Полимеризационная усадка композитов. Часть 1

О.Э.Хидирбегишвили,
врач-стоматолог,
Грузия, г. Тбилиси

Композитные пломбировочные материалы являются одним из основных восстановительных материалов в современной стоматологии. С момента своего появления на стоматологическом рынке  в конце 50-х годов  и до наших дней они подверглись существенной модернизации и качественному развитию. Вначале усовершенствовались механические характеристики, которые достигли уровня прочности  и устойчивости к абразии амальгамы.  Следующим этапом стало улучшение оптических характеристик материала, которое способствовало возникновению эстетической стоматологии. Значительные успехи были достигнуты в  технологии связующих средств, обеспечивающих надежную адгезию композита с тканями зуба.

Казалось,  что стоматологи наконец-то имеют в своем арсенале надежное пломбировочное средство. Однако должен констатировать, что мы еще далеки от «идеального» пломбировочного материала и не  следует  питать иллюзий, что кариес побежден. Ни один композит в мире не дает 100 %-ной гарантии на благополучный исход лечения кариеса. Кариес  все еще не предсказуем!

Такой вывод связан с тем, что несмотря на все усовершенствования состава и характеристик современных композитов,  не удалось полностью устранить один из основных недостатков этих материалов – полимеризационную усадку. Суть этого явления заключается в том, что отверждение полимерных материалов происходит в результате реакции полимеризации, вследствие чего материал переходит из жидкого в твердое состояние. При этом происходит значительное изменение его объема вследствие уменьшения расстояния между молекулами,  и, следовательно, материал сжимается. В результате полимеризационной усадки возникает напряжение (стресс), передающийся на стенки полости.
 

 
Полимеризационная усадка является основной причиной большинства   осложнений: возникновение послеоперационной чувствительности,  негерметичность пломбы с вытекающими отсюда последствиями (раздражение пульпы, наличие трещин в эмали, возможное появление вторичного кариеса и т.д.). Причиной возникновения послеоперационной чувствительности в результате неконтролированной усадки композита могут быть: когезивный разрыв гибридного слоя,  «стягивание» стенок полости, гибель одонтобластов и т.д.

В настоящее время не существует пломбировочного материала, который не подвергался бы усадке  или, наоборот,  немного не  расширялся  при полимеризации, поэтому необходимо  применять методики преодоления  вышеуказанных проблем.

Существует  несколько способов, контролирующих полимеризационную усадку или уменьшающих ее настолько, чтобы вызванное ею напряжение не превышало бы силу соединения пломбы с тканями  зуба.     Однако, прежде чем  рассмотреть эти методики, необходимо ознакомиться с факторами, которые влияют на последствия   полимеризационной усадки:

1. Наличие защитно-приспособительных зон кариозного процесса.
2.  Модуль эластичности материала, степень наполнения матрицы и  масса вносимого пломбировочного материала.
3. Модуль эластичности тканей зуба.
4. Особенности полимеризации пломбировочного материала.
5. Форма кариозной полости (С-фактор) и т.д.

Последствия  полимеризационной усадки зависят от качества тканей, пораженных кариозным процессом, состояния крыши пульпарной камеры, наличия защитно-приспособительных зон кариозного процесса и т.д.  Чем плотнее и минерализованнее ткани зуба,    чем толще «дентинный мостик»  (расстояние   от дна кариозной полости до пульповой камеры), тем эффективнее методы борьбы с усадкой,  т.к. перечисленные факторы  надежно защищают пульпу зуба от пагубного воздействия полимеризационной усадки.

Намного труднее бороться с ее последствиями, когда дно кариозной полости состоит из тонкого слоя частично   деминерализованного околопульпарного дентина. В данном случае оставшиеся ткани зуба недостаточно противодействуют полимеризационной усадке, в результате чего возможно обострение воспалительного процесса в пульпе.

Немаловажно также учитывать возможность отрицательного  влияния полимеризационной усадки на процесс образования заместительного дентина.

На силу полимеризационной усадки влияют модуль эластичности материала, степень наполнения матрицы и масса вносимого пломбировочного материала.  Чем ниже модуль эластичности, тем более  выражена усадка материала.  В зависимости от степени наполнения матрицы, усадка меняется:  чем больше содержания неорганических частиц в композите, тем меньше усадка и наоборот.  Чем более насыщен композит, тем больше сила напряжения, развиваемая при  его полимеризации. Чем больше масса композита, тем больше  сила полимеризационной усадки.

