Пломбировочные органические материалы, применяемые в стоматологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра общей, биоорганической и фармацевтической химии

РЕФЕРАТ

«Пломбировочные органические материалы, применяемые в стоматологии»

Содержание

Введение

1. Появление органических пломбировочных материалов в стоматологии

2. Композиты и их разновидности

3. Цементы

Заключение

Список используемой литературы

Введение

На сегодняшний день стоматологические материалы, используемые для реставрации твердых тканей зубов, представлены несколькими классами: амальгамами, стеклоиономерными цементами, компомерами, композиционными материалами. Ведущую роль играют композиционные материалы. Широкое применение в клинической практике они получили в течение последних 20 лет благодаря достижениям в области материаловедения. Формирование новой концепции адгезивной подготовки тканей зуба перед пломбированием и совершенствование свойств самих композиционных материалов позволяют максимально сохранять здоровые ткани зуба, повысить эстетичность, долговечность и функциональность реставраций [2, 10, 11]. Ассортимент композиционных материалов, представленных на стоматологическом рынке, очень широкий. Материалы значительно различаются по своим физическим, химическим, рабочим свойствам, технике использования, что требует определенной подготовки стоматолога для эффективной работы с ними. Оптимальный выбор материала и методики работы с ним в зависимости от клинической ситуации будет способствовать повышению долговечности реставраций и предупреждению развития осложнений. Пломбирование - это процесс восстановления анатомической формы зуба с помощью стоматологических пломбировочных (реставрационных) материалов.

Цель пломбирования - воссоздание внешнего вида и функции зуба и предупреждение дальнейшего развития (рецидива) кариеса.

Пломбирование зубов как вид медицинской помощи зародилось в Европе в конце XV века. Тогда, в качестве пломбировочных материалов, использовали фольгу из металлов (золота, олова, свинца). Лишь в XIX веке материалы специально стали разрабатываться для пломбирования зубов. Одними из первых пломбировочных материалов были серебряная (1819-1826 гг.) и медная (1859 г.) амальгамы. В 70-е - 80-е годы XIX века были созданы и внедрены в практику минеральные (цинк-фосфатный и силикатный) цементы. Они прослужили стоматологам более ста лет.

Уже в XX веке (40-50-е гг.) ассортимент пломбировочных материалов пополнился сначала не наполненными полимерными композициями, а затем наполненными (композиционными) материалами. В 70-е гг. того же века появились первые полимерные цементы, превосходящие по своим свойствам минеральные аналоги. Процесс создания новых реставрационных материалов продолжается. По мере развития современных технологий в области медицинской физики, химии и биологии, выделилось особое направление - стоматологическое материаловедение, которое учитывает, как потребность стоматологов в материалах с особыми свойствами, так и возможности медицинской промышленности. Развитие этого направления поддерживается ведущими фирмами по производству стоматологической продукции всех развитых стран. Организуются специальные симпозиумы и научно-практические конференции, посвященные вопросам материаловедения. В последние годы в стоматологической практике в качестве основного конструкционного материала всё шире применяются полимеры и сополимеры.

1. Появление органических пломбировочных материалов в стоматологии

Стоматология - специальность на стыке медицины и ремесла. И химия для стоматологов - это «наше всё», как А.С. Пушкин для русской литературы. Мы не только используем достижения фармацевтики - классические лекарства, но и, как строители, ждем от химии помощи в нашей «стройке» - постановке пломб, запечатывании каналов, изготовлении коронок, отбеливании. Нам нужно, чтобы хорошо приклеилось, накрепко затвердело, не дало усадки. Стоматологи пристально следят за новыми разработками, буквально «из рук рвут» новые материалы, которые позволяют им получать все лучшие результаты. Пломбы. В этой области буквально за несколько десятилетий произошел переворот в технологиях. В начале ХХ в. для пломбирования зубов использовали в основном цементы: фосфатные, силикатные, поликарбоксильные. Брали раствор кислоты (обычно фосфорной) и смешивали с оксидами кальция и кремния или смесью оксидов и солей. Пломбы из этих цементов давали большую усадку, в результате чего быстро выпадали. Сейчас их используют все реже.

Широко были распространены амальгамные пломбы (серебряные). Амальгама - сплав металла с ртутью - обладает прочностью, влагоустойчивостью, но дает большую усадку, имеет плохую эстетику и нередко проявляет токсичность (при неправильной работе с ртутью). В 1950-х гг. появился новый вид пломбировочных материалов - ненаполненные акриловые пластмассы. При смешивании пасты, содержащей третичный амин, с катализаторной пастой, содержащей пероксид бензола, образуются радикалы, запускающие процесс полимеризации мономера - отвердение. Затем Р.Л. Бовен в 1962 г. синтезировал новый вид акрилового мономера - бисфенол-А-диглицидилметакрилат, отличающийся способностью очень прочно удерживать неорганические наполнители в матрице акриловой пластмассы.

