Поюровская. Стоматологическое материаловедение. И. Я. Стоматологическое материаловедение учебное пособие
 Скачать 3.02 Mb.
|
|
ЛЕКЦИЯ 21 СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЗУБОВ В КЛИНИКЕ ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ Классификация и общая характеристика материалов. Краткая история развития пломбировочных материалов. Типы пломбировочных материалов по химической природе. Основные требования. Материалы для лечения и восстановления зубов в клинике терапевтической стоматологии - это материалы, отличающиеся химической природой и особенностями применения, с широким диапазоном свойств (рис. 21.1). Рис. 21.1. Материалы для лечения и восстановления зубов* * Модификация рисунка Леманн К., Хельвиг Э. «Основы терапевтической и ортопедической стоматологии». Пер. с нем., Львов, Галдент, 1999, с. 124. Пломбирование как метод восстановления анатомической формы и функции зубов, разрушенных кариозным процессом, известно человечеству с незапамятных времен. В литературе можно найти сведения о применении в I в. н.э. свинца в качестве пломбировочного материала. Существует предположение, что термин «пломба» произошел от латинского названия свинца - «plumbum». С XVIII в. начинается бурное развитие стоматологии, что, по-видимому, связано с ускорением развития физики и химии в этот период и с появлением новых материалов и технологий. Рассматривая этапы развития пломбировочных материалов на протяжении всей их истории, можно заметить, что, выбирая подходящий материал для пломбирования зубов, предпочтение отдавали материалам, обладающим определенной пластичностью при нормальных комнатных условиях. Видимо поэтому первые пломбировочные материалы - это металлы, обладающие пластическими свойствами, т.е. способностью принимать нужную форму и заполнять полость зуба путем пластического деформирования. Именно поэтому с таким энтузиазмом восприняли стоматологи новый пломбировочный материал - ртутносеребряную амальгаму, предложенную в 1826 г. в Париже зубным врачом M.I. Traveau. Однако амальгама, как и любой другой металл или сплав, не позволяла воссоздать внешний вид натурального зуба. И только появление нового класса пломбировочных материалов - цементов - открыло возможность восстановления зубов с учетом эстетических требований. В 1870 г. появились цинк-фосфатные цементы, а несколькими годами позднее - силикатные. Образовалась новая ветвь материалов для восстановления зубов (рис. 21.2). Стоматологические цементы сегодня - это широкий класс материалов, применяемых не только для пломбирования или восстановления зубов, но и для многих других целей: фиксации несъемных зубных протезов, пломбирования корневых каналов зубов, для изолирующих прокладок под пломбы, для временного пломбирования. Таким образом, с конца XIX в. сосуществовали два химически различных вида пломбировочных материалов, амальгамы и цементы, как две ветви одного дерева восстановительной стоматологии. Но со временем, с ростом числа наблюдений и клинического опыта, практическая стоматология стала выявлять недостатки как цементов, так и амальгам. Стоматологи в течение десятилетий искали материал, который бы обла- Рис. 21.2. Основные вехи развития материалов для восстановления (пломбирования) зубов - «дерево» стоматологических материалов дал прочностью и надежностью амальгамы, но при этом отвечал эстетическим требованиям к материалу для восстановления коронки зуба. Большие надежды связывали стоматологи с новым видом пломбировочных материалов, который появился приблизительно в середине XX в. на волне блестящих достижений химии синтетических полимеров. История полимерных пломбировочных материалов начинается с 40-х годов ХХ в. Попытки устранить такие недостатки полимерных материалов, как значительная усадка при отверждении пломбы, повышенный коэффициент теплового расширения и вследствие этого - краевая проницаемость, привели исследователей к мысли ввести в состав пломбировочного материала инертный наполнитель. Это оказалось не так просто осуществить, но многолетние исследования привели к созданию наполненных материалов на полимерной основе - композитов. Следующим шагом в развитии полимерных стоматологических материалов было использование метода фотополимеризации для отверждения композитных пломб сначала под действием ультрафиолетового, а затем голубого света из видимой части спектра. Важной вехой в развитии стоматологических восстановительных материалов является разработка метода предварительного травления эмали для повышения прочности адгезионного соединения между восстановительным материалом и твердыми тканями зуба. Период с конца 60-х годов нашего века до начала 70-х характеризуется исследователями как наиболее творческий период в истории развития пломбировочных материалов. Именно в это время возник новый вид пломбировочных материалов, в какой-то степени сочетающий в себе особенности полимеров и цементов, получивший в литературе название