Присоединяйтесь к Клубу стоматологов в Telegram

Биоактивные реставрационные материалы в стоматологии

26.11.24 26 ноября 2024 0

Говоря о «биоактивных» материалах, большинство клиницистов имеют в виду прокладки, используемые для формирования репаративного дентина при перекрытии области пульпы. Но среди материалов, применяемых непосредственно для реставрации, также есть биоактивные. Так, согласно отчету Американской стоматологической ассоциации (ADA), около 56% стоматологов используют биоактивные прокладки ежедневно/еженедельно, в то время, как только 15% стоматологов с той же частотой применяют в своей практике биоактивные реставрационные материалы. Данные показатели могут быть обоснованы тем, что врачи не в полной мере ознакомлены с преимуществами, которые им предоставляет применение биоактивных материалов в своей клинической практике. В данной статье мы обсудим все потенциально возможные перспективы применения биоактивных стоматологических материалов, и аргументируем целесообразность их использования, ссылаясь на имеющиеся научные данные.

Биоактивные реставрационные материалы в стоматологии


Определение биоактивного материала

В июле 2018 года группа из 50 опинион-лидеров собралась для формулировки консенсусного заявления относительно дефиниции биологически активного реставрационного материала. В ходе совещания было установлено, что «биоактивность» определяется как «активный полезный биологический процесс», следовательно, биоактивные стоматологические материалы, кроме восстановления структуры зуба, должны еще и «стимулировать специфические клеточные или тканевые реакции, или же принимать участие в контроле взаимодействия с микробиологическими видами». Так, например, разновидностями биоактивных материалов можно считать следующие:

  • растворимые компоненты, которые могут быть идентифицированы, и принимающие участие в ходе биологических процессов в состоянии нормы;
  • поверхности, на которых возможно образование биологически аналогичного кальция фосфата по типу биоапатитных материалов, контактирующих со слюнной или биологическими жидкостями;
  • компоненты, процесс растворения которых способствует преципитации биологически аналогичного кальция фосфата по типу биоапатитных материалов в ходе пассивных химических реакций;
  • растворимые компоненты, характеризующиеся противомикробными свойствами.

Некоторые из описанных выше биоактивных материалов доступны на рынке в форме реставрационных материалов. Так, например, определенные виды материалов, применяемые для восстановления структуры зуба, обладают свойствами высвобождения ионов фтора, кальция или же фосфатов, которые, в свою очередь, способствуют реминерализации дентина в маргинальных участках реставрации. Другие же виды материалов способствуют преципитации гидроксиапатита на своей поверхности, чем обеспечивают полноценную герметизацию интерфейса на границе тканей зуба и реставрации. Новые виды материалов, представленные на рынке совсем недавно, по данным производителей, предотвращают формирование биопленки путем изменения локального уровня рН или же электрического заряда на смоделированной поверхности.

Высвобождение ионов

Минеральное содержание эмали и дентина представлено гидроксиапаттом. Структура последнего состоит из 5 частей кальция, 3 частей фосфата и 1 гидроксильной группы. Кроме того, эмаль также состоит из фторапатита, в структуре которого гидроксильная группа замещена ионом фтора. В процессе развития вторичного кариеса, гидроксиапатит удаляется из структуры зуба, окружающей область реставрации. Теоретически, если саму реставрацию выполнить из материала, который способствует реминерализации, то он способствовал бы профилактике развития вторичного кариеса и сохранению исходного минерального состава дентина. Ранее сообщалось, что стеклоиономерные материалы, разработанные в 1960-х годах, снижают частоту развития рецидивирующего кариеса. В 2011 году был проведен систематический обзор и мета-анализ шести клинических исследований, в которых сравнивали риск развития кариозных поражений вокруг стеклоиономерных и композитных реставраций, изучая для этого 24 парных набора клинических данных. При сравнении 17 парных наборов данных никаких различий в показателях частоты вторичного возникновения кариеса в области композитных и стеклоиономерных реставраций обнаружено не было. Однако, последующий анализ еще 7 парных наборов клинических данных позволил установить, что вторичный кариес вокруг стеклоиономерных реставраций развивался значительно реже, нежели вокруг композитных пломб. Профилактический эффект стеклоиономерных материалов обоснован их способностью предупреждать развитие процесса демнерализации в тканях, окружающих реставрацию.

В исследовании, проведенном Donly и коллегами, автор сравнивал состояние молочных зубов, восстановленных посредством амальгамы или стеклоиономера. Далее в процессе физиологического изменения прикуса молочные зубы удаляли и после формирования срезов изучали их с помощью поляризованной световой микроскопии. Средний период функционирования реставраций при этом составлял около 26 месяцев. Результаты изучения срезов подтвердили факт менее выраженной деминерализации участков дентина, граничащих с стеклоиономерными реставрациями, нежели тех, которые находились в контакте с амальгамными пломбами.

