Нанокомпозиты в стоматологии: наногибридные и микрогибридные

Содержание

Особенности и преимущества нанокомпозитов в стоматологии

Вопрос качественных композитных материалов, применяемых для реставрации зубов, всегда стоял остро. К стоматологическим композитам предъявляются высокие требования. Они должны обладать достаточной механической прочностью, чтобы использоваться не только на фронтальных, но и жевательных зубах.

Иметь хорошие эстетические свойства, незначительную полимеризационную усадку, низкий коэффициент термического расширения.

Быть технологичными, давать возможность легко манипулировать цветовыми оттенками. Совмещать все эти свойства в одном составе стало возможным сравнительно недавно, после разработки и внедрения новых стоматологических реставрационных материалов, к которым относятся и нанокомпозиты.

Что такое нанокомпозиты?

Нанокомпозитами называют многофазные материалы, в которых хотя бы одна фаза (наполнитель) имеет размер фракции от 0,1 до 100 нм (1 нанометр равен 0,001 микрона). Стоматологические нанокомпозитные материалы представляют собой, как правило, комбинацию неорганического наполнителя и органической матрицы.

В качестве последней используются различные смолы с добавками – полимерными ингибиторами, катализаторами, фотоинициаторами, светопоглотителями, красителями.

До прихода в стоматологию нанотехнологий врачами-ортодонтами уже использовались составы, размеры частиц которых вписывались в нанодиапазон. Это так называемые микрофильные композиты. Средний размер их частиц составляет 0,04 мкм, что соответствует 40 нм.

Однако наряду с положительными свойствами – хорошей полируемостью, высокой цветовой стойкостью и низким абразивным износом – микрофильные композиты имеют и существенные недостатки. Основной из них – недостаточная механическая прочность, не позволяющая использовать их для пломбирования и реставрации жевательных зубов. Еще одним недостатком этих материалов является слипание микрочастиц, что приводит к негомогенной структуре композита.

В отношении стоматологических композитов существует такая закономерность. Чем мельче частицы наполнителя, тем выше его полируемость и эстетичность, но ниже прочность, и наоборот. Ученые, работающие на стоматологию, находились в постоянном поиске новых материалов, который могли бы разорвать этот порочный круг.

Начало использования в стоматологии нанокомпозитов ознаменовало собой новую эпоху в развитии составов для реставрации и лечения зубов. Первый нанонаполненный композит был представлен компанией «ЗМ ESPE» в Вене на международной стоматологической выставке, проходившей осенью 2002 года.

К основным свойствам композитных стоматологических материалов относятся размеры частиц наполнителя и степень наполнения матрицы. Первый параметр влияет на стойкость к истиранию, полируемость, стабильность цвета. Степень наполнения определяет прочность, тепловое расширение, полимеризационную усадку композита.

Степень наполненности в традиционных микрофильные композитах составляет 35–60% по весу. Это невысокое значение, не позволяющее получить материал с требуемыми прочностными свойствами. В стоматологии нанокомпозиты относятся к сильнонаполненным составам (более 60%), что дает возможность использовать их для реставрации не только фронтальных, но и жевательных зубов.

Традиционные стоматологические составы и нанокомпозиты при эксплуатации ведут себя по-разному. У первых частицы наполнителя, покидающие под действием истирающей нагрузки поверхность отреставрированного зуба, оставляют после себя небольшие кратеры, уменьшающие блеск и эстетику отремонтированного места. При истирании нанокомпозитов из-за малого размера их частиц кратер не образуется, благодаря чему блеск и внешний вид зуба не изменяются.

Вначале нанотехнологии использовались в стоматологии только для изготовления адгезивов. Впоследствии их стали использовать и для производства реставрационного и пломбировочного состава.

Виды нанокомпозитов

Основные различия этих составов обуславливаются видом, размером и структурой наполнителя. В качестве исходных материалов для производства наночастиц используется:

  • силикат титана;
  • кварц;
  • силикат циркония;
  • тяжелые соли;
  • полимеры;
  • оксиды некоторых металлов.

По структуре и размеру наполнителя различают две основные группы нанокомпозитов:

  • наногибридные составы, представляющие собой модификацию традиционных микрогибридных (микрофильных) композитов путем ввода в их структуру наночастиц;
  • истинные нанокомпозиты, основанные исключительно на нанонаполнителях.

Нанокомпозиты различаются также по:

  • способу полимеризации (химически- или светоотверждаемые);
  • форме выпуска (в шприцах или капсулах);
  • количеству цветовых оттенков;
  • прозрачности и ряду других особенностей.

Наногибридные композиты

Традиционные микрогибридные композиты содержат мелкие (около 0,04 мкм) и крупные (до 1 мкм) частицы. Из-за склонности к слипанию мелкие частицы распределены в матрице неравномерно, что приводит к ухудшению полируемости и снижению эстетичности. Для устранения этого недостатка в состав традиционного композита вводились наночастицы размерами 20-70 нм. В отличие от мелкой фракции обычных композитов наночастицы не слипаются между собой, распределяясь по матрице равномерно. Благодаря этому обеспечивается гомогенность состава.

В результате модификации получаются наногибридные композиты, обладающие по сравнению с традиционными материалами более высокой прочностью и улучшенными эстетическими характеристиками. Благодаря крупным частицам обеспечивается высокая прочность композита. Мелкая фракция, заполняющая промежутки между крупной, обуславливает отличную полируемость и высокую эстетичность места реставрации.

Нанокомпозиты последних разработок (Эстет-Икс, например) содержат наполнитель 3-х размеров – мидичастицы, миничастицы и наночастицы. Соотношение этих фаз строго контролируется. Такие составы получили название «микроматричные».

Истинные нанокомпозиты

Более перспективными стоматологическими композитами считаются составы, в которых весь наполнитель представляет собой наночастицы. Такие составы называют «истинными» или «нанокластерными».

Наночастицы в истинных композитах присутствуют в 2 видах.

  • в форме наномеров, имеющих размеры 20…75 нм.
  • в виде нанокластеров, размеры которых варьируются от 0,6 до 1,4 мкм.

Нанокластеры – это не что иное, как агломерации наномеров. Существующие технологии позволяют контролировать их размеры и структуру. Это очень важно, поскольку от этого зависят основополагающие свойства стоматологических нанокомпозитов. Прочность обеспечивается крупными частицами, а полируемость и эстетический вид – мелкими. Управляя размерами и распределением в матрице крупных и мелких наночастиц, можно получать материал с заданными свойствами.

Нанокластерные композиты имеют очень высокую наполненность – до 87%. Это обуславливает хорошую прочность и низкую усадку материала. При этом высокой остается полируемость, абразивная износостойкость и эстетичность отреставрированных зубов. В процессе износа нанокластеры истираются постепенно, отщепляя от себя наномер за наномером. Поэтому на поверхности материала не остается видимых раковин, как это происходит с традиционными композитными составами.

Свойства и особенности

Разработка нанокомпозитов позволила выйти из заколдованного круга, существовавшего ранее в отношении стоматологических составов, когда достижение высоких эстетических параметров достигалось ценой уменьшения прочности, и наоборот. Появилась возможность совместить необходимые свойства в одном материале.

  • высокая прочность и надежность реставрации;
  • отличная полируемость, сохранение сухого блеска в течение длительного времени.
  • низкая усадка при полимеризации – 1,6–1,9 %, что значительно ниже, чем у традиционных композитов;
  • высокая степень наполнения матрицы – до 87% по весу;
  • технологичность, хорошие манипуляционные свойства;
  • большое количество цветовых оттенков.

В качестве недостатков можно отметить высокую цену и недостаточную изученность клинических проявлений.

Область использования нанокомпозитов практически не ограничена. Они применяются для:

  • пломбирования любых кариозных полостей;
  • реставрации дефектов эмали при фрагментарной эрозии;
  • восстановления эстетики фронтальных зубов;
  • установки временных пломб;
  • накладки прямых виниров;
  • шинирования зубов;
  • реставрация металлопластмассовых и металлокерамических коронок и фасеток;
  • изготовления накладок и вкладок;
  • наращивания культей зубов на анкерных штифтах;
  • в качестве герметика.

Для полимеризации используется в основном световое облучение.

