Номер 1 2001: Технологии

"Дентис" - стеклополиалкенатный цемент производства ЗАО "Стомадент"

Т.В. Гринева, главный технолог ЗАО "СтомаДент"

Стеклополиалкенатный цемент -это термин, который был предложен и применяется Международной организацией стандартов для определения хорошо известного класса стоматологических материалов - стеклоиономерных цементов. Появившиеся в 70- х годах, эти материалы очень быстро нашли широкое применение в клинике. Какие же свойства позволили сделать клиницистам свой выбор в пользу этого класса материалов.
    В первую очередь биологическая совместимость стеклополиалкенатных цементов и химическая адгезия к тканям зуба, незначительная усадка при отверждении и, как следствие отсутствие проницаемости на границе зуб - пломба, отсутствие раздражающего действия на пульпу, достаточная прочность и эстетичность, простота применения, хорошая переносимость пациентами. Входящий в состав стеклополиалкенатных цементов фтор способствует кариесрезистентности. Эти свойства связаны с составом стеклополиалкенатных цементов и реакцией происходящей при их отверждении. В состав современного стеклополиалкенатного цемента химического отверждения обычно входит порошок, состоящий из кальцийалюмофторсиликатного стекла, высушенной при определенных условиях полиакриловой кислоты, модифицирующих добавок. Реакция отверждения происходит при добавлении к порошку дистиллированной воды, которая, являясь реакционной средой, способствует гидратации полиакриловой кислоты и образованию вначале ионов кальция, затем ионов алюминия, которые образуют полисоли матрицы, причем хелатные соединения кальция образует линейно сшитую матрицу, а хелатные соединения алюминия - пространственную сшитую матрицу. На поверхности не прореагировавших частичек стекла из оксида кремния и полиакриловой кислоты образуется силикагель. Реакция, происходящая при отверждении стеклополиалкенатного цемента требует правильного дозирования воды, т.к. избыток воды приводит к вымыванию ионов алюминия и снижению за счет их потери пространственной сшивки, а недостаток воды приводит к неполной гидратации и снижает образование ионов кальция и алюминия. В обоих случаях на ранних этапах отверждения материал не имеет достаточной прочности, т.к. образовавшаяся матрица не обладает достаточно развитой пространственно сшитой структурой. После отверждения структура стеклополиалкенатного цемента представляет собой непрореагировавшие стеклянные частицы, окруженные силикагелем, имеющим сетчатую структуру, в матрице из поперечно сшитых структур молекул полисолей кальция и алюминия. Стеклополиалкенатные цементы обладают двумя основными свойствами, позволяющими говорить о перспективности использования этих материалов в клинике. Первое - это способность стеклополиалкенатных цементов к образованию химической адгезии к эмали и дентину (рис. 1) за счет образования между карбоксильными группами макромолекулы полиакриловой кислоты и кальцием гидроксиапатита дентина и эмали комплексных (хелатных) соединений. Причем, величина адгезионной прочность соединения не достигает высоких значений:
    - для дентина это 4 - 6 МПа;
    - для эмали до 10 МПа. Связь с эмалью выше, чем связь с дентином, что можно объяснить более высоким содержанием кальция в эмали.
    Несмотря на невысокие значения адгезионной прочности в соединении стеклополиалкенатных цементов с тканями зуба химическая связь обеспечивает краевое прилегание контакта зуб - пломба. Второе свойство - это способность стеклополиалкенатных цементов выделять фтор во время и после отверждения и образовывать фтораппатит на границе пломба - зуб. Образование ионов фтора в стеклополиалкенатном цементе начинается после соединения порошка с водой при гидратации, причем максимальное количество ионов фтора образуется через 24 - 48 часов и резко снижается через 72 часа, за это время создается депо фторида, который медленно выделяется в течение месяца после отверждения цемента. Последующее выделение фторида может происходить за счет растворения фтористых солей из отвержденного материала, диффундировать с поверхности цемента при его контакте с кислотами, попадающими в полость рта при приеме пищи или продуцируемыми микроорганизмами зубной бляшки. Ион фтора диффундирует в ткани зуба и образует фтораппатит или попадает в ротовую жидкость, стимулируя минерализацию.
    1. Строгое соблюдение соотношения порошок- вода.
    2. Подготовленную полость необходимо обработать кондиционером.
    3. Вносить в полость замешанный материал и формировать пломбу только в период рабочего времени материала, что легко определить по внешнему виду материала имеющего в этот период характерную блестящую поверхность, в противном случае разрушается структура цемента, резко снижается его прочность.
    4. Пломбу из стеклополиалкенатного цемента необходимо покрывать защитным лаком и проводить финишную обработку через 24 часа. Основными недостатками стеклоиономерных цементов являются:
    - чувствительность к влаге на начальном этапе твердения (первые сутки);
    - недостаточная прочность;
    - недостаточная эстетичность. Несмотря на имеющиеся недостатки стеклополиалкенатные цементы незаменимы при восстановлении зубов в области дентина, при пломбировании молочных зубов, при кариесе корня, для фиксации протезов, что является стимулом для разработчиков, стремящихся создавать материалы этого класса с улучшенными свойствами, позволяющими расширять область их клинического применения.
   