Профилактику эффекта деминерализации при применении стеклоиономерных материалов связывают с высвобождением ионов фтора. Классически в состав стеклоиономера входят мономеры полиакриловой кислоты и алюмофторсиликатный наполнитель. Модифицированные стеклоиономерные материалы предусматривают наличие в своем составе дополнительных светополимеризирующихся материалов. Еще одними материалами, которые характеризуются свойством релизинга ионов, являются компомеры. Последние состоят из метакрилатных мономеров (аналогичных тем, которые входят в состав композитов), которые модифицированы полиакриловой кислотой и смешаны с частицами наполнителя, содержащими ионы фтора. По своему составу компомеры напоминают композиты, поэтому их механические и эстетические свойства гораздо лучше стеклоиономеров. Кроме того, данные материалы состоят также из ряда гидрофильных компонентов, которые обеспечивают поглощение воды и выделение фтора из материала.

Однако, хоть компомеры и характеризуются функцией релизинга ионов фтора, однако интенсивность данной способности материала гораздо меньше, чем у классических и модифицированных стеклоиономерных аналогов. Недавние исследования указывают на то, что уровень выделения ионов фтора компомерами по сравнению с модифицированными стеклоиономерными материалами, в 2-12 раз меньше в первые 5 дней наблюдения. Однако, уже на 6-ой день интенсивность выделения ионов фтора модифицированными стеклоиономерными материалами значительно снижается, и на 10-ый день они почти равна показателями компомеров. Тем не менее не следует забывать, что еще одной важной способностью стеклоиономеров является их функция «перезарядки» фтором. В одном из исследований было установлено, что после обработки компомерной реставрации 2% гелем натрия фторида, она была способна повторно выделять фтор на протяжении еще 30 дней, однако интенсивность фтор-релизинга при этом была значительно ниже, чем у модифицированных стеклоиономерных материалов после аналогичной «перезарядки».

Учитывая, что кальций также является структурным элементом, входящим в состав твердых тканей зубов, некоторые материалы, предоставляемые на рынке, характеризовались функций релизинга ионов именно этого химического элемента. Частицы кальция фторида уже и раньше использовались для укрепления структуры экспериментальных композитов. Данные материалы доказали свою эффективность с точки зрения длительного выделения ионов фтора и улучшенных механических свойств, однако их широкое применение ограничено изменениями уровней их опаковости, ассоциированных с модификациями состава. Еще одним экспериментальным наполнителем композитных материалов является кальций фосфат. Изначально размер таковых частиц в структуре композита составлял от 1 до 55 мкм. В лабораторных условиях данные материалы действительно демонстрировали уникальные возможности релизинга ионов кальция и фосфатов, а также способствовали реминерализации твердых тканей зубов, однако их механические характеристики при этом были недостаточно подходящими для реставрации дентина и эмали. Недавние разработки позволили добиться размера кальций фосфатных частиц наполнителя в районе 100 нм, что, в свою очередь, способствовало нормализации механических свойств экспериментальных композитов, при этом не уменьшая их способности к реминерализации окружающих тканей зуба.

На рынке представлено несколько композитных материалов, которые, по данным производителей, характеризуются функцией высвобождения ионов кальция. Такими, например, являются Predicta Bioactive Bulk (Parkell) и Activa BioActive-Restorative (Pulpdent), которые можно считать модифицированными компомерами, поскольку их полимерная матрица преимущественно состоит из метакрилата двойного отверждения и поликислотных мономеров. Было доказано, что механические свойства Activa BioActive-Restorative аналогичны эталонным композитным материалам. Еще одним доступным на рынке биоактивным материалом является Cention N (Ivoclar Vivadent), который содержит метакрилатные мономеры, а также наполнители из кальция фторсиликата. Ранее было установлено, что все вышеупомянутые материалы характеризуются определенными уровнями выделения ионов кальция и фтора, при этом Cention N также характеризовался способностью ингибировать процесс деминерализации, что было изучено в лабораторных условиях.

