CC BY
225
ЛЕКЦ11
© В. Н. Петрушанко, Е. В. Павленкова, С. А. Павленко, А. И. Сидорова УДК 616. 314-74: 615. 46
В. Н. Петрушанко, Е. В. Павленкова, С. А. Павленко, А. И. Сидорова
ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ОТВЕРЖДЕНИЯ СТЕКЛОИОНОМЕРНЫХ ЦЕМЕНТОВ И ВЛИЯНИЕ ЕГО НА ТВЕРДЫЕ ТКАНИ ЗУБА
ВГУЗ Украины «Украинская медицинская стоматологическая академия» (г. Полтава)
Вступление. Проблема лечения кариеса зубов является одной из основных в стоматологии. В настоящее время отмечается тенденция к увеличению распространенности и интенсивности кариеса зубов, заболеваемость которым достигает 95-100 %. Эффективное и качественное лечение кариеса предупреждает развитие осложнений - вторичного кариеса [3]. Основной причиной развития вторичного кариеса считается проникновение кариесогенной микрофлоры между стенками полости и пломбой, приводящее к деминерализации краев эмали и инфицированию дентина [2]. Многие исследователи сходятся во мнении, что на развитие вторичного кариеса влияет целый ряд факторов, связанных со свойствами пломбы (реставрации) и резистентностью твердых тканей зуба. Одним из факторов, определяющих реминерализацию твердых тканей зуба, является фтор [6]. Известно, что максимальным выделением ионов фтора обладают стеклоиономерные цементы (СИЦ). Кроме того, СИЦ обеспечивают на более высоком уровне соединение с тканями зуба. Изучение свойств и механизма действия СИЦ, а также изучение эффективности их применения в клинике представляет практический интерес и является актуальной терапевтической стоматологии.
Основная часть. Официальное название стеклоиономерных цементов (СИЦ), согласно классификации ISO - стеклополиалкенатные цементы, указывает на принципиальный их состав. Порошок СИЦ состоит в основном из кальций-фтора-люмо-силикатного стекла: SiO2 - А12О3 - CaF2 -Na3AlFg - А1РО4. Оксид цинка, бариевое стекло, стронций, лантан добавляют для увеличения рент-геноконтрастности. В так называемых «безводных» цементах в порошок вводят кристаллическую полиакриловую кислоту, вступающую в кислотно-основную реакцию только после растворения в воде («BaseLine», «AquaCem», Dentsply; «Aqua lonofil», Voco). Такая комбинация компонентов позволяет увеличивать срок хранения стеклоиономерных цементов, а также достигать во время замешивания очень жидкой консистенции цемента, используемого для цементирования или линейной прокладки. В настоящее время выделяют два вида
СИЦ: классические и упрочненные. Классическими называют самоотверждаемые стеклоиномерные цементы, в состав которых входят минеральный реактивный порошок и жидкость на основе полиакриловой кислоты («Fuji I», GC; «Ketac-Cem», Espe; «lonobond», Voco; «Glass-ionomer cement», Heraeus Kulzer [1, 4, 9].
Упрочненные стеклоиономерные цементы содержат те или иные добавки, увеличивающие прочность. Среди упрочненных цементов различают: полимермодифицированные («Vitrebond», ЗМ; «Vi-vaglass Liner», Vivadent; «Fuji Lining LC», GC), полимерсодержащие («ChemFlex», Dentsply), металлосодержащие («Argion», Voco) стеклоиномерные цементы и церметы («Ketac-silver», «Chelon-silver», Espe; «Miracle Mix», GC) [1, 4, 9, 13].
В состав порошка полимерсодержащих стеклоиономерных цементов входят частички или волокна отвержденного полимера.
Порошок полимермодифицированного стеклоиономерного цемента кроме компонентов классического цемента содержит полимерные составляющие, обеспечивающие свободнорадикальную реакцию полимеризации.
В состав порошка церметов входят частички стекла, сплавленного с металлами, такими как золото, серебро и др. В порошок металлосодержащих стеклоиномерных цементов добавляются опилки металлов или порошок амальгамы.
Жидкость классических, полимерсодержащих, металосодержащих стеклоиномерных цементов и церметов, называемая раствором полиакриловой кислоты, состоит из водного раствора кополимера акриловой и итаконовой (или малеиновой) кислот. Использование кополимеров и различных добавок способствует повышению стабильности жидкости. Для контроля реакции отверждения вводят небольшое количество тартаровой кислоты. Она активирует диссоциацию ионов из стекла. Полиакриловая кислота не обладает структурной устойчивостью, может загустевать и терять свои свойства. Поэтому некоторые цементы содержат кристаллы сухой полиакриловой кислоты в составе порошка. В так называемых «безводных» цементах в качестве
жидкости используется вода или раствор тартаро-вой кислоты.
Жидкость полимермодифицированных СИЦ содержит 15 - 25 % полимера, обычно ГЭМА (англ. НЕМА, произносится как «хима») - гидроксиэтил-ме- V такрилат), а также менее 1 % полимеризуемых групп и фотоинициатора.
Полимермодифицированные стеклоиномерные цементы отверждаются в результате протекания кислотно-основной реакции нейтрализации и свободнорадикальной полимеризации акрилатов. Полимеризация акрилатов может инициироваться при смешивании компонентов (химическая активация), а также при разложении инициатора фотополимеризации под действием света (световая активация). Таким образом, полимермодифицированные стеклоиномерные цементы могут быть самоотвер-ждаемыми (двойного отверждения) и тройного отверждения (фото- и химическая инициация отверждения полимера и кислотно-основная реакция).
После начальной световой активации полимера обычная кислотно-основная реакция проходит такие же стадии, как и в классических СИЦ. Так как ГЭМА является гидрофильным веществом, то после затвердевания цемента он может выделяться в окружающие ткани или напитываться водой, что ведет в некоторой степени к деградации структуры. Некоторые производители вводят катализаторы, способствующие прохождению свободнорадикальной реакции, увеличивая степень полимеризации мономера и уменьшая поглощение воды.
После замешивания и укладки пломбы экспозиция света вызывает быстрое отверждение материала на глубину проникновения света. В этом участке происходит полимеризация ГЭМА и метакрилатных мономеров, после чего цемент считается клинически затвердевшим. Однако полные физические свойства достигаются через несколько дней по завершении кислотно-основной реакции, которая происходит аналогично стеклоиномерным цементам химического отверждения, хотя и в меньшей степени.
Процесс отверждения классического, полимерсодержащего и металлсодержащего стеклоиономерных цементов и церметов проходит в три стадии:
Стадия 1. Поверхностный слой стеклянных частиц атакуется поликислотой с образованием диффузной адгезии между стеклом и матрицей. Около 20 - 30 % стекла растворяется, и различные ионы (включая ионы кальция, фтора, алюминия) выделяются, формируя цементную соль.
Стадия 2. В течение этой стадии, ионы кальция и алюминия связываются с полианионами через карбоксильные группы. Начальное твердение под действием ионов кальция занимает4 - 10 мин. Дальнейшее созревание происходит в течение 24 ч за счет менее мобильных ионов алюминия. Ионы фтора и фосфат-ионы образуют нерастворимые соли и комплексы. При участии ионов натрия на поверхности
частиц стекла образуется ортокремниевая кислота, переходящая в кремниевый гель, который способствует связыванию порошка с матрицей.
Стадия 3. Является стадией созревания. Во время нее происходит прогрессивная гидратация солей матрицы, приводящая к резкому усилению физических свойств.
В результате прохождения этих стадий поверхность стеклянных частиц растворяется с высвобождением ионов кальция и алюминия, которые затем вступают во взаимодействие с полиакриловой кислотой, формируя кальциевые и алюминиевые по-лиакрилатные цепи. Кальциевые - формируются первыми, обеспечивая первичное отверждение, но они неустойчивы и подвержены гидратации. Алюминиевые - формируются позже и, будучи нерастворимыми, обеспечивают физические, прочностные свойства пломбы. Протекающая в этом случае кислотно-основная реакция ведет к диффузной адгезии частиц стекла к матрице. Полиакрилатные цепи создают пористое пространство, которое позволяет гидроксид-ионам и ионам фтора мигрировать. Эти три стадии отверждения относятся к длительным реакциям, которые продолжаются, как минимум, 1 мес, а возможно и дольше.
Соотношение жидкости и порошка меняет физические свойства стеклоиономерных цементов. Чем больше порошка - тем прочнее цемент, но при этом весь порошок должен быть увлажнен жидкостью.
Затвердевший стеклоиономерный цемент содержит частицы непрореагировавшего стекла, окруженные кремниевым гидрогелем и внедренные в полисолевую матрицу поперечно связанной полиакриловой кислоты. Эта структура рассматривается как пористая, способная свободно пропускать ионы малого размера, такие как гидроксидные и ионы фтора. Структура содержит как связанную, так и свободную воду. На ранних стадиях затвердевания избыток воды может поглощаться кальциевыми полиакрилатными цепями. Однако их вымывание водой приводит к нарушению структуры цемента. При пересыхании цемента на этом этапе несвязанная вода испаряется, что также обусловливает нарушение структуры стеклоиномерных цементов.
В полимермодифицированных стеклоиномерных цементах на ранних этапах затвердевания, миграция влаги блокируется, но дальнейшее развитие кислотно-основной реакции и созревание цемента не прекращаются.
Стеклоиономерные цементы выпускают для ручного замешивания в виде системы порошок - жидкость или для автосмешивания в специальных капсулах при помощи прибора амальгаматора [12].
В капсулированных стеклоиномерных цементах пропорция устанавливается производителем и не зависит от врача. Важно тщательно изучить инструкцию, чтобы четко знать, для какой цели предназначен цемент, какое время замешивания, какое рабочее время и время отверждения. Вносить материал в отпрепарированную полость после замешивания нужно достаточно быстро. Потеря эластичности или
блеска цементной массы служат признаками непригодности для использования.
При ручном замешивании необходимо строгое соотношение порошка и жидкости, определенное производителем. Внимание должно быть уделено как возможности поглощения воды, так и ее потери. При замешивании цемента главной задачей является не растворение порошка в жидкости, что достигается при перетирании, а смачивание частичек порошка жидкостью, так как физические свойства цемента будут зависеть от количества нераство-ренного стекла. После первичного затвердевания поверхность пломбы из классического стеклоино-мерного цемента рекомендуется защитить полимерным лаком или адгезивной системой для предотвращения впитывания влаги.
Обработка реставраций из стеклоиономерных цементов должна проводиться на следующий день и под обильным водяным орошением. Полимермодифицированные стеклоиномерные цементы можно обрабатывать сразу после первичной полимеризации, но открытые поверхности лучше затем покрыть изолирующим веществом [7].
Одно из важнейших свойств стеклоиономерных цементов заключается в их способности к химической адгезии к минерализованным тканям. Механизмы такой адгезии основаны на процессах диффузии и адсорбции. Адгезия инициируется при контакте полиакриловой кислоты цемента с твердыми тканями зуба. Фосфатные ионы из гидрок-сиапатита замещаются на карбоксильные группы полиакриловой кислоты, при этом каждый фосфатный ион захватывает ион кальция для поддержания нейтральности. Таким образом, на границе зуба и пломбировочного материала образуется ионообменная химическая связь за счет кальций-фосфат-полиакриловой кристаллической структуры. При достижении такой связи невозможно нарушить адгезивное соединение тканей зуба и цемента. Однако если реставрация все-таки отделяется от зуба, значит, произошел когезивный отрыв в среде одного из них. Поскольку прочность на разрыв у СИЦ невысока, то ионообменный слой чаще остается прикрепленным к зубу.
