Стеклоиономерный цемент ( СИЦ ) — это стоматологический реставрационный материал, используемый в стоматологии в качестве пломбировочного материала и цемента для фиксации , [1] в том числе для крепления ортодонтических брекетов. [2] Стеклоиономерные цементы основаны на реакции силикатного стеклянного порошка (кальцийалюмофторсиликатного стекла [3] ) и полиакриловой кислоты , иономера . Иногда вместо кислоты используют воду, [2] изменяя свойства материала и его применение. [4] Эта реакция производит порошкообразный цемент из стеклянных частиц, окруженных матрицей фторидных элементов, и известен химически как полиалкеноат стекла. [5] Существуют и другие формы подобных реакций, которые могут иметь место, например, при использовании водного раствора акрилового/ итаконового сополимера с винной кислотой это приводит к образованию стеклоиономера в жидкой форме. Водный раствор полимера малеиновой кислоты или малеинового/акрилового сополимера с винной кислотой также может быть использован для образования стеклоиономера в жидкой форме. Винная кислота играет важную роль в контроле характеристик схватывания материала. [5] Гибриды на основе стеклоиономера включают другой стоматологический материал , например, модифицированные смолой стеклоиономерные цементы (RMGIC) и компомеры (или модифицированные композиты). [5]
Неразрушающее рассеяние нейтронов показало, что реакции установки GIC являются немонотонными, а конечная вязкость разрушения определяется изменением атомного сцепления, флуктуирующими конфигурациями интерфейса и динамикой интерфейсного терагерцового (ТГц) диапазона. [6]
Он включен в список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения . [7]
Стеклоиономерный цемент в основном используется для профилактики кариеса зубов . Этот стоматологический материал обладает хорошими адгезивными свойствами связи со структурой зуба, [8] что позволяет ему образовывать плотное уплотнение между внутренними структурами зуба и окружающей средой. Кариес зубов вызван бактериальной выработкой кислоты во время их метаболических действий. Кислота, образующаяся в результате этого метаболизма, приводит к разрушению зубной эмали и последующих внутренних структур зуба, если заболевание не лечится стоматологом или если кариозное поражение не останавливается и/или эмаль сама по себе реминерализуется. Стеклоиономерные цементы действуют как герметики , когда в зубе возникают ямки и трещины, и выделяют фторид, предотвращая дальнейшую деминерализацию эмали и способствуя реминерализации . Фторид также может препятствовать росту бактерий, подавляя их метаболизм потребляемых сахаров в рационе. Он делает это, подавляя различные метаболические ферменты внутри бактерий. Это приводит к снижению кислоты, вырабатываемой во время переваривания пищи бактериями, предотвращая дальнейшее падение pH и, следовательно, предотвращая кариес. [ необходима ссылка ]
Имеются данные, что при использовании герметиков только у 6% людей в течение 2 лет развивается кариес зубов, по сравнению с 40% людей, не использующих герметик. [9] Тем не менее, рекомендуется применять фтористый лак вместе со стеклоиономерными герметиками на практике для дальнейшего снижения риска вторичного кариеса зубов. [10]
Добавление смолы к стеклоиономерам значительно улучшает их, позволяя легче смешивать и размещать их. [3] Стеклоиономеры, модифицированные смолой, допускают равное или более высокое высвобождение фторида, и есть данные о более высоком удерживании, более высокой прочности и более низкой растворимости. [3] Стеклоиономеры на основе смолы имеют две реакции схватывания: кислотно-щелочное схватывание и свободно-радикальную полимеризацию . Свободно-радикальная полимеризация является преобладающим режимом схватывания, так как она происходит быстрее, чем кислотно-щелочной режим. Только материал, должным образом активированный светом, будет оптимально отвержден . Наличие смолы защищает цемент от загрязнения водой. Из-за сокращенного рабочего времени рекомендуется, чтобы размещение и формование материала происходило как можно скорее после смешивания. [5]
Дентальные герметики были впервые введены в качестве части профилактической программы в конце 1960-х годов в ответ на участившиеся случаи образования ямок и трещин на окклюзионных поверхностях из-за кариеса. [9] Это привело к появлению в 1972 году стеклоиономерных цементов Уилсоном и Кентом как производных силикатных цементов и поликарбоксилатных цементов. [5] Стеклоиономерные цементы объединили в себе свойства выделения фтора силикатных цементов с адгезивными свойствами поликарбоксилатных цементов. [4] Это включение позволило материалу стать прочнее, менее растворимым и более прозрачным (и, следовательно, более эстетичным), чем его предшественники. [5]
Стеклоиономерные цементы изначально предназначались для эстетической реставрации передних зубов и были рекомендованы для восстановления полостей III и V классов. [8] В настоящее время в состав материала были внесены дальнейшие изменения с целью улучшения свойств. Например, добавление металлических или смоляных частиц в герметик является предпочтительным из-за более длительного рабочего времени и меньшей чувствительности материала к влаге во время застывания. [8]
Когда впервые были использованы стеклоиономерные цементы, они в основном применялись для восстановления абразивных/эрозионных поражений и в качестве фиксирующего средства для коронок и мостовидных реконструкций. Однако теперь это распространилось на окклюзионные реставрации в молочных зубах, восстановление проксимальных поражений и оснований полостей и подкладок. [4] Это стало возможным благодаря постоянно растущему количеству новых формул стеклоиономерных цементов.
