Стеклоиономеры для прямых реставраций

06.05.19 06 мая 2019 1

Производители:

3M, GC

Сейчас клиницисты имеют возможность использовать три основных вида материалов для выполнения реставраций: амальгаму, композиты и стеклоиономерные цементы (СИЦ). Учитывая свойства амальгамы, применять ее в качестве материала для реставраций в фронтальных участках эстетически недопустимо. Даже в области дистальных зубов применение амальгамы для восстановления кариозных полостей с каждым годом снижается, ведь стоматологическое лечение – это не только реабилитация функции, но еще и достижение определенного уровня эстетики. Таким образом, в качестве материалов выбора остаются лишь композиты и СИЦ.

Стеклоиономеры для прямых реставраций

Большинство современных материалов состоят из смеси диметикрилатных мономеров, которые поддаются полимеризации, и усилены силикатными наполнителями. Впервые такую технологию представил миру Bowen, который в 1962 году в ходе химической реакции синтезировал продукт из глицидил метакрилата и бисфенола А, который мы называем bis-GMA. Еще одним переломным моментом в развитии композитов было открытие фотоинициаторов, чувствительных к действию видимого и ультрафиолетового цвета. Таким образом, эти материалы стали универсальными как для реставраций в фронтальных, так и в дистальных участках разных классов по Блэку, благодаря своей биосовместимости, резистентности, нерастворимости и вариативности по оттенку.

Однако, несмотря на почти 50-летние продолжающиеся модификации и усовершенствования, нерешенными остаются две основные проблемы композитов: во-первых, объемная усадка в ходе полимеризации, которая провоцирует развитие напряжений на интерфейсе соединения с зубом; во-вторых, невозможность формирования нерастворимой и надежной связи между композитом и тканями зуба, которая на данном периоде развития обеспечивается за счет промежуточного слоя цемента. Конечно, эти факторы не перечеркивают успешность композитных реставраций в целом, однако требуют реализации определенных клинических техник и обеспечения соответствующих условий, дабы пломбы функционировали долго и надежно.

Стеклоиономерный цемент впервые был представлен в 1972 году разработчиками Wilson и Kent. Авторы описали данный материал, как таковой в структуре которого проходит кислотно-щелочная реакция между выщелачиваемыми ионами силикатного стекла и водным раствором полиакриловой кислоты. Они и предположили возможность применения данного материала в стоматологической практике. С того времени СИЦ применяются в стоматологии, как: 1) прокладки или лайнеры под прямыми или непрямыми реставрациями; 2) материалы для формирования культи зуба; 3) цементы для фиксации непрямых реставраций.

Также возможно использование СИЦ в качестве материалов для прямых реставраций, однако такое их применение почему-то не стало широко приемлемым. Все это, очевидно, обусловлено такими недостатками СИЦ, как их высокая опаковость, хрупкость, шероховатость поверхности, высокий уровень истираемости и длительное время отверждения. Однако, с другой стороны, указанные экономически выгодные биосовместимые материалы характеризуются и рядом уникальных преимуществ, которые делают их приемлемыми для полноконтурных или сэндвич/гибридных реставраций. Например, СИЦ являются гидрофильными и химически очень хорошо связываются как с эмалью, так и с дентином зуба, они могут выделять фтор на протяжении довольно длительного периода времени, и, несмотря на общепринятое мнение, они характеризуются довольно низким уровнем растворимости, если их покрыть защитным лаком и дать возможность полностью заполимеризоваться. Имеющиеся на сегодня усовершенствования СИЦ сделали их еще более надежными и эстетичными, а также достаточно простыми в клиническом использовании. Поэтому в данной статье мы поговорим о всех преимуществах СИЦ и обсудим ситуации, в которых данные материалы функционируют на уровне, или даже лучше, чем амальгама и композиты. Ведь несмотря на общепринятые недостатки композитов (полимеризационная усадка, необходимость формирования адгезивного интерфейса, гидрофобность, постоперативная чувствительность, отсутствие или низкий уровень выделения фтора), врачи продолжают их использовать даже в тех клинических ситуациях, в которых другие материалы-аналоги могли бы продемонстрировать гораздо более высокую прогнозированность. Цель данной статьи состоит в том, чтобы обсудить все имеющиеся преимущества СИЦ в таких клинических условиях, при которых другие материалы могут просто не справиться с поставленной задачей.


