Свойства стеклоиономерных цементов

15 Мая в 8:29 7886 0


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).

stomatologicheskoe materialovedenie_2.3.10.jpg

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).

  stomatologicheskoe_materialovedenie_table_2.3.1.jpg
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).

stomatologicheskoe materialovedenie_2.3.11.jpg

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.

stomatologicheskoe_materialovedenie_table_2.3.2.jpg

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

Похожие статьи
показать еще
 
Стоматология и ЧЛХ