Вы здесь

Стоматологические пломбировочные материалы

Существенным и заключительным этапом лечения одного из самых распространенных стоматологических заболеваний — кариеса — является пломбирование зуба. Оно представляет собой заполнение образовавшейся в твердых тканях зуба полости специальными материалами с целью восстановления анатомической формы зуба, прекращения дальнейшего развития кариозного процесса и восстановления физиологической функции зуба.

В клинической практике используется широкий ассортимент пломбировочных материалов, которые с точки зрения задач пломбирования обладают как положительными, так и отрицательными свойствами. Для получения оптимального клинического эффекта при пломбировании зубов врач должен иметь ясное представление об основных параметрах пломбировочных материалов, их химической природе, физических и механических свойствах, реакции тканей зуба и периодонта на имплантируемый материал. Правильное использование пломбировочных материалов требует от врача знания не только свойств пломбировочных материалов, но и всех изменений, происходящих в материале в процессе пломбирования. Незнание или недооценка технологических и клинических аспектов работы с пломбировочными материалами приводит к снижению качества накладываемых в поликлиниках пломб.

В настоящее время отечественная медицинская промышленность выпускает все основные типы пломбировочных материалов, используемых в мировой стоматологической практике. По качеству они не уступают зарубежным материалам. В царской России пломбировочные материалы не изготовлялись и потребность в них при низком уровне стоматологической помощи удовлетворялась за счет импорта. Промышленный выпуск стоматологических цементов впервые в нашей стране был организован в 1929 г. на Ленинградском фарфоровом заводе им. Ломоносова. С 1937 г. постоянный выпуск цементов и амальгам производится на Ленинградском заводе медицинских полимеров («Мед-полимер»), а полимерных, цинкоксидэвгенольных, поликарбок-силатных и других типов пломбировочных материалов — на ХЗМП и СМ. Впервые полимерные пломбировочные материалы появились в нашей стране в 1952 г. в результате проведенных В. Д. Безуглым исследований по созданию самотвердеющих акриловых композиций. В создание и организацию промышленного производства пломбировочных материалов большой вклад внесли коллективы центральных заводских лабораторий заводов-изготовителей (В. Д. Безуглый, М. М. Гернер, М. А. Нападов, Л. Н. Мац, В. Н. Батовский, О. А. Виссарионова, М. М. Бинкина, И. Я. Исьемини). Пломбировочные материалы изготавливаются в соответствии с нормативно-технической документацией (ТУ), учитывающей требования Международной организации по стандартизации, что обеспечивает современный уровень качества отечественных пломбировочных материалов.



По назначению пломбировочные материалы подразделяют на четыре группы:

  • 1) постоянные пломбировочные материалы для восстановления анатомической формы и функции зуба;
  • 2) временные материалы, применяемые для временного закрытия полости в зубе в процессе лечения неосложненного или осложненного кариеса;
  • 3) лечебные пломбировочные материалы для подкладок под постоянные;
  • 4) пломбировочные материалы для заполнения корневых каналов зубов.

Эта классификация отражает клиническое назначение материалов и удобна в условиях поликлиники. Поскольку к применению ряда материалов одной и той же группы (например, цементов) имеются различные показания, приведенная классификация в определенной степени условна.

Для пломбирования зубов применяют разнообразные по своей природе структурирующиеся композиционные материалы, которые отличаются по составу и свойствам. С позиций материаловедения пломбировочные материалы целесообразно подразделять в зависимости от их природы на четыре группы: цементы, пластмассовые пломбировочные материалы, амальгамы, стоматологические адгезивы и герметики.

