15_КПМ_Механизм_сцепления_с_эмалью_

1.

Дисциплина: «Пропедевтика и материаловедение»
Композиционные пломбировочные материалы. История
развития. Классификация. Характеристика групп.
Химический состав. Механизм сцепления КПМ с эмалью.
Кафедра пропедевтики
стоматологических заболеваний

2. План лекции:

1. История развития композиционных пломбировочных материалов.
2. Композиционные пломбировочные материалы.
3. Химический состав композиционных материалов.
4. Классификация композиционных материалов.
5. Макронаполненные композиционные материалы.
6. Микронаполненные композиционны материалы.
7. Гибридные композиционные материалы.
8. Тотально выполненные композиционные материалы.
9. Нанокомпозиты.
10. Свойства композиционных материалов.
11. Механизм сцепления композиционных материалов с эмалью.

3. 1. История развития композиционных пломбировочных материалов

В 40-50-х годах ХХ века появился и
быстро завоевал популярность
среди стоматологов новый вид
пломбировочных материалов –
ненаполненные акриловые
пластмассы, мономером в которых
является метилметакрилат, а
полимером – полиметилметакрилат.
Их полимеризация осуществлялась
благодаря инициаторной системе
ВРО – Amin (перекиси бензола и
амина) под воздействием
температуры полости рта (30-40°).
Представители: Акрилоксид,
Карбодент.

4.

Несмотря на некоторые
преимущества перед
существующими на тот
момент постоянными
пломбировочными
материалами, эти пластмассы
имели больше отрицательных
свойств, чем положительных.
В связи с этим возникла
необходимость
совершенствования
композиционных
пломбировочных материалов.

5.

В 1962 году R.L. Bowen предложил материал, в котором в
качестве мономера, вместо метилметакрилата, использовался
БИС-ГМА, с более высокой молекулярной массой, а в качестве
наполнителя – кварц, обработанный силанами. Таким образом,
R.L. Bowen заложил основу для развития композиционных
материалов.

6.

Кроме того, в 1965 году Michael Buonocore (Майкл Буонокор)
сделал наблюдение, что адгезия пломбировочного материала
к тканям зуба существенно улучшается после
предварительной обработки эмали ортофосфорной кислотой.
Эти два научных достижения послужили предпосылками к
развитию адгезивных методов реставрации тканей зуба.
Обработка эмали
ортофосфорной кислотой

7. 2. Композиционные пломбировочные материалы

Композиционные материалы –
это полимерные
пломбировочные материалы,
содержащие аппретированного,
обработанного силанами,
неорганического наполнителя
более 50% по массе, поэтому
композиционные материалы
называют наполненными
полимерами, в отличие от
ненаполненных, которые
содержат неорганического
наполнителя меньше 50%,
например: Акрилоксид –12%,
Карбодент – 43%.

8. 3. Химический состав композиционных материалов

Основными компонентами
композитов являются
органическая матрица и
неорганический
наполнитель.

9.

В качестве матрицы в
большинстве композиционных
материалов используют
мономерную систему БИСГМА (бисфенол-А-глицидил
метакрилат). Это мономер с
высокой молекулярной
массой , служит в качестве
отверждающей жидкости со
сравнительно небольшой
усадкой – около 5%. Матрица
быстротвердеющих
пластмасс – метилметакрилат,
имеет полимеризационную
усадку примерно 21%.

10.

Кроме БИС-ГМА, в качестве мономера при изготовлении
композиционных материалов применяются
уретандиметакрилаты UДМА, декандиол-демитакрилаты
ДзМА, триэтилен гликолдиметакрилаты ТЕGДМА, благодаря
чему можно снизить вязкость и время полимеризации
композитов.

11.

Вторым основным
компонентом
композиционных материалов
служит неорганический
наполнитель:
размельченные частицы
кварца (двуокиси кремния),
фарфоровой муки,
бариевого, цинкового,
стронциевого стекла и др.
Неорганический наполнитель
определяет механическую
прочность, консистенцию,
рентгеноконтрастность,
усадку, термическое
расширение.

12.

Неорганический наполнитель подвергается обработке
поверхностно активным веществом, например
диметилдихлорсиланом, обеспечивающим лучшее
сцепление с органической матрицей и влияющим на
прочность материала.

13. Дополнительными компонентами композиционных материалов являются:

1. Полимерный ингибитор (монометилэфир, гидроксиквинон) для
увеличения рабочего времени и сроков хранения материала;
2. Катализатор начала полимеризации (метилфилбензоин или
кампферохин у фотополимеров, перекись бензоила у
композиционных материалов химического отверждения);
3. Дополнительный ускоритель полимеризации –
дигидроэтилтолуидин в композиционных материалах
химического отверждения;
4. Светопоглотитель ультрафиолетовых лучей
(гидроксиметоксибензофон для улучшения цветостабильности);
5. Красители.

