Вы здесь

Физико-механические свойства акриловых пломбировочных материалов

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АКРИЛОВЫХ ПЛОМБИРОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Тепловые процессы. Известно, что процесс полимеризации быстротвердеющих пластмасс сопровождается экзотермической реакцией и идет с выделением тепла, которое является одним из определяющих факторов, влияющих на процесс отвердения массы.

Чем больше выделяется тепла при реакции, тем больше молекулярная масса полимера, а следовательно, и его физико-механические показатели. С увеличением степени полимеризации повышаются прочность на сжатие, поверхностная твердость, устойчивость к влаге и другие свойства, однако при подъеме температуры выше точки кипения мономера (100, 2°С) в массе могут образовываться поры, раковины и даже может происходить деструкция полимера. В то же время при недостаточном разогреве и низком пике полного отвердения массы не наступает. В результате полученный материал имеет короткие полимерные цепи, повышенное содержание остаточного мономера, низкие показатели прочности и преждевременно стареет.



Исходя из сказанного очевидно, что изучение и знание динамики подъема температуры во время полимеризации пластмассовых пломб имеют большое практическое значение. Подъем температуры при полимеризации самотвердеющих пластмасс зависит от тех же факторов, что и скорость полимеризации. Но в отличие от скорости полимеризации на подъем температуры большое влияние оказывает объем полимеризующейся массы.

Необходимое количество и природа инициатора и активатора, дисперсность порошка и его молекулярная масса, соотношение полимер: мономер регулируются в процессе производства на заводе, и их оптимальное решение предусматривается в технических условиях и инструкциях. То, что приводит к ускорению реакции, способствует и большему выделению тепла. Начальная температура мономера и полимера соответствует температуре помещения, в котором проводят работу. Обычно эта температура колеблется от 20 до 23°С.

Наименее изучены в условиях клиники два последних фактора — температура окружающей среды во время полимеризации и объем полимеризующейся массы, хотя известно, что разогрев массы тем выше, чем выше окружающая температура и больше объем массы. При пломбировании зубов эти два фактора диктуются условиями клиники. В отечественной литературе не было работ, касающихся изучения динамики разогрева пластмассы при температуре полости рта и в объеме, равном среднему объему пломбы, несмотря на очевидную важность таких исследований. Этот факт объяснялся отсутствием точной и тонкой методики.

Применявшаяся на заводах зубоврачебных материалов методика определения температуры в пластмассах, предназначенных для пломбирования зубов, имеет ряд существенных недостатков. Так, для таких исследований берут 3 г и более порошка полимера, что во много раз превышает массу и объем пломбы. Далее испытуемый материал помещают в целлофан и с помощью ртутного лабораторного термометра, расположенного в центре массы, измеряют температуру через определенные промежутки времени. Однако полученные в лаборатории результаты не отражают истинной картины тепловых процессов, происходящих в пломбах в условиях полости рта, из-за наличия значительной термической инертности и высокой тепловой емкости термометра (вследствие его большой массы по сравнению с объемом исследуемого материала).

С учетом недостатков описанной выше методики и одновременно важности изучения динамики тепловых процессов в полимеризующейся массе в ЦНИИС была разработана новая более объективная, но в то же время простая и общедоступная методика.

В качестве термоприемника была использована медь-константановая термопара. Этот вид термопар широко применяется у нас в стране для измерения температур от —100 до + 300°С. Медная и константа-новая проволока общедоступна, достаточно дешевая, имеет хорошую термоэлектрическую характеристику и отличается термоэлектрической однородностью. Опыт работы показал, что наиболее приемлем диаметр проводников 0,15—0,2 мм.

Температуру измеряли с помощью индивидуально градуированных термопар. Градуировку их производили по двум точкам: O0C (с использованием сосуда Дьюара) и 1000C (с использованием гипсометра). В качестве измерительного прибора применяли различные типы потенциометров постоянного тока (КП-5.9 или ИПП-63). Исследования проводили на удаленных зубах, в которых формировали полости, соответствующие по глубине поверхностному, среднему и глубокому кариесу. Температура окружающей среды во время измерений была 35°С. Температуру зубов перед опытом также доводили до 35°С. Зуб и термопару, погруженную в полость на необходимую глубину, закрепляли в специальном держателе. Время от момента смешивания порошка и мономера до заполнения полости зуба и начала измерения было постоянным в опытах и составляло 2 мин. Температуру измеряли с интервалом 15 с. При исследовании использовали препарат норакрил-65.

Прежде всего было решено с помощью термопар проверить истинную температуру, развивающуюся при полимеризации норакрила-65 при заводском методе измерения (3 г порошка и 1,5 мл жидкости). Оказалось, что если по лабораторному термометру температурный пик находится в пределах 85± 5°С, то термопара показывала 112±2СС. Таким образом, видна значительная разница в получаемых заводских данных и действительной температурой, определяемой с помощью термопары.

