Нанокомпозиты — прочность и эстетичность реставраций

Практикующий врач, выбирая материалы для реставрации зубов, руководствуется несколькими критериями: эстетичностью, долгосрочностью гарантии лечения, комфортом в работе (простота подбора оттенков, удобные манипуляционные характеристики) и, несомненно, соотношением цена/качество. Именно нанокомпозиты в большей степени соответствуют этим требованиям. Однако на самом деле немногие из них имеют в своем составе истинные наночастицы. Так, в некоторых композитах наполнитель состоит либо из нанокластеров, либо представляет собой раздробленные микрогибридные частицы. С одной стороны, такие материалы имеют хорошие эстетические свойства, но, с другой, прочностные характеристики при этом значительно снижаются. Характерно, что многие такие материалы имеют относительно низкую стоимость, но не позволяют добиться хорошего долгосрочного результата лечения [2].

В клинических условиях потребность в использовании техники реставрации с применением материала четырех степеней прозрачности (по D.

Dietschi) возникает примерно в 5 % случаев, поэтому в большинстве ситуаций достаточно применять двух- или даже одноцветную технику [7].

В своей практике для реставрации фронтальных и боковых зубов мы используем наногибридный композит «Грандио» (VOCO, Германия), наногибридная структура наполнителя которого наряду с отличными эстетическими свойствами и пластичностью обеспечивает высочайшие прочностные характеристики материала [1]. «Грандио» хорошо адаптируется в полости даже без применения композита повышенной текучести, а также не прилипает к инструментам, что создает комфорт в работе. Кроме того, данный композит имеет хорошие манипуляционные характеристики: он легко вносится в полость, прекрасно моделируется, хорошо полируется, обладает высочайшей цветостойкостью, которая достигается за счет гидрофобных свойств мономера: реставрации из «Грандио» не меняют цвета в течение длительного времени под воздействием пищевых красителей (чай, кофе, красное вино и т. п.), а также от сигаретного дыма.

Но наиболее важным преимуществом этого материала, на наш взгляд, является то, что такие физико-механические характеристики, как модуль эластичности и коэффициент температурного расширения, у него приближены к таковым показателям твердых тканей зуба, в отличие от других нанокомпозитов. Следовательно, риск развития осложнений, связанных с указанными физико-механическими свойствами материалов (откол части стенки зуба в отдаленные сроки после реставрации), при использовании «Грандио» намного ниже.

Клинический пример № 1: устранения эстетического дефекта

Пациент Д., 27 лет, обратился в клинику с целью устранения эстетического дефекта в области 3.1 зуба. После проведения инфильтрационной анестезии Ubistesini Forte 1,5 ml, очищения поверхности зубов был определен цвет будущей реставрации, наложен коффердам, проведено препарирование полости в «свободном дизайне».

В настоящее время существует несколько вариантов последовательности восстановления фронтальных зубов:

• от небной поверхности;
• от центра зуба;
• от вестибулярной поверхности.

Зуб 3.1: исходная клиническая ситуация. (Рис. 1)

Зуб 3.1 после препарирования (рис. 2)

Окончательный вид реставрации зуба 3.1 (рис. 3)

Исходная клиническая ситуация. Зуб 2.5: хрониче- ский фиброзный пульпит, зуб 2.4: кариес дентина (рис. 4)

Методика восстановления зуба от вестибулярной поверхности позволяет идеально восстановить угол в соответствии с его анатомией. При этом происходит экономия реставрационного материала и экономия времени на окончательную обработку реставрации [6]. Однако, на наш взгляд, данная методика имеет серьезный недостаток в том, что после восстановления вестибулярной поверхности закрывается обзор полости, и врачу приходится работать, либо принимая неудобную позу, сильно изгибаясь, либо глядя только в зеркало.

Хотелось бы отметить, что для реставрации небольших дефектов в области фронтальных зубов применяется методика восстановления от центра зуба: сначала создают дентинную часть зуба, а потом эмалевым оттенком восстанавливают небную и вестибулярную поверхности.

Однако при наличии больших разрушений коронковой части зуба этот метод не позволяет получить эстетичную реставрацию. Также восстановленные им зубы требуют длительной доработки. Нередко режущий край получается утолщенным по сравнению с натуральными зубами [3].

Наиболее простой с технической точки зрения при реставрации значительных по объему дефектов является техника от небной поверхности. При этом вначале эмалевый оттенок композита толщиной 1 мм вносится с небной поверхности, равномерно распределяется по длине и ширине, проводится фотополимеризация. Затем восстанавливается контактный пункт. Далее на готовую небную стенку наслаивается опаковый слой композита (его толщина зависит от прозрачности зуба), после этого вестибулярная поверхность имитируется эмалевым оттенком материала.

В данном клиническом случае мы работали по методике восстановления «от центра», так как дефект твердых тканей зуба 1.1 был небольшим.

После препарирования проведена адгезивная подготовка полости согласно традиционному протоколу: кондиционирование эмали 20 сек. , кондиционирование дентина 15 сек., внесение однокомпонентного адгезива V поколения «Солобонд М». Мы с успехом уже более 10 лет в своей работе применяем данный адгезив, преимуществами которого являются его однократная аппликация на поверхность тканей зуба, быстрое высушивание под действием струи воздуха без образования «волн», эффект немедленного сцепления (композит приклеивается к бонду, а не к инструменту). Далее для имитации дентина использовался опаковый оттенок «Грандио» ОА2, проведена его фотополимеризация. Окончательное восстановление дефекта осуществлено при помощи эмалевого оттенка «Грандио» А3. После удаления коффердама выполнено макро- и микроконтурирование реставрации: контактной и пришеечной области — дисками различной зернистости, вестибулярной поверхности — системой Safe End (SSWHITE), включающей в себя твердосплавные 10- и 20-гранные боры. Бор с 10 лезвиями используется для удаления излишков материала и контурной обработки реставрации. Бор с 20 лезвиями обеспечивает получение гладкой поверхности, готовой к полировке.

Оба вида боров эффективно удаляют композитный материал, максимально сохраняя при этом твердые ткани зуба. Дополнительные преимущества этих боров включают длительный срок службы и простоту очистки перед дезинфекцией благодаря прямой форме лезвий. Финишные твердосплавные боры Safe End с 20 лезвиями идеально подготавливают композитную реставрацию к полировке, оставляя чрезвычайно гладкую поверхность. После их применения одноэтапные силиконовые полировочные головки с алмазной крошкой (JAZZ Supreme Polishers (SS WHITE) без труда придают превосходный блеск поверхности.

Клинический случай № 2: санация полости рта

Пациентка Т., 24 лет, обратилась в клинику по поводу санации полости рта. После обследования был поставлен диагноз: зуб 2.5 — хронический фиброзный пульпит, зуб 2.4 — кариес дентина. После проведения инфильтрационной анестезии Ubistesini Forte 1,5 ml, очищения поверхности зубов и определения цвета будущих реставраций был наложен коффердам, удалена несостоятельная реставрация зуба 2. 5 и проведено его эндодонтическое лечение. После адгезивной подготовки полости по традиционному протоколу коронковая часть зуба восстановлена из наногибридного композитного материала «Грандио».

Для того чтобы облегчить врачу восстановление контактного пункта, проксимальных граней, а также для более глубокой и полной полимеризации композитного материала были разработаны специальные устройства и инструменты-адаптеры [5]. Однако при их применении образуется блестящий слой, затрудняющий приклеивание последующей порции материала. Поэтому наиболее оптимально для восстановления контактного пункта использование матриц, клиньев и колец.

После реставрации 2.5 зуба приступили к препарированию зуба 2.4. Для оценки качества проведения этапа некрэктомии использовался кариес-маркер (VOCO). После промывания водой видно, что нет участков окрашенного дентина. Далее установлена матричная система, проведено кондиционирование твердых тканей зуба гелем «Вокоцид». После нанесения однокомпонентного адгезива «Солобонд М» в полость на придесневую стенку внесен композит повышенной текучести «Грандио Флоу», который не фотополимеризовали.

Восстановление дефекта проводилось по многовекторной методике (Салова А. В., Николаев А. И., 2013). Согласно этой методике на листе бумажного блокнота приготовлены горошины из «Грандио» оттенка А3, проведена их фотополимеризация. Эти горошины внесены в полость и фотополимеризованы вместе с композитом повышенной текучести и небольшой порцией композита традиционной консистенции. Вокруг горошин адаптирован оттенок А3 композита «Грандио», смоделирована окклюзионная поверхность зуба 2.4. После удаления коффердама проведено шлифование и полирование реставраций.

Заключение

Для врача немаловажно при реставрации как фронтальной, так и боковой группы зубов, кроме эстетических характеристик, правильно восстанавливать анатомическую форму зуба. Бесспорно, конечный результат лечебных вмешательств во многом зависит от квалификации врача, опыта его практической работы, а также уровня оснащенности стоматологического кабинета [3]. Однако следует отметить, что при одинаковых условиях применения композитных материалов использование более совершенных материалов, таких как «Грандио», позволяет повысить эффективность лечения. При этом увеличиваются срок службы и эстетичность реставрации, снижается вероятность возникновения различного рода осложнений (сколов, постоперативной чувствительности, изменений в цвете и т. д.). Немаловажно также и то, что новые материалы, как правило, имеют упрощенную методику использования и, таким образом, делают работу врача более удобной и менее трудоемкой.

Литература

• Белокрицкая Г. Ф., Дзицюк Т. И. Grandio — универсальный реставрационный материал нового поколения на основе нанотехнологий // Современная стоматология. — 2006. — № 4. — С.13—16.
• Гольдштейн М. Изготовление прямой композитной шины из виниров с помощью шаблона. Клинический случай // Дентал Таймс. — 2010. — № 4. — С. 8—10.
• Диши Дидье. Клиническое применение «концепции естественной послойной реставрации» // Новости Dentsply. — 2006. — № 12/март. — С. 10—15.
• Радлинский С. В. Биомеханика зубов и реставраций // Дент Арт. — 2006. — № 3. С. 20—22.
• Салова А. В. Восстановление контактных областей зубов с помощью матричных систем. — М.: МЕДпресс-информ, 2008. — 158 с.
• Салова А. В., Рехачев В. М. Прямые виниры фронтальных зубов. — Санкт-Петербург: Человек, 2007. — 79 с.
• Dietschi, D.; Moor, L.: Evaluation of the marginal and internal adaptation of different ceramic and composite inlay systems after an in vitro fatigue test, J Adhes Dent., 1(1): p. 41—56, 1999.

Инновационный нанокомпозитный материал в стоматологии

1.  Пропедевтическая стоматология: учеб. Для студентов, обучающихся по специальности «Стоматология» / [Базикян Э.А. и др.]; под ред. Э.А. Базикяна, О.О. Янушевича. – 2-е изд., доп. и перераб. –  М.:  ГЭОТАР-Медиа, 2012. 640 с.

2.  Николаев А.И., Цепов Л.М. Практическая терапевтическая стоматология. СПб.: Санкт-Петербургский институт стоматологии, 2001. 390 с.

3.  Дубова М.А., Салова А.В., Хиора Ж.П. Расширение возможностей эстетической реставрации зубов. Нанокомпозиты. CПб: Издательский Дом Санкт-Петербургского государственного университета, 2005. 142с.

4.  Арутюнов С.Д., КарповаВ.М., БейтанА.В. Современные нанокомпозиты в технологии замещения клиновидных дефектов//  Институт стоматологии. 2006. Т.3. № 32. С. 56-57.

5.  ЗубовС.В., ИванченкоО.Н.  Особенности применения материалов 3M ESPE на терапевтическом приеме: опыт практикующего врача// Институт стоматологии. 2005. Т.2. №27.  С. 30-31.

6.  Алямовский В.В., Анализ клинико-технологических условий использования светоотверждаемых композиционных пломбировочных материалов// Институт стоматологии. 2000. №3. С. 52-53.

7.  Алямовский В.В., Динамика изменений температуры в полости зубов при фотополимеризации// Институт стоматологии. 2000. №3. С. 18-19. 

8.  Алямовский В.В., Афанасьева А.С., Мусаева Р.С., Орехова Л.Ю., Решетнева И.Т., Особенности формирования зубной бляшки в зависимости от класса реставрационного материала// Пародонтология. 2012. Т.17. №2. С.9-15.  

9.   Properties of packable dental composites / K. K. Choi [et al.] // J. Esthet. Dent.
2000. Vol. 12. Р. 216–226.

10.  Wakefield, C. Advances in restorative materials / C. Wakefield, K. Kofford // Dent.
Clin. North Am. 2001. Vol. 45. P. 7–20.

11.  Bayne S.C., Heymann H.O., Swift E.J./ Update on dental composite restoration.//JADA. 1994. -Vol. 125. -№ 6. -P.687-701

12.   Mitra S. B. An application of nanotechnology in advanced dental materials/S. B. Mitra, D. Wu, B. N. Holmes //Journal of American Dental Association. -2003. -Vol. 134, № 10. -P. 1382-1390.

13.  Milnar F. J. Selecting nanotechnology -based composites using colorimetric and visual analysis for the restoration of anterior dentition: A case report/F. J. Milnar //Journal of Esthetic and Restorative Dentistry.  -2004. -Vol. 16, Issue 2. -P. 89-101.

цены и запись на прием на сайте стоматологического центра «Дентика»

При лечении кариеса врачи клиники в Воронеже используют нанокомпозитные пломбы и наногибридные материалы последнего поколения, которые помогают воссоздать естественную форму и цвет зубов по невысокой цене.

Благодаря их использованию стоматологи «Дентики» имеют возможность проводить эстетичные и надежные прямые реставрации улыбки.

Отличительной характеристикой нанокомпозитов является использование мельчайших (нано) частиц кремниево-циркониевого наполнителя. Другими словами, они состоят из частиц, размеры которых сопоставимы с размерами атомов, благодаря чему обладают повышенной плотностью, полируются до зеркального блеска и сохраняют этот блеск в течение длительного времени.

Нанокомпозитная пломба слой за слоем наносится на подготовленную полость зуба, а затем, после придания нужной формы, затвердевает под светом специальной светополимерной лампы. Благодаря тому что она наносится послойно, вставка становится частью зубного элемента и укрепляет его.

Поставленная пломба корректируется по прикусу и полируется до блеска. Особая эстетика нанокомпозитных материалов достигается за счет того, что они имеют универсальную шкалу цветов дентина и эмали (до 30 оттенков) и обладают опалесцирующим эффектом натуральной эмали. Более того, они содержат в своем составе наночастицы фтора, которые в процессе эксплуатации пломбы проникают в ткани зуба и укрепляют их.

Главным преимуществом эстетической реставрации нанокомпозитами является получение видимого результата за одно посещение.

Через полтора-два часа приема, пациент может выйти из клиники с идеальной сияющей улыбкой и забыть о беспокоящем его кариесе. Ежегодные профилактические визиты к врачу и своевременная полировка реставраций сохранит их естественный блеск и сделает срок их службы достаточно долгим.

