Materiały stosowane do odbudowy twardych tkanek zębowych część II

Transkrypt

1 Mgr inż. JOANNA KARAŚ Instytut Szkła i Ceramiki, Warszawa Materiały stosowane do odbudowy twardych tkanek zębowych część II 3. Polimerowe materiały kompozytowe Próchnica zębów jest najbardziej rozpowszechnioną chorobą narządu żucia. Określa się ją jako ograniczony proces patologiczny, wywołany przez czynniki wewnątrzustrojowe. Polega ona na odwapnieniu i proteolitycznym rozpadzie tkanek twardych zęba. Rys. 1 przedstawia strukturę zęba [1]. W skład zęba wchodzą tkanki twarde, do których należą zębina i szkliwo. Tkanki te różnią się między sobą lokalizacją, budową, stopniem mineralizacji i pochodzeniem. Zębina stanowi główną tkankę zęba, gdyż tworzy jego szkielet. Otacza koronę zęba i kanały korzeniowe, w obrębie korony pokryta jest szkliwem. Próchnica rozpoczyna się na powierzchni zęba w postaci mikroskopijnej zmiany, która postępując prowadzi do powstania makroskopowo dostrzegalnego ubytku zwanego próchnicowym. W przypadku, gdy ząb zaatakuje próchnica następuje demineralizacja szkliwa i trwały ubytek tkanek twardych zęba. Leczenie polega na usunięciu uszkodzonych części zęba i wypełnieniu ubytku odpowiednim Rys. 1. Struktura zęba materiałem. Ubytki powstają również w następstwie urazów. Konieczność wypełniania ubytków próchnicowych jak i niepróchnicowego pochodzenia spowodowały dynamiczny rozwój różnych materiałów przeznaczonych do odbudowy tkanek zębowych, w tym polimerowych materiałów kompozytowych. W profilaktyce przeciwpróchnicowej, w leczeniu próchnicy zębów i chorób przyzębia oraz nadwrażliwości zębiny istotną rolę rolę odgrywają związki fluoru [2]. Również związki wapnia wykazują potencjał antykariogenny, gdyż mogą skutecznie buforować kwasy wytwarzane przez płytkę nazębną. Ogólnie można powiedzieć, że działanie kariostatyczne fluoru polega na jego wbudowaniu w strukturę szkliwa, redukcji procesu demineralizacji, a zatem ograniczeniu postępu choroby, wzmaganiu procesu remineralizacji wczesnych zmian próchnicowych oraz hamowaniu produkcji kwasów przez płytkę nazębną. Szczególnie łatwo w hydroksyapatycie ulega wymianie jon hydroksylowy na jon fluorkowy. Powstający fluoroapatyt charakteryzuje się w porównaniu z hydroksyapatytem mniejszą aktywnością jonową oraz gorszą rozpuszczalnością w kwaśnym środowisku. Rys. 2 obrazuje procesy zachodzące w twardych tkankach zębowych w wyniku zmian próchnicowych i działanie lecznicze jonów fluorkowych [3]. Istotną rolę w tych procesach odgrywają przede wszystkim fluorki pochodzące ze śliny, stąd w profilaktyce indywidualnej stosuje się takie środki zawierające fluorki jak lakiery, pasty do zębów, żele, płyny do płukania jamy ustnej, nici, wykałaczki, gumy do żucia, a w ramach profilaktyki zbiorowej stosuje się fluorkowanie wody pitnej i środków spożywczych. Aby działanie fluoru było bardziej skuteczne powinno być długotrwałe, dlatego też istotną rolę odgrywają przede wszystkim materiały do odbudowy tkanek zębowych pełniące funkcję magazynu Rys. 2. Procesy zachodzące w twardych tkankach zębowych i działanie lecznicze jonów fluorkowych i rezerwuaru tego pierwiastka. Związki fluoru są również jednym ze składników polimerowych materiałów kompozytowych do wypełnień ubytków i odbudowy twardych tkanek zębowych, a przede wszystkim cementów szkło-jonomerowych. Polimerowe materiały