On the issue of composite materials

Full Text

Первые записи о поражении зубов кариесом были задокументированы около 3000 до н. э., хотя в те времена распространенность этой патологии была не столь велика. Начиная со Средних веков кариес стал более распространенным заболеванием среди людей [1]. Резкое увеличение распространенности кариеса в популяции началось с XVIII в. В настоящее время, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), кариес зубов относится к числу наиболее часто встречающихся заболеваний, которые негативно влияют на общее здоровье человека [2, 3]. Распространенность кариеса во всех странах мира достигает практически 100% [4, 5]. Такая тенденция сохраняется, несмотря на активное развитие и усовершенствование методов профилактики стоматологических заболеваний, и является глобальной проблемой в области медицины. Основным способом лечения кариеса и его осложнений по-прежнему остается восстановление твердых тканей зуба пломбировочным материалом после удаления кариозного очага [6]. Главным залогом успеха такого лечения является выбор самого пломбировочного материала. В конце XIX — начале ХХ в. W.D. Miller выделил основные требования, предъявляемые к пломбировочным материалам, которые актуальны и по сей день [7, 8]. К ним относятся рентгеноконтрастность, пластичность, адгезия, биосовместимость, длительный срок службы, прочность, нетоксичность, устойчивость и др. [7, 8]. Всем этим требованиям отвечают композитные материалы. По определению R.W. Philips композитный материал — это пространственная трехмерная комбинация минимум двух различающихся по составу и формуле материалов, имеющих четкую границу раздела, при этом данное сочетание обладает более выгодными физическими, химическими, биологическими и рабочими свойствами, чем каждый отдельный компонент [7—9]. Композитные пломбировочные материалы впервые были разработаны Р. Боуэном (Rafael L. Bowen) в США в конце 50‑х гг. XX в. на основе Bis-GMA ((бисфенол-глицидилметакрилат) и представлены смесью неорганических частиц, взвешенных в связующей органической матрице [10, 11]. Первая презентация композитных материалов на стоматологическом рынке была осуществлена компанией 3М в 1964 г. [12]. В зависимости от состава композитные материалы делятся на три группы по способу отверждения: химические, световые и двойного отверждения (объединение химического и светового способов). В настоящее время композиты светового отверждения применяются чаще, чем композиты химического отверждения [13, 14]. Это связано с повышенной эстетичностью и простотой в применении световых композитов. Врачи-стоматологи часто применяют именно композитные пломбировочные материалы из-за их положительных свойств: биосовместимости, рентгеноконтрастности, долговечности, повышенной эстетичности, функциональности реставраций и прочности [15, 16]. Вдобавок здоровые ткани зуба перед применением материала сохраняются максимально. Однако, как и у любого пломбировочного материала, у композитов есть недостатки. Основным недостатком является высокая полимеризационная усадка, которая приводит к нарушению краевой адаптации пломбы к стенкам зуба [17, 18]. Также имеется вероятность возникновения вторичного кариеса при неудовлетворительном состоянии пульпы зуба, поскольку последняя активно реагирует на бактериальное и токсическое воздействие со стороны пломбировочного материала и твердых зубных тканей.

По мере развития технологий в стоматологии в композитных материалах также произошли положительные изменения — они стали более износо-устойчивыми, цветостабильными, улучшились их прочностные и механические характеристики. В начале 1980-х гг. появились две ветви развития компаний-производителей, направленные на улучшение свойств материала по разработке композитов для восстановления фронтального сегмента, где важнейшим критерием является эстетика, а также композитов для восстановления жевательной группы зубов, где больше внимания нужно уделять прочности из-за значительной нагрузки на жевательные зубы. В течение последнего десятилетия появились так называемые универсальные реставрационные материалы, которые сочетают в себе свойства материалов для пломбирования как передних, так и жевательных зубов, т. е. обладают и хорошей эстетикой, и прочностью.

Ученые продолжают разработки новых композитных пломбировочных материалов с целью достижения кариес-статического эффекта, оптимальных физико-механических и эстетических свойств.

Например, исследование in vitro Р.М. Брагуновой подтвердило положительное воздействие антимикробной добавки хлоргексидина ацетата на кариесогенную микрофлору, что препятствует возникновению кариеса [19–21].

Недавно на стоматологическом рынке появился единственный в своем роде щелочной композит для прямой реставрации жевательной группы зубов. Он относится к новой категории пломбировочных материалов алказитов, которые, как компомеры и ормокеры, относятся к подгруппе классов композитных материалов. Данный материал предназначен для восстановления молочных и постоянных зубов по I, II или V классу классификации по Black [22]. Пломбирование полости зуба происходит внесением материала одной порцией, что значительно экономит время и врача-стоматолога, и пациента по сравнению со световыми композитами, где сохраняется необходимость послойного внесения пломбировочного материала с засвечиванием каждого наложенного слоя [23, 24].

