Соединение полимерных материалов с керамикой

20 Июня в 9:15 5820 0


В недалеком прошлом цельнокерамические реставрации фиксировали только с помощью традиционных цементов, таких как цинк-фосфатный, цинк-поликарбоксилатный и стеклоиономерный цементы. Тогда прочность таких протезов под воздействием жевательных нагрузок зависела от прочности керамического каркаса.

Ситуация коренным образом изменилась с появлением методов крепления керамики с помощью полимерных материалов. Как и в случае зубной эмали, полимеры не обладают химическим сродством к керамике для создания адгезионного соединения с ней.

Непосредственное адгезионное соединение керамики с эмалью зуба с помощью полимерного композита стало возможным лишь в 1983 году в результате разработки и внедрения метода травления стоматологической керамики фтористоводородной кислотой, который был предложен Horn для фиксации виниров.

Создание исключительно надежного и механически прочного восстановления как передних, так и жевательных зубов стало возможным благодаря оптимальному сочетанию многих составляющих новой системы: адгезивности полимера к протравленной фосфорной кислотой эмали; способности специальных адгезивов соединяться с дентином; способности полимерных материалов соединяться с керамикой, обработанной фтористоводородной кислотой и силаном, и создания керамики с повышенной прочностью и ударной вязкостью (Рис. 3.6.2).

stomatologicheskoe_materialovedenie_3.6.2.jpg

Рис. 3.6.2. Схема поверхности раздела при адгезионной фиксации керамической вкладки. DBA H адгезив для дентина; HF H фтористоводородная кислота

Адгезионное соединение обладает способностью устранять дефекты поверхности, на которую наносится адгезив, при этом образуется переходный слой поверхности раздела с более высокой прочностью при разрушении. Для керамики это особенно важно, т.к. характеристики керамики под действием нагрузок в значительной степени зависят от прочности соединения со структурой зуба. Для обеспечения прочного химического соединения между полимерным композитным материалом для фиксации и керамикой применяется специальное связывающее вещество — аппрет. А это значит, что соединение полимерного материала с керамикой основано на результате травления керамики кислотой, которое создает микромеханическую ретенционную поверхность для аппрета, и на образовании химической адгезионной связи аппрета с протравленной поверхностью керамики.

Травление фтористоводородной (плавиковой) кислотой

Внутренняя поверхность керамических протезов, при их изготовлении на огнеупорных зуботехнических штампиках, обладает определенной шероховатостью после пескоструйной обработки, применяемой для удаления остатков огнеупорного формовочного материала. Травление фтористоводородной кислотой этой керамической поверхности, особенно такой как полевошпатная керамика, упрочненная лейцитом, еще более усиливает шероховатость поверхности за счет избирательного протравливания либо кристаллической фазы лейцита, либо фазы полевошпатного стекла.

В качестве примера на Рис. 3.6.3 показано изображение неоднородной поверхности упрочненной лейцитом керамики, полученное с помощью метода обратного рассеяния под растровым электронным микроскопом. Такую гетерогенность поверхности можно использовать путем избирательного травления того или другого компонента керамики фтористоводородной кислотой.

stomatologicheskoe_materialovedenie_3.6.3.jpg

Рис. 3.6.3

Результат этого травления представлен на Рис. 3.6.4, демонстрирующим большие возможности для микромеханического соединения поверхности керамики в результате удаления фазы лейцита. Полимер способен проникать в эти микроскопические пространства и создавать очень прочное соединение.

stomatologicheskoe_materialovedenie_3.6.4.jpg

Рис. 3.6.4. Поверхность упрочненной лейцитом керамики под растровым электронным микроскопом после ее травления фтористоводородной кислотой. Протравленная микрошероховатая поверхность — результат более быстрого растворения во фтористоводородной кислоте лейцита, чем стеклянной матрицы

При необходимости восстановления частично разрушившейся керамической реставрации в полости рта, поверхность керамики должна быть предварительно протравлена in situ раствором фтористоводородной кислоты для создания микромеханической ретенции. Следует отметить, что алмазным бором невозможно создать столь эффективную степень шероховатости, как этого можно достичь с использованием фтористоводородной кислоты.

Однако ее применение в полости рта требует большой осторожности в виду высокой токсичности кислоты. Для травления также могут применяться подкисленные фосфорнокислые фторидные гели, хотя длительное по времени травление недопустимо.

Фосфорная кислота для этих целей не пригодна, так как керамика высоко устойчива к воздействию этой кислоты, хотя ее можно применять в качестве эффективного средства для очищения поверхности.

Врач-стоматолог, решивший проводить травление керамики в полости рта с использованием фтористоводородной кислоты, должен быть осведомлен о следующем:

Фтористоводородная кислота является высокотоксичным веществом и требует крайне осторожного обращения. По завершении травления кислота должна быть полностью нейтрализована. Если это не сделано, кислота может протравливать и разрушать ткани полости рта и в более отдаленные сроки.

Гель фтористоводородной кислоты имеет тенденцию сползать с поверхности таким образом, что краевые области, особенно у виниров, могут быть не полностью протравлены. Это может привести к нарушениям краевой герметичности фиксации и сколу керамики.