Выполнение реставраций техникой объемного внесения материала (bulk fill)

Существует множество причин, почему амальгама стала столь непопулярна в качестве материала для выполнения реставраций. Во-первых, данный материал не является эстетическим, во-вторых, требует расширения границ препарирования полости, и в-третьих, вопросом дискуссии остается аспект токсического влияния ртути, входящей в состав амальгамы. Не несмотря на это, во многих странах амальгама остаётся альтернативой композитным реставрациям, поскольку ею довольно просто манипулировать, она не чувствительна к влаге, а также она остается стабильна в своем размере после внесения в полость зуба. Хотя на самом деле амальгама характеризуется все же определёнными уровнями усадки и расширения во время манипуляции, однако данные вариации колебляться в диапазоне от ± 15 мкм / см до 20 мкм / см (при 37 ° C, при мониторинге через 5 минут после внесения и до 24 часов последующего наблюдения).

Такие изменения в размере являются весьма небольшими, что позволяет врачам использовать амальгаму для реставраций зубов техникой объемного внесения материала. По сути, если бы амальгама была белого цвета, то можно было бы решить огромное количество проблем в реставрационной стоматологии. Несмотря на то, что композиты превосходят амальгаму по многим параметрам, все же глубина их отверждения в ходе световой полимеризации остается ограниченной, что, в свою очередь, провоцирует необходимость послойного внесения композитных материалов для обеспечения их полной полимеризации в глубоких полостях. Даже самые новые композитные материалы для объемного внесения допустимо вносить слоями до 5 мм толщиной, а такая и большая глубина полостей 1 и 2 класса по Блэку отмечается довольно часто. Некоторые модифицированные техники реставрации предусматривают перекрытие 4 мм материала для объемного внесения 2 миллиметровым слоем гибридного композита, что также позволяет снизить уровень полимеризационной усадки при слишком высоких показателях С-фактора полости.

Несмотря на то, что общее мнение экспертов сошлось на том, что послойная техника внесения композитов позволяет частично решить проблему с полимеризационной усадкой, до сих пор не разработано унифицированных рекомендаций относительно того, какими именно должны быть эти послойные техники внесения реставрационного материала в полость зуба. Некоторые авторы рекомендуют «укладывать» горизонтальные слои материала, другие же - утверждают, что наплавление таких слоев должно быть косое, дабы не спровоцировать формирование единого «композитного мостика» между щечными и язычными буграми зуба. Особенно изощренные техники реставрации предполагают проводить стратификацию материала от периферии к центру, другие же – комбинировать этапы горизонтального и косого наслоения композитов. На самом деле, достаточно надежных доказательств, которые бы доказывали преимущество той или иной техники, попросту нет.

Самополимеризующиеся композиты (они же аутополимеризующиеся композиты) отличаются отсутствием такого параметра, как ограниченная глубина полимеризации, однако их отверждение происходит более медленно. Однако кинематика такой полимеризации тоже положительно влияет на прогноз функционирования выполненных ими реставраций. Но в таких случаях существует и большая проблема полимеризационной усадки, которая провоцирует развитие полимеризационных стрессов. Последние компрометируют силу связи композита на границе бондингового интерфейса. Это все, в конце концов, может привести к возникновению послеоперационной чувствительности, микроподтекания и развитию вторичного кариеса. Также самополимеризующиеся композиты характеризируются более низким уровнем конверсии по сравнению с композитами светового отверждения, что негативно сказывается на эксплуатационной способности таких реставраций, их резистентности к истиранию и компрометирует еще и ряд других физических характеристик.

Кроме того, самополимеризующиеся композиты после замешивания имеют ограниченное рабочее время, за которое врачу надо успеть их не только внести, но еще и отконтурировать. Ну и не стоит забывать, что химический состав самополимеризующихся аналогов требует наличия в их составе более высокого количества ароматических третичных аминов, которые, по данным предварительных исследований, провоцируют дисколорацию пломб с течением времени. Все вышеперечисленные причины ограничили широкую распространенность композитов на стоматологическом рынке, и в данное время их можно найти только в отдельных наиболее ходовых оттенках. Таким образом, использование композитов для выполнения реставраций объёмными порциями материала ограничено свойствами самого материала и геометрией сформированной полости.