полимерных цементов (поликарбоксилатных или полиалкенатных). Поликарбоксилатный цемент открыл новое интересное направление развития стоматологических материалов. Продолжением явилось создание стеклоиономерных цементов - необычных материалов с необычными свойствами. Они подобны композитам, но дисперсный наполнитель в них принимает участие в реакции отверждения материала. Попытки соединить преимущества композитных и стеклоиономерных материалов привели к созданию нового класса материалов, обладающих двойным механизмом отверждения: за счет реакции полимеризации аналогично полимерным композитам и за счет кислотно- основной реакции, подобно иономерным цементам. Стоматологические восстановительные материалы нового класса получили название компомеры. Изложенная кратко история развития стоматологических материалов для восстановления зубов - это история поиска идеального пломбировочного материала. Он должен быть стабилен в среде полости рта и прочен, чтобы противостоять нагрузкам при функционировании зубочелюстной системы, удобен или технологичен для выполнения всех необходимых процедур при восстановлении поврежденного зуба, по всем физико- механическим показателям должен приближаться к твердым тканям восстанавливаемого натурального зуба. Требования к пломбировочным материалам можно разделить на биологические, физико- механические и технологические. Биологическое требование заключается в том, что материал должен быть биосовместимым, т.е. не оказывать вредного или повреждающего механического, химического или термического действия на пульпу, окружающие твердые ткани зуба и слизистые оболочки рта. Кроме того, он должен оказывать на сохранившиеся ткани зуба укрепляющее и оздоравливающее действие. Среди физико-механических требований следует выделить следующие. Материал должен иметь и сохранять в течение всего срока службы прочностные и деформационные свойства, сопоставимые со свойствами твердых тканей зуба. Он не должен поглощать жидкости полости рта, растворяться под действием среды полости рта. Его показатели теплопроводности, термического расширения должны быть близки к показателям натурального зуба. Также материал должен обладать высокими и стабильными в условиях полости рта адгезионными свойствами по отношению к тканям зуба. Эстетические требования заключаются в том, что материал должен иметь цвет, полупрозрачность и флуоресценцию такие же, как окружающие его натуральные ткани зуба. Он должен быть способен полироваться с образованием глянцевой блестящей поверхности. Материал пломбы должен сохранять эти свойства на протяжении всего срока службы. Технологические свойства заключаются в том, что материал в исходном состоянии должен иметь консистенцию, удобную для заполнения им полости зуба. Он должен сохранять пластичную консистенцию в течение времени, необходимого для смешивания компонентов материала, заполнения материалом полости зуба, придания ему необходимой формы. Материал должен переходить из пластичного в стабильное твердое состояние в условиях полости рта за время, не превышающее 5-8 мин. ЛЕКЦИЯ 22 СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ АМАЛЬГАМА Определение и общая характеристика амальгамы. Состав и механизм твердения. Классификация и свойства. Металлические «безртутные» пломбировочные материалы. Амальгамами называются сплавы, металлические системы, в состав которых в качестве одного из компонентов входит ртуть. В зависимости от количественного соотношения ртути и других металлов амальгамы при 37 °С могут быть жидкими, полужидкими и твердыми. В стоматологической практике наибольшее распространение получили серебряные амальгамы. Основной областью применения амальгамы в стоматологии является восстановление жевательных зубов. В некоторых случаях ее применяют для восстановления культи зуба под коронку. Амальгаму применяют в восстановительной стоматологии около 150 лет. Такой длительный период применения этого материала связан с положительными свойствами амальгамы: непосредственно после смешивания она пластична и быстро затвердевает при температуре 37 °С, практически не дает усадки, отличается высокой твердостью и износостойкостью, обеспечивает наиболее длительный срок службы пломб. В настоящее время применение амальгамы в стоматологии значительно сократилось. В результате последних достижений материаловедения для восстановления или реставрации жевательных зубов стали с успехом применять композиты. Вплоть до 1960 г. химический состав и микроструктура сплавов для стоматологической амальгамы оставались такими же, как у наиболее удачных амальгам, впервые предложенных G.V. Black в 1895 г. Традиционные сплавы содержат от 66 до 73% серебра по массе, олова - от 25 до 29%, количество меди может доходить до 6% массовых, а содержание цинка достигать 2% (масс.). В составе сплава может находиться до 3% ртути. В конце 60-х годов были разработаны сплавы для амальгамы с повышенным содержанием меди. Для работы в клинической практике материал поступал в виде комплекта «порошок-жидкость». Порошок сплава для амальгамы получали токарной обработкой слитка с последующим размалыванием и просеиванием. Такой тип порошка сплава для амальгамы называют опилками. Жидкостью служила ртуть, серебристый металл с высокой плотностью 13,52 г/см 3 и температурой плавления - «-» 38,97 °С. Процесс образования амальгамы (амальгамирования) состоит в смачивании металла ртутью, после чего они взаимно проникают друг в друга (диффундируют), образуя сплав. При этом возникают интерметаллические соединения металлов (серебра, олова) с ртутью, которые образуют твердые растворы, участвуют в структурировании амальгам и влияют на их свойства. Непосредственно после амальгамирования порошок сплава сосуществует с жидкой ртутью, придавая смеси пластичную консистенцию. По мере растворения оставшейся ртутью частиц сплава продолжается рост γ 1 и γ 2 фаз. Когда ртуть исчезает, амальгама затвердевает. Реакции амальгамирования и фазовая структура обычной амальгамы показаны на рис. 22.1. Рис. 22.1. Реакция амальгамирования и фазовая структура традиционной амальгамы* * На основе схемы R.W. Phillips «Skinner's Science of Dental Materials» W.B. Saunders Co., 1982, 8-е изд., с. 312. После завершения реакции амальгамирования остатки частиц высокоплавкого сплава серебро-олово (фаза γ) внедрены в матрицу, образованную продуктами реакции с ртутью. В большинстве традиционных амальгам обе фазы (и γ 1 , и γ 2 ) образуют непрерывную структуру. Образование такой взаимосвязанной структуры чрезвычайно важно, так как фаза γ 2 склонна к коррозии, ее следует расценивать как слабое звено в большинстве традиционных стоматологических амальгам. Для всех высокомедных амальгам характерно отсутствие или существенное снижение содержания фазы γ 2 , потому что олово скорее реагирует с медью, чем с ртутью, предотвращая образование фазы оловортуть. На схеме 22.1 представлена классификация сплавов для стоматологической амальгамы. В основу классификации положены форма частиц сплава и содержание в нем меди. Схема 22.1. Реакция амальгамирования и фазовая структура традиционной амальгамы Обычный (традиционный) сплав в виде опилок, выпускаемый в продажу, содержал смесь частиц различного размера для того, чтобы оптимизировать способность порошка к уплотнению. Размер частиц порошка сплава уменьшился (до 30 мкм), когда появились так называемые сферические сплавы. Для сферической амальгамы характерны снижение отношения ртуть/сплав и значительное уменьшение давления при конденсации. В настоящее время выпускают аппараты (амальгамосмесители) для быстрого смешивания амальгамы, улучшающие условия работы в стоматологическом кабинете. Для радикального решения проблем, связанных с применением токсичной ртути, были предложены принципиально новые составы, содержащие в качестве жидкого компонента смесь галлия и индия, которая полностью заменяла ртуть. На основе легкоплавкового металла галлия (его температура плавления равна 29,785 °С) можно получить затвердевающие при комнатной температуре пломбировочные материалы с необходимым комплексом свойств. Возможность использования галлиевых «амальгам» для стоматологических целей была установлена в 1930 г. Галлий практически безопасен для пациента и медицинского персонала, так как при пломбировании зубов не происходит выделения его паров. Хотя эти сплавы называют галлиевыми, в их состав входит не один галлий, так как для понижения температуры плавления ниже комнатной к нему нужно добавить определенное количество индия и олова. К показателям физико-механических свойств амальгамы относят: 1) прочность при сжатии через 1 ч; 2) ползучесть (или сопротивление статической нагрузке); 3) размерные изменения. Реакция затвердевания амальгамы носит временной характер. Только через 24 ч прочность на сжатие амальгамы достигает значений, которые соответствуют величинам большинства окклюзионных нагрузок. Если принять жевательную нагрузку равную 750 Н, а площадь контакта - 2 мм 2 , то прочность на сжатие амальгамы должна быть порядка 380 МПа. Такую прочность на сжатие имеют большинство амальгам после окончательного затвердевания. Основные требования к сплаву для приготовления амальгам установлены рекомендациями ИСО 1559. Форма выпуска сплава для амальгамы - порошок или таблетка. Сплав должен содержать не менее 65% серебра и не более 29% олова. Допускается введение модифицирующих добавок (Cu, Zn, Hg и др.). Амальгама должна иметь минимальную прочность при сжатии через 1 ч - 60 МН/м 2 и через 24 ч не менее 300 МН/м 2 , текучесть через 24 ч - (0 0,2)%. Она должна быть готова для пломбирования (конденсации в полости) не позже, чем через 1,5 мин после начала растирания порошка сплава с ртутью. ЛЕКЦИЯ 23 СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ЦЕМЕНТЫ Понятие стоматологического цемента. Классификация и краткая характеристика классов. Неорганические цементы. Состав, назначение и