Фирмы-производители нанокомпозитов

Среди производителей, которые выпускают материал можно выделить такие зарубежные марки.

ЗМ ESPE

ЗМ ESPE (США) является одним из лидеров в разработке инновационных решений в области стоматологии. Компания производит материалы и инструменты для ортопедии и зубной терапии.

Реставрационный материал Filtek Supreme XT относится к истинным нанокомпозитам, то есть в качестве наполнителя используется только наночастицы. Состав обладает высокими полировочными и прочностными свойствами, длительное время сохраняет сухой блеск. Применяется при восстановлении жевательных и фронтальных зубных единиц, изготовления прямых виниров, шинирования и формирования культей зубов.

Dentsply

Американская компания DENTSPLY реализует свою продукцию в 120 странах.

Один из продуктов – наногибридный состав Ceram X, в котором в качестве наполнителя используется керамика и наночастицы.

Основное предназначение – фронтальная реставрация. Равномерная прозрачность и высокие эстетические характеристики достигаются минимальным числом цветовых оттенков.

Компания VOCO (ФРГ) производит материалы для ортопедической, реставрационной и превентивной стоматологии. Продукцию VOCO покупают более чем в 100 странах мира.

Композит Grandio производится с использованием нанотехнологий, позволяющих достичь наполненности по весу 87%. В качестве матрицы используется метакрилат. Отверждение производится галогенным светом. Состав выпускается в капсулах и шприцах. Grandio VOCO отвечает всем требованиям, предъявляемым к современным стоматологическим нанокомпозитам.

Vivadent

Изначально швейцарская компания, а ныне международный синдикат Vivadent выпускает широкую линейку реставрационных и лечебных стоматологических составов, поставляя их в 120 стран мира.

Один из продуктов компании – наногибридный светополимеризуемый композит Tetric EvoCeram – разработан для пломбирования и реставрации фронтальных и жевательных зубных единиц. Возможность кодирования по оттенку облегчает работу стоматолога, и позволяет получить максимальный эстетический эффект.

Kerr

Созданная в США в 1891 году братьями Керр одноименная фирма превратилась сегодня в международную компанию, выпускающую продукцию, востребованную во многих странах мира. В том числе и в России.

Наногибридный состав Premise содержит частицы 3-х размеров – нанонаполнитель 0,02 мкм, стеклянный наполнитель 0,4 мкм и полимеризованные частицы 30-50 мкм. Это позволило обеспечить высокую наполненность (84%) и низкую усадку (1,6%) композита.

Pentron

Выпускаемый компанией Pentron наногибридный композит Simile является универсальным материалом, предназначенным для лечения и реставрации жевательных и фронтальных зубов.

Композит обладает высокой прочностью, отличной полируемостью и множеством оттенков, позволяющих достигнуть абсолютной цветовой гармонии с естественной эмалью зуба.

Schiitz Dental Group

Немецкая компания Schiitz Dental Group помимо множество других материалов для стоматологии выпускает реставрационный нанокомпозит NanoPaq. Исключительная прочность и надежность реставрации обеспечивается высокой наполненностью, которая достигает 82%.

Состав NanoPaq имеет 4 класса прозрачности – высокопрозрачный, малопрозрачный, среднепрозрачный и абсолютно матовый. Технология изготовления нанокомпозита позволяет контролировать уровень прозрачности с возможностью получения любого промежуточного варианта.

Заключение

Современные стоматологические реставрационные и пломбировочные материалы, к которым относятся в первую очередь нанокомпозиты, открывают перед стоматологами и ортодонтами широкие возможности при лечении, реставрации и коррекции фронтальных и жевательных зубов.

Благодаря нанонаполнителю обеспечивается комплекс характеристик, которые невозможно получить с помощью традиционных составов. Основные из них – высокая полируемость, механическая прочность, абразивная стойкость, идеальные эстетические качества.

Наногибридные композиты

Внедрение нанотехнологий в самые различные сферы – промышленность, сельское хозяйство, освоение космоса, медицину привело к созданию новой группы композитов – нанокомпозитов. Впервые термин нанотехнология ввел в 1974 г. японский исследователь Танигучи («нанос» – от греч. – «карлик»). Нанотехнология – это технология, оперирующая величинами порядка нанометра (1 нанометр = 1/1 000 000 000 (одна миллиардная) метра или 1/ 1000 (одна тысячная) микрона). Это примерно в 10 раз больше диаметра водородного атома в 80 000 меньше диаметра человеческого волоса и в сотни раз меньше длины волны видимого света. Первым представителем нано-

композитов является «Filtek TM Supreme», который был представлен в 2002 г. компанией «3M ESPE» на международной стоматологической выставке в Вене (рис. 10.47).

Этот материал содержит кремниево-циркониевый наполнитель сферической формы размером от 5 до 75 нм. Часть частиц- наномеров объединены в комплексы – нанокластеры. Их размер варьируется от 0,6 до 1,4 микрон, что позволяет наполнить материал до 78,5 % по весу. Это придает материалу высокую прочность (рис. 10.48; 10.49).

1. Высокая прочность, быстрота получения блеска, что делает материал универсальным;

2. Низкая усадка (2,2 %) позволяет вносить материал горизонтальными слоями;

3. Обладает эффектом «хамелеона»;

4. Пластичность, не липнет к инструментам;

5. Материал представлен 34 оттенками.

К этой же группе материалов относится: Grandio (VOСО), Premise (Kerr), Supreme XT (3M ESPE) и др.

Grandio (VOСО) – универсальный нанокомпозит. Имеет 14 оттенков по шкале Vita. Содержит два вида наполнителей: керамическое стекло с размером частиц 0,5 -1 мкм и наночастицы оксида кремния с размером 20 – 60 нм. Наполненность по весу составляет 87 %. Имеет низкую усадку (1,57 %), обладает прочностью и высокой эстетичностью.

Premise (Kerr) – универсальный нанокомпозитный материал с тремя видами частиц наполнителей: размером 0,02 и 0,4 мкм, а также PPF-наполнителем, прошедшим предварительную полимеризацию; имеет наполненность 84 %, что в свою очередь уменьшило полимеризационную усадку до низких значений – 1,6 %

Текучие композитные материалы (рис. 10.52)

Помимо композитов пастообразной консистенции в настоящее время (с 1977 г.) появились жидкие, текучие композиты. Они имеют модифицированную полимерную матрицу на основе высокотекучих

смол. Эти материалы обладают низким модулем упругости, поэтому их называют еще низкомодульными композитами. Они могут содержать микрогибридный или микрофильный наполнитель. Отдельные материалы выделяют фтор и поэтому применяются для профилактики кариеса. Некоторые фирмы производят композиты различной степени текучести: среднетекучие и сильнотекучие. Текучие композиты выпускаются в специальных шприцах, из которых их можно легко внести даже в очень маленькие кариозные полости. Благодаря свойству тиксотропности – способности растекаться, образуя тонкую пленку, материал хорошо проникает в труднодоступные участки и не стекает обратно с поверхности.

• значительная полимеризационная усадка (около 5 %), в связи с чем материал наносится тонким слоем не более 1,5 мм.

Показания к применению:

• для пломбирования полостей III, IV и V класса;

• при туннельном пломбировании;

• реставрация мелких сколов эмали;

• пломбирование небольших полостей на жевательной поверхности;

• инвазивное и неинвазивное закрытие фиссур;

• метод слоеной реставрации, создание суперадаптивного слоя;

• реставрация сколов фарфора и металлокерамики;

• создание культи зуба под коронку;

• восстановление краевого прилегания композитных реставраций;

• фиксация фарфоровых вкладок и виниров;

• фиксация волоконных шинирующих систем (Ribbond, FiberSplint).

Представители: Revolution, Point 4 flowable (Keer), Filtek Flow (3M ESPE), Arabesk Flow (Voco), Durafill Flow, Flow Line (Heraeus Kulzer), Aeliteflo, Aeliteflo LV, Glase (Bisco), Ultraseal XT plus (Ultradent), Tetric Flow (Vivadent).

Конденсируемые (пакуемые) композиты (рис. 10.53,10.54) Конденсируемые (пакуемые) композиты:

• Были созданы в качестве замены амальгамы;

• Изготавливаются на основе модифицированной «густой» матрицы и гибридных наполнителей с размером частиц до 3,5 мкм.

• очень высокая прочность (близкая к амальгаме);

• высокая устойчивость к истиранию;

• плотная консистенция (конденсируется, не течет, не липнет к инструменту);

• низкая полимеризационная усадка (1,6 -1,8 %).

Показания к применению:

• пломбирование полостей I, II класса;

• пломбирование полостей V класса в жевательных зубах;

• метод слоеной реставрации;

• пломбирование молочных зубов;

• создание культи зуба;

• изготовление непрямых реставраций.

Представители: Solitaire 2 (Heraeus Kulzer), Filtek P60 (3M ESPE), Alert (Jeneric Pentron), Piramid Dentin (Bisco), Sure Fil (DeTrey Dentsply), Synergy Compact (Coltene), Prodigy Condensable (Keer), Ariston pHc (Vivadent) и др.

Реставрационные материалы представляют собой композитноиономерные составы. Это комбинация кислотных групп стеклоиономерных полимеров и фотополимеризуемых групп композитных смол. Под воздействием света полимеризуется композитный компонент. Стеклоиономер реагирует через связывание воды, образуя тонкую структуру внутри отвержденной композитной матрицы. Стеклоиономерная реакция способствует усилению структуры материала за счет дополнительного поперечного связывания полимерных молекул, а также обеспечивает пролонгированное выделение ионов фтора. Абсорбция воды приводит к небольшому увеличению объема пломбы (до 3 %), компенсируя полимеризационную усадку. Увеличение объема компомера может изменить контуры пломбы с появлением нависающих краев. Компомеры сочетают в себе свойства композитов (удобство применения, эстетичность, цветостойкость) и стеклоиономеров (химическая адгезия к тканям зуба, выделение ионов фтора, хорошая биологическая

совместимость). Недостатками компомеров являются: меньшие, чем у композитов прочность, полируемость, износостойкость; меньшее, чем у стеклоиономеров выделение фтора.

Показания к применению компомеров:

• исходя из положительных и отрицательных свойств, применять их целесообразно, когда требуется хорошая эстетичность и противокариозный эффект, но при этом пломба не будет испытывать значительных жевательных нагрузок;

• пломбирование кариозных полостей всех классов в молочных зубах;

• пломбирование кариозных полостей V класса в постоянных

• пломбирование кариозных полостей III класса в постоянных

• временное пломбирование полостей при травме зуба;

• наложение базовой прокладки под композит (сэндвич-техника). Представители: Dyract, Dyract AP, Dyract Flow, Dyract Seal (DeTrey

Dentsply); Compoglass F, Compoglass Flow (Vivadent); Elan (Keer); Glasiosite (Voco); Freedom (SDI). Ормокеры

Ормокеры (органически модифицированная керамика) – это новый класс материалов.

В составе присутствует органический компонент – многофункциональная матрица. По своим свойствам занимает промежуточное положение между классической неорганической силикатной сеткой и органическими полимерами.

Неорганический компонент представлен стеклом, керамикой.

Ормокеры обладают высокой прочностью, биосовместимостью, хорошей полируемостью, низкой усадкой. Применение: пломбирование I – V классов полостей.

Представители: Definite Core (Degussa Dental), Admira (Voco), Ceram

Адгезия пломбировочных материалов

Начиная с создания первых пломбировочных материалов, встала задача создания прочной связи (адгезии) тканей зуба и наложенной пломбы. Термин «адгезия» (синоним – бондинг) произошло от латинского слова «adhaesio», означающего прилипание, слипание, склеивание двух разнородных твердых или жидких тел. В стоматологии существует несколько основных типов адгезии.

Композитные материалы не обладают химической связью с твердыми тканями зуба. В настоящее время учеными разработана адгезивная система для обеспечения прочной связи композита с тканью зуба. Эта адгезивная система – бонд-система (от англ. bond – связь) состоит из кондиционера, праймера, адгезива для эмали и дентина.

В роли кондиционера чаще всего выступает 37 % фосфорная кислота. При воздействии кислоты на эмаль она частично растворяет эмалевые призмы и межпризменное вещество, происходит деминерализация эмали. При воздействии кислоты на дентин в результате его деминерализации дентинные канальцы открываются, просвет их увеличивается, обнажаются коллагеновые волокна. Кроме того, кондиционер воздействует на «смазанный слой». Изначально еще в 1955 году М. Буонокоре предложил для улучшения адгезии пломбировочного материала кондиционировать поверхность эмали кислотой. При воздействии кислоты происходит деминерализация эмали, а также удаление органической пленки – пелликулы. Эмаль становится шероховатой, в ней образуются микропоры. На протравленную эмаль наносятся эмалевые адгезивы, которые имеют жидкую консистенцию.

Эмалевые адгезивы проникают в микропоры, полимеризуются, образуют жесткие тяжи, обеспечивая сцепление нанесенного композита.

Эмалевые адгезивы – это ненаполненные или слабонаполненные смолы, они гидрофобны, т.е. твердеют без присутствия воды, в связи с этим протравленная эмаль – это идеальная поверхность для закрепления в ней адгезива.

При обработке эмали кислотой удаляется слой толщиной около 10 микрон и образование пор идет на глубину от 5 до 50 микрон. В среднем адгезия композита к протравленной эмали составляет 20 Мра, что вполне достаточно для прочной фиксации пломб (рис. 10.58).

Адгезия к дентину представляет более сложную проблему. В 1979 г. японский ученый Фузаяма предложил для улучшения адгезии травление дентина кислотой. Стоматологи США и нашей страны традиционно отвергали методику тотального травления кислотой эмали и дентина, считая, что кислота неблагоприятно воздействует на пульпу. Позднее было доказано, что эмалевые бондагенты не могут фиксироваться на дентине. Это связано с тем, что поверхность дентина всегда влажная из-за наличия в дентинных трубочках жидкости, поступающей из пульпы. После нанесения на дентин эмалевых гидрофобных адгезивов происходит «дебондинг» – рассоединение материала и дентина и, как следствие, возникают постоперационная чувствительность и изменения в пульпе. Поэтому большое значение для дентинных адгезивов имеет содержание в них гидрофильных веществ, способных проникать в дентинные канальцы (трубочки).

Для глубокого проникновения гидрофильных мономеров в дентин созданы особые композиции – праймеры, которые состоят из гидрофильных мономеров, растворенных в ацетоне или спирте. В праймер могут входить и другие компоненты. Праймер проникает в протравленные коллагеновые волокна, дентинные трубки и образует после затвердения гибридный слой. Таким образом, праймер подготавливает дентин и благодаря образованию гибридного слоя обеспечивает прочное сцепление с дентинным адгезивом и гидрофобным композитом. Гибридный слой не только обеспечивает надежную фиксацию композита, но и служит эффективным защитным барьером против проникновения микроорганизмов и химических веществ в дентинные канальцы и пульпу (рис. 10.59, 10.60).

Немаловажной проблемой для адгезии к дентину является наличие «смазанного слоя» – аморфного слоя (Smear layer). Этот слой образуется после препарирования кариозной полости. Он состоит из смеси кристаллов гидроксиапатита, обрывков коллагеновых волокон, частиц слюны, клеток крови и микроорганизмов; его толщина 0,5 – 5,0 мкм (рис. 10.61, 10.62).

По химическому составу и влиянию на смазанный слой адгезивные системы подразделяются на три группы:

1. Адгезия композита с поверхностью дентина достигается за счет сохранения смазанного слоя. При этом смазанный слой пропитывается гидрофильными маловязкими мономерами, укрепляется и становится связующим звеном между дентином и композитом.

На этом механизме основываются адгезивные системы XR Bond (Kerr), Pro Bond (Dentsply) и др.

2. Сцепление композита с поверхностью дентина достигается за счет трансформации смазанного слоя. Этот механизм сцепления осуществляется благодаря применению самокондиционирующих праймеров. В состав этих препаратов одновременно входят гидрофильные мономеры и органическая кислота. Смазанный слой растворяется, не смывается и при высушивании выпадает в осадок.

