Stiklojonomeriniai cementai
Straipsnis iš OdontologijaWiki.
Stiklojonomeriniai cementai, dažnai vadinami stiklopolialkenatiniais cementais, yra odontologinės restauracinės medžiagos, susidedančios iš miltelių ir skysčio, kuriuos sumaišius gaunama plastinė masė, sukietėjanti iki kietos konsistencijos. Stiklojonomeriniai cementai (SJC) yra plačiai naudojami praktikoje dėka kelių jų savybių, tokių, kaip adhezinis ryšys su emaliu ir dentinu bei fluoro, įeinančio į cemento sudėtį, atpalaidavimas. Adhezija su kietaisiais dantų audiniais būdinga cinko polikarboksilatiniams cementams, o fluoro atpalaidavimas būdingas silikatiniams cementams, todėl SJC sieja ką tik minėtų cementų savybes.
Stiklojonomerinių cementų sudėtis
Pagrindiniais SJC komponentais yra stiklo dalelės ir polirūgštis, paprastai poliakrilinė rūgštis arba jos analogas. Be jų į SJC sudėtį įeina vyno rūgštis ir vanduo.
Stiklo dalelių užpildas
SJC stiklo dalelių užpildą sudaro trys pagrindiniai komponentai: silicio dioksidas, aliuminio oksidas ir kalcio fluoridas. Stiklo dalelių dydis siekia 20-50 mikronų. Nuo stiklo dalelių priklauso tokios SJC savybės, kaip jo kietėjimas, tirpumas, fluoro išskyrimo greitis, optinės plombos savybės.
Polirūgštis
Dabartiniuose SJC paprastai naudojamos polirūgštys, kurios yra akrilinės ir itakono rūgšties arba akrilinės ir maleino rūgšties kopolimerai (Pav. Į SJC sudėtį įeinančių rūgščių struktūros). SJC, priešingai nei silikatiniams cementams, nėra optimalios polirūgšties koncentracijos. Kuo didesnės koncentracijos rūgštis naudojama, tuo didesniu tvirtumu ir atsparumu drėgmei pasižymės gautas cementas. Vyno rūgštis nulemia cemento kietėjimą, todėl nuo jos tiesiogiai priklauso darbo su cementu laikas.
Stiklojonomerinių cementų išleidimo forma
Milteliai-skystis
Daugumas SJC susideda iš stiklo miltelių, kurie maišomi su atitinkamu skysčiu. Skystis yra vandeniniu poliakrilinės ir polimaleino bei vyno rūgšties tirpalu. Netrukus buvo pastebėta, kad aukščiau aprašyta kompozicija pasižymi dideliu SJC tirpumu seilėse bei sulėtėjusia kietėjimo reakcija. Taip pat nėra galutinai žinomas optimalus skysčio ir miltelių santykis, reikalingas pasiekti geras sukietėjusio cemento fizikines savybes ir lengvą darbinę konsistenciją.
Bevandeniai cementai
Daugelis SJC kietėja po distiliuoto vandens pridėjimo prie miltelių. Tokių cementų milteliai susideda iš po atšaldymo išdžiovintos polirūgšties ir vyno rūgšties miltelių.
Kapsulės
Pripažinta, jog tikslaus miltelių ir skysčio santykio pasiekimas vis dar išlieka problema. Ši problema išsprendžiama naudojant iš anksto tiksliai dozuotas kapsules.
Stiklojonomerinių cementų savybės
Fizikinės savybės
Sukietėjęs SJC nėra itin atsparus kramtymo krūviui, ypač žemas yra jo atsparumas tempimui, kuris lygus vos 10-15 MPa. Atsparumas gniuždymo jėgoms yra gerokai didesnis ir siekia apie 200 MPa.
