Состав и процесс отверждения цинкоксидэвгенольного цемента.

Клинические материалы и их характеристика

Все пломбировочные материалы должны обладать следующими медикотехническими свойствами:

1) не растворяться в ротовой жидкости; 2) иметь высокую адгезию к тканям зуба, металлам, фарфору; 3) тепловой коэффициент расширения пломбировочного материала должен приближаться по своему значению к тепловому коэффициенту расширения естественного зуба; 4) отверждаться в присутствии воды или слюны; 5) обладать малой теплопроводностью, чтобы тепло горячей пищи не воздействовало на пульпу; 6) иметь минимальное водопоглощение; 7) не изменять. цвета со временем 8) после отверждения пломбировочный материал должен удовлетворять косметическим требованиям хорошо имитировать ткань зуба, не окрашивать ткани зуба, соответствовать по цвету и прозрачности эмали зуба 9) не оказывать химического воздействия на дентин зуба и вредного воздействия на пульпу; не вызывать раздражения мягких тканей полости рта и иметь рН, близкий к 7 во время и после схватывания; 10) сохранять постоянство объема и не деформироваться при твердении, что нарушает краевое прилегание; 11) хорошо противостоять истиранию; 12) обладать твердостью, близкой к твердости ткани зуба (эмали); 13) обладать необходимой пластичностью и отверждаться в полости зуба в течение 1530 минут.

Ни один из существующих пломбировочных материалов не обладает всеми этими качествами в равной степени. Поэтому правильный выбор материалов позволяет максимально использовать положительные и свести до минимума его отрицательные свойства.

Стоматологические цементы

Одними из основных материалов, применяемых в стоматологической практике, остаются цементы и являются, быть может, самым важным материалом в клинической стоматологии, так как. они широко используются в качестве постоянных пломб, для фиксации мостовидных протезов, вкладок и ортодонтических аппаратов, для пломбирования каналов зубов, а также для наложения прокладок под различные виды постоянных пломб.

Для такого многообразного использования требуются различные цементы, так как пока не разработан универсальный материал, который мог бы один отвечать столь разным требованиям.

Цементы не являются идеальными материалами. Они отличаются значительной растворимостью, невысокими физикомеханическими свойствами, отсутствием адгезии к эмали и дентину (за исключением поликарбоксилатных и стеклоиономерных цементов). Однако простота приготовления, технологичность, низкая цена и другие положительные качества обусловливают их широкое применение.

В течение последних двух десятилетий основное внимание обращалось на материалы для фиксации ввиду широкого распространения протезирования с помощью мостовидных протезов и коронок. (см табл. 1.)

Таблица 1. Цементы для постоянной фиксации протезов
Наименование	Тип	Производитель
Everbond	Стеклоиономерный	Kerr Manufacturing
Fuji Type I	Стеклоиономерный	GC International Corp.
KetacCem	Стеклоиономерный	Premier/PremierESPE
Liv Cenera	Цинккарбоксилатный	GC International Corp.
Tylok Plus	Цинккарбоксилатный	L.D. Caulk
Fynal	Цинкоксидэвгенольный	L.D. Caulk
Opotow Alumina EBA	Цинкоксидэвгенольный	Teledyne Getz
Durelon	Цинкполикарбоксилатный	Premier/PremierESPE
HyBond Polycarboxylate Cement	Цинкполикарбоксилатный	Shofu Dental Corp
Flecks Extraordinary	Цинкфосфатный	Mizzy, Inc
HyBond Zink Phosphate Cement	Цинкфосфатный	Shofu Dental Corp
Modern Tenacin	Цинкфосфатный	L.D. Caulk
Zink Cement Improved	Цинкфосфатный	Mission White Dental, Inc.

В последние годы с появлением стеклоиономерных цементов возродился также интерес к применению цементов в качестве пломбировочного материала. Поэтому необходимы материалы с разными физическими свойствами и соответствующими клиническими рабочими характеристиками.

Цементы для фиксации и использования в качестве пломбировочного материала должен быть достаточно стойким к воздействию внутриротовой среды и обеспечивать прочную связь за счет механического сцепления и адгезии. К числу необходимых свойств относятся высокая прочность на растяжение, сдвиг и сжатие, а также достаточная жесткость, чтобы выдерживать напряжения на поверхности раздела между восстановлением и зубом. Для успешного применения важны также соответствующие рабочее время и время затвердевания. Материал должен быть биологически совместимым.