Пропитанный праймером смазанный слой и деминерализованный дентин образуют гибридный слой, на который наносится слой адгезива. К таким адгезивам относятся: Denthesive II (Heraeus Kulzer), Etch &

3. Адгезия композита с дентином достигается за счет растворения и удаления смазанного слоя и поверхностной деминерализации дентина: Gluma (Bayer Dental), Denthesive (Heraeus Kulzer).

Эта техника считается самой эффективной, и на ее основании разработано большинство современных адгезивных систем (рис. 10.63).

Приводим пример схемы техники применения самопротравливающей адгезивной системы третьего поколения КСЕНО III, разработанной компанией ДЕНТСПЛАЙ.

Эта двухкомпонентная система состоит из двух жидкостей, в которых находится кондиционер, праймер и адгезив. Эти две жидкости смешиваются, наносятся на эмаль и дентин и полимеризуются в течение 40 с. Смесь жидкостей модифицирует, частично пропитывает смазанный слой на поверхности дентина и пробки в дентинных канальцах, деминерализирует дентин и формирует гомогенный гибридный слой с запечатыванием дентинных канальцев и образованием прочного адгезивного слоя на смазанный слой б – состояния дентина непосредственно после нанесения в – деминерализация дентина через 20 с после наложения

В течение последних двух десятилетий разработаны адгезивные системы 7 поколений.

В 7-м поколении адгезивных систем предусмотрено объединение кондиционера, праймера, десенситайзера и бондинга – это одношаговые однофлаконные системы (I Bond, Heraeus Kulzer; Clearfil S3; Bond, Kuraray).

Их преимущество заключается в отсутствии необходимости смешивания компонентов и нанесении их поэтапно, хорошей силе сцепления, отсутствии постоперационной чувствительности, экономии времени и др.

При выборе различных материалов желательно придерживаться системы одной фирмы – производителя, так как применение материалов различных фирм не гарантирует прочной адгезии материала.

Характеристики адгезивных систем различных поколений (Фриман Д., Лэйнфельдер К., 2003)

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Сравнительный анализ микрогибридного и наногибридного композиционных материалов Текст научной статьи по специальности « Медицинские технологии»

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Гаврикова Светлана Владимировна, Дьяченко Денис Юрьевич, Михальченко Д. В., Михальченко А. В.

Был проведен сравнительный анализ прочностных и напряженно-деформированных характеристик микрогибридного и наногибридного композитов в зубах с кариозными полостями IV класса по Блеку математическим методом конечных элементов . Выявлено, что в зубах с дефектами IV класса при физиологических жевательных нагрузках возникают чрезмерные напряженно-деформированные состояния , способные спровоцировать дефект коронковой части. При этом микрогибридный композиционный материал формирует чрезмерные нагрузки, превышающие норму в несколько раз, а наногибридный адекватно распределяет возникающее напряжение на твердые ткани зуба.

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Гаврикова Светлана Владимировна, Дьяченко Денис Юрьевич, Михальченко Д. В., Михальченко А. В.

Comparative analysis microhybr >The comparative analysis strength and the intense deformed characteristics of microhybrid and nanohybrid composites in teeth with carious cavities of the IV class on Blek by a mathematical method of final elements was carried out. It is revealed that in teeth with defects of the IV class at physiological chewing loadings there are excessive intense deformed states capable to provoke defect of koronal part. This microhybrid composite material forms the excessive loadings exceeding norm several times, and nanohybrid adequately distributes the arising tension on solid tissues of tooth.

Текст научной работы на тему «Сравнительный анализ микрогибридного и наногибридного композиционных материалов»

микрогибридного и наногибридного композиционных материалов

С.В. Гаврикова, Д.Ю. Дьяченко, Д.В. Михальченко, А.В. Михальченко

Волгоградский государственный медицинский университет Кафедра пропедевтики стоматологических заболеваний Кафедра терапевтической стоматологии. г. Волгоград

Был проведен сравнительный анализ прочностных и напряженно-деформированных характеристик микрогибридного и наногибридного композитов в зубах с кариозными полостями IV класса по Блеку математическим методом конечных элементов. Выявлено, что в зубах с дефектами IV класса при физиологических жевательных нагрузках возникают чрезмерные напряженно-деформированные состояния, способные спровоцировать дефект коронковой части. При этом микрогибридный композиционный материал формирует чрезмерные нагрузки, превышающие норму в несколько раз, а наногибридный адекватно распределяет возникающее напряжение на твердые ткани зуба.

Ключевые слова: микрогибридный композит, нанокомпозит, метод конечных элементов, напряженно-деформированные состояния, точечные нагрузки.

Введение. В настоящее время одной из главных задач современной стоматологии является реставрация передней группы зубов. На стоматологическом рынке представлен широкий выбор композитных материалов. До последнего времени особой популярностью у врачей-стоматологов терапевтов пользовались микрогибридные композиты. Однако на смену им приходят нанокомпозиты. В связи с этим нас заинтересовал вопрос о прочности этих материалов, а также об их влиянии на твердые ткани зуба.

Цель исследования: сравнить прочностные и напряженно-деформированные характеристики микрогибридного и наногибридного композитов в зубах с кариозными полостями IV класса по Блеку.

Материалы и методы. В качестве представителя микрогибридных композитов был использован материал Filtek Z250, наногибридного — Filtek Z550 компании 3M ESPE. Данный выбор обусловлен широким применением этих фотокомпозитов врачами-стоматологами терапевтами для эстетической реставрации зубов. Для решения поставлен-

ной цели нами был использован математический метод конечных элементов для исследования напряженно-деформированных состояний верхних центральных резцов. Оценка прочности исследуемых материалов проводилась в компьютерной программе компании Autodesk. Использовалась демо-версия, предоставляемая на 30 дней. Основываясь на данных о средних размерах тканей зубов, производилось создание твердотелых трехмерных моделей центральных верхних резцов (с возможностью допустимой ошибки 5%) с последующим формированием поражения твердых тканей зубов класса IV по Блеку. Далее закладывались технические характеристики зубов и исследуемых материалов. После непосредственной подготовки выполнялось виртуальное пломбирование кариозных полостей микрогибридным и наногибридным композиционными материалами.

В восстановленных зубах были проверены прочностные характеристики материалов и нагрузки на твердые ткани зуба, соизмеримые с физиологическими нагрузками, которые будут испыты-ваться при совершении жевательных движений.

Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ).

После получения данных исследования, нами был проведен сравнительный анализ композиционных материалов.

Результаты и их обсуждение. Нагрузку, равную 100Н (соответствует физиологической жевательной нагрузке), на исследуемые модели центральных верхних резцов прикладывали по центру зуба, а также в небно-вестибулярном направлении (перпендикулярно оси зуба).

Как известно, идеальными материалами для устранения дефектов в коронке зуба будут такие, модуль упругости которых будет совпадать с таковыми восстанавливающих тканей. Реставрация производилась по всем принципам пломбирования дефектов IV класса.

Нами было выявлено, что как микрогибридный, так и наногибридный композиты способны выдержать нагрузку в 100Н, а, значит, их прочностные характеристики достаточно высоки. Также установлено, что нагрузка, приложенная на небную поверхность зуба, вызывает асимметричное давление в месте контакта пломба-эмаль и появление в ряде случаев локальных чрезмерных напряжений в твердых тканях зуба.

Согласно полученным данным, нагрузки, возникающие в этом направлении при применении микрогибридного материала Filtek Z250, более чем в 3 раза превышают норму и соответствуют 33,06 МПа (предел прочности растяжения эмали равен 10 МПа). Значит, данный композит не способен адекватно восстановить деформацию IV класса. При применении Filtek Z250 в зубе возникают патологические напряжения в твердых тканях зуба, и может происходить разрушение места соединения материала и твердых тканей. В дальнейшем могут возникнуть такие осложнения, как функциональная перегрузка тканей периодонта, нарушение зубоальвеолярного соединения, отлом коронки зуба и др.

Наногибридный композиционный материал Filtek Z550 во всех направлениях приложенных

нагрузок равномерно и адекватно распределяет их на твердые ткани зуба, при этом все значения напряжений остаются в пределах нормы (полученное значение равно 8,42). В твердых тканях зуба не возникает патологических напряженно-деформированных состояний, что способствует нормальному функционированию зуба. Таким образом, при совершении акта жевания исследуемый зуб не находится в состоянии функциональной перегрузки и не передает чрезмерное напряжение на ткани периодонта.

