Механизмы сцепления композитов с поверхностью эмали

Механизмы сцепления композитов с поверхностью эмали.

В результате механического скашивания эмалевых призм и обработки эмали кислотой увеличивается активная поверхность сцепления с композитными материалами и улучшается возможность обволакивания поверхностного слоя эмали гидрофобными и вязкими адгезивами. Они проникают из-за высокой вязкости медленно на всю глубину протравленной эмали. После полимеризации адгезива образуются в межпризменных участках отростки, сцепляющиеся механически с поверхностью эмали и способствующие, таким образом, микроретенционному сцеплению композита с поверхностью эмали.

При протравливании эмали кислотой с поверхности удаляется слой толщиной 10 мкн и образуются микропоры глубиной 5-50 мкн. Эффект кислотного протравливания эмали зависит от нескольких факторов:

1. 
   вида применяемой кислоты;
   
2. 
   концентрации кислоты;
   
3. 
   формы применения кислоты (гель или жидкость);
   
4. 
   времени протравливания;
   
5. 
   времени смывания водой;
   
6. 
   способов, которыми активируется протравливание;
   
7. 
   инструментальной обработки поверхности эмали перед протравливанием;
   
8. 
   химического состава и состояния эмали;
   
9. 
   эмаль молочных или постоянных зубов;
   
10. 
    степени минерализации эмали.
    

Чтобы не допустить растекания ортофосфорной кислоты на участки зуба, кислотное травление которых нежелательно, протравки изготавливают в виде окрашенных гелей.

Длительность травления эмали кислотой обычно составляет 30 секунд. Экспериментальные исследования с использованием СЭМ показали, что различий в степени пористости поверхности эмали при экспозиции 30 секунд и 60 секунд нет. Кроме этого было доказано, что время воздействия кислоты более 60 секунд приводит к разрушению эмалевых призм и ухудшению адгезии.

В зависимости от резистентности эмали рекомендуется изменять время аппликации травящей гели: при низкой резистентности эмали оно сокращается до 15 секунд, а при повышенной - оно увеличивается до 60 секунд.

Длительность удаления протравки струей проточной воды должна быть равной длительности воздействия кислоты, т.е. 30 секунд.

Для повышения силы адгезии рекомендуется создание скоса эмали, что позволяет увеличить площадь соприкосновения композита с эмалью. Сила этого соединения увеличивается при его формировании по поперечному сечению эмалевых призм, так как в этом случае растворяется при протравливании межпризменное вещество, образуя более широкие и глубокие поры.

Основной проблемой при обеспечении эффективной адгезии к дентину является его структура. Диакрилаты, входящие в состав композитов, обладают достаточно высокой адгезивностью к эмали зуба, однако по отношению к дентину они себя ведут как гидрофобные вещества, плохо прилипающие к его поверхности, что связано с особенностями структуры дентина.

Дентин состоит на 45% из минерализованных составных частей, на 30% из органических структур, 25% составляет вода. Природа живого дентина такова, что его поверхность всегда влажная, а высушивание в клинических условиях практически невыполнимо. Из-за скорости движения жидкости в дентинных канальцах на поверхности дентина неоднократно происходит полное обновление влаги. В клинических условиях даже после высушивания кариозной полости наблюдается незаметная остаточная влажность, которая может влиять на прочность соединения дентина с композитом. В связи с этим дентинные адгезивные системы должны быть гидрофильными, т.е. водосовместимыми.

Еще одной проблемой в механизме сцепления композита с дентином является смазаный слой “smearlayer”, образующийся вследствие инструментальной обработки дентина и состоящий из частиц гидроксилапатитов, разрушенных остатков одонтобластов и денатурированных коллагеновых волокон. Этот слой достигает в зависимости от вида препарирования толщины до 5 µм, он закупоривает дентинные канальцы и покрывает, как прокладкой, интертубулярный дентин. Если вначале он рассматривался как изолятор, предотвращающий проникновение микроорганизмов в дентинные канальцы, то с настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что он мешает адгезии композита с поверхностью дентина и соответственно формированию прочного адгезивного соединения.

В связи с указанным возникла необходимость поиска совершенно новых механизмов сцепления композитов с дентином, отличающихся от механизмов сцепления с эмалью.