Пломбировочные материалы должны соответствовать следующим основным медико-техническим требованиям:

  • 1) не растворяться в ротовой жидкости;
  • 2) обладать необходимой жизнеспособностью в пластичном состоянии и отверждаться в полости зуба в течение 15—30 мин;
  • 3) проявлять устойчивую во влажной среде адгезию к тканям зуба, металлу, фарфору;
  • 4) иметь коэффициент теплового расширения пломбировочного материала, близкий к коэффициенту теплового расширения эмали и дентина;
  • 5) отверждаться в присутствии воды или слюны;
  • 6) обладать малой теплопроводностью, чтобы тепло горячей пищи не воздействовало на пульпу;
  • 7) иметь минимальное водопоглощение;
  • 8) обладать стабильностью цвета;
  • 9) хорошо имитировать ткань зуба после отверждения;
  • 10) быть индифферентными к тканям зуба, т. е. не вызывать раздражения дентина и пульпы, а также быть безвредными для слизистой оболочки полости рта и всего организма;
  • 11) иметь рН, близкий к 7,0 во время и после схватывания;
  • 12) не давать усадки во времени, что нарушает краевое прилегание;
  • 13) обладать твердостью, близкой к твердости ткани зуба (эмали);
  • 14) хорошо противостоять истиранию и не иметь абразивных свойств.

Создать пломбировочный материал, обладающий в полной мере перечисленным комплексом свойств, невозможно. Этим объясняется широкий ассортимент пломбировочных материалов, используемых в клинической практике. Правильный выбор материала по показаниям, тщательная подготовка полости и точное соблюдение технологии использования материала позволяют получить оптимальный клинический эффект.

Основные характеристики пломбировочных материалов. Оценку соответствия пломбировочных материалов клиническим целям проводят по стандартам (ТУ), которые регламентируют следующие основные характеристики: нормальную густоту замеса, износостойкость (истирание), краевое прилегание, время структурирования (отверждение) формовочной массы (пасты), дезинтеграцию и растворимость, предел прочности на сжатие и растяжение, сопротивление удару и излому, просвечиваемость силикатного цемента, толщину пленки цемента, теплоизолирующие свойства, коэффициент теплового расширения, адгезионную связь с тканями зуба, металлом, фарфором, содержание остаточных продуктов в полимеризате (мономеров), степень сшивки полимеризата, объемную усадку. По ряду перечисленных показателей контролируют качество товарной продукции. Все это оценивают при создании пломбировочных материалов и изучении их свойств.

Нормальная густота замеса. Для каждого цемента существует оптимальная консистенция или нормальная густота замеса формовочной массы (цементного теста, пасты). Приготавливать пасту необходимо строго по инструкции, в которой указывается соотношение порошка и жидкости для получения нормальной густоты замеса. Густота замеса пасты считается нормальной, если из 0,50 мл цементной пасты под определенной нагрузкой образуется диск стандартного размера (табл. 73).

Нормальная густота замеса цементов

Густота замеса формовочной массы влияет на механическую прочность продукта структурирования, его химическую устойчивость и сроки схватывания. Нормальная густота замеса обеспечивает также хорошее формирование пломбы в полости.

Время отверждения формовочной массы — важная технологическая характеристика ее качества. Оно должно быть оптимальным. Продолжительность пластичного состояния (жизнеспособность) формовочной массы цемента должна быть достаточной для введения в полость, конденсации и формирования пломбы. Вместе с тем отверждение не должно затягиваться, так как при этом возрастет риск попадания слюны на незатвердевшую пломбу, что существенно ухудшает ее качество.

Формирование пломбы необходимо завершать в период пластического состояния, так как формирование и отделка пломбы в стадии структурирования цементной массы нарушают процесс кристаллизации или отверждения геля, вследствие чего снижаются механическая прочность и химическая устойчивость пломбы.

Время отверждения формовочной массы зависит как от рецептуры цемента и технологии его производства, так и от методики и условий приготовления формовочной массы в клинике. Скорость схватывания цемента возрастает с увеличением степени дисперсности порошка, уменьшением плотности жидкости (разбавление), повышением температуры окружающей среды. Существенное влияние оказывает также методика смешения жидкости с порошком. Быстрое смешение с одновременным введением больших количеств порошка и жидкости сокращает срок схватывания цемента. Заметно сокращается время отверждения, если температура воздуха в помещении превышает 20 °С. При повышенной относительной влажности в открытом сосуде снижается плотность цементной жидкости за счет поглощения паров воды, что также приводит к ускорению срока схватывания цемента.