Мы работаем только с нанокомпозитными и наногибридными материалами лучших мировых производителей: Solitaire (Heraeus/Kulzer, Германия), CHARISMA® Diamond (Heraeus/Kulzer, Германия), Filtek (3М ESPE, США), CERAM-X (Дентсплай, США). Все они отличаются особой прочностью, низкой степенью усадки и высокой эстетикой.

Нанокомпозитные пломбы по доступной цене

Их постановка – это не просто пломбирование, а реставрация зубов на высочайшем уровне эстетики. Обнаружить качественно поставленное изделие после лечения практически невозможно. Достичь этого позволяют не только самые надежные материалы и высокотехнологичная аппаратура, но и профессионализм специалистов «Дентики». Обратившись к нам, вы гарантированно получите:

• первоклассную помощь высококвалифицированных врачей, которые со всей ответственностью оперативно решат вашу проблему;
• своевременную и полноценную диагностику на собственном аппарате компьютерной томографии зубного ряда;
• определение наиболее подходящего вам комплекса услуг по оптимальным ценам;
• лечение по современным стандартам, где важную роль играют комфорт и спокойствие пациента в кресле врача;
• возможность выбрать один из надежных методов седации по программе Relax Standart: от легких общеукрепляющих ингаляций медицинским работу профессионалов стоматологии, благодаря которым клиника на протяжении ряда лет получает звание одной из лучших сетевых стоматологий в стране;
• проведение процедур с использованием современных технологий, цифровой аппаратуры и новейших разработок, признанных мировыми экспертами;
• высокий сервис на всех этапах обращения в клинику начиная с момента записи на прием;
• здоровую, крепкую улыбку, спокойствие и гарантии профессионального лечения.

Мы работаем исключительно в интересах клиентов и стремимся сделать их жизнь более качественной. Нашу экспертность подтверждают лидирующие места в рейтингах: «Дентика» много лет является лидером среди воронежских стоматологий. Ознакомиться с оценкой можно на портале StartSmile

Мультиоттеночная композитная реставрация (654) — Терапия — Новости и статьи по стоматологии

Когда стоматологи сталкиваются с необходимостью прямых реставраций зубов в переднем сегменте челюсти, очень важным является подбор удобного материала, обладающего высокими эстетическими свойствами и способного служить долгие годы. Для того чтобы подобрать такой материал, специалист должен уметь грамотно оценить все плюсы и минусы различных композитов. Раньше сложность состояла в выборе наиболее важной характеристики: прочности, эстетики или удобства использования, сегодня же – производители предлагают множество материалов, объединяющее все эти свойства.

Быстрое развитие материаловедения вызвало путаницу среди специалистов. Но для проведения качественного лечения каждый стоматолог должен хорошо разбираться в этом многообразии.

Классы композитных материалов

Композитные материалы классифицируются по их наполненности. Макрофилы, которые уже вышли из широкого применения, были первыми представителями в данной категории. Эти материалы обладали хорошими механическими характеристиками, однако после отверждения плохо поддавались полировке. Это происходило в основном из-за крупных наполняющих частиц (10-50 нм).

С появлением микрофилов, индустрия начала двигаться в несколько ином направлении. Данные материалы не сильно прочны, но обеспечивают идеальную гладкость поверхности. Микрофилы применимы в участках, не испытывающих повышенную нагрузку, так как уровень их наполненности слишком мал для повышенного напряжения. Частицы этих материалов имеют размер менее 100 нм. Производители получают такие частицы путем полимеризации комбинации филлера и цемента, которые затем измельчаются до нано-размеров.

Между крупными группами макрофилов и микрофилов расположились гибридные, микрогибридные и наногибридные материалы. Примерный размер в гибридном классе варьирует от 10 до 50 нм, с дополнительными частицами в 40 нм. Микрогибриды и наногибиды имеют частицы от 100 нм до 1 нм. Как и в случае с микрофилами, изначально крупные частицы подвергаются измельчению.

Последним из классов реставрационных материалов являются нанокомпозиты. В отличие от остальных указанных материалов, частицы нанокомпозитов образуются благодаря химической реакции, формирующей компоненты молекулярных размеров. Затем эти компоненты объединяют до наноразмеров. Таким образом, если частицы остальных материалов получают дроблением, то у данного класса частицы доводят до конечного результата увеличением. На сегодняшний день только одна компания обладает патентом на применение такой технологии (Filtek Supreme Ultra Universal Restorative 3M ESPE). Данный материал сделан полностью из частиц наноразмера, преимущественно в 20 нм.

Одно из самых важных преимуществ нанокомпозитов – это способность к полировке спустя время. В то время когда наполненные гибриды, микрогибриды и наногибриды устойчивы к износу, данные материалы достаточно слабы в местах постоянной нагрузки. Это происходит из-за разного размера частиц, которые могут утрачиваться при изнашивании. С течением времени это отрицательно влияет на реставрацию. Однако при истирании, нанокомпозиты утрачивают только отдельные частицы. Образующиеся наноячейки настолько малы, что не способны преломлять падающий свет и делать их видимыми невооруженному глазу. Тестирования подтвердили, что спустя 6000 циклов зубной щетки, оттенок Filtek Supreme Ultra в дентине и эмали выглядит гораздо лучше, чем у многих других универсальных реставрационных материалов (внутренняя информация 3M ESPE). Дополнительное преимущество нанокластеров заключается также в сокращении пространства между частицами, что повышает прочность материала.

Описанный ниже клинический случай демонстрирует использование нанокомпозита при мультиоттеночной технике, что позволяет добиться высокого эстетического результата.

Клинический случай

В клинику обратился 12-летний мальчик после перелома имеющейся реставрации в результате уличной травмы. Реставрация травмированного правого центрального резца (зуб № 8) была осуществлена 2 года назад.

Перед созданием лингвальной матрицы желаемый контур зуба был восстановлен при помощи композитного материала (фото 1). (Для этих целей применим любой материал, возможно использование редко используемых оттенков). Быстротверждаемая силиконовая матрица нанесена с лингвальной стороны (Template) и после отверждения снята (фото 2). После этого этапа временная реставрация зуба также удалена (фото 3).

Фото 1: У пациента произошел отлом реставрации на зубе №8. Композитный материал использован для моделировки формы зуба.

Фото 2: Изготовление силиконовой матрицы (Template)

Фото 3: Композитный фрагмент удален, отпрепарирован 2 мм скос

Зуб препарирован со скосом в 2 мм. На поверхность нанесен травильный гель (Scolchbond Etchant 3M ESPE) на 15 секунд и затем смыт в течение 10 секунд. Излишняя вода собрана до исчезновения капель. На протравленную поверхность нанесен адгезив (Adper Single Bond Plus 3M ESPE) и распределен в течение 15 секунд (фото 4). Адгезив подсушен струей воздуха и отвержден в течение 10 секунд.

Фото 4: На препарированную зону нанесен адгезив (Adper Single Bond Plus 3M ESPE)

Лингвальную матрицу заполнили материалом Filtek Supreme Ultra прозрачного оттенка и адаптировали на зуб в качестве первого слоя, ограниченного скосом (фото 5). Слой отвержден и затем нанесен новый – дентинного оттенка, который был доведен практически до режущего края (фото 6). Между слоями дентина нанесены участки серым прозрачным материалом. Следующий слой – эмалевый (фото 7), который оттеснен к режущему краю для создания эффекта большей прозрачности (фото 8). Завершающий слой – полностью прозрачный (фото 9). Световое отверждение проводилось после каждого слоя в течение 20-40 секунд согласно инструкциям производителей.

Фото 5: Порция материала (Filtek Supreme Ultra Universal Restorative 3M ESPE) нанесена на лингвальную матрицу, а затем приложена к зубу

Фото 6: Материал дентинного оттенка смоделирован до нужной формы

Фото 7: Нанесен эмалевый оттенок

Фото 8: После отверждения эмалевого оттенка нанесен прозрачный слой

Фото 9: Прозрачный слой после формирования

Для создания естественной структуры поверхности использован алмазный пламевидный бор (Brasseler USA), при полировании применен полир Jiffy Ultradent products. Полировочной чашечкой подчеркнуты углы (фото 11). В завершении использованы гибкие войлочные и лавсановые диски Enamelize Cosmedent (фото 12).

Фото 10: С помощью пламевидного алмазного бора нанесены бороздки (Brasseler USA).

Фото 11: Произведено полирование при помощи серой полировочной чашечки

Фото 12: Окончательный результат

Пациент предупрежден о примерном сроке службы данной реставрации: 7-10 лет, при условии хорошей гигиены и отсутствии травм (фото 13).

Фото 13: Улыбка пациента после лечения

Обсуждение

Для достижения максимального эстетического эффекта использованы 5 различных оттенков материала. Нанесение прозрачных, опаковых и серых слоев обусловлено созданием естественного вида реставрации.

Дополнительную эстетику привносят флюоресценция и опалесценция материалов, воссоздающие облик натурального витального зуба. Тестирования показывало, что некоторые материалы могут обладать свечением несколько большим, чем естественные ткани. Основным исключением из этого ряда является материал Filtek, флюоресценция которого максимально близка к натуральному зубу. Опалесценция также формировалась исходя из данных о естественной эмали.

Завершающий комментарий

Выбор материала является одним из самых основных этапов работы стоматолога, поэтому специалисту необходимо уверенно разбираться во всем их разнообразии. В то время как многие современные композиты обладают весьма хорошими механическими характеристиками, являются удобными при моделировании, дают немедленный эстетический результат, исследования показывают, что нанокомпозиты обладают уникальной способностью объединять в себе все эти свойства и при этом иметь долгий срок службы.

ЭЗКМ / Нанокомпозиты

 

---

 

 описание структуры и области применения нанокомпозитов.

 

          Нанокомпозит – это многофазный (многокомпонентный) твердый материал, в котором хотя бы одна фаза (компонент) снабжена средним параметром кристаллитов (зерен) в нанодиапазоне (до 100 наномикрон, нм).  Понятию нанокомпозит также свойственны гели, пористые среды, коллоиды и сополимеры. Однако эти названия в основном используют для наименования твердых комбинаций массивной матрицы и наноразмерных фаз. Они отличаются свойствами, которые заложены в разнице структур и химическом строении.

          В качестве фазы-основы для нанокомпозита чаще всего выступают полимеры, металлы, силикаты или керамика. Существуют естественные (природные) и искусственно синтезированные нанокомпозиты. Примерами природных нанокомпозитов служат различные глины, кость.

 

 

          Нанокомпозиты также имеют свои термические, механические, оптические, электрические и каталитические свойства, которые различаются от составляющих материалов, входящих в нанокомпозит.

          Эти эффекты могут быть оценены таким образом:

• каталитическая активность < 5 нм;
• переход жесткого материала в мягкий < 20 нм;
• при <50 нм меняется индекс рефракции;
• при < 100 нм будет достигнут суперпарамагнетизм, а также высокая механическая прочность.

 

          Отличие нанокомпозитов от простых композитов состоит в завышенном соотношении площади поверхности к объему  фазы усиления или повышенного соотношения типичных размеров. В состав усиливающего материала входят частицы волокон, минералов или листов. Область, в которой взаимодействует матрица с усиливающей фазой, намного больше, чем для простых композитных материалов. При огромной площади поверхности фазы усиления может оказаться, что небольшое количество усилителя может повлиять на макроскопические свойства композита.

          Известно, что при  добавлении углеродных нанотрубок повышается электро- и теплопроводность. Наночастицы других типов оказывают влияние на свойства: диэлектрические, оптические, теплоизоляционные и механические. А также меняются прочностные и жесткостные характеристики и устойчивость к износу и поврежедениям.

 

 

Область применения нанокомпозитов весьма широка: от медицины, химии, строительства до ракето- и самолетостроения.

• Теплоизоляционная плитка для многоразового корабля «Буран», созданная учеными ВИАМ, сделана из нанокомпозита на основе карбида кремния.
• В последнее время нанокомпозиты широко применяются в стоматологии для протезирования.
• С использованием нанокомпозитов выращивают искусственные костные имплантаты.
• Модифицированные нанокомпозитные полимеры для создания инновационных упаковочных материалов. Применение нанокомпозитов в упаковке позволяет снизить количество используемого материала и снизить её общую стоимость, усилить барьерные свойства упаковки.
• Весьма перспективно применение композитов на основе углеродных нанотрубок и нановолокон. Они могут использоваться в катализе, оптоэлектронике, изготовлении различных сенсоров.
• Нанокомпозиты прекрасно подходят для иммобилизации протеинов, вирусов и бактерий.
• В автомобильной промышленности нашли применение наноглины. Они используются для увеличения огнеупорности, жаропрочности и изностойкости различных деталей.
• Аккумуляторы на основе кремний-углеродных нанокомпозитов имеют отличные показатели: большую емкость и значительную силу тока.

 

 

 

НА ГЛАВНУЮ СТРАНИЦУ

Современные пломбировочные материалы

На сегодняшний день в арсенале современной стоматологии имеется целый ряд пломбировачных материалов, отличающихся высокой прочностью, безопасностью и эстетическими свойствами.

Каждый материал имеет свои физико-химические свойства и предназначен для определенных целей. Самыми современными пломбировачными материалами для реставрации зубов являются светоотверждаемые материалы. Особенностью которых, является наличие у них клеевой системы, позволяющей пломбе надежно держаться в зубе за счет активного прилипания к поверхности, а так же затвердевание фотопломбы происходит только под действием света определенного спектра специальной лампы.

Использование этих материалов позволяет врачу ставить пломбы на различные поверхности зубов, восстанавливать отколотые фрагменты, формировать анатомическую форму зуба, подбирать необходимый цвет. Светоотверждаемыми материалами могут быть:

• Стеклоиономерные цементы (СИЦ)
• Композиты
• Компомеры

Совершенствование традиционных СИЦ привело к появлению гибридных СИЦ двойного и тройного отверждения. В состав этих материалов введена светоотверждающая полимерная матрица. В отличие от традиционных СИЦ они менее чувствительны к влаге, у них улучшенные прочностные характеристики, имеют повышенную силу сцепления с тканями зуба, проявляют противокариозную активность, низкотоксичны, имеют удовлетворительные эстетические свойства.

Ввиду своих преимуществ, материалы данного класса широко применяются в детской стоматологии, в гериатрии, при кариесе корня, наращивании культи зуба и восстановлении разрушенных зубов под коронки, в качестве изолирующих прокладок при наложении пломб из композитов.

Вторая группа современных материалов – это светоотвеждамые композиты, представляющие собой многокомпонентные системы, основными частями которых являются:

• Органическая матрица
• Неорганический наполнитель (цирконий, стекло, кварц, стеклокерамика итд. )
• Связывающая фаза – силан

Свойства композиционных материалов зависят от размера и количества неорганического наполнителя, следствием чего, каждый материал имеет свою область применения, так  например  для жевательной группы зубов очень важна прочность к оклюзионной нагрузке, для фронтальных – эстетические свойства, цветостабильность, блеск итд.

