Химический состав композитов

Основными компонентами композитов являются органическая матрица и неорганический наполнитель.

Классификация композиционных материалов Существует следующая классификация композиционных материалов.

• 1. В зависимости от размера частиц неорганического наполнителя и степени наполнения выделяют:
• 1) макронаполненные (обычные, макрофилированные) композиты. Размеры частиц неорганического наполнителя от 5 до 100 мкм, содержание неорганического наполнителя 75−80% по массе, 50−60% по объему;
• 2) композиты с малыми частицами (микронаполненные). Размер частиц неорганического наполнителя 1—10 мкм;
• 3) микронаполненные (микрофилированныс) композиты. Размеры частиц неорганического наполнителя от 0,0007 до 0,04 мкм, содержание неорганического наполнителя 30−60% по массе, 20−30% по объему.

В зависимости от формы неорганического наполнителя микронаполненные композиты подразделяются на:

• а) негомогенные (содержат микрочастицы и конгломераты предварительно полимеризованных микрочастиц);
• б) гомогенные (содержат микрочастицы);
• 4) гибридные композиты представляют собой смесь обычных крупных частиц и микрочастиц. Наиболее часто композиты данной группы содержат частицы размером от 0,004 до 50 мкм. Гибридные композиты, в состав которых входят частицы не более 1−3,5 мкм, относятся к мелкодисперсным. Количество неоргани-ческого наполнителя по массе 75−85%, по объему 64% и более.
• 2. По назначению выделяют композиты:
• 1) класса, А для пломбирования кариозных полостей I-II класса (по Блеку);
• 2) класса В для пломбирования кариозных полостей III, IV, V классов;
• 3) универсальные композиты (негомогенные микронаполненные, мелкодисперсные, гибридные).
• 3. В зависимости от вида исходной формы и способа отверждения материалы делятся на:
• 1) светоотверждаемые (одна паста);
• 2) материалы химического отверждения (самоотверждаемые):
  • а) тип «паста — паста»;
  • б) тип «порошок — жидкость».

Макронаполненные композиционные материалы Первый композит, предложенный Бовеном в 1962 г., имел в качестве наполнителя — кварцевую муку с размерами частиц до 30 мкм. При сравнении макронаполненных композитов с традиционными пломбировочными материалами (непаполненными полимер-мономерными) отмечали их меньшую полимеризационную усадку и водопоглощение, более высокую прочность при растяжении и сжатии (в 2,5 раза), меньший коэффициент теплового расширения. Тем не менее длительные клинические испытания показали, что пломбы из макронаполненных композитов плохо полируются, изменяются в цвете, наблюдается выраженное стирание пломбы и зуба-антагониста.

Главным недостатком макрофилов оказалось наличие микропор на поверхности пломбы, или шероховатость. Шероховатость возникает вследствие значительной величины и твердости частиц неорганического наполнителя по сравнению с органической матрицей, а также полигональной формы неорганических частиц, поэтому они быстро крошатся при полировании и жевании. В результате наблюдается значительное истирание пломбы и зуба-антагониста (100−150 мкм в год), пломбы плохо полируются, поверхностные и подповерхностные поры, их нужно устранить (очищающим протравливанием, промыванием, нанесением адгезива, полимеризацией адгезива, нанесением и полимеризацией композита); в противном случае произойдет их прокрашивание. Далее производят окончательную отделку (полировку) пломбы. Сначала используют резиновые, пластиковые головки, гибкие диски, штрипсы, а затем полировочные пасты. Большинство фирм для окончательной отделки выпускают две разновидности паст: для предварительной и окончательной полировки, которые отличаются друг от друга степенью дисперсности абразива. Необходимо тщательно изучить инструкцию, так как время полировки пастами разных фирм отличается. Например: полировочные пасты фирмы «Dentsply»: полировку надо начинать с пасты «Prisma Gloss» в течение 63 с отдельно каждой поверхности. Полирование этой пастой придает поверхности мокрый блеск (пломба блестит, если она смочена слюной). Далее используется паста «Frisra Gloss Exstra Fine» (также в течение 60 с каждой поверхности), что придаст сухой блеск (при высушивании зуба воздушной струей блеск композита сравним с блеском эмали). При несоблюдении указанных правил невозможно достижение эстетического оптимума. Пациента необходимо предупредить, что сухой блеск необходимо восстанавливать каждые 6 месяцев. При пломбировании полостей II, III, IV классов для контроля краевого прилегания пломбы в придесневой области, а также для контроля контактного пункта используются флоссы. Флосс вводится в межзубной промежуток, без задержек, но с большим усилием скользит по контактной поверхности. Он не должен рваться и застревать.

Игнорирование финишного отсвечивания (отсвечивание каждой поверхности реставрации в течение 1 мин) может нарушить прочность пломбы, в результате чего возможны сколы реставрации.

