История развития современных реставрационных материалов

История развития современных реставрационных материалов

Развитие  стоматологии зависит от прогресса  не только медицинской науки, но и  от достижений техники и материаловедения. К настоящему времени накоплен огромный профессиональный опыт реставрации  утраченных твердых тканей зуба, восстановления косметики и функциональных возможностей зубочелюстного аппарата.  
Как выглядит история развития современных реставрационных материалов/ 
Мы описали основные этапы появления материалов и технологий в стоматологии 
1843 год Reitenbacher синтезировал акриловую кислоту.  
1909 год  GХ Black провел стандартизацию пломбировочных материалов 
и видов препарирования полостей. 
1930 год  впервые синтезирован метилметакрилат (ММА). 
1943 год  синтезирована акриловая кислота Кульцер (Heraeus Kulzer). 
1944 год  начало использования пломбировочных материалов на основе акрилатов. 
1949 год  появление первого светоотверждаемого пломбировочного материала,  
созданного на базе полиметилметакрилата PMMA (Heraeus Kulzer). 
1951 год  в состав пломбировочных материалов химической полимеризации введены неорганические наполнители. 
1955 год  М.G. Buonocore обосновал технику кислотного травления эмали.  
1958 год  R.L. Bowen создал полимерный пломбировочный материал на основе 
мономера бисфенол-А-диглицидилметакрилата (Bis-GMA) и силанизированного органического наполнителя. 
В 1966 году композиционный материал поступил в продажу. Первоначально композиты представляли систему «порошок-жидкость» или «паста-паста». Первый композит, внедренный в мировую клиническую практику, ADDENT (3M) был заменен композитом химического отверждения 3M CONCISE с матричной системой Bis-GMA.  
1962 год  R.L. Bowen запатентовал возможность применения ароматических 
диметакрилатов Bis-GMA и процесса силанизации неорганического наполнителя (U.S.-1Patent 3.066.112). Смола Bowen стала основой развития широкой гаммы композиционных пломбировочных материалов.  
1963 год  разработана концепция полиэлектролитного цемента.  
1964 год  Smith обнаружил самоадгезию оксида цинка и полиакриловой кислоты 
к тканям зуба. 
1969 год  Wilson и Kent изобрели стеклоиономерный цемент ASPA (Алюминий 
Силикатно-ПолиАкриловый). 
1970 год  М.G. Buonocore проведена полимеризация Bis-GMA светом ультра- 
фиолетового спектра. 
1973 год  создан стеклоиономерный цемент ASPA IY (Dentspty).  
1976 год  Fond предложил принцип винирования.  
1977 год  Dart и др. создали пломбировочные материалы, которые полимеризуются видимым светом с длиной волны 400-600 нм. Это позволило добиться более полной полимеризации композита и улучшить его химико-физические свойства.  
1977год  фирмой Ivoclar предложены композиты с микронаполнителеи (размер частиц 0,05 мкм). Это существенно повысило полируемость материала (однако композит характеризовался высокой истираемостью).  
1979 год  разработаны гибридные композиты  более твердые и устойчивые к истиранию материалы. 
1982 год  предложена методика непрямого устранения дефектов зубов с помощью непрямых вкладок из композиционных материалов. 
1985 год  создан новый класс материалов IONOSIT (стеклоиономер+ композит Полимеризуемые цементные смеси (DMG). 
1977 год появление первого светоотверждаемого композиционного материала. 
1987 год  создана светоотверждаемал паста  компомерный прокладочный материал IONOSIT BASELINER (DMG). 
1987 год  Такао Фузаяма предложил технику полного протравливания тканей зуба. 
1987-1994 годы  фирма Degussa Dental начала исследования возможности применения ормокеров в стоматологической практике.  
1988 год  создан первый полимерно-модифицированный стеклоиономерный цемент VITRABOND (3M). 
1993 год  создан компомер DYRACT  композит+ иономер (DeTrey/Dentspty).  
1995 год  создан компомер LUXAT (DMG).  
1997 год  появление первого низковязкого (текучего) компомерного реставрационного материала PRIMA FLOW (DMG) и CBC-техники. 
1998 год  фирмой Degussa Dental представлен первый ормокер DEFINITE. 
В 2003 году созданы композиционные пломбировочные материалы на основе нанотехнологий.  

