Praca poglądowa Art dent Tom/Volumne 12; 1(51)/2014: 38-43 ISSN 2081-4798 Nanohybrydowe materiały kompozytowe w odcinku bocznym Funkcjonalna i estetyczna alternatywa wobec wypełnień metalowych Nanohybrid composites in the posterior region Functional and aesthetic alternatives to metal restorations Jürgen Manhart 1,A,B,C,D,E,F 1 Ludwig-Maximilians University of Munich, Department of Restorative Dentistry and Periodontology (Katedra Stomatologii Zachowawczej i Periodontologii) Authors Contribution: A - Study Design, B - Data Collection, C - Statistical Analysis, D - Data Interpretation, E - Manuscript Preparation, F - Literature Search, G - Funds Collection Received: 14.01.2014. Accepted: 30.01.2014. Published: 15.02.2014 Kontakt z autorem: Ludwig-Maximilians University of Munich, Department of Restorative Dentistry and Periodontology(Katedra Stomatologii Zachowawczej i Periodontologii), Goethe Street 70, 80336 Munich, Germany, e-mail: manhart@manhart.com, www. manhart.com Streszczenie Wypełnienia kompozytowe w odcinku bocznym stanowią integralny element wachlarza usług oferowanych dziś przez nowoczesną stomatologię. Wyraźny wzrost świadomości estetycznej w ostatnich latach oznacza, że wielu pacjentów nie zgadza się już na zakładanie metalowych wypełnień i oczekuje innych rozwiązań umożliwiających wypełnienia w kolorze zębów. Wśród dostępnych trwałych rozwiązań obok ceramicznych wkładów koronowych znalazły się wypełnienia kompozytowe wykonywane techniką bezpośrednią. Ich funkcjonalność, nawet w odcinkach bocznych, poddawanych działaniom sił żucia, została sprawdzona w wielu badaniach klinicznych. Słowa kluczowe: bezpośrednie uzupełnienie kompozytowe, kompozyt nanohybrydowy, obszar zębów trzonowych Summary Composite restorations in the posterior region are an integral component of the range of services in today's modern dentistry. A distinct increase in aesthetic awareness in recent years means that much of the population are no longer willing to accept metal restorations and request tooth-coloured alternatives. Aside from ceramic inlay restorations, patients can choose direct composite restorations as a permanent treatment. The performance of these, even in the masticatory load-bearing posterior region, has now been proven in many clinical studies. Key words: direct composite restoration, nanohybrid composite, posterior region 38 NR 1(51)/2014 www.art.asmedia.com.pl
Manhart J. - Nanohybrydowe materiały kompozytowe.. Wprowadzenie Od około trzydziestu lat wykorzystuje się materiały kompozytowe jako estetyczną alternatywę wobec uzupełnień metalowych w poddawanych znacznym obciążeniom odcinkach bocznych uzębienia [1]. Wczesne dane kliniczne dotyczące odcinka bocznego, zgromadzone na początku lat osiemdziesiątych XX wieku, nie były zachęcające, przede wszystkim ze względu na zbyt słabe właściwości mechaniczne. Niska odporność tych kompozytów na ścieranie prowadziła do utraty konturów wypełnienia. Pękanie, niszczenie pobrzeża i wyciekanie powodowane skurczem polimeryzacyjnym były kolejnymi przyczynami ograniczonej trwałości tych wypełnień [2 5]. W ostatnich latach stało się możliwe znaczne ograniczenie