Вы здесь

Состав и основные свойства композиционных пломбировочных материалов

СОСТАВ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ ПЛОМБИРОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Согласно проекту международного стандарта ИСО/ТК 106 № 4049, композиционными пломбировочными материалами называются материалы на органической основе, содержащие в количестве 50% по массе и более неорганического наполнителя, подвергнутого специальной обработке поверхностно-активными веществами. Этот термин введен для разграничения указанных материалов от выпускаемых обычных на основе акриловых ненаполненных или материалов, содержащих менее 50% по массе наполнителя.

Рассмотрим кратко основные элементы композиционных пломбировочных материалов и некоторые их общие особенности.



Полимерная матрица. В качестве полимерной матрицы или органической основы используются главным образом три вида полимеров: акриловая, -эпоксидная и продукт взаимодействия акриловых и эпоксидных смол. Широко применяются различные модификации и сочетания указанных выше трех видов органической основы.

Наибольшее распространение за рубежом получили композиционные пломбировочные материалы, органическая матрица которых представляет собой продукт взаимодействия эпоксидных и акриловых смол. Это соединение подробно описал R. L. Bowen, именем которого оно в литературе часто называется. Суть реакции заключается в замещении реакционноспособных гидроксильных групп в молекуле эпоксидных смол метакриловой группой. Таким путем создается гибридная молекула, которая полимеризуется по метакриловым группам.

Полимеризация этой органической матрицы происходит за счет обычной инициирующей системы перекись бензоила—третичный амин, т. е. системы, общепринятой для самотвердеющих акриловых смол, Такой диметакрилатный мономер может быть синтезирован реакцией между бисфенолом-А и глицедилметакрилатом (bis — gma). Он может быть также получен в результате реакции глицедилового эфира бисфенола-А и метакриловой кислоты. Этот продукт классифицируется как термотвердеющая метакриловая смола. Материал используется в качестве связующего для упрочняющих наполнителей, имеет относительно низкую полимеризационную усадку и быстро твердеет в условиях полости рта.

Полимерная матрица выпускаемых композиционных пломбировочных материалов существенно модифицируется в соответствии с требуемыми основными свойствами материала. Диметакрилатная смола в чистом виде очень вязкая, что затрудняет ее применение в обычных условиях. Поэтому ее разводят путем добавления других метакриловых мономеров с меньшей вязкостью, например этилен- и тетраэтиленгликольдиметакрилата. Эти мономеры могут быть дифункциональными, так как формируют полимеры с поперечно-сшитой структурой.

Ингибиторы. Как и в обычных акрилатах, для ингибирования преждевременной полимеризации и увеличения сроков годности составов с bis — gma вначале использовали стабилизаторы, такие, как гидрохинон. Сейчас применяются более совершенные ингибиторы. В состав композиционных материалов для повышения цветостойкости пломб вводят также соединения, поглощающие ультрафиолетовые лучи. Они способствуют также стабильности мономеров во время их хранения.

Наполнители. В композиционные материалы наполнители вводят в значительной концентрации. Наличие пор в композиционных пломбировочных смолах является большей проблемой, чем у ненаполненных акриловых смол, так как материал более вязкий и не обладает текучестью. Это способствует задержке воздуха в массе. Поры в массе снижают прочность пломбы и нарушают ее эстетические свойства, поры по краям пломбы создают потенциальную опасность возникновения кариеса. Достигнуть определенного уменьшения пористости можно рациональной техникой внесения материала в полость. Если пористость значительна, то необходимо удалить материал и наложить новую пломбу.

Сохранность формы пломбы во многом достигается за счет твердых частиц наполнителя, предотвращающих деформацию органической матрицы. Другой функцией наполнителя является снижение коэффициента теплового расширения пластмассовой матрицы. Кроме того, чем выше отношение между, стабильным к усадке наполнителем и нестабильной к усадке матрицей, тем меньше усадка и коэффициент теплового расширения пломбы в целом. Хотя концентрация наполнителя у различных препаратов колеблется, в основном она составляет 70—80% по массе.

Наполнитель должен обладать также высокой твердостью, химической инертностью, коэффициентом преломления и просвечиваемости, близким к соответствующим показателям структуры зуба и полимерной основы. Размеры частиц наполнителя колеблются от 10 до 20 мкм.

Применяется большое число разнообразных наполнителей: плавленый кварц, кристаллический кварц,  литий, алюмосиликатное и борсиликатное стекло, ß-эвкрептит и др. Наполнитель по форме может быть молотый, сферический или в виде усов. Однако в большинстве материалов используются молотые частицы, которые удерживаются в матрице лучше, чем сферические. Для повышения рентгеноконтрастности материалов в качестве наполнителя вводят фторид бария.

Поверхностно-активные аппретирующие вещества.

Устойчивая адгезионная связь между наполнителем и органической матрицей является основой получения прочных и устойчивых композиционных материалов. Так, при недостаточной связи наполнитель легко выбивается с поверхности или вдоль границы наполнитель— матрица легко проникает влага, поэтому и применяются специальные аппретирующие вещества для покрытия (обработки) поверхности наполнителя. Эти вещества делают частицы наполнителя водоотталкивающими, снижая водопоглощение материала в целом. На поверхности частиц образуются химические связи, соединяющие органический полимер и неорганический наполнитель, что резко повышает прочность композиционного материала.

