Биологически активные материалы для проактивного стоматологического лечения

Dental Tribune Russia №01 2016 - Биологически активные материалы для проактивного стоматологического лечения

Номера страниц в выпуске:8-10
Для цитированияСкрыть список
Джон К. Комайси (John C. Comisi). Биологически активные материалы для проактивного стоматологического лечения. Dental Tribune Russia. 2016; 01: 8-10
Применение композитных материалов и адгезивов при реставрации зубов давно стало стандартом лечения в США и Канаде. Сегодня на рынке представлено более 80 разных бондинговых систем. Стоматологи были свидетелями появления нескольких поколений этих систем, разработчики которых стремились «упростить» процесс адгезивной фиксации. Однако при устранении одних проблем возникали другие.
Применение композитных материалов и адгезивов при реставрации зубов давно стало стандартом лечения в США и Канаде. Сегодня на рынке представлено более 
80 разных бондинговых систем. Стоматологи были свидетелями появления нескольких поколений этих систем, разработчики которых стремились «упростить» процесс адгезивной фиксации. Однако при устранении одних проблем возникали другие.
Согласно обширной литературе «прочность связи, обеспечиваемая современными адгезивами непосредственно в момент фиксации, достаточно высока, однако со временем она значительно снижается». Гидрофильность требующих протравливания и самопротравливающих адгезивов, являющаяся весьма полезной при формировании связи с дентином, оборачивается значительным недостатком в долговременной перспективе.
Именно гидрофильность упрощенных адгезивных систем в сочетании с техническими ошибками стоматолога становится причиной утраты реставраций. Об этой проблеме неоднократно писали Tay, Carvalho, Pashley и соавт. Они сообщают, что такие адгезивы не коагулируют белок плазмы зубной лимфы в той степени, которая необходима для уменьшения проницаемости дентинных канальцев. Присутствие жидкости приводит к несовместимости этих адгезивов с композитными материалами двойного отверждения и/или самоотверждающимися композитами, применяемыми при создании прямых реставраций, и с композитными цементами, используемыми для фиксации непрямых реставраций.
Термин «водный дендрит» впервые был использован при описании процесса образования разветвленной микроструктуры внутри полиэтиленовой изоляции подземных электрических кабелей. Сегодня его используют и применительно к водяным пузырям, образующимся в результате распространения зубной лимфы по поверхности контакта дентина и адгезива. Эти «водяные пузыри… выступают в качестве концентраторов напряжений и образуют исходные дефекты, приводящие к катастрофическим разрушениям в области поверхности контакта».
Упомянутые белки плазмы выделяются дентином при контакте с кислотами и вызывают гидролитическое и ферментативное разрушение поверхности контакта дентина и адгезива. Данные ферменты называются матриксными металлопротеиназами (MMП).
В настоящее время существует только 3 способа уменьшить выделение этих MMП: применение раствора хлоргексидина 2% перед нанесением адгезива; использование протравливателей, содержащих хлорид бензалкония (benzalkonium chloride), или BAC (например, средств, 
Unietch компании Bisco), и применение материалов, выделяющих поливинилфосфорную кислоту (стеклоиономеры и модифицированные композитом стеклоиономеры).
Ввиду краткосрочности воздействия растворов хлоргексидина эффективность их применения перед нанесением адгезива в последнее время подвергается сомнению. Протравливатели с BAC продемонстрировали способность сокращать образование MMП; их использование оправдано при любой адгезивной фиксации реставраций. Тем не менее наиболее любопытным методом уменьшения выработки MMП и стимулирования реминерализации структуры зуба является применение стеклоиономерных цементов (СИЦ) и модифицированных композитом стеклоиономеров (МКСИЦ).