Многие стоматологи думают, что СИЦ практически или же вообще не изменяются в размере в ходе процесса отверждения, однако это не совсем так. В ходе первичной полимеризации уровень усадки СИЦ достигает 2-13%. Однако, учитывая их специфическую более медленную кинематику процесса полимеризации, сравнительно низкий модуль эластичности, и тот тип химической связи, который возникает между СИЦ и стенками зуба, можно утверждать, что усадка СИЦ практически не провоцирует такого феномена как полимеризационный стресс, действующий на структуру зуба. Кроме того, дальнейшая абсорбция воды в структуре материала частично компенсирует их усадку, что способствует тому, что такая реставрация практически полностью стабилизируется в размерах через несколько дней после внесения. СИЦ модифицированные композитной смолой (СИЦМКС) характеризуется наличием в своем составе гидрофильного композитного компонента по типу гидроксиэтил метакрилата (НЕМА), что, в свою очередь, несколько увеличивает их уровень усадки. Однако, на самом деле количество НЕМА в таких материалах насколько мало (меньше 5%), что оно почти никак не влияет на общий механизм функционирования СИЦ. В любом случае, дальнейшая сорбция воды СИЦ-реставрацией после ее выполнения компенсирует сформировавшийся уровень усадки. Исходя из этого, можно утверждать, что СИЦ являются более эффективной альтернативой амальгаме и композитам относительно возможности восстановления полости зуба объемными порциями материала.

Кроме того, стеклоиономерные цементы являются еще и более резистентным к микроподтеканию по сравнению с композитными аналогами. Именно поэтому их рекомендуют использовать в качестве базового слоя при выполнении реставрации сэндвич-техникой. И хотя ни композиты, ни СИЦ не формируют идеального интерфейса соединения с тканями зуба, однако релизинг фтора со стороны цементов позволяет заполнить имеющиеся зазоры в этом соединении, что, в свою очередь, позволяет снизить риск развития вторичного кариеса. Также следует помнить, что матрица СИЦ представляет собой полиакрилатный гидрогель, в которым анионы фтора могут двигаться совершенно свободно, как в самой структуре материала, так и вне ее, таким образом, пломбы из СИЦ – это еще и «переходник перезарядки» микроэлементами. Для справедливости стоит упомянуть, что, например, компомеры также характеризуются высоким уровнем выделения фтора, но только вначале; как только полимерная матрица полностью затвердевает уровень фтор-релизинга практические нивелируется.

Ранее врачи аргументировали нежелание работать СИЦ при выполнении реставраций объемными порциями материала, их низкой резистентностью к сколам, значительной истираемостью в ходе функционирования и чрезмерной опаковостью. Несмотря на это, одноэтапно выполненные пломбы из СИЦ служат гораздо надежнее таких же аналогов из амальгамы или композита. В недавно проведенном исследовании не было отмечено никаких отличий в показателях выживаемости между СИЦ-реставрациями с восстановлением одной или нескольких поверхностей зуба и амальгамными аналогами при восстановлении дефектов молочных и постоянных зубов с обеспечением периода наблюдения в 4-6 лет.

10-летнее клиническое исследование высоковязких СИЦ, используемых для восстановления дефектов структуры дистальных зубов, установило, что уровень их выживаемости составлял 86,5% при реставрации одной поверхности зуба и 57,6% при реставрации нескольких поверхностей зуба. 2-летнее исследование подтвердило почти аналогичный уровень ретенции как пакуемых композитов, так и высоковязких СИЦ в условиях реставрации дефектов 1 и 2 классов по Блэку. На фото 1 вы можете увидеть реставрации полости 2 класса по Блэку, выполненную СИЦ-цементом, содержащим частицы серебра (Ketac Silver, 3M), которая профункционировала 26 лет. Совсем недавно было доказано, что применение специальных нанонаполненных светополимеризующихся лаков для покрытия поверхности высоковязких СИЦ (EQUIA Fil и EQUIA Coat, GC), значительно улучшает их физические свойства и увеличивает прогнозированный срок их успешного функционирования. Используемый для покрытия лак проникает в структуру СИЦ на 30-50 микрон и может находиться там на протяжении более 6 месяцев. При этом покрытие СИЦ-пломб защитным лаком можно проводить периодически, что значительно повышает их клинический прогноз. Таким образом, можно резюмировать, что применение СИЦ во многих клинических ситуациях для восстановления дефектов структуры зубов объемными порциями материала характеризуется более высоким уровнем эффективности по сравнению с использованием с той же целью обычных композитных материалов.