1. В зубах с дефектом IV класса при физиологической жевательной нагрузке возникают напряженно-деформированные состояния, способные спровоцировать дефект твердых тканей зуба.

2. Микрогибридный композиционный материал при пломбировании полостей IV класса формирует точечные запредельные нагрузки в твердых тканях зуба.

3. Наногибридный композиционный материал, используемый в реставрациях IV класса, адекватно и в пределах нормы распределяет возникающие жевательные нагрузки на твердые ткани зуба.

Заключение. На основании выводов, рекомендуется использовать при реставрации IV класса преимущественно наногибридные композиционные материалы, которые сочетают в себе высокие прочностные характеристики, равномерно распределяющиеся нагрузки и эстетические качества.

1. Макеева И.М., Загорский В.А. Биомеханика зубов и пломбировочных материалов. М.: Бином, 2013.

2. Гайворонский И.В., Петрова Т.Б. Анатомия зубов человека. СПб.: Элби-СПб, 2005.

3. Колесников Л.Л., Чукбар А.В. Анатомия зубов: Учеб. пособие. 2-е изд-е. М.: Медицина XXI: Практическая медицина, 2007.

4. Дмитриенко С.В., Краюшкин А.И. Частная анатомия постоянных зубов. 1998.

Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ).

comparative analysis microhybrid

and nanohybrid composite materials

S. V. Gavrikova, D. Y. Dyachenko, D. V. Mihalchenko, A. V. Mihalchenko

Volgograd State Medical University Department of propaedeutic stomatologic diseases Department of therapeutic stomatology; Volgograd

The comparative analysis strength and the intense deformed characteristics of microhybrid and nanohybrid composites in teeth with carious cavities of the IV class on Blek by a mathematical method of final elements was carried out. It is revealed that in teeth with defects of the IV class at physiological chewing loadings there are excessive intense deformed states capable to provoke defect of koronal part. This microhybrid composite material forms the excessive loadings exceeding norm several times, and nanohybrid adequately distributes the arising tension on solid tissues of tooth.

Key words: a microhybrid composite, a nanocomposite, a method of final elements, the intense deformed states, dot loadings.

10.Нанонаполненные композиты.

Основным направлением улучшения качества универсальных композитных материалов в настоящее время является создание нанонаполненных композитов – материалов, наполнитель которых изготовлен с использованием нанотехнологий. Нанотехнологии были использованы, чтобы добиться гомогенного распределения и полного смачивания смолой ультрамелких частиц наполнителя в микрогибридном композите (наночастицы- размер 0,02-,07 мкм). Работы в этом направлении привели к созданию микрогибридных композитных материалов, модифицированных нанонаполнителем- наногибридных композитов.

Более перспективным направлением представляется создание композитов на основе только лишь нанонаполнителя различных типов. Эти материалы получили название истинные нанокомпозиты. Их наполнитель также изготовлен на основе нанотехнологий. Концепция наполнителя истинных нанокомпозитов основана на использование наномеров – частиц наноразмера от 20 до 75 нм (0,02-0,075 мкм). Часть наномеров при помощи нанотехнологий агломерирована в нанокластеры – относительно крупные частицы величиной до 1 мкм. Пространство между нанокластерами равномерно заполнены свободными наномерами.

В нанокомпозитах в качестве наполнителя используют частицы «наноразмера» (наномеры), которые имеют размер до 0,1 мкм.

Рис.7. Схематическое изображение структуры наногибридного композита.

Высокая прочность материала;

11.Жидкие композиты-

это усовершенствованные композитные материалы. Они проникают в небольшие дефекты, фиссуры, надежно заполняют «проблемные» участки кариозной полости. Эти композиты имеют модифицированную полимерную матрицу на основе высокотекучих смол. Степень наполненности у них обычно составляет 55-60% по массе. В них используется микрогибридный и микрофильный наполнитель.

Значительная полимеризационная усадка;

Недостаточная механическая прочность.

Показания к применению жидких композитов:

Пломбирование пришеечных полостей некариозного происхождения;

Реставрация мелких сколов эмали;

Пломбирование полостей III и IV классов;

Пломбирование полостей II класса при «туннельном» препарировании;

Устранение краевой протечки композитной пломбы;

Реставрация сколов керамики на искусственных коронках;

это альтернативные амальгаме пломбировочные материалы. Материалы изготавливают на основе модифицированной «густой» полимерной матрицы и гибридных наполнителей с размером частиц до 3,5 мкм.

Высокая механическая прочность, близкая к прочности амальгамы;

Высокая устойчивость к стиранию;

Низкая полимеризационная усадка;

Показания к применению конденсируемых композитов:

Пломбирование кариозных полостей I, II и V классов;

Пломбирование зубов «методом слоеной реставрации»;

Моделирование культи зуба;

Таким образом стоматологические композиты сегодня являются основным классом реставрационного (пломбировочного) материала.

Стоматологические композиты сегодня являются основным классом реставрационного (пломбировочного) материала. Преимуществами композитов перед многими другими пломбировочными материалами являются: высокая прочность, которая позволяет их использовать в любых клинических ситуациях (как на фронтальных, так и на жевательных зубах); высокие и гибкие эстетические характеристики, которые позволяют манипулировать цветом реставраций и их блеском в широком диапазоне значений; высокая технологичность при выполнении реставраций; минимальная полимеризационная усадка

Современные Светоотверждаемые Композитные Пломбировочные Материалы

Современные светоотверждаемые композитные пломбировочные материалы занимают значительное место в практике как начинающего, так и опытного врача — стоматолога. На стоматологическом рынке представителей светооверждаемых композитов очень много. И здесь немало важно помнить не только о технике работы с композитом, но и форме частиц, наполненности,но и,конечно же, цели, с которой будет использоваться светоотверждаемый композит.

Светоотверждаемый композит имеет несколько синонимов – это и гелиоотверждаемый композит, и фотоотверждаемый композит. Состав композита как бы от названия не меняется.

Нужно запомнить то, что фотоотверждаемый композит состоит из матрицы органической и наполнителя – это основной состав. Кроме этого композит светоотверждаемый имеет инициатора отверждения, активатора отверждения, различные пигменты, добавки, стабилизаторы. Органической матрицей в составе композита является Bis-GMA, TEGDMA, UDMA. Наполнитель – это представитель неорганической матрицы, в состав которой входят оксиды кремния, бария, алюминия, стронция и тд. Между всеми этими наполнителями располагаются кремнийорганические соединения, которые относят к группе межсиланового наполнителя. Активатором отверждения для фотоотверждаемых композитов является свет, длиной волны равной 400-450 нм.

Под действием света происходит активация камфорохинона, и начинает происходить необратимая реакция между органическим и неорганическим наполнителями композита. В принципе этот механизм лежит в основе того, почему пломбы затвердевают.

Классификация композитов

Классификация композитов достаточно объемна и включает в себя следующие пункты:

  • Классификация композитов по размерам частиц;
  • Классификация композитов по составу полимерной матрицы;
  • Классификация композитов по вязкости;

А теперь остановимся на каждой группе композитов более подробно.

Классификация композитов по размерам частиц разделяет композиты на:

  • Макронаполненные композиты;
  • Микронаполненные композиты;
  • Гибридные композиты;
  • Микрогибридные композиты;
  • Нанокомпозиты.

Макронаполненные композиты

Макронаполненные композиты являются, если можно так сказать, «отцами» всех композитов. Так как на рынке стоматологических материалов именно макронаполненные композиты были представлены первыми.

Макронаполненные композитные материалы характеризуются большим размером частиц, цифры варьируют от 8 – 12 мкм, средний размер частиц макронаполненного композита около 10 мкм. Кроме больших размеров частиц макронаполненного композита, частицы эти имееют нерегулярную, неточную форму. Наполненнность макранаполненного композита близится к 60%, но не взирая на такие хорошие физические свойства, макранаполненный композит обладает низкой устойчивостью к износу. При воздействии сильных жевательных нагрузок просто – напросто из матрицы макронаполненного композита выпадают молекулы органического наполнителя, и, естественно, образуются пустоты. Вследствие потери наполнителя теряется стабильность поверхностного слоя материала. Так же к минусам макронаполненных композитов следует отнести чрезмерное влияние на твердые ткани зубов – антагонистов, это приводит к преждевременному стиранию. Недостаточные положительные характеристики отмечаются и при полировании, и цветостойкости макронаполненного композита. Из плюсов использования макронаполненных композитов можно сказать то, что это рентгеноконтрастный материал и прочный композитный материал, поэтому используется для восстановления культей зубов.

