Полимерная матрица содержит также системы активатор/ инициатор для обеспечения процесса отверждения.
Применение конкретных компонентов в этой системе зависит от типа предусмотренной для данного материала реакции отверждения, которая может происходить химическим путем или активацией отверждения видимым светом.
Традиционные композиты содержат стеклянный наполнитель со средним размером частиц 10-20 мкм и максимальным размером 40 мкм. У этих композитов есть один недостаток, заключающийся в том, что состояние отполированной поверхности оказывается неудовлетворительным, она имеет тусклый вид из-за того, что частицы наполнителя выдаются над поверхностью, поскольку вокруг них полимер убывает при полировании и износе.
Микронаполненные полимеры
Первые микронаполненные полимеры были выпущены в конце 70-х годов. Они содержали коллоидный оксид кремния со средним размером частиц 0,02 мкм и с колебаниями размера от 0,01 до 0,05 мкм. Этот очень маленький размер частиц наполнителя означает, что композит может быть отполирован до очень гладкого состояния поверхности, и что очень большая площадь поверхности наполнителя контактирует с полимером. Эта большая площадь поверхности (по сравнению с обычно использовавшимся в композитах наполнителем) означает, что очень трудно получить высокое содержание наполнителя в композите, так как требуется большое количество полимера для смачивания суммарной поверхности частиц этого наполнителя.
Если этот микронаполнитель добавить к полимеру в таком количестве, чтобы была сохранена приемлемая текучая консистенция, тогда максимальное его количество, которое удастся ввести, может быть порядка 20 об.%.
Для обеспечения оптимального содержания наполнителя была разработана двухстадийная технология его введения. Вначале с помощью одной из доступных технологий готовится материал с очень высоким содержанием наполнителя. Этот материал затем полимеризуется и измельчается до размера частиц 10-40 мкм, который в последующем используется как наполнитель в полимерной матрице готового композита. Таким образом, в конечном итоге получают композит, содержащий частицы композитного наполнителя. Хотя наполнение предполимеризованными частицами может быть такой же высокой степени, как и традиционных композитов с крупными частицами, суммарное содержание наполнителя остается значительно ниже (примерно 50 об.%).
3. Цементы применяемые в ортопедической стоматологии
Цемент - порошкообразное вяжущее, как правило, минеральное вещество, способное при замешивании с водой образовывать пластичную массу. После затвердевания становится камнеобразным.
Стоматологические цементы в клинике имеют широкое применение в качестве:
- пломбировочного материала;
- материала для фиксации несъемных протезов, ортодонтических аппаратов на опорных зубах или имплантатах;
- в качестве подкладок под пломбы для защиты пульпы.
Для ортопедической стоматологии наибольшее значение имеют фиксирующие материалы.
К фиксирующим цементам предъявляют следующие специфические требования.
Эти материалы не должны раздражать пульпу, напротив, оказывая противовоспалительное действие и стимулируя дентиногенез. Кроме того, фиксирующие материалы обязаны быть хорошими изоляторами пульпы от термических, химических и биологических раздражителей. По роду применения эти материалы должны обладать высокой прочностью на сдвиг, растяжение и сжатие. Кроме распределения по клиническому использованию, цементы различаются по цели применения (временные, постоянные), по форме выпуска (порошок и жидкость, две пасты).
3.1 Классификация цементов применяемые в ортопедической стоматологии
- цинк-фосфатные цементы;
- цинк-силикатнофосфатные цементы;
- цинк-поликарбоксилатные цементы;
- стеклоиономерные цементы;
- полимерные цементы
- Цинкоксидэвгеноловые цементы
- Хелатные цементы
При использовании цементов в клинике ортопедической стоматологии большое значение имеет механизм фиксации на препарированном зубе несъемных зубных протезов. Удержание несъемного зубного протеза на препарированном зубе обеспечивается за счет:
1) Неадгезивного (механического) соединения. Оно характерно для цинк-фосфатных цементов, которые не обладают адгезией на молекулярном уровне и удерживают протезы на месте, используя маленькие шероховатости на поверхности зуба и протеза. Почти параллельные противоположные стенки правильно препарированного зуба делают невозможным удаление протеза без разрыва или разрушения малых выступов цемента, заходящих в неровности поверхностей; полимер стоматология ортопедический цемент
2) Микромеханического сцепления, которое типично для композиционных цементов, имеющих прочность на разрыв в пределах 30-40 рт., что превышает показатель цинк-фосфатного цемента приблизительно в 5 раз. На шероховатых поверхностях они могут обеспечить микромеханическое сцепление. Необходимые для микромеханического сцепления глубокие неровности можно создать на эмали (протравливанием раствором или гелем фосфорной кислоты), керамике (протравливанием плавиковой кислотой), сплавах металлов (пескоструйной обработкой, электролитическим и химическим протравливанием);
3) Молекулярной адгезии, которая включает физические силы (биополярные, Ван-дер-Ваальса) и химические связи (ионные, ковалентные) между молекулами двух различных веществ.