Один из первых коммерчески успешных GIC, использующий стекло G338 и разработанный Уилсоном и Кентом, служил в качестве ненесущих нагрузку реставрационных материалов. Однако это стекло привело к тому, что цемент был слишком хрупким для использования в несущих нагрузку приложениях, таких как в коренных зубах. Было показано, что свойства G338 связаны с его фазовым составом, в частности, взаимодействием между его тремя аморфными фазами Ca/Na-Al-Si-O, Ca-Al-F и Ca-POF, что было охарактеризовано механическими испытаниями, дифференциальной сканирующей калориметрией (DSC) и рентгеновской дифракцией (XRD), [11] , а также квантово-химическим моделированием и моделированием молекулярной динамики ab initio . [12]
При сравнении двух герметиков для зубов всегда возникало противоречие относительно того, какой материал более эффективен в снижении кариеса. Поэтому существуют претензии против замены герметиков на основе смолы, нынешнего золотого стандарта, на стеклоиономерные. [13] [14] [15]
Считается, что стеклоиономерные герметики предотвращают кариес за счет постоянного выделения фторида в течение длительного периода, а фиссуры более устойчивы к деминерализации, даже после видимой потери герметизирующего материала [9] . Однако системный обзор не выявил никакой разницы в развитии кариеса при использовании СИЦ в качестве материала для герметизации фиссур по сравнению с обычными герметиками на основе смолы. Кроме того, он имеет меньшую ретенцию в структуре зуба, чем герметики на основе смолы. [16]
Эти герметики обладают гидрофильными свойствами, что позволяет им быть альтернативой гидрофобной смоле в обычно влажной полости рта. Герметики на основе смолы легко разрушаются при загрязнении слюной.
Они химически связываются как с эмалью, так и с дентином и не обязательно требуют подготовки/механической ретенции и поэтому могут применяться без повреждения существующей структуры зуба. Это делает их идеальными во многих ситуациях, когда сохранение зуба является первостепенным, и с минимально инвазивными методами, особенно пломбами класса V, где есть большая площадь обнаженного дентина с только тонким кольцом эмали. Это часто приводит к более длительной ретенции и сроку службы, чем у композитных пломб класса V.
Они химически связываются с эмалью и дентином, оставляя меньший зазор для проникновения бактерий. Особенно в сочетании с фторидом диамина серебра это может остановить кариес и затвердить активный кариес и предотвратить дальнейшее повреждение.
Их можно устанавливать и полимеризовать вне клинических условий, для них не требуется полимеризационная лампа.
Химически отверждаемые стеклоиономерные цементы считаются безопасными в плане аллергических реакций, но сообщалось о нескольких случаях с материалами на основе смолы. Тем не менее, аллергические реакции очень редко связаны с обоими герметиками. [9]
Основным недостатком стеклоиономерных герметиков или цементов является недостаточное удержание или просто отсутствие прочности, вязкости и ограниченная износостойкость. [17] [18] Например, из-за его низкой скорости удержания необходимы периодические повторные обращения, даже через 6 месяцев, чтобы в конечном итоге заменить утраченный герметик. [9] [19] Для устранения физических недостатков стеклоиономерных цементов использовались различные методы, такие как термосветовое отверждение (полимеризация), [20] [21] или добавление циркония, гидроксиапатита, N-винилпирролидона, N-винилкапролактама и фторапатита для усиления стеклоиономерных цементов. [22]
Стеклоиономеры широко используются благодаря своим универсальным свойствам и простоте использования. Перед процедурами исходные материалы для стеклоиономеров поставляются в виде порошка и жидкости или порошка, смешанного с водой. Эти материалы можно смешивать и инкапсулировать. [23]
Подготовка материала должна включать в себя следование инструкциям производителя. Для смешивания сырья можно использовать бумажный блокнот или прохладную сухую стеклянную пластину, хотя важно отметить, что использование стеклянной пластины замедлит реакцию и, следовательно, увеличит рабочее время. [23] Сырье в жидкой и порошкообразной форме не следует наносить на выбранную поверхность до тех пор, пока смесь не потребуется в клинической процедуре, для которой используется стеклоиономер, поскольку длительное воздействие атмосферы может повлиять на соотношение химикатов в жидкости. На этапе смешивания следует использовать шпатель для быстрого включения порошка в жидкость в течение 45–60 секунд в зависимости от инструкций производителя и отдельных продуктов. [24]
