Бондинг к гибридным материалам: обзор методов и рекомендаций

24 января 2017, 11:36 24.01.2017 0

Производители:

3M

В последнее десятилетие дизайн и производство непрямых реставраций с помощью компьютерных технологий (CAD/CAM) приобрели значительную популярность благодаря своим уникальным эстетическим свойствам и возможности максимально имитировать естественные зубы. Данный подход помогает не только сократить общее время лечения и время, требуемое на лабораторное изготовление реставрации, но и обеспечивает высокое качестве производимых конструкций из новых стоматологических материалов. На сегодняшний день для CAD/CAM фрезеровки доступны почти все виды материалов: от композитов до высокопрочной керамики. Гибридные материалы являются новым видом материалов, используемых в процессе CAD/CAM производства, и представляют собой керамические / полимерные аналоги, или же керамики, инфильтрованные полимером, сочетая в себе преимущества обоих структурных составляющих.

Бондинг к гибридным материалам: обзор методов и рекомендаций

Адгезивная связь керамических реставраций является ключом к их долгосрочному функционированию, минимизируя эффект микроподтекания, обеспечивая адекватное краевое прилегание, и улучшая прочность конструкции на излом. Однако, адгезивная фиксация коронок имеет и обратную сторону медали: важной составляющей остается не только сила самой адгезивной связи, но и корректность выполнения предшествующей ей подготовки поверхностей твердых тканей и керамического материала, поскольку вопрос связи неорганической керамики со структурами зуба, состоящими из органических веществ, остается до сих пор полностью нерешенным.

В середине 1950-х годов Buonocore был первым, кто дал начало прогрессивному развитию адгезивной стоматологии, предложил проводить кислотное протравливание эмали. До этого здоровую структуру зубов попросту препарировали до тех пор, пока таковая не обеспечивала надлежащей ретенции и стабилизации различных типов конструкций. За последние годы значительного прогресса в данной области практически не наблюдалось, поскольку проблему адгезии к дентину зубов так и не удалось решить в полном объеме.

В конце 1970-х годов Fusayama разработал метод тотального протравливания, а в 1982 Nakabayashi и коллеги впервые описали механизм образования гибридного слоя в структуре дентина, что оказалось крайне важным для обеспечения надлежащей связи. Цель почти всех последующих исследований состояла лишь в том, чтобы максимально упростить процедуру многоэтапного бондинга и свести ее к одной простой манипуляции.

Современные адгезивные системы могут быть классифицированы в зависимости от количества и комбинации этапов предварительной обработки: предусматривающие протравку и промывание поверхности (тотальное протравливание), предусматривающие многошаговый алгоритм обработки (трехэтапные и двухэтапные) эмали или дентина, а также так называемые самопротравливающие материалы (двухэтапные или одноэтапные адгезивные системы). "Универсальные", "многоцелевые" или бонды "все-в-одном" являются конечным результатом усовершенствования адгезивов с точки зрения легкости применения и необходимых временных затрат. Некоторые врачи предпочитают технику протравки и промывания в качестве золотого стандарта для обработки эмали, а ряд авторов рекомендует использовать ее также и при фиксации непрямых реставраций. Использование же самопротравливающего бонда для дентина является широко признанным и относительно эффективным подходом для дальнейшей фиксации прямых композитных реставраций. Оба алгоритма подходят для разных клинических ситуаций, уравновешивая свои плюсы и минусы в каждом отдельном случае.

Адгезивная фиксация

Композитные цементы для непрямых реставраций

Исходя из имеющегося опыта использования, композитные цементы уже достаточно доказали свою эффективность при фиксации непрямых реставраций, обеспечивая хорошую механическую ретенцию и не компрометируя эстетические параметры конструкций. Современные композитные цементы можно классифицировать в зависимости от реакции их полимеризации на светоотверждаемые, химического отверждения и двойного активации, а также по аналогии с адгезивными системами – на нуждающиеся в проведении тотального протравливания, самопротравливающиеся и самоадгезивные. Светоотверждаемые цементы для инициации химической реакции полимеризации требуют воздействия светового луча, поэтому они преимущественно используются для фиксации реставрации в эстетической зоне. Каждая область фиксации в таком случае должна быть адекватно засвечена, а врачу также необходимо учитывать параметры толщины и прозрачности реставрации, поскольку таковые значительно влияют на процесс полимеризации: максимальная толщина конструкции с окклюзионной стороны не должна превышать 3 мм, а с апроксимальной - 6 мм. В противном случае, возрастает риск клинической неудачи из-за неадекватного уровня конверсии материала. Цементы двойного отверждения могут активироваться даже без доступа света, поскольку в своем составе содержат химических инициаторы полимеризации. Однако для достижения лучшей связи фотополимеризацией даже в таких случаях лучше не пренебрегать. Использование данных цементов рекомендовано в клинических ситуациях, где обеспечить адекватную активацию светом попросту невозможно или же достаточно сложно, как например, в областях дистальных зубов, или в случаях цементации опаковых конструкций или вкладок. Каждая из вышеупомянутых систем имеет свои преимущества и недостатки. В целом, использование полимерных фиксирующих агентов обеспечивает условия для высокой прочности связи и широкого диапазона клинического применения. Кроме того, подобный подход к фиксации крайне показан при использовании минимально инвазивных керамических реставраций, по типу виниров или частичных коронок.