В результате сополимеризации этого мономера с кварцем SiO₂, бариевым стеклом, фарфоровой мукой был создан новый вид пломбировочных материалов - композиты. Они отличались меньшей усадкой, хорошей эстетикой, высокими физико-механическими свойствами по сравнению с цементами. Но третичные амины в полости рта распадаются, и пломба из химического композита темнеет.

В дальнейшем были созданы материалы, полимеризующиеся под воздействием света. В качестве инициатора использовались светочувствительный камфорхинон и аминный активатор - N,N-диметиламиноэтилметакрилат.

Они образуют с дикетоном, активирующимся при поглощении света, комплекс. Этот комплекс затем распадается с образованием свободных радикалов. Радикалы вызывают полимеризацию пломбировочного материала. Такой подход имеет ряд преимуществ - неограниченное время формирования светокомпозита в полости зуба, гомогенность консистенции. Новый вид пломбировочного материала можно было наносить послойно и, используя разные цветовые оттенки, добиваться высокой эстетики реставрации. Однако прилипаемость (адгезия) и краевое прилегание к твердым тканям зуба были недостаточными. Усадка составляла 2-5%.

Для лучшей фиксации композитов было предложено кислотное травление эмали и созданы адгезивные связующие системы, осуществляющие прикрепление композита к зубу. При протравливании эмали 30-40%-м раствором фосфорной кислоты образуются поры глубиной 5-50 мкм. В эти поры затекает смола адгезива и связывает эмаль с композитом. Сила связки очень прочная - до 20 МПа.

Но ведь после высверливания кариозных масс полость зуба в основном состоит из дентина, а эмаль окружает ее по периметру. Значит, нужно добиваться связывания композита с дентином. И здесь начинаются трудности.

Рис. 1 Схема строения зуба (в разрезе)

Зуб состоит из дентина, эмали, пульпы. Пульпа (нерв) регулирует жизнедеятельность зуба, поступление в него веществ из ротовой жидкости. В пульпе около дентина располагаются нервные клетки - одонтобласты, от которых отходят длинные отростки в дентин по канальцам до эмали. Они-то и чувствуют боль, если в зубе есть дырка.

Как запечатать эти трубочки, не нарушая деятельности нервных клеток, чтобы не было боли после постановки пломбы? Как приклеить к влажному дентину пломбу?

Рис. 2 Фрагмент зуба с поврежденной эмалью: 1 - раскрытые дентинные канальцы; 2 - одонтобласты (нервные клетки); 3 - отростки одонтобластов

Химики разработали несколько поколений связывающих адгезивных систем. В результате последние поколения адгезивов содержат пентакрилатмонофосфат дипентаэритрита, имеющий в молекуле активные гидрофобные и гидрофильные группы.

Это позволяет ему активно соединяться как с ионами кальция гидроксиапатита эмали и дентина, так и с активными группами белка коллагена, содержащегося в дентине. Такое двойное химическое связывание наряду с затеканием адгезива в дентинные канальцы обеспечивает значительную силу прикрепления композита к дентину - 25-27 МПа.

В результате запечатываются дентинные канальцы, предотвращается попадание в пульпу токсичного мономера из композита. Для нас, стоматологов, это означает ускорение процесса постановки пломб (отпала необходимость делать изолирующие прокладки) и отсутствие болей после постановки пломбы. C использованием адгезивов были созданы вещества для снижения чувствительности зубов (оголенных шеек при парадонтозе и повышенной истираемости зубов).

Более того, при введении в адгезив фтора мы дополнительно минерализуем эмаль и дентин, укрепляя их. А при введении фтора в композиты (особенно в текучие) были получены герметики, которыми запечатывают бороздки в зубах. Такие герметики, постоянно выделяя фтор, оказывают длительное противокариесное действие.

Где же еще используется химия в стоматологии?

Да везде. При лечении корневых каналов главное не только механически его очистить, но и химически обеззаразить стенки канала, чтобы не допустить воспаления окружающей костной ткани. Поскольку каналы крайне редко бывают идеально ровными, а чаще всего похожи на корни дерева с его многочисленными мелкими корешочками, то убрать инфекцию из этих влажных тупичков крайне важно. Для этого мы используем антисептики - гипохлорид натрия, пероксид водорода.

Раньше часто, а теперь все реже используется мышьяковистая паста. Если у стоматолога времени было мало или обезболивание оказывалось недостаточным, то накладывался мышьяк. Мышьяковистый ангидрид As₂O₃ является сильным цитоплазматическим ядом и при контакте с пульпой вызывает ее деструкцию.

