Стоматологическое материаловедение выделено в отдельную область знаний, и все стоматологические материалы разделили на три основных класса в зависимости от химической структуры – керамика, металлы, полимеры [13,14,15,16,17].
В современной стоматологии высокие функциональные и эстетические требования предъявляются к материалам, предназначенным для изготовления временных защитных протезов [8,9,10,11,12]. И в стоматологии используется комбинация материалов различной химической природы, так как ни один из материалов нельзя признать идеальным [16,18].
«Идеальный» материал для стоматологии должен полностью отвечать следующим требованиям: быть биосовместимым, противостоять воздействиям среды полости рта, обеспечивать прочную и постоянную связь с твердыми тканями зубов, полностью воспроизводить их внешний вид, обладать комплексом физико-механических свойств, соответствующих свойствам замещаемых тканей и, при возможности, способствовать оздоровлению и регенерации биологических тканей [16,19,20].
Требования к временным защитным материалам.
Анализ литературы показал, что временные защитные протезы обеспечивают комфортное состояние пациента, если полностью отвечают требованиям, предъявляемым к временным защитным протезам:
– обеспечивают термоизоляцию тканей зуба от температурных воздействий и точное прилегание, исключающее краевое просачивание;
– во избежание коррекции или переделки постоянной реставрации обеспечивают стабильность положения зуба, исключающее его смещение;
– обеспечивают полноценную функцию жевания и тем самым предупреждают развитие нейромышечного дисбаланса в височно-нижнечелюстном суставе;
– обеспечивают равномерное перераспределение жевательной нагрузки на периодонт оставшихся зубов;
– обеспечивают точное краевое прилегание. Воспаление, вызванное нависающими краями провизорных коронок, может стать причиной пролиферации, рецессии и кровотечения при снятии оттиска или цементировке постоянной реставрации;
– повторяют цвет и анатомическую форму естественных зубов, тем самым обеспечивают хороший эстетический и фонетический результат;
– не препятствуют гигиенической обработке полости рта. Если ткани десны остаются здоровыми во время использования провизорными протезами, это снижает вероятность возникновения проблем во время цементировки постоянной реставрации;
– обеспечивают моделирование рациональных параметров будущей конструкции постоянного зубного протеза;
– способствуют быстрой адаптации к постоянным протезам.
Свойства защитных стоматологических материалов.
Анализ свойств материалов имеет не только теоретическое, но и практическое значение, связанное с регулированием и прогнозированием свойств путем изменения химического и композиционного состава, технологических режимов получения для различных областей стоматологии. Весь комплекс свойств стоматологических материалов можно классифицировать на физические, механические, химические, эстетические, биологические и технологические, которые определяют возможность изготовления ортопедической конструкции из того или иного материала [16,22]. К базисным свойствам стоматологических материалов относятся:
– физические: теплопроводность, изменения линейных размеров и объема в зависимости от температуры, влажности и иных факторов, сорбция ротовой жидкости, возможность возникновения гальванических токов (для металлов), оптические характеристики, определяющие эстетические качества замещения зубов и др.;
– химические: свойства, обеспечивающие молекулярные изменения в материале в результате химических взаимодействий; с этим классом связаны такие важные для применения в стоматологии процессы, как отверждение и адгезионное взаимодействие замещающего материала с окружающими тканями;
– механические: отдельная группа физических свойств, направленных на преодоление функциональных нагрузок, воздействующих на восстановительные материалы и предъявляющих к ним определенные требования.
К биосовместимым стоматологическим материалам предъявляются следующие требования: не повреждать пульпу и мягкие ткани полости рта; не содержать диффузионно-способных веществ повреждающего действия, сенсибилизирующих веществ; не обладать канцерогенностью; образовывать надежные адгезионные соединения с твёрдыми тканями зуба; оказывать регенерирующее и оздоравливающее действие [16,22].
Биосовместимость материала оценивают по типам воздействия их на организм: это общее (резорбтивное) – аллергическое, токсическое и местное – механическое, местно-токсическое, местно-аллергическое, изменения в температурном восприятии [16].
Все материалы для временных конструкций классифицируются на категории, в зависимости от вида тканей организма, с которыми должен контактировать материал, и времени контакта [21,22].
Эстетические свойства материалов и показатели биосовместимости «привязаны» к их физико-химическим характеристикам [16,22].
Очень значимы механические свойства стоматологических материалов потому, что жевательные и иные функциональные нагрузки представляют собой силы, которые действуют на стоматологические материалы при замещении утерянных тканей зубов [16].
Важнейшей характеристикой любого материала является его прочность. Она представляет собой способность зубного протеза противостоять приложенным к нему нагрузкам, не разрушаясь и не проявляя излишнюю и, особенно, необратимую деформацию [21,22,23].
Важным показателем, определяющим жёсткость и способность материала выдерживать приложенные нагрузки без значительных деформаций, является модуль упругости-эластичности. Его определяют, зная данные напряжения и деформации, которые возникают в образце материала под действием приложенной силы нагрузки [24,25].
Адгезионная способность стоматологического материала – это неотъемлемая характеристика любого материала для реализации качественного протезирования [26,27,28].
Некоторые авторы считают, что иногда адгезия может оказаться сильнее, чем когезия, в таких случаях при приложении разрывающего усилия происходит разрыв в объёме менее прочного из двух соприкасающихся материалов [27,29].
Материал, который наносят в процессе получения адгезионного соединения, называют адгезивом, а материал, на который наносят – субстратом [30].
Различают несколько механизмов образования адгезионного соединения за счет различных типов адгезионных связей [27,30,31]. Механическая адгезия заключается в заклинивании адгезива в порах или неровностях поверхности субстрата; химическая адгезия основана на химическом взаимодействии молекул в составе поверхностей двух материалов, составляющих адгезионное соединение [16].
В большинстве случаев при использовании материалов различной химической природы для восстановления зубов имеет место адгезионное взаимодействие с включением механического, диффузионного и химического компонентов [21,22].
В последние годы эстетика в стоматологии приобрела приоритетное значение. К показателям, которые характеризуют эстетические свойства восстановительных материалов, относят цвет, полупрозрачность, блеск поверхности и флуоресценцию [21,22,32].
К важным свойствам стоматологического восстановительного материала относятся гигиенические свойства, которые определяют способность материала очищаться средствами для гигиенической чистки зубов и полости рта и не изменять своих свойств под их воздействием [21,22].
Полимеры для изготовления временных защитных конструкций.
Необходимо отметить, что индустрия использования коронок для временного несъёмного протезирования (в отличие от иных ортопедических направлений) началась непосредственно с использования полимерных материалов. Термин «полимеры» был впервые введен Й.Я.Берцелиусом в 1833 году, применительно к веществам одинакового состава, но различной молекулярной массы. Синтез полимеров осуществляется посредством реакций поликонденсации и полимеризации и по химической структуре пластмассы – это синтетические полимерные материалы [33,34,35].
Различают термопластичные и термостабильные пластмассы. Термопластичные материалы способны многократно переходить в пластичное размягченное состояние при нагревании (это материалы, в основе которых лежат полимеры с линейной или разветвленной структурой). Термостабильные пластмассы при повторном нагревании не могут перейти в пластичное состояние. Они обладают сетчатой или сшитой структурой, которая образуется при первом нагревании материала.
Низкая прочность полимеров по сравнению с керамикой и металлами понятна из особенностей молекулярного строения, согласно которому существуют сильные связи внутри полимерных цепей и слабые – между цепями. Слабые вторичные связи между полимерными цепями позволяют этим цепям скользить относительно друг друга при напряжениях намного ниже, чем напряжения, требуемые для разрушения связей в самих цепях [29]. Основным привлекательным свойством пластмасс является технологичность, простота изготовления из них стоматологических изделий любых, самых сложных форм и назначений [16,19,20]. Ни металлы, ни керамика не обладают такой высокой технологичностью, как полимерные материалы.
Акриловые материалы для изготовления временных защитных конструкций.
В настоящее время в ортопедической стоматологии используются преимущественно акриловые материалы холодного отверждения. Преимуществом этих материалов является простая технология. Вместе с тем у них есть недостатки: уступают по прочности материалам горячего отверждения, содержат больше остаточного мономера. Состав пластмасс холодного отверждения отличается от пластмасс горячего отверждения тем, что в полимерный порошок в ходе синтеза вводят большее количество инициатора (около 1,5%, вместо 0,5% для материалов горячего отверждения), а в жидкость добавляют активатор [16,21,22].
В настоящее время полимерные материалы занимают ведущее положение среди материалов для изготовления временных несъёмных конструкций [36,37,38].
Если акриловые полимерные материалы условно можно считать «предпоследней» ступенью эволюции материалов для временного несъёмного протезирования, то «последней» ступенью будут являться разработанные на их основе композитные материалы.
Композиты для изготовления временных защитных конструкций.
Твёрдость композитов уступает твёрдости эмали, но равна или даже выше твердости дентина [39].
Микронаполненные композиты термопроводны с большей долей полимерной матрицы, чем композиты с мелким наполнителем или гибридные [16].
Усадка у микронаполненных композитов больше, чем у мелконаполненных и гибридных композитов [16,21,22].
Значительно лучше и дольше сохраняется первоначальный цвет полимерных ортопедических материалов [16].
Рентгеноконтрастность восстановительных материалов должна быть несколько выше рентгеноконтрастности естественной эмали зуба. Такого результата можно добиться введением в наполнитель элементов с высоким атомным числом, таких как барий, стронций и цирконий [16,21,22].
Для прямого метода изготовления временных несъёмных конструкций применяются различные пластмассы холодной полимеризации – преимущественно это винилэтилметакриловые («Luxatemp», «DMG»; «Protemp3», «3MESPE» и др.) [24]. В Таблице - 1 подробно описаны достоинства и недостатки этих полимеров.
Появление бис-акриловых материалов позволило упростить и ускорить методику изготовления временных несъёмных протезов прямым методом. Дополнительные преимущества данной группе материалов обеспечивают такие свойства, как низкая температура полимеризации, отсутствие остаточного мономера, высокая прочность, гладкая поверхность, отсутствие запаха и стабильность цвета. При исследовании цветостабильности различных видов материалов для изготовления временных конструкций ряд авторов в разные года подтвердили минимальные изменения цвета у бис-акриловых материалов [24].