V.P. Mikhailovskaya, A.I. Yatsuk, T.K. Ostromentskaya, Ye.A. Karmal’kova

Use of glass-ionomeric cements in therapy of dental caries in pediatric dentistry

Cовременная стоматология располагает большим арсеналом материалов и методов для лечения кариеса временных и постоянных зубов. Однако следует признать, что, с научной точки зрения, на сегодняшний день нет идеального пломбировочного материала, который соответствовал бы всем требованиям детской стоматологии. Постоянное изменение температуры в полости рта и циклические жевательные нагрузки постепенно приводят к нарушению прилегания пломбы к тканям зуба, возникновению микрощелей и, как следствие, микротечи. Именно микротечь с микроорганизмами ответственны за развитие послеоперационной чувствительности, вторичного кариеса, воспаления пульпы [6, 20].

 

Основные требования к пломбировочным материалам, используемым при реставрации временных зубов [8, 18]: отсутствие токсичности и биосовместимость; наличие адгезии к твердым тканям зуба; укрепление оставшейся структуры зуба; простота постановки; небольшая стоимость. Возможно, наиболее этим требованиям отвечают стеклоиономерные цементы (СИЦ). По мнению некоторых авторов [2], если бы прочность СИЦ на диаметральное растяжение была бы на порядок выше, то они стали бы идеальными пломбировочными материалами для детской стоматологии.

Для реставрации постоянных зубов, безусловно, лучше композиты. Однако композиты не могут решить всех проблем лечения постоянных «несформированных» зубов. Анатомия, биохимия и физиология тканей как временных, так и постоянных зубов у детей отличается от аналогичных показателей у взрослых [3]. Кариес, возникающий в период незаконченной постэруптивной (третичной) минерализации очень часто имеет острое течение, наблюдаются быстрые темпы деструкции твердых тканей с запаздыванием «запуска» пульпой защитных механизмов в виде склерозирования дентина и образования вторичного заместительного (третичного) дентина. В этих условиях, по крайней мере до стабилизации процесса и улучшения кариесогенной ситуации в полости рта, требуется материал, обладающий биоактивностью, способностью реминерализовать твердые ткани зуба, уменьшить риск развития вторичного кариеса.

Единственным материалом, имеющим потенциал определенной доли биоактивности, проявляющийся в виде продолжительного выделения ионов фтора и других ионов и химической адгезии на основе ионного обмена к структурам зуба, является СИЦ [5].

Стеклоиономерный цемент – классический кислотно-основной материал, в котором основной компонент представлен фторалюмосиликатным стеклом с высоким содержанием фтора, а кислотный компонент – полиакриловой кислотой. В результате кислотно-основной реакции образуется цемент, состоящий из частичек стекла, окруженных и взвешенных в матриксе, сформировавшемся при взаимодействии кислоты с поверхностным слоем стеклянных частиц. Стеклоиономеры появились на стоматологическом рынке в 1976 г. С тех пор они претерпели множество изменений и усовершенствований [21].

В зависимости от клинического применения СИЦ разделяются на 3 типа (McLean, 1998): фиксирующие, восстановительные (реставрационные), подкладочные цементы.

В свою очередь восстановительные СИЦ T.P. Croll, J.W. Nickolson классифицировали на самоотверждаемые (классические, или традиционные), металломодифицированные, полимеромодифицированные [12].

В литературе подробно освещены основные свойства этих классов пломбировочных материалов [17, 12].

Традиционные СИЦ

Достоинства традиционных СИЦ:

• химическая адгезия к твердым тканям зуба за счет образования хелатных соединений с кальцием гидроксиапатита эмали и дентина карбоксилатными группами макромолекул полиакриловой кислоты цемента, а также связывание водородного типа с коллагеном (предположительный механизм);

• кариесстатический и антибактериальный эффект;

• возможность адсорбции ионов фтора;

• близость коэффициента термического расширения к твердым тканям зуба, что предотвращает «растрескивание» пломбированных зубов, нарушение краевого прилегания пломбы при изменении температуры в полости рта;

• хорошая биосовместимость, нетоксичность. В связи с этим не требуется применение изолирующей прокладки, СИЦ сами могут быть использованы в этом качестве, так как обладают высокой прочностью на сжатие;

• низкая теплопроводность;

• хорошая краевая адаптация к тканям зуба.