Адгезия к органическим компонентам дентина может происходить также за счет водородной связи или образования металлических ионных мостиков между карбоксильными группами поликислоты и коллагеном дентина [8, 11].
СИЦ обладают очень хорошей биосовместимостью. Доказано, что зубной налет на поверхности стеклоиономера не формируется, а это значит, что окружающие мягкие ткани не подвергаются воспалению. Наиболее патогенный микроорганизм Streptococcus mutans не может развиваться в присутствии ионов фтора [7, 8].
Реакция пульпы на стеклоиномерный цемент обычно благоприятная. Свежезамешанный цемент имеет очень низкое значение рН 0,9 - 1,6, но уже в течение первого часа этот показатель становится почти нейтральным. Более того, дентин является
очень хорошим буфером, и даже тонкий его слой хорошо защищает пульпу. Некоторые авторы отмечают незначительную воспалительную реакцию, которая полностью исчезает в течение 10 - 20 дней. Поэтому прокладка под стеклоиномерный цемент не требуется, исключение может быть сделано при локализации в проекции пульпы, над которой менее 1 мм дентина. При цементировании коронок для предотвращения повышенной чувствительности не рекомендуется обрабатывать витальные зубы кислотой, пусть даже и органической. Обработка зубов под коронки сама по себе травматичная манипуляция, особенно если учесть, что такие зубы зачастую уже имеют пломбы, т. е. налицо хроническое воспаление пульпы. Напротив, отпрепарированные зубы рекомендуется обработать минеральным составом или покрыть их лаком или адгезивным агентом перед снятием слепка.
Образец стеклоиономерного цемента в процессе отверждения дает усадку около 3 %, если соблюдены правила замешивания и сохранен водный баланс. На практике, учитывая длительность реакции отверждения, а также развитие адгезии к стенкам полости посредством образования ионообменной связи, усадка практически нивелируется.
Медленно твердеющие цементы (реставрационный эстетический), если они не защищены от внешней влаги, впитывают воду, что уменьшает усадку, но и способствует ослаблению его физических характеристик.
Полимермодифицированные стеклоиономерные цементы содержат небольшое количество полимера, поэтому усадка на начальном этапе затвердевания ничтожно мала. Усадка вследствие последующей кислотно-основной реакции развивается очень медленно и контролируется процессами адгезии. В отличие от них, светоотверждаемые композиты демонстрируют немедленную усадку, которая способствует развитию «стресса» на границе пломбировочный материал - зуб.
Большинство стеклоиономерых цементов являются более рентеноконтрастными, чем дентин и эмаль, однако некоторые эстетические материалы типа (реставрационный эстетический) не обладают таким свойством вообще. Это вызвано требованиями прозрачности, так как введение рентгеноконтрастных веществ уменьшает прозрачность стеклоиономерного цемента.
Выделение ионов фтора также служит важнейшей характеристикой стеклоиономерных цементов. Эта способность проявляется не только в первые дни после постановки пломбы, но и в течение всего срока ее существования. Большое их количество выделяется в первые несколько дней, затем выделение значительно уменьшается и стабилизируется к 2 - 3 месяцам существования реставрации. Дальнейшее долговременное выделение фтора достаточно для защиты от кариеса окружающих твердых тканей зубов. Исследования доказывают выделение ионов фтора на протяжении, как минимум, 8 лет.
Вначале фтор выделяется с поверхности сте- но если использовать их по показаниям, они позво-
клянных частичек, после чего он фиксируется в ляют достигать наилучшего результата. Уже около
кремниевом гидрогеле и, не являясь его структур- 30 лет стеклоиономерные цементы используются в
ной частью, может свободно перемещаться. Сте- практике, демонстрируя прекрасные качества, опи-
пень его диффузии зависит от концентрации фтора санные выше [5,10].
в ротовой жидкости. При пониженной концентрации Ионообменная химическая связь с тканями зуба
происходит его выделение. Повышение концентра- является уникальным свойством этих материалов,
ции ионов фтора за пределами пломбы может при- особенно учитывая проблему микрощелей, суще-
водить к их поглощению структурой цемента. Таким ствующую для всех пломбировочных материалов.
образом, стеклоиономерные материалы могут рас- Стеклоиономерные цементы также являются ре-
сматриваться в качестве резервуара ионов фтора. зервуаром и источником ионов фтора в течение Стеклоиономерные цементы обладают рядом всего существования реставрации, способствуя
неоспоримых преимуществ перед остальными ма- реминерализации и укреплению тканей зуба. Для
териалами, однако не являются универсальными практического врача не менее важна также простопломбировочными материалами. Все современные та использования этих материалов в работе и их от-
пломбировочные материалы имеют ограничения, носительно невысокая стоимость.
Литература
1. Биденко Н. В. Стеклоиономерные материалы и их применение в стоматологии / Н. В. Биденко. - М. : Книга плюс, 2003. - 144 с.
2. Боровский Е. В. Биология полости рта / Е. В. Боровский, В. К. Леонтьев. - М. : Медицинская книга, Н. Новгород : Изд-во НГМД, 2001. - 304 с.
3. Золотова Л. Ю. Влияние глубокого фторирования на динамику реминерализации дентина у пациентов с различными уровнями резистентности зубов к кариесу / Л. Ю. Золотова, А. П. Коршунов // Институт стоматологии. - 2003. - № 3 (20). - С. 56-57.
4. Иноземцева А. А. Стоматологические цементы : Обзор / А. А. Иноземцева // Новое в стоматологии. - 2001. - № 5. -С. 46-62.
5. Иощенко Е. С. Стеклоиономерные цементы / Е. С. Иощенко, В. Ю. Гусев, О. Н. Глотова. - Н. Новгород : Изд-во НГМА, 2003. - 86 с.
6. Кнаппвост А. Мифы и достоверные факты о роли фтора в профилактике кариеса. Глубокое фторирования / А Кнап-пвост // Стоматология для всех. - 2001. - № 3. - С. 38-42.
7. Маслак Е. Е. Клиническая оценка применения стеклоиономерного цемента для пломбирования временных зубов у детей / Е. Е. Маслак, Н. В Рождественская, Т. И. Фурсик // Дет. стоматология. - 2000. - № 1-2. - С. 57-62.
8. Николаев А. И. Минимально-инвазивная терапия при лечении кариеса постоянных зубов у детей / А. И. Николаев, Л. М. Цепов, Л. В. Рутковская // Институт стоматологии. - 2004. - № 1. - С. 38-40.
9. Николаев А. И. Практическая терапевтическая стоматология / А. И. Николаев, Л. М. Цепов. - СПб. : С. -Петерб. ин-т стоматологии, 2001. - 385 с.
10. Николаев А. И. Стеклоиономерные цементы / А. И. Николаев, Л. М. Цепов, В. А. Бычков // Институт стоматологии. -1999. - № 3. - С. 48-53.
11. Николаенко С. А. Исследование адгезии стеклоиономерных цементов к дентину / С. А. Николаенко // Стоматология. -2005. - Т. 84, № 1. - С. 4-6.
12. Применение гибридного СИЦ тройного отверждения <М1гетег» (ЗМ) в эстетической реставрационной стоматологии / Салова А. В., Рехачев В. М., Мороз Б. Т. [и др.] // Институт стоматологии. - 2001. - № 1. - С. 14-16.
13. Трезубов В. Н. Стеклоиономерные цементы Ортопедическая стоматология. Прикладное материаловедение. 2-е изд. / В. Н. Трезубов, М. З. Штейнгарт, Л. М. Мишнев. - СПб., 2001. - Разд. 7. 6. - С. 204-209.
УДК 616. 314-74: 615. 46
ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ОТВЕРЖДЕНИЯ СТЕКЛОИОНОМЕРНЫХ ЦЕМЕНТОВ И ВЛИЯНИЕ ЕГО НА ТВЕРДЫЕ ТКАНИ ЗУБА
Петрушанко В. Н., Павленкова Е. В., Павленко С. А., Сидорова А. И.