Есть пасты без мышьяка, они содержат параформальдегид, также вызывающий некроз тканей, но менее вредный для окружающей кости.

После обработки и высушивания корневого канала его надо загерметизировать. Большая часть герметиков для каналов имеет в своей основе гидроксид кальция, или полимер, или оксид цинка и эвгенол.

Использование любого цемента без уплотнения в канале гуттаперчей (резиновыми штифтами) приводит к быстрому рассасыванию цемента.

Многие, заглянув себе в рот, могут обнаружить розовые или багрово-красные зубы. Это наследство прошлых времен, когда врач не умел или не имел возможности удалить нерв целиком. А как-то надо было предупредить возможное воспаление кости вследствие невычищенного канала. Для этого использовалась резорцин-формалиновая смесь. Она накладывалась на устья каналов на несколько дней, и за это время резорцин мумифицировал остатки пульпы.

Перелечить такие каналы бывает крайне сложно, т.к. содержимое канала представляет собой стеклоподобную твердую массу. Розовое окрашивание приходится маскировать пломбами или коронками. Особенно если зуб видно при улыбке.

Для обесцвечивания розовой окраски часто используется отбеливание внутри зуба 30%-м раствором соединения пероксида водорода с карбамидом H₂NCONH₂*H₂O₂. Так же отбеливают темные зубы. Это - профессиональное отбеливание

2. Композиты и их разновидности

Разнообразие композиционных материалов требует от стоматолога владения терминологией в области материаловедения, что позволяет представить особенности современных материалов и обосновать их выбор. Композиционный материал -- термин, объединяющий разные группы материалов, предназначенных для восстановления твердых тканей зуба. Любой образец этого класса представляет собой комбинацию в определенных пропорциях основных (матрицы, неорганического наполнителя) и дополнительных компонентов.

Разные сочетания компонентов определяют физические, химические, биологические и рабочие свойства композиционного материала. Органическая матрица -- одна из основных частей композиционного материала, представленная гидрофобными метакрилатами и образующая его каркас, в котором распределены остальные компоненты. Гидрофобные метакрилаты -- это органические молекулы разных типов, размера и веса. Основную часть составляют высокомолекулярные метакрилаты большого веса -- Bis-GMA, UDMA, TEGDMA, EGDMA (и их модификации). Остальные молекулы представляют собой низкомолекулярные ди- и триметакрилаты, основной функцией которых является сшивка высокомолекулярных молекул в единое целое. Вид метакрилатов, используемых в композиционном материале, влияет на степень усадки, скорость и глубину полимеризации, цветостойкость, а также на стабильность материала.

Разновидности композитных пломбировочных матриалов:

Традиционные композиты -- класс пломбировочных материалов, включающий несколько групп, общим признаком которых является органическая матрица из высокомолекулярных метакрилатов. Разделение на группы связано с модификациями наполнителя, которые обеспечивают разные физические свойства и клинические области применения материалов.

Микрофильный композит -- композиционный материал, средний размер частиц наполнителя которого составляет 0,1-0,5 мкм.

Гибридный композит -- композиционный материал, средний размер частиц наполнителя которого -- 1-1,5 мкм.

Микрогибридный композит -- разновидность гибридного композиционного материала, средний размер частиц наполнителя которого -- 0,5-1 мкм.

Композит, модифицированный керамикой (керомер) -- разновидность композиционного материала, в состав наполнителя которого введены частицы керамической массы.

Композит, модифицированный стеклоиономером (гиомер) -- одна из последних модификаций композиционного материала, в состав которого внедрены частицы алюмофторсиликатного стекла -- основного компонента порошка стеклоиономерных цементов.

Нанокомпозит -- композиционный материал, у которого средний размер частиц около 0,5 мкм и до 20 % частиц наполнителя размером менее 0,1 мкм. Эти материалы характеризуются высокой наполненностью вследствие модификации органической матрицы низкомолекулярными метакрилатами с большим количеством свободных карбоксильных групп и уменьшения размера наполнителя.

Ормокер (органически модифицированная керамика) -- класс пломбировочных материалов с модифицированной матрицей, представляющей собой комбинацию цепочек из неорганической двуокиси кремния и метакрилатов, и керамическим наполнителем. Благодаря высокой наполненности и новой матрице для ормокеров характерны значительная плотность и низкая усадка. Большинство современных пломбировочных материалов представлены полимерами, наполненными неорганическими наполнителями на основе оксида кремния и оксида циркония. Содержание частиц неорганического наполнителя составляет около 60% от объема. Затвердевание материала - результат полимеризации. Фиксация пломбы к зубу обеспечивается стоматологическими адгезивами (клеями), обеспечивающими прочные соединения до 30 Мпа. На этапе подготовки полости к пломбированию проводится обработка 37% раствором фосфорной кислоты, растворяющей неорганику, после чего поверхность зуба становится пористой. Затем в образовавшиеся поры проникает адгезив, обеспечивая прочное соединение пломбировочного материала с зубом.