14. 4. Классификация композиционных материалов

I. В зависимости от размера частиц неорганического наполнителя и степени
наполнения выделяют:
1.1 Макронаполненные (обычные, макрофилированные) композиционные материалы
– размеры частиц неорганического наполнителя от 5 до 100 мкм, содержание
неорганического наполнителя 75-80% по массе, 50-60 % по объему.
1.2 Композиты с малыми частицами (мининаполненные) композиционные материалы
– размер частиц неорганического наполнителя 1-10 мкм, 70% наполнения по массе.
1.3 Микронаполненные (микрофилированные) композиционные материалы – размеры
частиц неорганического наполнителя от 0,00007 до 0,04 мкм, содержание
неорганического наполнителя 30-60% по массе, 20-30% по объему.
В зависимости от формы неорганического наполнителя микронаполненные
композиционные материалы подразделяются на:
- негомогенные (содержат микрочастицы и конгломераты предварительно
полимеризованных микрочастиц);
- гомогенные (содержат микрочастицы).

15.

1.4 Гибридные композиционные материалы представляют собой смесь
обычных крупных частиц и микрочастиц.
Наиболее часто композиты данной группы содержат частицы
размером от 0,004 до 50 мкм.
Количество неорганического наполнителя по массе 75-85%, по
объему 64% и более.
1.5 Мелкодисперсные гибридные композиционные материалы .
1.6 Негомогенные микрофилированные композиционные материалы .
К настоящему времени классификация дополнена новым видом
материалов:
1.7 Тотально выполненные композиционные материалы - (Valuх Plus,
Capo, Filtek Z550, Filtek Ultimate).
1.8 Нанокомпозиты

16. II. По назначению выделяют композиционные материалы:

● класса А для пломбирования I-II класса кариозных
полостей по Блэку;
● класса В для пломбирования III, IV, V классов;
●универсальные композиционные материалы (негомогенные
микронаполненные, мелкодисперсные, гибридные).

17. III. В зависимости от вида исходной формы и способа отверждения:

3.1 Светоотверждаемые:
- одна паста.
3.2 Химического отверждения (самоотверждаемые):
- тип паста – паста;
- тип порошок – жидкость.

18. IV. В зависимости от консистенции:

4.1 Композиционные материалы обычной консистенции.
4.2 Жидкие композиционные материалы (текучие).
4.3 Конденсируемые композиционные материалы .

19. 5. Макронаполненные композиционные материалы

Главным недостатком
макрофилов оказалось
наличие макропор 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.

20.

В результате наблюдается
значительное истирание
пломбы и зуба – антагониста
(100-150 мкм в год), пломбы
плохо полируются, пористость
поверхности способствует
адсорбции зубного налета,
пищевых пигментов, что
приводит к изменению цвета
пломбы и развитию
вторичного кариеса.
Вторичный кариес

21. Представители макронаполненных КПМ

Химического отверждения:
• Эстерфил
• Призма
• Adaptic
• Эвикрол
Светового отверждения:
• Призмафил
• Visio-Fil
Показания к применению: I, II классы по Блэку.

22. 6. Микронаполненные композиционные материалы

В 1977 году созданы
микронаполненные
композиционные материалы, в
состав которых входят частицы
неорганического наполнителя в1000
раз меньшие, чем у макрофилов, за
счет этого их удельная поверхность
увеличивается в 1000 раз.
Микрофильные композиционные
материалы по сравнению с
макрофилами легко полируются,
отличаются высокой
цветостойкостью
(светоотверждаемые), меньшей
стираемостью, так как им не
свойственна шероховатость.

23.

Тем не менее, они уступают по
прочности и твердости, имеют
больший коэффициент
теплового расширения,
значительную усадку и
водопоглощение.
Показания: пломбирование
кариозных полостей III и V
классов по Блэку.
Кариозная полость
V класс по Блэку

24.

Разновидностью микронаполненых композиционных
материалов являются негомогенно микронаполненные
композиционные материалы , в составе которых находятся
мелкодисперсные частицы двуокиси кремния и
микронаполненные преполимеризаты.

25.

При изготовлении этих материалов к основной
массе, содержащей микронаполненные
частицы, добавляют предварительно
полимеризованые частицы, (размер около 1820 мкм), благодаря такой методике насыщения
наполнителем наполнение более 80% по массе
(у гомогенно микронаполненных наполнение по
массе составляет 30-60%).
В связи с чем эта группа материалов более
прочная и ее применяют для пломбирования
фронтальных и боковых зубов (Heliomolar).

