Автор: Administrator   
03.09.2011 12:12

Нанонаполненных композитов

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).

Схематическое изображение структуры микрогибридного композита


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.

Схематическое изображение структуры наногибридного композита


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

Схематическое изображение структуры истинного нанокомпозита

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.

Представители:

«Filtek Supreme ХТ», «Ceram-Х» и «Grandio»

«Herculite XRV Ultra», «Premise» и «NanoPaq»

Сравнительные характеристики абразивного износа наногибридного композита (а) и истинного нанокомпозита (б)


Следующие материалы:
Предыдущие материалы:

Обновлено 05.09.2011 12:09
 
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Дополнительное меню

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