Полимерные пломбировочные материалы

Полимерные (пластмассовые) пломбировочные материалы - материалы на основе полимеров или сополимеров, отверждение которых происходит в результате полимеризационных процессов. 
Существует несколько классов полимерных пломбировочных материалов: 
- композиционные материалы (композитные материалы, композиты); 
- компомерные материалы (компомеры); 
- ормокеры (Organically Modified Ceramic - органическая модифицированная керамика).

Композиты - полимерные пломбировочные материалы, состоящие из трех компонентов: органической матрицы (акриловые и эпоксидные смолы), неорганического наполнителя - 50% по массе и поверхностно-активного вещества - силана. Эти материалы не обладают химической адгезией к тканям зуба и используются с адгезивными системами IV, V, VI поколений.

Основной состав композиционных материалов 
1. Органическая матрица. В качестве основы используются мономеры Bis-GMA (бисфенолглицидилметакрилата), UDMA (уретан диметилметакрилата), D3MA (декандиолдиметакрилата), TEGDMA (триэтиленгликолметакрилата) и др. Полимерная матрица также содержит: ингибитор полимеризации, для удлинения сроков хранения материала и увеличения времени работы; катализатор, который обеспечивает начало полимеризации материала; ультрафиолетовый стабилизатор (для уменьшения изменения цвета материала); ко-катализатор (в композитах химического отверждения) или фото-полимеризатор (в светоотверждаемых композитах). 
2. Неорганический наполнитель - плавленый и кристаллический кварц, алюмосиликатное и борсиликатное стекло, двуокись кремния и т. д - повышает твердость материала, уменьшает полимеризационную усадку, предотвращает деформацию органического матрикса, снижает коэффициент теплового расширения, улучшает эстетические свойства материала и уменьшает адсорбцию воды. Свойства композита зависят от размера частиц наполнителя, состава и формы частиц (сферическая, треугольная, многоугольная, ромбовидная и т.д.). 
3. Поверхностно-активные вещества (силаны) - это замещенные эфиры кремниевой кислоты, содержащие винильные группы (винилалкоксисиланы). Они необходимы для полноценного соединения органического матрикса и неорганического наполнителя. Эти вещества повышают прочность и износостойкость материала, снижают водопоглощение и улучшают его химические свойства. Служат для обработки неорганических наполнителей.

Классификация композиционных материалов 
1. По размеру частиц наполнителя: 
- макронаполненные (размер частиц -8-12 мкм и более); 
- мининаполненные композиты - с малыми частицами (размер частиц - 1-5 мкм); 
- микронаполненные (размер частиц - 0,04-0,4 мкм); 
- макрогибридные (смесь частиц различного размера: 0,04-0,1 и до 8-12 мкм); 
- микрогибридные (смесь частиц различного размера: 0,04-0,1 и до 1-5 мкм); 
- гибридные тотально выполненные композиты (смесь частиц различного размера: 5-8 мкм; 1-5 мкм; 0,01-0,1 мкм) 
- наногибридные (смесь частиц размером от 0,004 до 3 мкм). 
2. По способу отверждения: 
- химического отверждения; 
- светового отверждения; 
- двойного отверждения (химического и светового). 
3. По консистенции: 
- обычной консистенции; 
- текучие; 
- пакуемые (конденсируемые). 
4. По назначению: 
- для пломбирования жевательной группы зубов; 
- для пломбирования фронтальной группы зубов; 
- универсальные композиты.