    Сотрудниками ЗАО СТОМАДЕНТ разработан стеклополиалкенатный цемент "ДЕНТИС". Существенным отличием разработанного материала от существующих аналогов отечественного производства является его химический состав, обеспечивающий материалу рентгеноконтрастность, высокую прочность, низкую растворимость и высокую стойкость к кислотной эрозии. Стеклополиалкенатный цемент "ДЕНТИС" представляет собой мелкодисперсный порошок со средним размером частиц 8 мкм, состоящий из алюмофторсиликатного стекла, полиакриловой кислоты и модифицирующих добавок, который при взаимодействии с водой образует прочную пространственно сшитую многокомпонентную структуру.
    Состав стекла, дисперсность, количество полиакриловой кислоты и модифицирующих добавок обеспечивают материалу достаточно длительное, до 2 минут рабочее время. Комплексные испытания физико-механических свойств материала, проведенные в лаборатории ЗАО СТОМАДЕНТ и в отделе материаловедения ЦНИИСа показали следующие результаты:
    - прочность при сжатии через 24 часа 192 МПа:
    - прочность при изгибе 20 МПа;
    - диаметральная прочность на разрыв 10 МПа;
    - адгезия после обработки кондиционером к эмали 7,56 МПа:
    - адгезия после обработки кондиционером к дентину 4,64 МПа. Одним из наиболее достоверных методов прогнозирования поведения материала в полости рта является изменение прочности материала за определенные промежутки вре мени, поэтому были проведены испытания целью которых было определить изменения прочности материала "Дентис" при сжатии во времени (граф. 2).

Граф. 2. Изменения прочности при сжатиитеклоалкенатного цемента "Дентис" во времени

Прочность при сжатии определялась по стандартной методике и были получены следующие результаты через:
- 24 часа - 192±7 МПа;
- 7 суток - 242±20 МПа;
- 24 суток - 235±41 МПа;
- 3 месяца- 210±20 МПа;
- 6 месяцев- 205±21 МПа.

Испытания образцов цемента "ДЕНТИС" в течении 6 месяцев позволяют сделать вывод, что максимальную прочность материал набирает через 7 суток, и в течении полугода прочность практически не меняется, что указывает на стабильность прочностных характеристик материала. Было изучено влияние защитного покрытия на прочность материала. В качестве защитного покрытия использовался лак фирмы DENTSPLY На стандартный образец через 10 минут после его изготовления, наносили защитное покрытие и сразу погружали в дистиллированную воду с температурой 37°С, после чего через 24 часа определяли прочность образцов при сжатии по стандартной методике, параллельно проводился тест с образцом без покрытия. В результате испытаний оказалось (гистограмма 3):

Пиктог. 3. Влияние защитного покрытия на плотность при сжатии стеклоалкенатного цемента "Дентис"

- прочность при сжатии образцов покрытых лаком -128±5 МПа
- прочность образцов без покрытия лаком -172+14 МПа

Полученный результат позволяет сделать вывод сделать вывод, что защитное покрытие на материал наносить не рекомендуется, т.е. цемент "ДЕНТИС" на ранних этапах твердения не проявляет повышенной чувствительности к влаге. При определении кислотной эрозии материала "ДЕНТИС" методом ударной струи по стандартной методике, оказалось, что за 8 часов непрерывного испытания эрозия не была выявлена.

Полученный комплекс свойств позволил рекомендовать "ДЕНТИС" для широкого клинического применения:
1. При пломбировании полостей зубов III, V класса.
2. При пломбировании молочных зубов.
3. В качестве прокладка при пломбировании композитами и амальгамой.
4. Для пломбирования корневого дентина при кариозных поражениях. Материал прошел клинические испытания и разрешен к применению Комитетом по новой технике Минздрава России.

В настоящее время проводится углубленное изучение свойств материала "ДЕНТИС" методом аккустической микроскопии в институте биологии РАМН. Предварительные результаты показали, что упруго-прочностные свойства микроструктуры материала "ДЕНТИС" близки к свойствам микроструктуры дентина. Работа продолжается и результаты его будут опубликованы.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКЛОПОЛИАЛКЕНАТНОГО ЦЕМЕНТА "ДЕНТИС":

- прочность при сжатии через 24 часа 192±10 МПа
- прочность при изгибе 20±2 МПа
- диаметральная прочность на разрыв 10±3 МПа
- адгезия после обработки кондиционером к эмали 7,56+1,0 МПа
- адгезия после обработки кондиционером к дентину 4,64±1,0 МПа