Фото 1. Вид реставрации второго премоляра из СИЦ, содержащего серебро, через 26 лет функционирования.


Адгезивная связь: композит против СИЦ

В современном понимании адгезивная связь обеспечивается частично за счет удаления минерализованных компонентов (кальций гидроксиапатита) из поверхностного слоя эмали и дентина, и формирования микропор, в которые инфильтрируется метакрилатная составляющая. Эмаль по своей структуре, независимо от глубины, является однородно сформированной структурой, и содержит очень мало органических составляющих. Не следует забывать, что эмаль являются самой минерализованной частью организма человека, состоящей на 96% по объему из неорганики, и лишь на 4% - из воды и коллагена. Кислотное протравливание эмали позволяет селективно удалить только незначительное количество неорганической составляющей и сформировать междупризменные пространства и поры, при этом не нарушая общей интактности эмали. Композит проникает в данные участки и частично окружает призмы за счет феномена капиллярности, что обеспечивает его надежную связь с эмалью. По своей структуре бондинг в структуре эмали является в большей мере микромеханическим, полноценных доказательств же о существовании химической связи на этих участках пока не получено. При этом адгезивная связь на границе с эмалью является крайне стабильной и продолжительной, однако, к сожалению, большинство кариозных полостей распространяются не только в структуре эмали, но и в глубине дентина. Последний крайне отличается от эмали, поскольку содержит значительно меньше неорганики (до 70% по объему) и значительно больше воды и коллагена (до 30% по объему).

В одной публикации даже было указано, что дентин состоит из лишь 50% неорганических веществ, 30% коллагена 1 типа и 20% коллагена 2 типа. При протравливании дентина удаляется почти вся неорганическая составляющая поверхности, обнажая структуру матрицы дентинных тубул. Эти коллагеновые волокна нужно инкапсулировать полимерной матрицей композита, чтобы минимизировать гидролитическое действие ротовой и дентинной жидкостей. При этом, протравленный дентин – это, по сути, 30% коллагена и 70% воды, а как известно для формирования гибридного слоя нужно ограничить действие воды на внесенный адгезив. Для достижения такого эффекта в структуру бонда вводят гидрофильные мономеры (по типу, гидроксиэтилметакрилата [HEMA] и 4-метакрилоксиэтилтримеллитовой кислоты [4-META]). Однако ключевым компонентом адгезива, который в наибольшей степени способствует прочности и долговечности бондинговой связи, является так называемый «сшивающий мономер», благодаря которому и формируются «сшитые» полимеры. Сшивающие мономеры имеют, по меньшей мере, две полимеризуемые группы и обычно представляют собой диметакрилаты (то bis-GMA, UDMA, TEGDMA). Они также являются гидрофобными и, проникают только в часть влажного деминерализованного дентина. Таким образом, часть гибридного слоя остается преимущественно состоящей из коллагена, частично инфильтрированного гидрофильными монометакрилатными мономерами. Из-за низкой плотности поперечных связей монометакрилаты по своей природе нестабильны в водной среде, что провоцирует деградацию данной фазы адгезивного интерфейса с течением времени при контакте с жидкостями в полости рта. При наличии интактного слоя эмали адгезивный интерфейс в данной области играет роль защитного барьера для бондинговой связи с дентином зуба. В противном случае, инкапсуляция коллагеновых волокон остается частичной, а инфильтрация поверхности дентина слоем адгезива – неполной.