Тенденции развития композитов сводятся к совершенствованию физико-химических свойств, благодаря чему появляются новые материалы, обладающие отличными прочностными характеристиками в комбинации с повышенной полируемостью, высокими эстетическими показателями. Такие материалы считаются универсальными и могут использоваться для реставраций любой группы зубов, примером таких материалов, являются микрогибриды.

Последним из классов реставрационных материалов являются нанокомпозиты, в них в качестве наполнителя используют частицы «наноразмера» (наномеры), которые имеют размеры до 0.1 мкм. Одно из важных преимуществ нанокомпозитов – это более стойкий блеск и хорошая полируемость реставраций.

Композиционные материалы сегодня являются основным классом реставрационного пломбировочного материала.

Преимуществами композитов, перед многими другими материалами,  являются высокая прочность, которая позволяет их использовать в любых клинических ситуациях (как на фронтальных, так и на жевательных зубах), высокие и гибкие эстетические характеристики, которые позволяют манипулировать цветом и их блеском в широком диапазоне значений, высокая технологичность при выполнении реставраций, минимальная полимеризационная усадка.

Применение нанокомпозитов в стоматологии

В стоматологии используется большое количество современных технологий для создания особых лечебных конструкций. Подобные средства позволяют частично или полностью восстановить травмированный или утерянный зуб. В случае частичного восстановления чаще всего применяются пломбирующие составы. Об одном из таких вариантов пломбирования и пойдет речь далее.

Описание

Нанокомпозиты — это вещества в состав которых входит большое количество разнообразных элементов. В стоматологии средство представляет собой наличие массы из неорганических веществ и органическую матрицу. Баз для таких составов представлена стеклом бария, кварцем, силикатом титана, оксидами металлов и т.д.

Нанокомпозитные вещества применяются в стоматологии чаще всего в качестве пломбировочной массы для восстановления зубов при кариесе. Кроме того, состав используют в качестве реконструктора дефектов шейки зуба после препарирования. Показанием к применению такого состава будет и эрозия зубной эмали.

Из данного материала изготавливают временные пломбы при механических повреждениях. Используют его и, как изолирующее средство в стоматологическом плане. Композитом осуществляется герметизация.

Изготовление вещества путем модифицирования

Модифицирование структуры композитного состава требуется в связи с тем, что натуральный состав имеет частицы разного размера. Мелкие части заполняют структуры для достижения в дальнейшем важных стоматологических особенностей. В первую очередь, они позволяют использовать абразивный материал, не давая ему повреждать поверхность.

Кроме того, материал позволяет использовать полирующие средства и оборудование. И благодаря данным частицам высок показатель эстетичности итогового результата. Более крупные частицы позволяют полностью заполнить пустоты и обеспечивают надежность и прочность.

Так как мелкие и крупные компоненты вещества имеют структуру неравномерную, а так же они часто слипаются, появилась необходимость в дополнениях. В связи с этим была создана инновационная технология, помогающая получить ровное соединение и равномерную пропитку клейкими веществами.

Таким образом, появилась необходимость в создании смесей, прошедших модификацию нанокомпозитами. Получившееся вещество имеет более крупную структуру и имеет ту же стойкость, что и изначально исследуемое. Конечно, избежать потери поверхностного блеска не получается, но с новым составом он пропадает гораздо медленнее.

Изготовление путем создания натуральных масс

Такой вариант создания считается более прогрессивным и приносит результативный итог. Для изготовления массы в таком производстве используются различные виды наноформирователей. Подобные вещества называются истинными нанокомпозитами, а способ — создание истинных масс.

При изготовлении применяется концепция, похожая на процесс модификации. К применению выбираются разнокомпонентные наномеры, размер которых варьируется в пределах 20 — 75 нм. Большинство из используемых частиц в изготовлении массы увеличивается.

Увеличенные наномеры становятся структурными единицами — кластерами, размер которых не менее 1 мкм. Образовавшиеся между единицами пустоты после соединения заполняют наносоединениями, оставшимися в свободном состоянии. Более увеличенного размера единицы при изготовлении массы не применяются.

Производители

В современности технологии создания нанокомпозитных составов стали популярны и появились производители, каждый из которых предлагает собственную продукцию. К примеру, компания 3M ESPE изготавливает часто используемые стоматологами нанокомпозиты истиной природы. В составе массы только наномеры, она сохраняет блеск, имеет высокую прочность и полировочный показатель.

Фирма Dentsply представляет популярные светодиодные гибридные композитные составы. Изделия отличаются эстетическими качествами за счет двух палитр оттенков. Чаще всего применение состава компании обусловлено реставрацией фронтальных зубных единиц. Эти и множество других брендов предоставляют нанотехнологичные реставрационные материалы для решения многочисленных проблем с целостностью зубного ряда.

Стоматологические нанокомпозиты | Bentham Science

Название: Стоматологические нанокомпозиты

ОБЪЕМ: 2 ВЫДАЧА: 4

Автор (ы): Муи Сян Со, Алан Селлингер и Адриан У. Яп

Место работы: Кафедра восстановительной стоматологии, стоматологический факультет, Национальный университет Сингапура, 5 Лоуэр Кент Ридж Роуд, Сингапур 119074, Республика Сингапур.

Ключевые слова: Нанокомпозиты, Стоматологические материалы, Наполнители, Полимеризация, ПОСС, Полимерная матрица

Реферат: Разработка полимерных стоматологических композитов произвела революцию в области стоматологии за последние 30 лет. Это развитие было достигнуто в основном за счет открытия органических мономеров, модификаций рецептур и технологий наполнителей, достижений в светоотверждающем оборудовании и эффективных фотоинициаторах.Несмотря на эти достижения в области развития, стоматологические композиты по-прежнему ограничены такими проблемами, как полимеризационная усадка и износостойкость. Усадка после гелевой полимеризации вызывает значительные напряжения в окружающей структуре зуба и связке композитного зуба, что приводит к преждевременному разрушению реставрации. Другие проблемы, такие как выщелачивание неотвержденных органических мономеров из стоматологических композитов в окружающую ткань десны, вызывают цитотоксические эффекты. С недавними достижениями в области нанотехнологий и наноматериалов постулируется, что механические свойства и полимеризационная усадка стоматологических композитов могут быть значительно улучшены.В этом обзоре основное внимание будет уделено нескольким недавним достижениям в области внедрения нанотехнологий в стоматологические композиты. Будут рассмотрены технологии, используемые для разработки стоматологических нанокомпозитов и улучшения их механических свойств по сравнению с традиционными композитами с макронаполнением и микронаполнением. Также будут обсуждаться некоторые из наших работ по разработке низкоусадочных нанокомпозитов с использованием функционализированной молекулы полиэдрического олигомерного силсесквиоксана (POSS).

Все, что вам нужно знать о стоматологических нанокомпозитах

Автор: Dr.Рашид Хасан

Нанотехнология используется для описания и адаптации свойств и характеристик материала на атомном или молекулярном уровне. Ричард Фейнман в 1959 году был первым, кто сформулировал концепцию нанотехнологии. Идея была озаглавлена ​​«Внизу много места» и была представлена ​​на заседании Американского физического общества в Калифорнийском технологическом институте в 1959 году. Термин «нанотехнология» был определен доктором Нори Танигучи в 1974 году как «обработка разделение, консолидация и деформация материалов одним атомом или молекулой ». Эта идея нанотехнологии позже была глубоко исследована доктором Дрексье, который примерно в конце 1980-х опубликовал книгу под названием «Двигатели созидания — грядущая эра нанотехнологий». В 1991 году публикация Сумио Лиджимы «Спиральные микротрубочки графитового углерода» подняла исследования в области нанотехнологий на новый уровень.

Несмотря на лучшее понимание химии, свойств и недавних достижений, ни один материал даже близко не был оценен как идеальный стоматологический материал для любого конкретного применения в стоматологии.Хороший с эстетической точки зрения материал ухудшает свойства, и наоборот. Нанотехнология помогает свести к минимуму недостатки и улучшить свойства, максимально приближенные к идеальному стоматологическому материалу. Сверху вниз и Снизу вверх — это два типа подходов, используемых в нанотехнологиях для создания меньших или лучших материалов с улучшенными свойствами по сравнению с материалами макроуровня.

Подход сверху вниз основан на твердотельной обработке материалов посредством фрезерования, механической обработки и литографии. Подходы сверху вниз, такие как химическое осаждение из паровой фазы (CVD), влажное и плазменное травление и монолитная обработка, используются для изготовления функциональных структур в микро- или нано-масштабе. Технология CVD используется для покрытия медицинских имплантатов и стентов с целью улучшения кровотока и повышения биосовместимости. С другой стороны, Bottom Up Approach использует изготовление материалов с помощью Edifice до частиц путем сбора атомных элементов. Рост материала и очень организованный химический синтез как основа подхода «снизу вверх».Синтез белка и восстановление клеток, тканей и систем органов — лучшие примеры подхода «снизу вверх» в наноматериалах.

Замечательные исследования наноматериалов в последние годы переместили понятие нанотехнологии из теоретической идеи в мир клинической стоматологической практики. В настоящее время существует широкий спектр применения наноматериалов в различных областях стоматологии, таких как консервативная стоматология, протезирование, оральная имплантология, пародонтология, профилактическая стоматология и эндодонтия. Что касается консервативной стоматологии, в последние годы произошла резкая эволюция, особенно в области эстетических реставрационных материалов. Нанотехнологии применялись для производства стоматологических композитов (нанокомпозитов), стеклоиономерных цементов (нано-иономеров) и эндодонтических герметиков.

В то время, когда Боуэн разработал смолу {Bis-GMA} и использовал силановые связующие агенты для стоматологических композитов, примерно в ту же эпоху благородный лауреат сэр Ричард Фейнман представил слово «нано», которое оказалось вехой для достижений в стоматологических композитах.

Нанокомпозиты включают матрицу смолы и наноразмерные частицы. В нанокомпозитах можно управлять механическими свойствами путем включения вторичных наночастиц для получения тех же характерных черт натуральной кости. Свойства наноструктурированных композиционных материалов контролируются их обработкой, методом синтеза и химией.

В композитах на основе обычных смол

используется матрица из органических полимеров, в основном Bis-GMA и TEG-DMA. Вязкий бис-ГМА смешивают с более текучим и менее вязким мономером для получения рабочей вязкости.Чтобы решить проблемы усадки, старения и окружающей среды, Bis-GMA заменен на UDMA. В случае нанокомпозитов лучше всего подходят хорошая полупрозрачность, форма и чистота поверхности. В настоящее время исследования сосредоточены на уменьшении усадки при полимеризации, которая является основным недостатком обычных стоматологических композитов. Добавление моновинилметакрилата в смолу Деккером привело к улучшенной кинетике полимеризации и улучшенным механическим свойствам. Их также называют сверхбыстрыми монометакрилатами.

Нанонаполнения и Наногибриды — два наиболее распространенных нанокомпозитных материала. Нанофилы содержат наночастицы неорганического наполнителя в диапазоне от 1 до 100 нм, тогда как негибриды состоят из крупных частиц в диапазоне от 0,4 до 5 мкм. Из-за этого они не являются действительно нанонаполненными, поэтому их называют нано-гибридами. Основная цель использования наночастиц — уменьшить размер частиц по сравнению с длиной волны видимого света (от 400 до 800 нм). Это помогает в получении высокопрозрачных материалов, с высоким отношением площади поверхности к объему и молекулярными взаимодействиями, поскольку диапазон размеров полимера обычно находится в одних и тех же размерах.

Нет сомнений в том, что спрос на идеальный стоматологический биоматериал быстро растет, чтобы улучшить свойства всех стоматологических материалов и облегчить жизнь пациентам. За последнее десятилетие или около того произошли заметные успехи в области нанотехнологий в стоматологии, особенно в области нанокомпозитов.

Действительно ли нанокомпозиты универсальны? | Том 14, Выпуск 8

Inside Dentistry
Август 2018 г.
Том 14, Выпуск 8

Маркос Варгас, BDS, DDS, MS | Гаэтано Паолоне, DDS | К.Уильям «Бадди» Моппер, DDS, MS

Маркос Варгас, BDS, DDS, MS , профессор кафедры семейной стоматологии Университета штата Айова в Айова-Сити, штат Айова.

Гаэтано Паолоне, доктор стоматологии , адъюнкт-профессор реставрационной стоматологии в Università Vita-Salute San Raffaele в Милане, Италия, и ведет частную практику в Риме, Италия.

К. Уильям «Бадди» Моппер, DDS, MS , является соучредителем и председателем Cosmedent, а также директором Центра эстетического совершенства компании.

Маркос Варгас, BDS, DDS, MS: Моя первая реакция — сказать «да», их можно использовать повсеместно. Композиты на основе смолы Nanofill могут использоваться в самых разных ситуациях, от реставраций небольшого до среднего размера как в передних, так и в боковых областях, поскольку они предлагают хороший баланс физических свойств для поддержания функциональности и износостойкости. Они обладают превосходными эстетическими свойствами, хорошо сочетаются с естественной структурой зубов, их легко адаптировать, корректировать и полировать.Тем не менее, удерживание лака, обеспечиваемое нанонаполнениями, может быть не таким хорошим, как у микронаполнек. Удержание полироли важно, потому что материалы с высокой степенью полировки менее склонны к образованию пятен и к ним гораздо труднее прикрепляться бактериям. С другой стороны, микронаполнения имеют более слабые физические свойства по сравнению с другими композитами, что делает их более восприимчивыми к трещинам и сколам.

Для реставраций передних зубов некоторые практикующие врачи предпочитают использовать микрогибрид, а затем покрывать его микрозаполнением.Они рационализируют то, что в то время как гибридный материал обеспечит непрозрачность, необходимую для предотвращения темноты рта, и прочность, необходимую для предотвращения сколов и трещин, вышележащее микронаполнение обеспечит улучшенную обработку и полируемость по сравнению с нанонаполнением или гибридным материалом. К сожалению, этот подход требует больших запасов, что может сделать его слишком дорогим для некоторых практик.

Другие варианты, доступные для практиков, включают композиты на основе нано- и микрогибридных смол.Эти материалы имеют физические и эстетические свойства, аналогичные нанонаполненным, но с некоторыми из них не так легко манипулировать, как с нанонаполнениями, поскольку они имеют тенденцию оседать во время размещения и могут быть более «липкими». По сравнению с нано- и микронаполнениями, гибриды также могут требовать особого внимания во время полировки для получения высокого блеска; однако со временем они сохраняют свой блеск.

При выборе композитного материала на основе смолы обращение с ним является очень важным фактором. В течение последних нескольких лет производители полимерных композитов производили материалы с более высокой вязкостью, которые менее липкие при контакте с инструментами.Это облегчает манипуляции и придание формы, но также может ухудшить адаптацию к стенкам полости, особенно при узких и глубоких препаратах. Как правило, нанонаполнители и микронаполнители обладают более высокой вязкостью и менее склонны к прилипанию по сравнению с обычными микрогибридами.

Материал, который мог бы идеально имитировать дентин и эмаль, еще не создан. Если вы удовлетворены текущим материалом и он дает предсказуемые результаты, вам следует продолжать его использовать. Если вы хотите изменить материалы, попробуйте нанонаполнку и сделайте собственные выводы относительно ее универсальности.

