Автор: Administrator   
14.07.2011 15:01

Композитные пломбировочные материалы: определение, тенденции развития, химический состав

Наполненные (композиционные) полимерные пломбировочные материалы (композитные пластмассы) были разработаны в США в конце 50-х годов XX столетия доктором Rafael L. Bowen и впервые применены в стоматологии около 40 лет назад.

Первые композитные материалы были представлены на стоматологический рынок компанией «ЗМ» в 1964 году. Это были композиты химического отверждения. Они обеспечивали лучшие эстетические свойства, чем амальгамы, однако, высокая степень изнашиваемости, изменение цвета и недостаточная связь с тканями зуба ограничивали их клиническое применение.

Работы по совершенствованию композитов привели к появлению адгезивных систем, обеспечивающих прочную микромеханическую связь материала с эмалыо и дентином. Композиты стали более прочными, устойчивыми к абразивному износу, цветостабильными. Революцией в стоматологии стало создание светоотверждаемых композитных материалов. За короткое время композиты почти полностью вытеснили из терапевтической стоматологии силикатные цементы и ненаполненные быстротвердеюшие пластмассы.

В начале 80-х годов развитие композитных материалов шло по двум направлениям: создавались материалы для пломбирования передних зубов, основным требованием к которым были хорошие эстетические свойства, и материалы для пломбирования жевательных зубов, от которых требовалась в первую очередь высокая прочность.

В конце 80-х годов появились материалы универсального типа, которые предназначались для пломбирования как передних, так и жевательных зубов. Они имели удовлетворительную эстетику и достаточную прочность. Теперь стоматологи могли использовать для любых реставрационных работ только один материал. В последующие годы продолжалось совершенствование этой группы композитов: создавались новые адгезивные системы, улучшалась цветовая гамма материалов, проводились работы по повышению их прочности, цветостойкости, манипуляционных и эстетических свойств, совершенствовались технологии применения композитов.

К концу XX века стало ясно, что создать идеальный универсальный композитный материал вряд ли возможно, поэтому фирмы-производители сконцентрировались на разработке нескольких разновидное гей реставрационных материалов, сочетая которые, врач-стомаюлог мог бы добиться оптимальных результатов в каждой конкретной клинической ситуации. Гакие материалы называют реставрационной системой.

В последние годы на стоматологическом рынке появились новые композиты, созданные на основе наногехнологий. Истинный нанонаполненнный композит сочетает в себе высокую прочность и улучшенные эстетические характеристики, в первую очередь, — высокую полируемость и стойкость «сухого» блеска поверхности. Микрогибридный композит, модифицированный нанонаполнителем, также приобретает улучшенные эстетические свойства. В настоящее время нанокомпозиты являются наиболее перспективными и популярными среди стоматологов реставрационными материалами.

В настоящее время наиболее распространенными и потребованными пломбировочными материалами являются универсальные нанонаполнепные и микронаполпеппые композиты; микронаполненные композиты, обладающие отличными эстетическими свойствами; конденсируемые композиты для пломбирования жевательных зубов; жидкие (текучие) композиты; компомеры; а также стеклоиономерные цементы, рассмотренные нами ранее. Именно материалы этих групп составляют современную реставрационную систему, обеспечивающую решение большинства задач практической терапевтической стоматологии на самом высоком уровне (см. рис. 209).

Основные направления совершенствования композитных пломбировочных материалов


* * *


 

В соответствии с определением R. W. Philips (1973), под термином «композит» понимают пространственное трехмерное сочетание или комбинацию по крайней мере двух химически различных материалов, которые имеют четкую границу раздела. Причем эта комбинация имеет более высокие показатели свойств, чем каждый из компонентов в отдельности.

 

Согласно международному стандарту (ISO), основными признаками композитов являются:

1. Наличие полимерной матрицы, как правило, на основе сополимеров акриловых и эпоксидных смол.

2. Наличие более 50% по массе неорганического наполнителя.

3. Обработка частиц наполнителя специальными поверхностно-активными веществами, благодаря которым он вступает в химическую связь с полимерной матрицей.

Особенности химического состава и пространственной организации композитов обусловливают ряд положительных и отрицательных свойств и влияют на методику их клинического применения. Поэтому целесообразно рассмотреть более подробно характеристики каждой из 3-х частей (или фаз).

А. Полимерная матрица композитов (органический матрикс)

Наибольшее распространение в настоящее время получили композиты, органическая матрица которых представляет собой сополимер (продукт взаимодействия) акриловых и эпоксидных смол. Это соединение подробно описал доктор Rafael L. Bowen из национального бюро стандартов США и в литературе оно известно под его именем. В 1958 году Bowen обнаружил, что продукт реакции бисфенола с глицидилметакрилатом (Bis-GMA) твердеет при наличии катализатора в течение 3 минут, давая при этом усадку лишь 5% (для сравнения полимеризационная усадка акриловых пластмасс равна 21%). Это соединение является основой большинства современных композитов.

