Стеклополиалкенатные (стеклоиономерные) цементы в практике врача стоматолога

Гринева Т.В., Ипполитова Е.И, Лазарева И.И., компания "СтомаДент"

Появившиеся в 70-х годах уже прошлого века стеклополиалкенатные цементы очень быстро вошли в широкую практику врача-стоматолога и заняли свое достойное место.

Стеклополиалкенатные цементы имеют биологическую совместимость и химическую адгезию к тканям зуба, высокую прочность при сжатии, незначительную усадку при отверждении и, как следствие, отсутствие проницаемости на границе зуб – пломба. Материалы этого класса просты в применении, хорошо переносятся пациентами, а выделяемый фторид позволяет снизить вероятность возникновения рецидивного и вторичного кариеса. Эти свойства связаны с составом стеклополиалкенатных цементов и реакцией, происходящей при их отверждении.

Современный стеклополиалкенатный цемент, имеющий кислотно-основной механизм твердения, представляет собой порошок, состоящий из сублимированной полиакриловой кислоты, тонко диспергированного кальцийалюмофторсиликатного стекла и модифицирующих добавок. Реакция отверждения происходит при добавлении к порошку цемента дистиллированной воды, которая является реакционной средой и способствует гидратации полиакриловой кислоты и образованию вначале ионов кальция, затем ионов алюминия, которые образуют полисоли матрицы, обеспечивая линейную сшивку солями кальция и пространственную сшивку солями алюминия. На поверхности непрореагировавших частичек стекла из оксида кремния и полиакриловой кислоты образуется силикагель.

Стеклополиалкенатные цементы обладают двумя основными свойствами, позволяющими говорить о перспективности использования материалов этого класса в клинике.

Первое свойство – способность стеклополиалкенатных цементов к образованию химической адгезии к эмали и дентину за счет образования комплексных (хелатных) соединений между кальцием гидроксиапатита дентина и эмали и карбоксильными группами макромолекулы полиакриловой кислоты.

Прочность химического адгезионного соединения обычно не высока, для дентина это 4 – 6 МПа, для эмали – до 10 МПа. Величина адгезионной прочности с эмалью выше, чем с дентином, что можно объяснить более высоким содержанием кальция в эмали. Несмотря на невысокие значения величины прочности химического адгезионного соединения с тканями зуба обеспечивается плотное краевое прилегание на уровне химического соединения.

Второе свойство – способность стеклополиалкенатных цементов выделять фторид во время и после отверждения. За счет диффузии фторида на границе зуб – материал в тканях зуба образуется фторапатит, а при попадании фторида в ротовую жидкость – стимулируется минерализация. Образование фторидов в стеклополиалкенатных цементах начинается после соединения порошка с водой при гидратации, максимальное количество ионов фтора образуется через 24 – 48 часов и снижается через 72 часа. За это время создается депо фторида, обеспечивающее медленное его выделение в течение длительного периода времени.

Схема химической адгезии стеклополиалкенатного цемента к эмали и дентину

Для получения эффективного лечения с применением стеклополиалкенатных цементов, имеющих кислотно-основной механизм твердения, необходимо соблюдать следующие правила:

1. Замешивать порошок стеклополиалкенатного цемента с дистиллированной водой, строго соблюдая указанные изготовителем соотношения. Избыток воды приводит к вымыванию ионов алюминия и снижению за счет его потери пространственной сшивки, а недостаток воды приводит к неполной гидратации и снижению образования ионов кальция и алюминия. В обоих случаях нарушения приводят к снижению прочность материала, т.к. образовавшаяся матрица не обладает достаточно развитой пространственной структурой.

2. Перед внесением материала подготовленную полость необходимо обработать кондиционером, что является необходимым условием для создания химического адгезионного соединения материала с тканями зуба.

3. Вносить в полость замешанный материал и формировать пломбу необходимо только в период рабочего времени, что можно определить по характерному блеску поверхности материала, в противном случае разрушается структура материала и резко снижается его прочность.

4. Пломбу из стеклополиалкенатного цемента необходимо покрывать защитным лаком, обеспечивающим материалу защиту от влаги на начальных этапах твердения, и проводить финишную обработку через 24 часа.

Несмотря на имеющиеся недостатки, связанные с чувствительностью к влаге на начальных этапах твердения, низкой прочностью при изгибе, высокой истираемостью, недостаточной эстетичностью, стеклополиалкенатные цементы незаменимы при восстановлении зубов в области дентина, при пломбировании молочных зубов, при пломбировании полостей III и V классов, для фиксации протезов. Широкий спектр применения стеклополиалкенатных цементов является стимулом для создания новых материалов этого класса с улучшенными свойствами, позволяющими расширить область их клинического применения.