Гаэтано Паолоне, DDS: В последние годы нанотехнологии сыграли важную роль в улучшении клинических характеристик стоматологических композитных материалов. Нанотехнология включает использование химических и физических методов для производства материалов нанометрового размера, размер которых варьируется от 0,1 до 100 нм. Наноматериалы включают наночастицы, нанокластеры, нанотрубки, нанокристаллы, нановолокна, нанопроволоки, наностержни и другие наноструктуры. Растущее использование наноматериалов обусловлено идеей, что их можно использовать для управления структурой композитов, чтобы обеспечить дальнейшее резкое улучшение их механических, физических, химических и оптических свойств.

Исторически сложилось так, что первые композиты основывались на макронаполненных материалах (от 10 до 40 мкм), а затем были разработаны микронаполненные материалы (от 0,01 до 0,10 мкм). Композиты с макронаполнением имели хорошие механические свойства, но демонстрировали плохую эстетику, тогда как композиты с микронаполнением были противоположными. Позже были выпущены гибриды (от 15 до 20 мкм и от 0,01 до 0,05 мкм), которые смогли обеспечить как сильные механические свойства, так и желаемый эстетический вид. С клинической точки зрения нанотехнологии улучшили несколько аспектов реставрационной способности композитов, в том числе следующие:

Эстетика. Для получения надлежащих оптических свойств, особенно прозрачности, рассеяние должно быть минимизировано, что означает, что наночастицы должны быть как можно меньше, а показатель преломления должен оставаться как можно более похожим на матрицу. Этого можно добиться только путем подбора объемной доли наночастиц. Хотя материала, который оптически ведет себя точно так же, как натуральная эмаль, еще предстоит получить, огромные улучшения были достигнуты благодаря включению и модификации наночастиц.

Глянец. Глянец поверхности — еще один фактор, который играет важную роль в эстетическом внешнем виде композитных смол. Блеск является желательной характеристикой реставрационных материалов, поскольку он имитирует внешний вид натуральной эмали. Кроме того, глянцевые и гладкие поверхности снижают коэффициент трения и, следовательно, могут снизить скорость износа реставраций. Более мелкий размер частиц композита приводит к уменьшению расстояния между частицами, большей защите полимерной матрицы и меньшим потерям наполнителя.Таким образом, наночастицы могут помочь сохранить блеск.

Износостойкость. Износ может происходить в результате различных процессов, включая истирание, адгезию, усталость и коррозию. Эти процессы действуют в различных комбинациях и производят разные эффекты в зависимости от свойств материала. Даже если улучшение износостойкости еще не подтверждено, композиты на основе нанонаполненных смол с высоким содержанием наполнителя лучше выдерживают процессы полировки и чистки.

Распространение трещин. Включение наполнителей с наноразмерными размерами благоприятно сказывается на механических свойствах. Это результат взаимосвязи между различными фазами (например, матрицы и армирования) на границах фаз по всему материалу и того факта, что существует несколько частей матрицы без наполнителей.

Реминерализация. Некоторые нанокомпозиты выделяют перенасыщающие уровни ионов кальция (Ca) и фосфата (PO ₄ ), которые необходимы для реминерализации.Это может помочь в управлении процессами деминерализации и реминерализации, которые происходят при кариесе зубов.

Учитывая все преимущества перед другими материалами, я бы сказал, что да, нанокомпозиты можно считать универсальными.

K. William «Buddy» Mopper, DDS, MS: Сегодня композиты с нанонаполнением считаются универсальными материалами для реставраций передних и боковых зубов. Я выбрал замену дентина микрогибридом или нанонаполнением, в зависимости от потребности в реставрации.На мой взгляд, только микрозаполненный композит действительно может воспроизвести поверхность эмали. Сама суть структуры зуба состоит в том, что она состоит из разных слоев с разным качеством материала. Каждый зуб содержит как дентин, так и эмаль, и каждый имеет очень разные свойства. Следовательно, ни один материал не может точно воспроизвести и эмаль, и дентин.

Если вы действительно хотите имитировать эмаль на длительное время, необходимо использовать микрозаполнение. Композиты с микронаполнением — ключевой ингредиент для реалистичной эстетики передних зубов.Благодаря своим химическим и физическим свойствам композиты с микронаполнением фактически отражают свет, что приводит к гораздо более естественному виду.

Композиты с микронаполнением также полируются до гораздо более высокого и длительного блеска, чем композиты с нанонаполнением, и они долго сохраняют этот уровень полировки. Полированный микрозаполнитель имеет показатели преломления и отражения, которые более точно имитируют эмаль, чем другие композитные материалы.

Поскольку композиты с микронаполнениями легче поддаются краю и обладают превосходной полируемостью, они также более биологически совместимы с тканью десны и более эффективны в уменьшении образования зубного налета.Биологически реакция ткани на микронаполнение не превосходит любой другой материал, как краткосрочный, так и долгосрочный.

Благодаря сферическим частицам и длительной полируемости композит с микронаполнением является наиболее износостойким из доступных композитных материалов. Кроме того, полупрозрачность микрозаполненного композита позволяет эффектам выбранных оттенков и опаков просвечивать через поверхность, придавая реставрации реалистичный вид. По сравнению с композитами с нанонаполнением, композиты с микронаполнением обладают большей гибкостью, а при неглубоких реставрациях шейки матки они изгибаются больше, чем структура естественного зуба, что способствует лучшей общей ретенции.

Многие врачи используют нанонаполнители в качестве универсального материала для всех своих реставраций передних и боковых зубов. Однако, по всем вышеупомянутым причинам, для достижения наилучших долгосрочных эстетических результатов при работе с эмалевой поверхностью нет ничего, что могло бы заменить микрозаполненный композит.

Нанокомпозитная технология — смесь лучших микрогибридов и микронаполнителей | Том 2, выпуск 5

Ричард Трушковски, DDS

Прямые реставрации из композитных материалов стали важным компонентом реставрационного вооружения. Доступные в настоящее время материалы могут использоваться в самых разных клинических ситуациях, включая реставрации передних и боковых зубов. Экспоненциальный прогресс адгезивной стоматологии и улучшение материалов (физических, оптических и манипуляционных свойств) способствовали этой революции. Прямые реставрации более консервативны по отношению к структуре зуба по сравнению с другими методами реставрации, такими как вкладки и коронки. Однако правильный выбор материала и техники зависит от индивидуальной клинической ситуации и от того, насколько клиницист знаком с различными материалами.Последнее поколение композитов (Filtek ™ Supreme Plus, 3M ™ ESPE ™, Сент-Пол, Миннесота; Premise, Kerr Corporation, Orange, CA; 4 Seasons®, Ivoclar Vivadent, Inc, Амхерст, Нью-Йорк; Esthet-X®, Dentsply Caulk , Milford, DE) состоит из композитов с естественными оттенками, которые обеспечивают различную степень непрозрачности, полупрозрачности и флуоресценции, имитирующие естественный зуб. Лучшее обращение привело к созданию композитов, которые можно лепить, чтобы приблизиться к окончательной реставрации с минимальной обработкой и полировкой. ^1,2 Кроме того, новые бондинговые системы снизили вероятность послеоперационной чувствительности. ³ Эти материалы включают кислотные мономеры для модификации смазанного слоя, который впоследствии включается в гибридный слой. Грунтовка и адгезив проникают на ту же глубину, что и травильный материал, поэтому деминерализованный дентин не пропитан адгезивом. ³

Случай 1

Женщина 45 лет обратилась с жалобой на чувствительность зубов No.5 и 12 (Рисунок 1A и Рисунок 1B). Кариес корней и поражения шейки матки стали более распространенными в результате старения, рецессии десны и обнажения дентина. ⁴ Чувствительность пациента была результатом некариозного поражения шейки матки, возможно, в результате истирания зубной щеткой. Воздействие дентина шейной трети на окружающую среду рта вызывает раздражение механорецепторов на границе пульпа и дентин, что приводит к гиперчувствительности. ⁵ Пациенту предложили вариант трансплантации десны (направление к пародонтологу) или реставрации. Пациент предпочел восстановление зубов, а не хирургическое вмешательство. Эти поражения следует восстанавливать, если поражение неэстетично, возможно обнажение пульпы, нарушена структура зуба и произошла сенсибилизация. Оттенок был выбран перед изоляцией, чтобы избежать высыхания зубов, в результате чего они будут казаться светлее обычного. Rite-Lite (AdDent, Danbury, CT) обеспечивает свет с температурой 5500 ° K для согласования оттенков с помощью 6 светодиодов и имитирует дневной свет северного неба для облегчения согласования оттенков.Светильник Demetron Shade Light (Kerr Corporation) или колесо затемнения 3M ™ ESPE ™ (3M ™ ESPE ™) (рис. 1C) также можно использовать в качестве руководства при выборе оттенка.

Оттенок дентина был выбран путем исследования обнаженного дентина, цвет тела был выбран путем осмотра средней трети зуба, эмаль была выбрана путем осмотра проксимального или режущего края передних зубов и последнего полупрозрачного слоя ( в той же цветовой гамме) придает реставрации ощущение глубины и может использоваться для изменения значения.

Препарирование полости не производилось, за исключением фаски окклюзионного края препарирования алмазным камнем в форме пламени. Это обеспечило лучшую поверхность для сцепления и лучшее прилегание композита к структуре зуба. Остальную часть препарата очистили резиновой чашкой и пастой из пемзы (паста из пемзы Nada, Preventech, Matthews, NC), соблюдая осторожность, чтобы не травмировать десну. Зуб промывали водным спреем, а затем сушили. Самопротравливающий клей Adper ™ Prompt ™ L-Pop ™ (3M ™ ESPE ™) был использован из-за его способности снижать чувствительность во время размещения и последующей обработки (рис. 1D). ^6-9 Вал одноразового аппликатора удерживался одной рукой, в то время как большой и указательный пальцы другой руки сжимали красный резервуар для жидкости, начиная с внешнего конца, в направлении одноразового аппликатора. Когда резервуар был полностью выдавлен, область желтого пузыря стала заметно выпуклой наружу. Красный резервуар сжимали до опорожнения и складывали в месте его соединения с желтым резервуаром. Важно, чтобы резервуар был сжат во время затопления, чтобы предотвратить обратный поток.Начиная с внешнего конца, вся жидкость из желтой секции выдавливалась в зеленую секцию блистера. Затем одноразовый аппликатор вращали в жидкости назад и вперед вращательным движением. Однородный желтоватый цвет указывает на оптимальное перемешивание. Клей наносили кистью на всю поверхность полости в течение примерно 15 секунд, прикладывая давление и массируя (рис. 1D). Затем клей был слегка выдут, пока он не превратился в тонкую пленку, которая имела равномерный блеск, и растворитель испарился.(Этот шаг следует повторить при необходимости.) ⁶ Поверхностный слой следует затем отвердить с помощью светодиодной или галогенной лампы в течение 10 секунд.

Filtek Supreme Plus (3M ™ ESPE ™) был выбран в качестве реставрационного материала, который содержит комбинацию 2 типов нанонаполнителей (от 5 до 75 нм) и нанокластеров. Наномер составляет 1 / 1,000,000,000 (одну миллиардную) микрона. Наночастицы представляют собой дискретные неагломерированные и неагрегированные частицы размером от 20 до 75 нм. Нанокластерные наполнители представляют собой слабосвязанные агломераты наноразмерных частиц.Агломераты действуют как единое целое, обеспечивая высокую загрузку наполнителя и высокую прочность. Комбинация нанокластерных частиц с нанокластерными составами уменьшает межузельные промежутки между частицами наполнителя. ¹⁰ Это обеспечит повышенную загрузку наполнителя, лучшие физические свойства, ^11-14 и улучшенную стойкость полировки по сравнению с композитами, содержащими только нанокластеры. Полупрозрачные составы оттенков обеспечивают высокопрозрачный композит, и благодаря комбинации наночастиц диоксида кремния с нанокластером диоксида кремния придают блеск больше, чем у дентина, оттенков тела и эмали. ^15,16

Первый образец (оттенок дентина) был помещен на шейную часть дефекта и полимеризован светодиодной лампой (Ultra-Lume® LED 5, Ultradent, South Jordan, UT) в течение 20 секунд. Второй инкремент (основной оттенок) был помещен на всю реставрацию, чтобы минимизировать эффект усадки и минимизировать сжатие композитного материала по направлению к режущему краю, что может привести к открытию десневого края. Затем эта добавка подвергалась световой полимеризации в течение 20 секунд.Последний слой желтой эмали был нанесен на все поверхности реставрации, включая фаску. Затем шлифовка и полировка выполнялись абразивными дисками, нанесенными на сухую поверхность. Полировочная паста (Enamelize ™, Cosmedent, Чикаго, Иллинойс) с гибким войлочным диском может придать еще больший блеск. Реставрации (рис. 1E и рис. 1F) восстановили эстетику и устранили первоначальную чувствительность, что было основной жалобой пациента.

Случай 2

Мужчина 40 лет поступил с переломом правого центрального резца нижней челюсти (рис. 2A).Перед изоляцией оценивали оттенок (как в первом случае), чтобы избежать обезвоживания. Фаска шейки матки глубиной 0,3 мм и длиной 2 мм была наложена вокруг всего губного края, что увеличило площадь поверхности для соединения и обеспечило больший объем по краям, чтобы снизить вероятность перелома. Затем был нанесен зубчатый скос 0,5 мм с ромбиком в форме пламени на фаске для маскировки края и уменьшения микроподтекания. На язычке делали фаску длиной 2 мм и глубиной 0,3 мм. ¹⁷

Метод тотального протравливания с использованием 35% фосфорной кислоты был применен к краям эмали на 15 секунд и 10 секунд на дентине. Затем его промывали в течение 10 секунд и использовали вакуум большого объема для удаления излишков. Область поддерживалась слегка влажной. Adper ™ Singlebond ™ (3M ™ ESPE ™) был нанесен на все протравленные поверхности на 20 секунд с легкой очисткой, а затем снова нанесен. Излишки удалили сухим аппликатором. Для удаления избытка растворителя использовали легкий поток воздуха, а затем отверждение светом.Слой эмали (A1E) был помещен для начала анатомического наращивания. Затем был выбран оттенок дентина (A3D), чтобы обеспечить непрозрачность (рис. 2В), устранить темную тень от задней части рта и продолжить анатомическое наращивание зуба. Затем был нанесен основной оттенок (A2B) (рис. 2C), обеспечивающий снижение непрозрачности. Окончательный оттенок эмали (A1E) и полупрозрачный оттенок (C) придали реставрации глубину. Затем реставрацию отполировали, как описано ранее (рис. 2D).

Обсуждение

Использование самопротравливающих клеев помогает исключить или минимизировать ошибки оператора.Также следует снизить частоту послеоперационной чувствительности, потому что все деминерализованные области пропитаны смолой. Тем не менее, надлежащее внимание к технике по-прежнему имеет решающее значение для увеличения срока службы реставраций. Использование композитов с различной степенью непрозрачности и прозрачности в сочетании с удобством обращения и полируемостью позволяет формировать реставрации более естественного вида. Внедрение нанотехнологий стало недавним вкладом.