Осаждение гидроксиапатита

Еще один из эффектов биоактивных материалов предусматривает формирование условий для преципитации гидроксиапатитов на их поверхности. Такие материалы, как Predicta Bioactive Bulk, Activa BioActive-Restorative и Cention N демонстрируют возможности для «наращивания» на их поверхности слоя гидроксиапатита, вопрос лишь состоит в том, какова клиническая применимость такого феномена? Материал Doxadent (Doxa), содержащий кальций алюминат, также характеризуется определенными биоактивными возможностями. В лабораторных условиях было доказано, что поверхность данного материала может тесно адаптироваться к структуре зуба. Такой эффект очевидно был получен за счет преципитации апатита. В другом эксперименте проводили реставрацию премоляров посредством материала Doxadent, после чего удаляли их по ортодонтическим показаниями, и изучали на предмет адаптации материала к дентину зуба. В ходе исследования удалось установить, что уровень адаптации материала к дентину значительно выше, чем у используемого для сравнения композита, однако он значительно уменьшается в проекции эмали. Недостатками материала Doxadent также являлась высокая распространённость сколов как самого материала, так и зубов после восстановления.

Учитывая возможности преципитации гидроксиапатита, некоторые биологические активные материалы изучались на предмет возможности их применения без использования адгезива. В ходе исследования материала Activa BioActive-Restor, используемого без бондингового агента с целью реставрации зубов на протяжении 1 года, было установлено, что уровень неуспешных клинических результатов является неприемлемым и достигает почти 24,1%. При 2-летнем изучении функционирования реставраций, выполненных из материала Cention N, было установлено, что уровень маргинальных дисколораций в случаях использования адгезива был значительно ниже, чем при восстановлении зубов без применения бонда. При этом также было доказано, что нанесение бонда значительно снижает уровень релизинга ионов фтора из компомерных материалов, однако полностью не блокирует данную их функцию. Следовательно, адгезив более целесообразно использовать с такими биоактивными материала, как Activa BioActive-Restorative и Predicta Bioactive Bulk.

Новые концепции в разработке биоактивных реставрационных материалов

Новые концепции применения биоактивных реставрационных материалов продолжают активно развиваться. Так, было установлено, что материал Cention N является основой по своим химическим характеристикам, следовательно, он может повышать локальный уровень рН среды. Высокие показатели рН, в свою очередь, способствуют реминерализации зуба и характеризуются определенным бактериостатическим эффектом. Некоторые новые представители композитов были модифицированы за счет четвертичных аммониевых соединений (QAC). Электрический заряд последних негативно влияет на формирование бактериальной биопленки. Еще одни материалы были усовершенствованы за счет введения в их состав аддитивов поли(амидоамина) (PAMAM), которые представляют собой полимеры, формирующие центры для преципитации гидроксиапатита. PAMAM связываются с коллагеном в деминерализованной структуре зуба и способствуют миграции в проблемную область ионов кальция и фосфатов.

Клиническое применение

Реставрационный материал Predicta Bioactive Bulk может использоваться для восстановления сколотых амальгамных реставраций в области первых моляров нижней челюсти (фото 1). В ходе обработки зуба применяли технику селективного протравливания, после чего на зуб наносили универсальный адгезив (фот 2). Predicta Bioactive Bulk представляет собой материал для объемного внесения с двойным механизмом полимеризации. Материал вносили через шприц, начиная с самого дна полости по II классу (фото 3). После внесения нужно подождать 1 минуту для начала химической стадии полимеризации (фото 4). После этого материал можно полимеризировать. Принцип ожидания перед световой полимеризаций обоснован тем, что вектор химической полимеризации в ходе развития таковой направлен ко дну полости, следовательно, нужно подождать 1 минуту, чтобы материал начал полимеризироваться в необходимом направлении. После выполнения реставрации провели ее окклюзионную коррекцию и полировку (фото 5).

Фото 1. Вид сколотой амальгамной пломбы.

Фото 2. Вид отпрепарированной полости.

Фото 3. Внесение материала Predicta Bioactive.

Фото 4. Вид внесенной порции материала перед световой полимеризацией.

Фото 5. Вид реставрации после полимеризации, окклюзионной коррекции и полировки.

Выводы

Новый класс биоактивных материалов отличается способностями выделять ионы кальция и формировать условия для преципитации гидроксиапатита на своей поверхности. Наличие данных эффектов позитивно влияет на профилактику развития вторичного кариеса. Вопрос о взаимодействии адгезивов и данных типов материалов остается предметом изучения, поскольку очевидно, что бонд может ограничивать биоактивные свойства компомеров, однако с другой стороны, он позитивно влияет на прогноз их функционирования. Потенциальные клинические преимущества биоактивных материалов требуют дальнейшей аргументации с получением дополнительных доказательств для широкого их внедрения в клиническую практику врача-стоматолога.

Автор: Nathaniel Lawson, DMD, PhD

Статьи от брендов

0 комментариев