Полимеризационная усадка

25 Апреля в 8:49 4690 0


Как уже было отмечено ранее, давно признанным и серьезным недостком композитов является полимеризационная усадка. По сути, целая область адгезионной техники восстановления зубов возникла из-за этого недостатка композитов, поскольку практически все существующие для восстановительной стоматологии композиты имеют усадку, которая приводит к образованию краевой щели (Рис. 2.2.13). Композиты сами по себе не обладают механизмами, противодействующими возникновению кариеса, в противоположность стеклоиономерным цементам и амальгамам. Поэтому щель, однажды сформировавшись, обуславливает появление микропроницаемости, что может быстро привести к развитию вторичного кариеса.

 stomatologicheskoe materialovedenie_2.2.13.jpg

Рис. 2.2.13. СЭМ краевой щели, образовавшейся из-за полимеризационной усадки композита

 

Следует отметить, что при разработке аппаратов для светового отверждения основное внимание было сфокусировано на максимально возможном увеличении степени конверсии мономера, что в свою очередь увеличивало величину полимеризационной усадки.

 

Полимеризационная усадка композита зависит от типа применяемых мономеров и их количества в исходной неотвержденной пасте композита. В большинстве стоматологических композитов используются полимеры с примерно сравнимыми величинами полимеризационной усадки. В целом, чем больше в составе стеклянного наполнителя, тем более низкая конечная усадка возникнет при отверждении. Однако стеклонаполненные композиты не всегда имеют более низкие значения усадки по сравнению с микронаполненными полимерами. В последних применяются предварительно полимеризованные наполненные микронаполнителем частицы, которые могут вести себя также, как стеклянные частицы обычного наполнителя.

 

В идеальном случае полимеризационная усадка композита должна быть как можно ниже, поскольку это улучшает краевое прилегание, снижает вероятность разрыва связи с тканями зуба и уменьшает риск развития вторичного кариеса. Обычные амальгамы почти устраняют эту проблему потому, что дают небольшое расширение при схватывании, а образующаяся в дальнейшем щель, в свою очередь, заполняется продуктами процесса коррозии. У амальгам с высоким содержанием меди усадка после отверждения имеет порядок 0,1 об.% по сравнению с 2-3 об.% у композита. Часто встречающиеся значения полимеризационной усадки приведены на Рис. 2.2.14. Однако к этим данным следует подходить осторожно, потому что трудно найти надежный метод количественной

 stomatologicheskoe materialovedenie_2.2.14.jpg

Рис. 2.2.14. Сравнение объемной полимеризационной усадки ряда композитных пломбировочных материалов. Данные получены из технической литературы, предоставленной Voco GmbH, Cuxhaven, Германия

 

оценки полимеризационной усадки, на Рис. 2.2.15. показано, как другой производитель по-иному интерпретирует усадку одних и тех же композитов. Тем не менее, понятно, что современная технология полимеров понижает границу полимеризационной усадки до значений около 2,0 об.%.

 stomatologicheskoe materialovedenie_2.2.15.jpg

Рис. 2.2 .15. Сравнение объемной полимеризационной усадки ряда композитных пломбировочных материалов. Данные получены из технической литературы, предоставленной Dentsply Detrey GmbH, Konstanz, Германия

 

Несмотря на большие достижения в области создания адгезивных стоматологических материалов, полимеризационная усадка остается основным источником внутренних разломов пломб, приводящих к появлению видимых белых линий или невидимых трещин в эмали и пломбе у их краев. Последние становятся видимыми только при клиническом осмотре при использовании транс-иллюминации и увеличении. Во время процесса схватывания усадочные напряжения развиваются из-за того, что материал удерживается в полости силой адгезии к ее стенкам.

 

Эти напряжения могут оказаться достаточными для разрыва связи по границе раздела, и все преимущества адгезионной системы будут утрачены. В особенности это характерно для связи с дентином, которая менее прочна, чем та, которая достигается с протравленной эмалью, и как следствие, усадка имеет тенденцию к направлению в сторону поверхности раздела протравленная эмаль-адгезив в том случае, если связь с дентином разрушается (Рис. 2.2.16). Щель, которая образуется между пломбой и дентином, может стать причиной повышения послеоперативной чувствительности из-за гидродинамического эффекта. Если любой из краев находится в дентине, тогда разрыв связи приведет к краевой проницаемости. Это создаст особую проблему, если композитная пломба располагается ниже десневого уровня в проксимальных полостях.

 stomatologicheskoe materialovedenie_2.2.16.jpg

Рис. 2.2 .16. Образование щели вследствие полимеризационной усадки

 

Клиническое значение

 

Рекомендация — применение композитов целесооб разно только в том случае, если края пломб находятся в пределах эмали.

 

Для преодоления этих проблем предлагался ряд решений, которые включали использование химически отверждаемых композитов на дне ящикообразной полости, так как полагали, что усадка проходит в направлении к стенкам полости. Использование послойной техники внесения материала в комбинации с отверждением через зуб — является другим подходом, который, как полагают, будет способствовать полимеризационной усадке в направлении к стенкам полости, а не от них (Рис. 2.2.17).

 stomatologicheskoe materialovedenie_2.2.17.jpg

Рис. 2.2.17. Возможные варианты пломбирования проксимальной полости ящикообразной формы и минимизация влияния полимеризационной усадки. Направления напряжений, вызванных полимеризационной усадкой, указаны стрелками

 

Другой потенциальной проблемой является усадка, которая может вызвать сдвиг внутрь жевательных бугорков зуба таким образом, что в них создастся большое напряжение. Предположительно этот эффект считался причиной повышенной чувствительности пульпы зуба после пломбирования композитом жевательных зубов. Этот эффект может еще усилиться, если во время внесения композитного материала в полость жевательных зубов применяли слишком натянутую полоску-матрицу.

 

Очевидно, что устранение или, по крайней мере, значительное снижение полимеризационной усадки полимерной матрицы композита, явится существенным прогрессом. Предпринятые попытки для того, чтобы избежать или минимизировать последствия полимеризационной усадки, полного успеха еще не принесли. Пути возможного улучшения краевой целостности композитных реставраций включают:

 

• разработку более совершенных адгезивов для дентина и методик их применения для повышения стойкости адгезионного шва по отношению к полимеризационной усадке;

• использование низкомодульного прокладочного материала, который будет работать как поглотитель напряжений;

 • замедление скорости реакции применением аппаратов для светового отверждения с так называемым «мягким стартом».

 

Продолжаются разработки новых адгезивов для дентина, но по-видимому усовершенствования адгезивов имеют естественные ограничения, связанные с тем, что адгезионная сила связи сможет компенсировать напряжения на границе раздела до какого-то предела, и возможно этот предел уже достигнут в лучших вариантах современных адгезивов. Идея использовать подкладку-основу с низким модулем упругости несет в себе отрицательный момент, состоящий в том, что напряжения, возникающие при окклюзионных нагрузках, могут распределяться неравномерно, поскольку передача напряжений через поверхность раздела между зубом и пломбой затруднена, и функциональные нагрузки на пломбу могут вызывать высокие напряжения в любом месте структуры зуба.

 

Третий подход основан на идее о том, что снижение скорости реакции даст больше времени для того, чтобы концентрации напряжений в композите, вызванные полимеризационной усадкой, смогли перераспределиться более равномерно за счет сохранения в течение более длительного времени текучести материала и возможности релаксации напряжений. Этот подход привел к разработке различных вариантов светоотверждающих аппаратов с «мягким стартом», в которых изменения мощности излучения отверждающего света от времени происходят по экспоненциальной, ступенчатой и колебательный (осциллирующей) зависимости (Рис. 2.2.18). Клиническая эффективность всех этих подходов пока остается предметом научных дискуссий, отраженных в публикациях.

 stomatologicheskoe materialovedenie_2.2.18.jpg

Рис. 2.2.18. Зависимости интенсивности светового потока от времени для аппаратов светового отверждения с «мягким стартом»

 

 Поскольку введение стеклянного наполнителя как средства снижения полимеризационной усадки, вероятно, уже дошло до своего логического конца, решение должно быть найдено или в разработке новых полимеров, которые будут давать очень малую усадку, или не будут давать ее совсем по завершении полимеризации. Целый ряд различных полимерных систем сейчас исследуются, но ни одна из них не дала еще практических результатов. Они включают жидкокристаллические мономеры и олигомеры, с раскрывающимися кольцами, такие как оксираны, спироорто-эфиры, спироорто-карбонаты и силораны, рассмотрение и обсуждение которых выходит за пределы нашего учебника. 

Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт

Похожие статьи
показать еще
 
Стоматология и ЧЛХ