Чтобы приступить к определению температуры разогрева в пломбе, прежде всего необходимо было выяснить массу и объем пломб. В результате измерений было установлено, что масса пломб колеблется от 10 мг при поверхностном кариесе до 200 мг при глубоком. Всего было произведено 120 измерений температуры в пломбах массой 10—30, 80—100 и 180—200 мг при толщине пломб соответственно 1,5; 3 и 5 мм.

Результаты исследований показали, что подъем температуры в больших пломбах колеблется от 54,4 до 59,5°С, в средних —от 42,3 до 46,3°С и в малых — от 37,3 до 39°С (рис. 6).

рис. 6 Величина температурного пика в зависимости от размера пломбы при поверхностном кариесе(1), при срединном кариесе (2) и при глубоком кариесе

В процессе измерений были получены новые сведения, представляющие практический интерес. Так, было выявлено, что температура, развивающаяся в больших и средних пломбах, одинакова в центре и у дна, но самая низкая у поверхности. Это можно объяснить тем, что слой пластмассы над термопарой и дентина у дна задерживает тепло в связи с их плохой теплопроводностью, тогда как у поверхности пломбы идет большая отдача тепла. В малых пломбах вся масса имеет одинаковую температуру.

Различие в температуре у дна и поверхности достигало для больших пломб 10±2°С, для средних 5±1°С. Это уменьшение температуры, в какой-то мере обусловливающее значительное ухудшение свойств пломбы в поверхностном слое, наблюдалось на глубине около 1 мм. Чтобы избежать этого и добиться оптимальной температуры разогрева, необходимой для полного процесса полимеризации, целесообразно было увеличивать наружный слой пломбы, т. е. завышать ее да толщину 1—2 мм с тем, чтобы после отвердения сошлифовать излишек пластмассы.

Мы поставили перед собой задачу определить возможное влияние температуры, развивающейся в пломбе, на пульпу зуба, особенно при глубоких кариозных  полостях. Для этого в удаленных зубах формировали «глубокие» и «средние» полости, затем в одной точке (со стороны полости) вскрывали полость зуба и помещали туда термопару. Для лучшего теплового контакта в пульпу вводили вазелиновое масло. Далее «кариозную» полость зуба выстилали фосфат-цементной прокладкой, как это обычно делается в клинике, и заполняли пломбой из пластмассы. Запись подъема температуры вели одновременно со стороны пульпы и с центра пломбы (рис.7).

рис. 7 Схема измерения температуры в пломбе и пульпе зуба

В результате этих измерений было определено, что при пломбировании глубоких полостей температура в пульпе зуба может повышаться от 39,1 до 41,2°С.

Мы считаем, что при наложении пластмассовых пломб в глубоких полостях цементная прокладка (или накладываемая лекарственная прокладка) достаточна для предохранения пульпы от вредного действия температуры, развивающейся при полимеризации пломбы. При наложении пломбы в полостях со средним кариесом температура в пульповой камере поднималась до 37,5—38,5°С. При поверхностном кариесе, как и следовало ожидать, температура в полости зуба не повышалась.

Таким образом, по нашим данным, в случае правильного наложения прокладки температура, развивающаяся при полимеризации пластмассовых пломб, не оказывает вредного влияния на пульпу.

Полученные данные о температуре в полимеризующейся пластмассовой пломбе позволяют глубже понять процессы, происходящие в ней в условиях полости рта. Так, установлено, что при полимеризации норакрила-65 в кариозных полостях пломбы развивается относительно невысокая температура, которая не отвечает оптимальным условиям химизма процесса полимеризации, и следовательно, этот процесс протекает неполно, что сказывается на качестве и прочности будущей пломбы.

Усадка. Одним из основных недостатков акриловых пломбировочных материалов является значительная величина их усадки, достигающая 6—7% объема смеси полимера с мономером. На первый взгляд может показаться, что такая величина усадки исключает возможность применения этого материала для пломб, однако это не так.

Уменьшение объема (усадка) смеси происходит за счет мономера в результате соединения отдельных его молекул в полимерные цепи, тогда как частицы полимера (порошка) усадки не дают, а поэтому в полимер-мономерной композиции для пломбирования способствуют снижению усадки.

Известно, что при блочной полимеризации чистого метилметакрилата усадка достигает 20%, т. е. мономер уменьшается в объеме на 1/5- В полимер-мономерной композиции мономер составляет 1/3 часть (33%), поэтому при полимеризации уменьшение его в объеме на  1/5 приводит к общей усадке всей массы на 6—7% (33:5). Чем больше в композиции мономера, тем больше усадка, и наоборот. В связи с этим соотношение мономер — полимер при замешивании имеет весьма важное значение. Количество мономера должно быть минимальным. В то же время оно' должно быть достаточным для хорошего набухания гранул полимера и склеивания их в монолитную твердую массу. Указанное в инструкции соотношение мономера и полимера 1 : 2 является оптимальным. Усадка при таком соотношении составляет 6—7%.

