Возникновение и развитие композиционных материалов

В 40-50-х годах нынешнего столетия появился и быстро завоевал популярность среди стоматологов новый вид пломбировочных материалов - ненаполненные акриловые пластмассы. Их отвердение осуществлялось путем полимеризации мономера при смешивании двух компонентов материала (порошка-жидкости, двух разных паст и т. п.), содержащих разные составляющие системы полимеризации. В основном использовалась инициаторная система, содержащая перекись бензоила и третичные амины (BPO-Amin), благодаря которой полимеризация материала осуществлялась в условиях температуры полости рта 30-40 °С. Несмотря на определенные преимущества, эти пластмассы характеризовались недо­статочными прочностью, твердостью, цветоустойчивостью, токсическим влиянием на пульпу зуба, высокими коэффициентом термического расширения и водопоглощением.

Для улучшения свойств данного вида пломбировочных материалов в их состав пытались вводить различные неорганические наполнители. Однако в течение длительного времени такие попытки не давали существенного результата, так как акриловая пластмасса недостаточно прочно удерживала наполнитель после полимеризации. Тем не менее в 1960 г. появился первый коммерческий пломбировочный материал такой наполненной пластмассы -"Addent" ("3M Company"). Окончательный успех в создании такого вида пломбировочного материала связан с именем R. L. Bowen, синтезировавшего новый вид акрилового мономера - бисфенол-А-дигли

5

цидилметакрилат - "Bis-GMA", впоследствии получившего название "Смола Бовена". Данный мономер отличался способностью очень прочно удерживать неорганический наполнитель в матрице акриловой пластмассы. Это позволило создать новый вид (U.S.-Patent 3.066.112) пломбировочного материала, состоящего из мономера Bis-GMA и силанизированной кварцевой муки (R.L.Bowen, 1962г.).

Таким образом, заменяя полиметилметакрилаты на мономер Bis-GMA, используя кварц или силикаты вкачестве наполнителя, а силаны как связующее вещество, удалось в начале 60-х годов создать новый вид пломбировочных материалов, существенно отличающихся от своих предшественников, - композиционные пломбировочные материалы. Первые композиты выгодно отличались от ненаполненных пластмасс более высокими физико-механическими свойствами, высоким эстетическим качеством, меньшей усадкой. Однако их адгезия и краевое прилегание к твердым тканям зубов были недостаточными. Для лучшей фиксации композитов это привело к использованию предварительной обработки эмали фосфорной кислотой - кислотного протравливания эмали, предложенного M.J. Buonocore(1955r.). В последующем были созданы адгезивные связующие системы, позволяющие осуществить прочное прикрепление ком­позита к твердым тканям зубов. Для улучшения эстетических свойств материалов потребовалась разработка неорганических наполнителей с гораздо меньшим размером частиц - мини- и микронаполненных композитов. Благодаря этому было достигнуто очень высокое качество поверхности материала после полирования-до зеркального блеска, свойственного эмали естественных зубов. Сочетание различных размеров (макро-, мини-, микро-) частиц наполнителя позволило создать так называемые гибридные композиты, сочетающие в себе достаточную прочность и высокие эстетические качества (полируемость) материала. Наиболее удовлетворительные

6

результаты достигаются благодаря применению негомогенных микронаполненных или мелкодисперсных (микрогибридных) композиционных материалов. В последние годы появляется все большее количество различных гибридных композиционных материалов, содержащих частицы неорганического наполнителя в оптимальном количестве и с пропорционально подобранным процентным содержанием частиц разного размера - так называемые тотально выполненные гибридные материалы.

Разработка новых инициаторных систем полимеризации привела к созданию материалов, полимеризующихся под воздействием света. Преимуществом применения данного вида композита была оптимальная гомогенная консистенция, практически не ограниченная временем возможность моделирования пломбы или реставрации до момента ее полимеризации. Данный вид материала можно было наносить послойно, что позволяло, используя различные цветовые оттенки композита, достичь высокого эстетического эффекта реставрации зуба. Новая инициаторная система полимеризации позволила достичь очень высокой цветоустойчивости материала на протяжении нескольких лет.

Таким образом, в развитии композиционных пломбировочных материалов можно выделить следующие важные этапы:

1941 г. - использование новой системы инициаторов полимеризации - перекиси бензоила и третичных аминов (BPO-Amin);

1955 г. - предложение М. J. Buonocore проводить кислотное протравливание эмали;

1960 г. - появление одного из первых коммерческих материалов - прототипа композитов -"Addent" ("3M Company");

1962 г. - появление первого макронаполненного композиционного материала (по патенту R. L. Bowen);

7

1970 г. - впервые используются композиты, полимеризующиеся под воздействием ультрафиолетового света;

1977 г. - появление микронаполненных композиционных материалов, использующихся для пломбирования фронтальных зубов;

1977 г. - создание светоотверждаемых видимым светом композиционных материалов;

1980 г. - появление первых гибридных композиционных материалов;

1980 г. - появление первых микронаполненных композитов для восстановления жевательных зубов;

1982 г. - использование композиционных материалов для изготовления вкладок;

1985 г. - появление первых мелкодисперсных (микрогибридных) гибридных композитов, обеспечивающих их универсальное применение;

1994 г. - создание тотально выполненных гибридных композиционных материалов, обеспечивающих эффективное восстановление фронтальных и боковых зубов.

Общая проблема всех композиционных материалов -это усадка, возникающая вследствие полимеризации и составляющая для разных материалов от 2 до 5 об %. В целях избежания отслаивания композитов от стенок кариозной полости и образования краевой щели особое внимание уделяется применению композитов в сочетании с эмалево-дентинными адгезивными системами, благодаря чему удается усилить их сцепление с тканями зуба. К настоящему времени разработано достаточно большое количество различных адгезивных систем, которые способны обеспечить довольно сильное присоединение композита к твердым тканям зубов и другим стоматологическим материалам (пластмассам, металлу,

8

фарфору и пр.). Все эти типы связывания являются довольно разными по своей природе. Чаще всего это микромеханическое соединение (например, композит-эмаль), которое обеспечивается при помощи кислотного протравливания эмали. Связывание композита с дентином является по своей природе химическим и микромеханическим. Считается, что механическое связывание (например, композита с эмалью) является более силь­ным, чем химическое, - композита с дентином. Однако с применением адгезивных систем последних поколений, позволяющих образовывать гибридную зону в дентине, эта разница существенно уменьшилась и практически исчезла. Одной из основных причин, благодаря которой композиционные материалы нашли широкое применение в терапевтической стоматологии, является то, что в от­личие от других пломбировочных материалов компози­ты с помощью использования различных адгезивных си­стем могут напрямую связываться с твердыми тканями зуба (A. J. Gwinnett, A. Matsui, 1967). Клинический ус­пех относительно каждого из отдельных видов связыва­ния адгезивов с тканями зубов зависит от выбора определенного композиционного материала, соответ­ствующей адгезивной связующей системы и правильной техники их использования при клинической процедуре восстановления утраченных тканей зубов (R. Е. Jordan etal., 1981).