Цинк-фосфатные цементы

19 Июня в 9:50 12355 0


Цинк-фосфатный цемент один из первых цементов, появившихся в стоматологической практике, который широко используется и по настоящее время. Этот цемент представляют собой белый порошок, который смешивается с прозрачной жидкостью. Порошок в основном состоит из оксида цинка с добавлением около 10% оксида магния, жидкость представляет собой 45 - 64% фосфорную кислоту. 

Форма выпуска

Порошок

Порошок обжигается при температуре выше 1000Т в течение нескольких часов для снижения его реактивности и обеспечения соответствующего рабочего времени и времени твердения цемента; материал, не прошедший обжига, затвердевал бы слишком быстро.

Оксид магния добавляется для придания цементу белого цвета, для придания порошку оксида цинка большей рыхлости, а также для повышения прочности цемента на сжатие. Другие оксиды (такие как оксид кремния и алюминия) добавлялись в небольших (до 5%) количествах для улучшения механических свойств затвердевшего материала и обеспечения ряда цветовых оттенков.

Некоторые составы содержат фториды (обычно в виде небольшого процента фторида олова), и в основном рекомендуются к применению в случаях, где особенно показано присутствии фторида, например, при фиксации ортодонтических приспособлений.

Жидкость

Жидкость буферируется добавкой оксидов, присутствующих в порошке, и гидроксидом алюминия, которые служат для образования в ней фосфатов. Цинк является существенным элементом для реакции образования цемента, в результате реакции образуется аморфный фосфат цинка, в то время как алюминий снижает скорость реакции, гарантируя необходимую продолжительность рабочего времени цемента. Получение требуемого рабочего времени зависит также от соблюдения соотношения порошок-жидкость.

Реакция твердения

При смешивании оксида цинка с водным раствором фосфорной кислоты, поверхностный слой частиц порошка растворяется кислотой и сначала образуется кислый цинкфосфат:

За этим следует дальнейшая реакция, при которой, во второй фазе процесса, образуется гидратированный фосфат цинка:

Это вещество практически не растворимо и кристаллизируется с образованием фосфатной матрицы, которая связывает вместе не вступившие в реакцию частицы оксида цинка. Реакция слегка экзотермична, сопровождающаяся некоторой усадкой цемента.

Полагают, что присутствие алюминия в коммерческих марках цемента предотвращает процесс кристаллизации, образуя таким образом стеклянную матрицу в форме алюмофосфатного геля. Присутствие магния, также сдерживает кристаллизацию, т.к. присутствие этого элемента препятствует кристаллизации любого вида. Со временем все-таки может проходить некоторая кристаллизация с образованием кристаллов хопеита.

Несвязанная вода образует глобулы в цементе и делает его высокопроницаемым, поэтому высушенный материал пористый. Окончательная структура цемента — это частицы непрореагировавшего оксида цинка в матрице, состоящей из фосфатов цинка, магния и алюминия.

Свойства

Обобщая накопленный опыт применения цинк-фосфатного цемента, можно отметить, что этот фиксирующий материал являлся и является одним из широко используемых материалов, демонстрируя превосходные клинические результаты. Данный цемент имеют четко необходимое рабочее время и быстрое время твердения.

Рабочее время и время твердения

Рабочее время для большинства марок цинкфосфатного цемента при его применении для фиксации обычно составляет около 3 — 6 минут. В зависимости от методики замешивания, время твердения может варьироваться от 3 до 14 минут.

В зависимости от назначения цемент замешивают или густой консистенции, если его применяют как прокладочный материал, или жидкой — когда цементом фиксируют несъемные зубные протезы.

Порошок и жидкость цемента смешивают, постепенно добавляя порошок в жидкость, сначала мелкими порциями, а затем порции увеличивают. В конце смешивания опять добавляют порошок мелкими порциями, чтобы быть спокойным, что консистенция смеси не станет гуще, чем требуется.

Увеличения рабочего времени и времени твердения можно достичь при смешивании порошка и жидкости на большей площади пластины. Это помогает отводить теплоту реакции, которая в противном случае ускоряет твердение цемента. Наоборот, быстрое введение всего количества порошка в жидкость уменьшит как рабочее время, так и время твердения. В результате будет получена густая смесь с низким показателем соотношения порошок-жидкость из-за того, что процесс твердения начнется слишком рано. Малое содержание порошка в смеси приведет к низкому качеству цемента. Применяя для смешивания охлажденную стеклянную пластину, можно увеличить рабочее время, одновременно сохраняя прежнее время твердения. Такая методика дает еще преимущество, заключающееся в том, что позволяет ввести в жидкость большее количества порошка, повышая тем самым прочность и снижая растворимость материала.