26. Представители микронаполненных КПМ

Химического отверждения:
Светового отверждения:
• Эвикрол антериор
• Silar
• Heliosit
• Durafill VS
• Silux
• Bis-Fil
• Degufill M

27. 7. Гибридные композиционные материалы

Неорганический
наполнитель представляет
собой смесь обычных
крупных частиц и
микрочастиц.

28.

Гибридные композиционные
материалы, в состав которых
включены частицы не более 3,5 мкм,
обозначаются как мелкодисперсные
гибридные композиционные
материалы.
Им присущи высокие физикохимические и эстетические свойства:
- значительная прочность,
- низкое водопоглощение и
стираемость (6-7 мкм в год, у
макронаполненных 100-150 мкм),
- хорошая полируемость, в связи с чем
материалы данной группы являются
универсальными, т.е. применяются
для пломбирования всех групп
зубов.
Реставрация жевательной группы зубов
мелкодисперсным гибридным
композитом

29.

Большинство материалов группы гибридных композитов
содержат 78-85% наполнителя по массе, поэтому обладают
коэффициентом теплового расширения, близким к твердым
тканям зуба, пониженной полимеризационной усадкой,
повышенной прочностью, низкой адсорбцией воды.

30. Представители мелкодисперсных гибридных композиционных материалов

Химического отверждения:
Светового отверждения:
• Стомадент
• Эвикрол постериор
• Сharisma
• Degufill H
• Сharisma-F
• Tetric
• Te-econom

31. 8. Тотально выполненные композиционные материалы

Это материалы с высокой
степенью наполненности
(80-90%),благодаря составу
частиц наполнителя разных
размеров: макро-, мини- и
микрочастиц. Это позволяет
достичь еще лучших
физико-механических
свойств и полируемости
материала.

32.

Имеют модифицированную
органическую матрицу, малую
усадку (1,7-2%),что позволяет
отказаться от методики
направленной полимеризации.
Большинство материалов имеют
свойства «хамелеона», т.е.
способность пломбы
приобретать оптически цвет
зуба, а также хорошо
полируются. Дальнейшим
развитием тотально
наполненных гибридных КПМ
являются микроматричные
композиты.
Показания: пломбирование
полостей I-V классов.
Эстетическая реставрация фронтальной
группы зубов

33. Представители тотально выполненных композиционных материалов :

• Valux Plus
• Filtek Z 550
• Herculite XRV
• Tetric Ceram

34. 9. Нанокомпозиты

Основным направлением
улучшения качества
универсальных
композиционных
материалов в настоящее
время является создание
нанонаполненных
композитов — материалов,
наполнитель которых
изготовлен с
использованием
нанотехнологий.

35.

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

36.

Концепция наполнителя истинных
нанокомпозитов основана на использовании 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. Пространства между нанокластерами равномерно
заполнены свободными наномерами. Крупные монолитные
частицы размером более 0,1 мкм при производстве
истинных нанокомпозитов не используются. Истинные
нанокомпозиты иногда называют нанокластерными
композиционными материалами.

37.

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.
Filtek Supreme XTЕ - истинный
нанокомпозитный материал класса
"премиум», предназначен для
эстетической реставрации передней и
боковой группы зубов.

38.

С другой стороны, истинные нанокомпозиты имеют
высокую эстетичность. Им присущи отличная
полируемость и стойкость блеска реставрации,
сопоставимые с аналогичными характеристиками
микронаполненных композитов. Полируемость и стойкость
сухого блеска обеспечиваются свободными наномерами.
Эстетическая реставрация фронтальной группы зубов

39.

Кроме того, 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.

40. 10. Свойства композиционных материалов

I. Технологические свойства.
1. Выпускная форма химически
отверждаемых
композиционных материалов
содержит два компонента
(смешивающихся перед
пломбированием): порошокжидкость, паста-паста.
У светоотверждаемых – одна
паста, поэтому они более
однородные, отсутствует
воздушная пористость, они
точно дозированы, в отличие
от химически отверждаемых.
Пломбировочный композиционный
материал химического отверждения

41.

2. После замешивания химически
отверждаемые композиционные
материалы приобретают
пластичность, которую они
сохраняют в течение 1,5-2 минут
– 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 ограничено, у
фотополимеров – нет.
Внесение в полость
композиционного материала
химического отверждения
производится одномоментно

42.