Резюме. В лекции представлены данные о составе и особенностях полимеризации стеклоиономерных цементов. Особенности применения их в практической стоматологии.
Ключевые слова: полимеризация, СИЦ, твердые ткани зуба.
УДК 616. 314-74: 615. 46
ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСУ ЗАТВЕРДЖЕННЯ СКЛОІОНОМЕРНИХ ЦЕМЕНТІВ ТА ВПЛИВ ЙОГО НА ТВЕРДІ ТКАНИНИ ЗУБА
Петрушанко В. М., Павленкова О. В., Павленко С. А., Сидорова А. І.
Резюме. В лекції представлені дані про склад і особливості полімеризації склоіономерних цементів. Особливості застосування їх у практичній стоматології.
Ключові слова: полімеризація, СІЦ, тверді тканини зуба.
UDC б1б. 314-74: б15. 4б
Features of Curing Glass ionomer Cements and its Effect on Dental Hard Tissues
Petrushanko V. N., Pavlenkova E. V., Pavlenko S. A., Sidorova A. i.
Summary. The lecture presents data on the composition and characteristics of the glass ionomer cements polymerization. Features of their application in the dental practice.
The problem of treatment of dental caries is a major in dentistry. Efficient and quality dental treatment prevents the development of complications - secondary caries. The main reason for the development of secondary caries is considered entering cariogenic microflora between the walls of the cavity and seal, which leads to demineralization of enamel margins and infected dentin. One of the factors that determine the remineralization of dental hard tissues, is a fluorine. It is known that the maximum release of fluoride ions have a glass ionomer cement (GIC). In addition, GIC provides a higher level of connection to the tooth. Characterization and mechanism of action of the GIC and the study of the effectiveness of their use in the clinic is of practical interest and relevance dentistry.
The official name of glass ionomer cements (GIC), as classified by ISO - steklopolialkenatnye cements points to a fundamental part of them. Currently, There are two types GIC: classical and hardened. Called classical samoot-verzhdaemye a glass ionomer cement comprising a mineral powder and liquid jet based on polyacrylic acid.
Of hardened cement are distinguished: polimermodifitsirovannye, polymer-, metal- glass ionomer cement tsermety.
Polimermodifitsirovannye glass ionomer cement harden a result of leakage of acid-base neutralization reactions and free radical polymerization of acrylates. Acrylate polymerization can be initiated by mixing components (chemical activation), and the decomposition of the photopolymerization initiator in response to light (light activation).
The curing process is a classic, and polymer-metal-glass ionomer cements and tsermetov takes place in three stages. The passage of these stages surface of the glass particles dissolve to release calcium and aluminum, which then interact with polyacrylic acid to form calcium and aluminum polyacrylate chains.
One of the most important properties of glass ionomer cements is their ability to chemical adhesion to mineralized tissues.
Adhesion to dentin organic components can also occur due to hydrogen bonding or the formation of metal ion bridges between the carboxyl groups of the polyacid and dentine collagen .
GIC have very good biocompatibility. Proved that the plaque on the surface of glass ionomer is not formed, and this means that the surrounding soft tissues are not exposed to inflammation. Most pathogen Streptococcus mu-tans can not grow in the presence of fluoride ions.
Isolation of fluoride is also a very important characteristic of glass ionomer cements. This ability is manifested not only in the first days after setting the seal, but also during the whole period of its existence. Studies show a selection of fluoride ions for at least В years.
The ion-exchange chemical bond to the tooth is a unique property of these materials, particularly given the problem microcracks that exists for all filling materials. Glass ionomer cements are also a reservoir and source of fluoride for the life of the restoration, promoting remineralization and strengthening the tooth structure. For practitioners is just as important as ease of use of these materials in the work, and their relatively low cost.
Key words: polymerization, GIC, hard tissues of the tooth.
Рецензент - проф. Силенко Ю. I.
Стаття надійшла 2. 04. 2013 р.