Ввиду того что основная роль в усадке принадлежит мономеру, естественно предположить, что при наличии в пластмассе после ее отвердения остаточного мономера процесс усадки не заканчивается. Таким образом, уменьшение объема пластмассы происходит в два этапа: 1) при переходе массы из жидкого состояния в твердое; 2) после отвердения массы в результате частичной полимеризации остаточного мономера. Безусловно, наибольшая величина усадки связана с моментом затвердения массы.

Исходя из сказанного, можно объяснить имеющиеся в литературе противоречия. Одни авторы, говоря об усадке, имеют в виду момент отвердения, другие изучали усадку пластмассы после ее отвердения, т. е. уменьшение объема в результате частичной полимеризации остаточного мономера. Первые приводят цифры 5—7%, вторые — десятые доли процента.

Несмотря на такую большую величину усадки (5— 7%), акриловые пломбировочные материалы находят широкое распространение. Это связано с тем, что специальные приемы пломбирования позволяют значительно снижать (компенсировать) усадку материала. Кроме того, абсолютная величина усадки в случае малого количества материала, применяемого для пломбы, получается незначительной.

Существенное снижение усадки достигается применением давления в процессе полимеризации. Так, В. И. Митина показала, что если по мере полимеризации массы производить на нее давление, то усадка почти не определяется. Однако уменьшение усадки пломбы в полости рта путем давления на нее — очень трудная и не всегда выполнимая задача.

Для компенсации усадки в клинике предложен ряд методов, рассчитанных на создание условий для направленной усадки. F. N. Nealon предложил кисточковую методику. Кончик маленькой узкой кисточки погружают в мономер и затем на короткое время в порошок. На кисточке остается небольшое количество крупинок полимера, которые смачиваются монометром с кисточки. При помощи кисточки эти частички полимера вносят на дно полости зуба, и там образуется тонкий слой. Через 40—60 с операцию повторяют и так до заполнения всей полости. Описанный метод требует материала с замедленным. периодом инициирования, поэтому лучшие результаты дают полимерные материалы аминоперекисного типа.

Разновидностью рассмотренного способа является способ пломбирования, при котором пломбу создают последовательным внесением отдельных более крупных порций материала. Для предотвращения слоения каждую последующую порцию смачивают мономером. Хорошие результаты при работе с аминоперекисными смолами дает метод, при котором на дно полости вносят инициатор, а затем в состоянии геля пластмассу. Инициатор вызывает вначале полимеризацию нижележащих слоев геля и тем самым создает направленную внутрь полости усадку.

Адгезия. Важной характеристикой полимерного пломбировочного материала является его адгезивность. Пластмасса не имеет химического сродства к тканям зуба, поэтому здесь возникает в основном механическая адгезия за счет неровной поверхности стенок кариозной полости зуба.

В полости рта адгезия тесно взаимосвязана с усадкой. Она уменьшает величину усадки, придает ей направленный характер. Усадка идет внутрь полости за счет свободной поверхности.

Хотя адгезия материалов эффективна только на ранних стадиях полимеризации (в дальнейшем она снижается за счет водопоглощения, температурных колебаний и др.), однако эта начальная прилипаемость играет важную роль в сохранении плотного прилегания пломбы. Поэтому в процессе полимеризации не происходит отрыва пломбы от стенок полости зуба, несмотря на значительную величину усадки.

Для повышения величины адгезии в состав пластмассы вводят полистирол, метакриловую кислоту, а также вещества, способствующие некоторому растворению поверхностного слоя дентина. В этом случае происходит частичная диффузия пластмассы в подлежащий слой дентина.

Большое влияние на силу прилипания пластмассы оказывает ее состояние в момент пломбирования. Так, наибольшая (максимальная) адгезия наблюдается в период набухания массы, а при переходе в упругое состояние прилипание ее резко снижается.

Следует указать, что получаемые в лабораториях величины не дают полного представления об адгезии этого материала в полости рта. Результаты, получаемые в отрыве от условий полости рта, являются статичными. Под воздействием жевательного давления, влаги, температурных колебаний в полости рта величина адгезии быстро уменьшается.

Для определения адгезионной прочности соединения пломбировочных материалов с твердыми Тканями зуба нами была разработана оригинальная методика. Испытание осуществляли на приборе «Динстат» (ГДР). Размеры испытуемого образца составляли: длина 15 мм, ширина 10 мм, толщина 4 мм. Образец состоит из двух половин: основы и испытуемого материала (рис. 8).