tych niedoskonałości dzięki dalszemu rozwojowi w dziedzinie materiałów kompozytowych i systemów adhezyjnych [6]. Jednak negatywne skutki skurczu polimeryzacyjnego takie jak nieszczelność brzeżna, niedostateczna adhezja do ścian ubytku i odkształcenia guzków nadal stanowią największy problem w odniesieniu do materiałów na bazie kompozytów [7]. W zależności od typu i wielkości zastosowanego wypełniacza nieorganicznego, materiały kompozytowe można podzielić na [8]: konwencjonalne kompozyty z makrowypełniaczem, kompozyty z mikrowypełniaczem, kompozyty hybrydowe. Wraz z nadejściem innowacyjnych materiałów, stanowiących pochodne kompozytów, które wprowadzono w ciągu ostatnich 10 12 lat, wzrosło znaczenie innych klasyfikacji, opartych na przykład na zawartości wypełniacza (wpływającej na lepkość kompozytu) albo na składzie matrycy monomerowej (klasyczne metakrylany, metakrylany modyfikowane kwasem, ormocery ze złożoną matrycą nieorganiczno-organiczną, systemy siloranowe polimeryzujące przez otwarcie pierścieni kationowych) [9]. Materiały kompozytowe stosuje się w technice warstwowej. Zwykle maksymalna grubość pojedynczej warstwy wynosi 2mm. Poszczególne warstwy polimeryzuje się oddzielnie, a czas ekspozycji na światło wynosi 10 40 sekund, w zależności od intensywności światła lampy polimeryzacyjnej oraz odcienia/stopnia przezierności odpowiedniego materiału kompozytowego. stały się dziś kluczowym, integralnym elementem spektrum metod terapeutycznych nowoczesnej stomatologii zachowawczej. Są one stosowane między innymi ze względu na szeroki zakres wskazań, zachowawczą preparację tkanek twardych zęba w związku z adhezyjnym utrzymaniem, a także w porównaniu z pośrednimi technikami odbudowy ekonomiczne i szybkie postępowanie [10]. W oświadczeniu Niemieckiego Towarzystwa Stomatologii Zabiegowej (DGZ) oraz Niemieckiego Stomatologicznego Towarzystwa Naukowego (DGZMK) z roku 2005, dotyczącym stosowania wypełnień z materiałów kompozytowych wykonywanych metodą bezpośrednią w odcinku bocznym (wskazań i trwałości tych wypełnień), podsumowano potwierdzony naukowo zróżnicowany wachlarz zastosowań tej metody odbudowy (10): Wskazania ubytki klasy V, ubytki klasy I, ubytki klasy II (w tym odbudowa pojedynczych guzków). Ograniczone wskazania utrudniony dostęp, słaba kontrola wzrokowa okolicy zabiegowej, niestabilna adaptacja brzeżna oraz problemy z ukształtowaniem powierzchni interproksymalnych; pacjenci z ciężkimi parafunkcjami oraz brak podparcia na szkliwie przeciwstawnego zęba w zwarciu; pacjenci z niedostateczną higieną jamy ustnej (szczególnie w przestrzeniach międzyzębowych). Przeciwwskazania brak możliwości dostatecznej kontroli płynów (ryzyko skażenia ubytku krwią, śliną, płynem dziąsłowym); alergie na składniki materiałów kompozytowych i systemów łączących. Hybrydowe materiały kompozytowe są dziś materiałem z wyboru w przypadku stosowania bezpośrednich technik odbudowy w celu ostatecznego leczenia dużych ubytków próchnicowych lub wymiany starych, nieszczelnych wypełnień w odcinku bocznym. Konieczne jest prawidłowe stosowanie formówek oraz skuteczna kontrola wilgoci w obrębie ubytku [11]. Wskazania do stosowania materiałów kompozytowych w odcinku bocznym Wypełnienia kompozytowe wykonywane techniką bezpośrednią Kompozyty hybrydowe Hybrydowe materiały kompozytowe stanowią mieszaninę frezowanego wypełniacza na bazie szkła lub kwarcu o wielkości wyrażanej www.art.asmedia.com.pl NR 1(51)/2014 39
