Стоматологические цементы используются лишь в небольших количествах, они являются, быть может, самым важным материалом в клинической стоматологии, т.к. применяются для цементирования непрямых конструкций, прокладок в кариозной полости для защиты пульпы, для фиксации штифтов, в качестве временных и постоянных пломбировочных материалов. Большинство цементов представляют собой системы порошок—жидкость.
В состав порошка цементов могут входить оксид цинка и стекло. В процессе производства их мелят и просеивают, размер частиц определяет толщину пленки цемента, что влияет на точность посадки и прилегание конструкций, образование краевых щелей и риск возникновения кариеса. Оксид цинка — единственный нерастворимый нетоксичный реактивный оксид, способный взаимодействовать с кислотой.
Для стеклоиономерных и поликарбоксилатных цементов важно строго придерживаться рекомендаций производителя по соотношению жидкости и порошка. Время замешивания также здесь играет важную роль — промедление может вызвать загустевание цемента и потерю его адгезивных свойств. Замешанный цемент должен быть достаточно жидким, чтобы увлажнить ткани зуба для образования микромеханической и химической связей.
Официальное название стеклоиономерных цементов (СИЦ), согласно ISO, — стеклополиал-кеноатные цементы, что указывает на их состав: кальцийфтора-люмосиликатное стекло (оксид кремния, оксид алюминия, фторид кальция, фосфат алюминия, соединение фторида натрия и алюминия) смешиваемое с полиакриловой кислотой. Для рентгеноконтрастности добавляют оксид цинка, бариевое стекло, стронций.
В настоящее время выделяют классические и упрочненные СИЦ. Классические — это самоотверждаемые СИЦ, в состав которых входит минеральный реактивный порошок и жидкость на основе полиакриловой кислоты.
Упрочненные СИЦ содержат добавки, увеличивающие прочность.
Отверждение классических полимерсодержащих цементов и металлосодержащих СИЦ происходит обычно за счет кислотно-основной реакции, т.е. все они самоотверждаемые.
СИЦ обеспечивают сохранение зубной структуры за счет ее реминерализации и при этом отвечают эстетическим параметрам. Они химически связываются со структурами зуба, благодаря ионообменным процессам длительно выделяют ионы фтора, а также кумулируют эти ионы из внешней среды.
Отрицательные качества СИЦ заключаются в невысокой механической прочности, шероховатости поверхности, длительности окончательного твердения.
В состав порошка полимерсодержащих СИЦ входят частички и волокна отвержденного полимера, а полимермодифицированный цемент содержит полимерные добавки, обеспечивающие свободно-радикальную реакцию полимеризации. В порошок цементов добавляются частички стекла, сплавленного с металлами, такими как золото, серебро и др., в металлосодержащих СИЦ — опилки металлов или порошок амальгамы.
Жидкость классических, полимерсодержащих, металлосодержащих СИЦ и цементов состоит из раствора полиакриловой кислоты, водного раствора кополимера акриловой и итаконовой (или малеиновой) кислот, для контроля реакции отверждения вводят небольшое количество тартароновой кислоты, которая активирует диссоциацию ионов из стекла. Некоторые цементы содержат кристаллы сухой полиакриловой кислоты в составе порошка, так как в жидкости она может загустевать и терять свои свойства, а в качестве жидкости используется вода или раствор тартароновой кислоты.
Жидкость полимермодифицированных СИЦ содержит 15— 25 % полимера (обычно гидрооксиэтилметакриловая кислота), а также менее 1 % полимеризуемых групп и фотоинициатора.
В процессе отверждения классического, полимерсодержащего и металлосодержащего СИЦ и цементов поверхность стеклянных частиц растворяется с высвобождением ионов кальция и алюминия, которые вступают затем во взаимодействие с полиакриловой кислотой, формируя кальциевые и алюминиевые полиакрилатные цепи. Кальциевые — формируются и подвержены гидратации. Алюминиевые — формируются позже и, будучи растворимыми, обеспечивают физические, прочностные свойства пломбы. Протекающая в этом случае кислотно-основная реакция ведет к диффузной адгезии частиц стекла к матрице. Полиакрилатные цепи создают пористое пространство, которое позволяет гидрооксид-ионам и ионам фтора мигрировать. Процесс отверждения относится к длительной реакции, которая продолжается как минимум 1 месяц, а возможно, и дольше.