Кроме нестабильности монометакрилатных мономеров в водной среде, существует еще и другой механизм деградации адгезивного интерфейса между композитом и дентином. Последний предполагает действие матричных металлпротеиназ (ММП), которые являются представителями класса цинк- и кальций-зависимых эндопептидаз, находящихся в минерализованной структуре дентина в ходе развития зуба. Предполагается, что высвобождение и последующая активация этих эндогенных ферментов происходит во время кислотного травления и адгезивной обработки дентина, и уже они являются ответственными за истончение и исчезновение коллагеновых фибрилл из не полностью инфильтрированного гибридного слоя дентина. Недавние исследования показали, что микропрочность соединения между композитом и дентином потенциально может снизиться до 32% всего за 6 месяцев. Еще одной проблемой адгезии с дентином является неоднородность его структуры на разной глубине. Анатомически известно, что дентинная тубула представляет собой обратный конус, основа которого направлена к пульпе, а окончание к дентиноэмалевой границе. Изменение ширины пространства дентинной тубулы уменьшается с приблизительно 3 мкм (в области пульпы) до приблизительно 0,6-0,8 мкм (на поверхности дентина). Используя эту информацию, Pashley подсчитал, что площадь дентинной тубулы в области эмалево-дентинной границы составляет ~ 1%, в области припульпарного дентина увеличивается до ~ 22%. Учитывая, что дентинная тубула заполнена жидкостью, которая на 95% состоит из воды, то можно резюмировать, что объем последней также варьирует на разной глубине зуба. Одним словом, чем глубже в зуб – тем больше жидкости на интерфейсе соединения с дентином, следовательно, сила бондинговой связи в таких условиях также уменьшается. Многие исследования подтвердили эту зависимость, установив, что адгезивная связь с дентином в его поверхностных слоях значительно более прочная, чем в глубоких. Эти же исследования, указывают на критическую важность формирования адекватного эмалевого бондингового интерфейса для обеспечения прогнозировано успешной эксплуатации композитной реставрации. В противном случае, при наличии лишь резидуального дентина, о надежной связи композитной пломбы со структурой зуба можно только мечтать.

В отношении связи с тканями зуба СИЦ во многом лучше обычных композитов, ведь, по сути, цементы характеризуются истинной самоадгезией к зубу без необходимости реализации какой-либо предварительной подготовки. И хотя сила такой связи составляет лишь около 25% характерной для композитов, все равно ее достаточно, чтобы обеспечить надлежащий прогноз реставрации. По сути, связь между зубом и СИЦ обеспечивается за счет двух механизмов. Первый – это истинно химическая ионная связь между карбоксильными группами полиалкеновой кислоты и кальцием в структуре гидроксиапатита дентина и эмали. Данное взаимодействие возникает независимо от глубины полости. Если же поверхность дентина все-таки обработать кислотой перед внесением СИЦ, то формируется второй механизм связи – микромеханический. Обработка поверхности дентина под СИЦ предусматривает лишь его очистку от смазанного слоя без обнажения дентинных канальцев. То есть, по сути, она несколько напоминает передагезивную обработку при использовании самопротравливаюшихся адгезивов, однако в случае последних смазанный слой включается в состав бондингового интерфейса, а в случаях СИЦ – смывается после обработки. Стоит также напомнить о разнице в молекулярной массе молекул мономеров-полимеров между композитами и СИЦ: в первом случае она колеблется в диапазоне 100-1000 единиц (кислотные гидрофильные мономеры), а во втором – в диапазоне 8000-15000 единиц (полимеры на основе поликарбоксила). Следовательно, всякий раз, когда в области отпрепарированной полости отсутствует полный контур эмали, а дно полости близко к пульпе, нужно хорошо задуматься над выбором между композитом и СИЦ.


Клинический случай 1

Клинический случай проиллюстрирован на фото 2-5, и был ранее опубликован автором в 2010 году. В данном случае использовалась клиническая техника применения материала EQUIA, который представляет собой высоковязкий СИЦ для объемного выполнения дефекта твердых тканей зуба. После нанесения материала он был обработан защитным лаком, что позволило пломбе успешно функционировать на протяжении 42 месяцев наблюдения. На фото 2 и 3 можно увидеть дефектные амальгамные пломбы, которые присутствовали у пациента до лечения и соответствовали 1 и 5 классу по Блэку. На фото 4 и 5 – вид СИЦ-реставраций через 42 месяца эксплуатации. Заметьте, что почти через 4 года после установки, пломбы были в отличном состоянии и оценивались критерием Alfa согласно шкале US Public Health Service (USPHS). Признаков чрезмерного износа, дисколорации, микроподтекания или вторичного кариеса зарегистрировать не удалось.

Фото 2. Окклюзионный вид дефектных реставраций 1 и 5 класса по Блэку в области моляра нижней челюсти.