kompozytowe zwyczajowo w stomatologii nazywane są także materiałami złożonymi lub kompozytowymi materiałami na bazie żywic Wymagane właściwości fizykochemiczne zgodnie z EN ISO 4049:2000 Dentistry Polymer-based filling, restorative and luting materials Materiałom do wypełnień ubytków oraz odbudowy twardych tkanek zębowych stawiane są następujące wymagania: właściwości mechaniczne zbliżone do tkanek i pozwalające na przezwyciężenie obciążeń występujących w jamie ustnej stabilność i nierozpuszczalność w ślinie i spożywanych płynach współczynnik rozszerzalności termicznej zbliżony do tkanek zębowych ograniczona toksyczność brak działania drażniącego miazgi i śluzówki jamy ustnej zużycie ścierne w stopniu zbliżonym do naturalnej tkanki dobra adhezja do szkliwa i zębiny możliwość uzyskania gładkiej powierzchni w wyniku polerowania nieprzepuszczalność dla promieniowania RTG dla ułatwienia diagnostyki uzębienia. W normie międzynarodowej EN ISO 4049:2000 Dentistry Polymer-based filling, restorative and luting materials określa się wymagania dotyczące materiałów polimerowych do 28 Szkło i Ceramika

2 odbudowy powierzchni zwarciowych jak i wszystkich innych powierzchni uzębienia [4]. Zakres normy nie obejmuje materiałów przeznaczonych do stosowania w profilaktyce przeciwpróchnicowej, czyli do lakowania bruzd i szczelin międzyguzkowych w zębach trzonowych i przedtrzonowych u dzieci i młodzieży, ani stosowanych do licowania metalowej podbudowy. Liczna grupa polimerowych materiałów kompozytowych do odbudowy twardych tkanek zębowych podlega szybkiemu rozwojowi. W trakcie prac nad projektem niniejszej normy w sprzedaży pojawiło się kilka nowych rodzajów materiałów jak kompozyty kondensowalne czy płynne lub ormocery. Producenci tych wyrobów mają możliwość deklarowania zgodności ich cech fizykochemicznych z wymaganiami w/w normy. Materiały do wypełnień ubytków i odbudowy twardych tkanek zębowych powinny niezależnie od przeznaczenia, jak i niezależnie od klasy związanej z systemem utwardzania, spełniać wymagania dotyczące wytrzymałości na zginanie, chłonności wody, rozpuszczalności w wodzie, odcienia barwy i trwałości barwy. Ponadto jeśli producent deklaruje, że wyrób spełnia wymaganie nieprzezroczystości dla promieniowania RTG to badanie to wykonuje się. Także dla polimerowych materiałów światłoutwardzalnych wykonuje się badanie wrażliwości na światło otoczenia oraz głębokości utwardzania. Z grupy polimerowych materiałów kompozytowych do wypełnień ubytków i odbudowy twardych tkanek zębowych wyodrębnia się następujące klasy: Klasa 1 materiały utwardzane w wyniku zmieszania dwóch past, z których jedna zawiera inicjator, a druga aktywator polimeryzacji (materiały chemoutwardzalne lub samopolimeryzujące) Klasa 2 materiały utwardzane w wyniku zastosowania energii ze źródła zewnętrznego takiego jak światło niebieskie lub ciepło. Kompozyty światłoutwardzalne stanowią system jednoskładnikowy, w którym utwardzenie kompozytu następuje w wyniku polimeryzacji zainicjowanej przez absorpcję światła przez fotoinicjator (materiały aktywowane energią zewnętrzną) Klasa 3 materiały utwardzane przez dostarczenie energii ze źródła zewnętrznego, takiego jak światło niebieskie lub ciepło i mające zdolność samopolimeryzacji tzw. materiały podwójnie utwardzane. Natomiast dla materiałów chemoutwardzalnych i o podwójnym systemie utwardzania konieczne jest wykonanie oznaczenia czasu pracy oraz czasu utwardzania. Generalnie wy- Tabela 1. Wymagania fizykochemiczne wg EN ISO 4049:2000 Dentistry Polymer-based filling, restorative and luting materials Wymagania trzymałość na zginanie materiałów do odbudowy powierzchni zwarciowych powinna wynosić co najmniej 80 MPa, zaś materiałów stosowanych na innych powierzchniach 50 MPa. Natomiast dla materiałów, których użycie wymaga zastosowania energii poza jamą ustną i z których wykonywane są wkłady, minimalna wytrzymałość na zginanie powinna wynosić co najmniej 100 MPa. Tabela 1 przedstawia pozostałe wymagania dotyczące cech fizykochemicznych polimerowych materiałów do wypełnień ubytków i odbudowy twardych tkanek zębowych Mechanizm utwardzania polimerowych materiałów kompozytowych do odbudowy twardych tkanek zębowych Polimerowe materiały kompozytowe stanowią układy dwufazowe składające się z co najmniej dwóch składników o odmiennym charakterze chemicznym [5]. Są to matryca organiczna i wypełniacze. Większość materiałów kompozytowych zawiera następujące oligomery i monomery: bis-gma (diglicydylometakrylan bisfenolu) TEG-DMA (dimetakrylan trietylenoglikolu) UDMA (dimetakrylan uretanu). W ostatnim okresie niektórzy producenci kompozytowych materiałów syntetyzują nowe żywice metakrylanowe o dużych ciężarach cząsteczkowych i stosunkowo małych lepkościach. Ma to na celu wyeliminowanie skurczu polimeryzacyjnego powstającego w następstwie zmiany stanu skupienia cieczy w ciało stałe. Ponadto w skład tych materiałów wchodzą inicjatory polimeryzacji, aktywatory, inhibitory, stabilizatory i barwniki. Do żywic dodawane są również wypełniacze z reguły nieorganiczne, które pokrywane są silanem, aby powstało połączenie chemiczne pomiędzy matrycą polimerową, a wypełniaczami. Najpowszechniej stosuje się silanizację wypełniaczy 3-metakryloksypropyltrimetoksysilanem (MPTMS). Wypełniacze są dodawane dla: zwiększenia wytrzymałości na ściskanie i zginanie, zmniejszenia skurczu polimeryzacyjnego, zwiększenia twardości, zwiększenia odporności na ścieranie, osiągnięcia kontrastu radiologicznego, obniżenia współczynnika rozszerzalności termicznej, obniżenia chłonności wody. Generalnie duża zawartość cząstek wypełniacza w kompozytach wpływa na wzrost ich wytrzymałości mechanicznej i obniżenie skurczu polimeryzacyjnego. Obecność cząstek o małych wymiarach jest bardzo wskazana z uwagi na poprawę wyglądu estetycznego, polerowalności i odporności na ścieranie wykonanych wypełnień. Z kolei małe cząstki są trudnozwilżalne przez żywicę i dlatego w niektórych produktach stosuje Klasa materiału Czas obróbki s min. Czas wiązania min Głębokość utwardzania a mm min. Chłonność wody µg/mm 3 Rozpuszczalność µg/mm 3 Klasa 1 (chemoutwardzalny) Klasa 2 (światłoutwardzalny) ,5 1 (nieprzeświecający) 1,5 (inny) 40 7,5 Klasa 3 (o podwójnym systemie ,5 utwardzania) a Wartości w przypadku wszystkich materiałów nie powinny być mniejsze niż wartość podana przez producenta więcej niż o 0,5 mm. Rys. 3. Ilości wypełniaczy w wybranych kompozytach Szkło i Ceramika 29

3 się cząstki prepolimerów wzmocnionych bardzo drobnymi cząstkami wypełniaczy nieorganicznyc,h co jednocześnie obniża skurcz polimeryzacyjny. Rys. 3 przedstawia ilości wypełniaczy w wybranych kompozytach. Najbardziej pożądane własności kompozytów uzyskuje się przez odpowiednie kombinacje wymiarów cząstek wypełniaczy jak i ich ilości. W zależności od tego materiały kompozytowe dzieli się na trzy grupy: z makrowypełniaczem z mikrowypełniaczem hybrydowe, zawierające makrowypełniacze i mikrowypełniacze. Jako wypełniacze nieorganiczne stosuje się przede wszystkim: krzemionkę koloidalną, szkła glinokrzemianowe zawierające pierwiastki o dużej liczbie atomowej w dużym udziale wagowym dla osiągnięcia wysokiej nieprzepuszczalności promieniowania RTG. Inicjacja procesu polimeryzacji oligomerów i monomerów realizowana jest na drodze termicznej, chemicznej lub pod wpływem światła widzialnego. W dwóch pierwszych systemach proces rozpoczyna generowanie wolnych rodników w wyniku reakcji III-rzędowej aminy aromatycznej z nadtlenkiem organicznym. Najczęściej stosuje się N,N-dimetylo-p-toluidynę i nadtlenek benzoilu. Jest rzeczą zrozumiałą, że chemoutwardzalne materiały muszą być dwuskładnikowe. Reakcja polimeryzacji rozpoczyna się po wymieszaniu masy podstawowej zawierającej aminę z drugą pastą zawierającą aktywator w postaci nadtlenku benzoilu. Z kolei w trzecim systemie proces polimeryzacji rozpoczyna się po ekspozycji światła o długości 470 nm w wyniku absorpcji energii i generowania wolnych rodników przez inicjator w postaci diketonu np. kamforchinonu (CQ) oraz aktywator. Jako aktywator najczęściej stosuje się metakrylan dietyloaminoetylu (DEA EMA) lub metakrylan dimetyloaminoetylu (DMA EMA). Czas ekspozycji materiału na światło wynosi z reguły 20 lub 40 sekund. Ponieważ reakcja polimeryzacji inicjowana jest światłem więc inicjator i aktywator mogą znajdować się w tej samej paście umieszczonej zwykle w wygodnej strzykawce, z której materiał jest wytłaczany. Materiały światłoutwardzalne są wygodniejsze w stosowaniu niż materiały chemoutwardzalne, gdyż stomatolog dysponuje nieograniczonym czasem na wypełnianie ubytku i wymodelowanie wypełnienia. Wadą jest ograniczenie grubości warstwy kompozytu do 2 mm. Istnieje również obawa o to, że wiązka światła nie dotrze do głębiej położonych w ubytku warstw wypełnienia z materiału kompozytowego. Polimerowe materiały kompozytowe kurczą się w czasie polimeryzacji, co powoduje tworzenie się szczelin brzeżnych pomiędzy wypełnieniem i twardymi tkankami zęba. Kurczenie się materiału powoduje powstawanie pęknięć wewnętrznych materiału, wzrost jego porowatości i zmniejszenie wytrzymałości mechanicznej wypełnienia. Powstające szczeliny brzeżne są przyczyną mikroprzecieku bakteryjnego prowadzącego do przebarwienia na obwodzie wypełnienia, próchnicy wtórnej, a przede wszystkim do zapalenia i martwicy miazgi. Zalety materiałów kompozytowych: możliwość dobrania idealnego koloru wypełnienia dzięki przezierności i odpowiedniemu współczynnikowi załamania światła, doskonała adhezja do szkliwa po jego wytrawieniu kwasem fosforowym, wysoka wytrzymałość na ściskanie i zginanie, kontrast radiologiczny, szczególnie ważny dla materiałów stosowanych w zębach bocznych. Wady materiałów kompozytowych: skurcz polimeryzacyjny, znaczna ścieralność, zwłaszcza kompozytów z makrowypełniaczem, wrażliwość pozabiegowa, wyższy współczynnik rozszerzalności termicznej od szkliwa i zębiny. Materiały kompozytowe mają dobrą adhezję do szkliwa dzięki wytrawianiu kwasem fosforowym i uzyskaniu mikromechanicznych zaczepów w tej tkance. Adhezja do zębiny jest o wiele słabsza. Dlatego istotnym i przez wiele lat nierozwiązanym problemem było stworzenie warunków mocnego łączenia się materiałów kompozytowych z zębiną. Jest to ważne z dwóch względów. Po pierwsze, aby uniknąć wykonywania zaczepów retencyjnych i przez to usuwania zdrowej tkanki, a po drugie, aby stworzyć ścisły kontakt między zębem a wypełnieniem, zapobiegając wytwarzaniu się szczelin i mikroprzecieków. W ostatnich latach dokonał się w tej dziedzinie znaczny postęp dzięki wprowadzeniu preparatów łączących z zębiną wypełnienia wykonywane z materiałów kompozytowych. Systemy łączące mogą być stosowane w płytkich ubytkach, natomiast w głębokich powinny być stosowane wyścielacze z cementów. Uzyskane połączenie zębiny z materiałem powinno się przeciwstawić sile skurczu jaki pojawia się podczas polimeryzacji. Systemy te opierają się na stosowaniu wielofunkcyjnego monomeru zawierającego grupy hydrofilowe poprawiające zwilżalność i penetrację płynu w głąb zębiny oraz grupy hydrofobowe ulegające polimeryzacji i zapewniające połączenie z materiałem kompozytowym. Połączenie kompozytu z zębiną dzięki zastosowaniu systemu łączącego staje się połączeniem chemicznym. Analizując właściwości cementów szkło-jonomerowych do wypełnień i polimerowych materiałów kompozytowych łatwo jest zauważyć, że zarówno jedne jak i drugie posiadają pewne zalety i wady. Dlatego podjęto starania o wytworzenie materiałów, które łączyłyby zalety materiałów kompozytowych jak i szkło-jonomerowych. W wyniku tych poszukiwań powstały dwie kolejne grupy materiałów: kompomery czyli materiały kompozytowe modyfikowane polikwasem i cementy szkło-jonomerowe modyfikowane żywicą [6]. Zatem kompomery są to materiały kompozytowe modyfikowane polikwasem karboksylowym. Zawierają również nowe typy monomerów poza tradycyjnymi jak bis-gma i TEG DMA. Dzięki modyfikacji uzyskano nowe materiały o adhezji do szkliwa i zębiny oraz zwiększonym uwalnianiu jonów fluorkowych przy jednoczesnym zachowaniu walorów materiałów kompozytowych. Mechanizm utwardzania kompomerów obejmuje reakcję polimeryzacji rodnikowej charakterystyczną dla materiałów kompozytowych i reakcję kwasowo-zasadową właściwą dla materiałów szkłojonomerowych. O ile polimeryzacja przebiega natychmiast po naświetleniu, o tyle druga reakcja przebiega wtórnie i długoczasowo, a uwarunkowana jest obecnością wody absorbowanej ze środowiska jamy ustnej. Ta druga reakcja przyczynia się do długotrwałego uwalniania fluoru. Inny cel włączenia reakcji kwasowo-zasadowej do kompomerów to spowodowanie higroskopijnej rozszerzalności związanego materiału, co powinno spowodować mniejszą lub większą kompensację skurczu polimeryzacyjnego. Dostępne są kompomery w postaci pasty jak i płynne. Bardziej płynna konsystencja jest wygodna do wypełnień głębokich ubytków, szczególnie miejsc trudno dostępnych. Z punktu widzenia adhezji do tkanek płynne kompomery są niewątpliwie korzystniejsze od kompomerów w postaci pasty. Zarówno kompomery płynne jak i w postaci pasty wymagają stosowania materiału łączącego. Najbardziej właściwy z uwagi na częściowo hydrofilny charakter kompomerów wydaje się być system łączący oparty na rozpuszczalniku wodnym lub alkoholowym Ocena kliniczna polimerowych materiałów kompozytowych do odbudowy twardych tkanek zębowych Do odbudowy części zęba przedniego utraconej przez uraz lub przez próchnicę najczęściej wybierane są polimerowe materiały kompozytowe [7]. Materiały te odpowiadają kolorystycznie tkankom zęba. Ich niższa wytrzymałość mechaniczna w porównaniu z amalgamatami ma drugorzędne znaczenie, ponieważ zęby przednie zwykle nie podlegają działaniu dużych sił zgryzowych, a istotne są względy estetyczne. Tam 30 Szkło i Ceramika

4 gdzie kwestią nadrzędną jest estetyka, materiałem z wyboru są kompozyty. Pomimo, że materiały kompozytowe są mniej trwałe niż amalgamaty to ok. 20% ubytków klasy II wypełnia się tym materiałem przeznaczonym do odbudowy zębów tylnych. Stosuje się wówczas kompozyty o wysokiej gęstości pozwalającej na ich kondensację. Kompozyty te cechują się małym skurczem polimeryzacyjnym, dobrym kontrastem RTG oraz małą ścieralnością porównywalną z amalgamatem.stosuje się również kompozyty płynne do wypełniania w miejscach, gdzie nie ma dużych naprężeń i ubytków przyszyjkowych. Materiały te ze względu na małą zawartość wypełniacza cechują się większym skurczem polimeryzacyjnym i mniejszą odpornością na ścieranie. Kompozyty stosuje się także do tymczasowych wypełnień oraz do odbudowy trzonu zęba pod korony protetyczne. Do pokrycia przebarwionych, zdeformowanych i uszkodzonych powierzchni zębów przednich można zastosować licówki wytworzone z materiału kompozytowego w sposób bezpośredni lub pośredni. W tym drugim przypadku do jej umocowania konieczne jest użycie cementu. Materiały do odbudowy twardych tkanek zębowych narażone są w jamie ustnej na zmiany temperatury. Powodują one zmiany objętościowe zarówno materiałów jak i sąsiadujących tkanek zęba. Ponieważ rozszerzalność termiczna materiałów do odbudowy zębów jest zwykle różna od rozszerzalności tkanek zęba powstaje mikroszczelina powodująca przeciekanie płynów spożywczych między wypełnienie a ząb. Szczególnie dotyczy to materiałów kompozytowych. Liniowy współczynnik rozszerzalności termicznej różnych materiałów do wypełnień ubytków i odbudowy w porównaniu z tkanką zęba przedstawia tabela 2. Tabela 2. Liniowy współczynnik rozszerzalności termicznej różnych materiałów stomatologicznych Materiał Współczynnik (x10-6 / o C) Tkanki zębowe Amalgamat Materiały kompozytowe bez wypełniaczy Materiały kompozytowe z mikrowypełniaczem Materiały kompozytowe hybrydowe Stopy złota Porcelana 8 Porcelana do odtwarzania szkliwa 13,5 z makrowypełniaczami. Kompomery w porównaniu z kompozytem konwencjonalnym są mniej odporne na ścieranie, ale uwalniają jony fluorkowe. Kompomery mają zdolność jonów fluorkowych z racji tej, że posiadają skład chemiczny zmodyfikowany w stosunku do konwencjonalnych kompozytów. Chociaż też niektóre kompozyty uwalniają jony fluorkowe, ale w znacznie mniejszych ilościach. Zależy to bowiem nie tylko od pierwotnej zawartości związków fluoru w materiałach do wypełnień i odbudowy a także od ich zasadniczego składu chemicznego. Nawet amalgamaty próbuje się wzbogacić w związki fluoru, ale nie zostało udowodnione uwalnianie fluoru, za to stwierdzono ich małą odporność na korozję [8]. Panuje powszechny pogląd, że cementy szkło-jonomerowe są materiałem pierwszego wyboru, jeśli aktywność procesu próchniczego u pacjenta jest wysoka, a stomatolog chce zastosować metodę leczenia oszczędzającą twarde tkanki zęba. Obecnie cementy szkło-jonomerowe traktuje się jako materiały biologicznie czynne wykazujące działanie lecznicze w stosunku do twardych tkanek