризуемые цементные смеси (DMG). 1977 год появление первого светоотверждаемого композиционного материала. 1987 год создана светоотверждаемал паста компомерный прокладочный материал IONOSIT BASELINER (DMG). 1987 год Такао Фузаяма предложил технику полного протравливания тканей зуба. 1987-1994 годы фирма Degussa Dental начала исследования возможности применения ормокеров в стоматологической практике. 1988 год создан первый полимерно-модифицированный стеклоиономерный цемент VITRABOND (3M). 1993 год создан компомер DYRACT композит+ иономер (DeTrey/Dentspty). 1995 год создан компомер LUXAT (DMG). 1997 год появление первого низковязкого (текучего) компомерного реставрационного материала PRIMA FLOW (DMG) и CBC-техники. 1998 год фирмой Degussa Dental представлен первый ормокер DEFINITE. В 2003 году созданы композиционные пломбировочные материалы на основе нанотехнологий.
Полимерные пломбировочные материалы
Полимерные (пластмассовые) пломбировочные материалы - материалы на основе полимеров или сополимеров, отверждение которых происходит в результате полимеризационных процессов.Существует несколько классов полимерных пломбировочных материалов: - композиционные материалы (композитные материалы, композиты); - компомерные материалы (компомеры); - ормокеры (Organically Modified Ceramic - органическая модифицированная керамика).
Композиты - полимерные пломбировочные материалы, состоящие из трех компонентов: органической матрицы (акриловые и эпоксидные смолы), неорганического наполнителя - 50% по массе и поверхностно-активного вещества - силана. Эти материалы не обладают химической адгезией к тканям зуба и используются с адгезивными системами IV, V, VI поколений.
Основной состав композиционных материалов 1. Органическая матрица. В качестве основы используются мономеры Bis-GMA (бисфенолглицидилметакрилата), UDMA (уретан диметилметакрилата), D3MA (декандиолдиметакрилата), TEGDMA (триэтиленгликолметакрилата) и др. Полимерная матрица также содержит: ингибитор полимеризации, для удлинения сроков хранения материала и увеличения времени работы; катализатор, который обеспечивает начало полимеризации материала; ультрафиолетовый стабилизатор (для уменьшения изменения цвета материала); ко-катализатор (в композитах химического отверждения) или фото-полимеризатор (в светоотверждаемых композитах). 2. Неорганический наполнитель - плавленый и кристаллический кварц, алюмосиликатное и борсиликатное стекло, двуокись кремния и т. д - повышает твердость материала, уменьшает полимеризационную усадку, предотвращает деформацию органического матрикса, снижает коэффициент теплового расширения, улучшает эстетические свойства материала и уменьшает адсорбцию воды. Свойства композита зависят от размера частиц наполнителя, состава и формы частиц (сферическая, треугольная, многоугольная, ромбовидная и т.д.). 3. Поверхностно-активные вещества (силаны) - это замещенные эфиры кремниевой кислоты, содержащие винильные группы (винилалкоксисиланы). Они необходимы для полноценного соединения органического матрикса и неорганического наполнителя. Эти вещества повышают прочность и износостойкость материала, снижают водопоглощение и улучшают его химические свойства. Служат для обработки неорганических наполнителей.
Классификация композиционных материалов 1. По размеру частиц наполнителя: - макронаполненные (размер частиц -8-12 мкм и более); - мининаполненные композиты - с малыми частицами (размер частиц - 1-5 мкм); - микронаполненные (размер частиц - 0,04-0,4 мкм); - макрогибридные (смесь частиц различного размера: 0,04-0,1 и до 8-12 мкм); - микрогибридные (смесь частиц различного размера: 0,04-0,1 и до 1-5 мкм); - гибридные тотально выполненные композиты (смесь частиц различного размера: 5-8 мкм; 1-5 мкм; 0,01-0,1 мкм) - наногибридные (смесь частиц размером от 0,004 до 3 мкм). 2. По способу отверждения: - химического отверждения; - светового отверждения; - двойного отверждения (химического и светового). 3. По консистенции: - обычной консистенции; - текучие; - пакуемые (конденсируемые). 4. По назначению: - для пломбирования жевательной группы зубов; - для пломбирования фронтальной группы зубов; - универсальные композиты.
Свойства композиционных материалов с различным типом отверждения
Композиционные материалы химического отверждения
Композиционные материалы химического отверждения представлены в следующем виде: паста-паста, порошок-жидкость, паста-жидкость. Катализирующая паста содержит перекись бензоила, основная паста - третичные амины. Положительные свойства: - равномерность полимеризации; - простота применения; - минимальное время изготовления реставрации. Отрицательные свойства: - требуют смешивания компонентов, в результате чего возможна пористость материала; - сложность в приготовлении и работе: трудно рассчитать количество материала, необходимое на реставрацию; композиты меняют вязкость в процессе работы; - реставрация с течением времени темнеет ("аминовое окрашивание" из-за остающихся в материале не прореагировавших активаторов); - низкая износостойкость; - невысокие эстетические свойства.
Композиционные материалы светового отверждения
В 1977 году Dart и др. создали пломбировочный материал, который полимеризовался видимым светом с длиной волны 400-500нм. Это позволило добиться более полной полимеризации композита и улучшить его химико-физические свойства. Положительные свойства: - высокая степень готовности к применению, не требуют замешивания, - обладают хорошими рабочими характеристиками: более прочные и эстетичные по сравнению с композитами химического отверждения; не меняют вязкости в процессе работы; возможность моделирования пломбы длительное время; контролируемое отверждение; быстро, глубоко и надежно полимеризуются; обладают цветостабильностью (на данную характеристику влияет качество полировки); - экономичны в использовании. Отрицательные свойства: - увеличение затраченного времени на реставрацию; - при избыточной плотности (мощности) светового потока фотополимеризатора возможность увеличения полимеризационной усадки пломбировочного материала, возникновение полимери-зационного стресса - появление напряжений на границе пломбы с зубом в процессе полимеризации, возникновение эффекта "дебондинга" (нарушение связи между пломбой и зубом); - высокая стоимость пломбировочного материала и фотополимеризующих устройств.
Свойства композитов с различным размером частиц наполнителя
Свойства макронаполненных композиционных материалов
Положительные свойства: - достаточная прочность; - рентген контрастность; - удовлетворительные оптические свойства. Отрицательные свойства: - плохая цветостойкость; - высокая шероховатость поверхности из-за плохой полируемости и, как результат, вероятность быстрого накопления зубного налета; - высокая абразивная износостойкость. Показания к применению: - пломбирование полостей I, II классов на участках, где нет высоких эстетических требований; - моделирования культи зуба под коронку.
Свойства микронаполненных композиционных материалов
Положительные свойства: - хорошая полируемость; - хорошие эстетические свойства; - низкая абразивная износостойкость. Отрицательные свойства: - недостаточная механическая прочность; - высокий коэффициент термического расширения. Показания к применению: - высокие эcтетические требования при пломбировании кариозных полостей III-V классов; - высокие эcтетические требования при лечении некариозных поражений (клиновидных дефектов, эрозии эмали, гипоплазии и др.).
Свойства гибридных композиционных материалов
Эти материалы сочетают положительные и отрицательные свойства макро- и микронаполненных композиционных материалов. Свойства зависят от размера введенных в состав микронаполненного композита частиц - большого размера - 8-12 мкм (макрогибридные композиты), малого размера - 1-5 мкм (микрогибридные композиты), одновременно большого и малого размера (тотально выполненные композиты), сверхмалого размера - до 0,0004 мкм (наногибридные) . Введение в материал с хорошими эстетическими свойствами частиц большого и малого размера повышает его механическую прочность, абразивную износостойкость, приближает его КТР к значениям коэффициента термического расширения твердых тканей зубов. Введение частиц сверхмалого размера улучшает эстетические качества материала (в том числе - его прозрачность) при сохранении хороших прочностных характеристик. Размер частиц наполнителя композиционного материала определяет его прочностные, эстетические (полируемость, степень рассеивания света) свойства. Наномеры - неассоциированные частицы размером 20- 75 нм (0,020-0,075 мкм). Нанокластеры - агломераты наноразмерных частиц. Показания к применению Гибридные композиты считаются универсальными пломбировочными материалами, но в ряде случаев реставрации полостей II, IV, V классов не всегда эффективны в связи с недостаточно идеальной поверхностью композиционной пломбы (за исключением наногибридных композитов).
Свойства микрогибридных композиционных материалов
Обладают хорошими физико-химическими качествами, они устойчивы к отлому, имеют низкое водопоглощение, КТР приближен к КТР твердых тканей зуба, обладают высокой сопротивляемостью при изгибе и сдавливании, рентгеноконтрастны. Положительные свойства: - высокие эстетические свойства; - хорошая полируемость; - цветостабильность реставраций; - большая шкала оттенков; - простая методика применения. Показания к применению: - эстетические реставрации всех полостей по Блэку; - изготовление виниров; - починка сколов металлокерамики и керамики; - техника "ламинирования" (микрогибрид - микрофил).
Общие клинические рекомендации
Показания к применению композиционных материалов следующие: - реставрация кариозных пора
Последовательность наложения пломбы из композиционного материала: 1. Удалить налет на зубе, который подлежит лечению, и на соседних 2-4-х зубах. 2. Определить цвет зуба. 3. Отпрепарировать кариозную полость и провести медикаментозную обработку. 4. Изолировать операционное поле ватными валиками или изолирующей системой (коффердам). 5. При необходимости наложить подкладку для изоляции пульпы. 6. Тотальное протравливание и бондинг адгезивной системой. 7. Заполнение полости слоями композита. 8. Проведение шлифовки и полировки. 9. Проведение финишного "отсвечивания" реставрации (при использовании светоотверждаемого композита).
Инструменты, используемые для реставрации
Инструменты для препарирования кариозных полостей можно условно разделить на вращательные, ручные и осциллирующие. Наиболее широко используются вращательные инструменты - боры, шлифовальные камни, доски, силиконовые и резиновые полиры, рассчитанные на определенное максимальное число оборотов. Каждый этап формирования полости предусматривает определенную скорость работы инструментов. Различается следующий диапазон скоростей: сверхвысокие 120 000 - 400 000 об / мин высокие 45 000 - 120 000 об / мин средние 4500 - 45 000 об / мин низкие 500 - 4500 об / мин Дополнительно при реставрации используется ручной и осциллирующий инструмент (например, для обработки полости - Cavishape, скашивания края - Bevelshape). Ручные инструменты применяются: - для удаления кариозных тканей - экскаватор; - скашивания десневого края - зубное долото; - для финирования краев в полости, в случае, если вращательный инструмент может повредить смежные зубы - мотыгообразные инструменты. Осциллирующие инструменты представляют собой алмазные пилочки с односторонней насыпкой алмаза с зернистостью 25,40 мкм. Они крепятся в ЕVА-головки, которые обеспечивают вертикальные возвратно-поступательные движения с амплитудой до 04 мм. Осциллирующие инструменты относятся к альтернативным инструментам для обработки краев полости. Фирмы, производители вращательных инструментов, предлагают специализированные наборы для обработки кариозных полостей. Например, немецкая фирма Meisinger выпускает: - набор 1 - предназначен для обработки полостей фронтальных зубов III, IV и V классов; - набор 2 - предназначен для работы I, III и V классов моляров и премоляров; - набор 7 - для придания анатомической формы и формирования полости.