Важно отметить, что возникшее в результате полимеризационной усадки напряжение   воздействует главным образом  на эмаль, т.к. у нее очень высокий модуль эластичности, т.е. она более «хрупкая», чем дентин с низким модулем эластичности.   Напряжения в области эмали  особенно важны также потому, что они приводят к образованию микротрещин, проявляющихся  в виде белой линии по периферии реставрации  и к  рецидивному кариесу.

Материалы химического и светового отверждения полимеризуются по-разному. Реакция полимеризации сопровождается выделением свободных радикалов, которые соединяются друг с другом, образуя трехмерную полимерную сеть. Эта реакция протекает медленно у композитов химического отверждения и гораздо быстрее у светоотверждаемых материалов. Образуемая при этом усадка материала имеет две фазы (рис.1). В течение первой, догелевой фазы затвердевания (прегель), композит  еше податлив и напряжение   компенсируется за счет деформации свободной поверхности пломбы. В тот момент, когда процесс полимеризации превысит точку  G, начинается вторая фаза – постгелевая, при которой какая-либо компенсация уже невозможна. Поэтому  необходимо стремиться продлить догелевую фазу, причем, зачастую,  в ущерб фазе постгелевой. Следует отметить, что самая короткая  догелевая фаза  у композитов светового отверждения, а самая длинная – у самотвердеющих композитов.


 
           
            Рис.1. Фазы полимеризации композитов.
Причем из самотвердеющих композитов наиболее длинную догелевую фазу имеет амальгама, т.к. время ее затвердевания – 24 часа и, как следствие, практическое отсутствие постполимеризационных осложнений. На этом основании данный материал применяется мной в некоторых случаях в качестве основания под композитные пломбы. Получается, своего рода, сэндвич-техника, в которой используются положительные свойства амальгамы, а композитом восстанавливаются эстетические параметры зуба.

Таким образом,  скорость полимеризации также влияет на создающиеся напряжения. Поэтому напряжение, возникаюшее в материале химического отверждения, меньше, чем в светоотверждаемом материале.
Чем больше несоответствие объема композитного материала и площади связующих поверхностей, тем значительнее  негативное влияние усадки.  Компенсация объемной «потери» материала путем «подпитки» новой  порцией неполимеризованного композита практически нереальна. Те участки, на которых пломбировочный материал не соединяется с зубными тканями, называются свободной площадью поверхности. Отношение свободной поверхности к соединенной  обозначается  как фактор конфигурации – «С-фактор».

Высокий «С-фактор» (большая величина соединенных поверхностей), несмотря на свою кажущуюся идеальность, может привести к осложнениям. При функциональной нагрузке пломбы это может стать реальной причиной перенапряжения целой системы с последующим возникновением щелей и трещин.   Чем выше этот показатель, тем выше напряжение при усадке. Наихудшие условия фактора конфигурации – С-фактор при глубокой полости первого класса по Блеку.


 
                 5 связанных с материалом поверхностей
        Сф =  ----------------------------------------  =  5.
     1 свободная

 
Наилучшие условия фактора конфигурации – С-фактор  при реставрации дефектов четвертого класса, когда  имеются три свободные поверхности из четырех или пяти.

Исходя из этого, при выборе методики борьбы с полимеризационной усадкой, необходимо учитывать «С-фактор».

Основными методами борьбы с полимеризационной усадкой являются:
1. Послойное внесение и направленная полимеризация пломбировочного материала.
2. Применение само- и светополимеризующих композитов с низким модулем эластичности (техника Бертолуччи).
3. Контролируемая световая полимеризация.
4. Применение различных методик адгезивного соединения (избирательной, сепаратной и других техник соединения).