zęba. Uwalnianie jonów fluorkowych, na najwyższym poziomie i w długim okresie czasu w stosunku do innych materiałów, do śliny i płynu kieszonki dziąsłowej wzmaga proces remineralizacji, hamując równocześnie demineralizację twardych tkanek zęba i zmniejszając ryzyko wystąpienia próchnicy w sąsiednich zębach [9]. Kompomery stosuje się w sytuacjach, gdy istotna jest wytrzymałość mechaniczna i równocześnie wskazane jest zapobieganie próchnicy wtórnej. Kompozyty i amalgamaty stosuje się natomiast gdy uwalnianie jonów fluorkowych jest sprawą mniej istotną. Problemem jest odkładanie się płytki nazębnej na powierzchni wypełnienia z materiału komozytowego. Bowiem materiały kompozytowe wykazują toksyczność, co przedstawiono na rys. 4 [10]. Polimerowe materiały kompozytowe mają także zdolność stymulowania wzrostu bakterii i płytki nazębnej [11]. Kliniczny skutek tych różnic można zobrazować następująco, gdy ząb zawierający wypełnienie z materiału kompozytowego zostanie oziębiony przez picie zimnego napoju, to wypełnienie skurczy się bardziej aniżeli ząb i powstanie mała przestrzeń na granicy tych dwóch materiałów. Płyny jamy ustnej mogą penetrować tę przestrzeń, a gdy temperatura w jamie ustnej podniesie się to płyn zostanie wypchnięty z tej przestrzeni. Jest to zjawisko niepożądane, gdyż może powodować podrażnienie miazgi. Z danych przedstawionych w tabeli 2 jednoznacznie wynika, jak istotne jest stosowanie wypełniaczy w materiałach kompozytowych, gdyż wpływa to na obniżenie ich liniowego współczynnika rozszerzalności termicznej. Niewłaściwe założenie wypełnienia z materiału kompozytowego wiąże się z niebezpieczeństwem uszkodzenia miazgi. Niektórzy pacjenci skarżą się na nadwrażliwość miazgi leczonego zęba z powodu wzmożonej reakcji na nagryzanie, ciepło i zimno. Powodem jest niezastosowanie właściwej izolacji chemicznej i termicznej w postaci podkładu czy wyścielacza ze szkło-jonomerowego czy innego cementu. Biorąc pod uwagę ścieralność wypełnień wykonanych z kompozytów można stwierdzić na podstawie badań porównawczych, że najmniejszą ścieralność porównywalną z amalgamatem mają kompozyty hybrydowe. Wyższą ścieralnością charakteryzują się materiały z mikrowypełniaczami, a najwyższą kompozyty Rys. 4. Badania cytotoksyczności różnych kompozytów, kompomeru i ormoceru Większość polimerowych materiałów kompozytowych wykazuje nieprzepuszczalność dla promieniowania RTG, co ułatwia diagnozowanie stanu uzębienia i obecności nadmiarów materiałów w przestrzeni międzyzębowej przy zakładaniu wypełnienia. Rys. 5 przedstawia wartość równoważnika Al charakteryzującego nieprzepuszczalność promieniowania RTG dla wybranych materiałów kompozytowych, kompomeru i ormoceru [12]. Jednak porównując te wartości z wartościami uzyskiwanymi dla zębiny i szkliwa można stwierdzić, że tylko niektóre z nich umożliwiają uzyskanie mocniejszego obrazu niż szkliwo zęba, gdyż warstwa zębiny o grubości 1 mm posiada równoważnik Al 1 mm, a warstwa szkliwa tej samej grubości 2,1 mm. Obecnie dla ograniczenia skutków skurczu polimeryzacyjnego stosuje się technikę warstwowego nakładania materiałów kompozytowych, która jest jak najbardziej godna pole- Szkło i Ceramika 31