Bis-GMA (бисфенол-глицидилметакрилат) представляет собой мономер с высоким молекулярным весом. Это гибридная молекула, в которой к эпоксидной смоле присоединены реакциопноспособные метакриловые группы. Другое вещество, широко используемое в производстве композитов, — уретандиметилметакрилат (UDMA). Он выполняет ту же роль, что и Bis-GMA, но имеет меньшую полимеризационную усадку, придает материалу большую густоту и прочность. При изготовлении композитов используются также и другие мономеры, например, декандиолдиметакрилат (D3MA) или триэтиленгликольдиметакрилат (TEGDMA), благодаря чему удается снизить вязкость и время полимеризации материала.

Одно из направлений совершенствования композитных материалов — модифицирование их полимерной матрицы.

Полимерная матрица также содержит:

1. Ингибитор полимеризации — для увеличения времени работы с материалом и удлинения сроков хранения.
2. Катализатор — для начала полимеризации.
3. Дополнительный катализатор (ко-катализатор) — для улучшения процесса полимеризации ( только в композитах химического отверждения).
4. Активатор (фотоинициатор полимеризации) - для начала процесса полимеризации (только в светоотверж-даемых композитах).
5. Поглотитель ультрафиолетовых лучей — для улучшения цвегостабильности, уменьшения изменения цвета материала при попадании на него солнечных лучей.

Б. Наполнитель (дисперсная фаза)

Неорганический (минеральный) наполнитель является второй важной составной частью современных композитов. Благодаря наличию большого количества наполнителя достигается улучшение свойств композитных пластмасс, а именно:

- уменьшается полимеризационная усадка (до 0,5—0,7%);
- предотвращается деформация полимерной органической матрицы;

- снижается коэффициент теплового расширения;
- уменьшается сорбция воды;
- повышается твердость материала, его стираемость и сопротивляемость нагрузкам;
- улучшаются эстетические свойства материала, так как наполнитель обладает коэффициентом преломления и просвечиваемостью, близким к соответствующим показателям эмали зуба.

Основными свойствами наполнителя, влияющими на качество композита, являются:

1. Размер частиц наполнителя. Этот показатель служит важнейшим параметром, определяющим свойства материала. В различных композитах он колеблется от 45 мкм до 0,04 мкм.

2. Материал, из которого изготовлен наполнитель. Применяется большое количество разнообразных наполнителей: плавленый и кристаллический кварц, алюмосиликатное, бор-силикатное и бариевое стекло, различные модификации двуокиси кремния, алмазная пыль, искусственно синтезированные вещества и т.д.

3. Форма частиц. Наполнитель может быть молотый, сферический, в форме «усов», палочек или стружки. В большинстве композитов используются молотые частицы ренпено-контрастного бариевого стекла, однако некоторые фирмы-производители отдают предпочтение синтетическим наполнителям со сферическими частицами.

Варьирование размера частиц, формы и материала, из которого изготовлен наполнитель, позволяет изменять свойства в необходимом направлении.

В. Поверхностно-активные вещества (силаны, или межмолекулярная фаза), называемые также аппретирующими (от французского — appreter — пропитывать, придавать другие свойства).

Обеспечение стабильной, устойчивой связи между наполнителем и полимерной матрицей является необходимым условием получения прочных и устойчивых композиционных материалов. Если такая связь отсутствует или выражена недостаточно, то вдоль границы «наполнитель / полимерная матрица» легко проникают влага и красящие вещества, а наполнитель легко выбивается с поверхности материала.

Чтобы избежать этого явления, поверхность наполнителя обрабатывается специальными связующими веществами — сишнами. С химической точки зрения это — кремнийорганические соединения. Они представляют собой биполярные связующие агенты, соединяющиеся химической связью, с одной стороны — с наполнителем, с другой, — с органической матрицей. Благодаря наличию силанов композиты приобретают улучшенные свойства:

- частицы наполнителя становятся водоотталкивающими (гидрофобными);
- снижается водопоглощение материала, улучшается его цветостабильность;
- резко повышаются прочность и износостойкость.

Структура композитного материала (схема)


Таким образом, с учетом вышеперечисленного, вполне правомерно следующее определение композита:

Композитный материал — комплексное соединение, основу которого составляет органическая полимерная смола, в которую для улучшения свойств введен неорганический наполнитель, эти компоненты химически связаны друг с другом с помощью биполярных молекул поверхностно-активных веществ — силанов (рис. 210). В результате материал приобретает улучшенные свойства, которые не могут быть получены при применении каждого из этих компонентов в отдельности.





Следующие материалы:
Предыдущие материалы:

Обновлено 25.07.2011 05:22
 
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Дополнительное меню

Главное меню

© 2011-2014 Хороший стоматологический портал. Все права защищены. При копировании текста ссылка на сайт обязательна.