Art dent 12; 1(51)/2014: 38-43 w mikrometrach oraz mikrowypełniacza z krzemionki pirogenicznej (SiO 2 ). Technika frezowania wykorzystywana w produkcji szklanych wypełniaczy znacznie się rozwinęła, w efekcie czego można dziś wyróżnić [9]: kompozyty hybrydowe (średnia wielkość cząstek wypełniacza <10µm), drobnocząsteczkowe kompozyty hybrydowe (średnia wielkość cząstek wypełniacza <5µm), ultradrobnocząsteczkowe kompozyty hybrydowe (średnia wielkość cząstek wypełniacza <3µm), submikronowe kompozyty hybrydowe (średnia wielkość cząstek wypełniacza <1µm). Ze względu na zastosowaną technologię produkcji wypełniacza oraz jego zawartość w materiale, kompozyty hybrydowe mają z jednej strony niezbędne właściwości fizyczne i mechaniczne, umożliwiające skuteczną i trwałą kliniczną odbudowę nawet rozległych wypełnień klasy IV w zębach przednich oraz poddawanych obciążeniom wypełnień klasy I i II. Z drugiej strony nowoczesne hybrydowe materiały kompozytowe o drobnych, ultradrobnych lub submikronowych cząstkach wypełniacza zapewniają dziś jednocześnie doskonałą polerowalność powierzchni i długoczasowe utrzymanie połysku. Z tego względu można je stosować we wszystkich klasach ubytków wg Blacka, co uzasadnia nazywanie ich kompozytami uniwersalnymi. Materiały te można stosować zarówno w wysoce estetycznej, polichromatycznej technice warstwowej, z użyciem różnych odcieni zębinowych, bazowych i szkliwnych, jak i w technice warstwowego nakładania materiału w jednym odcieniu. Materiały kompozytowe modyfikowane metodami nanotechnologii Hybrydowe materiały kompozytowe modyfikowane metodami nanotechnologii zostały z powodzeniem wprowadzone na rynek kilka lat temu. Stanowią one interesujący nowy produkt, opracowany w oparciu o wyniki najnowszych badań. Zawierają nie tylko frezowany wypełniacz szklany, ale także nanowypełniacz o wymiarach zbliżonych do wymiarów mikrowypełniacza, jednak pojedyncze cząstki nanomeru są bardziej równomiernie rozłożone w organicznej matrycy. Zawartość wypełniacza odpowiada tradycyjnym materiałom hybrydowym, zachowane są także doskonałe właściwości mechaniczne tych materiałów. Kompozyty modyfikowane metodami nanotechnologii są wykorzystywane jako uniwersalne materiały w odcinku przednim i bocznym. Przypadek kliniczny Poniżej przestawiono przypadek wymiany wypełnienia amalgamatowego w szczęce z użyciem modyfikowanego, nanocząsteczkowego kompozytu hybrydowego GrandioSO (VOCO GmbH, Cuxhaven, Niemcy) w technice warstwowego nakładania materiału w jednym odcieniu. Trzydziestodziewięcioletnia pacjentka zgłosiła się do naszego gabinetu stomatologicznego w celu wymiany ostatniego wypełnienia amalgamatowego w zębie 16 (zgodnie z oznaczeniami FDI) na wypełnienie kompozytowe w kolorze zęba. Ząb nie reagował na opukiwanie i wykazał pozytywną reakcję w badaniu wrażliwości z użyciem zimnego aerozolu. Po dokładnym oczyszczeniu pastą