Вобзоре рассмотрены история и современные направления исследований и разработок в области полимеризуемых стоматологических адгезивов и композитов. (стр. 8 из 15)
Восстановительные пломбировочные материалы
Композиты
Стоматологические композиты сегодня являются основным классом зубо-восстановительных материалов. Преимуществами композитов перед силикатными цементами и ненаполненными метилметакрилатными смолами являются их высокие прочностные, эксплуатационные и эстетические характеристики, а также меньшая усадка. Однако, композиты, даже с максимальным содержанием неорганического наполнителя, все же показывают некоторую усадку при отверждении, меньшую, чем у зуба жесткость и более высокий коэффициент теплового расширения. Указанные недостатки композитов способствуют возникновению краевых щелей между пломбой и зубной поверхностью, просачиванию ротовых жидкостей сквозь эти щели и, как следствие, разгерметизации полости. Это приводит либо к выпадению пломбы, либо к развитию вторичного кариеса. Недостатки устраняются применением адгезивов, склеивающих композит с зубной тканью, либо другими приемами.
По определению композитным материалом называется смесь нескольких компонентов. В случае стоматологических пломбировочных композитов это смесь органической матрицы и неорганических наполнителей. Обычно органическая матрица базируется на метакриловых мономерах типа: 2,2-бис-[4-(2-гидрокси-3-метакрилоилоксипропил)фенил] пропан (Bis-GMA или мономер Bowen), этоксилированный Bis-GMA (EBPDMA), 1,6-бис-[2-метакрилоилоксиэтоксикарбониламино]-2,4,4-триметилгексан (уретан диметакрилат или UDMA), додеканодиол диметакрилат (D3MA), триэтиленгликоль диметакрилат (TEGDMA) [38-45]. При свободно-радикальной полимеризации матричных мономеров образуется трехмерная сетка. Подбор мономеров влияет на реакционную способность, вязкость и полимеризационную усадку паст композитов, так же как на механические характеристики, водопоглощение и набухание отвержденных композитов. Низкомолекулярные мономеры показывают большую усадку, чем высокомолекулярные (табл. 7).
Таблица 7. Полимеризационная усадка (DVр) стоматологических мономеров и полимеров.
| Мономер | Молекулярная масса, г/моль | Вязкость, мПа·с | Плотность, г/см3 | DVр, % | |
| Мономера | Полимера | ||||
| TEGDMA | 286 | 100 | 1,072 | 1,250 | -14,3 |
| UDMA | 470 | 5000-10000 | 1,110 | 1,190 | -6,7 |
| Bis-GMA | 512 | 500000-800000 | 1,151 | 1,226 | -6,1 |
Существует корреляция между полимеризационной усадкой, количеством наполнителя и вязкостью композита. Поэтому состав композита специально подбирается. Вязкие мономеры разбавляются реакционно-способными мономерами и наполняются различными наполнителями.
Современные коммерческие восстановительные композиты содержат смеси различных сшивающих диметакрилатов, наполнителей, инициирующих систем и специальных добавок. Исследования по модификации составов композитов сосредоточены в направлении снижения последствий полимеризационной усадки, улучшения биосовместимости, износостойкости и технологичности применения. Эти качества достигаются при использовании новых сшивающих мономеров и оптимизации размера, формы и состава частиц наполнителя.
Классификация композитов
Композитные пломбировочные материалы классифицируют по типу, размеру и количеству используемых наполнителей (табл. 8), а также по функциональности применения [41, 42]. Наиболее распространенной является классификация композитов по размеру частиц наполнителя: микронаполненные, макронаполненные и гибридные.
