02 - Materiały podkładowe.doc

Materiały podkładowe.

Materiały, przeznaczone do wykonywania wypełnień, pozostają w ścisłym kontakcie z zębiną, w bliskim sąsiedztwie miazgi. Amalgamat, kompozyty, cementy glassionomerowe, złoto nie są materiałami w pełni biozgodnymi – oddziałują niekorzystne na miazgę zębów. W przypadku amalgamatów oraz wypełnień wykonanych ze złota, wysoki współczynnik przewodnictwa cieplnego odpowiada za drażnienie miazgi bodźcami termicznymi. Nie najlepsze własności biologiczne materiałów kompozytowych, cementów glassionomerowych czy kompomerów wiążą się z kolei z uwalnianiem substancji chemicznych zdolnych do drażnienia miazgi bądź z mikroprzeciekiem na granicy wypełnień i twardych tkanek zębów, spowodowanym brakiem szczelności brzeżnej wykonanych wypełnień.

Dla zabezpieczenia miazgi zęba przed szkodliwym wpływem materiału wypełniającego oraz środowiska jamy ustnej konieczne jest zastosowanie materiału ochronnego – podkładu. Materiały podkładowe uważane są od wielu lat za nieodłączny element procedury wypełniania ubytków próchnicowego i niepróchnicowego pochodzenia. Wskazaniami do ich stosowania są przede wszystkim ubytki twardych tkanek zęba, z rozpoznaniem klinicznym próchnicy głębokiej oraz ubytki z rozpoznaniem klinicznym próchnicy średniej. Materiały podkładowe mogą być stosowane w połączeniu ze wszystkimi rodzajami materiałów wypełniających we wszystkich klasach ubytków wg klasyfikacji Black’a.

Materiał podkładowy (podkład) w pełnym tego słowa znaczeniu, przeznaczony do ochrony miazgi zębów przed szkodliwym wpływem tak materiału wypełniającego, jak i otoczenia, powinien spełnić dwie podstawowe funkcje:

·         oporową (base) tj. zabezpieczenia miazgi przed urazami mechanicznymi i czynnikami termicznymi,

·         uszczelniają (liner) tj. zabezpieczenia w zakresie izolacji chemicznej przed szkodliwym wpływem czynników chemicznych, pochodzących tak z materiału wypełniającego, jak i środowiska zewnętrznego – będącego skutkiem mikroprzecieku (przenikania do miazgi zęba, substancji chemicznych, czasowo znajdujących się w jamie ustnej oraz drobnoustrojów i ich toksyn, przez szczelinę na pograniczu wypełnienia oraz twardych tkanek zębów). 

Tylko nieliczne cementy podkładowe łączą w sobie obydwie funkcje np.: cementy polikarboksylowe i cementy glassionomerowe. Pozostałe materiały podkładowe pełnią rolę linera np. lakiery żywicze, cementy wodorotlenkowo-wapniowe, bądź zabezpieczenia termicznego i mechanicznego (base) np. cement fosforowy.

Wymagania stawiane materiałom podkładowym

Idealny materiał podkładowy powinien wykazywać następujące własności:

·         łatwość pracy – zarabiania i wprowadzania do ubytku (dobre charakterystyki reologiczne - pły­nięcia i czasu rozrabiania);

·         szybkość wiązania;

·         obojętność biologiczną dla miazgi zębów i innych tkanek (brak toksycznego i drażniącego działania);

·         dostateczną wytrzymałość mechaniczną – by zabezpieczyć miazgę zęba przed urazem mechanicznym związanym z odkształceniem sprężystym wypełnienia poddanego działania sił gryzowych;

·         zdolność do ochrony miazgi przed drażniącym wpływem materiałów odtwórczych:

-          termicznym - cement używany jest w przypad­ku stosowania dużych metalowych wypełnień (np. amalgamatów) jako izolator termiczny;

-          chemicznym - cement powinien zapobiegać przeni­kaniu szkodliwych substancji z innych materiałów do miazgi;

-          elektrycznym - stosowane są pod wypełnienia­mi metalowymi w celu ograniczenia drażnienia miazgi prądami galwanicznymi;

·         odpowiednie właściwości chemiczne – brak negatywnego wpływu na właściwości materiałów wypełniających;

·         łączyć materiał wypełniający ze szkliwem i zębiną (adhezja);

·         brak rozpuszczalności w kwasach i w płynach ustrojowych;

·         silną adhezję do twardych tkanek zęba;

·         rozszerzalność termiczną zbliżoną do rozszerzalności termicznej szkliwa i zębiny;

·         właściwości przeciwbakteryjne.

Żaden ze współczesnych materiałów stosowanych do ochrony miazgi zębów nie łączy w sobie wszystkich cech idealnego materiału podkładowego, zaś poszczególne materiały różnią się znacznie własnościami fizyko-chemicznymi i biologicznymi. Różne sytuacje kliniczne wymagają z kolei użycia materiałów często o bardzo różnych własnościach, jak również łączenia funkcji poszczególnych materiałów podkładowych, w formie zakładania podwójnych podkładów. Zatem dla osiągnięcia jak najlepszych efektów terapeutycznych, konieczna jest znajomość własności wszystkich dostępnych i stosowanych materiałów podkładowych. Poniżej omówiona zostanie charakterystyka stosowanych materiałów podkładowych.

CEMENTY OPARTE NA REAKCJI KWAS-ZASADA.

Główne składniki: proszek i płyn. Proszki to substancje amfoteryczne lub zasa­dowe (akceptory protonów), płyn (donor protonów) stanowi kwas. Podczas mieszania obu składników tworzy się lepka pasta, która w miarę upływu czasu twardnieje, tworząc twarde ciało stałe. Reakcja wiązania cementów oparta jest na reakcji po­między kwasami i zasadami, a jej produktem jest sól w formie żelu.

Po stwardnieniu cementy charakteryzują się budową heteroge­niczną – tylko część proszku reaguje z płynem i osta­tecznie cement składa się z rdzenia (częściowo rozpuszczonych ziaren proszku), który nie uległ reakcji z kwasem, otoczo­nego przez matrycę produktu reakcji, np. sól żelową.

Cementy ze względu na rodzaj proszku można podzielić na:

·         cementy na bazie tlenku cynku - mogą reagować z sze­rokim spektrum płynów

-          kwas fosforowy (c. fosforowy)

-          kwas poliakrylowy (c. polikarboksylowy)

-          eugenol (c. tlenkowo-cynkowo-eugenolowy)

·         cementy na bazie szkła glinokrzemianowego

-          kwas poliakrylowy (c. szklano-jonomerowy)

-          kwas fosforowy (c. krzemowy)

Ryc. 1. Pięć głównych rodzajów cementów opartych na re­akcji kwas-zasala

I. Cementy cynkowo-fosforanowe (fosforanowe, fosforowe)

    Cement fosforanowy był jednym z pierwszych materiałów podkładowych stosowanych w stomatologii.

    Skład:

Proszek: wyprażony (w temperaturze powyżej 1000oC) tlenek cynku 75-98%, tlenek magnezu 7-15%, tlenek wapnia, tlenek glinu, w niewielkich ilościach kwas krzemowy, barwniki (tlenki żelaza lub manganu), składniki zwiększające działanie bakteriobójcze (sole srebra i miedzi), może również zawierać fluorki, dwutlenek krzemu i trójtlenek bizmutu.

Płyn: 50-70% roztwór wodny mieszaniny kwasów fosforowych (głównie ortofosforowego oraz kwasów meta- i pirofosforowego), często z domieszkami soli – fosforanów glinu i cynku, utworzonych przez rozpuszczenie tlenków cynku lub glinu w płynie.

Proszek cementu fosforowego jest wytwarzany poprzez wyprażanie wymienionych wyżej składników w tem­peraturze powyżej 1000°C – powstaje granulat, który następnie jest roz­drabniany do postaci drobnoziarnistego proszku.

Reakcja wiązania cementu fosforanowego rozpoczyna się, po zmieszaniu proszku cementu z płynem. Powierzchnie zasadowych cząstek tlenku cynku i tlenku magnezu (o ile jest obecny) reagują z kwasem fosforowym, tworząc nierozpuszczalną osnowę (sieć) fosforanu cynku i fosforanu ma­gnezu, która otacza niecałkowicie rozpuszczone cząsteczki tlenku cynku i tlenku magnezu. Mate­riał po związaniu jest więc heterogeniczny.

Twardnieniu cementu towarzyszy:

·         wydzielanie ciepła (reakcja wiązania jest egzoter­miczna)

·         skurcz materiału 0,05 – 2,0%.

    W stoma­tologii stosowane są cementy wolno- i szybkowiążące. Szereg czynników wpływa na szybkość reakcji wiązania (twardnienia) cementu. Między innymi sposób wytwarzania proszku: im wyższa temperatu­ra spiekania składników proszku, tym mniejsza jest jego reaktywność, wielkość ziaren proszku (bardziej drobnoziar­nisty proszek, w porównaniu z gruboziarnistym, wiąże szybciej, ponieważ większa powierzchnia cząstek Zn0 ma kontakt z cieczą). Rodzaj płynu: obniżenie pH płynu przyspiesza proces twardnienia, dodatek soli cynku także skraca czas wiązania cementu, zaś dodatek substancji bufonujących (wodorotlen­ki, jony glinu) wydłuża czas wiązania. Sposób zarabiania cementu - dodawanie proszku do płynu małymi porcjami wydłuża, a zbyt szybkie dodanie proszku do płynu skraca czas wiązania – czas pracy cemen­tem. Przyspieszyć twardnienie może także dodanie zbyt dużej ilości proszku w stosunku do płynu (duży stosunek proszek/płyn), obecność wilgoci, podwyższona temperatura otoczenia – cement wiąże szybciej w tem­peraturze jamy ustnej niż w temp. pokojowej.

Buteleczki z proszkiem i płynem należy natychmiast po pobraniu potrzebnych porcji szczelnie zamykać. Pod wpły­wem powietrza płyn traci swoje właściwości (odparowanie wody i spadek pH płynu), podobnie jak proszek pod wpływem wilgoci (jest higroskopijny, chłonie wodą z powietrza). Płyn, który przestaje być klarowną cieczą, nie powinien być używany.

Własności cementu fosforowego:

·         dobra wytrzymałość mechaniczna (na ściskanie – wyższa od wytrzymałości cementu tlenkowo-cynkowo-eugenolowego i niższa od cementu krzemowo-fosforanowego);

·         kruchość (niewielka wytrzymałość na rozciąganie). Użycie zbyt dużej ilości płynu do zarobienia cementu, niewłaściwy sposób mieszania oraz przedwczesna ekspozycja na działanie płynów jamy ustnej obniżają wytrzymałość na ściskanie i zmniejszają elastyczność (zwiększa się kruchość);

·         szybki czas wiązania cementu (cement twardnieje w ciągu 5-10 minut, a w ciągu pierwszej godziny uzyskuje dwie trzecie ostatecznej wytrzymałości);

·         względna przylepność (dość znaczna w czasie zarabiania). Nie łączy się chemicznie z zębiną i szkliwem. Stosowany jako materiał podkładowy (zarobiony do konsystencji plastycznej), utrzymuje się przede wszystkim dzięki retencji mechanicznej. Po zarobieniu do konsystencji gęstej śmietany (materiał łączący) wykazuje stosunkowo niewielką adhezję do twardych tkanek zębów. Retencja materia­łu, nawet półpłynnego, ma jednak charakter głównie mechaniczny (mikrozazębianie materiału i nierówności powierzchni szkliwa i zębiny). Stosowany jako materiał łączący wykazuje 13% siły adhezji i 87% siły blokującej – retencji);

·         brak szczelności brzeżnej pomiędzy cementem fosforowym a zębiną (zaleca się pokrycia powierzchni zębiny lakierem podkładowym);

·         zmiana objętości podczas wiązania (cementy wykazują bardzo zróżnicowany stopień kurczliwości zawierający się w przedziale od 0,05 do 2,0%). Może to powodować w rezultacie pogorszenie szczelności brzeżnej oraz mikroprzeciek;

·         minimalna grubość warstwy większości materiałów wynosi 15-40 μm, zależy ona m. in. od rozmiarów cząstek proszku i stopnia ich zmian w procesie wiązania (grubość warstwy jest istotna przy stosowaniu cementu jako materiału łączącego – wg. zaleceń ADA powinna być mniejsza niż 25 μm, drobnoziarniste cementy fosforanowe nie ustępują w tym względzie innym cementom łączącym);

·         dobra izolacja termiczna;

·         dobra izolacja elektryczna (efektyw­nie redukują drażnienie prądami galwanicznymi);

·         stosunkowo niewielka szkodliwość dla tkanek otaczających;

·         cement nie zwią­zany zachowuje się jak ciecz nieniutonowska i ma lepkość do 120 N ~ s ~ m =. Krzywa lep­kość-czas nie wykazuje plateau, odpowiadające­go czasowi rozrabiania;

·         wysoka kwasowość cementu w trakcie wiązania (pH świeżo rozrobionego ce­mentu waha się l,6 - 3,6). W miarę twar­dnienia pH rośnie, a powierzchnia staje się prawie obojętna (pH ok. 7,0) po ok. 48 godz. (wolne kwasy fosforowe utrzymują się w materiale nawet przez 48 godzin). Im rzadsza konsystencja rozrabianego cementu, tym niższe jest jego pH i dłuższy okres, w którym osiąga on odczyn obo­jętny. Obniżenie pH sprawia, że materiał może mieć szkodliwy wpływ na miazgę, zwłaszcza gdy znajduje się ona już w nie najlepszym stanie klinicznym. Zatem nie poleca się go do stosowania jako samodzielnego podkładu w głębokich ubytkach (szkodliwe działanie można ogra­niczyć poprzez zabezpieczenie dna ubytku: cementem tlenkowo-cynkowym z eugenolem, podkładem z wodorotlenku wapnia, lakierem izolacyjnym (cavity warnish)), zaś podczas osadzania prac protetycznych, zwłaszcza na zębach z żywą miazgą, zaleca się zabezpieczenie powierzchni zęba lakierami izolacyjnym (cavity varnish), przed osadzeniem wkładów, koron czy mostów;

·         Porowatość;

·         stosunkowo niewielka odporność na działanie czynników chemicznych (uleganie procesowi rozpuszczenia w płynach ustrojowych, duża wrażliwość na wilgoć), Rozpuszczalność cementu zależy od stosunku proszku do płynu. Im niższy ten stosunek (rzadszy cement), tym mate­riał jest łatwiej rozpuszczalny. W destylowanej wodzie rozpuszczalność cementu jest mała, ale ro­śnie w miarę spadku pH. Rozpuszczalność w wodzie (maks. utrata wagi 0,2% po 24 godz.) mieści się w zakresie klinicznie dopuszczalnych norm;

·         nieodpowiednia barwa;

·         brak prze­zierności.

Tab.1. Wpływ zmiany różnych czynników na wybrane właściwości cementu cynkowo­-fosforanowego