Микронаполненные композиты

Микронаполненные композиты дали возможность стоматологом видеть, как хорошо можно подобрать пломбу в цвет зуба, как она блестит при качественной полировке. Микранаполненные композиты имеют размер частиц равный 0,01 – 0,1 мкм, наполненность составляет 55% от общего объема. Из – за недостаточной наполненности микранаполненнных композитов, они имеют ряд негативных качеств. В первую очередь микранаполненные композитные материалы являются низкопрочными, то есть не пригодными для восстановления 1 и 2 классов по Блэку. Кроме этого микранаполненные композитные материалы нерентгеноконтрастны, не обладают гидрофобностью, имеют высокий коэффициент теплового расширения.

Самым большим плюсом для этих материалов является их качественная полировка и блеск. Кроме этого к плюсам микранаполненных композитов можно отнести то, что у них высокий показатель эластичности. Простыми словами из – за собственной природной эластичности микранаполненные композиты компенсируют напряжение, создаваемое на границе адгезив – пломбировочный материал. Микранаполненные композитные материалы используются для восстановления дефекта твердых тканей зуба в пришеечной области, а так же могут использоваться в качестве дополнительного слоя при использовании других композитных материалов (техника «слоеная реставрация»).

Гибридные композиты

Гибридные композитные материалы отличаются тем, что в самом материале нет частиц одинаковых рамеров. Гибридные композиты включают в свой состав частицы размером от 0, 01 мкм до 10 мкм. Наполненность гибридных материалов тоже вариабильна, составляет от 50% до 70% по объему.

Гибридные композиты являются как бы границей между ранее описанными макро/микранаполненными композитами, где негативных характеристик больше, чем положительных, и микрогибридными композитами, которые в настоящее время не теряют своей популярности в практике врачей – стоматологов.

Микрогибридные композиты

Как я описывала ранее, микрогибридные композиты – одни из самых популярных видов композита в современном стоматологическом мире. И неспроста. Именно с микрогибридных композитов начался этап в использовании адгезивной техники реставрации зубов.

Микрогибридные композиты характеризуются размерами частиц, приближающимися к сферической форме, размером около 1 мкм. Кроме таких мелких частиц в составе микрогибридного композита есть частицы, размер которых достигает 3,5 мкм.

Микрогибридные композиты включают положительные свойства, такие как:

  • Прочность;
  • Низкое водопоглощение;
  • Устойчивость к отлому;
  • Хорошие эстетические свойства, что позволяет подобрать качественный пломбировочный материал не только по цвету, но и по прозрачности;
  • Хорошая полируемость;
  • Ретгеноконтрастность.

Микрогибридный композит не является идеальным композитным материалом, так как данный композит обладает полимеризационной усадкой, которая может достигнуть 3,5% от объема.

Микрогибридные пломбировочные материалы используются врачами – стоматологами достаточно широко не только в терапевтической стоматологии, но и ортопедии.

Показаниями к использованию микрогибридных композитов могут быть:

  • Реставрация полостей 1 -5 класса по Блэку;
  • Для изготовления мостовидных протезов, если дефект не очень протяженный;
  • Формирование культи зуба;
  • Шинирование зуба;
  • Починка ортопедических конструкций из керамики либо же пластмассы;
  • Вкладки, виниры.

Следовательно, можно сказать, что микрогибридные композиты – это универсальные композиты, которые могут использоваться в стоматологии для реставрационной терапии, однако следует помнить об усадке данного композита и о требовательной работе.

Нанокомпозиты

Нанокомпозиты — достаточно новый класс композитных материалов в стоматологии. Сама частица «нана» указывает на рамер наполнителя – 10-9 степени. Данная величина ооооооочень маленькая и зачастую сравнивается с атомом.

Нанокомпозиты характеризуются не только маленькими частицами ( для понимания или же сравнения с микрогибридными композитами 0, 01 мкм = 10 нм), но и хорошей наполненностью около 75% от объема. Из этого вытекают плюсы нанокомпозитов:

  • Прочный композит;
  • Низкая усадка (максимум 2,3%);
  • Хорошая эстетика композита;
  • Полировка;
  • Длительный блеск после качественной полировки;

На нанокомпозитах заканчивается классическое представление о композитных материалах, которые могут применяться в стоматологии. Чтобы добиться идеальных как физических, так и эстетических свойств, постоянно композиты модифицировались и сочетались с другими материалами. Так на стоматологический рынок вышли ормокеры, силораны, компомеры, гиомеры.

Ормокеры

Ормокеры – это ОРганическая МОдифицированная КЕРАмика. Данный вид материалов состоит из частиц – бариевое стекло, фторапатит, который составляют органическую матрицу. Рамер частиц в ормокерах достигает до 1,7 мкм. Ормокеры хорошо наполнены до 70% по объему. Ормокеры обладают хорошей прочностью, в некоторых источниках литературы даже рекомендуют использовать ормокеры у пациентов с аллергией на композиты, однако подтвержденных клинических случаев нет. К положительным свойствам ормокеров, что приводит к использованию их в реставрации любых классов по Блэку, следует отнести:

  • Хорошая прочность;
  • Минимальная усадка;
  • Износостойкость;
  • Эстетика;
  • Полируемость.

Однако по своему применению ормокеры уступают микрогибридным композитам.

Силораны

Силораны являются представителями веществ новой эры в стоматологии. В снове силоранов лежат вещества, используемые в химической промышленности. Однако этот материал отличается своей хорошей биосовместимостью, низкой усадкой, износостойкостью. Силораны имеют удобное рабочее время, котрое доходит до 9 минут при наличии общего освещения.

Силораны используются для восстановления 1 – 2 класса по Блеку. Есть некоторые нюансы в работе с силоранами. Первое – это необходимость в постановке прокладки; второе – это несомвестимость с адгезивными системами компомеров и жидкотекучих композитов. Однако в работе силораны приятны: не липнут к инстурменту, хорошо пакуются и полируются.

На данный момент времени, к сожалению, нет отдаленных клинических результатов с использованием силоранов, но перспектива у данной группы материалов неплохая!

Компомеры

Компомеры – это дуэт композита и стеклоиномерного цемента. Данная группа материалов объединяет свойства как композита, так и СИЦа. Механизм отверждения компомеров описывается как каскад, где сперва под действием света происходит полимеризация, а потом под действием воды активируется кислотно – основная реакция, характерная для цемента.

Компомеры обладают следующими свойствами:

  • Эластичный пломбировочный материал;
  • Выделение фтора;
  • Нетребовательный к условиям работы: может вносится большой порцией, не требует тщательной изоляции от воды, можно пропустить этап протравливания;
  • Меньше реагирует на конкретно направленные лучи полимеризационной лампы.

С такими свойствами компомер используется для восстановления 3, 5 классов по Блэку, реставрации на молочных зубах, герметизация фиссур.

Гиомеры

Гиомеры являются усовершенствованием гибридных материалов. Гиомеры, как и компомеры, включают в свой состав композит и стеклоиномерный цемент.

Гиомеры – это материал, который обладает хорошими физическими свойствами, прост в работе, так как внесение в полость зуба возможно одной порцией.

Уникальностью гиомеров является не только то, что они способны выделять фтор определенный промежуток времени, но и препятствовать образованию зубного налета на поверхности пломбы.

При использовании гиомеров получаются естественные и эстетические реставрации.

Конечно, материаловедение не стоит на месте, и любой производитель композитов стремится к созданию идеального и универсального композита, но такого еще нет. Поэтому при выборе композитного материала следует обращать внимание на соотношение «цена – качество», цель использования композита и результат, который хочется наблюдать после работы.

Нанокомпозиты в стоматологии – инновационный подход к реставрации зубов

Развитие стоматологической науки влечет за собой создание новых методик лечения тех или иных заболеваний, а также изобретение более совершенных материалов, применяемых для восстановления целостности и функциональности зубов.