свойства неорганических цементов. Цемент - это порошкообразный материал, который, будучи замешан с определенным количеством воды, образует тесто, превращающееся через некоторое время на воздухе или в воде (гидравлический тип цементов) в твердое камневидное тело. Таким образом, классическим цементом является материал на водной основе, однако новые композиции стоматологического назначения, появившиеся относительно недавно, относят к цементам на основании их назначения, а не состава, поэтому понятие цемента в стоматологии стало более широким и не столь строгим. Цементы классифицируют по химическому составу, способу твердения и назначению. Классификация стоматологических цементов представлена на схеме 23.1. Цинк-фосфатные цементы основаны на реакции взаимодействия порошка оксидов металлов (основной компонент - оксид цинка) и водного раствора фосфорной кислоты, который может содержать ионы металлов. Эти цементы применяют для фиксации зубных протезов и аппаратов, а также для подкладок под пломбы при восстановлении зубов и для временного пломбирования. Силикатные цементы основаны на реакции взаимодействия порошка алюмосиликатного стекла и водного раствора фосфорной кислоты, который может дополнительно содержать ионы металлов. Эти цементы широко применяли для восстановления передних зубов, они были единственным восстановительным материалом, обеспечивающим эстетичность восстановления, вплоть до появления полимерных композитов. Силикофосфатные цементы основаны на реакции взаимодействия порошка кислоторастворимого алюмосиликатного стекла и оксидов ме- Схема 23.1. Классификация стоматологических цементов таллов (в основном оксида цинка) с водным раствором фосфорной кислоты, который может содержать ионы металлов. В зависимости от соотношения порошка и жидкости эти цементы применяют для фиксации зубных протезов и ортодонтических аппаратов к твердым тканям зубов или для временного пломбирования. Цинк-поликарбоксилатные цементы основаны на реакции взаимодействия оксида цинка с водными растворами полиакриловой кислоты. Их применяют в качестве временных пломбировочных материалов или для фиксации зубных протезов и аппаратов на зубах, соответственно изменяя соотношение порошка и жидкости. Стеклянные полиалкенатные цементы (стеклополиалкенатные или стеклоиономерные) основаны на реакции взаимодействия порошка кальций алюмофторсиликатного стекла и водного раствора полиалкеновых кислот или порошкообразной смеси алюмосиликатного стекла и сухой полимерной кислоты с водой или водным раствором винной кислоты. Эти полупрозрачные цементы применяют для эстетичных восстановлений зубов, фиксации, основ или прокладок, а также для герметизации ямок и фиссур зубов. Стеклоиономерный цемент, по определению его создателей, представляет собой гибридный материал, сочетающий в себе свойства силикатных и цинк-поликарбоксилатных цементов. Существенно повысить прочность и кислотостойкость стеклополиалкенатных или стеклоиономерных цементов, а также осуществить более четкий контроль процесса отверждения на практике удалось с введением нового вида полимерных цементов - стеклоиономерных цементов, способных дополнительно отверждаться по механизму фотополимеризации за счет добавления полимеризационноспособных компонентов. В зависимости от соотношения в составе цемента карбоксильных групп и групп с двойными связями, способными отверждаться при облучении светом, их называют стеклоиономерными цементами, модифицированными полимерами (преобладание карбоксильных кислотных групп) или компомерами (преобладание групп с двойными связями). К неводным цементам (составам на масляной основе) относятся цинк-оксид-эвгенольные цементы. Эти материалы предназначены для временной фиксации протезов, прежде всего вкладок (I тип) и для постоянного или долговременного применения (II тип). Цинк-оксид- эвгенольный цемент - продукт взаимодействия оксида цинка и эвгенола, после отверждения он превращается в относительно твердый материал, который также применяют для временного пломбирования, пломбирования корневых каналов и фиксации. Этот цемент обычно выпускают в виде двух паст, основной и катализаторной, в первой содержится оксид цинка с растительным или минеральным маслом, а во второй, катализаторной, - гвоздичное масло или эвгенол, наполнитель, ланолин и добавки. Салицилатные системы - цементы, содержащие гидроксид кальция, который образует отверждаемую систему при взаимодействии с салицилатными эфирами с образованием хелатных соединений, подобно реакциям в системах оксид цинка-эвгенол. Применяется также в виде двух паст: одна - с гидроксидом кальция, а другая - жидкий салицилатный эфир и наполнители. В состав дополнительно вводят рентгеноконтрастную добавку. Причем в системе находится в избытке гидроксид кальция для получения щелочного рН, придающего материалу антибактериальные и реминерализующие свойства. Этот цемент применяют в глубоких полостях для эффективной защиты пульпы. |