Наличие у СИЦ химической адгезии к твердым тканям зуба позволяет использовать более консервативные подходы к препарированию кариозных полостей, в настоящее время сформировавшиеся в целостную философию «минимальной интервенции».

Фторзависимый кариесстатический эффект основан на двух явлениях, происходящих во время и после затвердевания СИЦ: выделение фтора и образование слоя фторсодержащих апатитов на границе между материалом пломбы и тканями зуба [16, 23]. Наличие слоя насыщенных фтором апатитов в дентине может служить барьером в процессе развития вторичного кариеса.

Свободное движение ионов фтора обусловлено их структурной несвязанностью с матрицей цемента. Ионы фтора способны к миграции соответственно градиенту концентрации. Кроме того, установлено, что СИЦ могут адсорбировать ионы фтора при контакте с фторсодержащими материалами – зубными пастами, гелями, лаками, растворами для аппликаций и полосканий [19, 29]. Это явление получило название «reservoir effect» (эффект резервуара), в русскоязычной литературе – батарейный эффект, или эффект батарейки.

Баланс фторида между СИЦ и твердыми тканями зуба описывается как цикл движения фторида (Fluoride Movement Cycle), имеющий несколько фаз. После постановки пломбы содержание фтора в материале намного выше, чем в окружающих тканях зуба (Leaching phase). Посредством ионного обмена фтор-ионы диффундируют из области высокой концентрации (в цементе) в область низкой концентрации (в ткани зуба). В ходе этого процесса некоторое количество гидроксиапатитов трансформируется во фторапатиты. Через несколько месяцев содержание фтора в тканях зуба и СИЦ приходит в равновесие (Equilibrium phase). Так как равновесие фторидов между поверхностью СИЦ и ротовой жидкостью невозможно, большая часть фтора из поверхностного слоя цемента поступает в ротовую жидкость – фаза истощения (Depleted phase). Цикл заканчивается «перезарядкой» – новым поступлением фтора в СИЦ при местной аппликации материала, содержащего фторид (Recharging phase). Полагают, что воздействие фтора также повышает кислотоустойчивость эмали в зоне 1–3 мм от края пломбы [7].

Биологическая совместимость с тканями зуба связана со свойствами входящей в состав СИЦ полиакриловой кислоты, в частности с невозможностью ее проникновения в дентинные канальцы из-за высокого молекулярного веса, размера и формы цепи, слабой кислотности, полного связывания с кальцием твердых тканей зуба с образованием нерастворимой соли.

Недостатки традиционных СИЦ:

• низкая прочность на диаметральное растяжение, обусловливающая хрупкость материала;

• низкая устойчивость к истиранию;

• недостаточная эстетичность;

• чувствительность к недостатку и избытку влаги во все периоды затвердевания до полного созревания цемента;

• существование проблемы так называемого «водного баланса», т.е. предрасположенность к водопоглощению в течение 24 часов и водоотдаче в течение 6 месяцев после постановки;

• непостоянные адгезивные свойства;

• невысокая сила адгезии к твердым тканям зуба: 2–7 мПа (после удаления смазанного слоя возможно 8–12 мПа);

• плохие манипуляционные качества.

Для улучшения адгезии СИЦ рекомендуется провести кондиционирование отпрепарированной кариозной полости 10% раствором полиакриловой кислоты в течение 10 секунд. При кондиционировании растворяется «смазанный» слой без деминерализации эмали и дентина и раскрытия дентинных канальцев, снижается поверхностное натяжение, улучшается смачиваемость полости, вследствие чего цемент будет легче растекаться по поверхности. Также происходит предварительная активация в тканях зуба ионов кальция и фосфат-ионов, что увеличивает их доступность для ионного обмена с СИЦ [4].

Для решения проблемы водного баланса поверхность пломбы после постановки необходимо герметизировать с помощью одного из светоотверждаемых однокомпонентных адгезивов, либо двумя слоями специального лака. Финишную обработку необходимо отложить на сутки, еще лучше на 7 суток. Если реставрация, изготовленная менее 6 месяцев назад, будет подвергнута дегидратации в течение нескольких минут (например, при лечении других зубов), ее предварительно также следует защитить адгезивом или лаком [22].

Показания к применению

традиционных СИЦ

Суммируя данные литературы, инструкций фирм-производителей и собственный опыт работы, мы сформулировали показания к применению традиционных СИЦ:

1. При лечении кариеса временных зубов:

• реставрация кариозных полостей классов I, II, III, V;

• лечение кариеса зубов с применением ART-методики;

• туннельная техника лечения кариеса;

• методика профилактической стеклоиономерной реставрации;

• методика отсроченного пломбирования при остром течении кариеса;

• материал выбора при множественном кариесе, поражении твердых тканей ниже уровня десны;

• невозможность технически выполнить реставрацию композитом;

• герметизация фиссур и ямок. В связи с высокой вероятностью быстрого выпадения материала при герметизации СИЦ рекомендуется использовать термин «переходная» (transitional) герметизация;

• применение в качестве подкладочного материала под композиты и амальгаму.

2. При лечении кариеса постоянных зубов:

• реставрация кариозных полостей классов III, V;

• туннельная техника лечения кариеса;

• пломбирование небольших кариозных полостей при технической возможности препарирования без разрушения краевого гребня;

• методика терапевтической герметизации: лечение кариеса эмали полостей класса I без иссечения эмали;

• методика профилактической стеклоиономерной реставрации;

• герметизация фиссур и ямок (переходная герметизация);

• временное пломбирование на первом этапе выполнения методики непрямой пульпотерапии;

• применение в качестве подкладочного материала под композиты и амальгаму;

• замещение дентина в технике реставрации «закрытого сэндвича»;

• методика «отсроченного» пломбирования при остром течении кариеса.

В последние годы созданы быстроотверждаемые (пакуемые) традиционные СИЦ, такие как Ketac Molar (3M ESPЕ), Fuji IX (GС), Ionofil Molar (VOCO). В них изменен химический состав (удален избыток ионов Са2+), размер и сбалансированность стекла [22]. Таким образом производители добились существенных преимуществ в сравнении с предыдущим поколением традиционных СИЦ:

• значительно улучшены механические свойства (высокая прочность на сжатие, на изгиб, поверхностная твердость);

• окончательно отверждаются в течение 5 минут от начала замешивания и могут контактировать с водой;

• обладают минимальной истираемостью;

• улучшены манипуляционные качества – конденсируемы подобно амальгаме;

• имеют низкую растворимость;

• чувствительны к дегидратации в течение лишь 2 недель после постановки.

3. Дополнительные показания к применению быстроотверждаемых СИЦ:

– реставрации небольших полостей класса I постоянных зубов, а также использование в качестве материала, замещающего дентин в методике «открытого сэндвича».

Металлсодержащие СИЦ

С целью увеличения прочности СИЦ в 1980-х гг. началась разработка металлсодержащих стеклоиномерных цементов, часто называемых «керметами» (ceramic – metal mixture) (Ketac Silver Aplicap / Maxicap (3M ESPE), Miracle mix (GC), Argion, Argion Molar (VOCO) и др.).

В состав порошка этих материалов добавляли порошок серебра либо частицы амальгамового сплава (серебро – олово). Впоследствии для улучшения связи между серебром и матрицей цемента сплав серебро – олово был заменен сплавом серебро – палладий (происходило образование хелатных соединений между полиакриловой кислотой и оксидом палладия).

Наличие частиц серебра повышает твердость, прочность, устойчивость к истиранию, придает серый цвет цементу. Металлсодержащие СИЦ обладают более быстрой реакцией отвердевания, меньшей чувствительностью к водопоглощению в сравнении с традиционными СИЦ.

Показания к использованию кермет-цементов такие же, как у быстроотверждаемых СИЦ при отсутствии строгих эстетических требований к материалам [17].

Фотоактивируемый

самоотверждаемый СИЦ

Одним из способов ускорения протекания кислотно-основной реакции классического СИЦ является добавление красителя, обладающего светопоглощением в соответствии с колорометрической системой Д 65, 60 или менее. На базе данной концепции фирма «GC» разработала материал Fuji VII, который называют СИЦ, подверженным световой инициации, или фотоактивируемым самоотверждаемым СИЦ [21].

Fuji VII – это СИЦ с низким соотношением порошок/жидкость, дополненный небольшим количеством красного пигмента. Материал розового цвета, не содержит композитных добавок, обладает выраженными бактерицидными свойствами, высоким уровнем фторвыделения, контролируемым временем отверждения.

Показания к использованию Fuji VII (в соответствии с инструкцией производителя): герметизация фиссур и ямок («переходная» герметизация в недавно прорезавшихся зубах при проблемном контроле загрязнения операционного поля десневой жидкостью – прим. авторов), лечение и профилактика гиперчувствительности, защита обнаженных поверхностей корней, временное пломбирование полости при эндодонтическом лечении.

СИЦ, модифицированные

полимером

Существенно повлияли на развитие детской стоматологии СИЦ, модифицированные полимером. Vitrabond (Vitrebond) был представлен фирмой 3М Dental Products Division как первый стеклоиономерный подкладочный материал двойного отверждения.

Реставрационные материалы этого класса получили название полимермодифицированных СИЦ (Resin-modified GIC, RM GIC), или гибридных стеклоиономерных цементов (Photac Quick Fil (3М ESPE), Fuji LC (GC), Vitremer (3M ESPE)).

Порошок полимермодифицированных СИЦ представляет собой рентгеноконтрастное фторалюмосиликатное стекло, иногда с добавлением высушенного кополимеризата, жидкость – раствор кополимера кислот. Молекулы поликислот модифицированы присоединением некоторого количества метакрилатных групп. Эти модифицированные радикалы на концах молекул позволяют им соединяться между собой под воздействием света. В жидкости также содержится водный раствор гидроксиэтилметакрилата (НЕМА), винная кислота и фотоинициатор.

При смешивании порошка и жидкости параллельно протекают две реакции – классическая (но более медленная) реакция отвердевания традиционного СИЦ с выщелачиванием ионов металла и фтора и сразу после засвечивания фотополимеризатором – полимеризация свободных радикалов метакрильных групп полимера и НЕМА. То есть сразу после засвечивания формируется жесткая структура материала, в которой затем протекает стеклоиономерная реакция. Так как в глубоких участках, не доступных для проникновения света фотополимеризатора, прочность матриала ниже и остается некоторое количество непрореагировавших метакрилатных групп, необходимо использовать послойную технику внесения, что не всегда удобно [1, 25, 26].

Решила проблему разработка полимермодифицированных СИЦ тройного отверждения (Vitremer (3M ESPE)). Наряду с классической стеклоиономерной реакцией и фотоинициируемой метакрилатной полимеризацией свободных радикалов в этом цементе происходит химическое отверждение полимерной матрицы за счет катализатора, находящегося в микрокапсулах в порошке и активируемого в процессе замешивания материала. Микрокапсулы представляют собой запатентованную систему водоактивированных редокскатализаторов – персульфата калия и аскорбиновой кислоты. Таким образом происходит полноценное отвердевание в участках, не доступных для проникновения света, и устраняется необходимость послойного нанесения материала [21].

Материал (порошок и жидкость) дополнен третьим компонентом – праймером. Состав праймера подобен составу жидкости, но менее вязок, включает в себя кополимер полиалкиновой кислоты (Vitrebond кополимер), 2-гидроксиэтилметакрилат (НЕМА), этанол, фотоактиватор. Праймер предназначен для модифицирования смазанного слоя и увлажнения (смачивания) поверхности зуба с целью улучшения адгезии.

Преимущества полимермодифицированных СИЦ перед традиционными [9, 10, 13, 15, 27]:

- более высокая прочность, меньшая хрупкость, истираемость;

- более высокая адгезия к тканям зуба;

- удобство в работе, лучшие манипуляционные характеристики;

- отсутствие проблемы «водного баланса»;

- меньшая гидрофобность по сравнению с композитами, поэтому незначительная («невидимая») контаминация жидкостью операционного поля может не иметь решающего значения для сохранности материала, содержащего в своей структуре воду.

Недостатки полимермодифицированных СИЦ. В определенном смысле эти СИЦ вступают в противоречие с философией стеклоиономерных цементов, поскольку содержат мономер. Мономеры токсичны, а следовательно, есть риск аллергической реакции при их применении.

Помимо этого, затвердевший материал вследствие содержания гидроксиэтилметакрилата, являющегося сильным гидрофилом, будет поглощать воду, что ведет к снижению износоустойчивости. С течением времени материалы могут изменять окраску, особенно при неудовлетворительной гигиене полости рта [21].

Показания к применению полимермодифицированных СИЦ такие же, как и у традиционных СИЦ. Кроме того, гибридные материалы могут использоваться в технике «открытого сэндвича». Свойства полимермодифицированных СИЦ постоянно улучшаются производителями и растет число публикаций об эффективности их применения [17, 24, 28, 30].

Нанонаполненные

полимермодифицированные СИЦ

Первый нанонаполненный полимермодифицированный (гибридный) СИЦ двойного отверждения (кислотно-основная и радикальная реакция отверждения) – Ketac N 100 (3М ESPE), названный производителем nano-ionomer. Материал совмещает в себе традиционную технологию фторалюмосиликатного наполнителя и нанотехнологию, объединяет достоинства полимермодифицированных СИЦ и нанонаполненных композитов. Ketac N 100 представляет собой систему паста – паста (а не систему замешивания порошок – жидкость).

Паста А содержит фторалюмосиликатное стекло с частицами менее 3 мкм, силанизированные наночастицы аморфного оксида кремния и циркония размером 5–25 нм, метакрилатные и диметакрилатные смолы, фотоинициаторы.

Паста В включает в себя основанный на воде кополимер полиалкеновой кислоты (Vitrebond кополимер), силанизированные цирконевые нанокластеры размером 1–1,6 мкм, гидроксиэтилметакрилат (HEMA).

Содержание нанонаполнителя составляет 69% по весу (фторалюмосиликатное стекло – 27%, комбинация нанонаполнителей (частицы и кластеры) – 42%).

Все наночастицы модифицированы метакрилатным силаном с целью обеспечения формирования ковалентной связи в свободнорадикальном полимеризованном матриксе.

Полагают, что размер частиц наполнителя влияет на оптические свойства, прочность и устойчивость к изнашиваемости материала, способность полимеризованного материала выделять фтор.

Ketac Nano Primer состоит из воды, кополимера полиалкеновой кислоты (Vitrebond кополимер), 2-гидроксиэтилметакрилата (HEMA), фотоинициаторов. В отличие от работы с праймером материала Vitremer сокращено в два раза время нанесения Ketac Nano Primer на отпрепарированную полость и его светового отверждения (15 и 10 секунд соответственно).

Включение наночастиц и нанокластеров, дозирующая система Clicker обеспечили ряд достоинств Ketac N 100 в сравнении с другими полимермодифицированными СИЦ:

- практичность использования и лучшее манипуляционные характеристики;

- более высокая прочность;

- лучшая полируемость и эстетические свойства;

- более активное выделение фтора и выраженный «эффект батарейки»;

- уменьшение различий между стеклоиономерными цементами и композитами;

- показан к применению при реставрации полостей всех классов временных зубов, небольших полостей класса 1 постоянных зубов [11].

Стеклоиономерные цементы, представленные стоматологической промышленностью, широко применяются в детской стоматологической практике.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Даггел и др. Атлас по реставрации молочных зубов. – М., 2001. – 134 с.

2. Калмаков С., Ханкала Э. // Клиническая имплантантология и стоматология. – 1998. – №2 (5). – С. 68–72.

3. Кузьминская О.Ю. и др. // Новое в стоматологии. – 2008. – №1. – С.54–58.

4. Маунт Г.Дж. // Дент Арт. – 2003. – №2. – С.17–21.

5. Маунт Г.Дж. // Дент Арт. – 2003. – №4. – С.27–33.

6. Стоматология детей и подростков: пер. с англ. под ред. Р. МакДональда, Д. Эйвери. – М., 2003. – 766 с.

7. Albers H.F. Tooth-colored restoratives. Principles and techniques. Ninth Edition. – London, 2002. – 312 p.

8. Berg J.H. // Ped. Dent. – 2002. – V. 24. – N5. – P. 430–438.

9. Cho S.Y., Cheng A.C. // I Can Dent Assoc. – 1999. – V.78. – P. 1319–1325.

10. Christensen G.I. // IADA. – 1996. – V. 127. – P. 106–108.

11. Croll T.P. // Contemporary Esthetics and rest practice. – 2007. – September. – P. 1–4.

12. Croll T.P., Nickolson J.W. // Ped. Dent. – 2002. – V. 24, N5. – P.423–429.

13. Croll T.P., Helpin M.L. // ASDC J. Dent. Child. – 1995. – V. 62. – P. 17–21.

14. Croll T.P., Helpin M.L., Donly K.J. // ASDC J. Dent. Child. – 2000. – V. 67. – P. 391–398.

15. Curson M.E., Pollard M.A., Duggal M.S. // Brit. Dent J. – 1996. – V. 78. – P. 180–246.

16. Forsten L. // Scand. J. Dent. Res. – 1977. – V. 85. – P. 503.

17. Fuls A.B. et al. // Pediatric Dent. – 2000. – V. 22. – P. 479–485.

18. Guelmann M., Mjor I.A. // Ped. Dent. – 2002. – V. 24, N4. – P.326–332.

19. Matsumoto H. Et al. // J Prosthet Dent. – 1986. – V. 55. – P. 574–578.

20. McDonald R.E., Avery D.R. Dentistry for the child and adolescence. – 1988. – 937 p.

21. Mоunt G.J. // Новое в стоматологи. – 2003. – №2. – С. 73–77.

22. Mount G.J. // Новое в стоматологии. – 2003. – №6. – С.86–90.

23. Mukai M. Et al // Arch. Oral Biol. – 1993. – V. 38. – P. 1093–1098.

24. Souto M., Douly K.J. // Amer. J. Dent. – 1997. – V. 7. – P. 122–124.

25. Titley K.C. // Oral Health. – 12996. – V. 86. – P. 5.

26. Vaikuntam J. // ASDC J. Dent. Child. – 2000. – V. 64. – P. 131-134.

27. Vann W.F. // Pract. Periodontics Aesthet. Dent. – 1995. – V. 7. – P. 25–30.

28. Vilkinis V., Horsted – Bindsley P, Baelum V. // Clin. Oral Investig. – 2000. – V. 4. – P. 1333–139.

29. Weaver W.S., Blank L.W., Pellen G.B. // Gen. Dent. – 1988. – V. 36. – P. 136–137.

30. Welbury R.R. et al. // Brit. Dent. J. – 2000. – V. 189. – P. 93–97.

 

Современная стоматология. – 2009. – №1. – С. 10-14.

Внимание! Статья адресована врачам-специалистам. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.