рис. 8 Схема проведения испытания на адгезионную прочность пломбировочного материала

В качестве основы использовали дентин зуба (рис. 8,а). При изготовлении образца основу дополняли равным по размеру объемом пломбировочного материала (рис. 8,б). Перед нанесением пломбировочного материала поверхность зуба тщательно обезжиривали эфиром и сушили теплым воздухом. После соединения испытуемого материала с основой (в специальной фторопластовой форме) образец в зависимости от цели испытания помещали в сухие или влажные условия на различные сроки при температуре 37°С. Методика испытания и расчет полученных данных аналогичны испытанию на статический изгиб. Она подробна описана в инструкции, прилагаемой к прибору. За меру адгезии принимается напряжение при изгибе в момент разрушения образца по месту контакта. Эта методика позволяет использовать образцы малых размеров, близкие по объему к пломбе. Напряжение в испытуемых образцах при такой методике более соответствует условиям полости рта, чем при распространенном в настоящее время методе одновременного отрыва, особенно в полостях II и IV классов. Предложенная методика является более простой и доступной.

Результаты испытаний показали, что прочность адгезионного соединения с твердыми тканями зуба у норакрила-65 составляет через 24 ч у сухих образцов около 96кгс/см2.

Однако при выдержке образцов в воде адгезия быстро падает и за тот же период времени составляет только 8—10 кгс/см2.    

Водопоглощение. Значительное влияние на свойства полимерных пломбировочных материалов оказывавает их способность поглощать влагу.

Попадание влаги в полимеризующийся материал пломбы нежелательно. Водопоглощение при применении аминоперекисных самотвердеющих акриловых материалов приводит к ускорению процесса полимеризации. Сокращение времени затвердения затрудняет процесс наложения пломбы. Если полимеризация пластмассы инициируется производными сульфиновой кислоты, влага может растворить часть инициатора и это приводит к ухудшению качества пломбы. Кроме того, попадание воды в пломбу до окончания ее полимеризации приводит к повышению процента остаточного мономера. Таким образом, в процессе пломбирования важно следить за тем, чтобы слюна не попала в кариозную полость и на пломбу до окончания ее отвердения.

Отрицательное действие оказывает влага на материал и после его отвердения. Так, абсорбция воды уменьшает прочность материала при растяжении, изгибе, снижает теплостойкость и в то же время увеличивают хрупкость и податливость материала.

Водопоглощение ведет не только к изменениям физико-механических свойств пластмассы, но и к объемным изменениям. Некоторые авторы считают водопоглощение и связанное с ним расширение пломбы полезным, так как этим частично компенсируется полимеризадионная усадка. Однако в полости рта происходят периодическое водопоглощение и высыхание, при которых пломба вновь сокращается. Вследствие таких расширений и сокращений пломбы возникает напряжение на границе между пломбой и стенкой полости, что снижает адгезию и приводит к образованию краевой щели. Помимо этого вода, проникая в межмолекулярное пространство, вызывает специфическое напряжение в собственной структуре пластмассы.

Определенный интерес для характеристики водопоглощения акриловых пломб представляют наши данные изучения результатов микротвердости образцов в зависимости от условия их хранения (в сухом или влажном состоянии).

Известно, что вода, проникая в массу между макромолекулами, приводит к снижению величины микротвердости. Изучение динамики снижения микротвердости во времени позволяет судить о скорости диффузии воды.

При изучении больших пломб толщиной 5 мм не определяются различия в микротвердости образцов сухих пломб и хранившихся в изотоническом растворе хлорида натрия даже через неделю. Следовательно, вода не смогла диффундировать в пластмассу за неделю на 2,5 мм (так как диффузия идет одновременно с двух сторон образца). У средних пломб толщиной 3 мм через 2 ч и сутки различия также нет, но через неделю наблюдается заметное снижение микротвердости влажных образцов с 21,2 до 17,6 кгс/мм2. Оказалось, что за неделю вода проникает в пластмассу на глубину около 1,5 мм.

Еще более убедительно этот эффект заметен на маленьких пломбах толщиной 1,5—2 мм. Здесь уже через сутки имеется значительное снижение микротвердости у влажных образцов с 20,1 до 16,1 кгс/мм2, а через неделю снижение оказалось еще большим — с 20,8 до 15,5 кгс/мм2. Это позволяет понять причину частого выпадения маленьких пломб в клинике. В связи с их небольшой толщиной происходит диффузия жидкости во всем объеме массы, что резко ослабляет адгезию этих пломб и обусловливает их выпадение.

Приведенные данные свидетельствуют об отрицательном действии влаги на показатели прочности полимерного материала как в момент полимеризации, так и после затвердения материала.

Результаты испытаний показали, что водопоглощение норакрила-65 составляет около 4%.



Основные показатели —прочности норакрила-65 представлены в табл. 5.

табл. 5 Физико- механические свойства полимерных пломбировочных материалов

Как видно из этой таблицы, норакрил-65 по ряду показателей уступает другим пломбировочным материалам (прочность при сжатии, водопоглощение и др.).
Относительно низкий модуль эластичности и низкая твердость акрилатов приводят к текучести материала. Под воздействием длительной, постоянной жевательной нагрузки деформируется пломба, образуется краевая щель и создается возможность вторичного кариеса. Холодная текучесть составляет для акрилатов 3—5%, а постоянная текучесть — 2±0,5%. Все это свидетельствует о том, что акриловые пломбы не следует использовать в местах с большой жевательной нагрузкой.

