Аргоновый лазер имеет то преимущество, что он излучает очень высоко интенсивный свет, который может быть применен для инициирования полимеризации. Аргоновый лазер дает большую глубину и степень отверждения за более короткий промежуток времени, чем аппараты для отверждения с галогеновой лампой. На первый взгляд это может показаться привлекательным, поскольку появляется возможность существенно сократить время светового отверждения путем снижения экспозиции и числа слоев пломбы. Однако быстрое отверждение может ухудшить целостность системы — полимер-зуб, поскольку при таком процессе полимеризации не происходит релаксации полимеризационных внутренних напряжений. Возможно, использование импульсного режима, а не режима постоянного излучения лазера, сможет улучшить ситуацию. Один серьезный недостаток всех этих аппаратов состоит в их стоимости, которая на порядок превышает цену обычного кварцево-галогенового и светодиодного аппаратов.
Плазменные дуговые аппараты для светового отверждения могут давать приблизительно такую же высокую интенсивность света, как аргоновый лазер, но при меньшей стоимости. Тем не менее, как и с аргоновым лазером быстрое превращение композиции в полимер может вызвать высокие усадочные напряжения, а узкая полоса излучаемого спектра может означать, что некоторые композиты вообще не смогут отверждаться.
Полимеризационная усадка.
Как уже было отмечено ранее, давно признанным и серьезным недостком композитов является полимеризационная усадка. По сути, целая область адгезионной техники восстановления зубов возникла из-за этого недостатка композитов, поскольку практически все существующие для восстановительной стоматологии композиты имеют усадку, которая приводит к образованию краевой щели (Рис. 2.2.13). Композиты сами по себе не обладают механизмами, противодействующими возникновению кариеса, в противоположность стеклоиономерным цементам и амальгамам. Поэтому щель, однажды сформировавшись, обуславливает появление микро проницаемости, что может быстро привести к развитию вторичного кариеса.
Следует отметить, что при разработке аппаратов для светового отверждения основное внимание было сфокусировано на максимально возможном увеличении степени конверсии мономера, что в свою очередь увеличивало величину полимеризационной усадки.
Полимеризационная усадка композита зависит от типа применяемых мономеров и их количества в исходной неотвержденной пасте композита. В большинстве стоматологических композитов используются полимеры с примерно сравнимыми величинами полимеризационной усадки. В целом, чем больше в составе стеклянного наполнителя, тем более низкая конечная усадка возникнет при отверждении. Однако стеклонаполненные композиты не всегда имеют более низкие значения усадки по сравнению с микронаполненными полимерами. В последних применяются предварительно полимеризованные наполненные микронаполнителем частицы, которые могут вести себя также, как стеклянные частицы обычного наполнителя.
В идеальном случае полимеризационная усадка композита должна быть как можно ниже, поскольку это улучшает краевое прилегание, снижает вероятность разрыва связи с тканями зуба и уменьшает риск развития вторичного кариеса. Обычные амальгамы почти устраняют эту проблему потому, что дают небольшое расширение при схватывании, а образующаяся в дальнейшем щель, в свою очередь, заполняется продуктами процесса коррозии. У амальгам с высоким содержанием меди усадка после отверждения имеет порядок 0,1 об.% по сравнению с 2-3 об.% у композита. Часто встречающиеся значения полимеризационной усадки приведены на Рис. 2.2.14. Однако к этим данным следует подходить осторожно, потому что трудно найти надежный метод количественной
Рис. 2.2.13. СЭМ краевой щели, образовавшейся из-за полимеризационной усадки композита
Рис. 2.2.14. Сравнение объемной полимеризационной усадки ряда композитных пломбировочных материалов. Данные получены из технической литературы, предоставленной Voco GmbH, Cuxhaven, Германия
оценки полимеризационной усадки, на Рис. 2.2.15. показано, как другой производитель по-иному интерпретирует усадку одних и тех же композитов. Тем не менее, понятно, что современная технология полимеров понижает границу полимеризационной усадки до значений около 2,0 об.%.