Стеклоиономеры и модифицированные композитом стеклоиономеры

СИЦ уже давно используются при прямой реставрации. В своих ранних модификациях они были довольно неудобны и отличались хрупкостью, делавшей их не слишком пригодными для применения в стоматологии. Однако современные стеклоиономеры, особенно в картриджах, обладают рядом чрезвычайно полезных свойств.
Такие компании, как SDI North America (серия Riva), GC America (линейка Fuji) и VOCO (цементы Iono), продолжают работать над тем, чтобы еще больше упростить применение СИЦ и МКЦИС и увеличить их долговечность.
Прежде всего СИЦ и МКСИЦ являются биологически активными средствами, причем вплоть до недавнего времени они оставались единственными биоактивными материалами; это их свойство означает, что они способны взаимодействовать с живыми тканями. Стеклоиономеры выделяют ионы и сами «подзаряжаются» ионами из полости рта.
Фосфат кальция, фторид, стронций и другие минералы, поступающие из стеклоиономера в структуру зуба, помогают зубам противостоять постоянному воздействию кислот, содержащихся в продуктах и напитках, а также способствуют реминерализации эмали. При этом взаимодействие кислот с содержащимися в современных СИЦ фосфористыми веществами приводит к образованию поливинилфосфорной кислоты.
Это свойство СИЦ делает их основным средством сокращения образования MMП и, соответственно, минимизации, если не исключения разрушения коллагена, часто наблюдаемого при бондинге композита к дентину.
Во-вторых, за счет химического проникновения в структуру зуба СИЦ и МКСИЦ в итоге образуют с ним фактически единое целое. Полиакриловая кислота и фторалюминиевое силикатное стекло – обычные компоненты СИЦ – вступают в реакцию с поверхностью зуба, которая выделяет ионы кальция и фосфата, встраивающиеся затем в поверхностный слой СИЦ и образующие промежуточный слой, именуемый «областью взаимной диффузии».
При этом никакие полимерные адгезивы не требуются. Выделяющиеся ионы подавляют образование бактериального зубного налета и обладают буферными свойствами по отношению к кислотам, способствуя их нейтрализации в полости рта. Кроме того, реставрации из СИЦ отличаются великолепной краевой адаптацией и обеспечивают отличную герметизацию полости, лучше адаптируются к стенкам последней и хорошо противостоят микропротечкам на протяжении длительного времени, а также не содержат свободных мономеров и отличаются превосходной биосовместимостью, в целом способствуя улучшению состояния зубов.
Еще одним важным положительным фактором является то обстоятельство, что СИЦ «влаголюбивы».
Переход зубной лимфы в СИЦ по сути обусловливает «механизм повышения прочности материалов на основе стеклоиономеров,.. препятствует распространению трещин внутри материала и играет вспомогательную роль в облитерации пор, задерживая рост трещин в СИЦ под нагрузкой».
Промежуточный слой СИЦ обеспечивает эластичность материала при функциональных нагрузках и служит для поглощения последних на поверхности контакта реставрации и зуба.
МКСИЦ, представляющие собой разновидность традиционных СИЦ с небольшим содержанием фотополимеризуемого композита, обладают свойствами обоих этих материалов. При близких к СИЦ характеристиках они отличаются лучшей эстетикой и поддаются полимеризации светом. Согласно исследованиям МКСИЦ демонстрируют образование небольших внутренних трещин в результате полимеризационной усадки, однако способны восстанавливать нарушенные связи и усиливать их.
Применение МКСИЦ при реставрации полостей II класса с помощью композитных материалов способствует «значительному уменьшению микропротечек вдоль осевой стенки» и помогает предотвратить проникновение бактерий в восстановленную полость. Являясь биоматериалами, МКСИЦ представляют собой многофункциональные молекулы, образующие связь как со структурой зуба, так и с композитом; благодаря этому они обладают более высокой герметизирующей способностью, обусловленной химической или микромеханической адгезией к эмали, дентину, цементу и композитному материалу.
Как и СИЦ, они могут применяться для создания культевой вкладки, сокращая количество необходимого для восстановления полости композитного материала и выступая в качестве своего рода заменителя дентина.
Использование СИЦ и МКСИЦ при реставрации полостей V класса в области жевательных зубов и консервативной реставрации полостей I класса дает массу преимуществ. Они легко вносятся в полость и малочувствительны к погрешностям работы и степени влажности среды; последняя, однако, должна быть влажной, но не мокрой, поэтому стоматологу необходимо овладеть техникой применения таких материалов. При реставрации полостей 
I и V класса в области жевательных зубов автор часто использует материалы Riva SC (SDI) и Fuji 9 GP Extra (GC America); рис. 1–7.