Adhezija
Vienu iš SJC privalumų yra galimybė plombuoti ertmę viena medžiagos porcija, nėra būtinumo sluoksniuoti ar plombuoti keliomis porcijomis. Manoma, kad SJC poliakrilato jonai reaguoja su apatito struktūromis (pakeisdami kalcio ir fosfato jonus ir sudarydami tarpinį sluoksnį iš poliakrilato, kalcio ir fosfato jonų) arba susijungia tiesiogiai su apatito kalciu (Pav. SJC adhezijos mechanizmai).
Adhezija su dentinu įvyksta dėl vandenilinės jungties su kolagenu bei joninės jungties su apatitu, esančiu dentino sudėtyje.
Adhezinio ryšio tvirtumas nėra itin didelis (2-7 MPa), tačiau nesekmės atveju skilimas paprastai įvyksta paciame cemente, o ne adhezinio ryšio su danties kietaisiais audiniais vietoje. Tai nurodo į pagrindinį SJC trūkumą - mažą jo tvirtumą, kuris lygus maždaug 7 MPa (ištempimo metu).
Norint pasiekti gero ryšio su dentinu, jo paviršius turi būti apdirbtas kondicionieriumi. Geriausiu kondicionieriumi yra poliakrilinė rūgštis.
Tirpumas
Visi odontologijoje naudojami cementai pazižymi vienokiu ar kitokiu tirpumu. Pagrindinės cementų tirpumo priežastys yra ilgalaikė erozija, abrazyvinis poveikis ir nepilnai sukietėjęs cementas.
Pilnas SJC kietėjimas trunka apie 24 val. Šiuo laikotarpiu efektyvia apsauga nuo tirpimo yra padengimas apsauginiu laku.
Didelis santykis milteliai-skystis sąlygoja mažesnį tirpumą ir greitina kietėjimą. Skystai sumaišytas cementas, priešingai, labiau tirpus, ilgiau kietėja ir mažiau mechaniškai patvarus (Pav. Miltelių ir skysčio santykio įtaka SJC savybėms).
Pasibaigus kietėjimo procesui, cemento tirpumą reguliuoja paciento burnos ertmės sąlygos. Medžiagos netekimas pilno sukietėjimo fazėje gali padidėti dėl rūgščių poveikio arba dėl padidėjusio plombos nusitrynimo. Kaupiantis apnašui, išsiskiriančios rūgštys gali gana stipriai įtakoti šalia esančio SJC tirpumą.
Kietėjimas
SJC kietėjimo procesas apima 3 beveik vienu metu vykstančias stadijas: tirpimą, gelio susidarymą ir kietėjimą. Tai apsprendžia skirtingas greitis, su kuriuo jonai atpalaiduojami iš stiklo. Kalcio jonai atpalaiduojami greičiau, negu aliuminio jonai, nes jie ne taip tvirtai susijungę su stiklo struktūra. Natrio ir fluoro jonai nedalyvauja kietėjimo procese, tačiau suformuoja laisvą natrio fluoridą.
Tirpimo stadija
Skystą medžiagos komponentą ar vandenį maišant su milteliais, ištirpusi rūgštis reaguoja su stiklo dalelių paviršiumi. Paviršius netenka aliuminio, kalcio, natrio ir fluoro jonų, tokiu būdu lieka tik silicio dioksido gelis.
Gelio susidarymo stadija
Pradines kietėjimo stadijas nulemia greitas kalcio jonų poveikis, kurie, būdami dvivalenčiai ir kurių yra perteklius, reaguoja aktyviau su rūgšties karboksilinėmis grupėmis, negu trivalenčiai aliuminio jonai. Tai vadinama želatinacijos fazė.
Jeigu plomba šiuo laikotarpiu nėra apsaugota nuo išorinių faktorių, gali įvykti eilė kietėjimo procesą įtakojančių veiksnių. Aliuminio jonai difunduoja iš medžiagos, cementas jų netenka, ir susidaro mažiau skersinių jungčių tarp poliakrilinės rūgšties grandinių. Jeigu netenkama vandens, kietėjimo reakcija negali būti užbaigta. Tiek pirmu, tiek antru atveju, sukietėjęs cementas nėra pakankamai tvirtas.