Процесс отверждения полимермодифицированных СИЦ обеспечивает протекание двух реакций: кислотно-основной реакции нейтрализации и свободно-радикальной полимеризации акрилатов.
Полимеризация акрилатов может инициировать при смешивании компонентов (химическая активация), а также при разложении инициатора фотополимеризации под действием света (световая активация). Таким образом, полимермодифицированные СИЦ могут быть самоотверждаемыми (двойного отверждения) и тройного отверждения (фото и химическая инициация отверждения полимера и кислотно-основная реакция).
Соотношение жидкости и порошка меняет физические свойства СИЦ. Чем больше порошка, тем прочнее цемент, но при этом весь порошок должен быть увлажнен жидкостью.
Затвердевший СИЦ содержит частицы не прореагировавшего стекла, окруженные кремниевым гидрогелем и внедренные в полисолевую матрицу поперечно связанной полиакриловой кислоты. Эта структура рассматривается как пористая, способная свободно пропускать ионы малого размера, такие как гидрооксидные и ионы фтора. Структура содержит как связанную, так и свободную воду. На ранних стадиях затвердевания избыток воды может поглощаться кальциевыми полиакрилатными цепями. Однако их вымывание водой приводит к нарушению структуры цемента. При пересыхании цемента на этом этапе несвязанная вода испаряется, что также обуславливает нарушение структуры СИЦ.
В полимермодифицированных СИЦ на ранних этапах затвердевания миграция влаги блокируется, но дальнейшее развитие кислотно-основной реакции и созревание цемента не прекращаются.
Однако одно из важнейших свойств СИЦ заключается в их способности к химической адгезии к минерализированным тканям. Механизмы такой адгезии основаны на процессах диффузии и адсорбции. Адгезия инициируется при контакте полиакриловой кислоты цемента с твердыми тканями зуба. Фосфатные ионы замещаются на карбоксилатные группы полиакриловой кислоты, при этом каждый фосфатный ион захватывает ион кальция для поддержания нейтральности.
Таким образом, на границе зуба и пломбировочного материала образуется ионообменная химическая связь за счет кальций-фосфатполиакриловой кристаллической структуры. При достижении такой связи невозможно нарушить адгезивное соединение тканей зуба и цемента. Однако если реставрация все-таки отделяется от зуба, значит есть когезивный отрыв в среде одного из них. Поскольку прочность на разрыв у СИЦ невысока, то ионообменный слой чаще остается прикрепленным к зубу.
Адгезия к органическим компонентам дентина может происходить также за счет водородной связи или образования металлических ионных мостиков между карбоксильными группами поликислоты и коллагеном дентина.
СИЦ обладают очень хорошей биосовместимостью. Доказано, что зубной налет на поверхности пломбы из СИЦ не формируется, а это значит, что окружающие мягкие ткани не подвергаются воспалению. Наиболее патогенный микроорганизм Str. mutans не может развиваться в присутствии ионов фтора. Реакция пульпы на СИЦ обычно благоприятная, хотя может быть незначительная воспалительная реакция, которая полностью исчезает через 10—20 дней. Прокладка под СИЦ не требуется, исключение может быть сделано при локализации дефекта в проекции пульпы, над которой менее 1 мм дентина.
СИЦ выпускают для ручного замешивания в виде системы порошок—жидкость или для автосмешивания в специальных капсулах при помощи прибора амальгаматора.
В капсулированных СИЦ пропорция устанавливается производителем и не зависит от врача.
Вносить материал в полость зуба после замешивания нужно достаточно быстро. Потеря эластичности или блеска цементной массы служат признаками непригодности для использования.
При ручном смешивании необходимо строгое соотношение порошка и жидкости, определенное производителем. Внимание должно быть уделено как возможности поглощения воды, так и ее потери. При замешивании цемента главной задачей является не растворение порошка в жидкости, что достигается при перетирании, а смачивание частичек порошка жидкостью, так как физические свойства цемента будут зависеть от количества нерастворенного стекла. После первичного затвердевания поверхность пломбы из классического СИЦ рекомендуется защитить полимерным лаком или адгезивной системой для предотвращения впитывания влаги.