Список литературы

1.Teel TT. Использование комбинации текучего и прямого композита для консервативной реставрации единственного центрального резца верхней челюсти. Реставрационная практика Contemp Esthet . 2004; 8: 18-26.

2. Радз Г.М. Создание новой улыбки — прямое соединение с новой микрогибридной композитной смолой. Реставрационная практика Contemp Esthet . 2003; 7: 20-27.

3. Муньос Ч., Данн Дж., Фундингсленд Дж., Рихтер Р. Трехлетние клинические характеристики Prompt L-Pop. Представлено на: 82-й генеральной сессии IADR / AADR / CADR; 10-13 марта 2004 г .; Гонолулу, Гавайи.Abstract 0541.

4. Сенси Л.Г., Марсон Ф.К., Баратьери Л.Н., Монтейро Джуниор С. Влияние методов установки на краевую адаптацию композитных реставраций класса V. J Contemp Dent Pract. 2005; 6 (4): 17-25.

5. де Мело Ф.В., Белли Р., Монтейро мл. С. и др. Эстетические некариозные реставрации класса V: история болезни. J Esthet Restor Dent. 2005; 17 (5): 275-284.

6. Самими П., Барекатаин М., Фатпур К. Микропротекание композитной смолы in vivo с различными связующими агентами.Представлено на: 83-й генеральной сессии IADR / AADR / CADR; 9-12 марта 2005 г . ; Балтимор, Мэриленд; Abstract 2994.

7. Сундфельд Р.Х., Валентино Т.А., де Александр Р.С. и др. Толщина гибридного слоя и длина полимерной метки самопротравливающегося клея, прикрепленного к здоровому дентину. J Dent. 2005; 33 (8): 675-681.

8. Накаоки Ю., Сасакава В., Хориучи С. и др. Влияние двойного нанесения универсальных клеев на адгезию дентина. J Dent. 2005; 55 (9): 765-772.

9. Di Hipolito V, de Goes MF, Carrilho MR, et al. СЭМ-оценка современных самопротравливающих грунтовок, нанесенных на шлифованную и неотшлифованную эмаль. J Adhes Dent. 2005; 7 (3): 203-211.

10. Трушковский Р.Д. Инновации в композитной технологии: реставрации передних и боковых зубов из нанокомпозитов. Contemp Esthet Restorative Pract. 2003; 7: 58-61.

11. Ferguson RW, Kobussen GA, Halvorson RH, Reistad CA. Тестирование на износ нового текучего реставрационного материала с нанонаполнением.Представлено на: встрече и выставке ADEA / AADR / CADR; 8-11 марта 2006 г . ; Орландо, Флорида. Abstract 0390.

12. Лу Х, Ли И-К, Огури М, Пауэрс Дж. Механические свойства композитов на основе стоматологической смолы. Представлено на: 83-й генеральной сессии IADR / AADR / CADR; 9-12 марта 2005 г .; Балтимор, штат Мэриленд. Abstract 1845.

13. Латта MA, Баркмайер WW, Мердок CM. Лабораторная оценка локализованного износа выбранных композитных реставраций. Представлено на: встрече и выставке ADEA / AADR / CADR; 8-11 марта 2006 г .; Орландо, Флорида.Реферат 0399.

14. Уилсон К.С., Чжан К., Антонуччи Дж. М.. Систематическое изменение реакционной способности межфазной фазы в стоматологических нанокомпозитах. Биоматериалы. 2005; 26 (25): 5095-5103.

15. Ву Д., Холмс Б.Н., Митра С.Б. и др. Эстетические свойства новых стоматологических нанокомпозитов. Представлено на: 80-й генеральной сессии IADR / AADR / CADR; 6-9 марта 2002 г .; Сан-Диего, Калифорния. Abstract 0065.

16. Mitra SB, Wu D, Jones V, et al. Новый метод определения сохранения блеска стоматологических реставрационных материалов с помощью атомно-силовой микроскопии. Представлено на 81-й генеральной сессии Международной ассоциации стоматологических исследований; 25-28 июня 2003 г .; Гетеборг, Швеция. Abstract 2928.

17. Терри Д.А. Восстановление режущего края. NY State Dent J. 2005; 71 (5): 30-35.

Новые стоматологические нанокомпозиты и связующие вещества с антибактериальными и реминерализирующими свойствами

Хокин Х. К. Сюй

Были предприняты обширные исследования для улучшения стоматологических композитов с использованием достижений в композициях наполнителей и химии смол.Улучшение свойств позволило все чаще использовать композиты в качестве эстетических пломбировочных материалов. Действительно, недавние данные показали, что композитные реставрации представляют собой самый высокий процент среди трех категорий: 77,3 миллиона реставраций (46,6%) были композитными, 52,5 миллиона (31,6%) были амальгамами и 36,2 миллиона (21,8%) были коронками, всего было установлено 166 миллионов реставраций. в США в 2005 году. Однако основным недостатком композитов является то, что они накапливают больше биопленок и бляшек in vivo по сравнению с другими реставрационными материалами.Производство кислоты биопленками может привести к вторичному кариесу, особенно на краях реставрации зубов. Рецидивирующий кариес является основной причиной неудач реставрации, а замена неудачных реставраций составляет от 50% до 70% всей реставрационной стоматологии. Замена стоматологии обходится в США в 5 миллиардов долларов ежегодно.

Для решения этой проблемы Отдел биоматериалов и тканевой инженерии кафедры эндодонтии, протезирования и оперативной стоматологии Школы стоматологии Университета Мэриленда занимается разработкой новых нанокомпозитов.Нанокомпозиты обладают антибактериальными и реминерализующими свойствами. Такая комбинация возможностей очень полезна для подавления кариеса, но недоступна для любых современных реставрационных материалов. Нанокомпозитные наночастицы аморфного фосфата кальция (NACP), наночастицы серебра (NAg) и диметакрилат четвертичного аммония (QADM) обладали сильными антибактериальными свойствами, которые были сохранены в 180-дневном эксперименте по старению в воде. Механическая прочность и модуль упругости нанокомпозита после 180-дневного погружения в воду соответствовали таковым у коммерческих контрольных композитов без антибактериальных свойств.Включение QADM в нанокомпозит NACP значительно снижает жизнеспособность биопленок, метаболическую активность, количество колониеобразующих единиц (КОЕ) и продукцию молочной кислоты. Антибактериальные результаты существенно не различались после выдержки в воде в течение 1, 30, 90 и 180 дней. Долговечные антибактериальные свойства, а также способность высвобождать ионы кальция (Ca) и фосфата (P) и нейтрализация кислоты указывают на то, что новый нанокомпозит может быть полезен в реставрациях для подавления вторичного кариеса.

Помимо композитов, также очень желательно, чтобы адгезивные агенты были антибактериальными для подавления рецидивирующего кариеса на краях композитного зуба.Адгезив обеспечивает фиксацию композитной реставрации на структуре зуба. Остаточные бактерии в полости зуба могут привести к кариесу и повреждению пульпы. Праймер для дентина имеет прямой контакт со структурой зуба, поэтому было бы полезно использовать антибактериальные праймеры для уничтожения остаточных бактерий в дентинных канальцах в подготовленной полости зуба. Мы разработали новый праймер, содержащий QADM и наночастицы серебра (NAg). Новый праймер в неотвержденном состоянии увеличивал зону бактериального ингибирования микрокосма зубного налета в девять раз по сравнению с коммерческим контрольным праймером.Отвержденный праймер, содержащий QADM-NAg, снизил КОЕ биопленки и продукцию молочной кислоты на порядок по сравнению с контролем. Эти сильные антибактериальные свойства были достигнуты без ущерба для прочности адгезии к дентину. Кроме того, метод сочетания двойных антибактериальных агентов (QADM и NAg) в одном и том же праймере дает самые сильные антибактериальные свойства. Наши результаты показали, что: (1) праймер, содержащий QADM-NAg, не снижает прочность сцепления с дентином; (2) праймер, содержащий QADM-NAg, имел гораздо большие зоны ингибирования бактерий и значительно снижал жизнеспособность биопленок, КОЕ и молочную кислоту по сравнению с контролем; (3) Добавление QADM и NAg вместе в праймер дало сильнейший антибактериальный эффект. QADM и NAg могут найти широкое применение в других системах склеивания. Новый антибактериальный праймер, содержащий QADM-NAg, может быть многообещающим для подавления биопленок и вторичного кариеса.

Помимо праймера, мы также впервые включили NACP и NAg в адгезивную смолу, что обеспечивает мощную антибактериальную активность при сохранении прочной связи с дентином. Обоснованием добавления NACP и NAg было объединение ионов Ca-P и способности реминерализации с антибактериальной активностью NAg.NACP может иметь высокий уровень высвобождения ионов Ca и P для реминерализации поражений зубов. Антибактериальный эффект был обеспечен NAg, который снизил количество КОЕ для всех микроорганизмов, всего Streptococci и mutans Streptococci на порядок. Метаболическая активность и выработка молочной кислоты биопленками полости рта также были значительно снижены. Антибактериальный клей и клей, содержащий NACP, может помочь подавить остаточные бактерии в полости зуба, препятствовать проникновению бактерий по краям реставрации зубов и реминерализовать поражения зубов. Новый метод включения реминерализующего агента (NACP) и антибактериального агента (NAg) вместе в один и тот же адгезив может иметь широкое применение в других системах связывания.

За ссылками и дополнительной информацией обращайтесь к автору.

Хуакун (Хокин) Сюй, доктор философии, профессор и директор Отделения биоматериалов и тканевой инженерии стоматологической школы Университета Мэриленда. Он является одним из основателей Центра биологии стволовых клеток и регенеративной медицины, а также членом онкологического центра Марлен и Стюарта Гринбаума Мэрилендского университета.Он является директором лаборатории биоматериалов и тканевой инженерии в стоматологической школе UMB и адъюнкт-профессором кафедры машиностроения UMB. Вы можете связаться с доктором Сюй по электронной почте [email protected].

Прочтите «Применение нанокомпозитных материалов в стоматологии в Интернете» от Elsevier Science

Применение нанокомпозитных материалов в стоматологии

Первое издание

Абдулла М. Асири

Инамуддин

Инамуддин

000 Али Моха Изображение на обложке

Титульная страница

Авторские права

Список участников

Предисловие

1: Биоактивное стекло / стеклокерамика для стоматологических применений

95

92

1.1 Введение

1.2 О стекле

1.3 Методы синтеза стекла

1.4 Стекла / стеклокерамика для стоматологии

1.5 Выводы и перспективы на будущее

2: Дентальные наночастицы на основе фторида кальция

Реферат

2.1 Введение

2.2 Нанокомпозиты

2.3 Классификация нанокомпозитов

2.4 Нанокомпозиты в биомедицине

2,5 Фторид кальция (CaF2) и его использование в стоматологии

2,6 Нанокомпозиты фторида кальция (CaF2) в стоматологии

2,7 Заключение

2,7 Заключение

0005 и инженерия костной ткани

Реферат

3. 1 Введение

3.2 Заключение

4: Нанокомпозиты для покрытия зубной пульпы

Резюме

.1 Введение

4.2 Покрытие пульпы

4.3 Типы крышки пульпы

4.4 Композиты: взгляд на

4.5 Обзор спектра композитов

4,6 Nan 4.7 Заключение

5: Углеродные нанотрубки для дентальных имплантатов

Реферат

Благодарности

5.1 Введение

5.2 Свойства УНТ

5.3 Нанокомпозиты УНТ для дентальных имплантатов

5.4 Проблемы

5.5 Заключение

6: Деградация и разрушение стоматологических материалов Реферат

6.1 Введение

6.2 Характеристические параметры

6.3 История создания стоматологического композитного материала

6.4 Текущий сценарий стоматологического композитного материала

6. 5 Стабильность стоматологического композитного материала

6.6 Техника ремонта

6.7 Анализ продуктов разложения

6,8 Потенциальная токсичность материала разложения

разработка улучшенных материалов

6.10 Перспективы на будущее

7: Гидроксиапатитовые композиты для стоматологии

Реферат

7.1 Введение

7.2 Биокерамика в стоматологии

7.3 Гидроксиапатит: способы обработки и свойства

7,4 Гидроксиапатитовые композиты

7,5 Гидроксиапатитовые композиты 000 000 000 в стоматологии и его покрытия в дентальных имплантатах

Реферат

Благодарность

8.1 Введение

8.2 Человеческие зубы и биосовместимость гидроксиапатита

8.3 Использование гидроксиапатита в качестве покрытия в дентальных имплантатах

8. 4 Методы покрытия HAP

8.5 Заключение

материалы для лечения кариеса зубов

Реферат

9.1 Нанотехнологии как инновационная концепция

9.2 Механизм кариеса

9.3 Нанокомпозиты в реставрационной стоматологии

9.4 Нанокомпозиты и их роль в профилактике кариеса

9.5 Заключение

10: Нанокомпозиты

10: Нанокомпозиты для ортопедических и нанокомпозитов 9292 Реферат

10.1 Введение

10.2 Разработка композитной пластмассы от реставраций до ортодонтического бондинга

10.3 Нанокомпозиты и наноиономеры для ортодонтического бондинга

10.4 Свойства ортодонтического клея с наночастицами

10.5 Нанокомпозит с антибактериальной и противокариозной активностью

10.6 Подходят ли нанокомпозиты и наноиономеры для брекетинга ортодонтических брекетов?

10,7 Будущие тенденции

10,8 Резюме

11: Нанокомпозиты: прошлое, настоящее и будущее стоматологии

Резюме

11. 1 Разработка композитов

11.2 Различные фазы композитов

11.3 Подходы к производству наноматериалов

11.4 Комбинированный подход к производству наноматериалов

11,5 Переход на 9292 кластеров нанонаполнителей 11.6 Наблюдения за исследованиями, проведенными с использованием различных нанокомпозитов

11.7 Дополнительное нанотехнологическое стоматологическое исследование in vitro

11.8 Заключение

12: Нанотехнологии в стоматологии

Реферат

12.1 Подходы к нанотехнологиям

12.2 Применение нанотехнологий в стоматологии

1229

12.3 Применение нанотехнологий в хирургии Применение в профилактической стоматологии

12.5 Применение в ортопедической стоматологии

12.6 Применение в пародонтологии

12.7 Применение в стоматологической радиологии

12. 8 Применение в ортодонтии

12.9 Применение в челюстно-лицевой хирургии

12.10 Применение в стоматологии, Хуршид и др. [3]

12.11 Проблемы, с которыми сталкиваются нанотехнологии

12.12 Проблемы и проблемы безопасности

12.13 Заключение

13: Полимерные композиты для зубных пломб

Реферат

.1 Введение

13.2 Почему не пломбы из амальгамы?

13.3 Почему композитные пломбы?