Kietėjimo stadija
Po gelio susidarymo fazės seka kietėjimo fazė, kuri gali trukti iki 7 dienų. Reikia apie 30 min laiko, kad įvyktų sąveika su aliuminio jonais, nulemiančiais galutinį cemento tvirtumą. Skirtingai nuo kalcio jonų, trivalenčiai aliuminio jonai sąlygoja patikimą polirūgščių surišimą skersinėmis jungtimis (Pav. Galutinio sukietėjimo fazė).
Susidarant aliuminio tilteliams, vanduo yra surišamas silicio dioksido gelyje (silikagelyje), supančiame kiekvieną neištirpusią stiklo dalelę. Galutinė SJC struktūra cementui sukietėjus yra pavaizduota paveiksliuke (Pav. SJC struktūra).
Darbo charakteristikos
Stiklo dalelių sudėtis gerokai įtakoja SJC kietėjimą. Al:Si santykis stiklojonomerinių cementų stiklo dalelėse yra didesnis, nei silikatiniuose cementuose, kadangi poliakrilinė rūgštis ir jos analogai yra gerokai silpnesnė, nei fosforo rūgštis. Didesnis santykis nulemia darbo su cementu laiko sutrumpėjimą.
Senesni SJC pasižymėjo ilgu kietėjimo laiku. Šis trūkumas buvo pašalintas, kai į SJC pradėjo dėti atitinkamos koncentracijos vyno rūgštį. Manoma, kad ji atlika dvi funkcijas: sparčiai reaguoja su iš stiklo dalelių išsiskyrusiais kalcio jonais, susidarant kalcio tartatui, kas nulemia darbo laiko su cementu pailgėjimą; po šio proceso seka greitesnis skersinių aliuminio tiltelių susiformavimas, nulemiantis greitesni kietėjimą.
Stiklojonomerinių cementų klinikinės savybės
Estetika
Pagrindiniu reikalavimu medžiagai priekinių dantų plombavimui yra jos nepastebimumas. Nepastebima medžiaga bus tik tada, kai jos optinės savybės bus kuo įmanoma artimesnės danties audiniams. Svarbiausios medžiagos savybės yra spalva ir skaidrumas (translucency). SJC spalvą nulemia stiklo dalelių užpildo spalva, kurią galima keisti spalvoto pigmento pagalba.
Daug rimtesne problema yra SJC neskaidrumas. Seniau gaminami cementai buvo gana neskaidrūs ir priminė dentiną, ne emalį, todėl, estetiniu požiūriu, jie gerokai nusileido derviniams kompozitams. SJC yra neskaidrūs dėl keletos priežasčių:
- Stiklo dalelių fazinio nehomogeniškumo. Šią problemą iš dalies galima išspręsti mažinant aliuminio, kalcio ir fluorido stiklo dalelėse kiekį, tačiau tai blogina mechanines medžiagos savybes bei ilgina kietėjimo laiką.
- Skirtingo lūžio rodiklio. Šią problemą galima išspręsti mažinant aliuminio bei didinant fluorido kiekį, bet tai sukels fazių išsiskyrimą.
Restauracinės medžiagos skaidrumą galima įvertinti, išmatavus priešingą skaidrumui dydį - neskaidrumą. Visiškai skaidri medžiaga pasižymi neskaidrumu, kurio dydis yra 0, vieneto dydžio neskaidrumas abibūdina visiškai neskaidrią baltą medžiagą. Šis dydis nustatomas, skaičiuojant santykį nuo medžiagos atspindėtos šviesos intensyvumo, pastarajai būnant tamsiame fone, su intensyvumu, jai būnant šviesiame fone su žinomu atspindžio kooficientu (paprastai, 70%). Neskaidrumas nėra absoliutus dydis, kadangi jį įtakoja medžiagos storis. Ankstesnių SJC neskaidrumas buvo apie 0,7-0,85, dabartinių SJC neskaidrumas žymiai mažesnis ir lygus apie 0,4. SJC neskaidrumą gerokai įtakoja vandens sugėrimas. Sugėręs daugiau vandens, cementas pasidaro gerokai skaidresnis, todėl restauracija po kontakto su seilėmis gali atrodyti gerokai tamsesnė.