Образцы СИЦ дают усадку около 3 %, если соблюдены правила замешивания и сохранен водный баланс, однако на практике, учитывая длительность реакции отверждения, а также развитие адгезии к стенкам полости посредством образования ионообменной связи, усадка практически нивелируется.
Выделение ионов фтора также служит важнейшей характеристикой СИЦ. Эта способность проявляется в течение всего срока ее существования, хотя несколько снижается через 2—3 месяца и может продолжаться как минимум 8 лет.
Обработка реставраций из СИЦ должна проводиться на следующий день и под обильным водяным орошением. Полимер-модифицированные СИЦ можно обрабатывать сразу после первичной полимеризации, но открытые поверхности лучше затем покрыть изолирующим веществом.
Классификация Блека по локализации кариозного процесса:
1-й класс – кариозные полости в области естественных фиссур моляров и премоляров, а также в слепых ямках резцов и моляров;
2-й класс – кариозные полости, расположенные на контактных поверхностях моляров и премоляров;
3-й класс – полости, расположенные на контактных поверхностях резцов и клыков без нарушения целостности режущего края;
4-й класс — полости, расположенные на контактных поверхностях резцов и клыков с нарушением целостности угла и режущего края коронки;
5-й класс – полости, расположенные в пришеечных областях всех групп зубов.
Выделяют три типа СИЦ по назначению: для цементирования (1); реставрационный (2); для прокладок (3) — линейных и базисных. СИЦ типа 2 разделяются, в свою очередь, на подтипы: 2.1 — реставрационный эстетический и 2.2 — реставрационный упрочненный.
Достоинствами СИЦ типа 2.1 являются:
— очень тонкая пленка цемента;
— хорошая текучесть;
— прочность на разрыв и устойчивость к истиранию, равная таковым у цинк-фосфатного цемента;
— длительное постоянное выделение фтора;
— высокая биосовместимость.
Недостатки:
— невозможность использования в качестве ретенционного материала в силу недостаточной прочности на разрыв;
— очень низкое значение рН свежезамешанного цемента — нельзя снимать смазанный слой перед цементированием путем травления или кондиционирования;
— растворение под влиянием ротовой жидкости — конструкция должна прилегать плотно;
— необходимость четкого соблюдения пропорций при замешивании.
Достоинствами СИЦ подтипа 2.2 являются:
— эстетичность и прозрачность;
— прочность при использовании по показаниям;
— наличие химической ионообменной связи с тканями зуба, что полностью исключает образование микрощелей;
— долговременное выделение фтора;
— плотное краевое прилегание даже в труднодоступных местах;
— возможность некоторых видов паковаться в полость. Недостатки:
— необходимость четкого соблюдения пропорций при замешивании;
— открытые участки пломбы необходимо покрывать изолирующими лаками или адгезивными системами;
— на участки дентина, находящиеся на расстоянии менее 1 мм от пульпы, рекомендуется накладывать лечебную или изолирующую прокладку;
— шлифование и полирование проводят в следующее посещение под водным орошением;
— физические характеристики заведомо слабее, чем у композитов, компомеров, амальгамы;
— восстановление культи под протезирование допускается только при наличии более 1/2 коронки зуба с плотным дентином;
— включение металлов усиливает лишь абразивную устойчивость, остальные параметры (адгезия, прочность на разрыв и др.) ослабевают.
Достоинствами СИЦ 3 типа являются:
— хорошая биосовместимость; — герметизация дна полости;
— долговременное выделение фтора;
— возможность применения как в виде линейных, так и в виде базовых прокладок;
— уменьшение усадки при работе техникой «сэндвич»;
— удобная консистенция для внесения. Недостатки:
— прокладки должны быть покрыты постоянным пломбировочным материалом;
— плохая адгезия к ним других пломбировочных материалов.
Сочетание использования композитов и стеклоиономеров привело к появлению «сэндвич»-техники.
Технология «сэндвич» — это восстановление контуров дентина с использованием стеклоиономера или опака. «Сэндвич»-техника появилась в арсенале современных стоматологов недавно как альтернатива реставраций, полностью состоящих из композиционных пломбировочных материалов.