В то же время следует отметить высокие показатели прочности акрилатов на изгиб (600—700 кгс/см2), которые превосходят показатели для цемента и близки к амальгаме (соответственно 100 и 700 кгс/см2). Это говорит о хрупкости цементов, которые менее успешно могут применяться в местах, где необходима прочность на изгиб. Благодаря этому пластмассовые пломбы, например, с успехом применяются в полостях IV класса.

Положительным свойством пластмассы является малая растворимость по сравнению с цементами. Это особенно важно для косметичности, но это же качество имеет и отрицательные стороны. Так, неплотные, рыхлые края пломбы не растворяются, как у цементов, а ломаются, что приводит к образованию ретенционных пунктов, где происходит задержка пищи и микроорганизмов, обусловливая развитие вторичного кариеса.

Данные механических испытаний свойств пластмассы обычно получают на образцах через определенное время после их изготовления (сутки, неделю и др.), тогда как непосредственно после затвердения и в течение первых 24 ч пластмасса имеет значительно худшие показатели прочности. Это можно проиллюстрировать результатами, полученными нами при изучении микротвердости пластмассы норакрил-65 в динамике по времени на сухих образцах. Для исследования был применен отечественный прибор ПМТ-3.

В связи с тем что температура разогрева при полимеризации у поверхности образца ниже, чем в Центре, а также в связи с включением в поверхность пластмассы влаги, воздуха и испарением мономера определение микротвердости проводили в центре пломбы. Это позволяло проводить испытания в более идентичных условиях, а следовательно, получить сравнимые данные измерения. При этом пластмассовый образец (пломбу) раскалывали крампонными щипцами по центру, затем шлифовали круговыми движениями на влажном наждачном круге или наждачной бумаге, зернистость которой постепенно уменьшали.

Микротвердость пломб сразу после отвердения значительно ниже (13,5 кгс/мм2), чем конечные результаты через сутки и неделю (18 и 20 кгс/мм2). Это связано с тем, что процесс полимеризации не заканчивается непосредственно после отвердения, а интенсивно продолжается в первые 24 ч. В связи с этим мы считаем, что для объективной оценки пломбировочного материала необходимо ввести понятие «начальная прочность», характеризующее свойства его сразу после отвердения. Это важно для определения свойств пластмассовой пломбы в тот момент, когда мы отпускаем больного, а также это позволит судить об изменении этих свойств и достижении оптимальных качеств пломбы через определенный промежуток времени.

На величину прочности большое влияние оказывает температура разогрева при полимеризации. Чем выше температура, тем больше молекулярная масса полимера и выше его физико-механические показатели. Это подтверждают данные определения микротвердости. Так, если микротвердость пломб с температурой разогрева от 38,1 до 53,4°С (в зависимости от объема пломб) сразу после отвердения составила 13,1 —13,5 кгс/мм2, то с повышением температуры разогрева пластмассы до 110—114°С величина микротвердости повышалась и составляла около 20 кгс/мм2.

Таким образом, знание химических и механических свойств акрилового пломбировочного материала помогает правильно применять его в клинике.

Краевое прилегание. Одним из важнейших показателей качества пломбы является надежность ее краевого прилегания к стенкам кариозной полости. Многочисленные клинические и экспериментальные наблюдения показали, что с течением времени вокруг пластмассовых пломб обнаруживается щель. Она определяется по измененной в цвете каемке вокруг пломбы и зондированием. В результате развивается вторичный кариес, происходят хроническая интоксикация пульпы и изменение цвета всей пломбы. Образование щели между пломбой и стенкой зуба связано с усадкой, водопоглощением, отсутствием бактерицидности, высоким коэффициентом теплового расширения и др. Нарушению краевого прилегания во многом способствует наличие в полости рта температурных колебаний, связанных с приемом холодной и горячей пищи. Эти колебания происходят в интервале от 4 до 60°С.

Существуют различные методы изучения краевого прилегания пломб: с помощью микроорганизмов, красителей, давлением воздуха и радиоактивными изотопами.

С целью изучения плотности краевого прилегания различных видов пломб нами был использован радиоизотопный метод как наиболее чувствительный, наглядный и хорошо согласующийся с данными, получаемыми в клинике. Изучены пломбировочные материалы: силиции, норакрил-65, серебряная амальгама и галлодент-М. В качестве проникающего субстрата применяли 45Ca. Указанными пломбировочными материалами заполняли полости V класса премоляров. Подробно методика описана в работе Д. М. Каральника и соавт.