Диагностика состояния тканей реставрируемого зуба
Деминерализация эмали практически никогда не вызывает жалоб со стороны пациента при воздействии химических и температурных раздражителей. При визуальном обследовании можно выявить потерю естественного блеска пораженного участка эмали, ткани зуба становятся более матовыми. При переходе процесса в хроническую стадию пораженная эмаль приобретает светло- или темно-коричневую окраску за счет отложения меланина. При проведении внутриротовой параллельной рентгенографии, особенно при наличии деминерализации на аппроксимальной поверхности зубов, иногда можно определить зону поражения, оценить активность процесса и результаты проведенного лечения. В клинической практике для диагностики кариеса и степени деминерализации проводятся опрос, осмотр с помощью стоматологического зеркала, зондирование с использованием зубоврачебного зонда, а также дополнительные методы исследования.К ним относятся следующие: Стоматоскопия
Методика заключается в облучении зубов ультрафиолетовой лампой. Неизмененная эмаль зуба "флюоресцирует", в участках нарушения структуры зуба (деминерализации) отмечаться гашение свечения. Трансиллюминационный метод
Методика заключается в просвечивании через ткани зуба галогеновой лампой для отверждения композиционных материалов или специальной лампой с волоконной оптикой. Измененные ткани зуба определяются "зоной затемнения". Методика позволяет обнаружить начальные формы кариеса, вторичный кариес вокруг пломбировочного материала, трещин и эмали зуба и может служить контролем уровня некротомии при препарировании кариозной полости. Витальное окрашивание
Методика основана на усилении проницаемости эмалевого барьера красителями в деминерализации. Очищенный от налета и высушенный зуб прокрашивается в течение 3 минут тампонами с 2-3% водным раствором метиленового синего. Затем краситель смывается водой, а на эмали остается окрашенный участок. Насыщенность окраски имеет диапазон от бледно-голубого до темно-синего с интенсивностью окраски от 0 до 100%, а в относительных цифрах - от 0 до 10 или 12 в зависимости от шкал. Колориметрический тест
Методика заключается в последовательном полоскании полости рта 0,1% раствором глюкозы и 0,15% раствором метиленового красного. На участках эмали, где происходит изменение рН в кислую сторону, при показателях 4,4-6,0 и ниже меняется окраска от красного до желтого цвета. Уровень выявления кариеса составляет 748% (Hardwick). Рефлексия
Этот метод заключается в диагностике кариеса пришеечной области зуба отраженным светом осветительной лампы стоматологической установки. Диагностика кариеса с использованием аппарата КАVО Diagnodent Лазерный диод аппарата создает импульсные световые волны длиной О,б4 нм, которые падают на поверхность зуба. Как только измененная зубная ткань возбуждается этим светом, она начинает флюоресцировать световыми волнами другой длины. Длина отраженных волн анализируется прибором. Уровень изменений, происходящих в ткани, отражается на дисплее прибора в виде цифровых показателей и сопровождается звуковым сигналом. Прибор позволяет выявить труднодоступные для диагностики зоны деминерализации, фиссурный кариес, процесс на аппроксимальных поверхностях, уровень некротомии при оперативной препарировании полости. Действие прибора не вызывает никаких неприятных ощущений у больного. Визуальное обследование эмали с помощью зубоврачебного зонда дает возможность выявления кариеса и постановки правильного диагноза в 56-58% случаев, панорамная рентгенография в 67% случаев, с помощью диагностического аппарата фирмы KAVO в 90% случаев. Обследование стоматологических больных позволяет оценить кариесрезистентность зубов по клиническим признакам. Об устойчивости зубов к кариесу свидетельствуют следующие признаки: -наличие кариеса только на жевательных зубах нижней челюсти; - появление кариеса зубов не каждый год; - отсутствие депульпированных зубов.Склонность зубов к кариозному разрушению характеризуется следующими признаками (Максимова О.П.,2000): - наличие кариеса фронтальных зубов; - быстрое выпадение пломб; - появление новых кариозных полостей раньше одного года; - наличие нескольких кариозных полостей на одном зубе; - наличие депульпированных зубов и большое количество налета на зубах.