Положительным качеством щелочного композита является его способность нейтрализовать кислоту в полости рта за счет выделения ионов F⁻, OH⁻, Ca²⁺ при возникновении ацидоза [22]. Фториды участвуют в процессе реминерализации твердых тканей зуба (и эмали, и дентина) за счет воздействия и удержания кальция и фосфатов в тесной близости от поверхности зуба. Фториды могут длительно удерживаться на поверхности твердых и мягких тканях зуба, образуя депо и тем самым повышая критический уровень рН зубного налета и создавая в полости рта «здоровую микрофлору», которая снижает негативное воздействие кислот на эмаль и, таким образом, предотвращает возникновение кариеса [25, 26]. Высвобождение значительного уровня ионов фтора происходит за счет щелочного стекла [27], которое составляет 24,6% от массы конечного материала. В исследовании N. Gupta et al. (2019) было установлено, что при погружении образцов из щелочного композита в кислую жидкость с рН = 4,00 высвобождается больше ионоф фтора, чем при погружении образцов, выполненных из СИЦ в аналогичную жидкость [28]. Было установлено, что высвобождение ионов фтора происходит и при погружении образцов в нейтральную жидкость с рН = 7,00, но в меньшем количестве [28]. Также по результатам исследований Nupur было выявлено уменьшение количества высвобождения ионов фтора со временем [28–30]. Щелочное стекло выделяет гидроксид-анионы и ионы кальция, которые предотвращают деминерализацию тканей зуба [31]. Высвобождение ионов зависит от величины рН в ротовой полости. Когда значение рН становится низким (кислотным), например из-за активной биоаккумуляции бляшек, т. е. высокоактивных кариесогенных бактерий, щелочной композит высвобождает значительно большее количество ионов, чем при нейтральном значении рН. В исследовании D. Chole et al. (2018) проведено сравнение между четырьмя различными пломбировочными материалами на прочность и изгиб [32]: щелочной композит Cention N, композит светового отвердения Tetric N Ceram bulk-fill, нанокомпозит Tetric N Ceram и стеклоиономерный цемент GC. Результаты исследования показали, что наилучшая прочность наблюдалась у образцов, выполненных из щелочного композита Cention N, далее следовал композит светового отверждения Tetric N Ceram bulk-fill, на третьем месте по прочности оказался нанокомпозит Tetric N Ceram, а самые низкие результаты были зафиксированы у стеклоиономерного цемента GC. Таким образом, щелочной композит обладает повышенной прочностью на изгиб по сравнению с композитами светового отверждения, нанокомпозитами и стеклоиономерными цементами. В щелочном композите Cention N объединены положительные свойства нескольких пломбировочных материалов, такие как высвобождение ионов фтора; высокая прочность, долговечность и ценовая доступность; эстетичность и соответствие естественному виду зубов, возможность отверждения материала светом; доступное химическое отверждение (самоотверждение), которое весьма необходимо при отсутствии фотополимеризационной лампы либо при наличии у пациента противопоказаний к ее применению.

Заключение

Несмотря на активную профилактику, людей, нуждающихся в лечении кариеса и его осложнений, неуклонно становится больше. С каждым годом растет количество стоматологических пациентов, предъявляющих высокие эстетические требования к лечению и учитывающих долговечность и практичность пломбировочного материала. Научный прогресс позволяет значительно улучшать разные характеристики материалов, используемых для пломбирования как временных, так и постоянных зубов. Перед врачом-стоматологом стоит нелегкая задача выбора оптимального для каждой клинической ситуации пломбировочного материала. Наиболее востребованными и эффективными являются композитные материалы. Учитывая разнообразие предлагаемых рынком стоматологических композитных материалов, врачу приходится искать такой, который будет максимально сочетать в себе необходимые свойства, заданные современным темпом жизни и ожиданиями пациентов. Таким композитом может стать щелочной композит, обладающий многими положительными свойствами, но отличающийся ото всех остальных композитов способностью нейтрализовать кислоты в полости рта при внезапном развитии ацидоза, вызванного приемом пищи, стрессом или иными причинами. Это свойство может стать ключевым для профилактики развития вторичного кариеса, особенно у людей молодого возраста, злоупотребляющих сладким, и людей, не соблюдающих правила личной гигиены или страдающих заболеваниями, характеризующимися закислением внутренней среды организма на фоне основной патологии, например сахарного диабета или заболеваний почек.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — О.М.Х. Байт Саид, С.Н. Разумова, Э.В. Величко. Сбор и обработка материала — О.М.Х. Байт Саид. Написание текста — О.М.Х. Байт Саид. Редактирование — Э.В. Величко. Утверждение окончательного варианта статьи — С.Н. Разумова.

About the authors

Olga Mohamed Hassan Bait Said

Peoples' Friendship University of Russia

Author for correspondence.
Email: milk10milk@hotmail.com

PhD Candidate of the Department of Propaedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, Moscow, 117198

S. V. Razumova

Peoples' Friendship University of Russia

Email: milk10milk@hotmail.com
Russian Federation, Moscow, 117198

E. V. Velichko

Peoples' Friendship University of Russia

Email: milk10milk@hotmail.com
Russian Federation, Moscow, 117198

References

Supplementary files