Таблица 8. Классификация композитов по типу, размеру и количеству используемых наполнителей
| Тип композита | Размер частиц, мкм | Степень наполнения, % объемный | |
| Средний | Максимальный | ||
| Микронаполненный | 0,04-0,1 | 0,1-5,0 | 38-50 |
| Мининаполненный | 0,4-0,8 | 1,0-5,0 | 56-66 |
| Средненаполненный | 1,0-3,0 | 5,0-15,0 | 70-77 |
| Обычный | 5,0-15,0 | 50-70 | 60-70 |
Доктор Kugel [41] разделил адгезионные восстановительные материалы на прямые и непрямые по функциональности применения. Прямые применяются непосредственно при пломбировании зубов, непрямые – при пломбировании вкладками, изготовленными в лаборатории. Непрямые восстановительные композиты разделяются на два поколения. Второе поколение непрямых композитов может быть объединено с субструктурами армированными волокном. К категории прямых адгезионных восстановительных материалов отнесены композитные смолы, текучие композитные смолы, компомеры, пакуемые композиты, керомеры, ормокеры, «интеллектуальные» композиты.
Исследователи из компании Ivoclar AG доктора Norbert Moszner и Ulrich Salz [38] предложили свою классификацию стоматологических пломбировочных композитов, основанную на типе и размере частиц наполнителя (рис. 5).
 | Связующая (бондинг) фаза | Наполнитель / полимерная матрица | Полимерная матрица | Макронаполненный композит | |||
| Микро/Мини наполнитель (дробленое стекло) |
| ||||||
| Гибридный композит | |||||||
| Микро наполнитель (высокодисперсная двуокись кремния) |
| ||||||
| Гомогенный микронаполненный композит | |||||||
| Дробленый полимеризат (основа микронаполнителя) |
| ||||||
| Гетерогенный микронаполненный композит |
Рисунок 5. Классификация композитных пломбировочных материалов.
В основном на рынке представлены микронаполненные и гибридные композиты, причем последние являются более универсальными материалами. Доктор Christensen, кроме этих основных типов композитов, классифицирует восстановительные материалы на герметики, текучие смолы, пакуемые (конденсируемые или уплотняемые) и микронаполненные поверхностные герметики [42].
Из вышесказанного можно сделать вывод, что четкой универсальной классификации стоматологических композитов до сих пор не существует. Большинство исследователей применяют классификацию по типу и размеру наполнителя [38-44]. Между тем на характеристики композитов оказывают влияние и тип модификатора наполнителя, образующего химическую связь между полимерной матрицей и поверхностью наполнителя, и форма частиц наполнителя, и природа наполнителя (органический или неорганический), а также ряд других факторов, которые необходимо учитывать при применении и классификации композитов. Модернизация стоматологических композитов идет и по пути поиска новых составов полимерных матриц.
Клиническая практика сегодня предъявляет все более серьезные требования к полимеризуемым восстановительным материалам. Соответственно, растут требования к мономерным составам, образующим полимерную матрицу композитов. Влияние физико-химических характеристик образуемой при полимеризации полимерной сетки композита на клинические свойства пломбировочного материала представлены в таблице 9.
Таблица 9. Зависимость клинических свойств композитов от физико-химических характеристик полимерной сетки.
| Физико-химические характеристики | Клинические свойства |
| Низкая объемная усадка или расширение во время полимеризации | Отсутствие краевой щели, легкость установки пломбы |
| Высокая скорость полимеризации | Короткое время отверждения |
| Сшивающие свойства | Достаточная механическая прочность |
| Температура стеклования выше 600С и низкое водопоглощение полимера | Долговечность пломбы |
| Стойкость в условиях ротовой полости | Низкая доля неудач при отверждении композита |
| Стабильность при хранении в присутствии наполнителей | Воспроизводимость восстановлений |
| Высокая свето и цвето стабильность полимера | Долговременная эстетика пломб |
| Низкая оральная токсичность, отсутствие мутагенности и канцерогенности | Минимальный риск для здоровья пациента и врача |
Ниже дается краткий обзор последних направлений разработки в области мономеров, образующих полимерные матрицы стоматологических композитов. Описание сфокусировано на полимерно-химических аспектах мономеров с раскрывающимися кольцами, которые демонстрируют низкую усадку или расширение при полимеризации, сшивающих мономеров с новой архитектурой (мезогенные группы, гиперразветвленные структуры или наночастицы), кислотных мономерах, используемых в компомерах, рентгеноконтрастных и антикариозных мономерах [38, 39, 45].