13,4 Свойства пломбировочного материала

13,5 Состав полимерных композитов для пломбирования зубов

13,6 Композиты с нанонаполнителями

13,7 Уникальные особенности нанокомпозитных материалов в стоматологической реставрации 80002

13.9 Прямое добавление антибактериального агента

13.10 Иммобилизованный антибактериальный мономер

13.11 Фторид-высвобождающие стоматологические композиты

13. 12 Серебро-содержащие стоматологические композиты

13,13

13,13 Антибактериальные наночастицы

13,15 Совершенствование и развитие композитных материалов для пломбирования зубов

13.16 Спироортокарбонатные мономеры

13,17 Циклические эфиры

13,18 Циклические ацетали и аллилсульфиды

13,19 Винилциклопропаны

13,20 Жидкокристаллические мономеры

Стеклянные мономеры

иономерные цементы

13,23 Компомеры

13,24 Ормоцеры

13.25 Рентгеноконтрастные мономеры

13.26 Заключение и перспективы на будущее

Благодарность

14: Выбор материала для реставраций одиночных коронок

Реферат

14.1 Введение реставрации

14.3 Цельнокерамические реставрации

14.4 Металлокерамические реставрации

15: Реминерализация и антибактериальные свойства стоматологических нанокомпозитов на основе смол

Abstract

. 1 Введение

15.2 Реминерализация и антибактериальная способность стоматологических нанокомпозитов на основе смол

15.3 Выводы

16: Нанокомпозитные материалы на основе титана для систем дентальных имплантатов

16.2 Теория дентальных имплантатов и связанные с ними факторы риска

16.3 Необходимость дентальных имплантатов

16.4 Материал зубного имплантата

16,5 TiO2 в виде наноструктурированного титана с улучшенными характеристиками

16.6 Модификация титановых зубных имплантатов с помощью нанотехнологий

16,7 Заключение и перспективы развития зубных имплантатов на основе Ti

стабильность стоматологических материалов

Реферат

17.1 Введение

17.2 Механические свойства зубных структур

17.3 Стоматологические материалы и их свойства

17,4 Напряжение и деформация

17,5 Прочностные характеристики

17,6 Механические свойства на основе упругой деформации

17,7 Другие механические свойства

17,8 Критерии восстановления материалы

17. 9 Заключение

18: Хитозановые нанокомпозиты для регенерации костей и хрящей

Реферат

Благодарности

18.1 Введение

18.2 Структура и применение хитозана

18.3 Приготовление хитозановых нанокомпозитов

18.4 Синтез хитозанового графенового нанокомпозита для биомедицинских приложений 18.7 Заключение

19: Последние достижения в области композитных реставраций боковых зубов

Реферат

19.1 Основные сведения о приклеивании к субстрату зуба

19.2 Смазываемый слой и пробки для смазывания

19.3 Различные подходы к работе со смазанным слоем

19.4 Классификация стоматологических адгезивов

19,5 Объемная усадка и полимерная усадка напряжения сжатия

19,6 Композитные системы боковых зубов с низкой усадкой

19,7 Композиты с нано-наполнением

19. 8 Текучие композиты

19.9 Композиты с объемным заполнением

19.10 Ультразвуковые композиты с объемным заполнением

Index

Авторское право

Woodhead Publishing является издательством 9000 Business Center

Messvier. , Royston Road, Duxford, CB22 4QH, Великобритания

50 Hampshire Street, 5th Floor, Cambridge, MA 02139, США

The Boulevard, Langford Lane, Kidlington, OX5 1GB, Великобритания

© 2019 Elsevier Inc.Все права защищены.

Никакая часть данной публикации не может быть воспроизведена или передана в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая фотокопирование, запись или любую систему хранения и поиска информации, без письменного разрешения издателя. Подробную информацию о том, как получить разрешение, дополнительную информацию о политике разрешений Издателя и наших договоренностях с такими организациями, как Центр проверки авторских прав и Агентство по лицензированию авторских прав, можно найти на нашем веб-сайте: www. elsevier.com/permissions.

Эта книга и отдельные статьи, содержащиеся в ней, защищены авторским правом Издателя (кроме случаев, указанных в настоящем документе).

Уведомления

Знания и передовой опыт в этой области постоянно меняются. По мере того, как новые исследования и опыт расширяют наше понимание, могут потребоваться изменения в методах исследования, профессиональной практике или лечении.

Практикующие и исследователи должны всегда полагаться на свой собственный опыт и знания при оценке и использовании любой информации, методов, соединений или экспериментов, описанных в данном документе.При использовании такой информации или методов они должны помнить о своей безопасности и безопасности других, включая стороны, перед которыми они несут профессиональную ответственность.

В полном объеме закона ни Издатель, ни авторы, участники или редакторы не несут никакой ответственности за любой ущерб и / или ущерб людям или имуществу в связи с ответственностью за продукцию, халатностью или иным образом, или в результате любых использование или использование любых методов, продуктов, инструкций или идей, содержащихся в данном материале.

Данные каталогизации в публикации Библиотеки Конгресса

Каталожная запись для этой книги доступна в Библиотеке Конгресса

Данные каталогизации в публикации Британской библиотеки

Доступна каталожная запись для этой книги из Британской библиотеки

ISBN: 978-0-12-813742-0 (печать)

ISBN: 978-0-12-813759-8 (онлайн)

Для получения информации обо всех публикациях Woodhead посетите наш веб-сайт по адресу https : // www.elsevier.com/

Издатель: Мэтью Динс

Редактор по приобретению: Лаура Оверенд

Руководитель редакционного проекта: Наташа Велфорд

Руководитель производственного проекта: Соян П. Пажаяттиль Мэтью Лимберт

Набор выполнен SPi Global, Индия

Список участников

Сайед Анис Ахмад Кафедра патологии, Медицинский университет имени короля Джорджа, Лакхнау, Индия

Мудасир Ахмад Департамент химии Ислам Джамия , Нью-Дели, Индия

Мохаммед Тахир Ансари Университет Куалалампура, Королевский медицинский колледж, Ипох, Малайзия

Тахсин Джахан Ара Химический факультет, Л. Университет Нью-Мексико, Дарбханга, Индия

Сарвар Бег Jubilant Generics Limited (Ранее Jubilant Generics Limited), Нойда, Индия

Чиранджиб Бхаттачарджи Кафедра химической инженерии, Университет Джадавпура, Чаката, Индия Прабудха

Прабудха ортодонтии и челюстно-лицевых деформаций, Центр стоматологического образования и исследований, Всеиндийский институт медицинских наук, Нью-Дели, Индия

Нахид Чаудхари Центр нанонауки и нанотехнологий, Джамия Миллия Исламия, Нью-Дели, Индия

Манджит С.Дахия Департамент материаловедения и нанотехнологий, Университет науки и технологий Динбандху Чхоту Рам, Муртал, Индия

Ранджана Дас Кафедра химической инженерии, Университет Джадавпура, Калькутта, Индия

Кунаал Дхингра Отделение пародонтологии, Центр пародонтологии Образование и исследования, Всеиндийский институт медицинских наук, Нью-Дели, Индия

С. Духан Отделение материаловедения и нанотехнологий, Университет науки и технологий Динбандху Чхоту Рам, Муртал, Индия

Лата Гоял Отделение стоматологии , Всеиндийский институт медицинских наук, Ришикеш, Индия

Хамди Хосни Хамама

Стоматологический факультет Гонконгского университета, Покфалам, Гонконг

Стоматологический факультет Университета Мансура, Мансура, Египет

M .Сакиб Хаснайн Фармацевтический факультет Университета Шри Венкатешвары, Гаджраула, Индия

Мохаммад Нияз Хода Фармацевтический факультет, Университет Хамдарда, Нью-Дели, Индия

Табассом Хушманд Департамент стоматологических биоматериалов, Школа исследований биоматериалов Наука и технологии в медицине, Тегеранский университет медицинских наук, Тегеран, Иран

Хума Ифтехар Кафедра консервативной стоматологии и эндодонтии, д-р.Стоматологический колледж и больница Зиауддина Ахмеда, Мусульманский университет Алигарха, Алигарх, Индия

Сайка Икрам Химический факультет, Джамия Миллия Исламия, Нью-Дели, Индия

Нандита Кшетримаюм Департамент общественного здравоохранения, Региональный институт медицинских наук, Региональный институт стоматологии, Импхал, Индия

Чин Вей Лай

Исследовательский центр нанотехнологий и катализа (NANOCAT), Институт аспирантуры, Здание

Центр инноваций в медицинской инженерии (CIME), Департамент биомедицинской инженерии, Инженерный факультет, Университет Малайи , Куала-Лумпур, Малайзия

Кайзер Манзур Химический факультет, Джамия Миллия Исламия, Нью-Дели, Индия

Сармиштха Мазумдер Стоматологический колледж и больница Бурдвана, Университет медицинских наук Западной Бенгалии, Бурдван, Индия

Минхадж Отделение патологии, Мол ana Azad Medical College, Нью-Дели, Индия

Ризвана Мобин Кафедра промышленной химии, правительство. Женский колледж, Кластерный университет, Сринагар, Индия

Абу Насар Кафедра прикладной химии, инженерно-технический факультет, Мусульманский университет Алигарх, Алигарх, Индия

Амит Кумар Наяк Кафедра фармацевтики, Институт фармацевтических наук Семанта , Mayurbhanj, India

Dilipkumar Pal Департамент фармацевтических наук, Guru Ghasidas Vishwavidyalaya, Bilashpur, India

Aarati Panchbhai Sharad Pawar Стоматологический колледж и больница, DMIMSDU, Колледж 0003, Wardtrala, Индия Фармация Сайфай, Университет медицинских наук Уттар-Прадеш, Сайфаи, Индия

Марьям Пирморадиан Департамент стоматологических биоматериалов, Школа стоматологии / Исследовательский центр науки и технологий в медицине, Тегеранский университет медицинских наук, Тегеран, Иран

Шайлендра Сингх Рана Отделение ортодонтии и челюстно-лицевых деформаций, Центр стоматологического образования и исследований, Всеиндийский институт медицинских наук, Нью-Дели, Индия

Таусиф Ахмад Рангриз Отделение химии, Национальный технологический институт, Сринагар, Индия

Приянка Рани Кафедра химии, Университет IFTM, Морадабад, Индия

Шраддха Рати Кафедра протезирования (стоматологические материалы), Dr. З.А. Стоматологический колледж, Мусульманский университет Алигарха (AMU), Алигарх, Индия

Vinicius Rosa

Стоматологический факультет

Центр современных 2D материалов и Исследовательский центр графена, Национальный университет Сингапура, Сингапур

Swe Jyan Teh

Исследовательский центр нанотехнологий и катализа (NANOCAT), Здание аспирантуры

Центр инноваций в медицинской инженерии (CIME), Департамент биомедицинской инженерии, инженерный факультет, Малайский университет, Куала-Лумпур, Малайзия

Туласи Тируваллур Маданагопал Стоматологический факультет, Национальный университет Сингапура, Сингапур

Виджай К.Томер Центр датчиков и приводов Беркли, Калифорнийский университет, Беркли, Калифорния, США

Анкур Вайдья Фармацевтический колледж Сайфаи, Уттар-Прадеш Университет медицинских наук, Сайфаи, Индия

Анкит Верма Отделение ортопедической стоматологии Материалы), д-р З. А. Стоматологический колледж, Мусульманский университет Алигарха (AMU), Алигарх, Индия

Шрути Видхаван Агарвалла Стоматологический факультет, Национальный университет Сингапура, Сингапур

Предисловие

В настоящее время стоматологические композиты являются предпочтительным материалом для прямых реставраций. регенерации и имплантаты в передних и боковых зубах.Стоматологические композиты — это один из особого класса материалов с экстремальными ограничениями по биосовместимости, свойствам отверждения, эстетике и необычным свойствам материала. Замечательные исследования нанокомпозитных материалов в последние годы переместили идею нанотехнологии из теоретической идеи зубных реставраций, регенераций и имплантатов в мир клинической стоматологической практики. Последние достижения в области материаловедения и нанотехнологий побудили к разработке превосходных нанокомпозитных материалов.В настоящее время наноматериалы широко используются в различных областях стоматологии; например, стоматология консервации, протезирование, оральная имплантология, пародонтология, профилактическая стоматология и эндодонтия. Интерес к идеальным стоматологическим нанокомпозитным материалам растет, чтобы улучшить свойства всех стоматологических материалов и облегчить уход за пациентами. Несмотря на лучшее понимание науки, свойств и недавних разработок, ни один материал не приблизился к тому, чтобы стать идеальным стоматологическим материалом для конкретного применения в стоматологии.Хороший эстетический стоматологический материал зависит от его свойств. Использование нанотехнологий при разработке стоматологических нанокомпозитов имеет ограниченные недостатки и обеспечивает свойства, максимально приближенные к идеальному стоматологическому материалу.

Применение нанокомпозитных материалов в стоматологии представляет исследование и разработку нанокомпозитных материалов для стоматологии. Особое внимание уделяется обсуждению вопросов, связанных с регенерацией костной ткани зубов с использованием различных типов нанокомпозитных материалов, проблемам разрушения зубов, антибактериальных свойств и дентальных имплантатов. Эта книга предлагает исторический обзор основ композитных материалов и их применения в стоматологии, представляя собой мощный источник для изучения подготовки, характеристик и конкретных применений композитов во всех областях прикладной химии, а также в медицинских науках.

1

Биоактивное стекло / стеклокерамика для стоматологии

Manjeet S. Dahiya ⁎; Виджай К. Томер †; С. Духан * Департамент материаловедения и нанотехнологий, Университет науки и технологий Динбандху Чхоту Рам, Муртал, Индия

† Центр датчиков и приводов Беркли, Калифорнийский университет, Беркли, Калифорния, США

Реферат

Биоактивные материалы используются для восстановления и регенерации в стоматологии и остеологии.В зависимости от требований синтезируются различные формы биоактивных материалов, которые используются для лечения / восстановления тканей тела. Обычно это достигается за счет биологического взаимодействия между тканями и материалами. Стекло / стеклокерамика включает широкий спектр биоактивных материалов и обычно включает оксиды кремния, фосфора, магния, кальция, натрия и т. Д. Они синтезируются с использованием различных методов, таких как золь-гель, гидротермальное осаждение, осаждение из паровой фазы, резкое охлаждение расплава и т. Д., и используются в виде порошка. В этой главе основное внимание уделяется обсуждению биоактивных стекол, их композиционной гибкости и процедур синтеза. Трудности, с которыми сталкиваются различные процедуры синтеза, наряду с их достоинствами и недостатками, будут критически и коллективно обсуждены. Глава также будет включать в себя сборник современной известной литературы, описывающей свойства биоактивных стекол в стоматологии, таких как наполнители, ингибиторы гниения / коррозии и т. Д.Влияние этих стекол на тело будет обсуждаться критически, поскольку биоактивное стекло / стеклокерамика считаются наименее инертными, наиболее активными биоматериалами, присутствие которых можно легко ощутить в организме человека по сравнению с инертными волокнистыми материалами. Критическое обсуждение завершится предложением некоторых новых композиций и отчетом о лазейках в методологиях синтеза или реализации.

