Материалы для восстановления зубов: виды, классификация, достоинства, недостатки

Разрушение тканей зуба вследствие кариеса или других патологических процессов происходит постепенно. Поэтому при первом посещении пациентом стоматолога реставрации подвергается только небольшой дефектный участок зуба. Такая реставрация может относительно легко выполняться за счет особой формы препарирования зуба с наличием участков ретенции и пломбирования пластичным материалом, способным затвердевать на месте. Когда материал еще мягкий, его можно хорошо соединить с тканью зуба и придать ему форму, соответствующую нормальным анатомическим контурам зуба. Этот процесс называется прямым восстановлением, так как выполняется непосредственно в полости рта. Разработка или выбор материалов для прямого применения может требовать компромиссного отношения к механическим или другим желательным свойствам. При обширной утрате тканей зуба восстановительный материал должен обеспечивать лучшее распределение напряжения и иметь более прочную связь с оставшимися тканями зуба. В большинстве случаев это требует использования материалов, которые не могут быть жидкими при прямом применении. Реставрации из таких материалов нужно изготавливать вне полости рта, а затем цементировать на месте. Такая методика называется непрямым восстановлением.

Амальгама

Амальгама в техническом отношении означает сплав ртути с любым другим металлом. Стоматологическая амальгама — это сплав ртути с серебряно-оловяным сплавом (Ag-Sn). Стоматологическую амальгаму обычно называют просто амальгамой.

Амальгамовые сплавы с низким содержанием меди имеют в своем составе 2-5% меди. Применявшиеся ранее амальгамы состояли из сочетания таких сплавов с ртутью. Типичная современная амальгама с низким содержанием меди может состоять из 69,4% Ag, 26,2% Sn, 3,6% Cu и 0,8% Zn. Амальгамы, состоящие из такого сплава с низким содержанием меди, часто называют обычными амальгамами. Амальгамовые сплавы с высоким содержанием меди имеют в своем составе от 12 до 30% меди, и благодаря этому они имеют значительно лучшую устойчивость к коррозии, чем амальгамы с низким содержанием меди. Типичная амальгама с высоким содержанием меди может состоять из 60% Ад, 20% Sn, 13% Cu и Zn. Частицы сплавов, которые смешиваются с амальгамой, могут иметь неправильную форму, но часто они бывают в виде круглых шариков.

Перед применением амальгамовый сплав соединяют с ртутью, тщательно смешивая их компоненты в течение нескольких секунд, а затем помещают полученную пластическую массу в область препарирования, конденсируя ее для того, чтобы удалить избыток ртути. После этого смеси придают нужную форму, а затем полируют, когда она затвердеет.

Будучи обеспокоеными возможной токсичностью ртути в амальгаме, специалисты разработали различные материалы в качестве альтернатив амальгамы. К ним относятся любые материалы (например, композиты, стеклоиономеры, литые золотые сплавы), которые могут использоваться для восстановления зубов вместо амальгамы. Обычно считается, что эти материалы имеют такие же или лучшие свойства, чем амальгамы. Большинство из них, содержат некоторые компоненты амальгамы (например, серебро и олово), но не содержат ртути. Примером такого заменителя является галлиевый сплав, который вместо ртути содержит галлий и индий. Галлий плавится при температуре 28 'С и может использоваться для создания жидких сплавов при комнатной температуре за счет добавления небольших количеств других элементов, таких как индий. В этом случае они заменяют ртуть в амальгаме. В других системах для формирования матрицы реставрации используется смесь золота другими благородными металлами.

Американская стоматологическая ассоциация вместе с Национальным институтом стандартов и технологий запатентовали сплав для пломбирования зубов, не содержащий ртути, созданный на основе частиц серебра и олова, который может подвергаться ручной конденсации при создании реставраций. Этот материал был предложен в качестве альтернативы амальгамы.

Одним из альтернативных подходов является изменение состава амальгамы с тем, чтобы она содержала меньше ртути. Если размер частиц сплава подобрать так, чтобы он мог плотно конденсироваться, то это позволит уменьшить количество необходимой для смешивания ртути до 15-25%. Клинические свойства амальгам с низким содержанием ртути пока хорошо не изучены.

Амальгама в истории стоматологии

В 1830-х годах амальгамовый сплав получали путем размалывания серебряных монет до грубой крошки, которую затем смешивали с ртутью. Состав таких сплавов был непостоянным, и условия, в которых проходила реакция, были всегда разными. Это не позволяло получать амальгаму с одинаковыми свойствами. В течение 1860-х и 1870-х годов Townsend, Flagg и другие внесли большой вклад в изучение состава амальгамы по сравнению с ее свойствами. Однако настоящее изучение амальгамы начинается с исследований G. V. Black в 1890-х годах. Традиционные амальгамовые сплавы изготавливались такими производителями, как S. 5.White, и преобладали с 1900 года до 1970-х годов. Они состояли из 65% Ад, 30% Sn, 5% Си и менее 1% Zn.

Для получения традиционной амальгамы сплав и ртуть смешивали в ступе, а затем перемалывали пестиком. Процесс ручного смешивания называется тритурацией. Сплав изготавливали в блоках, которые затем растирали и смешивали с ртутью. Более эффективно размельчение сплавов осуществлялось с помощью токарного станка. При этом частицы сплава приобретали неправильную форму. Однако постепенно производители стали изготавливать сплавы со все меньшим размером частиц. Это позволило лучше контролировать реакцию смешивания, получать более гладкие пломбы и в целом улучшить качество амальгам. Частицы сплавов, полученные с помощью токарного станка, могут быть одинаковой формы, мелкими и очень мелкими. Традиционные амальгамовые сплавы обычно классифицируют на основе размера их частиц.

Частицы порошка с неправильной формой конденсируются относительно плохо и требуют наличия относительно большого количества ртути (50-60% по весу) в смеси, чтобы она заполнила имеющиеся между частицами пространства. После помещения смеси в область препарирования на зубе ее можно конденсировать, чтобы удалить избыток ртути. Максимальное удаление ртути из амальгамовой пломбы позволяет улучшить свойства затвердевшей амальгамы. Богатые ртутью смеси после тритурации, но до помещения в области препарирования раньше частично подвергали конденсации с помощью ватного шарика. В 1960 году Eames первый предложил использовать в смесях низкое соотношение ртути по отношению к сплаву (методика Eames). Позже было показано, что частицы сплавов, имеющие более круглую форму, более эффективно конденсируются и для создания смеси требуют значительно меньшего количества ртути. Круглые частицы увеличивают также текучесть смеси за счет меньшего сопротивления скольжению между ними. Использование частиц круглой формы позволяет уменьшить содержание ртути в смеси ниже 50% по весу. Различие между круглыми частицами и частицами неправильной формы составляет еще одну основу для классификации амальгамовых сплавов. Большинство современных капсулированных амальгам содержат всего 42-45% ртути.

Техники смешивания

В начале XX века пропорции порошка сплава и ртути составлялись приблизительно, и смешивание проводилось вручную. Чтобы более точно составлять пропорции и смешивать амальгаму, производители стали рекомендовать использовать для этого таблетки сплавов, приспособления для дозировки ртути, капсулы и пестики для смешивания, а также амальгаматоры. Типичная капсула для смешивания представляет собой полую трубку с округленными концами, состоящую из двух частей, которые можно надевать или накручивать друг на друга. Амальгамовый сплав помещают в капсулу в виде таблетки из прессованного порошка стандартного веса. Ртуть наносят в капсулу с помощью пипетки, имеющейся на бутылочке. Затем в капсулу помещают небольшой металлический или пластмассовый пестик, после чего капсулу закрывают. Следующим шагом является помещение капсулы в амальгаматор, где происходит автоматическое смешивание ее содержимого. При этом капсула фиксируется в амальгаматоре и смешивание происходит при ее движении по траектории цифры. Смесь в капсуле перемещается с одного конца в другой, а пестик способствует процессу смешивания.

Для того чтобы смешивание сплавов с ртутью было эффективным и равномерным, очень важно периодически проводить калибровку амальгаматоров. Через несколько лет работы их детали изнашиваются, и смешивание происходит не так эффективно. На стандартных электрических амальгаматорах скорость и продолжительность тритурации устанавливаются вручную с помощью панели управления, так как для разных смесей они разные. Электрические амальгаматоры имеют цифровое управление и позволяют программировать параметры режима работы.

Современные амальгамы изготавливают из капсулированных сплавов и ртути. Эти компоненты разделены в капсуле специальной диафрагмой, которая при активации капсулы перед смешиванием разрушается. Капсулированная амальгама (в правильной пропорции) удобна для работы и дает уверенность в том, что материалы не будут загрязнены посторонними веществами или пролиты до начала смешивания. Гигиена работы с ртутью является важным фактором безопасности и будет рассматриваться ниже в этом разделе.

В 1960-х годах большое внимание в исследованиях уделялось преимуществам повышенного содержания меди в амальгаме. Было показано, что повышение содержания меди в амальгамовом сплаве свыше 12% по весу эффективно сдерживает формирование фазы (Sn-Hg), которая имеет склонность к коррозии в полости рта. Существенное увеличение устойчивости к коррозии привело к тому, что срок службы амальгамовых реставраций вырос в 2-3 раза. Влияние меди на свойства амальгамы первым начал изучать Flagg в 1860-х годах, но медь при этом не эффективно соединялась с серебром и оловом, поэтому ее влияние не было доказано. В 1930-х годах Gayler, также изучавший влияние меди на амальгаму, выявил, что в сплавах с неправильной формой частиц содержание меди свыше 6% вызывало чрезмерное их расширение, так что эффект уменьшения коррозии при высоком содержании меди не был подтвержден. Кроме того, в 1930-х годах первые исследователи для создания высокоустойчивых к коррозии составов смешивали простые амальгамы с амальгамами, содержащими медь. Однако эти составы получались очень разными и затвердевали очень долго. Положительное влияние меди на устойчивость амальгамы к коррозии было четко показано Innes и Youdelis, которые начали добавлять соединения серебра с медью к обычным амальга- мовым сплавам.

В настоящее время основная система классификации амальгам основывается на содержании в них меди. Амальгамы с высоким содержанием меди получают из амальгамовых сплавов с частицами неправильной или круглой формы.

Еще одним важным веществом, которое добавляют к амальгамовым сплавам, является цинк. Сначала его добавляли к обычным амальгамам для замедления окисления основных элементов сплава в процессе работы. Цинк окисляется с образованием пленки оксида, которая покрывает поверхность жидкого сплава в процессе его изготовления и замедляет, таким образом, окисление других элементов. Обычно для этого к сплаву добавляют 1% цинка и более. Однако в конце технологического процесса в амальгамовом сплаве остается от 0,2 до 1% цинка. Одним из вредных побочных эффектов наличия в амальгаме остатков цинка является то, что при попадании в незатвердевшую амальгаму влаги цинк превращается в оксид цинка с образованием газа водорода, который вызывает значительное расширение амальгамы и, следовательно, ощущение боли у пациента. После того как механизм отсроченного расширения амальгамы был установлен, решение этой проблемы стало возможным за счет коррекции методики работы с амальгамой. Кроме того, некоторые производители в качестве альтернативы начали изготавливать амальгамы, не содержащие цинка. Эти сплавы имели преимущество тогда, когда изоляцию рабочего поля было выполнить сложно. В настоящее время есть мнение, что цинк может оказывать положительное влияние на продолжительность службы амальгамовых реставраций. Данные клинических исследований показывают, что амальгамы с низким и высоким содержанием меди, имеющие в своем составе цинк, служат на 20- 50% дольше, чем амальгамы без цинка. Учитывая эти новые данные, амальгамы изготавливают как цинксодержащие, так и бесцинковые, хотя усовершенствование методик изготовления амальгам позволило значительно снизить потребность в цинке в процессе производства.

Состав, структура и свойства

Главное, что нужно учитывать для любой амальгамы, — это количество ртути в окончательной реставрации и виды образующихся продуктов реакции.

Обычная амальгама затвердевает в результате реакции серебра и олова с ртутью с образованием двух фаз:

• серебро-ртуть;

• олово-ртуть.

Они формируют твердые соединения и вызывают затвердение амальгамы. Реакция между металлами является очень сложной, и на нее влияют несколько факторов. Поскольку изначальная смесь содержит большой избыток частиц сплава серебра и олова, то при реакции с ртутью потребляется очень небольшое их количество. Непрореагировавшая часть амальгамового сплава остается в амальгаме и усиливает ее окончательную структуру. Продукты реакции образуют матрицу, окружающую оставшиеся частицы сплава. Поскольку эти непрореагировавшие частицы сплава имеют значительно лучшие физические, химические и механические свойства, чем продукты реакции, то очень важно максимально уменьшить количество матрицы, образующейся во время реакции. В зависимости от формы и характера конденсации частиц амальгамового сплава, для создания хорошо конденсируемой смеси потребуется разное количество ртути. После помещения амальгамы в область препарирования на зубе важно хорошо выполнить ее конденсацию, чтобы уменьшить количество пустот в материале, прижать ее к стенкам области препарирования и удалить избыток ртути из матрицы. Богатая ртутью матрица удаляется из поверхности конденсируемого материала по частям. Это обеспечивает наличие минимального количества продуктов реакции в окончательной структуре амальгамы, которая должна состоять преимущественно из усиливающего ее остаточного сплава.