2016-03-31_18-41_DT1201628Low29.pdf.jpg
2016-03-31_18-41_DT1201628Low29.pdf(2).jpg
Чтобы не повредить поверхность реставрации, ее полировку и характеризацию следует осуществлять с применением воды и тонких/ультратонких финишных боров и полировальных инструментов для композитов (рис. 8). Такие МКСИЦ, как Riva LC и Fuji II LC, отлично подходят для реставрации полостей V класса в области жевательных и фронтальных зубов, особенно в случае особо подверженных кариесу пациентов (рис. 9–12).
Реставрация полостей II класса всегда представляет для клинициста определенную сложность. Использовать при этом СИЦ или МКСИЦ так, чтобы добиться удовлетворительных результатов, нелегко. Именно для решения подобных задач была разработана «сэндвич-техника».
Изначально предполагалось, что применение СИЦ для формирования связи со структурой зуба и последующее нанесение адгезива и композита поверх СИЦ будут способствовать уменьшению послеоперационной чувствительности и сокращению случаев нарушения связи, регулярно возникающих при установке композитных реставраций с применением адгезивов (метод RBC).
Обычно СИЦ наносят на стенки и дно полости, дают материалу полимеризоваться, удаляют излишки, придавая СИЦ необходимую форму, и затем используют адгезив и композит. Однако неспособность последних связываться с полимеризованным СИЦ часто приводит к неудовлетворительным результатам лечения. Сами по себе эти материалы плохо совместимы, особенно в долгосрочной перспективе.
Для решения этой проблемы разработали модифицированную «сэндвич-технику»: нанесение МКСИЦ поверх полимеризованного СИЦ – и последующее применение адгезива и композита – давало лучшие результаты, но представляло собой столь же трудоемкий и длительный процесс, как и исходный метод.


2016-03-31_18-41_DT1201628Low29.pdf(3).jpg

Метод «одновременной полимеризации»

В 2006 г. была опубликована статья, которая, по мнению автора, произвела революцию в области прямых и непрямых реставраций. 
В статье был представлен радикально новый подход к прямой реставрации жевательных зубов, получивший название метода одновременной полимеризации. Метод предполагает «последовательное нанесение СИЦ, МКСИЦ и композитного материала с последующей их одновременной полимеризацией для эффективной прямой реставрации за одно посещение стоматолога».
При использовании данного метода отпадает необходимость в адгезиве, роль которого играет МКСИЦ. МКСИЦ выступает в качестве промежуточного слоя между СИЦ и композитным материалом. Благодаря такому подходу СИЦ, МКСИЦ и композит образуют «монолитную биомиметическую реставрацию».
Такая реставрация представляет собой «открытый сэндвич»; в придесневой области реставрации СИЦ контактирует со средой полости рта (рис. 13). Лечение осуществляется быстро и эффективно, а СИЦ заметно снижает послеоперационную чувствительность. Автор занимается установкой реставраций такого типа в области жевательных зубов с 2008 г. и применяет данный метод чрезвычайно часто.

Процедура (рис. 14)

2016-03-31_18-42_DT1201628Low29.pdf.jpg
Установив матрицу, отпрепарированный зуб обрабатывают фосфорной кислотой 37%. Ею фактически «заливают» полость, как при полном протравливании перед установкой композитной реставрации с применением адгезива, но смывают кислоту уже через 5 с. Затем зуб высушивают, избегая при этом полного удаления влаги; поверхность должна остаться слегка влажной, поскольку СИЦ является гидрофильным материалом.
Полость заполняют тритурированным СИЦ до уровня дентино-эмалевой границы, затем сразу же наносят очень тонкий слой тритурированного МКСИЦ, которым покрывают СИЦ и стенки полости. В заключение с некоторым избытком наносят композит. С помощью крупного круглого финир-бора, предварительно окунув его в ненаполненный полимерный лак (например, Riva Coat компании SDI или G-Coat компании GC), удаляют излишки СИЦ и композита, формируя границы реставрации и сглаживая ее поверхность.
После этого, чтобы улучшить слияние трех материалов, необходимо слегка надавить на окклюзионную поверхность реставрации: для этого используют пластмассовую окклюзионную матрицу – пациента просят накусить ее или просто осторожно нажимают на реставрацию большим либо указательным пальцем. Дополнительно данная мера позволяет ускорить формирование функциональной окклюзионной поверхности.
Затем реставрацию полимеризуют с помощью светодиодной лампы удельной мощностью не менее 
1500 мВт/см2. Правильная светоотдача является решающим фактором качественной полимеризации любых композитных реставраций.
Убедившись в том, что материалы полностью полимеризованы, в той части реставрации, где слои СИЦ, МКСИЦ и композита выходят на поверхность, наносят ненаполненный полимерный лак, который полимеризуют светом в течение 10 с. Матрицу снимают, реставрацию обрабатывают и полируют обычным для всех методов RBC-способом.
По наблюдениям автора, создание трехповерхностной реставрации в области жевательных зубов занимает не более 3 мин (после установки матрицы); столько же времени требуется на ее финишную обработку и полировку. Метод чрезвычайно эффективен, а состав подобных реставраций способствует повышению их долговечности и снижению риска вторичного кариеса.

Применение нанотехнологий при разработке стоматологических материалов

Нанотехнология подразумевает создание функциональных материалов и структур размером от 0,1 до 
100 нм с помощью разных физических и химических методов. Сегодня это одна из наиболее динамично развивающихся отраслей науки и техники, уже породившая множество новых материалов с удивительными, ранее невообразимыми свойствами.
Ряд исследований показал, что включение нанонаполнителей и нановолокон в стоматологические материалы (композиты и адгезивы) улучшает физические характеристики последних за счет повышения их прочности, полируемости, износостойкости, эстетики и силы связи.
Предполагается, что использование в составе реставрационных стоматологических материалов и адгезивов наночастиц в форме наностержней, нановолокон, наносфер и нанотрубок, а также ормокеров (органически модифицированных керамик), будет способствовать созданию более естественных (биомиметических) реставраций. Таким усовершенствованным материалам будут присущи не только физические характеристики, близкие к свойствам тканей зуба, но и способность положительно влиять на реминерализацию.
Например, Saunders приходит к выводу, что «подобные нанореставрационные биоматериалы весьма вероятно станут качественно новой ступенью развития реставрационной стоматологии».

Гиомеры

Не менее захватывающим достижением в области разработки биоматериалов является создание гиомеров (SHOFU Dental, Beautifil II и Beautifil Flow Plus). Они представляют собой полимерные композиты, содержащие частицы предварительно прореагировавшего стеклоиономера (S-PRG), т.е. фторсиликатного стекла, вступившего в реакцию с полиакриловой кислотой (вспомним СИЦ) непосредственно перед включением в композитный материал. И это совершенно новый тип биоматериала.
Гиомеры обладают сходными с СИЦ свойствами. Они выделяют ионы и подзаряжаются ионами из полости рта, подавляют формирование бактериального зубного налета и нейтрализуют действие кислот.
Ни один другой современный композитный материал не демонстрирует подобных свойств. Автор использует гиомеры вместо традиционных наногибридных композитов, и они прекрасно вписываются в концепцию создания биомиметических и биологически активных реставраций по упомянутому методу одновременной полимеризации материалов.
Материалы Beautifil Flow Plus обладают уникальной вязкостью; благодаря тому, что они превосходно держат объем и форму (рис. 15), их можно использовать при реставрации по модифицированному методу «resin cone» (рис. 16).
Кроме того, они применимы и для создания прямых композитных виниров, которые легко устанавливаются, формируются и полируются (рис. 17). Простота применения, способность сохранять расположение и форму, а также биологически активный характер этих материалов делают их настоящим «новым словом» в реставрационной стоматологии.

Модифицированные полимером фотополимеризуемые адгезивы

Еще одной интересной разработкой является модифицированный полимером фотополимеризуемый адгезив (SDI, North America: Riva Bond LC). Это жидкий МКСИЦ особого состава, который может применяться при создании композитных реставраций традиционным способом, с помощью «сэндвич-техники», модифицированной «сэндвич-техники» и, разумеется, по методу одновременной полимеризации.
Данная разработка выглядит особенно привлекательно в свете исследования, согласно которому МКСИЦ обеспечивают превосходную герметизацию границ реставрации при использовании в качестве адгезива, наносимого на дентин. Автор предпочитает применять этот материал в сочетании с методом одновременной полимеризации и при реставрации зубов фронтальной группы.
В обоих случаях биологически активный характер такого адгезива позволяет добиться совершенно естественного вида и биоактивности реставрации.
При установке композитных реставраций адгезив на основе МКСИЦ применяют следующим образом:
1. С помощью фосфорной кислоты 37% в течение 5 с протравливают полость.
2. Полость промывают и просушивают, избегая полного удаления жидкости.
3. Тритурируют и наносят адгезив на основе МКСИЦ с помощью микрокисти, полимеризуют его в течение 20 с.
4. Заполняют полость композитным материалом и полимеризуют его.
В рамках метода одновременной полимеризации такой адгезив просто заменяет собой традиционный материал МКСИЦ.

Модифицированные полимером силикаты кальция

Еще один любопытный материал недавно выпустила компания Bisco: он называется TheraCal LC. Этот фотополимеризуемый биоактивный материал предназначен для герметизации и защиты дентино-пульпарного комплекса и является первым представителем нового класса защитных материалов – модифицированных полимером силикатов кальция (RMCS).
Его используют для покрытия и изоляции пульпы. Долгие годы «золотым стандартом» оставался гидроксид кальция (CH), однако его применение в сочетании с адгезивами для RBC всегда представляет определенную сложность. На деле, несмотря на популярность этого средства, доля успешных результатов лечения с использованием CH составляет всего 30–50%.
Кроме того, было продемонстрировано, что традиционные фотополимеризуемые изоляционные материалы на основе композита оказывают цитотоксическое воздействие на культивированные одонтобласты, в то время как фотополимеризуемые цементы минерал троксид агрегата отличаются меньшей цитотоксичностью. Ввиду этого логичным шагом стала разработка такого средства для прямого покрытия пульпы, как RMCS. Кальций играет решающую роль в формировании апатита, образовании дентинных мостиков и регенерации пораженного дентина.
Кроме того, представляется, что немаловажную роль в решении этих задач играет щелочность применяемого материала. В совокупности характеристики RMCS способствуют формированию прочных и широких дентинных мостиков и положительно влияют на превращение малодифференцированных клеток пульпы в одонтобластические клетки.
Все это открывает многообещающие перспективы в контексте прямого покрытия пульпы, поскольку новый материал стимулирует формирование апатита и нового дентина.

Вывод

По глубокому убеждению автора, применение биологически активных материалов во многом обусловило успех лечения его пациентов. Такие материалы способствуют заживлению, повышают эстетичность реставраций и вносят существенный вклад в стоматологическое здоровье.
Судя по всему, мы стоим на пороге появления новых и усовершенствованных биоактивных материалов, и их изучение и включение в повседневную практику более чем благотворно скажутся на здоровье пациентов, процветании клиник и успехах стоматологии в целом.

От редакции
Статья была впервые опубликована в журнале Cosmetic Dentistry №1, 2013.
(Фотографии предоставлены доктором Джоном К. Комайси, если не указано иное.)
Список исп. литературыСкрыть список
В избранное 0
Количество просмотров: 388
Предыдущая статьяМаксимально эффективное использование ручных файлов: новый взгляд на старую, но все еще развивающуюся технологию
Следующая статьяЗамещение латерального резца верхней челюсти имплантатом – ключевые аспекты успешного эстетического лечения