Одной из новинок, заработавших заслуженное признание специалистов и пациентов, являются реставрационные материалы с наполнителями, изготовленными с применением нанотехнологий.

Содержание статьи:

Общее представление

Нанокомпозитный реставрационный материал представляет собой особую смесь, используемую в стоматологической практике, в ходе изготовления которой применяются неорганические наполнители, поверхностно активные вещества и органическая матрица.

В качестве наполнителей могут быть использованы такие вещества, как силикат циркония, стронциевое или бариевое стекло, кварц, соли и оксиды тяжелых металлов, частицы полимеров.

Основу органической матрицы в данной разновидности композитного материала составляют низкомолекулярные вещества, содержащие метакриллатные группы и элементы эпоксидных смол.

Нанокомпозиты применяются в различных областях стоматологии:

  • для пломбировки полостей, образовавшихся в результате прогрессирования кариеса;
  • при эрозивных повреждениях зубного покрытия;
  • с целью устранения клиновидных дефектов поверхности резцов и клыков;
  • для коррекции формы и оттенка зубов, скрытия диастем и трем;
  • во время реставрации керамических протезов, имеющих сколы и трещины.

Модифицирование структуры

В современной стоматологической практике применяются композитные материалы, изготовленные двумя разновидностями использования нанотехнологий:

  • изменение микрогибридного композита методом совершенствования его структуры при помощи нанонаполнителя;
  • изготовление истинного нанокомпозитного материала с применением различных видов нанонаполнителей.

Модификация структуры привычного широко распространенного микрогибридного композитного материала возникла в результате присутствия в нем частиц различного размера и необходимости достижения оптимального гомогенного распределения между ними.

Предназначением крупных частиц вещества размером до 1 мкм является обеспечение высокой наполненности и прочности смеси.

Более мелкие частички размером менее 0,5 мкм предназначены для заполнения свободного пространства и придания композитному материалу устойчивости к износу, высокой степени полируемости и эстетичного вида.

Вместе с этим мельчайшие частицы материала склонны к неравномерному распределению внутри реставрационной смеси, слипанию между собой и образованию трехмерных агломератов.

Применение в процессе создания композитов нанотехнологий позволяет получить более прочную и износоустойчивую смесь с высоким содержанием модифицированных нанонаполненных частиц.

Состав имеет повышенные эстетические характеристики, однако вследствие присутствия в смеси более крупных частиц возможна постепенная потеря блеска материала в процессе эксплуатации.

Плюсы и минусы керамических вкладок на зубы, показания и противопоказания к их установке.

Заходите сюда, чтобы ближе познакомиться с вкладками Inlay, Onlay, Overlay.

Создание истинных наполнителей

Истинные нанокомпозиты применяются в стоматологической практике чаще, поскольку обладают лучшими прочностными и эстетическими характеристиками.

В качестве наполнителя этого материала применяется несколько типов наноформирователей:

  • несвязанные частицы циркония размером 5—11 нм;
  • свободные микроскопические частички кремния размером не более 20 нм;
  • агломерированные кластеры, соединяющие в себе цирконий и кремний.

В результате соединения в одной смеси наномеров и нанокластеров, величиной около 1 мкм, достигается получение уникального материала с высокой степенью наполненности и минимальным количеством пустот.

Благодаря объединению ультра мелких частиц наполнителя и более объемных нанокластеров, истинный нанокомпозитный материал обладает следующими свойствами:

  • пластичность;
  • низкий коэффициент усадки;
  • высокий уровень прочности;
  • быстрое получение блеска и его сохранение в течение длительного периода времени.

Производители

Нанокомпозитные материалы пользуются огромной популярностью в современной стоматологической практике.

Этот вид массы для реставрации поврежденных зубов присутствует в ассортименте большинства крупных компаний, занимающихся выпуском продукции стоматологического назначения.

Filtek Supreme XT

Данный реставрационный материал компании 3M ESPE относится к категории истинных нанокомпозитов. В его составе присутствуют ультрамелкие наномеры и более крупные нанокластеры. Наполненность вещества достигает практически 78%.

Реставрационный материал представлен широкой цветовой гаммой. В распоряжении специалистов по восстановлению целостности элементов челюстной линии присутствует более 30 оттенков вещества, что позволяет идеально повторить естественный цвет эмали пациента.

При этом специалист имеет возможность применять как многослойную, так и однослойную технику нанесения материала.

Нанокомпозит Filtek Supreme XT обладает следующими достоинствами:

  • способность удерживать блеск;
  • сочетание прочности гибридных композитных материалов и эстетики микрофильных смесей;
  • возможность применения для восстановления как фронтальных, так и жевательных зубов;
  • простота в применении, благодаря невысокой тягучести и липкости.

По мнению специалистов, работающих с материалом, его можно применять во время прямой и непрямой реставрации, исправления эстетических эффектов, герметизации фиссур и ямок.

Экспертная оценка коронок Noritake и отзывы пациентов об изделиях.

В этой публикации предлагаем подробное описание металлокерамических коронок Duceram.

Ceram X

Нанокомпозитный реставрационный материал Ceram X, производимый американской корпорацией Dentsply, является светоотверждаемым веществом, которое применяется для реставрации любых типов полостей на фронтальных и боковых зубах.

В его составе присутствуют модифицированные керамические частицы, диметакрилатные смолы, барий-алюминий-борсиликатное стекло и иные наполнители.

Материал имеет две оттеночные палитры, которые позволяют добиться высоких эстетических характеристик и максимально приблизить цвет реставрационной смеси к естественному тону зубной поверхности.

Единственным существенным недостатком, который отмечают специалисты, имеющие опыт работы с этим материалом, является возможность развития аллергической реакции на некоторые его компоненты.

Grandio

Наногибридный композитный материал Grandio является продуктом немецкого производителя «VOCO». В его составе присутствуют две разновидности наполнителей: мельчайшие частички оксида кремния и наночастицы керамического стекла, благодаря чему уровень наполненности вещества достигает 87%.

Среди достоинств нанокомпозита отмечают высокую прочность, хорошие эстетические показатели, низкий процент усадки, долговечность полученного результата, широкую степень применения.

Стоматологи отмечают, что данный состав можно использовать в следующих целях:

  • для восстановления кариозных полостей;
  • при изготовлении виниров;
  • с целью эстетической реставрации фронтальных зубов;
  • при производстве вкладок.

Herculite XRV Ultra

Herculite XRV Utra – одна из новейших разработок компании Kerr. Материал представляет собой наногибридный композит.

Его отличительными свойствами являюется хорошая полируемость, долговечность приобретенного блеска, высокие физические характеристики, присущие микрогибридам.

В состав композитного материала Herculite XRV Ultra входят следующие компоненты:

  • наполнитель Point 4, состоящий из частиц бариевого стекла;
  • наночастицы диоксида кремния размером до 50 нм;
  • PPF – особый предварительно полимеризованный наполнитель.

Среди особенностей материала стоматологи особенно выделяют высокую степень краевого прилегания, хорошую адаптацию с внутренними стенками и краями полости, легкость моделирования во время восстановления моляров.

Premise

Данный материал является универсальным нанокомпозитом, производимым компанией Kerr. Он состоит их трех видов наполнителей — ультрамелких частиц бариевого стекла габаритом до 0,4 мкм, кварцевых наночастиц размером около 0,2 мкм, а также полимеризованного наполнителя.

Благодаря такому содержимому, степень наполненности композита достигает 8084%, а полимеризационная усадка не превышает 1,5 %.

Среди достоинств вещества специалисты выделяют следующие моменты:

  • хорошая степень моделирования;
  • низкая липкость;
  • быстрая полируемость;
  • широкий выбор оттенков;
  • высокая долговечность результата.

Tetric Evo Ceram

Светооотверждаемый рентгенконтрастный наногибридный композит – продукт глобальной компании Ivoclar Vivadent, штаб-квартира которой расположена в Шане. Полимеризация вещества происходит под действием специальной лампы с длиной волны от 400 до 500 нм.

В состав композитного вещества входят наполнители – около 80% общего объема массы, диметилкрилаты, занимающие массовую долю 18%, и менее 1% стабилизаторов, присадок и катализаторов.

