Доктор Вильям Моппер в своем интервью издательству New York College of Dentistry на тему эстетического совершенства в стоматологии, называет композиты основным благом для врача и его пациента за последние сто лет инноваций. Основатель и глава корпорации Cosmedent, Inc. уже тридцать лет занимается подготовкой специалистов в сфере эстетической стоматологии и разработкой материалов, и с полным правом указывает именно на композиты, как лучший материал не только с эстетической точки зрения, но и в разрезе их восстановительных качеств.
Доктор говорит о том, что эти материалы наиболее биологически совместимые и, наблюдая за ними десятилетия, отмечает минимальное опущение тканей, отсутствие токсичности, а также важность здорового восприятия десенными тканями композитной смолы, будто это их «родная» твердая эмаль.
Кратко о композитах
В Энциклопедии биомедицинской инженерии Ли Ву Чжена и Ру Цин Ю за 2019 год стоматологические композиты определяют как прочный союз полимерной матрицы в качестве основы, с добавлением мелкодисперсных добавок – стеклянных (кварцевых), минеральных или частиц смолы, а также для дополнительной прочности в состав включают волокна соединительных агентов (катихоловые агенты, по примеру биссальных нитей моллюсков). Вместе с зубной амальгамой, их используют для восстановления зубной эмали после кариесных разрушений, травм или других заболеваний, которые приводят к деструкции зубной эмали. В тот момент, когда амальгамные материалы все реже встречаются на препарационном столике стоматолога, композиты используют практически для решения любой проблемы.
Большинство композитов содержат более крупную фракцию кварца, из-за чего внутренняя механика соединения становится жестче, но при постепенном стирании проявляет некоторую шероховатость на поверхности зуба. По этой причине проявляется постепенная усадка материала, и возникают микрощели на границе родного зуба и пломбировочного материала. Чтобы устранить указанную проблему, ученые разработали микронасыщеные композиты, нанонаполненные или гибридные, для заполнения матрицы которых используют разнофракционный наполнитель. Благодаря этим разработкам, композит стал более гладким и прочным, практически полностью исчезла проблема усадки без ущерба для прочности материала.
Самостоятельный замес или готовая смесь?
Отверждение композитов происходит двумя пятыми: либо за счет светового излучения, либо благодаря химическим реактивным компонентам. Самоотверждающие смолы предполагают самостоятельное приготовление двухкомпонентной смеси, полимеризация которых начинается с момента их замеса. Основным недостатком такого приготовления является контакт с воздухом, который влияет на химическую реакцию и создает ненужные поры, из-за которых просто невозможно контролировать равномерность замеса. Такая неоднородность замеса приводит к будущим разрушениям и отслоениям, как результат.
Об этом также говорит д-р Моппер, что большинство стоматологов не имеют понимания химического состава таких материалов и как именно они вступают в реакцию, для регулярного воссоздания надежного и прочного раствора каждый раз. Со слов доктора, композитные смолы с нами надолго и они только крепчают. Каждые несколько лет приходит новая пара композитов, которые следует изучить и освоить, для достижения виртуозного приготовления таких составов. По его словам, в каждом частном случае лучше компонировать различные виды композитов.
Однородные готовые смеси для светового отверждения имеют в своем составе катализатор, который активируется при подаче светового потока на уже уложенную пломбу или сформированную коронку. Так проходит восстановление культи зуба, когда используют композит. Один из таких материалов – готовый композитный состав двойного отверждения, который производят в Великобритании под известной маркой Prima Dental. Он используется для построения коронки зуба и протезировании. Смесь содержит фтор, что обеспечивает дополнительную прочность и благотворно влияет на здоровье ротовой полости, а также сокращает развитие вторичного кариеса. Однородная смесь расфасована в малопорционные канюли, что позволяет быстро формировать необходимую объемную форму и не перерасходовать материал.
Но у большинства таких смесей есть недостатки, – глубина формирования 2-3 мм. При том, что приведенный пример композита позволяет создавать формы до 4 мм. Такая толщина жесткой конструкции определена двумя компонентами состава и является гибридной по типу отверждения – химической и световой одновременно. Такие гибриды воспроизводят дентин, как по прочности, так и по непрозрачности, что очень важно для всех видов реставрации.
Что общего у зубов и устричных раковин моллюсков?
Исследователи Калифорнийского университета Санта-Барбары, вдохновленные внутренними механизмами моллюсков реагировать на инородное тело и формировать вокруг него эмаль, а также прочными связями биссальных коллагеновых нитей медиальной зоны, разработали новый тип зубного композита для большей защиты реставрированных зубов.
«Проблема композитов заключается в том, что когда они отвердеваются, они склонны трескаться», – говорит Колбе Ан, автор исследования о моллюсках и композите. Научно-поисковая работа опубликована на основании материалов, предоставленных UCSB’s Marine Science Institute в журнале Advanced Materials.
В природе мягкое коллагеновое ядро биссальных ниток устриц защищено покрытием толщиной 5-10 микрон, которое также растягивается, а потому является прочным. Такая долговечность и упругость позволяет моллюскам прилипать к влажным минеральным поверхностям под воздействием морской стихии, которая постоянно создает сложные условия многоразовых напряжений. Секретом работы этого механизма является множество оборотных и слабых связей на субнаноскопическом молекулярном уровне, которые могу рассеивать энергию натяжения на разрыв, но без ослабления общей адгезии и травмирования жесткого материала.
«Если у вас есть связь, но она одиночная, – и если будет напряжение на разрыв, то она разорвется. Но если у вас есть дополнительные более слабые связи, то они будут разрываться поочередно, компенсируя и рассеивая общую силу натяжения на разрыв. В таком случае, сила, необходимая для разрыва союза с более мелкими связями должна быть в десятки раз больше, чем сила, которая понадобится на разрыв одной связующей нити» – со слов автора проекта.
Этот тип связи встречается во многих биологических системах на планете, включая кости и зубы животных. Выше указанные мидии имеют в своем составе уникальные химические соединения – катехолы, которые отвечают за адгезию к минеральным поверхностям. Это исследование показало, что использование катехолового связующего агента вместо привычного силанового в составе копмозитных смесей, дает адгезию к зубу пациента в 10 раз выше и на 50% большую вязкость по равнению с использованием действующих композиционных смол.
При полном отсутствии токсичности материала, такие показатели связей дают надежду на более прочные долговечные пломбы уже в ближайшем будущем. За всеми инновационными материалами стоматологии можно следить на популярном сайте ДентПро.