Одним из первых покровных веществ, улучшающих связь между кремниевым наполнителем и пластмассой, явился винилсилан. Сейчас синтезировано большое число более реакционных компаундов, таких, как гамма-метакрилоксипропилсилан и др.



Техника приготовления. Композиционные пломбировочные материалы выпускаются в различных формах: порошок и жидкость, система двух паст или комбинация паста — жидкость. Как и все стоматологические материалы, они должны готовиться в соответствии с инструкцией.

Наполнители, используемые в композиционных пластмассах, очень абразивны и могут подвергнуть абразии металлический инструмент для смешивания. Металлические частицы с поверхности инструмента могут попадать в пломбировочный материал и изменять его цвет, поэтому необходимо использовать пластмассовый шпатель.

Композиционные материалы быстро полимеризуются, в связи с этим рабочее время очень небольшое. Смешивать компоненты необходимо быстро — примерно за 30 с. Тщательное перемешивание компонентов важно также для гарантии равномерного распределения катализатора в массе.

Методика пломбирования должна сочетаться с методикой давления. Сразу после смешивания материал вносят в полость рта пластмассовым инструментом, накладывают матрицу и пластинку удерживают на месте до полного твердения. Вследствие чувствительности этих пластмасс к кислороду поверхность необходимо закрывать, пока мономер полимеризуется. Такому предохранению частично способствует полоска матрицы.

Обработка пломбы. Обработку большинства композиционных материалов можно начинать сразу после снятия матрицы, т. е. в большинстве случаев через 5 мин после начала смешивания.

Композиционные материалы трудны для обработки. Наполнитель очень тверд и устойчив к истиранию, а пластмассовая основа мягкая и быстро стирается. Поэтому при шлифовке пластмасса снимается легко, а твердые частицы наполнителя не затрагиваются. В итоге поверхность становится шероховатой, что способствует отложению пищевых остатков. Гладкость поверхности композиционного пломбировочного материала можно достичь путем применения матричной связи (покрытия).

Часто обработанная поверхность пломбы из композиционного материала идентична необработанной, т. е. нет надежного инструментария для шлифовки и полировки пломб. В связи с этим для обработки пломб в основном используют боры крупных размеров. Окончательную обработку можно осуществить резиновыми абразивными головками, слегка покрытыми силиконовой смазкой, или резиновыми чашечками и пастообразной пемзой.



Реакция пульпы. Раздражающее действие композиционных пластмасс на пульпу сравнимо с аналогичным действием обычных акриловых пластмасс, поэтому применяются те же прокладочные материалы. Если полость глубокая, целесообразно применять пасты на основе гидроокиси кальция (например, отечественный препарат кальмецин).

Основные свойства. Свойства выпускаемых композиционных пластмасс значительно отличаются друг от Друга. Эти различия обусловлены принципиальными различиями в типах и концентрации применяемого наполнителя.

Проведены многочисленные сравнительные исследования физико-механических свойств композиционных пломбировочных материалов и ненаполненных пластмасс. Несмотря на колебания тех или иных свойств композиционных материалов, прослеживается их существенное преимущество. Композиционные пластмассы имеют более высокие по сравнению с не-наполненными материалами физико-механические свойства. Это понятно, так как связано с упрочняющим эффектом наполнителя и различием свойств полимерной матрицы материала. Например, молекулярная масса молекулы bis — gma примерно 500, а метил-метакрилата — только 100. Композиционные материалы гораздо прочнее простых акриловых пломб при растяжении (примерно в 1,5 раза). Они имеют больший модуль эластичности, чем акриловые смолы, т. е. материал менее подвержен эластической деформации при жевательной нагрузке. Композиционные материалы значительно тверже акриловых пластмасс (микротвердость соответственно 50—70 и 16— 20 кгс/мм2) и менее подвержены истиранию.

Большая молекулярная масса и введение наполнителя уменьшают полимеризационную усадку композиционных материалов до 2%, что гораздо ниже по сравнению с акриловыми смолами (5—7%). Коэффициент теплового расширения, композиционных материалов примерно в 3 раза меньше, чем у ненаполненных акриловых материалов.

Клиническое поведение. Более высокие механические свойства композиционных материалов по аналогичным показателям для акриловых смол имеют существенное клиническое значение. Меньшая усадка и коэффициент теплового расширения способствуют более плотному краевому прилеганию композиционных материалов. Этому же благоприятствует возможность оказания большего давления на массу пломбы при ее твердении. У акриловых смол создать значительное давление при твердении сложнее, так как масса легко выдавливается из полости.

При традиционной оценке устойчивости композиционных пломб к ультрафиолетовому излучению цветостабильность их оказывается выше, чем у ненаполненных акрилатов. Однако некоторое изменение их цвета со временем обнаруживается. Оно в данном случае не связано с изменением цвета массы материала, как у акриловых смол; в большей степени изменение цвета происходит в поверхностном слое и обусловлено ее шероховатостью.

По сравнению с амальгамой прочность композиционных материалов в основном ниже, но отломы композиционных пломб встречаются очень редко, и при пломбировании полостей II класса это не является главной причиной неудач. Наряду с этим со временем происходит более частое изменение анатомической формы композиционных пломб, чем у пломб из амальгамы.