Композитная смесь Tetric EvoCeram может применяться в следующих ситуациях:

  • при необходимости пломбирования полостей всех классов по Блэку;
  • в случае шинирования зубов с высокой подвижностью;
  • для облицовки пигментированных элементов ряда;
  • с целью герметизации фиссур;
  • в качестве материала для реставрации поврежденных керамических вкладок и виниров.

Simile

В ассортименте американской компании Pentron также присутствует универсальный композитный материал наногибридного типа – Simile.

По данным производителя, композит обладает следующими свойствами:

  • высокая упругость массы;
  • хорошие способности моделирования;
  • стабильность передачи цвета;
  • широкий выбор оттенков;
  • высокая степень полируемости.

Sapphire

Реставрационный нанокомпозитный материал светового отверждения от немецкого производителя TBI представляет собой массу, предназначенную для устранения всех типов кариозных полостей и герметизации фиссур.

Основу композита составляют наполнители неорганического типа, размером не превышающие 0,09 мкм, и смолы Bis-GMA.

Среди достоинств материала выделяются такие моменты, как повышенная прочность и износоустойчивость, сохранение цвета в процессе эксплуатации, высокая эстетика, простота и удобство при нанесении.

Nano Paq

В составе нанокомпозитного материала Nano Paq, изготавливаемого немецкой компанией Schiitz Dental Group, присутствуют не только микрочастицы, но и керамические компоненты неорганического типа, размер которых может колебаться до 20 нм.

Массовая доля неорганических компонентов в массе достигает 83%, что значительно увеличивает наполненность вещества без снижения его пластичности.

Помимо этого, специалисты отмечают такие достоинства композита, как повышенная прочность, уменьшенная объемная усадка и длительный срок службы реставрационного материала.

Нанокомпозитный материал NanoPaq выпускается в четырех вариациях прозрачности: от непрозрачной до высокопрозрачной массы.

Это позволяет проводить реставрацию зубов с различными дефектами, например, высокой степенью пигментации или тетрациклиновым окрашиванием.

В видео представлена дополнительная информация по теме статьи.

Заключение

Применение в стоматологической практике нанокомпозитных материалов позволяет специалистам проводить процедуры по восстановлению и реставрации поврежденных зубов с большей эффективностью, чем этого можно добиться при помощи привычных полимеров.

Благодаря использованию этих высококачественных масс, специалисты могут не только устранить различные классы кариозных полостей, но и избавить пациентов от различных эстетических дефектов — трещин, сколов, диастем, пигментированных участков эмали.

К числу недостатков нанокомпозитов можно отнести лишь высокую цену этих материалов, повышающих стоимость процедур реставрации, однако этот момент компенсируется хорошими эстетическими и качественными характеристиками.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Нанонаполненные композиты. Характеристика

Основным направлением улучшения качества универсальных композитных материалов в настоящее время является создание нанонаполненных композитов — материалов, наполнитель которых изготовлен с использованием нанотехнологий. Термин «нанотехнологии» (от греч. nanos — карлик) предложен в 1974 году и используется для описания процессов, происходящих в пространстве с линейными размерами от 0,1 до 100 нм (0,001—0,1 микрона). Нанотехнологии предполагают манипулирование материей и построение структур на атомном уровне. При этом размер частиц, с которыми происходят управляемые, целенаправленные превращения, составляет несколько нанометров, что соответствует размерам атомов и молекул. Впервые нанотехнологии при создании материалов для терапевтической стоматологии были использованы в производстве нанонаполненных адгезивов.

Создание композитных реставрационных материалов с использованием нанотехнологий в настоящее время идет двумя путями:

1. Совершенствование микрогибридных композитов путем модифицирования их структуры нанонаполнителем.

2. Создание истинных нанокомпозитов на основе нано-наполнителей различных типов.

Необходимость модификации «традиционных» микрогибридных композитов обусловлена особенностями пространственной организации ультрамелких частиц наполнителя. Как отмечалось выше, наполнитель микрогибридных композитов состоит из смеси крупных (до 1 мкм) и мелких (около 0,04 мкм) частиц. Крупные частицы обеспечивают высокую наполненность и прочность материала. Мелкие частицы, заполняя промежутки между крупными, обеспечивают композиту высокую эстетичность, полируемость и устойчивость к абразивному износу. Однако мелкие частицы (размером менее 0,05 мкм) плохо взаимодействуют с органической матрицей композита и имеют тенденцию к агломерации (слипанию). В результате ультрамелкие частицы наполнителя распределены в композите неравномерно, образуя трехмерные агломераты размером 0,1—0,4 мкм (рис. 253).

Нанотехнологии были использованы, чтобы добитъся гомогенного распределения и полного смачивания смолой ультрамелких частиц наполнителя в микрогибридном композите (наночастицы — размер 20-70 нм = 0,02—0,07 мкм). Работы в этом направлении привели к созданию микрогибридных композитных материалов, модифицированных нанонаполнителем — наногибридных композитов (см. рис. 254). Следует отмстить, что эти композиты имеют улучшенные, по сравнению с «традиционными» микрогибридными композитами, прочностные и эстетические характеристики. Однако, в связи с тем, что в состав наногибридных композитов входят частицы наполнителя большого размера (более 0,5 мкм), их поверхность в процессе абразивного износа так же, как поверхность «традиционных» микрогибридных композитов, неизбежно будет терять сухой блеск (рис. 256, а), хотя происходить этот процесс будет медленнее.

Более перспективным направлением представляется создание композитов на основе только лишь нанонаполнителя различных типов. Эти материалы получили название истинные на но композиты.

Их наполнитель также изготовлен на основе нанотехнологии. Концепция наполнителя истинных нанокомпозитов основана на использовании наномеров — частиц наноразмера от 20 до 75 нм (0,02—0,075 мкм). Часть наномеров при помощи нано-технологий агломерирована в нанокластеры — относительно крупные частицы величиной до 1 мкм. Пространства между на-нокластерами равномерно заполнены свободными наномера-ми. Крупные монолитные частицы размером более 0,1 мкм при производстве истинных нанокомпозитов не используются (см. рис. 255). Истинные нанокомпозиты иногда называют нано-кластерными композитными материалами. В результате объединения в одном материале ультрамелких наномеров и нанокластеров большого размера получается материал с высокой наполненностью (78,5%). Такая структура обеспечивает высокую прочность материала.

Механическая прочность истинных нанокомпозитов сопоставима с прочностью лучших микрогибридных композитов. С другой стороны, истинные нанокомпозиты имеют высокую эстетичность. Им присущи отличная полируемость и стойкость блеска реставрации, сопоставимые с аналогичными характеристиками микронапол-ненных композитов. Полируемость и стойкость сухого блеска обеспечиваются свободными наномерами. Кроме тою, принципиальное отличие истинных нанокомпозитов от материалов других групп состоит в том, что в процессе полирования, а затем в процессе абразивного износа нанокластеры не «выбиваются» из поверхности материала, а медленно разрушаются и стираются с такой же скоростью, что и полимерная матрица (наномер за наномером). В результате этого процесса материал легко полируется до сухого блеска, и, что особенно ценно, сохраняет этот блеск в течение длительного времени (рис. 256, б). В настоящее время большинство ведущих фирм-производителей стоматологических реставрационных материалов предлагает стоматологам композиты, созданные с использованием нанотехнологий.

Источники:
http://studopedia.ru/16_28344_totalno-vipolnennie-kompoziti-maksimalno-napolnennie-kompoziti.html
http://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnyy-analiz-mikrogibridnogo-i-nanogibridnogo-kompozitsionnyh-materialov
http://studfile.net/preview/3972634/page:4/
http://ohi-s.com/uchebnik-stomatologa/sovremennye-svetootverzhdaemye-kompozitnye-plombirovochnye-materialy/
http://zubovv.ru/protezirovanie/nesemnyie-p/nanokompozityi-v-stomatologii.html
http://stom-portal.ru/terapiya/karies-zubov/plombirovochnye-materialy/postoyannye-plombirovochnye-materialy/kompozitnye-plombirovochnye-materialy/nanonapolnennye-kompozitoy/kharakteristika-nanonapolnennykh-kompozitov.html
http://dentazone.ru/preparaty-oborudovanie/materialy/ormokery.html

Ссылка на основную публикацию