Однако следует проявлять большую осторожность при использовании этой методики смешивания, поскольку существует опасность попадания дополнительного количества воды в смесь с поверхности пластины либо из-за недостаточного ее высушивания, либо из-за конденсации на ней влаги. В обоих случаях рабочее время будет уменьшаться. Сочетание в методике смешивания цемента применения охлажденного стекла и дозированного процесса добавления порошка в жидкость гарантирует необходимое рабочее время. Процесс смешивания должен быть закончен за 60-90 секунд.

Время твердения можно увеличить с помощью так называемого способа гашения жидкости, при котором небольшое количество порошка добавляется в жидкость за минуту до начала основного процесса смешивания.

Консистенция пасты зависит от соотношения порошок-жидкость, и важно соблюдать точное соотношение этих компонентов, исходя из конкретного назначения цемента в клинике. Например, слишком низкое соотношение порошок-жидкость будет причиной получения непрочного и высоко растворимого материала с неприемлемо низким показателем рН. Необходимо иметь в виду, что иногда на практике трудно следовать рекомендациям производителя по оптимальному соотношению порошок-жидкость, поскольку существующие способы дозирования компонентов не очень точные.

Следовательно, большинство стоматологов предпочитают вводить такое количество порошка в жидкость, чтобы получить консистенцию материала, соответствующую конкретному назначению его в клинике. Такое положение делает еще более важным принятый порядок действий и воспроизводимость процесса смешивания цемента.

Жидкость хранится в закрытом флаконе. Если флакон держать открытым, потеря воды в результате ее испарения понизит уровень рН жидкости, и она станет более концентрированной, что, как правило, приводит к замедлению процесса твердения. При мере испарения и потери воды фосфорная кислота начнет отделяться от раствора, и жидкость приобретет мутный вид. В этом случае, жидкость становится непригодной для применения.

При использовании цемента в качестве материала для фиксации важно не дозировать порошок и жидкость заранее, помещая их на стеклянную пластинку раньше, чем это необходимо, поскольку вода может испариться, и это замедлит реакцию твердения. Не следует также оставлять надолго смешанный материал, так как реакция твердения начинается практически сразу же после смешивания. Если пасту оставить на долгое время, ее вязкость может увеличиться до такой степени, что материал уже не будет обладать необходимой текучестью.



Биосовместимость

Свежая смесь цинк-фосфатного цемента имеет показатель рН в диапазоне 1,3-3,6. Этот низкий показатель может сохраняться в течение значительного времени и потребуется около 24 часов, чтобы рН достиг нейтрального уровня.

При помещении цемента на препарированный в значительной степени зуб низкий первоначальный уровень рН может вызвать воспалительную реакцию пульпы. Это особенно опасно, если есть подозрения вскрытия пульповой камеры даже на микроучастках. Следует помнить, что, чем смесь более текучая, тем ниже будет уровень рН, и тем дольше времени потребуется для достижения цементом нейтрального уровня рН.

Цинк-фосфатный цемент не обладает антибактериальными свойствами, это означает, что в сочетании с незначительной усадкой при твердении, он не обеспечит идеального барьера для проникновения бактерий. Таким образом, чувствительность пульпы, связанная с применением этого материала, может быть обусловлена сочетанием таких свойств цемента, как усадка при твердении, отсутствие антибактериального действия и повышенной кислотностью в начальный момент помещения смеси, а не только одной кислотностью, как это принято считать.

Пациент может испытывать некоторые болезненные ощущения во время процесса цементирования. Они могут быть вызваны как низким уровнем рН цементной смеси, так и осмотическим давлением, вызываемым движением жидкости через дентинные канальцы. Как правило, такие ощущения носят временный характер и исчезают в течение нескольких часов. Наличие постоянного раздражения пульпы может быть вызвано применением слишком жидкой смеси цемента.

Процесс твердения цинк-фосфатного цемента требует значительного времени и в течение первых 24 часов наблюдается существенное выделение магния с небольшим количеством цинка. Какой биологический эффект могут оказать присутствие этих разных ионов на окружающие ткани, остается пока неизвестным.