Ключевые слова

Стекло; Остеология; Стеклокерамика; Биоактивный; Биосовместимость; Зубной имплантат.

Благодарности

Авторы благодарны Совету научных и промышленных исследований (CSIR), Нью-Дели, Индия, за финансовую помощь в рамках гранта № 03 (1377) / 16 / EMR-II. РС. Дахия также благодарит CSIR за предоставление финансовой помощи в рамках исследовательского сотрудничества (грант № 03 (1377) / 16 / EMR-II).

1.1 Введение

Люди знали об очках с 5000 г. до н. происхождения, также называемые обсидианитами) использовались для изготовления оружия.Со временем произошла трансформация методов получения стекла и применения стекла. Таблица 1.1 суммирует ключевые достижения в истории стекла вместе с их временем, областью применения и типами. Родоначальниками современных исследований стекла были немецкий ученый Отто Шотт (1851–1935) и Эрнст Аббе (1840–1905), профессор Йенского университета и совладелец фирмы Carl Zeiss. Создание стеклянных композиций в соответствии с научными потребностями началось в очень широком масштабе после пионерской работы этих двух ученых.

Таблица 1.1

ХХ век привел к появлению некоторых новых технологических разработок в синтезе стекол путем изменения их состава в соответствии с научными / техническими потребностями. В зависимости от состава стекла подразделяются на три основных семейства, которые включают (i) органические стекла, (ii) неорганические стекла и (iii) металлические стекла. Эти три категории далее делятся на подкатегории, как показано на рис. 1.1 . Металлические стекла представляют собой твердые металлические материалы с неупорядоченной структурой на атомном уровне.В отличие от обычных стекол, которые обычно являются электрическими изоляторами, металлические стекла обладают хорошей электропроводностью. Органические стекла — это прозрачные термопласты, которые часто используются в виде листов в качестве легкой или небьющейся альтернативы стеклу, например, полиметилметакрилату (ПММА). Неорганические стекла включают оксиды, неоксиды и гибридные стекла. Гибридные стекла обычно представляют собой смеси оксидов и неоксидов в различных пропорциях. Оксидные стекла в основном включают боратные, силикатные и фосфатные стекла, но другие стекла, такие как висмутат, прорастают, и их комбинации, такие как боросиликатные и т. Д., также принадлежат к семейству оксидных стекол. К неоксидным стеклам относятся галогенидные, нитридные и карбидные стекла. Третья категория — это гибридные стекла, которые включают оксигалогенидные, оксинитридные и оксикарбидные стекла.

Рис. 1.1 Стекла и их типы в зависимости от химического состава.

На протяжении многих лет ученые открывали различные применения стекла, но использование стекла в биомедицинских приложениях не было даже надеждой до открытия биостекла Хенчем в конце 1960-х годов [1]. Хенч открыл путь к новой эре биологической активности между искусственными материалами и костями. До этого открытия части тела были заменены некоторыми металлическими или металлическими композитными материалами из-за отсутствия активности между искусственной и реальной костью. Открытие биоактивного стекла не было случайным, но сам Хенч назвал его чудом. Все началось с разговора между Хенчем и полковником армии, который возвращался из Вьетнама со своими ранеными солдатами. Как видная научная личность проф.Полковник предложил Хенчу сделать материал, который выдержит воздействие человеческого тела. Это побудило профессора Хенча сосредоточить свои исследования на изучении воздействия излучения на стекло. Вдохновленный предложением полковника, профессор Хенч подал заявку на финансирование в медицинское агентство армии. Это оказался чудесный момент, поскольку никто не мог представить, что человек без медицинского образования может получить такое финансирование, и путешествие Хенча началось. Он начал с фазовой диаграммы Na2O-CaO-P2O5-SiO2, и было чудом, что первый выбранный им состав (45S5.0) продемонстрировал большую способность к связыванию с костью по сравнению с другими композициями (45S2.0, 45S1.8, 55S5.0 и 55S2.0) на этой фазовой диаграмме. В ходе исследования было получено множество наблюдений, в том числе образование гидроксиапатитоподобной структуры после термообработки без присутствия каких-либо гидроксильных групп. Анализ in vitro подобной сыворотке жидкости организма выявил образование слоистой структуры на поверхности стекла, вселяя надежду на то, что может существовать некоторая биоактивность, которую еще предстоит подтвердить с помощью анализа in vivo.Бедро инфицированной крысы затем связывали с 45S5.0A (после закалки), 45S5.0B (термообработанный при температуре от 400 ° C до 500 ° C, т. Е. Частично кристаллизовался с присутствием некоторых поликристаллических фаз) и 45S5.0C (термообработка — обработали при температуре от 600 ° C до 1000 ° C, т.е. полностью кристаллизовали) и выдерживали в течение 6 недель. Хорошее сцепление наблюдалось у 45S5.0A и 45S5.0B (большинство), но не у 45S5.0C. Затем была проверена прочность, и было обнаружено, что фрезерование и резка алмазом и карбидом недостаточно для разделения связи между стеклом / стеклокерамикой и костью, подтверждая замечательную степень биоактивности в этом веществе стекло / стеклокерамика.Однако присутствие гидроксиапатита не было подтверждено дифракцией электронов на выбранной площади из-за количества использованного материала. Теперь любопытство было сосредоточено на знании механизма связывания биостекла с костью, который можно было обнаружить только после последовательного изучения событий, происходящих в процессе связывания. Исследование показало, что развитие поверхности имплантата с щелочным pH (что делает его щелочным) и поверхностно-активные сайты Ca и P были основными факторами, контролирующими соединение кости со стеклом [2,3].Процесс связывания начинается с обмена ионов Na + и Ca² + из стекла на ионы H + и h4O + из жидкости организма. За этим процессом следует растворение и реполимеризация кремнезема; образование осадков аморфного фосфата кальция и его зародышеобразование; кристаллизация фосфата кальция с помощью HCA (гидроксикарбонат апатита), адсорбция биологического белка; макрофазное действие; прикрепление и дифференцировка стволовых клеток; клеточное прикрепление и, наконец, кристаллизация матрикса [4,5].Хенч и другие [4,6–11] продолжали исследовать реакционную способность поверхности биоактивных стекол. Между тем, эксперименты были сосредоточены на применении этих концепций бондинга на различных моделях животных для создания костных мостов, имплантатов роговицы и фиксации протезов на основе биостекла и керамики. 45S5 Bioglass (US Biomaterials Corp., Алачуа, Флорида, США) впервые был использован при реконструкции уха для исправления нарушений слуха у мышей и кроликов [12–16]. Исследования были очень успешными в достижении полного восстановления ушной кости и открыли поле для применения биостекла на живых существах.

Успешное использование биоактивных очков при реставрации зубов (т. Е. Замена режущего края / зубной части зуба для обретения его первоначальной формы) требует долговечности в полости рта, прочности, износостойкости и сходства со структурой естественного зуба [17]. Использование биоактивных стекол в стоматологии началось с разработки профессором Хенчем стеклокерамики из дисиликата лития, которая будет использоваться для реставрации зубов [18, 19]. Биостекло использовалось в качестве биологически активной добавки в ERMI (поддерживающие имплантаты Endosseus Ridge) в 1986 году [20, 21].Задача заключалась в обнаружении стоматологических материалов на основе биоактивных стекол для использования в качестве вкладок, коронок, мостов, зубных штифтов с абатментами, наполнителей и виниров [22–30]. Некоторые общие составы стекла, используемые для различных стоматологических применений, перечислены в Таблице 1.2 [17]. Как можно видеть, со временем многое изменилось, чтобы облегчить создание новых композиций для стоматологии. Эти открытия предоставляют решения, позволяющие получить материалы для временных повязок, реставраций, лечения корневых каналов, оттисков, протезных приспособлений и т. Д.Каким бы малым он ни был, разрушение биологически активных имплантатов / реставраций, тем не менее, произошло через несколько лет. Поэтому пришлось открыть некоторые самовосстанавливающиеся материалы, чтобы ускорить поиски исследований. Это достижение было достигнуто профессором Джонсом и его коллегами-исследователями из Империи путем смешивания кремнеземного биостекла с поликапролактоном для изготовления гибкого и прочного стеклянного материала. Этот новый материал биостекла имитирует амортизирующие и несущие свойства настоящего хряща согласно пресс-релизу Imperial [61].Набор видеороликов, доступных на YouTube, четко демонстрирует подвижность материала и процесс самовосстановления в реальном времени и при компьютерном моделировании [62–64]. Биоактивное стекло в стоматологических наполнителях намного лучше снижает количество бактерий, чем его керамические аналоги [65, 66]. В этой главе основное внимание уделяется обсуждению методологий синтеза стекла, а также их вкладу в области стоматологии.

Таблица 1.2

Изменено из W. Holand, V. Rheinberger, E. Apel, C.Hoen, M. Holand, A. Dommann, M. Obrecht, C. Mauth, U. Graf-Hausner, Клиническое применение стеклокерамики в стоматологии, J. Mater. Sci. Матер. Med. 17 (2006) 1037–1042.

1.2 О стекле

Эти материалы можно разделить на аморфные и кристаллические, основное различие между которыми связано с их структурой. Аморфные твердые тела характеризуются нерегулярным (или ближним упорядоченным) расположением атомов, в то время как кристаллические твердые тела состоят из периодического массива (дальнего упорядоченного расположения) атомов.Однако аморфные твердые вещества, если они связаны ковалентными связями, имеют тенденцию достигать упорядоченного расположения среднего уровня (~ 20 Å). Кристаллические материалы имеют регулярное расположение атомов, но в случае поликристаллических материалов периодичность структуры прерывается после определенной области. Область, до которой следует одноупорядоченное расположение, называется границей зерен. Когда размер границы зерен совместим с размером заказанного элемента, материалы классифицируются как некристаллические материалы.Положение атомов неупорядочено, дальний порядок отсутствует. Однако ближний порядок некристаллических материалов сохраняется аналогично их кристаллическим аналогам. Длины связей и валентные углы колеблются около соответствующих средних значений, соответствующих значениям, обнаруженным в упорядоченных кристаллах. Положения частиц полностью некоррелированы, и в системе полный беспорядок.

Одним из способов получения твердых веществ желаемого состава является охлаждение расплавов соответствующих компонентов.Однако природа продукта, полученного при охлаждении расплава, во многом зависит от скорости охлаждения. Упрощенный подход к пониманию зависимости затвердевания от скорости охлаждения показан на рис. 1.2. Из этого рисунка ясно видно, что жидкость следует двумя путями в направлении процесса затвердевания, и каждый путь характеризуется определенной скоростью охлаждения. Скорость охлаждения полностью зависит от материала, и некоторые вещества избегают кристаллизации при более низких скоростях охлаждения.Считается, что такие твердые вещества обладают хорошей стеклообразующей способностью. Прямая линия на пути медленного охлаждения характеризуется периодом (каким бы малым он ни был), в течение которого температура материала остается постоянной, и именно на этой изотерме происходит полный переход жидкости из твердого состояния в твердое, что приводит к образование твердых кристаллических веществ.

Рис. 1.2 Конверсия жидкости в твердое тело (зависимость от скорости охлаждения).

Более научный взгляд на процесс охлаждения расплава и зависимость энтальпии / объема от температуры с образованием кристаллических или стеклообразных твердых веществ показан на Рис.1.3. Этот рисунок показывает, что более медленное охлаждение обеспечивает достаточное время для того, чтобы произошла кристаллизация, тогда как быстрое охлаждение ниже температуры плавления ( T мкм) приводит к образованию аморфного состояния без предоставления достаточного времени для формирования регулярной кристаллической решетки. Охлаждение расплава до любой температуры ниже T м кристалла обычно приводит к превращению материала в кристаллическое состояние за счет дальних упорядоченных структурных перестроек. В таких условиях энтальпия постепенно уменьшается до значения, подходящего для кристалла.Дальнейшее охлаждение кристалла приведет к снижению энтальпии. Если жидкость может быть охлаждена ниже температуры плавления кристалла без кристаллизации, может быть получена переохлажденная жидкость. Структура жидкости продолжает перестраиваться при понижении температуры, но нет резкого изменения значений энтальпии. При дальнейшем охлаждении жидкости вязкость увеличивается, в конечном итоге становясь достаточно высокой, чтобы предотвратить полную перестройку атомов в равновесную структуру жидкости.Полученная структура становится фиксированной и больше не зависит от температуры. Значения энтальпии начинают отклоняться от линии равновесия, следуя кривой постепенно уменьшающегося наклона. Область температур, лежащая между пределами энтальпии равновесной жидкости и замороженного твердого вещества, называется областью превращения стекла, а замороженная жидкость — стеклом. Температура, при которой энтальпия отклоняется от кривой равновесия, контролируется вязкостью жидкости, и использование более медленной скорости охлаждения позволит энтальпии следовать кривой равновесия до более низкой температуры; в этом случае стеклование не произойдет.Превращение стекла обычно происходит в температурном диапазоне.

Рис. 1.3 Температурная зависимость энтальпии / объема стеклообразующего расплава.

Если экстраполировать линии стекла и переохлажденной жидкости, они пересекаются при температуре, определяемой как фиктивная температура. Считается, что стекло имеет структуру равновесной жидкости при фиктивной температуре. Хотя концепция фиктивной температуры не является полностью удовлетворительным методом для характеристики теплового поведения стекол, она обеспечивает полезный параметр для обсуждения влияния изменений скорости охлаждения на структуру и свойства стекла.Легко оценить единственную температуру как показатель начала области превращения стекла во время нагрева стекла. Эта температура, которую также называют температурой стеклования, довольно расплывчато определяется изменениями либо кривой термического анализа, либо кривых теплового расширения (обычно существует разница между температурами перехода, полученными из кривых термического анализа и расширения). Температура стеклования ( T г) может быть полезным индикатором приблизительной температуры, при которой переохлажденная жидкость превращается в твердое тело при охлаждении или при которой твердое тело начинает вести себя как вязкоупругое твердое тело при нагревании.Зависимость T г от скорости нагрева и применяемых методов характеризации означает, что T г не может считаться истинным свойством стеклообразных материалов, но температуру перехода можно использовать для оценки температуры, при которой переохлажденная жидкость начинает затвердевать. Другими словами, это помогает приблизиться к температуре, при которой твердое тело становится вязкоупругим и препятствует перегруппировке атомов. Обычно считается, что температура стеклования, определяемая тепловыми измерениями, представляет собой точку, в которой вязкость твердого тела изменяется с максимальной скоростью, и материал (в данном случае стеклообразный материал) становится мягким.