У всех изученных пломбировочных материалов оказалась различная степень краевой проницаемости. При исследовании краевой проницаемости у пломб, наложенных без прокладки, наибольшая проницаемость отмечалась у пломб из норакрила-65. Проникновение 45Ca наблюдалось по краю пломб с интенсивным включением в дентин и далее в пульпу. У пломб из амальгамы проникновение 45Ca отмечалось вдоль края в дентин вплоть до пульпы. Было установлено более плотное по сравнению с амальгамой краевое прилегание к стенкам полости зуба пломб на основе галлия. В этом случае 45Ca проникал по краям вокруг пломбы только до дна полости.

При наложении фосфат-цементной прокладки краевая проницаемость пломб снижалась. Так, у пломб из норакрила-65 заметно уменьшалась интенсивность включения 45Ca в дентин, изотоп не проникал в пульпу. У пломб из амальгамы с фосфат-цементной прокладкой интенсивность включения 45Ca уменьшалась как по краю полости, так и за ее пределами. Изотоп проникал в дентин, но не доходил до пульпы. Существенно снизилась краевая проницаемость у пломб из галлодента-М. Изотоп проникал только по краю пломбы, не достигая дна полости.

Снижение краевой проницаемости у пломбировочных материалов в случае применения фосфат-цементной прокладки можно объяснить тем, что фосфатный цемент, проникая в дентин, блокирует дентинные канальца и препятствует проникновению 45Ca.

Под воздействием температурных колебаний (от 4 до 60°С) краевая проницаемость у всех пломб увеличивается. Наиболее значительное повышение проницаемости наблюдается у пломб из норакрила-65.

Краевая проницаемость у пломб из амальгамы и галлодента-М также повышается, но в меньшей степени.

Температурные колебания, вызывающие изменения линейных размеров твердых тканей зуба и пломбировочного материала, приводят к увеличению краевой щели между стенкой препарированной полости и пломбой. Это особенно выражено у акриловой пластмассы норакрил-65, коэффициент теплового расширения которой в 7—10 раз выше, чем у твердых тканей зуба. У металлических пломб этот показатель значительно ближе к аналогичному значению для твердых тканей зуба.

Высокая частота нарушения краевого прилегания акриловых пломб наблюдается в клинике. Так, в сроки около 2—3 лет этот показатель достигает 20—50%. При этом следует отметить, что отсутствие рентгено-контрастности пластмассового материала не позволило авторам воспользоваться рентгенологическим исследованием пломб. По-видимому, при наличии такого исследования число случаев нарушения краевого прилегания пломб могло быть еще большим.

Таким образом, нарушение краевого прилегания является одним из основных недостатков акриловых пломб, снижающих эффективность пломбирования.

Бактерицидные свойства. Подробные исследования бактерицидных и бактериостатических свойств акриловых смол были проведены отечественным автором Н. С. Ломтевой еще в 1948 г. Автор показала, что мономер (метилметакрилат) обладает бактериостатическими, а в некоторых случаях и бактерицидными свойствами в отношении как золотистого стафилококка, так и микробов полости рта, содержащихся в зубном налете, путридных массах канала при гангренозном распаде пульпы и гное при периостите.

С переходом мономера в полимер эти свойства постепенно ослабевают и полностью исчезают. Тестообразная масса до некоторой степени еще обладает бактериостатическими свойствами и задерживает рост микробов. Это объясняется тем, что в тестообразной массе остается некоторое количество свободного мономера, который и оказывает действие на микроорганизмы.

Порошкообразный полимер не обладает бактерицидными и бактериостатическими свойствами, так как после полной полимеризации меняются не только физико-химические свойства мономера, но и биологические свойства, в частности способность действовать на микроорганизмы.

Отсутствие бактерицидных и бактериостатических свойств у акрилового полимера является одним из существенных недостатков. При образовании краевой щели между пломбой и стенкой зуба материал не может противостоять действию микроорганизмов на прилежащие ткани зуба, что приводит к развитию вторичного кариеса.

Попытка включения антибактериальных препаратов успеха не дала. Это можно объяснить тем, что низкая растворимость пластмассы затрудняет выщелачивание и вымывание введенных в нее антибактериальных веществ и делает этот метод практически неэффективным. Имеются попытки введения различных количеств (2 и 5%) фтора с последующим изучением действия такой пластмассы на пульпу. Выяснилось, что введение 5% и более фтора оказывает вредное действие на пульпу зуба.

Осуществление идеи включения антибактериальных и антикариесогенных веществ, несомненно, повысило бы ценность акрилового пломбировочного материала, однако эта методика не нашла пока практического применения.

Цветоустойчивость. Косметические свойства пломбы при пломбировании передних зубов являются не менее важными, чем физико-химические, биологические и другие, так как оказывают большое влияние на эмоциональное состояние больного.