Фото 3. Вестибулярный вид дефектных реставраций 1 и 5 класса по Блэку в области моляра нижней челюсти.

Фото 4. Окклюзионный вид СИЦ-реставраций из EQUIA в области моляра через 42 месяца функционирования.

Фото 5. Вестибулярный вид СИЦ-реставраций из EQUIA в области моляра через 42 месяца функционирования.


Клинический случай 2

Некариозные поражения тканей зуба, которые классифицируются как абфракции, являются довольно трудными для лечения, из-за чего именно на такой клинической модели удобно тестировать эффективность разных материалов и техник реставрации. Обычно такие патологии характеризуются поражением дентина как минимум на 50% глубины, из-за чего обеспечить надежный бондинг в подобных ситуациях довольно сложно. Этиология абфракций до сих пор не до конца установлена. Сначала предполагалось, что подобные поражения возникают вследствие неправильного использования зубной щетки. Однако исследования Grippo помогли установить, что на самом деле они могут развиваться из-за действия растягивающих и сжимающих сил, которые разрушают кристаллическую решетку структуры эмали и дентина. Это приводит к формированию эффекта кавитации структуры зуба. Подобные типы патологий обычно восстанавливаются композитными материалами с низким модулем упругости. Но учитывая глубину их поражения в дентине, вокруг реставраций абфракций часто регистрируются дисколорации и признаки вторичного кариеса. СИЦ также характеризуются низким модулем упругости и обеспечивают лучшую химическую связь с тканями зуба, из-за чего их можно рекомендовать для восстановления некариозных поражений эмали и дентина.

На фото 6-11 поражение 5 класса по Блэку было восстановлено посредством СИЦ методом объемного внесения материала. Несколько участков демонстрировало признаки вторичного кариеса (фото 6), из-за чего было принято решение восстановить их посредством материала EQUIA. В подобных случаях рекомендовано «освежать» поверхность дефекта при помощи бора, после чего проводить обработку поверхности слабой 20% полиакриловой кислотой (фото 7). Важно не проводить предварительную обработку поверхности зуба ортофосфорной кислотой или гелем, поскольку в подобных случаях из структуры дентина удаляются его минеральные составляющие, к которым должен химически «привязываться» СИЦ. После очистки полостей, провели внесения материала объемной порцией из шприца (фото 8). Для конденсации порции и контурирования применяли пластиковый инструмент. Среднее время отверждения СИЦ составляет 2 минуты 30 секунд, после чего пломбу можно начинать моделировать. После этого реставрацию покрыли нанонаполненым светополимеризирующимся лаком (фото 9-10). Финишная реставрация оказалась не только высокофункциональной, но и достаточно эстетической (фото 11).

Фото 6. Вид некариозных поражений до лечения.

Фото 7. Обработка полостей 20% раствором полиакриловой кислоты.

Фото 8. Заполнение полостей высоковязким СИЦ.

Фото 9. Обработка пломб из СИЦ защитным лаком.

Фото 10. Полимеризация нанесенного на пломбы из СИЦ защитного лака.

Фото 11. Финишный вид СИЦ-реставраций.


Выводы

При выполнении прямых реставраций врач, по сути, всегда может выбрать между двумя альтернативами: композитом и стеклоиономерным цементом. Композитные материалы доступны в самых разных оттенках и возможностях внесения, однако их клиническая успешность в отдельных специфических ситуациях продолжает оставаться предметом дискуссии. СИЦ же, как и композиты, также характеризуются значительной брендовой вариативностью, и, хотя их эстетические параметры или резистентность к истираю не такие высокие, как у композитных аналогов, однако им присущи другие не менее важные преимущества (размерная стабильность, выделение фтора, химическая связь с тканями зуба). Поэтому клиницисты должны рассматривать СИЦ как эффективную альтернативу композитам в отдельных клинических ситуациях при необходимости обеспечения надежной связи с дентином, с высоким индексом интенсивности кариеса, в случаях потребности восстановления полости объемными порциями материала, или в условиях дефицита эмалевого субстрата.

Автор: Mark L. Pitel, DMD

1 комментарий

Какие ещё СИЦ можете порекомендовать для использования?

Ответить 15 июня 2019, 12:10 15.06.19, 12:10