Свойства композиционных материалов с различным типом отверждения

Композиционные материалы химического отверждения 
Композиционные материалы химического отверждения представлены в следующем виде: паста-паста, порошок-жидкость, паста-жидкость. Катализирующая паста содержит перекись бензоила, основная паста - третичные амины. 
Положительные свойства: 
- равномерность полимеризации; 
- простота применения; 
- минимальное время изготовления реставрации.  
Отрицательные свойства: 
- требуют смешивания компонентов, в результате чего возможна пористость материала; 
- сложность в приготовлении и работе: трудно рассчитать количество материала, необходимое на реставрацию; композиты меняют вязкость в процессе работы; 
- реставрация с течением времени темнеет ("аминовое окрашивание" из-за остающихся в материале не прореагировавших активаторов); 
- низкая износостойкость; 
- невысокие эстетические свойства.

Композиционные материалы светового отверждения 
В 1977 году Dart и др. создали пломбировочный материал, который полимеризовался видимым светом с длиной волны 400-500нм. Это позволило добиться более полной полимеризации композита и улучшить его химико-физические свойства. 
Положительные свойства: 
- высокая степень готовности к применению, не требуют замешивания, 
- обладают хорошими рабочими характеристиками: более прочные и эстетичные по сравнению с композитами химического отверждения; не меняют вязкости в процессе работы; возможность моделирования пломбы длительное время; контролируемое отверждение; быстро, глубоко и надежно полимеризуются; обладают цветостабильностью (на данную характеристику влияет качество полировки); 
- экономичны в использовании.  
Отрицательные свойства: 
- увеличение затраченного времени на реставрацию;  
- при избыточной плотности (мощности) светового потока фотополимеризатора возможность увеличения полимеризационной усадки пломбировочного материала, возникновение полимери-зационного стресса - появление напряжений на границе пломбы с зубом в процессе полимеризации, возникновение эффекта "дебондинга" (нарушение связи между пломбой и зубом); 
- высокая стоимость пломбировочного материала и фотополимеризующих устройств.

Свойства композитов с различным размером частиц наполнителя

Свойства макронаполненных композиционных материалов 
Положительные свойства: 
- достаточная прочность; 
- рентген контрастность; 
- удовлетворительные оптические свойства. 
Отрицательные свойства: 
- плохая цветостойкость; 
- высокая шероховатость поверхности из-за плохой полируемости и, как результат, вероятность быстрого накопления зубного налета; 
- высокая абразивная износостойкость.  
Показания к применению: 
- пломбирование полостей I, II классов на участках, где нет высоких эстетических требований; 
- моделирования культи зуба под коронку.

Свойства микронаполненных композиционных материалов 
Положительные свойства: 
- хорошая полируемость; 
- хорошие эстетические свойства; 
- низкая абразивная износостойкость. 
Отрицательные свойства: 
- недостаточная механическая прочность; 
- высокий коэффициент термического расширения.  
Показания к применению: 
- высокие эcтетические требования при пломбировании кариозных полостей III-V классов; 
- высокие эcтетические требования при лечении некариозных поражений (клиновидных дефектов, эрозии эмали, гипоплазии и др.).

Свойства гибридных композиционных материалов 
Эти материалы сочетают положительные и отрицательные свойства макро- и микронаполненных композиционных материалов. Свойства зависят от размера введенных в состав микронаполненного композита частиц - большого размера - 8-12 мкм (макрогибридные композиты), малого размера - 1-5 мкм (микрогибридные композиты), одновременно большого и малого размера (тотально выполненные композиты), сверхмалого размера - до 0,0004 мкм (наногибридные) . Введение в материал с хорошими эстетическими свойствами частиц большого и малого размера повышает его механическую прочность, абразивную износостойкость, приближает его КТР к значениям коэффициента термического расширения твердых тканей зубов. Введение частиц сверхмалого размера улучшает эстетические качества материала (в том числе - его прозрачность) при сохранении хороших прочностных характеристик. 
Размер частиц наполнителя композиционного материала определяет его прочностные, эстетические (полируемость, степень рассеивания света) свойства. 
Наномеры - неассоциированные частицы размером 20- 75 нм (0,020-0,075 мкм). 
Нанокластеры - агломераты наноразмерных частиц.  
Показания к применению 
Гибридные композиты считаются универсальными пломбировочными материалами, но в ряде случаев реставрации полостей II, IV, V классов не всегда эффективны в связи с недостаточно идеальной поверхностью композиционной пломбы (за исключением наногибридных композитов).