После смешивания с образованием пасты происходит кислотно-щелочная реакция, которая позволяет комплексу стеклоиономера затвердеть в течение определенного периода времени, и эта реакция включает четыре перекрывающихся этапа:
Важно отметить, что стеклоиономеры имеют длительное время затвердевания и нуждаются в защите от воздействия среды полости рта, чтобы свести к минимуму помехи растворению и предотвратить загрязнение. [25]
Тип применения стеклоиономеров зависит от консистенции цемента, поскольку различные уровни вязкости от очень высокой до низкой могут определять, будет ли цемент использоваться в качестве фиксирующего средства, клея для ортодонтических брекетов, герметика для ямок и фиссур, подкладок и оснований, наращивания культи зуба или промежуточных реставраций. [23]
Различные клинические применения стеклоиономерных соединений в качестве реставрационных материалов включают:
Все GIC содержат базовое стекло и кислотную полимерную жидкость, которая затвердевает в результате кислотно-щелочной реакции. Полимер является иономером , содержащим небольшую долю — около 5–10 % — замещенных ионных групп. Это позволяет ему быть кислотно-разлагаемым и легко затвердевать в клинических условиях. [ необходима цитата ]
Стеклянный наполнитель обычно представляет собой порошок кальцийалюмофторсиликата , который при реакции с полиалкеновой кислотой дает остаток полиалкеноата стекла, застывший в ионизированной поликарбоксилатной матрице. [ необходима цитата ]
Реакция кислотно-щелочного схватывания начинается со смешивания компонентов. Первая фаза реакции включает растворение. Кислота начинает воздействовать на поверхность стеклянных частиц, а также на прилегающий зубной субстрат, тем самым осаждая их внешние слои, но также нейтрализуя себя. По мере повышения pH водного раствора полиакриловая кислота начинает ионизироваться и, становясь отрицательно заряженной, она создает градиент диффузии и помогает вытягивать катионы из стекла и дентина. Щелочность также заставляет полимеры диссоциировать, увеличивая вязкость водного раствора. [ необходима цитата ]
Вторая фаза — гелеобразование, где по мере того, как pH продолжает расти, а концентрация ионов в растворе увеличивается, достигается критическая точка, и нерастворимые полиакрилаты начинают выпадать в осадок. Эти полианионы имеют карбоксилатные группы, посредством которых катионы связывают их, особенно Ca2 + на этой ранней фазе, поскольку это наиболее легкодоступный ион, сшиваясь в цепи полиакрилата кальция, которые начинают формировать гелевую матрицу, что приводит к первоначальному твердому схватыванию в течение пяти минут. Сшивание, водородные связи и физическое запутывание цепей отвечают за гелеобразование. Во время этой фазы GIC все еще уязвим и должен быть защищен от влаги. Если происходит загрязнение, цепи будут деградировать, и GIC потеряет свою прочность и оптические свойства. И наоборот, ранняя дегидратация приведет к растрескиванию цемента и сделает поверхность пористой. [ необходима цитата ]
В течение следующих двадцати четырех часов происходит созревание. Менее стабильные цепи полиакрилата кальция постепенно заменяются полиакрилатом алюминия, что позволяет кальцию присоединиться к фториду и фосфату и диффундировать в зубной субстрат, образуя полисоли, которые постепенно гидратируются, образуя физически более прочную матрицу. [31]
Включение фторида задерживает реакцию, увеличивая рабочее время. Другие факторы — температура цемента и соотношение порошка и жидкости — больше порошка или тепла ускоряет реакцию. [ необходима цитата ]
GIC имеют хорошие адгезивные связи с зубными субстратами, уникально химически связываясь с дентином и, в меньшей степени, с эмалью. Во время первоначального растворения затрагиваются как стеклянные частицы, так и структура гидроксиапатита, и, таким образом, по мере буферизации кислоты матрица преобразуется, химически свариваясь вместе на границе в кальцийфосфатную полиалкеноатную связь. Кроме того, полимерные цепи включаются в оба, сплетая поперечные связи, а в дентине коллагеновые волокна также вносят свой вклад, как связываясь физически, так и образуя водородные связи с солевыми осадками GIC. Также существует микроретенция из-за пористости, возникающей в гидроксиапатите. [32]
Работы, использующие неразрушающее рассеяние нейтронов и терагерцовую (ТГц) спектроскопию, показали, что развивающаяся вязкость разрушения GIC во время установки связана с динамикой ТГц интерфейса, изменяющейся атомной когезией и флуктуирующими конфигурациями интерфейса. Установка GIC немонотонна, характеризуется резкими особенностями, включая точку соединения стекло-полимер, раннюю точку установки, где уменьшающаяся вязкость неожиданно восстанавливается, за которой следует ослабление интерфейсов под действием напряжения. Впоследствии вязкость асимптотически снижается до значений долгосрочного испытания на разрушение. [6]