Анализируя различные адгезивные системы для дентина и их механизмы сцепления, принципиально различают два подхода. В первом случае смазаный слой полностью сохраняется на поверхности дентина и пропитывается гидрофильными маловязкими мономерами и непосредственно используется как связующий слой между дентином и композитом.

При втором подходе – путём растворения смазаного слоя и поверхностной декальцинации дентина. Этот подход является наиболее распространенным в настоящее время.

Протравливание дентина (кондиционирование).

В 1979 японский врач Фузаяма впервые применил протравливание дентина, и с тех пор эта процедура была широко внедрена в практику в Японии. В Европе это произошло позже, когда было доказано, что пульпиты после протравливания связаны не с повреждающим действием кислоты на пульпу, а с явлением микроподтекания и разгерметизации пломб. Кроме того адгезивные системы старшего поколения были несовместимы с дентином.

Современные системы адгезивов для дентина включают обязательную предварительную обработку поверхности дентина так называемыми дентиновыми кондиционерами, способствующими проникновению гидрофильных мономеров в поверхностный слой дентина и их химическому сцеплению с гидрофобными мономерами композита.

Кондиционирование дентина – это химическое изменение поверхности дентина при помощи кислот, таких как лимонная, полиакриловая, молочная и т.д. При этом смазанный слой удаляется полностью или частично, также полностью или частично раскрываются дентинные канальцы. Кроме этого происходит деминерализация поверхностного слоя дентина, обнажение коллагеновых волокон органической матрицы и активации ионов и апатитов дентина.

Кондиционеры в ряде адгезивных систем необходимо удалять при помощи струи проточной воды. Поверхность дентина необходимо после этого слегка просушить. Одним из основных условий качественной адгезии является степень влажности дентина после удаления травильного раствора. Это связано в первую очередь с гифрофильностью праймера. Так сила адгезии резко уменьшается при пересушивании дентина. При этом отмечается коллапс, спадение коллагеновых волокон, что ухудшает проникновение праймера между ними для образования прочной связи. Слишком влажный дентин также не обеспечивает достаточной адгезии. Основным критерием степени влажности дентина является «искрящийся» дентин, на котором отсутствуют «мокрые лужи».

Последующая аппликация адгезивной системы для дентина (праймера) обеспечивает проникновение гидрофильных мономеров в раскрытые дентинные канальцы, пропитывание деминерализованного поверхностного слоя дентина и сцепление с его обнажёнными коллагеновыми волокнами. С образованием гибридной зоны. Гидрофильные смолы, входящие в состав дентинного адгезива, проникают в дентинные канальцы; пространства, занятые ранее гидроксиапатитом, инкапсулируют коллагеновые волокна. После полимеризации адгезива образуется тонкий слой нового вещества, состоящего из адгезивных компонентов и коллагеновых волокон дентина. Он и называется гибридным слоем.

Гибридный слой не только обеспечивает надежную фиксацию композита к дентину, но также является эффективным защитным барьером против инвазии микроорганизмов и химических веществ в дентинные канальцы и полость зуба. Кроме того, он перекрывает движение ликвора в дентинных канальцах и предупреждает постоперативную чувствительность.

Такой механизм действия используется, например, в дентинных адгезивах: Gluma (Kulzer) и ScotchbondMultiPurpose (3M).

Данный механизм сцепления может быть достигнут также при обработке дентина, так называемыми, самокондиционирующими праймерами, в состав которых наряду с гидрофильными мономерами входит та или иная органическая кислота. Под воздействием этих праймеров частично растворяется смазаный слой дентина, и также частично раскрываются дентинные канальцы. Поверхностный слой интертубулярного дентина деминерализуется и одновременно пропитывается гидрофильными мономерами. Смазаный слой при этом не смывается, а распыляется, и его осадок выпадает на поверхность дентина. Сцепление композита с дентином достигается за счёт проникновения полимеров в дентинные канальцы и образования полимерных отростков и за счёт импрегнирования поверхностного слоя дентина мономерами. Данный механизм лежит в основе следующих адгезивных систем: A.R.T. – Bond (Coltene), Scotchbond (3 M) и Syntac (Vivadent).

Таким образом, адгезивная система для эмали и дентина должна обладать следующими свойствами:

1. 
   обеспечивать хорошую начальную и долговременную прочность соединения с эмалью и дентином;
   
2. 
   обладать хорошей биосовместимостью;
   
3. 
   сводить к минимуму краевую проницаемость;
   
4. 
   предотвращать вторичный кариес и краевое окрашивание (как следствие краевой проницаемости);
   
5. 
   быть удобной и простой в использовании;
   
6. 
   иметь продолжительный срок годности;
   
7. 
   быть совместимой с широким диапазоном реставрационных материалов;
   
8. 
   не должна быть токсичной и вызывать сенсибилизацию у персонала и пациентов;
   
9. 
   должна изолировать поверхность зуба от ротовых жидкостей.
   

Адгезивные системы для эмали.

Адгезивные системы для дентина (праймеры).
Адгезивные системы для эмали. Эмалевые адгезивные системы (адгезивы) состоят из гидрофобных жидких мономеров композиционных материалов, которые за счет микромеханической адгезии обеспечивают адгезию к эмали зуба. Необходимо отметить, что эти адгезивы не обеспечивают адгезии к дентину, поэтому необходимо либо изолировать дентин от токсического воздействия изолирующей прокладкой, либо использовать адгезивную систему для дентина (праймер).

В наборы композитных материалов химического отверждения входят только адгезивы для эмали и они имеют химическую полимеризацию.

1. 
   протравливание поверхности эмали в течение 30 секунд при помощи 37% ортофосфорной кислоты, входящей в состав травильных гелей;
   
2. 
   удаление травильного геля струей проточной воды в течение 30 секунд;
   
3. 
   высушивание эмали и контроль качества протравки (протравленная эмаль имеет матовый оттенок);
   
4. 
   смешивание компонентов адгезивной системы в соотношении 1:1;
   
5. 
   внесение адгезивной системы в кариозную полость при помощи аппликатора (наносится на подготовленную эмали и изолирующую прокладку);
   
6. 
   распределение эмалевой адгезивной системы при помощи слабой струи воздуха;
   
7. 
   внесение композиционного материала.
   

Первое поколение адгезивов появилось в конце 70-х годов прошлого века. Их характеризуют высокие показатели адгезии к эмали, но адгезия к дентину является крайне низкой – как правило, не больше 2 МПа. Адгезия достигалась за счет взаимодействия бонда и кальция, содержащегося в дентине. Естественно, что проблема дебондинга стояла крайне остро – сложности возникали уже через несколько месяцев. Поэтому, адгезивные системы этого поколения были рекомендованы для использования только с полостями класса III и V. При использовании в области жевательных зубов часто наблюдалась значительная постоперационная чувствительность.

В начале 80-х годов прошлого столетия появилось второе поколение адгезивов. Здесь была сделана попытка задействовать смазанный слой для получения более высоких показателей адгезии к дентину. Результатом явилось увеличение этого показателя до 2-8 МПа, что, конечно же, абсолютно недостаточно для надежной фиксации. Кроме того, при использовании этих систем часто наблюдались микроподтекания, проблема постоперационной чувствительности также не была решена. Долговременная стабильность представителей этого поколения также была проблематичной – по истечении года до 30% реставраций оказывались несостоятельными именно по причине значительного ухудшения показателя адгезии.

В конце 80-х годов XX столетия появились двухкомпонентные адгезивные системы, состоящие из праймера и адгезива. Это, а также значительное улучшение механических показателей сцепления (8-15 МПа), позволяет выделить их в отдельное поколение адгезивных систем – третье по счету. Их появление позволило в некоторых клинических ситуациях минимизировать препаровку зуба, открыв, таким образом, эру ультраконсервативной стоматологии. Кроме того, при их использовании наблюдалось значительное снижение постоперационной чувствительности. Адгезивы этого поколения впервые обеспечивали адгезию не только к зубу, но и к металлам, и керамике.

Основной же проблемой явилась недолговечность бондинговых агентов. Некоторые исследования продемонстрировали значительное снижение показателей адгезии уже через 3 года после выполнения реставрации. Тем не менее, именно с этого поколения началось рутинное применение адгезивов при реставрациях жевательных боковых зубов.

Четвертое поколение

Появление адгезивов четвертого поколения в начале 90-х годов преобразило стоматологию. Показатель адгезии к дентину достиг “современных” значений – 17-25 МПа, а постоперационная чувствительность при применении адгезивов этого поколения снизилась еще больше.