Свойства микрогибридных композиционных материалов 
Обладают хорошими физико-химическими качествами, они устойчивы к отлому, имеют низкое водопоглощение, КТР приближен к КТР твердых тканей зуба, обладают высокой сопротивляемостью при изгибе и сдавливании, рентгеноконтрастны. Положительные свойства: 
- высокие эстетические свойства; 
- хорошая полируемость; 
- цветостабильность реставраций; 
- большая шкала оттенков; 
- простая методика применения. 
Показания к применению: 
- эстетические реставрации всех полостей по Блэку; 
- изготовление виниров; 
- починка сколов металлокерамики и керамики; 
- техника "ламинирования" (микрогибрид - микрофил).

Общие клинические рекомендации

Показания к применению композиционных материалов следующие: 
- реставрация кариозных поражений, включая все полости по Блэку; 
- некариозные поражения; 
- аномалии формы и цвета зубов; 
- травмы зубов; 
- изменения зубов по цвету; 
- коррекция формы зубов; 
- герметизация фиссур. 
Общие противопоказания к использованию композиционных материалов: 
- неудовлетворительная гигиена полости рта; 
- бруксизм; 
- патологический прикус; 
- повышенная стираемость твердых тканей зубов; 
- патология тканей пародонта; 
- поддесневая полость; 
- профессиональные вредности. 
Относительные противопоказания к применению композиционных материалов: 
- кариозная полость более 1/2объема твердых тканей коронки зуба; 
- кариозная полость "уходит" под десну; 
- металлическая коронка зуба-антагониста; 
- отсутствие зубов в боковых отделах.

Последовательность наложения пломбы из композиционного материала:  
1. Удалить налет на зубе, который подлежит лечению, и на соседних 2-4-х зубах. 
2. Определить цвет зуба. 
3. Отпрепарировать кариозную полость и провести медикаментозную обработку. 
4. Изолировать операционное поле ватными валиками или изолирующей системой (коффердам). 
5. При необходимости наложить подкладку для изоляции пульпы. 
6. Тотальное протравливание и бондинг адгезивной системой. 
7. Заполнение полости слоями композита. 
8. Проведение шлифовки и полировки. 
9. Проведение финишного "отсвечивания" реставрации (при использовании светоотверждаемого композита).  

Инструменты, используемые для реставрации

Инструменты для препарирования кариозных полостей можно условно разделить на вращательные, ручные и осциллирующие.  
Наиболее широко используются вращательные инструменты - боры, шлифовальные камни, доски, силиконовые и резиновые полиры, рассчитанные на определенное максимальное число оборотов.  
Каждый этап формирования полости предусматривает определенную скорость работы инструментов.  
Различается следующий диапазон скоростей:  
сверхвысокие 120 000 - 400 000 об / мин 
высокие 45 000 - 120 000 об / мин  
средние 4500 - 45 000 об / мин  
низкие 500 - 4500 об / мин 
Дополнительно при реставрации используется ручной и осциллирующий инструмент (например, для обработки полости - Cavishape, скашивания края - Bevelshape). 
Ручные инструменты применяются: 
- для удаления кариозных тканей - экскаватор;  
- скашивания десневого края - зубное долото;  
- для финирования краев в полости, в случае, если вращательный инструмент может  
повредить смежные зубы - мотыгообразные инструменты. 
Осциллирующие инструменты представляют собой алмазные пилочки с односторонней насыпкой алмаза с зернистостью 25,40 мкм. Они крепятся в ЕVА-головки, которые обеспечивают вертикальные возвратно-поступательные движения с амплитудой до 04 мм. Осциллирующие инструменты относятся к альтернативным инструментам для обработки краев полости. 
Фирмы, производители вращательных инструментов, предлагают специализированные наборы для обработки кариозных полостей. Например, немецкая фирма Meisinger выпускает:  
- набор 1 - предназначен для обработки полостей фронтальных зубов III, IV и V классов; 
- набор 2 - предназначен для работы I, III и V классов моляров и премоляров;  
- набор 7 - для придания анатомической формы и формирования полости.