Характер высвобождения фторида из стеклоиономерного цемента характеризуется первоначальным быстрым высвобождением значительных количеств фторида, за которым следует снижение скорости высвобождения с течением времени. [33] Первоначальный эффект «взрыва» фторида желателен для снижения жизнеспособности оставшихся бактерий во внутреннем кариозном дентине, следовательно, вызывая реминерализацию эмали или дентина. [33] Постоянное высвобождение фторида в течение последующих дней объясняется способностью фторида диффундировать через поры и трещины цемента. Таким образом, постоянное небольшое количество фторида, окружающего зубы, снижает деминерализацию тканей зуба. [33] Исследование Чау и соавторов показывает отрицательную корреляцию между кислотностью биопленки и высвобождением фторида СИЦ, [34] что позволяет предположить, что достаточное высвобождение фторида может снизить вирулентность кариесогенных биопленок . [35] Кроме того, Нго и соавторы. (2006) изучали взаимодействие между деминерализованным дентином и Fuji IX GP, который включает стекло, содержащее стронций , в отличие от более обычного стекла на основе кальция в других СИЦ. Было обнаружено, что значительное количество как ионов стронция, так и ионов фтора пересекает границу раздела в частично деминерализованный дентин, пораженный кариесом. [35] Это способствовало отложению минералов в этих областях, где уровни ионов кальция были низкими. Таким образом, это исследование поддерживает идею о том, что стеклоиономеры напрямую способствуют реминерализации кариозного дентина, при условии, что хорошее уплотнение достигается при тесном контакте между СИЦ и частично деминерализованным дентином. Это затем поднимает вопрос: «Является ли стеклоиономерный цемент подходящим материалом для постоянных реставраций?» из-за желаемых эффектов высвобождения фторида стеклоиономерным цементом.
Многочисленные исследования и обзоры были опубликованы относительно использования GIC при реставрации молочных зубов. Результаты систематического обзора и метаанализа показали, что обычные стеклоиономеры не рекомендуются для реставраций класса II в молочных молярах . [36] Этот материал показал плохую анатомическую форму и краевую целостность, и было показано, что композитные реставрации более успешны, чем GIC, когда можно было достичь хорошего контроля влажности. [36] Стеклоиономерные цементы, модифицированные смолой (RMGIC), были разработаны для преодоления ограничений обычного стеклоиономера в качестве реставрационного материала. Систематический обзор поддерживает использование RMGIC в полостях класса II небольшого и среднего размера, поскольку они способны выдерживать окклюзионные нагрузки на молочные моляры в течение как минимум одного года. [36] Благодаря их желаемому эффекту высвобождения фторида RMGIC можно рассматривать для реставраций класса I и класса II молочных моляров у популяции с высоким риском кариеса.
Что касается постоянных зубов, недостаточно доказательств в поддержку использования RMGIC в качестве долгосрочных реставраций постоянных зубов. Несмотря на небольшое количество рандомизированных контролируемых испытаний , обзор метаанализа Безерры и др. [2009] сообщил о значительно меньшем количестве кариозных поражений на краях стеклоиономерных реставраций постоянных зубов через шесть лет по сравнению с амальгамными реставрациями. [37] Кроме того, адгезивную способность и долговечность GIC с клинической точки зрения лучше всего изучать при восстановлении некариозных цервикальных поражений . Систематический обзор показывает, что GIC имеет более высокие показатели ретенции, чем композит из смолы в периоды наблюдения до 5 лет. [38] К сожалению, обзоры реставраций класса II постоянных зубов с использованием стеклоиономерного цемента немногочисленны и имеют высокую степень смещения или короткие периоды исследования. Тем не менее, исследование [39] [2003] прочности на сжатие и выделения фторида было проведено на 15 коммерческих фторид-выделяющих реставрационных материалах. Была обнаружена отрицательная линейная корреляция между прочностью на сжатие и выделением фторида ( r 2 =0,7741), т. е. реставрационные материалы с высоким выделением фторида имеют более низкие механические свойства. [39]
{{cite book}}: CS1 maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )