Андреас Грютцнер

Текучий композит ЭсДиАр — умный заменитель дентина. Часть 2

ЭсДиАр — умный заменитель дентина — однокомпонентный фторсодержащий светоотверждаемый рентгенконтрастный композитный реставрационный материал. Разработан для применения в качестве основы реставраций классов I и II. Материал ЭсДиАр имеет рабочие характеристики, типичные для текучих композитов, но может вноситься слоями 4 мм с минимальным полимеризационным напряжением. Он имеет свойство самовыравнивания, что дает возможность точной адаптации материала к стенкам отпрепарированной полости. Материал доступен в одном универсальном оттенке и разработан для покрытия основанными на метакрилатах композитами, восполняющими окклюзионную/вестибулярную эмаль.

Начало статьи читайте в журнале «ДентАрт» No1 за 2011 год

Значимые клинические и физические свойства материала ЭсДиАр, подтвержденные исследованиями in vitro, актуальны для клинической практики. Все результаты представленных тестов получены в идентичных лабораторных условиях. В рамках каждой группы результатов исследования можно провести со поставление материалов. Следует осторожно относиться к попыткам сравнения значений сходных тестов, которые проводились в разных лабораториях с изменением тестовых условий, параметров и прочее. Приведенные данные бы ли получены в результате исследований с применением тестовых методов, одобренных и установленных Международной организацией по стандартам (ISO).

Полимеризационные свойства ЭсДиАр

Полимеризационная усадка различных текучих композитов в сравнении с материалом ЭсДиАр приведена на рис. 5.

Как видно из результатов исследования, материал ЭсДиАр был разработан с более низкой полимеризационной усадкой в сравнении с большинством текучих

композитов. Ранее упоминалось, что усадка, наблюдаемая при полимеризации, является результатом химической реакции мономеров и преполимеров в неотвержденном композите, полимеризующемся видимым голубым светом. Процесс полимеризации приводит к потере объема, и логично предположить, что цель разработок — снижение усадки до минимально возможного предела. С другой стороны, обеспечение максимальной полимеризационной конверсии для улучшения свойств полимера предполагает наличие максимальной усадки. Из за этого возникает явный конфликт между минимизацией усадки и увеличением конверсии, заданный самой технологией ЭсДиАр, который возникает из за сокращения объема, вызывающего усадку, при полимеризационном напряжении. Неверно сводить причину неблагоприятных эффектов, наблюдаемых во многочисленных клинических реставрациях, к простому снижению полимеризационной усадки, без учета полимеризационного напряжения, являющегося следствием процесса усадки как таковой. Поэтому значительное сокращение полимеризационного напряжения материала ЭсДиАр стало основной целью при разработке уникальной и революционной технологии.

Полимеризационный стресс, возникающий вследствие полимеризационной усадки композитных реставраций, может привести к различным негативным клиническим исходам, а именно: отрыву материала, послеоперационной чувствительности, краевому расслоению и т.д.(Ямазаки и кол., 2006; Блис, 2008; Кондон и кол., 2000; Ферейкен, 2008). Увеличение поли меризационного стресса — прямой результат полимеризационной усадки и напряжения внутри композитной реставрации. Напряжение внутри системы является результатом напряжения связываемых поверхностей, к которым прикрепляется композитная реставрация. Таким образом, адгезивное соединение композитных реставрационных материалов сопротивляется сжатию при полимеризационной усадке, что может вызывать напряжение, концентрирующееся на поверхности прикрепления и внутри материала. К тому же, как только полимерная цепь достигает гелеобразного состояния, ее способность противостоять нарастающему напряжению быстро снижается. В материал ЭсДиАр введены модуляторы процессов поли меризационной реакции, позволяющие смягчать напряжение в формирующемся полимере до его окончательного отверждения.

Использовалось несколько различных методик для измерения и регистрации полимеризационного стресса, развивающегося после светоотверждения в различных композитных реставрационных материалах. Хотя каждый из методов использует разные техники для наблюдения развития полимеризационного стресса, следует отметить, что общие результаты остаются согласованными: материал ЭсДиАр демонстрирует самое низкое общее развитие напряжения из всех исследуемых материалов.

Метод тензометрии (Нацио нальный институт стандартов и технологий (НИСТ), Айхмил лер Ф.Ц., 2004; Лу Г. и кол., 2004) — это утвержденный для промышленных целей метод прямого измерения полимеризационного стресса в композите, который проводится параллельно с замера ми происходящей усадки системы. С помощью этого метода можно оценить материалы с раз личной вязкостью и с различными свойствами отверждения, а также относительную степень связанности/несвязанности поверхностей — так называемый Си фактор (Фелцтер А.Дж. и кол., 1987). Уменьшение полимеризационного стресса с использованием технологии ЭсДиАр в сравнении с остальными текучими композита ми представлено на рис. 6. Как можно убедиться из данных, полимеризационный стресс, развивающийся в материале ЭсДиАр, статистически значительно ниже, чем у традиционных текучих мате риалов, взятых для анализа. К то му же, полимеризационный стресс материала ЭсДиАр гораздо ниже по сравнению с любым из традиционных реставрационных композитов, как универсальных, так и композитов для реставраций боковых зубов, что показано на рис. 7.

Метод, измеряющий фотоэластичность напряжения. Полимеризационный стресс материала ЭсДиАр и других композитов оценивался с помощью оборудования, измеряющего фотоэластичность, т.е. развитие напряжения во время светоотверждения (Эрнст С. П. и кол., 2009). Описание методики — на рис. 8.

Специально разработанные фотоэластичные материалы, имеющие более низкий коэффициент фотоэластичности, были подготовлены под полости для заполнения тестируемыми полимеризационными материалами. Тестируемые композиты вклеены в полости с использованием отверждения видимым голубым светом (см. слева на рис. 8), а показания фотоэластичности регистрировались в течение 4 минут и через 24 часа после светоотверждения. Полученные в результате теста изохроматические кольца дали визуализацию натяжения внутри материала. Исходя из измеренного натяжения, были рассчитаны значения напряжения (МПа). Результаты тестирования материала ЭсДиАр и других теку чих композитов отображены на рис. 9. Основываясь на результатах, исследователь представил вы воды о напряжении, развивающемся в материале ЭсДиАр, в сравнении с другими традиционными текучими композитами (таблица 2).

Анализатор прочностных свойств. В заключение полимеризационный стресс, развивающийся во время полимеризационной усадки, измерен в нескольких материалах с помощью анализатора прочностных свойств, который в непрерывном режиме тестировал силу сжатия, вызванную полимеризацией композита во время световой экспозиции, причем учитывалось соответствие прибора (Илие Н., 2007). Показатели про изводимой силы записывались в интервале от 0,2 секунды до 300 секунд после начала полимеризации; каждый эксперимент проводился при комнатной температуре и повторялся десять раз для каждого материала. Усредненные кривые значений силы сжатия в разные промежутки времени показаны на рис. 10-12.

Полимеризационный стресс материала ЭсДиАр в сравнении с текучими, универсальными ком позитами, а также с Филтек Силорейн приведен на рис. 13.

Тестирование с помощью анализатора прочностных свойств показало, что материал ЭсДиАр имеет самые низкие показатели общего развивающегося напряжения, что само по себе хорошо согласуется с двумя предыдущими исследованиями, проведенными независимо.

Эффективность отверждения

Глубина отверждения для различных текучих реставрационных материалов измерялась по методике, описанной в ISO 4049:2000. Реставрационный материал, помещенный в матрицу из нержавеющей стали с камерой в форме цилиндра диаметром 4 мм и глубиной 8 мм (глубиной 10 мм для ЭсДиАр) и фильтром из ватмана толщиной No1 как основой, был экспонирован в течение 20 секунд галогеновой лампой Спектрум 800 светоинтенсивностью 500 550 мВт/см2. Незатвердевшее дно соскоблено с помощью пластикового шпателя, а толщина оставшегося отвержденного композита измерена микрометром. Глубина отверждения была определена как равноценная к оставшейся толщине материала, деленная на два. Глубина отверждения по методике измерения ISO 4049 приведена на рис. 14.

Результаты демонстрируют, что глубина отверждения материала ЭсДиАр превысила показатели остальных текучих материалов в пределах от 1 мм до немногим более 2 мм. Следует за метить, что упомянутый тест ISO является обоснованным стандартом для отверждения композитов. Для доказательства того, что материал ЭсДиАр был полностью отвержден на рекомендуемый слой 4 мм, дополнительно осуществлен более дифференцированный тест, приведенный далее.