Одним из самых простых и распространенных приемов уменьшения отрицательных последствий полимеризационной усадки светоотверждаемого композита является послойное внесение его в полость  и такая же послойная полимеризация. Первым техническим приемом, направленным на уменьшение отрицательных последствий полимеризационной усадки, стал метод U-образного внесения материала. Он рассчитан на трехточечную фиксацию композита и предотвращение стягивания бугров зуба.  Учитывая, что усадка светоотверждаемого композита  происходит в сторону источника света, был разработан метод направленной полимеризации,  при котором внесение материала в полость и отверждение каждой порции осуществляют в заданном направлении с учетом  направления усадки и возможности ее дальнейшей компенсации.

Оптимальная толщина порции композиционного материала  –  1,5  - 2 мм. При  этом  толщина  первой  порции  его  должна  быть   примерно 0,5 мм. При наложении последнего (поверхностного) слоя моделируется рельеф реставрируемой поверхности (бугры, бороздки, валики и т.д.).
Сначала луч полимеризационной лампы необходимо направлять на материал через эмаль или режущий край. Обычно направление светового потока перпендикулярно склеиваемой поверхности требуется в течение первых 10-15сек облучения. За это время происходит основная усадка полимеризационной порции. Затем световод  располагают на минимально возможном расстоянии перпендикулярно поверхности композита. Расстояние между излучателем и пломбой должно быть минимальным, не более 5 мм. Эта методика наложения пломбы позволяет уменьшить полимеризационную усадку, улучшить краевое прилегание, т.к. каждый последующий слой заполняет трещины, образующиеся при отверждении предыдущего слоя (А.И.Николаев, Л.М.Цепов, 2001).

Одним из методов борьбы с полимеризационной  усадкой является также применение в качестве первоначального «амортизирующего» слоя  текучих и самотвердеющих композитов по технике Бертолуччи.  Такая тактика связана с тем, что сила, развиваемая при  усадке, зависит от модуля эластичности материала. Чем ниже модуль эластичности, тем выраженее сила усадки. Чем больше насыщен композит, тем он прочнее, но более хрупок, за счет низкого модуля эластичности.

Текучие композиты обладают большим модулем эластичности, поэтому, несмотря на значительную полимеризационную усадку, напряжение (стресс) на стенки полости при затвердевании материала, минимальное.  Исходя из этого, употребляемые в качестве начального слоя высокоэластичные  композиты, уменьшают воздействие силы усадки на стенки полости. Аналогичным эффектом обладают самотвердеющие композиты, усадка которых направлена к центру пломбы.

Негативное воздействие полимеризационной усадки на ткани зуба наблюдается и при различных методиках световой полимеризации композита. Как известно, последствия световой полимеризации зависят от типа фотоинициатора, его концентрации и длины волны, от скорости полимеризации, длительности догелевой фазы и т.д. Управляя этими факторами (контролируемая световая полимеризация), возможно продлить догелевую фазу полимеризации, а тем самым  значительно снизить отрицательные воздействия полимеризационной усадки. В настоящее время это возможно сделать несколькими путями:

1. Использованием специальных полимеризационных ламп с «мягким стартом» (Soft-start polymerization), у которых интенсивность излучаемого света первоначально весьма низка (100-150 МВатт\см2), но постепенно увеличивается до величин  в 700-800 МВатт\см2. Лампы, обеспечивающие продление догелевой  фазы полимеризации, можно разделить на 3 группы в соответствии с используемым принципом увеличения интенсивности излучения до максимальной величины: быстрым увеличением  интенсивности    (Elipar HighLight – ESPE,  Degulux soft-start - Degussa ),  постепенным увеличением интенсивности (Elipar TriLight – ESPE, Astralis 7- Ivoclar/Vivadent), продленным  увеличением интенсивности (VIP- Bisco).

2. Трансдентальным освещением в качестве первого этапа полимеризации пломбы. При этом интенсивность излучаемого света после прохождения им зубных тканей несколько ослабевает. Однако  на втором этапе пломбу всегда необходимо подвергнуть непосредственно прямому тщательному излучению достаточной интенсивности.

3. Короткой световой экспозицией с большего расстояния (при расстоянии в 10 мм от поверхности пломбы интенсивность снижается на 50%), с продлением на 10 сек   с последующим завершением полимеризации. Однако этот метод является нестандартным, и поэтому может служить только в качестве временного или запасного варианта.


 
Продолжение статьи здесь

 

Регулярно читаете статьи по специальности? Подпишитесь на нашу рассылку.

No comments yet