Появлению новых типов цементов способствовало то особое внимание, которое специалисты стали уделять улучшению биологической совместимости и адгезии с зубом. Благодаря наличию новой информации о гистопатологии пульпы в результате применения тех или иных клинических методов и материалов, а также демонстрации краевой проницаемости, включая проникновение бактерий на поверхность раздела с дентином, и уменьшению ретенции восстановлений специалисты пришли к выводу, что новым материалам необходимы хорошие свойства смачивания поверхности эмали, сцепления с эмалью и дентином и низкая токсичность.

Таблица 2. Временные цементы.
Наименование	Тип	Изготовитель
FlowTemp	Цинкоксидэвгенольный	Premier/PremierESPE
Freeginol	Не содержащий эвгенол	GC International Corp.
Nogenol	Не содержащий эвгенол	Coe Laboratories, Inc.
TempBond	Цинкоксидэвгенольный	Kerr Manufacturing Co.
Temporary Cement	Цинкоксидэвгенольный	Buffalo Dental Mfg
ZOE 2200	Цинкоксидэвгенольный	L.D. Caulk
Zone	Не содержащий эвгенол	Cadro Dental Products.

Эти требования были положены в основу разработки цемента на базе полиакриловой кислоты: сначала цемент из полиакрилата (поликарбоксилата) цинка, а затем стеклоиономерный цемент. Поликарбоксилатные цементы постепенно стали альтернативными цинкфосфатным цементам

В середине 1950х годов появление акриловых пластмасс привело к разработке полиметилметакрилата для стоматологии. Недостатки последних (плохая адгезия, краевая проницаемость и токсичность) ограничивали их использование для обычного цементирования протезов. В течение последнего десятилетия появился полимеризационноспособный BIS GMA и другие мономеры диметилметакрилатов в качестве основы полимерных Ц для соединения с эмалью и дентином литых восстановлений и ортодонтических скоб (брэкетов). Позднее в продаже появились похожие системы для цементирования коронок и мостовидных протезов, содержащие мономеры, обладающие хорошими адгезионными свойствами.

Примерно 25 лет тому назад были разработаны цементы, основанные на взаимодействии между гидроокисью кальция и жидким салицилатом. Это были в основном текучие материалы, состоящие из двух паст и предназначенные для прокладок в глубоких полостях зубов со вскрытой или обнаженной пульпой, образуя таким образом антибактериальную изоляцию и способствуя образованию репаративного дентина. Так как первоначальные составы не были кислотостойкими как при краевой проницаемости пломб, так и под действием фосфорной кислоты при кислотном травлении, были разработаны более стойкие композиции, а совсем недавно светоотверждаемый полимерный материал.

В результате исследований, проведенных за последние 10 лет, предложено четыре основных типа Ц, которые классифицируются в зависимости от вида связующего в матрице (рис. 1):

1. Фосфатное.

2. Фенолятное,

3. Поликарбоксилатное.

4. Полиметакрилатное.

Согласно Международной классификации, цементы подразделяются на 8 типов:

1. цинкфосфатный;

2. силикатный;

3. силикофосфатный,

4. бактерицидный;

5. цинкзвгенольный;

6. поликарбоксилатный;

7. стеклоиономерный;

8. полимерный.

В клинике ортопедической стоматологии применяются не все типы цементов.

Цинкфосфатные цементы

Применение

Цинкфосфатные цементы имеют широкий диапазон применения от цементирования или фиксации цельнолитых несъемных конструкций из сплавов и фарфора и ортодонтических аппаратов до применения их в качестве прокладок или подкладок для защиты пульпы от механических, тепловых или электрических раздражений.

Состав и отверждение

Порошок состоит в основном из оксида цинка с добавлением 10% оксида магния и небольшого количества пигмента. Его прокаливают при высокой температуре (>1000 °С), чтобы снизить реакционную способность. Жидкость представляет собой водный раствор фосфорной кислоты, содержащий от 45 до 64% Н₂Р0₄и от 30 до 55% воды. В жидкость входят также 2 3% алюминия и 0 9% цинка. Алюминий необходим для реакции образования цемента, тогда как цинк является замедлителем реакции между порошком и жидкостью, что обеспечивает достаточное время для работы.

Некоторые цинкфосфатные цементы имеют модифицированный состав. Материалы, широко используемые в качестве прокладки для защиты пульпы, содержат 8% алюминия и только 25% Н ₃ РО₄ в жидкости и порошок с гидроксидом кальция.

В другие материалы часто входит фторид. Образовавшийся аморфный фосфат цинка связывает вместе непрореагировавший оксид цинка и другие компоненты цемента. Структура затвердевшего цемента содержит частицы непрореагировавшего оксида цинка, окруженные фосфатной матрицей:

оксид цинка + фосфорная кислота Õ аморфный фосфат цинка

Способ применения

Для достижения устойчивого успеха требуются точная дозировка компонентов и соблюдение времени перемешивания. Пластинка для смешивания должна быть тщательно высушена. Порошок добавляется к жидкости небольшими порциями для достижения необходимой консистенции. цемент не нужно трогать до окончания времени затвердевания. Жидкость для цемента должна храниться в посуде с герметичной пробкой, чтобы содержание воды в ней не изменилось. Помутневшую жидкость использовать нельзя. При увеличении соотношения порошок/жидкость смесь получается более вязкой, время затвердевания сокращается, увеличивается прочность, уменьшаются растворимость и количество свободной кислоты.

Свойства

Длительное применение цинкфосфатного цемента в клинической практике объясняется их достаточно хорошей клинической эффективностью. Они удобны в работе и быстро затвердевают из жидкой консистенции в относительно прочный материал.

Чем выше соотношение порошок/жидкость, тем выше прочность, ниже растворимость и меньше содержание свободной кислоты в материале.

При комнатной температуре (от 21 до 23 °С) рабочее время для большинства видов этого цемента в консистенции для фиксации составляет 3 б мин; время затвердевания 5 14 мин. Можно получить более продолжительное рабочее время и более короткое время затвердевания, если использовать охлажденную (замороженную) пластинку для замешивания цемента.

Это позволяет увеличить примерно на 50% количество порошка, улучшить прочность и снизить растворимость.

Цемент должен иметь способность смачивать поверхности зуба и протеза, затекать в их неровности, заполнять и герметизировать зазоры между восстановлением и зубом. Минимальная толщина пленки зависит от крупности порошка, соотношения порошок/жидкость и вязкости смеси. Как указывается в спецификациях Международной организации по стандартизации и Института американских национальных стандартов Американской ассоциации зубных врачей, приемлемые цементы дают толщину пленки меньше 25 мкм. Цемент хорошо заполняет неровности между восстановлением и зубом и позволяет удовлетворительно зафиксировать большинство цельнолитых протезов. Если при фиксации полной коронки не предусмотреть выходные отверстия, то может произойти разделение порошка и жидкости, и образуются краевые дефекты в цементной пленке.

При рекомендуемом соотношении порошка и жидкости (от 2,5 до 3,5 г/мл) прочность на сжатие затвердевшего цинкфосфатного цемента составляет 80 110 МПа через 24 часа. Минимум, необходимый для адекватной ретенции восстановлений, равен примерно 60 МПа. Прочность находится в сильной и почти линейной зависимости от соотношения порошок/жидкость. Прочность на растяжение гораздо ниже, чем таковая на сжатие (5 7 МПа). Цемент отличается хрупкостью. Модуль упругости (жесткость) составляет около 13 Па.

Показатели растворимости и дезинтеграции по стандартной методике в дистиллированной воде после 23 часов могут составить от 0,04 до 3,3%. Стандартный предел 0,2%. У цементов, содержащих фторид, эта величина равна примерно 0,7 1,0% за счет выщелачивания фторида. Растворимость в органических кислотах, например, молочной или лимонной в 20 – 30 раз выше. Растворение цемента приводит к краевой проницаемости вокруг восстановлений и к проникновению бактерий. Было обнаружено, что цемент дает также линейную усадку примерно 0,5%, что вызывает образование щелей на границе между цементом и восстановлением.

Биологические эффекты

Свежезамешанный цинкфосфатный цемент имеет очень высокую кислотность: рН после замешивания 1 2. Даже после затвердевания в течение 1 часа рН все еще может быть не выше 4. Через 24 часа рН обычно достигает 6 7. Боль при цементировании вызывается не только свободной кислотностью смеси, но и осмотическим движением жидкости по дентинным канальцам. Гидравлическое давление, развиваемое в процессе фиксации восстановления, может способствовать повреждению пульпы. Продолжительное раздражение пульпы, особенно в глубоких полостях, где необходима ее защита в той или иной форме, может быть связано с длительным сохранением пониженного значения рН затвердевшего материала. Это раздражение будет минимальным при высоком соотношении порошок/жидкость и быстром затвердевании материала. Материал, в котором содержание кислоты невелико, а в состав входит гидроксид кальция, при использовании в качестве прокладки почти не воздействует на пульпу зуба. Кроме того, очень жидкие смеси приводят к травлению эмали.

Преимущества и недостатки цинк фосфатных цементов

Основными преимуществами цинк фосфатных цементов является их легкая обработка (замешивание) и быстрое затвердевание в относительно прочную массу из жидкой консистенции. Если смесь не очень жидкая, затвердевший цемент имеет прочность, достаточную для клинических целей. Явными недостатками цинк фосфатных цементов являются раздражение пульпы, отсутствие антибактериального эффекта, хрупкость, плохая адгезия и растворимость во внутриротовых жидкостях.

Модифицированные цементы.

Медные и серебряные цементы

Черные медные цементы содержат окись меди (CuО). В состав красных медных цементов входит закись меди (Cu ₂). Другие цементы могут содержать иодид или силикат одновалентной меди. Для получения необходимых для легкой обработки характеристик в этих цементов требуется значительно более низкое соотношение порошок/жидкость, поэтому полученная смесь очень кислая, и раздражение пульпы гораздо сильнее. Растворимость медных и серебряных цементов выше, а прочность ниже, чем у цинк фосфатных цементов. Их бактериостатические и антикариозные свойства, повидимому, незначительны. Серебряные цементы обычно содержат несколько процентов соли, например, фосфата серебра.

Фторидные цементы

В некоторых ортодонтических цементах присутствует фторид олова (от 1 до 3%). Эти материалы имеют более высокую растворимость и более низкую прочность, чем цинк фосфатные цементы. Поглощение фторида из таких цементов эмалью зуба уменьшает растворимость последней.

Силикофосфатные цементы.

Силикофосфатные цементы существуют в течение многих лет как сочетание цинкфосфатных силикатных цементов. Присутствие силикатного стекла обеспечивает некоторую степень прозрачности, повышает прочность и улучшает выделение фторида.

Назначение силикофосфатных цементов

Силикофосфатные цементы применяются в основном для цементирования несъемных зубных протезов и ортодонтических аппаратов, при временном пломбировании жевательных зубов и в качестве материала двойного назначения.

Состав и затвердевание силикофосфатных цементов

Порошок силикофосфатного цемента представляет собой смесь, состоящую из 10 20% оксида цинка (порошка цинкфосфатного цемента) и силикатного стекла (порошка силикатного цемента), смешанных механическим способом или сплавленных и повторно измельченных. Силикатное стекло обычно содержит от 12 до 25% фторида. Некоторые материалы считают "бактерицидными", так как в них присутствуют в небольших количествах соединения ртути и серебра. Жидкость состоит из концентрированного раствора ортофосфорной кислоты, содержащего примерно 45% воды и от 2 до 5% солей алюминия и цинка. Реакция затвердевания не полностью изучена, но может быть представлена следующим образом:

оксид цинка/алюмосиликатное стекло + фосфорная кислота Õ цинкалюмосиликатфосфатный гель

Затвердевший цемент состоит из непрореагировавших частиц стекла и оксида цинка, связанных вместе матрицей из алюмосиликатфосфатного геля.

Способ применения силикофосфатных цементов

Процесс замешивания аналогичен таковому при применении фосфатного цемента, но следует использовать износостойкий шпатель и охлаждаемую пластинку. Смесь для пломбирования должна быть глянцевой и иметь тестообразную консистенцию. Для обеспечения однородной смеси применяют специальный амальгамосмеситель

Биологические аспекты

Вследствие кислотности смеси и продолжительного действия низкого рН (от 4 до 5) после затвердевания на всех живых зубах необходима защита пульпы. Из затвердевшего цемента под действием внутриротовых жидкостей выщелачиваются фторид и другие ионы, в результате увеличивается содержание фторида в эмали и, возможно, оказывается некоторое антикариозное действие.

Свойства силикофосфатных цементов

При консистенции, необходимой для цементирования, время затвердевания силикофосфатных цементов составляет 5 7 мин: рабочее время примерно 4 мин и может быть увеличено, если пользоваться охлажденной пластинкой для замешивания.

Силикофосфатные цементы обычно имеют более короткое рабочее время и более крупный размер зерен, чем цинкфосфатные, в результате чего толщина пленки у них больше.

Прочность на сжатие затвердевшего цемента составляет от 140 до 170 МПа; прочность на растяжение значительно ниже 7 МПа. Жесткость и износостойкость выше, чем у фосфатных цементов.

Растворимость в дистиллированной воде через 7 дней составляет около 1% по весу. Растворимость в органических кислотах и во рту меньше, чем у фосфатных цементов. Фторид выщелачивается и может оказывать противокариозное действие. Надежность присоединения ортодонтических аппаратов к зубам больше; наблюдаемая декальцификация меньше.

Благодаря наличию стекла силикофосфатныех цементы значительно более прозрачны, чем цинкфосфатные, поэтому их можно применять для цементирования фарфоровых конструкций.

Преимущества и недостатки силикофосфатных цементов

Ссиликофосфатные цементы имеют более высокую прочность, жесткость и износостойкость, чем цинк фосфатные. У силикофосфатных цементов отмечено значительно большее выделение фторида и прозрачность. При клинических условиях их растворимость ниже и лучше сцепление.

К недостаткам относятся повышенные значения рН в начале твердения и общая кислотность, которая выше, чем у цинкфосфатных. Необходима также защита пульпы. Применение силикофосфатных цементов требует большой осторожности.

Цементы на основе фенолята (цинкоксидэвгенольные)

К этому классу цементов относятся три основных типа:

1. Простая комбинация оксид цинка эвгенол, которая может содержать ускорители отверждения.

2. Материалы на основе цинкоксидэвгенола с наполнителем.

3. ЕВА.

Были разработаны также цементы, в которых используются другие фенольные жидкости, но они не нашли широкого применения, за исключением цементов, содержащего гидрооксид кальция и салицилат.

Цинкоксидэвгенольные цементы.

Назначение

Основная комбинация цинкоксидэвгенольного цемента. применяется главным образом для временного цементирования восстановлений, временного пломбирования зубов, а также в качестве прокладки для защиты пульпы в глубоких полостях зубов.

Состав и процесс отверждения цинкоксидэвгенольного цемента.

Порошок представляет собой практически чистый оксид цинка, не содержащий мышьяка. В материалы промышленного серийного производства могут входить небольшие количества наполнителей, например, кремнезема. Для ускорения твердения возможно присутствие примерно 1% солей цинка, например, ацетата или сульфата. Жидкость состоит из очищенного эвгенола или гвоздичного масла (85% эвгенола). Возможно присутствие спирта или уксусной кислоты (не выше 1%) для ускорения схватывания, а также небольших количеств воды для реакции отверждения.

Между оксидом цинка и эвгенолом происходит химическая реакция с образованием эвгенолята цинка:

вода

оксид цинка + эвгенол Ô эвгенолят цинка

Точный механизм реакции не вполне ясен, но затвердевшая масса содержит частицы непрореагировавшего оксида цинка, связанные в матрице из эвгенолята цинка, и некоторое количество свободного эвгенола. Для реакции необходима вода. Кроме того, реакция идет быстрее в присутствии ионов цинка и имеет обратимый характер, так как эвгенолят цинка легко гидролизуется при наличии влаги с образованием эвгенола и гидроксида цинка. Таким образом цемент быстро разрушается под действием внутриротовых условий. Скорость реакции между оксидом цинка и эвгенолом зависит от природы, реакционной способности и влажности оксида цинка, а также от чистоты и влажности эвгенола.

Применение цинкоксидэвгенольных цементов.

Смачивание оксида цинка эвгенолом происходит медленно, поэтому необходимо длительное и интенсивное перемешивание при помощи шпателя, особенно если смесь густая. Чтобы прочность была максимальной, следует использовать соотношение порошок/жидкость 3: 1 или4: 1.