profilaktyczną niezawierającą fluoru i gumowym kieliszkiem (ryc. 1) dobrano kolor materiału, porównując go z mokrym zębem, unikając silnych kontrastów kolorystycznych w bezpośrednim otoczeniu oraz przed założeniem koferdamu (ryc. 2). Gdyby nie dobrano go na tym etapie, odwracalne rozjaśnienie tkanek zęba na skutek wysychania jego powierzchni oraz silny kontrast z kolorem koferdamu uniemożliwiłyby dobór właściwego koloru. Na rycinie 3. przedstawiono sytuację po usunięciu wypełnienia amalgamatowego. Po usunięciu materiału i wykończeniu pobrzeża ubytku założono koferdam (ryc. 4). Koferdam oddziela pole zabiegowe od jamy ustnej, sprzyja czystej, wydajnej pracy oraz gwarantuje, że pole zabiegowe jest wolne od takich źródeł skażenia jak krew, płyn dziąsłowy i ślina. Zanieczyszczenie szkliwa i zębiny prowadziłoby do znacznie słabszej adhezji kompozytu do tkanek twardych zęba oraz stanowiłoby zagrożenie dla trwałości wypełnienia i optymalnej szczelności brzeżnej. Ponadto koferdam ochroni pacjenta przed drażniącymi substancjami, na przykład systemem wiążącym. Koferdam jest więc niezbędnym ułatwieniem, upraszczającym proces pracy i zapewniającym wysoką jakość podczas stosowania techniki adhezyjnej. Minimalny wysiłek związany z zakładaniem koferdamu jest także rekompensowany brakiem konieczności wymiany mokrych wałków oraz płukania ust przez pacjenta. Kolejny etap leczenia stanowiło zastosowanie techniki adhezyjnej. Na rycinie 5. przedstawiono obfitą aplikację uniwersalnego systemu wiążącego Futurabond DC (VOCO GmbH, Cuxhaven, Niemcy) 40 NR 1(51)/2014 www.art.asmedia.com.pl
Manhart J. - Nanohybrydowe materiały kompozytowe.. Ryc. 1: Sytuacja przed leczeniem: stare wypełnienie amalgamatowe w zębie trzonowym szczęki. Fig. 1: Situation before treatment: old amalgam restoration in a maxillary molar. Ryc. 2: Dobór koloru z użyciem kolornika przeznaczonego do materiałów kompozytowych. Fig. 2: Shade selection with the composite-specific shade guide. Ryc. 3: Sytuacja po usunięciu starego wypełnienia. Fig. 3: Situation after removal of the old restoration. Ryc. 4: Po opracowaniu ubytku odseparowano ząb od reszty jamy ustnej przy pomocy koferdamu. Fig. 4: After excavation the tooth was separated from the oral cavity using a rubber dam. Ryc. 5: Nanoszenie systemu wiążącego Futurabond DC na szkliwo i zębinę za pomocą szczoteczki mini-brush. Fig. 5: Application of the bonding agent Futurabond DC to enamel and dentine with a mini-brush. Ryc. 6: Polimeryzacja światłem systemu wiążącego. Fig. 6: Light-polymerisation of the bonding agent. na szkliwo i zębinę. Po 20 sekundach wcierania preparatu starannie osuszono ubytek sprężonym powietrzem, doprowadzając do odparowania rozpuszczalnika i polimeryzowano system wiążący światłem przez 10 sekund (ryc. 6). W efekcie uzyskano błyszczącą powierzchnię ubytku, równomiernie pokrytą systemem wiążącym (ryc. 7). Należy dokładnie obejrzeć wygląd powierzchni przed nałożeniem materiału odtwórczego, ponieważ wszelkie okolice o matowym wyglądzie oznaczają niedostateczną aplikację systemu wiążącego w danym miejscu. W najgorszym wypadku może to prowadzić do zmniejszonej siły wiązania wypełnienia w tych okolicach, a jednocześnie zmniejszenia stopnia uszczelnienia zębiny, co może być przyczyną nadwrażliwości pozabiegowej. Jeśli podczas oceny wzrokowej stwierdzona zostanie www.art.asmedia.com.pl NR 1(51)/2014 41