Уровень конверсии. Исходя из рекомендаций по отверждению материала ЭсДиАр глубиной 4 мм, необходимо установить не только минимальный полимеризационный стресс, рас смотренный выше, но и определить возможность отверждения материала в пределах 4 миллиметрового слоя. Поэтому в дополнение к ISO тестированию глубины отверждения были поставлены эксперименты по исследованию уровня конверсии материала ЭсДиАр по отношению к толщине отвержденного материала. Уровень конверсии показывает, при каком объеме в композите мономеры превращаются в полимер. Его измеряют с помощью анализа нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) в ближней инфракрасной спектроскопии (БИС). Уровень конверсии для реставрационных материалов на метакрилатной основе обычно колеблется в пределах 50 70%. Больше чем 70 процентный лимит кон версии для данной системы реставрационных наполнителей невозможен, так как не все метакрилатные сегменты молекул вступают в реакцию полностью в период начального отверждения.

На рис. 15 представлен уровень конверсии (%) в верхней части отвержденного образца материала ЭсДиАр (ближайшей к источнику отверждения) и процент конверсии в нижней части отвержденного образца при толщине 2 мм, 3 мм, 4 мм и 5 мм соответственно. Уровни конверсии на обеих поверхностях, верхней и нижней, почти эквивалентны, что подтверждает от личную конверсию материала ЭсДиАр даже при толщине до 5 мм. Это является ключевым свойством, демонстрирующим приемлемую конверсию с большой глубиной отверждения, рекомендуемую для материала ЭсДиАр. Наряду с низким напряжением это одно из самых характерных свойств, которые отличают ЭсДиАр от других текучих материалов.

Показатели уровня конверсии подтвердились в независимом исследовании с применением идентичной методики (Рей А., 2009). В этом исследовании использовали несколько текучих и обычный реставрационный материалы, толщину образцов которых замеряли для определения уровня конверсии. Хотя при использовании этого метода для определения уровня конверсии абсолютные величины несколько ниже, результаты для материала ЭсДиАр очень совпадают с теми значениями, которые были получены в ходе вышеуказанных тестов НПВО и БИС. Уровень конверсии при различной глубине показан на рис. 16.

Как видно из результатов, уровень конверсии при различной глубине сравниваемых мате риалов существенно различается. У одних материалов (Тетрик ИвоФлоу, Ивоклар, Вивадент) зарегистрирована неподдающаяся измерению конверсия при 6 мм. Очень низкий уровень конверсии по глубине для традиционных теку чих материалов подтверждает, что их нужно вносить только глубиной от 1 до 2 мм. Но мате риал ЭсДиАр снова продемонстрировал очень хорошую конверсию даже на глубине 6 мм от источника света, подтверждая тем самым рекомендуемое объемное внесение до 4 мм. Также следует отметить, что результаты отверждения, полученные с использованием кварцевого гало генного (QTH) света, по существу, были эквивалентны показателям экспонирования светодиодной лампой (LED) (колонки 1 и 2 на рис. 16 соответственно).

Твердость по Кнупу исследовалась для раз личных текучих реставрационных материалов в сравнении с материалом ЭсДиАр. Измерялось процентное соотношение (%) твердости по Кнупу в нижней части поверхности по сравнению с этим параметром в верхней части при заданной толщине материала (2, 3, 4 и 5 мм). Более высокое процентное соотношение между показателями прочности нижней и верхней частей указывает на более эффективное отверждение в материале. Как правило, показатель 80% (от низа до верха) считается эффективным для отверждения. Как можно заметить на рис. 17, процентное соотношение твердости по Кнупу снизу вверх при толщине 2 мм составило почти 100% для всех материалов, за исключением одного материала (Тетрик ИвоФлоу, Ивоклар, Вивадент). Однако при увеличении толщины материала процентное соотношение от низа к верху быстро падает, за исключением материала ЭсДиАр, который поддерживает высокую процентную пропорциональность от низа к верху даже при толщине 5 мм. Эти результаты еще раз подтверждают эффективность отверждения материала ЭсДиАр и отвечают требованиям объемного отверждения при толщине 4 мм.

Твердость по Барколу. Параметры твердости в отвержденных образцах были исследованы с использованием еще одного устройства, известного как оттискной тестер Баркола. Подобно результатам твердости по Кнупу, превосходство свойства отверждения ЭсДиАр в сравнении с остальными текучими материалами показано на рис. 18.

 

 

Продолжение следует…

Перевод Анны Величко

Литература

Поделиться с друзьями: