2.4 Отвердевание сиц.
Отвердевание СИЦ проходит 3 последовательные стадии
Растворение (гидратация, выделение ионов, выщелачивание ионов).
Загустевание (первичное гелеобразование, начальное нестабильное отвердевание)
Отвердевание (дегидратация, созревание, окончательное отвердевание).
Стадия растворения. Во время этой стадии перешедшая в раствор кислота реагирует с поверхностным слоем стеклянных частиц с эстрагированием из него ионов алюминия, кальция, натрия и фтора, после чего на поверхности частичек остается только силикагель. Окончательно процесс экстрагирования ионов завершается спустя 24 часа, хотя материал затвердевает через 3-6 минут, не достигая своих окончательных физических и механических свойств. Под воздействием кислоты декомпозируется около 20-30% стеклянных частиц.
Стадия загустевания. Длится около 7 минут. Начальное отвердевание обеспечивается путем быстрого сшивания молекул поликислот ионами кальция. Таким образом, начинается превращение поликислотных молекул в гель. На этой стадии рН цемента начинает заметно возрастать.
Стадия отвердевания. Может длиться до 7 суток. Она обеспечивается в основном сшиванием цепей поликислот ионами алюминия. Трехвалентная природа ионов алюминия обеспечивает более высокую степень поперечного связывания и образование пространственной структуры. Однако есть данные, что кальциевые и алюминиевые цепочки могут разрываться и перестраиваться на протяжении всего периода существования реставрации.
В этой же стадии завершается процесс образования силикагеля на поверхности стеклянных частичек. После этого материал становится нечувствительным к влаге.
Окончательная структура отвердевшего цемента представляет собой стеклянные частицы, каждая из которых окружена силикагелем и расположена в матриксе из поперечно связанных молекул поликислот (рис.2).
Рисунок 2. Стадии отвердевания стеклоиономерного цемента: поперечное сшивание молекул поликислот трехвалентными ионами алюминия с образованием пространственной структуры полимера.
2.5 Основные свойства стеклоиономерных цементов
СИЦ по своему назначению подразделяются на:
1.Фиксирующие
2.Восстановительные
3.Прокладочные, в том числе, базисные (для основы под реставрацию композитными материалами).
G.J. Mount назвал СИЦ «на сегодняшний день единственными биологически активными реставрационными материалами», поскольку они способны связываться с твердыми тканями зуба и выделять фтор.
Химическая адгезия к дентину, эмали и цементу без кислотного протравливания объясняется двумя механизмами:
Карбоксилатные группы молекулы полиакриловой кислоты способны образовывать хелатные соединения с кальцием, в частности, с кальцием гидроксиапатита дентина и эмали.
Поликарбоновые кислоты обладают сродством к азоту белковых молекул, в частности, коллагена, что проявляется абсорбцией полиакриловой кислоты на коллагене дентина.
Химическая адгезия к большинству материалов (композитам, амальгамам, материалам, содержащим эвгенол, азоту, платине, оксидированной фольге, нержавеющей стали, олову, золотому сплаву) объясняется способностью СИЦ образовывать хелатные и водородные связи с различными субстратами.
Фторзависимый кариесстатический эффект основан на двух явлениях, происходящих во время и после затвердевания СИЦ – выделении фтора и образования слоя фторсодержащих апатитов на границе между материалом пломбы и тканями зуба.
Выделение ионов фтора начинается в фазу растворения и длится в течение всего периода экстрагирования ионов, достигая максимума через 24-48 часов и резко снижаясь после 72 часов. Есть данные, что фтор из стеклоиономерного цемента в течение нескольких месяцев диффундирует в дентин на глубину 25-50 мкм. Диффузия фтора вызывает усиление минерализации окружающих твердых тканей, уменьшение проницаемости дентина, реминерализацию начальных кариозных повреждений, остановку или замедление оставшегося кариозного процесса.
Антибактериальные свойства СИЦ связаны с действием выделяющегося фтора. Доказано, что поверхность пломб из СИЦ имеет более низкий уровень количества бактерий, чем из цинкфосфатных и цинк-поликарбоксилатных.
Хорошая биосовместимость, нетоксичность. СИЦ обладают довольно высокой биосовместимостью. Подкожная имплантация СИЦ в эксперименте на животных не вызывала патологических реакций в окружающих тканевых структурах. Возможность раздражения пульпы из-за начальной высокой кислотности диктует необходимость использования кальцийсодержащих подкладок при глубоких полостях в сочетании с быстро прогрессирующим течением кариозного процесса.
Близость коэффициента термического расширения к таковому эмали и дентина. Это предотвращает растрескивание пломбированных зубов или нарушение краевого прилегания пломб при изменении температуры в полости рта. Теплопроводность СИЦ также наиболее близка к теплопроводности дентина по сравнению с другими пломбировочными материалами.
Выделение тепла в процессе отвердевания СИЦ незначительно, что исключает возможность неблагоприятного термического влияния на пульпу.
Высокая прочность на сжатие. Это свойство СИЦ позволяет применять их в качестве базы под композитный материал при использовании «сэндвич» - техники, выдвигающей высокие прочностные требования к базисному материалу.
Низкая прочность на диаметральное растяжение. Данное свойство СИЦ делает невозможным применение СИЦ в местах значительной нагрузки (режущий край, бугры зубов и т.д.).
Низкий модуль эластичности. Относительная ригидность СИЦ объясняется наличием стеклянных частиц и ионной природой связи между полимерными цепями. Данное свойство позволяет применять СИЦ для пломбирования кариозных полостей по Y классу.
Усадка. Объемная усадка СИЦ составляет 1 – 3,6% по истечении 30 секунд после их наложения и 2,8-7,1% - спустя 24 часа. Сила этой усадки составляет 40% силы усадки, возникающей во время полимеризации композитных материалов, что обеспечивает возможность до определенной степени компенсации этой силы при одновременном применении с композитами в технике «сэндвич».
Хорошая краевая стабильность обеспечивается свойствами СИЦ и обеспечивает минимальную вероятность микроподтекания по сравнению с другими пломбировочными материалами.
Растворимость. Высокая растворимость в воде – недостаток многих цементов, в том числе и СИЦ. Преимуществом СИЦ перед другими цементами является наиболее низкая растворимость в кислотах.
Низкая устойчивость к истиранию ограничивает использование СИЦ в участках с высокой степенью нагрузки.
Эстетические свойства. Цвет СИЦ обеспечивается видом стекла и добавками цветовых пигментов. Цветовые качества СИЦ могут быть вполне удовлетворительными и близкими к таковым тканей зубов, немного отличаясь по яркости и насыщенности от композитов, однако материалы с удовлетворительными оптическими характеристиками имеют худшие характеристики отвердевания.