Art dent 12; 1(51)/2014: 38-43 Ryc. 7: Ubytek równomiernie pokryty systemem wiążącym ma błyszczącą powierzchnię. Fig. 7: The cavity, evenly covered with adhesive, has a shiny surface. Ryc. 8: Pierwsza pozioma warstwa materiału GrandioSO i jej polimeryzacja. Fig. 8: First horizontal increment of GrandioSO composite and subsequent polymerisation. 42 Ryc. 9: Podczas nakładania drugiej warstwy wymodelowano i następnie spolimeryzowano guzek mezjalny podniebienny. Fig. 9: With the 2nd increment, the mesiopalatinal cusp is modelled and subsequently polymerised. obecność takich miejsc, należy wybiórczo nanieść tam dodatkową warstwę systemu wiążącego. Następnie wypełniono stopniowo ubytek kompozytem hybrydowym modyfikowanym nanocząstkami GrandioSO (VOCO GmbH, Cuxhaven, Niemcy), stosując technikę warstwowej aplikacji materiału w jednym odcieniu. Pierwszy etap stanowiło położenie poziomej warstwy materiału w odcieniu A2 o grubości 2mm, rozpoczynającej się na jednym z guzków i sięgającej w głąb ubytku (ryc. 8), którą polimeryzowano przez 10 sekund diodową lampą polimeryzacyjną (o intensywności >800mW/cm²). Uzyskano w ten sposób równe dno ubytku, na którym można było formować powierzchnię zwarciową poprzez nanoszenie kolejnych warstw materiału w ukośnej technice warstwowej. Najpierw starannie uformowano guzek mezjalny podniebienny, który polimeryzowano przez 10 sekund (ryc. 9). Następnie odbudowano guzek dystalny podniebienny oraz fragment ubytku przechodzący na ścianę podniebienną, po czym ponownie przeprowadzono polimeryzację kompozytu światłem (ryc. 10). W kolejnych dwóch etapach starannie odbudowano guzki: mezjalny policzkowy NR 1(51)/2014 www.art.asmedia.com.pl Ryc. 10: Podczas nakładania trzeciej warstwy wymodelowano i następnie spolimeryzowano guzek dystalny podniebienny. Fig. 10: With the 3rd increment, the distopalatinal cusp is modelled and subsequently polymerised. oraz dystalny policzkowy (ryc. 11), każdy z nich polimeryzując przez 10 sekund (ryc. 12). Odtwarzając budowę anatomiczną powierzchni zwarciowych, należy starannie modelować szczegóły i usuwać nadmiary materiału dopóki jest jeszcze plastyczny. Ogromnie ułatwia to późniejszy etap wykańczania wypełnienia, ograniczając go do zaledwie kilku kroków. Po zdjęciu koferdamu wypełnienie kompozytowe wykazywało już odpowiednie zarysy powierzchni zwarciowej. Po wykończeniu wypełnienia wiertłami diamentowymi o drobnym nasypie oraz wstępnym wypolerowaniu gumkami impregnowanymi diamentami (Dimanto, VOCO GmbH, Cuxhaven, Niemcy) przeprowadzono ocenę dynamicznej i statycznej sytuacji zwarciowej przy użyciu kalki, korygując ewentualne dalsze niedoskonałości. Następnie wypolerowano wypełnienie na wysoki połysk, stosując gumki Dimanto z mniejszym naciskiem i uzyskując w ten sposób optymalny połysk materiału odtwórczego. Na rycinie 13. przedstawiono gotowe wypełnienie kompozytowe: uzyskano funkcjonalną i estetyczną odbudowę zniszczonego zęba.