SJC gerokai mažiau dažosi, nei silikatiniai cementai, kurie buvo jonomerų pirmtakais. Pirmieji kompozitai taip pat pasižymėjo mažesniu spalvos stabilumu, negu stiklojonomeriniai cementai, tačiau naujosios kompozicinių restauracinių medžiagų kartos yra stabilesni spalvos požiūriu, negu SJC.
Tirpumas
SJC, kaip ir visi cementai, pasižymi tam tikru tirpumu burnos ertmėje. Cemento tirpumą įtakoja šie pagrindiniai faktoriai:
- Nepilnai sukietėjusio cemento tirpimas. Šis procesas gali tęstis net iki 24 val., kol cementas nėra pilnai sukietėjęs ir jame vyksta kietėjimo procesai. Apsaugoti nuo tirpimo šiuo metu galima, jei padengti nepilnai sukietėjusio cemento paviršiu specialiu laku. Cementas su dideliu miltelių ir skysčio santykiu pasižymi gerokai mažesniu tirpumu, negu skystai užmaišytas cementas.
- Po kelių dienų, kai cementas galutinai sukietėja, jo tirpumas priklauso tik nuo burnos ertmės sąlygų, kai besikaupiantis apnašas sukelia lokalų rūgščių susidarymą.
- Ilgalaikė erozija ir abrazyvinis poveikis. SJC nepasižymi dideliu atsparumu abrazijai, todėl nėra rekomenduojami krūminių dantų nuolatiniam plombavimui.
Fluoro išskyrimas
Nors plombinių medžiagų tirpumas yra neigiama savybė, tačiau, tirpstant SJC, iš pastarojo išsiskiria ir fluoridai, kurie turi išreikštą antikariozinį poveikį. Nėra vienareikšmiškos nuomonės dėl to, ar būtent fluoridų išsiskyrimas lemia SJC antikariozinį povekį, ar tame procese dalyvauja dar kokios nors medžiagos.
Modifikuoti stiklojonomeriniai cementai
Stiklojonomeriniai cementai turi eilę trūkumų, todėl buvo mėginta juos pašalinti arba sumažinti, modifikavus cementų sudėtį. Paplitus šviesa kietinamiems kompozitams, pradėta šnekėti, jog stiklojonomerinių cementų savybės labai tolimos nuo idelių, ir jiems reikia patobulinimų. Gamintojai rado galimybę tobulinti SJC, įvedant į pastarųjų sudėtį polimerus. Tokiu būdu atsirado polimerais modifikuoti SJC. Šių medžiagų nevertėtų painioti su kompomerais, kurie yra polirūgštimis modifikuoti kompozitai.
Stiklojonomeriai cementai su sidabro kermetais
Kadangi SJC sudėtyje yra stiklo dalelės, kurios yra gana trapios, mėginta pagerinti mechanines medžiagos savybes, pridedant prie stiklo dalelių metalinių dalelių. SJC su sidabro kermetais yra atsparesni musidėvėjimui, tačiau kitos jų mechaninės savybės nedaug geresnės, nei standartinių SJC.
Medžiagų miltelių sudėtyje sidabro dalelės gali būti tiesiog sumaišytos su stiklo dalelėmis, o gali būti ir sukeptos kartu su stiklo dalelėmis ir sudaryti vieną dalelę.
Manoma jog SJC su sidabro kermetais galima plombuoti ir gana nedideles I klasės ertmes nuolatiniuose kramtomuosiuose dantyse. Dėl didelio sidabro kiekio, šios plombos yra stipriai rentgenokontrastiškos, kas palengvina antrinio karieso diagnostiką.
Ilgalaikiai tyrimai parodė, jog SJC su sidabro kermetais ilgaamžiškumas nėra toks, kaip tikėtasi. Besivystant polimerais modifikuotiems SJC, cementų su sidabro kermetais vieta tarp restauracinių medžiagų tampa abejotina.
Klinikinis panaudojimas
Stiklojonomeriniai cementai indikuotini naudoti šiais atvejais:
- Abrazyviniai ir eroziniai pažeidimai.
- Pieninių dantų plombavimas.
- Laikinas nuolatinių dantų plombavimas.
- III klasės pagal Black ertmių plombavimas.
- Pamušalinės medžiagos.
- Protezų cementavimas.
Stiklojonomeriniai cementai nerekomenduojami plombuoti ertmėms, kuriose vyraus tempiančios jėgos; tokios jėgos atsiranda kramtomuosiuose kraštuose ir gumburėlių paviršiuose. Ertmės, apsuptos iš visų pusių tvirtų danties audinių, gali būti plombuojamos SJC.
SJC estetinės savybės kol kas išlieka gana didele problema, nors dabartiniai cementai pasižymi gana geromis estetinėmis savybėmis, palyginus su pirmosiomis kompozicijomis. Be to, SJC po pilno sukietėjimo atrodo tamsesni, kas siejama su skaidrumo padidėjimu.
Aukštos adhezinės SJC savybės įgalina taikyti minimalios invazijos techniką, naudojant šias medžiagas. Pakanka tik pilno kariozinių audinių pašalinimo, be retencinių punktų suformavimo.
SJC nėra tiek jautrūs drėgmei, kaip kompozicinės medžiagos, tačiau bet koks kontaktas su seilėm, dantenų vagelės skysčiu ir krauju pablogins retenciją bei estetinę išvaizdą. Jei laikomasi plombavimo taisyklių, SJC plombos iškritimas yra gana retas reiškinys, kadangi jos ryšys su dentinu ir emaliu maždaug lygus pačios medžiagos atsparumui tempimui.
Po kariozinės ertmės preparavimo, joje lieka taip vadinamas lipnusis sluoksnis, kuri būtina pašalinti norint pasiekti tvirtą adhezinį ryšį. Lipniajam sluoksniui pašalinti naudojami dentino kondicionieriai, dažniausiai, poliakrilinės rūgšties vandeninis tirpalas. Taip pat mėginta naudoti ir geležies chloridą, EDTA bei citrinos rūgštį.
SJC nerekomenduojama poliruoti to paties apsilankymo metu, kadangi poliravimas su vandeniu prives prie dar nepilnai sukietėjusios medžiagos tirpimo, o poliravimas be vandens - prie perdžiovinimo. Manoma, kad SJC galima pakoreguoti vazelinu padengtu rotaciniu instrumentu, nenaudojant vandens. Dar vienas variantas yra cemento korekcija rankiniais instrumentais, su aštriais ašmenimis, tačiau dirbti reikia itin atsargiai, siekiant nesuardyti dar nepilnai susiformavusio cemento ir danties kietųjų audinių ryšio. Galutinis cemento apdirbimas rekomenduojamas tik po 24 val, kuomet įvyksta pilnas jo sukietėjimas. Poliravimo metu, kad išvengti cemento dehidratacijos, reikia naudoti vandenį.
Nepilnai sukietėjusios stiklojonomerinio cemento plombos paviršius turėtų buti padengtas vandeniui nelaidžia medžiaga, tokia, kaip emalio ir dentino adhezyvas ar nagų lakas. Kartais komplekte prie SJC yra speciali medžiaga, kuria ir rekomenduojama padengti cementą po jo vizualaus sukietėjimo.
Nuorodos ir literarūra
1. Ричард ван Нурт - Основы стоматологического материаловедения, 132-148.
Paieška užsienio resursuose pagal raktinius žodžius: glass ionomer cement, GIC; стеклоиономерный цемент, СИЦ.