Первоначально выпускавшиеся отечественные акриловые пломбировочные материалы АСТ-2, АСТ-2А и сокриз не обладали удовлетворительной цветостойкостью. Входившие в окислительно-восстановительную систему третичные амины (диметилпаратолуидин и диметиламин) при окислении давали цветную реакцию и пломбы окрашивались от светло-желтого до темно-бурого оттенка. Этому способствовало воздействие света, особенно его ультрафиолетовой части спектра. Так, в клинике большинство пломб, измененных в цвете, были расположены на губной поверхности зубов. Это наблюдение использовано для создания методики изучения цветоустойчивости пластмасс в лаборатории, где пластмассовые образцы облучают с помощью ультрафиолетовой кварцевой лампы и сравнивают с эталонными образцами.

В 1961 г. на Харьковском заводе зубоврачебных материалов (ХЗЗМ) была разработана новая быстро-твердеющая пластмасса норакрил, существенной особенностью которой являлась удовлетворительная цветостойкость. Это было достигнуто введением в качестве активатора полимеризации производных сульфиновой кислоты. Указанный активатор присутствует и в норакриле-65.

Нами в течение 2 лет проводилось изучение в клинике цветостойкости пластмасс сокриз и норакрил-65. Пломбы из сокриза изменились в цвете в 12,9% случаев. Они приобретали желтоватый или темно-серый оттенок. Изменения цвета пломб из норакрила-65 не отмечалось. Однако введение более устойчивого активатора не означает полного решения проблемы цветостойкости материала. Стабильность цвета пломбы во многом зависит от правильности обработки ее поверхности. Хорошая шлифовка и полировка пломбы уменьшают опасность изменения ее цвета под воздействием пигментообразующих микроорганизмов полости рта или различных пищевых веществ.

Остаточный мономер. Наличие остаточного мономера в пластмассе после ее затвердения — явление закономерное. Исследование механических свойств пластмасс на основе акриловых смол обнаружило, что они находятся в прямой зависимости от содержания остаточного мономера. Он снижает физико-химические показатели пластмассы, модуль эластичности, усадку, величину прочности и вызывает преждевременное старение материала. Кроме того, в результате выщелачивания и испарения избытка мономера с поверхности изделия разрыхляется структура полимера и возникают напряжения, ведущие к ослаблению прочности материала.

Нами проведено определение остаточного мономера на образцах в объеме пломб. Были приготовлены образцы по размеру пломб, накладываемых при глубоком, среднем и поверхностном кариесе. Для удобства изложения они обозначены как большие, средние и маленькие пломбы. Величина их составила соответственно 5х6х7 мм (180—200 мг), 3х5х6 мм (90— 100 мг) и 1х2х3 мм (10—20 мг). Первая цифра размеров обозначает толщину пломбы.

В исследовании была использована довольно простая и одновременно достаточно точная методика йодометрического определения остаточного мономера, принятая на ХЗЗМ. Эта методика является модификацией методики, предложенной Т. Н. Кастериной и Л. С. Калининой (1963). Результаты исследования представлены в табл. 6. Было выявлено высокое содержание остаточного мономера в пломбах сразу после отвердения — от 7,8до 11% в зависимости от размера пломбы.

 

табл. 6 Количество остаточного мономера в пломбах (изготовленных в лаборатории)

Результаты исследования в динамике подтвердили данные, полученные нами при изучении микротвердости, о том, что процесс полимеризации акриловых пломб не заканчивается сразу после затвердения, а происходит интенсивно в течение первых 24 ч.

Закономерное снижение количества остаточного мономера наблюдается у сухих и влажных образцов, но у влажных это происходит гораздо быстрее. Причина этого заключается в том, что вода проникает в пластмассу и выщелачивает часть мономера. Однако наряду с вымыванием и испарением мономера с поверхности образцов, по нашим данным, уменьшение количества мономера в обоих случаях связано с дальнейшей его полимеризацией.

Принято считать, что общий мономер в полимере состоит из двух частей: мономера, вымывающегося водой и слюной в короткое время и находящегося в поверхностном слое материала, и небольшого количества мономера, которое не выщелачивается и обнаруживается только после растворения полимера. Этот последний мономер состоит из молекул, заключенных в межмолекулярном пространстве полимера и связанных с макромолекулами полимера ван-дер-ваальсовыми силами. Эти силы слабее химических, но они достаточны для того, чтобы удержать молекулы мономера. По данным D. С. Smith (1959) при температуре 37°С у базисных материалов может идти дальнейшая полимеризация, хотя и очень медленная. Автор подтвердил это на образцах, изолированных от влаги. В то же время он отметил, что часть мономера может экстрагироваться, особенно если происходит быстрая реакция полимеризации. Эти сведения были получены при изучении пластмасс горячего отвердения, когда остаточный мономер составляет десятые доли процента. В пломбах, как показали наши исследования, содержится значительно большее количество мономера, поэтому здесь тем более возможны два процесса — вымывание и дальнейшая полимеризация мономера.