Время схватывания цемента определяют по изменению реологических свойств в период структурирования формовочной массы при помощи прибора Вика. Началом схватывания цемента считается время, прошедшее от начала замешивания до момента, когда игла прибора не доходит на 0,1 мм до дна формы, заполненной испытуемой формовочной массой. Конец схватывания соответствует времени от начала замешивания до момента, когда игла прибора не оставляет следа на поверхности испытуемого образца. При разработках и исследовании свойств цементов иногда используют термометрический и электрометрический методы. При нормальной густоте замеса при схватывании стандартной массы цемента наблюдается повышение температуры до 36—45°С. Регистрация изменения температуры в процессе отверждения дает информацию о начале и конце отверждения в термометрическом методе. Установлено, что период подъема температуры соответствует времени максимальной пластичности цементной формовочной массы, а период спада — отверждению цемента. Электрометрический метод основан на измерении электросопротивления структурирующейся формовочной массы.



Краевое прилегание. Герметическое закрытие сформированной полости — важнейшее требование, предъявляемое к пломбировочным материалам и характеризующееся качеством краевого прилегания. Материал, не обеспечивающий герметичного краевого прилегания, не может восстановить или выполнить защитную функцию утраченных тканей и вследствие этого предотвратить развитие вторичного кариеса. Краевое прилегание зависит от трех основных факторов: величины усадки пломбировочного материала при структурировании, коэффициента термического расширения и адгезии пломбировочного материала к тканям зуба. На качество краевого прилегания существенное влияние оказывает соблюдение инструкции при пломбировании зуба.

Качество краевого прилегания проверяют различными методами: по степени проникновения красителей, бактерий, меченых атомов на границе раздела фаз зубная ткань — пломбировочный материал, исследование шлифов запломбированных зубов под микроскопом. Данные, получаемые при определении качества краевого прилегания различными методами, имеют существенные расхождения и порой спорны. Наиболее часто качество краевого прилегания определяют методом проникновения красителей, используя водные растворы анилиновых красителей (2% раствор метиленового синего, 0,5% раствор фуксина, 0,5% раствор эозина и др.). Все стоматологические цементы не обеспечивают полноценного краевого прилегания. Исследования, проведенные В. И. Митиной (1973), показали, что наилучшее краевое прилегание наблюдается у пластмассовых пломб, затвердевших под давлением, несколько худшее — у амальгам и совсем плохое — у цементов.

Линейная усадка цементов при отверждении. Цементы при отверждении дают усадку, причиной которой являются химические и физико-химические процессы, протекающие при структурировании. Поскольку усадка ухудшает краевое прилегание, может появиться щель между стенкой кариозной полости и пломбой и как следствие — вторичный кариес. Величина усадки является важным критерием качества пломбировочного материала. Усадка зависит не только от природы материала, но и в значительной степени от соблюдения инструкции его применения при наложении пломбы. Усадка увеличивается при нарушении правил замешивания цементной массы, несоблюдении соотношения порошок/жидкость, приготовлении негомогенной формовочной массы, недостаточной конденсации пломбы.

Дезинтеграция. Устойчивость пломбы к растворению характеризуется величиной дезинтеграции. Вода (ротовые жидкости) растворяет в материале пломбы только матрицу (гель кремниевой кислоты), вкрапление в матрицу частички порошка вымываются. Таким образом, параллельно протекают два процесса — растворение и эрозия. Разрушение пломбы в результате растворения и эрозии называется дезинтеграцией. Для уменьшения дезинтеграции цемент должен иметь оптимальное количество матрицы при максимально возможном содержании порошка. Дезинтеграцию определяют величиной массы, экстрагируемой водой с единицы поверхности цементного образца. Определение проводят по следующей методике.