Повреждение травящим веществом лабиально-десневого края винира может привести к накоплению в этом месте зубных отложений, воспалению десны и вторичному кариесу.

Связывающие вещества или агенты на основе силана - силановые аппреты

Проблему несовместимости двух материалов очень часто можно решать путем использования третьего материала, обладающего промежуточными свойствами. Пластмассы не обладают способностью химического соединения с керамической поверхностью, и в тоже время, приграничная поверхность между пластмассой и керамикой должна выдерживать напряжения, вызванные полимеризационной усадкой. Для преодоления этой проблемы может применяться специальное связывающее вещество — аппрет и в частности, силановое соединение — у-метакрилоксипропилтриметоксилан (у-МПТС).

При фиксации керамических реставраций полимерными адгезивами врачу-стоматологу следует провести обработку силаном поверхность керамики. Большое значение при этом имеет метод нанесения силана на поверхность керамики. В то время, как в идеальном случае для замещения на поверхности керамики силанольных групп Si — ОН на метакрилатные группы требуется нанесение на поверхность только одного монослоя силана, в реальных условиях получается значительно более толстый слой.

В действительности образуется промежуточная фаза, состоящая из множества слоев силана, содержащих большое количество олигомеров, которые непрочно соединяются с керамической поверхностью или пластмассой (Рис. 3.6.5).

stomatologicheskoe_materialovedenie_3.6.5.jpg

Рис. 3.6.5. Межфазный слой между стеклом и полимером, образованный нанесением силанового аппрета. (Модификация рисунка Chiang С, Koenig JL (1982) J Polym Sci: Polym Phys Ed 20: 2135 H 2143)

Это может нарушить гидролитическую стабильность соединения керамика-пластмасса. Для разрешения этой проблемы требуется просто тщательно промыть поверхности обработанной силаном керамики с целью удаления слабо связанных олигомеров. Такая обработка позволяет создать гидролитически устойчивое соединение с более высокой прочностью по сравнению с тем, когда силан просто наносят на поверхность и дают высохнуть.

Большинство наборов полимерных материалов для фиксации (полимерных цементов) в настоящее время поставляются вместе с силановым агентом или аппретом, который следует наносить непосредственно на очищенную внутреннюю поверхность виниров или вкладок, изготовленных в зуботехнической лаборатории, или использовать их для починки керамических реставраций.

До нанесения силана необходимо тщательно очистить керамические поверхности изопропиловым спиртом, ацетоном или фосфорной кислотой после примерки их во рту. Это необходимо сделать для удаления любых поверхностных загрязнений, включая слюну, которые помешали бы аппликации силанового связывающего агента.

Для некоторых силанов рекомендуется добавление фосфорной кислоты для того, чтобы прошел его гидролиз до нанесения на внутреннюю поверхность протеза (Рис.3.6.6). Большинство же аппретов изготавливаются из разбавленного раствора активированного силана в этиловом спирте. В этих случаях нет необходимости добавления раствора фосфорной кислоты, т.к. силан находится уже в гидролизованном состоянии, хотя это ограничивает срок хранения силанового аппрета.

stomatologicheskoe_materialovedenie_3.6.6.jpg

Рис. 3.6.6. Воздействие кислотой для активирования силана

Полимерные цементы

Полимерные цементы — самые важные составляющие системы, обеспечивающей связь между обработанной силаном керамикой и структурой препарированного зуба. Для соответствия эстетическим требованиям восстановления зубов керамическими винирами лучше всего применять для их фиксации полимерные материалы, обладающие превосходной эстетикой и прочностью. Полимерные материалы для фиксации представляют собой слабо наполненные композиты с небольшим размером частиц наполнителя для гарантии получения тонкой фиксирующей пленки. Эти композиты выпускаются в широком ассортименте цветовых оттенков и полупрозрачности, обеспечивая высокую эстетичность по краям реставрации.

Если первые виды полимерных цементов отверждали только видимым светом, то в настоящее время четко прослеживается тенденция применения как светоотверждаемых композиций, так и материалов с двойным механизмом отверждения. Это расширяет возможности применения полимерных материалов для фиксации не только виниров, но и вкладок. Данное положение связано с тем, что отверждаемые видимым светом композиты не затвердевают соответсвтующим образом при их применении для фиксации больших вкладок, поскольку свет не проникает на всю глубину вкладки. Подобным образом переход к использованию полимерных материалов для фиксации цельнокерамических коронок требует применения полимерных композитов двойного отверждения для гарантии полноты полимеризации фиксирующего материала.



Продукт Производитель

Calibra Dentsply, Констанц, Германия

Compolute ESPE, Зеефельд, Германия

Nexus Kerr UK Ltd, Peterborough, Великобритания

Variolink IvoclarHVivadent, Шаан, Лихтенштейн 


Клиническое значение

Возможность соединения полимерных адгезивов с керамикой путем обработки поверхности фтористоводородной кислотой и силановым аппретом расширила применение керамики в восстановительной стоматологии.

Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт

Похожие статьи
показать еще
 
Стоматология и ЧЛХ