Механизм адгезии стоматологических материалов

Стоматологические реставрационные процедуры требуют прикрепления реставрационного материала к структуре зуба. Разумным будет использование адгезии и адгезивных материалов при достижении ретенции в ротовой полости. Тем не менее, адгезивы являются «новичками» в стоматологии.

Адгезия требует определенных условий, трудно достижимых в среде ротовой полости. Например, адгезия оптимальна с относительно гладкой, сухой, чистой, гомогенной поверхностью. Зубная структура — гетерогенна, обычно влажная, покрыта различными органическими пленками и постоянно омывается слюной.

Другими словами, адгезия — это соединение двух твердых тел. Как правило, это происходит через адгезивной) посредника — обычно в жидкой фазе — способного смачивать две твердые поверхности и потом затвердевать, таким образом, обеспечивая соединение двух твердых тел. Механизм, удерживающий адгезив в близком контакте и постоянном соединении с твердой поверхностью, может быть химическим, механическим или комбинацией обоих.

Виды адгезии

Химическая адгезия происходит, когда адгезив взаимодействует химически с твердой поверхностью, или достигает с ней чрезвычайно близкого молекулярного контакта. Механическая адгезия происходит от внедрении жидкого адгезива в неровности и механические поднутрения твердой поверхности. Данный феномен иногда называют микромеханической взаимосвязью.

Хорошее смачивание адгезивом соединяемых поверхностей необходимо для хорошей адгезии и, следовательно, очень важной является совместимость адгезив-поверхность. Хорошая смачиваемость обычно имеет место с телами, проявляющими высокую поверхностную энергию. Адгезивы вообще должны иметь низкую вязкость или низкое поверхностное натяжение, чтобы увеличивать свой смачивающий потенциал.

Эмалевая поверхность, относительно гладкая, не обеспечивает микромеханическое присоединение, к тому же влажная и имеет относительно низкую поверхностную энергию, что делает ее плохим субстратом для связывания. Кроме того, эмаль обычно покрыта пелликулой, которая также может препятствовать адгезии.

Парадоксально, но удаление пелликулы полированием также снижает поверхностную энергию, делая эмаль даже еще более стойкой к течению жидкостей и смачиванию. Действительно, считается, что полирование эмали фторсодержашей профилактической пастой, в качестве гигиенической процедуры, способствует предотвращению или снижению связывания и аккумуляции зубного налета (Glantz, 1969).

Кислотное протравливание поверхности эмали, изначально предложенное Buonocore (1955), вызывает микроскопическое загрубление поверхности, которое влияет на адгезию несколькими путями: оно увеличивает площадь поверхности, доступной для адгезии, увеличивает поверхностную энергию эмали и образует микроскопические неровности, пригодные для механической взаимосвязи. Когда подобная поверхность покрыта стоматологическим адгезивом (например, разведенная BIS-GMA смола), происходит превосходное смачивание. Потом адгезив фиксируется полимеризацией по поверхности и в микроскопических поднутрениях, достигая желаемой микромеханической взаимосвязи. Этот феномен адгезии с протравленной эмалью, обычно называемый «бондингом», является базой большинства адгезивных методик, практикуемых в различных дисциплинах стоматологии.

От первых экспериментов Buonocore, использовавшего для протравливания лимонную кислоту и полиметилметакрилат в качестве адгезива, методика развилась в использование высоко специализированных адгезивных систем и новых протравливающих агентов. В отчетах различных лабораторных исследований, при тестировании микромеханической связи к протравленной эмали, отмечалась сила бондинга, превышающая 16 МПа. В клинических исследованиях процесс бондинга неоднократно обеспечивал надежные реставрации с высокой степенью успешности в течение длительного периода наблюдения.

Первые процедуры бондинга эмали включали использование растворов фосфорной кислоты в концентрациях от 37% до 50%. Стандартная процедура аппликации требовала повторного смачивания эмалевой поверхности па. но крайней мере, 60 сек и до 120 сек.

Gwinnett (1971) и Silverstone et al. (1975), наблюдая микроскопический рисунок протравленной эмалевой поверхности, отмечали три основные формации. Тип 1 схемы протравливания представлял собой образование в виде сот, где были удалены центральные части эмалевых призм. Считалось, что это наиболее распространенная структура. Тип 2 — описывался как обратный Типу 1, где были удалены периферийные и выступали центральные части. Тип 3 — менее организованный, имеющий более аморфную структуру, без намека на структуру эмалевой призмы. Nathanson ct al. (1982) измерили три структуры схемы протравливания и показали, что Тип 3 схемы был в действительности наиболее превалирующим, а Тип 1 – наименее – только около 15% поверхностей представляли данную структуру.

Протравливание эмали обеспечивает превосходную ретенцию для композитных реставраций (Dogon et al, 1980) при использовании бондинга эмали, Другим существенным преимуществом является эффект герметизации границ при бондbyut эмали и значительное уменьшение микроподтекания (Crim and Shay, 1987). Бондинг эмали также может вызвать эффект упрочнения бугров задних зубов (Share et al. 1982; Morinetal, 1984), при сравнении с неадгезивными реставрациями (например, амальгама), которые мало способствуют прочности зуба.

В середине 1970-х стали популярны гели фосфорной кислоты. Эти гели, в концентрациях 40% и меньше, требовали однократной аппликации на 60 сек и потом смывались водой. Glasspoole and Erickson (1986) протестировали эффекты различных периодов протравливания эмали и нашли, что 15 сек протравливания создавало такую же надежную ретенцию, как и минутная обработка. Это открытие вызвало новый режим протравливания, требующий только 15-секундной аппликации для всех обычных процедур бондинга эмали.

Совсем недавно была введена новая процедура протравливания эмали, использующая 10% малеиновую кислоту вместе с дентинной адгезивной системой (Scotch-bond Multipurpose, ЗМ, Minneapolis/St Paul, MN, USA). Хотя микроскопически эмаль, протравленная подобным кондиционером, отображает отчасти менее выраженную схему протравливания, утверждается, что сила бондинга изменяется незначительно. Эти сведения были оспорены некоторыми исследователями (Swift and Cloe, 1993).