Образец цилиндрической формы Н = 8 мм, d = 6 мм (отпрессованный из пасты нормальной густоты в металлической форме с выдержкой под прессом 15—20 мин) выдерживают в течение 1 ч в термостате при 37 °С и относительной влажности 100%. Затем образец взвешивают на аналитических весах, помещают в прокаленный до постоянной массы тигель, заливают 50 мл дистиллированной воды и выдерживают 24 ч в термостате при 37 °С. Через 24 ч образцы прополаскивают, а промывную воду добавляют в тигель, из которого взяты образцы. Воду выпаривают и тигель прокаливают до постоянной массы. Величину дезинтеграции определяют по формуле:

где а — масса тигля после упарки воды и прокаливания, г; b — масса тигля до экстрагирования, г; с — площадь образца, см2. Техническими условиями регламентированы следующие величины дезинтеграции: фосфатных цементов — 0,2%. силикатных— 0,9%, силикофосфатных — 0,6% от массы образца. При изучении дезинтеграции цементов, кроме воды, используют и другие виды экстрагирующих жидкостей (слюна, 0,5—2% раствор NaOH, КОН, Na2CO3, 0,5—1% раствор органических — лимонной, молочной, уксусной — кислот). Наиболее агрессивными растворителями являются кислоты, наименее — вода. При сравнительных оценках цементов используют в качестве растворителя воду.

Толщина пленки. Применение фосфатных и поликар-боксилатных цементов для фиксации вкладок, коронок, мостовидных протезов и других конструкций несъемных протезов требует характеристики этих цементов по толщине пленки, образующейся под воздействием заданной нагрузки на цементную формовочную массу нормальной густоты. Толщина пленки устанавливается стандартами для каждого цемента и не должна превышать 40 мкм. Такая пленка надежнее фиксирует конструкцию, так как связь цементируемых поверхностей возрастает с уменьшением толщины пленки. Тонкая пленка цемента обеспечивает более качественное краевое прилегание вкладок и это способствует удлинению их срока службы. При стандартных условиях (заданная нагрузка, нормальная густота замеса, время воздействия нагрузки) толщина пленки зависит от степени дисперсности порошка, соотношения порошок/жидкость, реологических свойств пасты. Все цементы обеспечивают получение пленки толщиной до 40 мкм. Наибольшее расхождение в толщине пленки наблюдается у силикатных цементов (10—40 мкм). В клинических условиях на толщину пленки существенное влияние оказывают следующие факторы: давление при цементации, консистенция цементной пасты, время (экспозиция) давления при цементации, форма поверхности зуба и жевательное усилие. При соблюдении инструкций в клинических условиях обеспечивается получение пленок при цементации в среднем толщиной 20—25 мкм.

Адгезия. При оценке качества пломбировочных материалов большое значение придается их способности прилипать к тканям зуба. Адгезия (прилипание) — связь между приведенными в контакт разнородными поверхностями. Адгезионная связь возникает в результате действия межмолекулярных сил или сил химического взаимодействия. Склеиваемые твердые тела называются субстратами, а клеющее вещество адгезивом.



Величину адгезии измеряют следующими способами:

  • 1) одновременным отрывом одной части адгезионного соединения от другой по всей площади контакта;
  • 2) постепенным расслаиванием адгезионного соединения.

При первом способе (испытание на отрыв) разрушающая нагрузка прилагается перпендикулярно плоскости контакта поверхностей. Если разрушающая нагрузка приложена параллельно к плоскости контакта поверхностей, то испытывается адгезионная связь на сдвиг. Отношение разрушающей нагрузки к площади контакта называется прочностью адгезионной связи (ньютон на 1 м2, или килограмм-сила на 1 см2). Метод отрыва дает наиболее точную характеристику прочности адгезионного соединения, однако реализация его связана с трудностями строгого центрирования приложения нагрузки к образцу и равномерного распределения напряжений по адгезионному шву. При отрыве наблюдаются следующие виды разрушений адгезионных соединений: разрыв по адгезионному шву (адгезионное разрушение), разрыв по склеиваемому телу (когезионное разрушение), смешанное (частично по шву, частично по телу). При смешанном разрушении адгезионная связь соизмерима с прочностью материала. Второй способ более подходит для случая измерения адгезионной связи при фиксации ортодонтических конструкций и между тонкой пленкой и субстратом. В данном случае адгезионная прочность характеризуется сопротивлением расслаиванию, которое определяется отношением сил, преодолеваемых при постепенном расслаивании образца, к ширине образца. Величину адгезии на отрыв, сдвиг и расслаивание определяют на специальных приборах — адгезиометрах. Определение адгезии пломбировочных материалов не предусмотрено стандартами Международной организации по стандартизации (ИСО). Однако появление в стоматологической практике адгезивных материалов (с 1967 г.) потребует контроля этой важной характеристики.

Просвечиваемость силикатных цементов. Просвечиваемость, обеспечивающая внешнее сходство пломбы с эмалью зуба, свойственна только силикатным цементам и является важным контролируемым показателем эстетических качеств цемента. Степень просвечиваемости силикатных цементов зависит от разности показателей преломления света связанных частиц порошка (1,47—1,60) и цементирующего вещества-матрицы (1,45—1,48). Чем меньше разность показателей преломления света матрицы и частиц порошка силикатного цемента по отношению к показателю преломления света эмали (1,62), тем лучше просвечиваемость цемента. Пузырьки воздуха, попадающие в цементную массу, ухудшают просвечиваемость цемента. Степень просвечиваемости силикатных цементов количественно характеризуется измерением величины непрозрачности (опаковости). Тело, которое не пропускает света, имеет 100% опаковости. Принятый стандартный образец из окиси магния (MgO) имеет 70% просвечиваемости при дневном свете. Величина опаковости определяется по формуле: O = С0,7 • 100%, где С0,7 — контрастное отношение. Контрастное отношение численно равно отношению отражения дневного света образцами на черном фоне к отражению дневного света образцами на белом фоне. Опаковость эмали составляет 39%, дентина — 70%. Стандартом установлена опаковость силикатных цементов для пломбирования фронтальных зубов, равная 35—55%, что обеспечивает их высокое эстетическое качество. В результате протекания экзогенных процессов и растворения матрицы прозрачность силикатных пломб со временем несколько ухудшается. Просвечиваемость силикатных цементов определяют при помощи фотометра или визуально, сравнивая образец цемента с двумя стандартами опалового стекла.

Истираемость цементов — важный показатель долговечности пломбы. Обычно истираемость характеризуют потерей массы образца, отнесенной к его площади, контактирующей с абразивным контртелом (в граммах на 1 см2). Отсутствие стандартной методики испытания на истираемость стоматологических цементов делает несопоставимыми опубликованные данные по истираемости цементов. Используемые методики не учитывают специфические условия истираемости пломб в условиях полости рта, где истираемость является суммарным эффектом механического воздействия и дезинтеграции.

Тепловое расширение. Надежность и долговременность службы пломбы существенно зависит от величины теплового расширения пломбировочного материала в температурном интервале А-—60 °С (возможные условия полости рта). Тепловое расширение пломбировочных материалов характеризуют коэффициентом термического линейного (объемного) расширения. В табл. 74 приведены значения коэффициентов линейного расширения некоторых видов стоматологических пломбировочных материалов.

Коэффициенты линейного расширения

Предел прочности при сжатии, сопротивление излому и удару. Пломбы испытывают значительную механическую нагрузку, в особенности пломбы, восстанавливающие грани бугра или углы режущего края коронок зубов. Жевательная мускулатура в процессе жевания пищи развивает жевательную силу от 600 до 4000 Н (60—400 кгс). Прочностные показатели пломбировочных материалов, естественно, должны гарантировать устойчивость пломбы в этих условиях. На прочность при сжатии оказывает влияние ряд факторов: консистенция цементной пасты (соотношение порошок/жидкость), «возраст» цемента, воздействие жидкости (вода, слюна и др.). Наибольшей прочностью обладают силикатные цементы; твердость силикофосфатных цементов приближается к твердости силикатных, а фосфатные цементы имеют наименьшую твердость. Для характеристики краевой прочности цемента определяют сопротивление цемента на излом.