Manhart J. - Nanohybrydowe materiały kompozytowe.. Ryc. 11: Modelowanie pozostałej części powierzchni żującej. Fig. 11: Modelling the remaining occlusal surface. Perspektywy Znaczenie materiałów kompozytowych do odbudowy techniką bezpośrednią będzie w przyszłości nadal wzrastać. Są to sprawdzone w badaniach naukowych, wysokiej jakości materiały do trwałej odbudowy poddawanych dużym obciążeniom zębów w odcinku bocznym, a niezawodność materiałów tych udokumentowano w piśmiennictwie. Wyniki porównawczej meta -analizy wykazały, że wskaźnik utraty wypełnień w skali roku nie różni się w sposób istotny od wypełnień amalgamatowych (12). Minimalnie inwazyjne procedury terapeutyczne wraz z możliwością coraz wcześniejszego rozpoznawania ubytków próchnicowych także korzystnie wpływają na wskaźnik utrzymania tego typu wypełnień. Jednak w celu uzyskania wysokiej jakości wypełnień kompozytowych wykonywanych techniką bezpośrednią z dobrą adaptacją brzeżną, konieczne jest nadal przestrzeganie podstawowych zasad. Należą do nich staran- Ryc. 12: Ostateczna polimeryzacja światłem. Fig. 12: Final light curing. Ryc. 13: Efekt po wykończeniu i wypolerowaniu. Skutecznie odtworzono kształt i wygląd zęba. Fig. 13: The result after finishing and polishing. The tooth shape and aesthetics were successfully restored. ne zakładanie formówki (w przypadku ubytków obejmujących powierzchnie interproksymalne), prawidłowa aplikacja systemów adhezyjnych, odpowiednia praca z materiałem wypełniającym oraz uzyskanie dostatecznego stopnia polimeryzacji kompozytu. ART O autorze prof. dr Jürgen Manhart - prowadzi seminaria i warsztaty praktyczne w dziedzinie estetycznej stomatologii odtwórczej (kompozytów, uzupełnień pełnoceramicznych, wkładów endodontycznych, interdyscyplinarnego planowania leczenia estetycznego). Piśmiennictwo/references 1. Kelsey WP, Latta MA, Shaddy RS, Stanislav CM. Physical properties of three packable resin-composite restorative materials. Operative Dentistry 2000; 25: 331-335. 2. Lambrechts P, Braem M, Vanherle G. Klinische Erfahrungen mit Composites und Dentin-Adhäsiven im Seitenzahnbereich I: Klinische Beurteilung von Composites. Phillip J 1988; 1: 12-28. 3. Leinfelder KF, Sluder TB, Santos JFF, Wall JT. Five-year clinical evaluation of anterior and posterior restorations of composite resins. Operative Dentistry 1980; 5: 57-65. 4. Lutz F, Phillips RW, Roulet JF, Setcos JC. In vivo and in vitro wear of potential posterior composites. Journal of Dental Research 1984;63(6): 914-920. 5. Roulet JF. The problems associated with substituting composite resins for amalgam: a status report on posterior composites. J Dent 1988;16: 101-113. 6. Manhart J. Charakterisierung direkter zahnärztlicher Füllungsmaterialien für den Seitenzahnbereich. Alternativen zum Amalgam? Quintessenz der zahnärztlichen Literatur 2006;57(5): 465-481. 7. Manhart J, Kunzelmann KH, Chen HY, Hickel R. Mechanical properties and wear behavior of light-cured packable composite resins. Dental Materials 2000;16: 33-40. 8. Lutz F, Phillips RW. A classification and evaluation of composite resin systems. Journal of Prosthetic Dentistry 1983;50: 480-88. 9. Kunzelmann KH, Hickel R. Klinische Aspekte der Adhäsivtechnik mit plastischen Werkstoffen. In: M E, editor. Die Adhäsivtechnologie Ein Leitfaden für Theorie und Praxis. Seefeld, Germany: 3M ESPE; 2001: 46-67. 10. Hickel R, Ernst CP, Haller B, Hugo B, Kunzelmann KH, Merte KH, et al. Direkte Kompositrestaurationen im Seitenzahnbereich - Indikation und Lebensdauer. Gemeinsame Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Zahnerhaltung (DGZ) und der Deutschen Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde (DGZMK) aus dem Jahr 2005. Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift 2005;60(10): 543-545. 11. Manhart J. Praxistaugliche Schichttechnik für die Anwendung von plastischen Kompositrestaurationen im Seitenzahnbereich. Quintessenz 2008;59(12): 1337-1342. 12. Manhart J, Chen H, Hamm G, Hickel R. Buonocore Memorial Lecture. Review of the clinical survival of direct and indirect restorations in posterior teeth of the permanent dentition. OperDent 2004;29(5): 481-508. www.art.asmedia.com.pl NR 1(51)/2014 43