Микронаполненные композиты Композиты с малыми частицами (микронаполненные) по своим свойствам близки к макронаполненным, но в связи с уменьшением размера частиц обладают большей степенью наполнения, менее подвержены стиранию (около 50 мкм в год) и лучше полируются. Для пломбирования в области фронтальной группы рекомендованы Visio-Fill, Visar-Fill, Prisma-Fill (светоотверждаемые), в области жевательных зубов используются: Р-10, Bis-Fil II (химического отверждения), Estelux Post XR, Marathon, Ful-Fil, Bis-Fil I, Occlusin, Profil TLG, P-30, Sinter Fil (светового отверждения).

B 1977 г. созданы микронаполненные композиты, в состав которых входят частицы неорганического наполнителя в 1000 раз меньшие, чем у макрофилов, за счет этого их удельная поверхность увеличивается в 1000 раз. Микрофильные композиты по сравнению с макрофилами легко полируются, отличаются высокой цветостойкостью (светоотверждаемые), меньшей стираемостью, так как им не свойственна шероховатость. Тем не менее они уступают обычным композитам по прочности и твердости, имеют больший коэффициент теплового расширения, значительную усадку и водопоглощение. Показанием к их использованию является пломбирование кариозных полостей фронтальной группы зубов (III, V классы).

Разновидностью микронаполненных композитов являются негомогенно микронаполненные композиты, в составе которых находятся мелкодисперсные частицы двуокиси кремния и микронаполненные преполимеризаты. При изготовлении этих композитов к основной массе, содержащей микронаполненные частицы, добавляют предварительно полимеризованные частицы (размер около 18−20 мкм), благодаря такой методике насыщение наполнителем составляетболее 80% по массе (у гомогенно микронаполнениых наполнение по массе составляет 30−40%), в связи с чем эта группа материалов более прочная, и ее применяют для пломбирования фронтальных и боковых зубов.

Представителями микронаполненных (гомогенных) композитов являются следующие композиты. * см. Таблица 5.

Гибридные композиционные материалы Неорганический наполнитель представляет собой смесь обычных крупных частиц и микрочастиц. Попадание травящего агента на соседний зуб, если он не изолирован матрицей, может привести к развитию кариеса.

Повреждение кислотой слизистой оболочки полости рта приводит к ожогу. Травящий раствор необходимо удалить, рот прополоскать раствором щелочи (5%-ным раствором гидрокарбоната натрия) или водой. При значительном повреждении тканей проводят лечение антисептиками, ферментами, кератопластическими препаратами.

После травления необходимо исключить контакт протравленной эмали с ротовой жидкостью (больной не должен сплевывать, обязательно применение слюноотсоса), в противном случае микропространства закрываются муцином слюны, и адгезия композитов резко ухудшается. При загрязнении эмали слюной или кровью процесс травления необходимо повторить (очищающее протравливание — 10 с).

После промывания полость следует высушить воздушной струей, эмаль становится матовой. Если использовалось протравливание дентина, то необходимо помнить о принципах влажной адгезии. Дентин нельзя пересушивать, он должен быть влажным, искрящимся, иначе воздух попадает в дентинные канальца, деминерализованный дентин; коллагеновыс волокна слипаются («эффект спагетти»), вследствие этого нарушается формирование гибридной зоны и тяжей в дентинных канальцах. Результатом вышеуказанных явлений может быть возникновение гиперестезии, а также уменьшается прочность прикрепления пломбы к дентину.

На этапе пломбирования возможны следующие ошибки и осложнения. Неправильный выбор композита, игнорирование показаний для его применения. Недопустимо, например, использовать микронаполненный материал на жевательной группе зубов из-за низкой прочности (или макронаполненным — в области фронтальных зубов, вследствие неэстетичности. *см. Таблица 6. Представители мелкодисперсных гибридных композитов.

Свойства композитов.