Механические свойства

Механические свойства материала, как и все другие, находятся в тесной зависимости от соотношения порошок-жидкость в цементе. Прочность на сжатие может варьироваться от наименьшего показателя 40 МПа до 140 МПа. Между соотношением порошок-жидкость и прочностью на сжатие существует линейная зависимость.

  В течение первых 10 минут проявляется быстрый рост прочности цемента, которая достигает величины 50% от конечной прочности. Затем она возрастает более медленными темпами, достигая конечного показателя примерно через 24 часа. Цемент чрезвычайно хрупок, о чем свидетельствует его очень низкий предел прочности на разрыв, находящийся в пределах 5-7 МПа. Модуль упругости приблизительно равен 12 ГПа, который близок к величине модуля упругости дентина. 

Консистенция и толщина пленки фиксирующего материала

Для гарантии хорошей припасовки реставрации с помощью цинк-фосфатного цемента в качестве фиксирующего материала большое значение имеет способность цемента образовывать очень тонкую пленку.

После смешивания порошок частично растворяется в кислоте так, что конечный размер частиц порошка, оставшихся в структуре затвердевшего цемента, колеблется от 2 до 8 мкм. Поскольку смесь легко растекается, можно добиться толщины пленки менее 25 мкм. Это соответствует целям цементирования, но толщина слоя во многом зависит от применяемой методики смешивания.

Вязкость смеси с течением времени повышается весьма быстро. За пару минут вязкость может уже быть довольно высокой, хотя сам материал еще довольно «управляем». Тем не менее, не рекомендуется откладывать цементирование коронок, поскольку повышенная вязкость, а следовательно более густая смесь, может привести к существенному утолщению слоя цемента и, следовательно, к неудовлетворительной фиксации реставрации.

Растворимость

Важным показателем является растворимость цемента, особенно при его использовании в качестве материала для фиксации. Растворимость материала влияет на краевую проницаемость вокруг реставрации, коронки или вкладки, и приводит к проникновению бактерий. Это может вызвать как ослабление крепления реставрации, так и, что более вероятно, стимулировать возникновение вторичного кариеса.

В течение первых 24 часов после затвердевания цемент обладает высокой растворимостью в воде, потеря материала может колебаться в пределах от 0,04 до 3,3% (допустимый верхний предел 0,2%). После этого времени растворимость значительно понижается. В целом, уровень растворимости в значительной степени зависит от соотношения порошка к жидкости при смешивании цемента, и чем выше этот показатель, тем стабильнее цемент.

По завершении конечной стадии затвердевания материал становится слаборастворимым в воде, (сохранив способность к некоторому выделению ионов цинка и фосфатов), но остается восприимчивым к действию молочной кислоты. Поскольку до окончательного затвердевания проходит какое-то время, важно исключить чрезмерного воздействия на цемент ротовых жидкостей.

Фторидсодержащие цементы обладают свойством постоянного выделения фторидов в течение длительного времени. Поглощение фторидов окружающей эмалью снижает вероятность ее деминерализации и особенно при использовании ортодонтических аппаратов.

Практическое применение

Чаше всего цинк-фосфатные цементы применяются в качестве материала для фиксации при цементировании металлических, металлокерамических коронок и мостовидных протезов, хотя его также используют в других целях, таких как фиксация ортодонтических аппаратов, а также в качестве материала для временных пломб.

Эти цементы демонстрируют ряд положительных качеств; они:

• легко смешиваются • обладают четким (острым), хорошо определяемым твердением • имеют достаточно высокую прочность на сжатие, которая позволяет выдерживать нагрузки, возникающие при конденсации амальгамы • являются дешевым продуктом.

Легкость в работе или технологичность, а также их приемлемые свойства при креплении несъемных зубных протезов, сделали цинк-фосфатные цементы очень популярными материалами среди стоматологов-практиков на протяжении целого века.

Однако эти цементы имеют также и следующие недостатки:

• могут оказывать раздражающее действие на пульпу зуба из-за низкого уровня рН
• не обладают антибактериальным действием
• хрупкие
• не обладают адгезионными свойствами
• относительно растворимы в среде полости рта.

Эти факторы могут оказывать влияние на возникновение вторичного кариеса при фиксации литых конструкций зубных протезов.

Клиническое значение

Цинк-фосфатные цементы применялись более ста лет и, несмотря на их недостатки, ими будут пользоваться многие годы и в будущем для цементирования металлических и металлокерамических реставраций.

Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт

Похожие статьи
показать еще
 
Стоматология и ЧЛХ