Революционным явилось появление гибридного слоя между дентином и композитом: после протравливания наносимый адгезив взаимодействует с коллагеновой матрицей дентина, формируя промежуточный слой, не являющийся ни дентином, ни адгезивом, который и получил название гибридного. Именно наличие этого слоя и отвечает за высокие прочностные показатели.

Основным своим успехом адгезивы четвертого поколения обязаны появившейся технике тотального протравливания и концепции влажного дентинного бондинга.

1. 
   кондиционер (фосфорная кислота в виде геля для травления эмали и дентина);
   
2. 
   праймер (смесь гидрофильных низкомолекулярных соединений, которые проникают во влажный дентин, пропитывают его и образуют гибридный слой);
   
3. 
   эмалевая адгезивная система (ненаполненная смола, обеспечивающая связь композита с гибридным слоем и эмалью зуба.
   

1. 
   протравливание поверхности эмали в течение 30 секунд при помощи 37% ортофосфорной кислоты, входящей в состав травильных гелей;
   
2. 
   удаление травильного геля струей проточной воды в течение 30 секунд;
   
3. 
   высушивание эмали и контроль качества протравки (протравленная эмаль имеет матовый оттенок);
   
4. 
   внесение праймера на дентин кариозной полости при помощи аппликатора (экспозиция 10 секунд);
   
5. 
   распределение праймера при помощи слабой струи воздуха;
   
6. 
   внесение эмалевой адгезивной системы в кариозную полость при помощи аппликатора (наносится на подготовленную эмали и дентин);
   
7. 
   распределение эмалевой адгезивной системы при помощи слабой струи воздуха;
   
8. 
   фотополимеризация адгезива и праймера;
   
9. 
   внесение композиционного материала.
   

1. 
   протравливание поверхности эмали в течение 15 секунд при помощи 37% ортофосфорной кислоты, входящей в состав травильных гелей, добавление геля на дентин на 15 секунд;
   
2. 
   удаление травильного геля струей проточной воды в течение 30 секунд;
   
3. 
   высушивание эмали и дентина (контроль качества протравки-протравленная эмаль имеет матовый оттенок, дентин не должен быть пересушенным – влажным блестящим);
   
4. 
   внесение праймера на дентин кариозной полости при помощи аппликатора (экспозиция 10 секунд);
   
5. 
   распределение праймера при помощи слабой струи воздуха;
   
6. 
   внесение эмалевой адгезивной системы в кариозную полость при помощи аппликатора (наносится на подготовленную эмали и дентин);
   
7. 
   распределение эмалевой адгезивной системы при помощи слабой струи воздуха;
   
8. 
   фотополимеризация адгезива и праймера;
   
9. 
   внесение композиционного материала.
   

В адгезивах пятого поколения удалось устранить проблему смешивания – была реализована концепция “одной бутылочки”, т.е. адгезив и праймер были помещены в одну емкость (стали однокомпонентными).

Применение однокомпонентных систем также предусматривает тотальное травление эмали и дентина. Механизм их соединения аналогичен механизму адгезии систем 4 поколения. Эти материалы имеют хорошие показатели адгезии к эмали, дентину, керамике и металлу (на уровне 20-25 МПа), но самое главное их достоинство – это отсутствие этапа смешивания компонентов, некачественное выполнение которого и приводило к снижению показателей адгезии в системах четвертого поколения.

Адгезивные системы пятого поколения до сих пор являются наиболее популярными, так как они просты в использовании и дают предсказуемый результат. Постоперационная чувствительность при их применении также невысока.

1. 
   протравливание поверхности эмали в течение 15 секунд при помощи 37% ортофосфорной кислоты, входящей в состав травильных гелей, добавление геля на дентин на 15 секунд;
   
2. 
   удаление травильного геля струей проточной воды в течение 30 секунд;
   
3. 
   высушивание эмали и дентина (контроль качества протравки - протравленная эмаль имеет матовый оттенок, дентин не должен быть пересушенным – влажным блестящим);
   
4. 
   внесение адгезивной системы на эмаль и дентин кариозной полости при помощи аппликатора (экспозиция 15 секунд);
   
5. 
   распределение адгезивной системы при помощи слабой струи воздуха;
   
6. 
   фотополимеризация адгезивной системы;
   
7. 
   внесение композиционного материала.
   

Очередной задачей разработчиков при совершенствовании адгезивных систем явилась необходимость удаления из перечня выполняемых процедур этапа протравки. В системах шестого поколения эта проблема решена.

Адгезивные системы 6 поколения являются одношаговыми самопротравливающими системами.

Tип I

2 компонента применяются последовательно

• 
  OptiBond Solo Plus SE
  
• 
  SE Bond
  
• 
  Protect Bond
  
• 
  AdheSE
  
• 
  Tyrian
  

2 компонента требуют предварительного смешивания

• 
  Prompt L-Pop
  
• 
  Xeno III
  
• 
  One-UP Bond F+
  
• 
  Brush&Bond
  
• 
  AQ Bond +
  

При этом одновременно обеспечиваются протравливание, диффузия в ткани зуба и образование гибридной зоны.

По сравнению с адгезивными системами 4 и 5 поколений они проще в применении, работе с ними требует меньше времени за счет сокращения количества этапов, уменьшается риск технической ошибки.

Однако, адгезия к дентину (18-23 МПа) со временем практически не меняется, тогда как адгезия к эмали ухудшается.

1. 
   вне полости рта производится смешивание компонентов адгезивной системы в зависимости от типа адгезивной системы 6 поколения (внутри одноразовой упаковки или в специальной ячейке)
   
2. 
   внесение адгезивной системы на эмаль и дентин кариозной полости при помощи аппликатора (экспозиция 15 секунд);
   
3. 
   распределение адгезивной системы при помощи слабой струи воздуха;
   
4. 
   фотополимеризация адгезивной системы;
   
5. 
   внесение композитного материала.
   

В этом поколении упрощены этапы клинического применения адгезивов шестого поколения путем объединения их в единый комплекс, т.е. в систему помещенного в один флакон: iBond, All-In-One, iBond, G-Bond, Xeno IV, S3 Bond.

I-Bond (Heraeus, Kulzer) - это умеренно кислотная самопротравливающая адгезивная система 7 поколения.

В отличие от методов тотального протравливания и тотальной адгезии самопротравливающая адгезия, ставшая возможной благодаря i-Bond, не открывает полностью дентинные канальцы. Смазанный слой растворяется и благодаря высоко гидрофильным свойствам i-Bond появляется возможность проникновения адгезива в канальцы и перитубулярный дентин, образуя структурные связи. В случае с эмалью i-Bond образует солидную структуру с упроченной поверхностью, способствующей улучшению сцепления адгезива с эмалью.

1. 
   внесение трех слоев адгезивной системы на эмаль и дентин кариозной полости при помощи аппликатора (экспозиция 30 секунд);
   
2. 
   распределение адгезивной системы при помощи слабой струи воздуха;
   
3. 
   фотополимеризация адгезивной системы;
   
4. 
   внесение композиционного материала.
   

1. 
   Подготовка пациента и выбор цвета пломбировочного материала.
   
2. 
   Обезболивание.
   
3. 
   Препарирование кариозной полости.
   
4. 
   Наложение коффердама (возможно и до препарирования).
   
5. 
   Наложение изолирующей прокладки (при необходимости).
   
6. 
   Обработка адгезивной системой.
   
7. 
   Заполнение полости композиционным материалом (в случае применения светоотверждаемых мате­риалов — послойное).
   
8. 
   Окончательная обработка и полировка реставрации.
   

1.К какой группе относится зуб по прозрачности:

-более прозрачные зубы имеют выраженный серый, «холодный» оттенок;

-менее прозрачные - сероватый оттенок;

-опаковые являются бело-желтыми и матовыми;

-более опаковые - еще более матовыми (имеют «теплый» оттенок);

-зубы повышенной опаковости являются интенсивно матовыми, они могут быть матово-белыми или матово-желтыми и т.д.

2.Определяется основной тон зуба и его «насыщенность». Основной тон зуба определяется цветом дентина. У более юных пациентов чаще всего это оттенки А1, А2. Более взрослые пациенты имеют цветовую гамму A3, ВЗ, иногда А4.

3.В последующем оценивается оттенок зуба по зонам: шейки, тела зуба, режущего края, аппроксимальных поверхностей (медиальной и дистальной). Те или иные оттенки придаются зубу с помощью эмалевых цветов материала или с помощью использования различных красителей.

4.Определяется топография прозрачных участков.

5.Оцениваются анатомо-морфологические особенности строения тканей зуба (наличие трещин, пятен гипоплазии, линии Ретциуса).