Методики препарирования твердых тканей зуба
Последнее столетие характеризовалось изменением подхода к методам обработки твердых тканей и формирования полости зубов оперативными способами. Причины заключались в стремительном развитии профилактической стоматологии и они были связаны с появлением новых групп оригинальных пломбировочных материалов. Наибольшую известность и распространение получил метод профилактического расширения, предложенный выдающимся стоматологом Г. Блэком в конце XIX века. В этот период в клинической практике стали применять металлический пломбировочный материал - амальгаму, обладающий значительной механической прочностью. Пломбы из амальгамы при правильном приготовлении и грамотном пломбировании могут сохраняться 10 и более лет. Чтобы окружающие пломбу зубные ткани не разрушались в течение длительного срока, требовалось широкое иссечение кариесвосприимчивых участков зуба с сохранением резистентных зон, например, скатов бугров, при формировании полостей 1 класса по Блэку. Этапами препарирования по Блэку являются: создание устойчивой ретенционной удобной формы полости, скашивание краев эмали. Эти манипуляции основаны на важнейшем принципе Блэка - "расширение ради предупреждения" (Extention for prevention). Метод профилактического расширения не потерял своего практического значения в настоящее время. Однако применение амальгамы имеет некоторые отрицательные стороны: окраска окружающих пломбу тканей зуба, отсутствие адгезии у материала, разница коэффициентов термического расширения материала и тканей зуба и т.д. Поэтому исследователи разрабатывают новые пломбировочные материалы, в частности минеральные цементы. В 40-50-е годы ХХ столетия в связи с более широким применением минеральных цемент был разработан метод "биологической целесообразности" по И.Г. Лукомскому. Он предложил щадящее удаление только пораженных кариесом тканей зуба. Отказ от ретенционной формы предполагал сбережение твердых тканей. Длительность пребывания пломбы из минерального цемента в полости рта была незначительной, врачу приходилось менять пломбы, каждый раз удаляя при обработке полостей дентин и эмаль зуба. Появление пломбировочных материалов из ненаполненных полимеров, а в последе время из композиционных материалов, заставило врачей-стоматологов разрабатывать новые принципы формирования кариозных полостей. Появляется метод "профилактического пломбирования". Он предполагает минимальное иссечение здоровых тканей зуба, препарирование тканей до иммунных зон, закругление углов сформированной полости. Методика "профилактического пломбирования" сочетает оперативное лечение кариеса и пломбирование полости, неинвазивную или инвазивную профилактическую герметизацию фиссур и местную флюоризацию эмали зубов. Обязательно должно учитываться состояние индивидуальной кариесрезистентности пациента и особенности применяемых пломбировочных материалов. В 1994 году нидерландский врач Тасо Pilot предложил методику ART-препарирования. Она заключается в обработке кариозной полости экскаватором с последующим пломбиванием сформированной полости стеклоиономерными цементами (материалы, которые выделяют ионы фтора). Методика может быть использована в слаборазвитых странах, для оказания стоматологической помощи в сложных условиях, при лечении маленьких детей, психически неполноценных людей, пациентов с тяжелой общесоматической патологией, например, после острых инфарктов и инсультов. Все вышеуказанные способы препарирования тканей зуба осуществляются механическими инструментами (борами, финирами, полирами), в крайнем случае - экскаватором. Врачи-стоматологи постоянно стремятся упростить процесс обработки полостей, облегчить психологические страдания больного, поэтому появляются более щадящие методики. У пациентов может быть использован хемомеханический способ препарирования кариозных полостей. Этот метод описан в отечественной литературе в 1930-е годы. Для обработки тканей зуба используется 5-10% раствор молочной кислоты. Тампон с кислотой вводится в кариозную полость на 15-20 минут. После удаления из кариозной полости тампона оставшаяся кислота нейтрализуется раствором соды. Размягченный дентин удаляется острым экскаватором. В препарате "Каридекс" применяется N-монохлор-ДЛ-2-аминобутировая кислота, которая перед использованием нагревается. Время размягчения дентина составляет 7 минут, после чего он удаляется инструментом. Первые попытки применения лазера для препарирования тканей зубов относятся к 1963 году. Механизм "резанья" зуба лазером обусловлен быстрым испарением воды из тканей и их разрушением с помощью мгновенного локального нагрева. Появление твердотельных лазеров позволило в импульсном режиме обрабатывать твердые ткани зуба. Фирма KAVO создала коммерческую эргономичную установку KAVO KEY лазер-2. Создание лазерного наконечника для эндодонтии позволяет проводить целенаправленно удаление тканей зуба при фиссурном кариесе перед нанесением бондинговой системы. Широкое применение получила методика кинетического воздушно-абразивного препарирования (KCP - Kinetic Cavity Preparation). Под воздействием фокусированного потока абразивного материала (оксида алюминия или бикарбоната натрия с раз мерами частиц 25-50-100 мкм) удаляются твердые ткани зуба. Наличие в арсенале врача-стоматолога разнообразных методов препарирования кариозных полостей позволяет облегчить работу и улучшить результативность проводимого лечения.