ЦИНК-ФОСФАТНЫЕ ЦЕМЕНТЫ
Применение цементов этой группы имеет весьма широкий диапазон -- от фиксации несъемных протезов и других ортопедических аппаратов до применения их в качестве подкладок под пломбы для защиты пульпы от местных раздражителей.
Цинк-фосфатные цементы выпускаются в виде порошка и жидкости.
Порошок состоит в основном из оксида цинка с добавлением 10% оксида магния и небольшого количества пигмента. Его прокаливают при высокой температуре (>1000° С), чтобы снизить реакционную способность.
Жидкость представляет собой водный раствор ортофосфорной кислоты, содержащий от 30 до 55% воды. В жидкость входят также 2-3% солей алюминия и 0-9% солей цинка. Алюминий необходим для реакции образования цемента, а цинк является замедлителем реакции между порошком и жидкостью, что обеспечивает достаточное время для работы.
Образовавшийся аморфный фосфат цинка связывает вместе непрореагировавший оксид цинка и другие компоненты цемента. Структура затвердевшего цемента содержит частицы непрореагировавшего оксида цинка, окруженные фосфатной матрицей:
оксид цинка + фосфорная кислота --> аморфный фосфат цинка.
Для достижения успеха требуются точная дозировка компонентов и соблюдение времени замешивания. Пластина для замешивания должна быть тщательно высушена. Порошок добавляется к жидкости небольшими порциями для достижения необходимой консистенции.
Цинк-фосфатный цемент удобен в работе и быстро затвердевает. Чем выше соотношение порошок-жидкость, тем выше прочность, ниже растворимость, меньше содержание свободной кислоты в материале, короче время затвердевания теста.
Цемент должен иметь способность смачивать поверхности зуба и протеза, затекать в их неровности, заполнять и герметизировать зазоры между протезом и поверхностью опорного зуба.
Цинк-фосфатные цементы характеризуются хорошими прочностными показателями (70-100 МПа). Так, например, показатель прочности на сжатие, необходимой для адекватной ретенции несъемных протезов, составляет 80-100 МПа.
Достоинства цинк-фосфатных цементов: легкое замешивание, быстрое затвердевание, достаточно высокие прочность и когезия.
Недостатки цинк-фосфатных цементов: раздражение пульпы, объясняемое, с одной стороны, кислой средой цементного теста, с другой стороны, экзотермической реакцией затвердевания, отсутствие антибактериального эффекта и адгезии, достаточно заметная деструкция в полости рта.
ЦИНК-СИЛИКАТНОФОСФАТНЫЕ ЦЕМЕНТЫ
Цинк-силикатнофосфатные цементы (СФЦ) применяются как сочетание цинк-фосфатных и силикатных цементов. Присутствие силикатного стекла обеспечивает некоторую степень прозрачности, повышает прочность и улучшает выделение фторида из цемента.
Они применяются для фиксации несъемных протезов и других ортопедических аппаратов, при временном пломбировании боковых зубов и в качестве материала двойного назначения .
Цементный порошок представляет собой смесь, состоящую из 10-20% оксида цинка и силикатного стекла, смешанных механическим способом или сплавленных и повторно измельченных. Силикатное стекло содержит 12-25% фторидов. Жидкость содержит от 2 до 5% солей алюминия и цинка в водном 45-50% растворе ортофосфорной кислоты.
Затвердевший цемент состоит из непрореагировавших частиц стекла и оксида цинка, связанных вместе матрицей из алюмосиликат-фосфатного геля.