Поскольку стекла имеют много разных характеристик, важно согласовать определение стекла. На протяжении многих лет для стекла использовались разные определения, но каждое из них привело к некоторым заблуждениям. В этом разделе будут рассмотрены некоторые из этих определений, и будет обсуждена критика каждого определения, чтобы исследовать ограничения каждого конкретного определения. В известной книге по стеклу The Glassy State Тамманн [67] утверждает, что В стеклообразном состоянии находятся твердые некристаллизованные материалы. Однако это определение является чрезвычайно обобщенным и относит все некристаллические материалы к категории стеклообразного состояния. Согласно этому определению, силикагель также может быть отнесен к категории стекла, что не соответствует действительности. Другое определение, предложенное Тамманном в той же книге, гласит: Glass — это замороженная переохлажденная жидкость. Опять же, это определение не дает четкой и краткой картины стекловидного состояния материала, поскольку стекла являются твердыми материалами, а не жидкостями. Однако определения, предложенные в эту эпоху, не ограничивались составом очков.В 1945 году Американское общество испытаний и материалов (ASTM) предложило следующее определение [68]: Стекло — это неорганический продукт плавления, который был охлажден до твердого состояния без кристаллизации. Это определение ограничивает метод синтеза стекла только закалкой в ​​расплаве, несмотря на существование других способов синтеза аморфных материалов (например, стекла), включая золь-гель обработку, химическое осаждение из паровой фазы, бомбардировку нейтронами и т. Д. Стекло также не ограничивается неорганическими материалами. композиции и другие стекла, такие как органические стекла, металлические стекла и т. д., существуют и могут быть синтезированы. Джонс [69] сказал: Стекло — это материал, образованный путем охлаждения из нормального жидкого состояния, который не показывает скачкообразных изменений в любом температурном диапазоне, но становится более или менее жестким из-за постепенного увеличения его вязкости. Это определение учитывает только процесс плавления.

Критикуя доступные определения стекла, Шольце [70] рассмотрел его физико-химические аспекты и дал определение, сказав: В физико-химическом смысле стекло — это вмороженная при охлаждении жидкость. Однако это определение требует уточнения того, является ли стекло жидким или твердым. Хотя стекла имеют структуру, подобную жидкостям, они очень твердые и хрупкие и не могут считаться жидкостями. Доремус [71] сказал: Стекло — это аморфное твердое тело. Если это определение считается стандартным, то такие материалы, как дерево, цемент, тонкопленочные оксиды и т. Д., Также будут отнесены к категории стекол, но ни один из этих материалов не идентифицируется с наличием стеклования. Шелби [72] дал определение стеклу, заявив, что это аморфное твердое тело, полностью лишенное дальнодействующей периодической атомной структуры и проявляющее область свойств превращения стекла.Любой материал, органический, неорганический или металлический, образованный одним из указанных процессов, который демонстрирует свойства стеклования, может быть отнесен к категории стекла. Определение, предложенное Шелби, в значительной степени преодолевает недостатки всех предыдущих определений, но в нем отсутствует включение слова стекловидное тело. В письме, направленном в Общество науки и технологии стекла, профессор Адриан Райт [73] подверг сомнению определение стекла ASTM, обсуждая основную идею, на которой это определение было основано.Он обосновал это тем фактом, что стекла образуются не в результате плавления, а в результате полного химического процесса, в котором карбонаты модификаторов сетки стекла и кислоты стеклообразователей вступают в химическую реакцию с извлечением избыточной воды и содержания диоксида углерода из расплавов исходных шихтовых смесей. Профессор Райт исправил предложенное определение стекла ASTM, сказав: Стекло — это неорганический материал, который был закален из жидкости в твердое состояние без кристаллизации. Профессор Райт также предложил всему научному сообществу стекла оспорить предложенное им определение и обсудить вопросы, которые он задал относительно определения стекла ASTM. Из концепций, теорий и определений стекла, обсужденных ранее, можно получить общее определение стекла: Стекло — это аморфное твердое тело (органическое, неорганическое или металлическое), в котором отсутствует дальний порядок (аналогично тому, как в жидкостях). ) и демонстрирует область стеклования .

Хотя люди знали о стеклах на протяжении веков, достижения в области современных стекол (которые также включают стекла, кроме кремнезема и силикатов) произошли не ранее 1932 года, когда Захариасен [74] продвинул понимание неупорядоченного расположения в стеклообразных оксидах.Работа Захариасена создала область исследований, направленных на понимание структуры стекла, и проложила путь для многих исследователей, предлагающих теории о структуре стекла. Это включает работу, выполненную Sun et al. [75,76], Стэнворт [77,78], Смекель [79], Роусон [80], Гривз [81,82], Крог-Мо [83–85] и т. Д. потребности. Сегодня доступны тысячи книг о структуре, свойствах, обработке и применении очков. Можно найти миллионы научных отчетов, касающихся различных аспектов очков.Очки стали незаменимыми. От предметов домашнего обихода и предметов роскоши (например, тарного стекла, декоративного стекла, зеркального стекла, автомобильного стекла, оконного стекла и т. Д.) До научных предметов (например, линз в телескопах и микроскопах, плоских дисплеев, оптических волноводов, переработчиков ядерных отходов, тонких материалов). пленки для осаждения, биологически активные части тела и т. д.), сегодня очки окружают нас повсюду. Стекло можно получить с помощью ряда стратегий синтеза, как описано в следующем разделе.

1.3 Методы синтеза стекла

В зависимости от требуемых физических, химических и биологических свойств для синтеза стекла можно использовать множество способов. Выбор маршрута также зависит от объема производства и требуемых компонентов. Все эти методы имеют свои собственные последствия в отношении практичности и развертывания. Некоторые популярные методы синтеза стекла описаны в следующих разделах.

1.3.1 Золь-гель синтез

При золь-гель синтезе стекла сначала образуется золь, состоящий из коллоидов, диспергированных в жидкой среде.Способ приготовления золя зависит от материала. Наиболее широко используемый метод — это гидролиз и поликонденсация алкоголята кремния с алкоксидами модификаторов, таких как Ti, Al, Zr, Ge и т. Д. Другой способ включает диспергирование частиц субмикронного размера (полученных пламенным гидролизом SiCl4) в хлороформе с использованием n -пропанол в качестве диспергирующего агента. Коагуляция коллоидов, когда они находятся в форме или на подложке (используемой в качестве пленки покрытия), приводит к превращению золя в гель.Полученный гель сушат и спекают в непористую плотную стеклянную или стеклянную пленку. Спекание обычно проводят при температуре, которая немного выше температуры стеклования. Недостатком золь-гель-синтеза является то, что усадка влажного геля вызывает трещины в подготовленном стекле. Другими проблемами являются предпочтительное осаждение определенного оксида во время образования золя для многокомпонентных стекол, изготовленных из предшественников алкоксидов, и гетерогенное осаждение солей металлов на поверхности во время сушки геля, который был получен с использованием водных растворов солей металлов в качестве источника оксиды щелочных, щелочноземельных металлов и др.Хотя золь-гель процесс имеет некоторые недостатки, этот процесс широко применяется для синтеза биоактивных стекол [ 86–88]. Это потому, что он работает при относительно более низких температурах. Создание последней категории мезопористого биоактивного стекла (МБГ) стало возможным только благодаря его корням золь-гель синтеза [89–95].

1.3.2 Химическое осаждение из паровой фазы

Этот метод основан на термически активированном, гомогенном окислении или гидролизе исходного пара галогенида металла (или смеси галогенидов металлов) с образованием стеклянных частиц с последующим вязким спеканием сажа превращается в твердые стеклянные тела без включений.Реакция окисления или гидролиза обычно активируется либо кислородной плазмой, либо кислородно-водородным пламенем. При гидролизе галогенидов кислородной плазмой оксид вместе с газообразным галогеном (обычно хлором) выделяется в качестве побочного продукта, но при гидролизе с использованием кислородно-водородного пламени побочным продуктом, образующимся с оксидом, является HCl. Разница в обоих методах гидролиза заключается в уровне содержания ОН в стекле, который в 1000 раз больше при использовании кислородно-водородного пламени для гидролиза. Недостатком метода CVD является то, что он накладывает ограничения на получение стекол, содержащих щелочные, щелочноземельные и редкоземельные металлы.CVD-процесс широко используется для синтеза стекол и стеклообразных сплавов [ 96–100].

1.3.3 Метод закалки из расплава

Метод закалки из расплава — это самый ранний известный метод изготовления стекол приемлемого размера. Даже сегодня более 99% практических стекол синтезируются методом закалки в расплаве. Техника закалки в расплаве основана на плавлении кристаллического сырья (оксидов, кислот или карбонатов) в вязкую жидкость с последующим литьем расплава путем быстрой закалки.Метод закалки из расплава имеет определенные преимущества перед другими методами:

(i) Это самый простой из известных методов синтеза.

(ii) Он обеспечивает высокую гибкость геометрической формы стекла.

(iii) Предлагает легкость получения больших материалов по сравнению с монокристаллом.

(iv) Он очень гибок в отношении состава из-за нестехиометрии при расчете партии.

(v) Легирование активных ионов (редкоземельных элементов и переходных металлов) очень просто.

(vi) Готовое стекло не имеет трещин и деформаций.

Вышеупомянутые преимущества привели к росту популярности метода закалки в расплаве, который широко используется для синтеза оксидных / оксигалогенидных стекол [ 101–115].

1.4 Стекла / стеклокерамика для стоматологии

Биоактивные структуры очков / стеклокерамики не только были научно исследованы для использования в стоматологии, но и фактически применяются в различных стоматологических материалах.Подобно другим костям, альвеолярная кость также может пострадать, и ее необходимо лечить или восстанавливать с помощью активных биологических заменителей. Поэтому ученые заинтересованы в открытии различных перестановок и комбинаций составов стекла, чтобы их можно было использовать в стоматологии. Научные исследования искали состав стекла, который можно было бы комбинировать с антиостеопоротическими препаратами, чтобы ускорить процесс образования апатита и тем самым повысить биоактивность структуры стекла.Сообщается, что биоактивные стекла в сочетании с бисфосфонатами полезны в качестве пломбировочного материала для хирургического восстановления костных дефектов [116]. В следующих разделах будет обсуждаться приемлемость биоактивных стоматологических материалов, а также некоторых популярных стоматологических стеклокерамических материалов.

1.4.1 Право на получение стоматологических материалов

В области стоматологии есть определенные части тела полости рта, которые можно отремонтировать с помощью биоактивной стеклокерамики. Эти материалы включают вкладки, накладки, коронки, мосты, виниры или абатменты для имплантационной терапии.Но есть определенные условия, налагаемые на биоактивные материалы, которым они должны соответствовать, чтобы действовать как успешные биоактивные материалы. Это следующие условия:

1. Превосходное соответствие внешнего вида естественному зубу с точки зрения прозрачности, опалесценции и флуоресценции.

2. Сохранение химической стойкости после имплантации, чтобы лечение длилось как можно дольше (включая устойчивость к распаду, стабильность жидкости в организме и т. Д.).

3. Соответствие абразивному износу реальных зубов, чтобы пациент чувствовал себя максимально естественно.

4. Поддержание отличной ударной вязкости и прочности на изгиб (даже выше, чем у естественных зубов), чтобы можно было получить адекватную функциональность мостовидных протезов и абатментов при высоких нагрузках.

5. Концентрация радиоактивности менее 1,0 Бк / г U²³⁸.

6. Оптимальный уровень вязкости при изгибе, микротвердости и показателя преломления.

7. Обрабатываемость, для удобства обращения и надлежащей обработки (т.е. доступны в виде пасты, порошка, твердого вещества или раствора).

8. Обладает превосходной термической стабильностью, такой как тепловое расширение, термическое напряжение, термическое вдавливание и т. Д.,

Сравнительный анализ использования стоматологических нанокомпозитов в Македонии, Болгарии и Швеции

Ковачевская, Ивона и Златановская, Катерина и Лонгурова, Наташа и Терзиева-Петровские, Оливера и Горгиев, Златко (2018) Сравнительный анализ использования стоматологических нанокомпозитов в Македонии, Болгарии и Швеции. В: Знание — Международный журнал Научные и прикладные статьи Том 19.4, 29 сентября — 1 октября 2017 г., Агиа Триада, Греция.

Абстрактные

Нанокомпозитные материалы новинка в реставрационной стоматологии и получила широкое распространение благодаря своим хорошим характеристикам. Нанокомпозиты оправдывают ожидания по устранению недостатков микрокомпозитов и гибридов с точки зрения лучшей эстетики, но в то же время лучшей механической прочности. Поскольку размер наночастиц находится на более низком уровне, чем размер видимого света, поглощение света в них невозможно.Это явление необходимо для получения отличных эстетических характеристик, особенно в лобной области пациентов. Небольшой размер частиц позволяет использовать большее количество частиц в наполнителе и обеспечивает хорошую полировку. Гладкая и полированная поверхность реставрации предотвращает накопление зубного налета, что позволяет поддерживать хорошую гигиену полости рта. Низкое значение полимеризационного сжатия нанокомпозитов связано с сильным взаимодействием между органической матрицей и неорганическими наночастицами.Это особенно важно для долговечности реставрации из нанокомпозитов и хорошего краевого прилегания.
Целью данной статьи было оценить, какие нанокомпозитные материалы используются в стоматологических клиниках в Македонии, Болгарии и Швеции; используется ли связующий материал от того же производителя композитов; эффективность нанокомпозитов в отношении краевого прилегания, а также представление модели реставрации в соответствии с анатомо-морфологическими характеристиками. Исследование проводилось в 10 частных стоматологических кабинетах в Битоле, Македония, 3 частных стоматологических клиниках в Пловдиве, Болгария, и в государственной стоматологической клинике в Мальмё, Швеция.В выборку исследования вошли 26 стоматологов, включая врачей обоих полов: 14 мужчин-терапевтов и 12 женщин-терапевтов. Для проведения данного исследования была подготовлена ​​анкета для врачей, и каждый из респондентов высказал свой личный опыт использования нанокомпозитных материалов.
На основании результатов мы пришли к выводу, что нанокомпозитные материалы часто используются в стоматологических кабинетах в Битоле, Пловдиве и Мальме для обтурации в реставрационной стоматологии. Чаще всего в стоматологических кабинетах Битолы используются нанокомпозитные материалы Filtek Ultimate (3M ESPE), Tetric EvoCeram (Ivoclar Vivadent) и Gradia direct (GC).Наиболее часто используемые нанокомпозитные материалы в стоматологических кабинетах в Пловдиве: Gradia Direct (GC), Synergy D6 (Coltene) и Filtek Ultimate (3M ESPE). По результатам анализа можно сделать вывод, что в стоматологической клинике Folktandvården Skåne в Мальмё наиболее часто используются нанокомпозитные материалы: Filtek Supreme (3M ESPE) и Tetric EvoCeram (Ivoclar Vivadent). Больший процент терапевтов стоматологических кабинетов в Битоле и Пловдиве используют адгезивный материал, отличный от производителя нанокомпозита, в то время как терапевты стоматологической клиники в Мальмё используют адгезивную систему, предписанную производителем нанокомпозита.Судя по полученным результатам, полученным в обследованных стоматологических кабинетах в Битоле, Пловдиве и Мальме, мы можем сделать вывод, что все терапевты удовлетворены использованием нанокомпозитных материалов и достигли отличных клинических эффектов в отношении краевого прилегания. Большой процент исследованных терапевтов в этом исследовании моделируют реставрацию в соответствии с анатомо-морфологическими характеристиками, что существенно влияет на ее долговечность, а также на хорошую эстетику.

No related posts.