Несмотря на большие достижения в области создания адгезивных стоматологических материалов (см. раздел 2.5.), полимеризационная усадка остается основным источником внутренних разломов пломб, приводящих к появлению видимых белых линий или невидимых трещин в эмали и пломбе у их краев. Последние становятся видимыми только при клиническом осмотре при использовании транс-иллюминации и увеличении. Во время процесса схватывания усадочные напряжения развиваются из-за того, что материал удерживается в полости силой адгезии к ее стенкам. Эти напряжения могут оказаться достаточными для
создаст особую проблему, если композитная пломба располагается ниже десневого уровня в проксимальных полостях.
Клиническое значение.
Рекомендация — применение композитов целесообразно только в том случае, если края пломб находятся в пределах эмали.
Рис. 2.2.16. Образование щели вследствие полимеризационной усадки
Для преодоления этих проблем предлагался ряд решений, которые включали использование химически отверждаемых композитов на дне ящикообразной полости, так как полагали, что усадка проходит в направлении к стенкам полости. Использование послойной техники внесения материала в комбинации с отверждением через зуб — является другим подходом, который, как полагают, будет способствовать полимеризационной усадке в направлении к стенкам полости, а не от них (Рис. 2.2.17).
Другой потенциальной проблемой является усадка, которая может вызвать сдвиг внутрь жевательных бугорков зуба таким образом, что в них создастся большое напряжение. Предположительно этот эффект считался причиной повышенной чувствительности пульпы зуба после пломбирования композитом жевательных зубов. Этот эффект может еще усилиться, если во время внесения композитного материала в полость жевательных зубов применяли слишком натянутую полоску-матрицу.
Очевидно, что устранение или, по крайней мере, значительное снижение полимеризационной усадки полимерной матрицы композита, явится существенным прогрессом. Предпринятые попытки для того, чтобы избежать или минимизировать последствия полимеризационной усадки, полного успеха еще не принесли. Пути возможного улучшения краевой целостности композитных реставраций включают:
Рис. 2.2.15. Сравнение объемной полимеризационной усадки ряда композитных пломбировочных материалов. Данные получены из технической литературы, предоставленной Dentsply Detrey GmbH, Konstanz, Германия
разрыва связи по границе раздела, и все преимущества адгезионной системы будут утрачены. В особенности это характерно для связи с дентином, которая менее прочна, чем та, которая достигается с протравленной эмалью, и как следствие, усадка имеет тенденцию к направлению в сторону поверхности раздела протравленная эмаль-адгезив в том случае, если связь с дентином разрушается (Рис. 2.2.16). Щель, которая образуется между пломбой и дентином, может стать причиной повышения послеоперативной чувствительности из-за гидродинамического эффекта. Если любой из краев находится в дентине, тогда разрыв связи приведет к краевой проницаемости. Это.
♦ разработку более совершенных адгезивов для дентина и методик их применения для повышения стойкости адгезионного шва по отношению к полимеризационной усадке;.
♦ использование низкомодульного прокладочного материала, который будет работать как поглотитель напряжений;.
♦ замедление скорости реакции применением аппаратов для светового отверждения с так называемым «мягким стартом».
Продолжаются разработки новых адгезивов для дентина, но по-видимому усовершенствования адгезивов имеют естественные ограничения, связанные с
тем, что адгезионная сила связи сможет компенсировать напряжения на границе раздела до какого-то предела, и возможно этот предел уже достигнут в лучших вариантах современных адгезивов. Идея использовать подкладку-основу с низким модулем упругости несет в себе отрицательный момент, состоящий в том, что напряжения, возникающие при окклюзионных нагрузках, могут распределяться неравномерно, поскольку передача напряжений через поверхность раздела между зубом и пломбой затруднена, и функциональные нагрузки на пломбу могут вызывать высокие напряжения в любом месте структуры зуба. Третий подход основан на идее о том, что снижение скорости реакции даст больше времени для того, чтобы концентрации напряжений в композите, вызванные полимеризационной усадкой, смогли перераспределиться более равномерно за счет сохранения в течение более длительного времени текучести материала и возможности релаксации напряжений. Этот подход привел к разработке различных вариантов светоотверждающих аппаратов с «мягким стартом», в которых изменения мощности излучения отверждающего света от времени происходят по экспоненциальной, ступенчатой и колебательный (осциллирующей) зависимости (Рис. 2.2.18). Клиническая эффективность всех этих подходов пока остается предметом научных дискуссий, отраженных в публикациях .