Несмотря на вышеизложенное, адгезивная фиксация чревата риском маргинального обесцвечивания конструкции со временем, что, в свою очередь, может скомпрометировать результат комплексной эстетической реабилитации. Иногда после использования подобных цементов проблемным остается аспект адекватного удаления всех имеющихся излишков материала, что также несет негативные последствия.

Самоадгезивные цементы были разработаны для упрощения процесса бондинга. Данные материалы предполагают один единственный манипуляционный этап без необходимости проведения какой-либо предварительной обработки твердых зубных тканей. Лабораторные исследования показали, что использование адгезивных систем, состоящих из нескольких бутылочек, для тотального протравливания и самопротравливания является более эффективным методом, нежели одиночное применение только самоадгезивного материала.

Обработка поверхности непрямых реставраций

Независимо от типа используемого цемента, в ходе многочисленных исследований было доказано, что предварительная обработка поверхности керамики имеет значительное влияние на силу последующего соединения. Увеличение параметра шероховатости поверхности и адекватная ее активация обеспечивает лучшую механическую ретенцию конструкции на опорном зубе, а также лучшую связь с фиксирующим цементом. В ходе многих лабораторных исследований проводилась апробация разных подходов к обработке поверхности реставрации, что привело к разработке оптимального клинического алгоритма с использованием плавиковой кислоты (HF) и последующим нанесением силана. Плавиковая кислота избирательно растворяет компоненты стекла, что приводит к увеличению текстуры поверхности и формированию микропор, улучшая параметры механической ретенции. Силан также улучшает смачиваемость поверхности и помогает создать прочные химические силоксановые связи с протравленной поверхностью керамики. В недавно опубликованном обзоре Kern подытожил и сравнил имеющиеся на сегодня клинические и лабораторные научные данные о силе связи высокопрочной оксидной керамики, и в конечном результате пришел к выводу, что как для алюминий-оксидного материала, так и для циркония, необходимо проводить процедуры воздушной абразии при умеренном давлении, а также обязательно использовать цемент, содержащий 10-метакрилоилоксидецил дигидрофосфат (MDP-мономер). По мнению автора, такой подход доказательно способствует получения прогнозированных и долгосрочных клинических результатов. MDP-мономер обеспечивает прочную химическую связь с оксидной керамикой, а проблема нарушения целостности таковой из-за воздухоабразивной обработки может быть опровергнута имеющимися долгосрочными клиническими результатами. Тем не менее, воздушную абразию необходимо выполнять при умеренном давлении, а при использовании силикатной или литий-дисиликатной керамики данную процедуру вообще нужно исключить, поскольку у вышеупомянутых материалов она способствует образованию трещин и объемной усадке. Воздушная абразия вместе с использованием силана также обеспечивает лучший уровень связи для изготовленных в лаборатории композитных конструкций. Формирование неровностей на их поверхности улучшает шероховатость конструкции, таким образом, обеспечивая лучшую связь з композитом.

Гибридные материалы

Данный вид материалов можно разделить на два подтипа в соответствии с их химическим составом: те, которые в основном состоят из композитной матрицы и называются CAD/CAM композитами, и те, которые преимущественно состоят из керамической основы, и именуются гибридной керамикой. Согласно недавно опубликованной классификации, данные материалы также можно разделить на керамики и подобные керамикам, классифицируя их на три группы: керамики с матрицей из стекла, поликристаллические керамики и керамики с матрицей из композита.