3. Время отверждения у
химически отверждаемых в
среднем – 5 минут, у
фотополимеров – 20-30
секунд, но каждого слоя,
поэтому время постановки
пломбы из фотополимера
более продолжительно.
Отверждение слоя композиционного
материала фотополимеризационной
лампой

43.

II. Функциональные свойства.
1. Все композиционные материалы
обладают достаточной адгезией,
которая зависит от протравливания
эмали, 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
адгезию 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-V поколений – 20-30 МПа.

44.

2. Наибольшей усадкой обладают
композиционные материалы
химического отверждения, в
большей степени типа порошокжидкость (от 1,67 до 5,68%).
Светоотверждаемые – 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 и
направленной полимеризацией.

45.

3. Прочность на сжатие и сдвиг наибольшая у гибридных и
макронаполненных композиционных материалов, 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 микродисперсных
гибридов – 7-8 мкм в год и негомогенных микронаполненных.
Скорость износа химически отверждаемых композиционных
материалов больше, чем светоотверждаемых, что связано с
внутренней пористостью и меньшей степенью полимеризации.

46.

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 расширения наиболее близок к
коэффициенту теплового расширения твердых тканей у
макронаполненных и гибридов, в связи с большим
содержанием наполнителя.
6. Все композиционные материалы обладают малой
теплопроводностью.

47.

III. 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
используется лечебная
прокладка и дно покрывается
стеклоионономерным цементом.
Наложение лечебной и изолирующей
прокладки при пломбировании глубоких
кариозных полостей

48.

Химически отверждаемые композиционные материалы, как
правило, комплектуются эмалевыми бондами, поэтому
предполагается использование изолирующей прокладки (при
среднем кариесе) или изолирующей и лечебной прокладки
(при глубоком кариесе).

49.

IV. Эстетические свойства.
Все химически отверждаемые
композиционные материалы
изменяют цвет за счет
окисления перекиси бензоила,
макронаполненные –
вследствие «шероховатости».
Цветостабильны
микронаполненные и
мелкодисперсные гибридные
композиционные материалы
светового отверждения.
Эстетическая реставрация
мелкодисперсным гибридным
композиционным материалом светового
отверждения

50. 11. Механизм сцепления композитов с эмалью

Адгезия (от лат. Adgesio) –
прилипание.
Бонд (от англ.Bond) – связь.
Адгезивные системы
применяются для улучшения
микромеханического
сцепления композиционных
материалов с тканями зубов,
компенсации
полимеризационной усадки,
уменьшения краевой
проницаемости.

51. Состав эмали

Эмаль главным образом состоит
из неорганического вещества –
96%, незначительного
количества воды – 1,2% и
органического компонента –
3,8% (по объему). Благодаря
такому составу эмаль можно
высушить, поэтому
композиционные материалы
обладают хорошей адгезией к
эмали. Таким образом, в области
эмали применяют гидрофобные
вязкие адгезивы (бонды),
основным компонентом которых
является мономер БИС-ГМА.

52. Методика получения связи композитов с эмалью

I этап – формирование
скоса под 45 ° и более. Скос
необходим для увеличения
активной поверхности
сцепления эмали и
композиционного
материала.

53.

II этап – протравливание
эмали кислотой. Используется
30-40% ортофосфорная
кислота в виде жидкости или
геля, причем гель
предпочтительнее, так как он
хорошо виден и не
растекается. Период
травления для эмали – от 15
секунд до 1 минуты.
Оптимальное время – 30 сек.

54. В результате протравливания эмали:

• удаляется органический налет с эмали;
• формируется микрошероховатость эмали за счет
растворения эмалевых призм на глубину примерно 40 мкм,
что значительно увеличивает площадь поверхности
сцепления композита и эмали. После нанесения бонда его
молекулы проникают в микропространства. Адгезивная
прочность композиционного материала к протравленной
эмали на 75% больше по сравнению с непротравленной;
• протравливание позволяет снизить краевую проницаемость
на границе эмаль-композит.

55.

III этап – применение эмалевых
(гидрофобных) бондов на основе
органической матрицы
композиционного материала
(мономера БИС-ГМА), которые
проникают в микропространства
протравленной эмали, а после
полимеризации формируют
отростки, обеспечивающие
микромеханическое сцепление
эмали с бондом. Последний
соединяется химически с
органической матрицей
композиционного материала за
счет сродства мономеров,
входящих в состав адгезива и
композита.

56.

57.

Композиционные пломбировочные материалы. История
развития. Классификация. Характеристика групп.
Химический состав. Механизм сцепления КПМ с эмалью.
Лектор
Кобзева Юлия Александровна
Доцент кафедры пропедевтики стоматологических заболеваний,
кандидат медицинских наук
uakobzeva@gmail.ru