Поскольку введение стеклянного наполнителя как средства снижения полимеризационной усадки, вероятно, уже дошло до своего логического конца (см. ниже), решение должно быть найдено или в разработке новых полимеров, которые будут давать очень малую усадку, или не будут давать ее совсем по завершении полимеризации. Целый ряд различных полимерных систем сейчас исследуются, но ни одна из них не дала еще практических результатов. Они включают жидкокристаллические мономеры и олигомеры, с раскрывающимися кольцами, такие как оксираны, спироорто-эфиры, спиро - орто-кар бонаты и силораны, рассмотрение и обсуждение которых выходит за пределы нашего учебника.
Рис. 2.2.17. Возможные варианты пломбирования проксимальной полости ящикообразной формы и минимизация влияния полимеризационной усадки. Направления напряжений, вызванных полимеризационной усадкой, указаны стрелками
Рис. 2.2.18. Зависимости интенсивности светового потока от времени для аппаратов светового отверждения с «мягким стартом»
Новые технологии в применении наполнителей.
Недостатком ранних поколений композитов являлась шероховатость поверхности даже после окончательного полирования и низкая износостойкость. Оба эти недостатка прямо связаны с выбором наполнителя в составе композита. Факторы, которые представляют интерес при выборе наполнителя, являются следующие:.
♦ состав;.
♦ размер частиц.
Состав.
Наиболее часто применяемым наполнителем до последнего времени был кварц, но сегодня в большинстве композитов используют один из видов стеклянных наполнителей на основе оксида кремния, включая коллоидальный оксид кремния, а также литий-алюминий-силикатные стекла и силикатные стекла, содержащие барий или стронций.
Состав стекла имеет большое значение, так как от него в первую очередь зависит цвет композита. Показатель преломления стекла должен быть очень близок к показателю преломления полимера, чтобы избежать сильного рассеивания света, что в свою очередь может привести к плохой эстетике и малой глубине отверждения .
Включение бария или стронция обеспечивает рентгеноконтрастность композитов, а это помогает диагностике вторичного кариеса. Кварц является самым твердым материалом, используемым в качестве наполнителя, но композиты с ним не обладают рентгеноконтрастностью. Силикатные стекла значительно мягче, что улучшает в некоторой степени способность композита к полированию.
Средний размер частиц и их распределение.
Средний размер частиц и характер распределения частиц по размеру имеют большое значение, так как это определяет количество наполнителя, которое можно добавить к полимеру без потери необходимых рабочих характеристик или технологичности материала. Размер частиц также оказывает значительное влияние на качество полирования поверхности композитной пломбы. Хорошо известно, чем более мелкие по размеру частицы наполнителя введены в состав, тем более гладкой будет поверхность самого композита. (Соотношение твердости наполнителя и полимерной матрицы является еще одним фактором, который следует учитывать, когда оценивают качество полирования).
Самым первым наполнителем в композитах был кварц со средним размером частиц до 70 мкм. Переход на более мягкие стекла позволил снизить размер частиц наполнителя, а подбор подходящего сочетания их размеров сделал возможным существенное увеличение степени наполнения полимера. Высокое содержание наполнителя до 74 об.%, используется в композитах для жевательных зубов, а для передних зубов количество наполнителя в составе материала находится в диапазоне 55-60 об.%. Вполне очевидно, что высокое содержание наполнителя не оправдано для композитов, предназначенных для передних зубов, так как в этом случае придется пожертвовать эстетикой, что не столь важно для композитов, восстанавливающих жевательные зубы.