• 1. Технологические свойства:
• 1) выпускная форма химически отверждаемых композитов содержит два композита (смешивающихся перед пломбированием): «порошок — жидкость», «паста — паста». У светоотверждаемых — одна паста, поэтому они более однородные, отсутствует воздушная пористость, они точно дозированы в отличие от химически отверждаемых;
• 2) после замешивания химически отверждаемые композиты приобретают пластичность, которую они сохраняют в течение 1,5−2 мин — рабочее время. В течение этого времени пластичность материала изменяется — он становится более вязким. Внесение материала и его формирование вне пределов рабочего времени приводят к нарушению адгезии и выпадению пломбы. Следовательно, у химически отверждаемых материалов рабочее время ограниченно, у фотополимеров — нет;
• 3) время отверждения у химически отверждаемых в среднем — 5 мин, у фотополимеров — 20−40 с, но каждого слоя, поэтому время постановки пломбы из фотополимера более продолжительно.
• 2. Функциональные свойства:
• 1) все композиты обладают достаточной адгезией, которая зависит от протравливания, вида использованных бондов или адгезивов (протравливание увеличивает силу сцепления композитов с эмалью на 75%; эмалевые бонды обеспечивают силу адгезии к эмали 20 МПа, а дентинные адгезивы создают различную силу адгезии с дентином в зависимости от поколения адгезива, которая составляет у I поколения — 1−3 МПа; II поколения — 3−5 МПа; III поколения — 12−18 МПа; IV и V поколений — 20−30 МПа);
• 2) наибольшей усадкой обладают композиты химического отверждения, в большей степени типа «порошок — жидкость» (от 1,67 до 5,68%). Фотоотверждаемые — порядка 0,5−0,7%, что зависит от загрузки наполнителем: чем его больше, тем меньше усадка (макрофилы, гибридные имеют меньшую усадку, чем микронаполненные); кроме того, усадка у фотополимеров компенсируется послойным отверждением, направленной полимеризацией;
• 3) прочность на сжатие и сдвиг наибольшая у гибридных и макронаполненных композитов меньше у микронаполненных, поэтому их применяют в области фронтальных зубов. Стираемость наибольшая у макронаполненных за счет шероховатости — 100−150 мкм в год, меньше у микронаполненных, минимальна у мелкодисперсных гибридов — 7−8 мкм в год и негомогенных микронаполненных. Скорость износа химически отверждаемых композитов больше, чем светоотверждаемых, что связано с внутренней пористостью и меньшей степенью полимеризации;
• 4) водопоглощение наибольшее у микронаполненных, что значительно снижает их прочность, меньше у гибридов и макрофилов, так как они содержат меньше органического компонента и больше наполнителя;
• 5) коэффициент теплового расширение наиболее близок к твердым тканям у макронаполненных и гибридов в связи с большим содержанием наполнителя;
• 6) все композиты обладают малой теплопроводностью.
• 3. Биологические требования (свойства). Токсичность определяется степенью полимеризации, которая больше у фотополимеров, а следовательно, они содержат меньше низкомолекулярных веществ и менее токсичны. Применение дентинных адгезивов IV и V поколений позволяет обойтись без изолирующих прокладок при среднем кариесе, при глубоком — дно покрывается стеклоиономерным цементом. Химически отверждаемые композиты, как правило, комплектуются эмалевыми бондами, поэтому предполагается использование изолирующей прокладки (при среднем кариесе) или изолирующей и лечебной прокладки (при глубоком кариесе).
• 4. Эстетические свойства. Все химически отверждаемые композиты: изменяют цвет за счет окисления перекиси бензоила, макронаполненные — вследствие шероховатости. При раскрытии и некрэктомии используются классические принципы оперативной обработки кариозной полости. Если предполагается использовать только эмалевые бонды (адгезивы), то при формировании кариозной полости необходимо соблюдать традиционные принципы: стенки и дно обработанной полости должны находиться под прямым углом, формирование дополнительных площадок производится при полостях II, III, IV классов. Полностью отказаться от классических принципов формирования кариозной полости можно в случае использования эмалево-дентинных адгезивных систем. При этом весь дентин или его часть (в случае наложения прокладок на дно кариозной полости) используется для сцепления с композитом.

На этапе обработки краев эмали необходимо создавать скос под углом 45° и более при полостях ІІІ, IV, V классов, а затем произвести его финирование мелкозернистым алмазным бором. Созданием скоса увеличивается активная поверхность эмали зуба для сцепления с композитом. Кроме того, обеспечивается плавность перехода «композит — эмаль», что облегчает достижение эстетического оптимума. При несоблюдении указанных правил возможно выпадение пломбы и нарушение ее косметического вида. В полостях I и II класса скос эмали часто не создается, так как композит, истирающийся быстрее эмали, раньше изнашивается, что ухудшает краевое прилегание. Кроме того, может произойти скол композита на жевательной поверхности по линии фальца. Финирование краев эмали проводится во всех случаях при пломбировании полостей I-V классов. В результате поверхность эмали становится гладкой, однородной, так как удаляются сколы эмалевых призм, возникающие в процессе раскрытия кариозной полости. Происходит снятие поверхностного бесструктурного слоя эмали, которым покрыты пучки призм, что облегчает последующее кислотное травление эмали. Если не проводить финирование, то сколы эмалевых призм в процессе функционирования пломбы приводят к образованию участков ретенции, что способствует скоплению микроорганизмов, зубного налета и развитию вторичного кариеса. *см. Таблица 7. Физические показатели некоторых композиционных пломбировочных материалов, применяемых для восстановления жевательных зубов.

Задача стоматолога состоит не только в том, чтобы добиться индивидуального внешнего вида, но и предусмотреть изменчивость цвета естественных зубов при любых условиях освещения. Решение этой задачи возможно, если врач восстановит коронку зуба материалами, оптически в точности имитирующими зубные ткани:

• 1) эмаль + поверхностная эмаль, эмалево-дентинное соединение;
• 2) дентин + околопульпарный дентин (пульпу не имитирует).

Наконец, искусственные зубные ткани необходимо включить в реставрационную конструкцию в топографических границах естественных зубных тканей, таких как:

• 1) центр (полость) зуба;
• 2) дентин;
• 3) эмаль.

Повторить природное устройство зуба — суть биомиметического способа реставрации зубов.

Наиболее полная имитация внешнего вида коронки возможна при соответствии реставрационной модели по 4 параметрам:

• 1) форма;
• 2) цвет;
• 3) прозрачность.
• 4) структура поверхности.