3. Цементы

В состав всех цементов входят органические вещества

Поликарбоксилатные цементы. Были разработаны в конце 1960-годов, как адгезионноспособныестоматологические цементы, в которых сочетаются прочностьфосфатных с биологической совместимостью ЦОЭЦ (предложил Смит). Представители ПКЦ: «Белокор» - Россия. Adgesor -Spofo-dental (Чехия) Состав: Порошок: ZnO- 50-56% Оксид магния -- от 1до 3% Оксид алюминия - от 10-40% (не во всех) Жидкость: 40% водный раствор полиакриловой кислоты. Или используется сополимер полиакриловой кислоты с другими органическими кислотами. Кислота может быть высушена в вакууме и добавлена в порошок, в этом случае жидкостью является дистиллированная вода. Выпускается также в капсулах. Реакция отверждения протекает с образованием поперечносшитой структуры полиакрилата цинка. Затвердевший цемент состоит из частиц непрореагировавшегооксида цинка, связанных вместе с этой аморфной гелеподобной матрицей.

Цинк-Фосфатные цементы: Порошок. Состав: окись цинка ZnO 75-90% окись магния MgO 5-13% окись кремния - 5-6% окись кальция - 4% окись алюминия - 0,03-1% Жидкость: водный раствор фосфорной кислоты, содержит до 64% остальное - Н3РО4 в ее состав также входят оксид цинка (0-9%), гидроксид алюминия (2-3%). Они необходимы для снижения скорости взаимодействия жидкости с порошком, что обеспечивает достаточное рабочее время. Реакция отверждения протекает с образованием аморфного фосфата цинка, который связывает вместе непрореагированный оксид цинка и другие компоненты цемента.

Силикатные цементы: (Силицин-2) Порошок: Состав: - алюмофтор-силикатное стекло - тонко измельченный SiO (29-47%) - окись алюминия (15-35%) - окись кальция до 14% - фторида до 15% Жидкость: водной раствор фосфорной кислоты с добавлением оксидов металлов. В процессе реакции между порошком и жидкостью образуется фосфатный гель (алюмосиликат - реакция затвердения изучена не полностью).

В настоящее время в зависимости от особенностей химического состава и механизма отверждения выделяют следующие группы стеклоиономерных цементов: 1. «классические» двухкомпонентные СИЦ химического отверждения (система «порошок/жидкость»). 2. двухкомпонентные аква-цементы химического отверждения (система «порошок/вода»). 3. гибридные СИЦ двойного отверждения. 4. гибридные СИЦ тройного отверждения. Классический» стеклоиономерный цемент представляет собой систему «порошок/жидкость». Порошок - кальций-алюмосиликатное стекло с добавлением фторидов (до 23%). Жидкость - раствор полимерных поликарбоновых кислот: полиакриловой, полиитаконовой и полималеиновой.

Отверждение цемента происходит за счет «стеклоиномерной реакции» поперечного сшивания молекул полимерных кислот ионами алюминия и кальция, экстрагированными из стекла. При этом формируется трехмерная пространственная структура полимера, а на поверхности непрореагировавших частиц стекла образуется оболочка из силакагеля. Окончательная структура отвердевшего цемента представляет собой частицы стекла, окруженные силикагелем и расположенные в полимерном матриксе из поперечно связанных поликарбоновых кислот.

В аква-цементах (т.е. замешиваемых на воде) порошок содержит алюмосиликатное стекло и лиофилизированную полиакриловую кислоту, жидкость - дистиллированная вода. При смешивании порошка с водой происходит растворение полиакриловой кислоты и начинается «классическая» стеклоиономерная реакция отверждения цемента. Гибридные стеклоиономерные цементы (резинцементы, или полимер-модифицированные цементы) созданы путем соединения «классического» стеклоиономера и полимерной смолы с образование прочных связей между полимерной и стеклоиономерной матрицами. Такая технология позволяет получить прочную, гомогенную цементную массу и новые механизмы отверждения.

Заключение

Современная стоматология - результат наукоемких технологий, в первую очередь в области химии. Знание органической химии, понимание химических процессов позволяет врачу разбираться в современных методиках лечения зубов, ориентироваться при выборе пломбировочных материалов и анестетиков, предлагать пациентам качественное, безопасное, биологически совместимое лечение.

пломбирование зуб цемент органический

Список литературы

1) В.Н. Ярыгин, “Биология”.

2) Л.С. Чернин, “Биохимия полости рта”.

3) Т.Г. Вознесенская, А.Б. Данилов, “Боль и обезболивание”.

4) Е.И. Гаврилов, “Стоматология”.

Размещено на Allbest.ru