Рабочее время силикатнофосфатных цементов составляет 5-7 мин. Время затвердевания может быть увеличено применением охлажденной пластины для замешивания.
Надежность фиксации ортодонтических аппаратов и протезов выше, наблюдаемая деминерализация твердых тканей опорных зубов меньше, чем у обычных цинк-фосфатных цементов.
Благодаря наличию стекла СФЦ значительно более прозрачны, чем цинк-фосфатные цементы, поэтому их можно применять для фиксации фарфоровых вкладок и коронок.
Представителем данной группы:
1) Силидонт-2
2) Лактодонт
ЦИНК-ПОЛИКАРБОКСИЛАТНЫЕ ЦЕМЕНТЫ
Цинк-поликарбоксилатные цементы (ПКЦ) применяются для укрепления комбинированных несъемных протезов, литых вкладок из сплавов металлов и фарфора, ортодонтических аппаратов, в качестве подкладок под пломбы для предохранения пульпы зуба, а также для временного пломбирования зубов.
Порошок представляет собой оксид цинка, в некоторых случаях с содержанием от 1 до 5% оксида магния. В цементах некоторых марок может присутствовать от 10 до 40% оксида алюминия или другого упрочняющего наполнителя.
Жидкость представляет 40% водный раствор полиакриловой кислоты или сополимера акриловой кислоты.
Оксид цинка взаимодействует с полиакриловой кислотой, образуя сетчатую структуру полиакрилата цинка. Затвердевший цемент состоит из частиц непрореагировавшего оксида цинка, связанных вместе этой аморфной гелеподобной матрицей:
оксид цинка + полиакриловая ксилота --> полиакрилат цинка.
На скорость затвердевания цинк-поликарбоксилатного цемента влияет:
-- соотношение порошка и жидкости;
-- реакционная способность оксида цинка;
-- размер частиц, наличие добавок;
-- молекулярный вес и концентрация полиакриловой кислоты.
В консистенции для фиксации несъемных протезов рекомендуемое соотношение порошка и жидкости для большинства материалов составляет 1,5:1 по весу. Время затвердевания 6-9 мин.
Поликарбоксилатный цемент окончательно затвердевает через 10-12 ч. Поэтому в наставлении пациенту необходимо сказать о полном воздержании от приема пищи в первые 4 ч после фиксации протезов и необходимости приема жидких и протертых продуктов в последующие 8 ч.
Основными преимуществами цинк-поликарбоксилатных цементов является слабое раздражающее действие, хорошая адгезия к тканям зуба и сплавам металлов, высокая прочность, малая растворимость .
К недостаткам следует отнести невысокую прочность на сжатие, короткое рабочее время , длительный период окончательного затвердевания.
ЦЕМЕНТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРОВ
Большинство полимерных цементов относятся к числу акрилатов двух типов: на основе метилметакрилата и на основе ароматических диметакрилатов.
Композиционные цементы отличаются от восстановительных компомеров меньшим содержанием тонких частиц неорганического наполнителя и меньшей вязкостью.
Некоторое ограниченное применение для фиксации облицовок и для фиксации штифтов и вкладок находят мономеры акриловой группы - цианакрилаты, а именно этил- и изобутилцианакрилат. Однако вследствие низкой стойкости к гидролизу и токсичности эти материалы используются крайне редко. Метилметакриловые полимерные цементы применяются для фиксации облицовок и вкладок. Эти цементы можно использовать для фиксации временных коронок.
Порошок акриловых цементов представляет собой тонко измельченный полимер метилметакрилата или сополимер, содержащий перекись бензоила в качестве инициатора.
Жидкость состоит из мономера метилметакрилата, содержащего аминный ускоритель. Мономер размягчает частицы полимера и одновременно полимеризуется под воздействием свободных радикалов, образующихся при взаимодействии перекиси бензоила и аминного ускорителя.
Затвердевшая масса состоит из новой полимерной матрицы, объединяющей нерастворенные, но набухшие гранулы первичного полимера. Жидкость добавляется в порошок при минимальном перемешивании шпателем с целью избежания попадания воздуха. Смесь должна быть использована сразу, так как рабочее время очень короткое.