Единственным доступным гибридным CAD/CAM керамическим материалом является VITA ENAMIC (VITA Zahnfabrik), который состоит из трех взаимосвязанных частей: керамика на основе оксида алюминия, обогащенной полевошпатной матрицы (86% по весу) и полимера (14% по весу), содержащего уретан диметакрилат и триэтиленгликоль диметикрилат. Благодаря синергии керамических и полимерных компонентов, материал демонстрирует отличную маргинальную стабильность при минимальной толщине слоя, является экономически выгодным, а также менее хрупким, нежели обычные керамические материалы. Материал подходит для всех микроинвазивных реставраций, а также для вкладок, накладок, полных коронок и коронок с винтовой фиксацией на дентальных имплантатах. Кроме того, гибридные материалы являются рекомендованными для вертикальных изменений параметров окклюзионных соотношений. Тем не менее, результатов контролируемых клинических исследований по данному поводу пока что не опубликовано. Все имеющиеся данные сводятся к тезисному бюллетеню, в котором описан 5-летний опыт исследования минимально инвазивных гибридных реставраций из CAD/CAM керамики. По данным авторов, данные контракции демонстрируют многообещающую 100% выживаемость после годового мониторинга. Однако для подтверждения предварительных результатов однозначно необходимо проведение дальнейших долгосрочных клинических исследований.

Другими инновационными материалами являются CAD/CAM композиты по типу Lava Ultimate (3M ESPE) (блок-нанокомпозит), 35 CERASMART (GC America) и Shofu Block HC (Shofu Dental). Lava Ultimate состоит из нанокерамических частиц, внедренных в сильно отвержденную композитную матрицу. Данный материал можно определить как смесь композита и керамики, а сам производитель называет его нанокерамическим композитом. CERASMART представляет собой высокопрочный композит, наполненный наночастицами до 71% по весу. Shofu HC выпускается как в виде блоков, так и в форме дисков для фрезерных станков промышленного масштаба, и состоит из диоксида кремния и силиката циркония, помещенных в композитную матрицу. Параметры прочности на изгиб для Lava Ultimate и SHOFU HC составляют 170-180 МПа, и 220-240 МПа для CERASMART соответственно. Данные показатели немного выше, нежели аналогичные для полевошпатной керамики. Все три материала покрывают почти один и тот же клинический спектр применения, а именно используются для изготовления одиночных реставраций, и демонстрируют одинаковые механические свойства по типу краевой стабильности и возможности применения максимально тонкого их слоя в структуре эстетических конструкций. Однако, совсем недавно 3M ESPE отозвал показание Lava Ultimate для изготовления коронок из-за высокой частоты случаев дебондинга. Подобные результаты были получены в ходе клинического исследования, проведенного Schepke и коллегами при фиксации коронок с опорой на дентальные имплантаты. Возможным объяснением подобного осложнения может являться низкий модуль упругости материала при изгибе – 12 ГПа, что могло привести к физическому сгибанию конструкций под действием функциональный нагрузок. Кроме того, у данных материалов не рекомендуется проводить воздухо-абразивную обработку. Согласно последним данным Awada и Nathanson, гибридные материалы являются менее хрупкими и более гибкими по сравнению с обычными керамиками. Кроме того, края конструкций могут быть отфрезерованы более точно, что, в свою очередь, упрощает процедуру препарирования зубов и минимизирует необходимость нацеленной редукции твердых тканей зубов для обеспечения адекватных параметров ретенции.

Бондинг гибридных материалов

Поскольку гибридные материалы являются относительно новыми, найти какие-либо однозначные рекомендации в имеющейся литературе относительно их бондинга довольно сложно. До конца 2014 года никаких независимых научных доказательств относительно протокола адгезивной обработки вообще не было, и только последние исследования Elsaka, Frankenberger и Peumans предоставили нам результатыт различных методов обработки поверхностей и их связи с прочностью сцепления для таких материалов как VITA ENAMIC и Lava Ultimate. В данных исследования гибридные материалы были протестированы с самоадгезивными и самопротравливающимися композитными цементами.

Гибридные керамики

В ходе лабораторных исследований было установлено, что для VITA ENAMIC рекомендованной является обработка с помощью плавиковой кислоты и дальнейшим нанесением силана. Фтористоводородная кислота частично растворяет стеклянную фазу VITA ENAMIC и обеспечивает формирование микроподнутрений в структуре материала, что значительно улучшает его механическую связь с композитным цементом. Кроме того, согласно результатам исследований Elsaka было обнаружено, что с аналогичной эффективностью можно использовать и пескоструйную обработку. Тем не менее, недавно опубликованная рабочая инструкция Международной академии адгезивной стоматологии (IAAD) все же рекомендует первый вариант обработки с использованием плавиковой кислоты и последующим нанесением силана. Силикатная составляющая гибридных материалов является как раз тем элементом, на который направлен весь алгоритм вышеописанной передфиксационной обработки.