Для выявления взаимосвязи между температурой разогрева и количеством остаточного мономера нами было проведено определение мономера в специальном образце с температурой разогрева 112°С. Количество остаточного мономера в нем непосредственно после отвердения составило лишь 2,9%. Ввиду того что количество остаточного мономера, оставшегося после отвердения пломбы, является показателем степени полимеризации, можно сделать вывод, что температура разогрева, развивающаяся при полимеризации акриловых пломб, не обеспечивает достаточной полноты полимеризации.

Интерес представляет изучение выпавших или удаленных из-за подвижности у больных 15 пломб, находящихся в полости рта от нескольких месяцев до 1,5 лет. Несмотря на такой продолжительный срок, в них обнаружено 2,1% остаточного мономера, который не экстрагируется и не полимеризуется. Безусловно, полной аналогии между лабораторными условиями и условиями полости рта проводить нельзя. Вместе с тем мы считаем, что изучение зависимости количества остаточного мономера от влажности среды, времени, температуры разогрева массы, а также исследование пломб, полученных у больных через различные сроки функционирования их в полости рта, позволили максимально приблизить опыты к естественным условиям.

Действие на пульпу. В результате многочисленных экспериментальных и клинических исследований было обнаружено токсическое действие акриловых пластмасс на пульпу зуба, обусловленное наличием остаточного мономера. Особенно наглядно это было показано на зубах, удаленных у человека по ортодонтическим показаниям, и в эксперименте на зубах животных: Поэтому ряд авторов отрицательно отнеслись к использованию акриловых пластмасс в качестве пломбировочного материала. Т. М. Бирюкова и соавт. (1971) подтвердили факт проникновения мономера в пульпу с помощью радиоактивного мономера.

Имеется значительное число опубликованных работ, в которых на основании экспериментальных данных установлено вредное влияние акриловых материалов на пульпу зуба.

Основными недостатками экспериментальных работ являются отсутствие четкого разграничения между влиянием пломбировочного материала и влиянием травматического фактора при обработке полости, отсутствие точности при формировании полости по глубине, недостаточное количество контрольных исследований, частое наложение пломб без прокладки и др.



В клинике наблюдается значительно меньшая частота осложнений, чем можно было ожидать исходя из экспериментальных исследований. Так, Η. Ф. Данилевский и соавт. (1958) сообщили о 4,1% осложнений в виде пульпитов; В. С. Иванов (1961) только в 5 зубах (3%) с глубоким кариесом обнаружил некроз пульпы. Р. Ф. Патукина (1962) при лечении глубокого кариеса выявила осложнения со стороны пульпы в 5% случаев. В. И. Митина (1963) при изучении 681 зуба, запломбированного пластмассой АСТ-2А и дуракрил, в сроки до 3 лет наблюдала осложнения со стороны пульпы в 17 (2,5%), а при изучении зубов с пломбами из норакрила (1964)—в. 5,5% случаев. Ряд авторов клинически не обнаружили ни одного случая гибели пульпы.

Определенный интерес представляют результаты пломбирования зубов без прокладки. Так, В. С. Иванов (1961) при поверхностно^ кариесе запломбировал без прокладки 20 зубов. Отдаленные результаты через 2 года показали, что электровозбудимость этих зубов находилась в пределах нормы.

В. С. Иванов и М. В. Водопьянова (1964) запломбировали 30 зубов с поверхностным кариесом пластмассой сокриз без прокладки, и электровозбудимость их оставалась в норме. Д. М. Каральником (1969) в 31 зубе пломбы из норакрила-65 были наложены без прокладки, из них 24 зуба были со средним и 7—с поверхностным кариесом. В сроки до 2 лет осложнений не наблюдалось. Электровозбудимость пульпы запломбированных зубов оставалась в пределах нормы.

На основании клинических исследований большинство авторов пришли к выводу, что правильно наложенная фосфат-цементная прокладка надежно предохраняет пульпу от вредного действия остаточного мономера.

Причину сравнительно небольшой частоты осложнений со стороны пульпы в клинике по сравнению с экспериментальными данными, по-видимому, можно объяснить несоответствием экспериментальных условий клиническим. В эксперименте формирование полости проводят на интактном зубе, поэтому мономер по свежепрепарированным дентинным канальцам легко и быстро проникает в пульпу, приводя ее к гибели. В клинике же длительное течение кариеса способствует мобилизации защитных сил пульпы (склерозированию дентинных канальцев, отложению заместительного дентина). Кроме того, пластмассу обычно накладывают на фосфат-цементную прокладку. Все это надежно предохраняет пульпу от проникновения мономера.

Наблюдающиеся в клинике осложнения со стороны пульпы могут быть отнесены за счет акрилового пломбировочного материала только тогда, когда это происходит в ближайшие (до 30 дней) сроки, а не в более отдаленные. Ввиду того что именно в первые часы после пломбирования обнаруживается наибольшее количество остаточного мономера, в дальнейшем (уже через сутки) мигрировать может лишь небольшое количество мономера.

Таким образом, следует считать, что правильное наложение фосфат-цементной прокладки надежно предохраняет пульпу от вредного действия остаточного мономера.