5 Rys. 5. Wartość równoważnika Al dla wybranych materiałów kompozytowych cenia z uwagi na to, że przyczynia się do redukcji szczeliny pomiędzy materiałem a tkankami zęba. Innym problemem jest niedostateczna konwersja monomeru w polimer w kompozytach. W chemoutwardzalnych kompozytach kształtuje się na poziomie 55% zaś w kompozytach płynnych na poziomie 70%. Materiały kompozytowe utwardzane poza jamą ustną wykazują wyższy stopień konwersji monomeru w polimer. W efekcie pozostałością procesu polimeryzacji są monomery resztkowe, które rozpuszczają się w ślinie i spożywanych płynach i w niektórych przypadkach mogą powodować alergię. Wciąż podejmuje się wysiłki dla stworzenia materiału idealnego wypełnienia. Taki materiał powinien cechować się dużą wytrzymałością mechaniczną, odpornością na ścieranie, małym skurczem polimeryzacyjnym, łatwością pracy, dobrymi walorami estetycznymi i współczynnikiem rozszerzalności termicznej bliskim tkankom zęba. Ostatnio prowadzi się prace nad materiałem z wykorzystaniem nanotechnologii. Pojawiły się na rynku nowe produkty handlowe zawierające matrycę będącą ORganicznie MOdyfikowaną CERamiką. Produkty te nazywają się ormocerami i zawierają Rys. 6. Liniowy skurcz polimeryzacyjny materiałów kompozytowych i ormoceru Rys. 7. Objętościowy skurcz polimeryzacyjny materiałów kompozytowych i ormoceru Rys. 8. Matryca monomerowa kompozytów i kompomerów Rys. 9. Matryca ormoceru polisiloksanową matrycę, w której do łańcuchów krzemotlenowych przyłączone są grupy metakrylanowe. Te nanoceramiczne cząsteczki są więc hybrydowymi cząsteczkami, których nieorganiczna (siloksanowa) część odpowiada za wytrzymałość, a organiczna (metakrylanowa) część jest kompatybilna do żywic i bierze udział w procesie polimeryzacji. Rys. 6 przedstawia liniowy skurcz polimeryzacyjny w czasie, zaś rys. 7 objętościowy skurcz polimeryzacyjny materiałów kompozytowych i ormoceru [10]. Rys. 8 przedstawia matrycę monomerową kompozytów i kompomerów, a rys. 9 matrycę ormoceru, stanowiącą polimer już przed utwardzeniem światłem [10]. Z tego faktu wynika obniżony skurcz polimeryzacyjny ormoceru w stosunku do innych polimerowych materiałów. Ormocery są niedawno wprowadzonymi materiałami do wypełnień i odbudowy twardych tkanek zęba. Wydają się być materiałami posiadającymi przewagę nad materiałami kompozytowymi, szczególnie w zakresie obniżonego skurczu polimeryzacyjnego, jak i niższej cytotoksyczności, co przedstawiono na rysunku 4. Krótkoczasowe obserwacje nie pozwalają jeszcze na sformułowanie ostatecznych wniosków, co do ich oceny klinicznej. Literatura [1] I. Królikowska i inni Histomorfologia narządu zębowego, 1993 [2] M. Sikorska-Jaroszyńska, G. Czelej Fluor w stomatologii i medycynie, Wydawnictwo Czelej 2000 [3] Materiały informacyjne Instytutu Blend-a-med [4] EN ISO 4049:2000 Dentistry Polymer based filling, restorative and luting materials [5] K. Anusavice Philips science of dental materials, 1996 [6] R. Craig i inni Dental materials. Properties and manipulation, Mostoy, 2000 [7] H. Wilson et al Dental materials and their clinical applications, 1995 [8] I. D. Gainsford, S. M. Dunne Amalgamat srebra w praktyce klinicznej, Warszawa 1996 [9] L. Forsten Fluoride release and uptake by glass-ionomers and related materials and its clinical effect, Biomaterials 1998, 19, 6, 503 [10] Materiały informacyjne firmy Degussa Dental [11] M. Tomankiewicz Materiały kompozytowe i szkło-jonomerowe w praktyce stomatologicznej, Czelej 2002 [12] Materiały informacyjne firmy Dentsply 32 Szkło i Ceramika