Разработанные сотрудниками компании "СтомаДент" стеклополиалкенатные цементы "ДЕНТИС" и "ДЕНТИС АРТ" отличатся от существующих отечественных аналогов химическим составом, обеспечивающим материалу рентгеноконтрастность, высокую прочность, низкую растворимость, устойчивость к влаге на начальных этапах твердения и стойкость к кислотной эрозии.

Стеклополиалкенатные цементы "ДЕНТИС" и "ДЕНТС АРТ" представляют собой мелкодисперсный порошок, состоящий из сублимированной полиакриловой кислоты, фторсодержащего стекла, модифицирующих добавок со средним размером частиц 7 – 8 мкм, который после замешивания водой образует прочную пространственно сшитую многокомпонентную структуру.

Цементы "ДЕНТИС" и "ДЕНТИС АРТ" имеют достаточно длительный период рабочего времени – до 2 минут – и следующие физико-механические характеристики:

Одним из наиболее достоверных методов прогнозирования поведения стеклополиалкенатных цементов в полости рта является исследование изменения прочности материала за определенные периоды времени. При исследовании изменения прочности материала "ДЕНТИС" были получены следующие результаты:

• через 24часа – 192 ± 7 МПа,
• 7 сут. – 242 ± 20 МПа,
• 24 сут. – 235 ± 41 МПа,
• 3 месяца – 210 ± 20 МПа,
• 6 месяцев – 205 ± 21 МПа.

Изменение прочности при сжатии стеклополиалкенатного цемента «Дентис» во времени

Прочность при сжатии определяли по стандартной методике, все образцы изготавливались в один день и до проведения испытания выдерживались в дистиллированной воде при температуре +37°С.

Полученные результаты исследования позволяют сделать вывод, что максимальную прочность стеклополиалкенатный цемент "ДЕНТИС" набирает на 7 сутки и в течение 6 месяце прочность материала практически не меняется, что указывает на стабильность прочностных характеристик и возможное длительное функционирование материала в полости рта.

Было изучено поведение стеклополиалкенатного цемента "ДЕНТИС" на начальных этапах твердения. Исследование проводилось на стандартных образцах материала, покрытых и непокрытых защитным лаком, через 10 минут после из изготовления. Подготовленные образцы погружали в дистиллированную воду с температурой +37°С на 24 часа, после чего определяли прочность при сжатии для каждой группы образцов.

В результате испытаний оказалось:
1.прочность образцов покрытых защитным лаком – 128±5 МПа,
2.прочность образцов, не покрытых защитным лаком – 172±14 МПа.

Влияние защитного покрытия на прочность при сжатии стеклоалкенатного цемента «Дентис»

Полученный результат позволяет сделать вывод, что стеклополиалкенатный цемент "ДЕНТИС" не чувствителен к влаге на начальных этапах твердения и не требует дополнительной защиты поверхности.

Изучение кислотной эрозии стеклополиалкенатного цемента "ДЕНТИС" проводилось методом ударной струи по стандартной методике. При непрерывном испытании образцов материала в течение 8 часов кислотная эрозия не обнаружена.

Отсутствие кислотной эрозии и результаты клинических исследований позволяют рекомендовать стеклополиалкенатный цемент "ДЕНТИС" для ретроградного пломбирования корней зубов.

Особый интерес представляет исследование статического выхода фторида из стеклополиалкенатного цемента "ДЕНТИС" за определенные периоды времени.

Эксперимент проводился in vitro на образцах отвержденного материала, которые погружались в дистиллированную воду в соотношении 1г материала на 50 мл воды и выдерживались в термостате при температуре +37°С. Через обусловленные промежутки времени образцы извлекали из воды. В водной вытяжке определяли концентрацию фторида электрохимическим методом с использованием фторселективного электрода.

Результаты представлены в виде гистограммы, имеющей следующие временные периоды:
1 – 1 сутки,
2 – 7 суток,
3 – 24 суток,
4 – 3 месяца,
5 – 5 месяцев.

Статистический выход фторида

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что стеклополиалкенатный цемент "ДЕНТИС", после твердения способен выделять фториды достаточно длительное время, максимальное выделение фторида в статическом эксперименте происходит в период 1 - 24 сутки.

Изучение свойств стеклополиалкенатного цемента "ДЕНТИС" в Институте биохимической физики им.Н.М.Эмануэля РАН методом акустической микроскопии позволяют предположить, что по микроструктуре и упруго – прочностным характеристикам стеклополиалкенатные цементы близки к дентину зуба, поэтому и наиболее эффективно их применения – в границах дентина.

Результаты проведенных исследований позволили рекомендовать стеклополиалкенатный цемент "ДЕНТИС" для широкого клинического применения:

• при пломбировании полостей зубов III – V классов,
• при пломбировании молочных зубов,
• в качестве прокладки при пломбировании композитами и амальгамой,
• для пломбирования корневого дентина при кариозных поражениях,
• для атравматического восстановительного лечения зубов (АРТ).