CAD/CAM композиты

В ходе исследований Lava Ultimate были подтверждены рекомендации производителя о том, что протокол фиксации должен сводится к воздухо-абразивной обработке и нанесению универсального бондингового агента. Elsaka и Peumans, однако, подтвердили высокую прочность связи Lava Ultimate и при использовании плавиковой кислоты. Их результаты, таким образом, конфликтуют как с выводами, полученными Frankenberger, так и с официальными рекомендациями производителя. Что касается адгезивной фиксации CERASMART и Shofu HC, то пока что не получено никаких официальных научных данных. Тем не менее, учитывая, что по составу они практически аналогичны Lava Ultimate, можно предположить, что протоколы их обработки также будут относительно похожи. Согласно рекомендациям производителя, конструкции из данных материалов сначала нужно подвергнуть воздухо-абразивной обработке, а после этого просто нанести универсальный бондинговый агент. Согласно рекомендациям IAAD, предварительная обработка CAD/CAM композитов может проводиться частицами алюминия размером в 50 мкм или же частицами оксида кремния размером до 30 мкм оксида кремния при давлении в 2 бара.

Таким образом, можно прийти к выводу, что для вышеупомянутых CAD/CAM материалов воздухо-абразивная обработка является более эффективной, нежели плавиковое травление.

Клинический случай

Клинический случай с использованием гибридной керамики VITA ENAMIC продемонстрирован на фото 1-16.

Фото 1. Передфиксационная обработка коронки из гибридной керамики с опорой на имплантате: протравливание.

Фото 2. Передфиксационная обработка коронки из гибридной керамики с опорой на имплантате: вид после протравливания.

Фото 3. Передфиксационная обработка коронки из гибридной керамики с опорой на имплантате: силанизация.

Фото 4. Процесс фиксации гибридной керамической коронки на титановом абатменте.

Фото 5. Процесс фиксации гибридной керамической коронки на титановом абатменте.

Фото 6. Процесс фиксации гибридной керамической коронки на титановом абатменте.

Фото 7. Окончательные реставрации.

Фото 8. Передфиксационная обработка коронки из гибридной керамики: протравливание с помощью плавиковой кислоты.

Фото 9. Передфиксационная обработка коронки из гибридной керамики с опорой на имплантате: вид после протравливания.

Фото 10. Передфиксационная обработка коронки из гибридной керамики с опорой на имплантате: нанесение силана.

Фото 11. Вид гибридной керамики под сканирующим электронным микроскопом после протравливания с помощью плавиковой кислоты на протяжении 60 секунд.

Фото 12. Клинический случай реабилитации с помощью CAD/CAM гибридной керамической реставрации с опорой на имплантате в дистальном участке челюсти: вид до начала лечения.

Фото 13. Вид после установки имплантата.

Фото 14. Препарирование зуба и установка сканирующей вкладки – подготовка к сканированию.

Фото 15. Фиксация реставрации и коронки с винтовой фиксацией на имплантате.

Фото 16. Вид после фиксации окончательной реставрации.

Выводы и клинические рекомендации

Основываясь на современных научных данных, можно сформировать следующие рекомендации относительно клинического применения и успешного использования нового вида гибридных стоматологических материалов с перспективными механическими свойствами:

  1. гибридную керамику с двойной взаимопроникающей структурой предварительно нужно обрабатывать при помощи плавиковой кислоты с последующим нанесением силана перед этапом цементировки;
  2. CAD/CAM композиты можно обрабатывать посредством воздушной абразии и с последующим нанесением универсального бондингового агента;
  3. все гибридные материалы нужно фиксировать адгезивно при помощи светоотверждаемых цементов или цементов двойного отверждения.

Несмотря на данные рекомендации, необходимо проведение дальнейших клинических исследований, чтобы оценить долгосрочную перспективу их связи и показатели успешности семейства гибридных материалов.

Авторы:
Frank A. Spitznagel, DMD
Alexander Vuck, DMD
Petra C. Gierthmuehlen, DDS, PhD
Markus B. Blatz, DMD, PhD
Sebastian D. Horvath, Dr. med. dent.

0 комментариев