TENDINȚE ACTUALE ȘI EVOLUȚIE A COMPOZITELOR DENTARE

Primit pentru arbitraj: 20.04.2007
Acceptat pentru publicare: 05/10/2007

RODRIGUEZ G. Douglas R. Profesor asociat la subiectul Biomateriale dentare al Departamentului de Științe Stomatologice de Bază al Facultății de Medicină Dentară a Universității din Carabobo.

PEREIRA S. Natalie A. Profesor angajat la cursul de chirurgie dentară al Departamentului de Prostodontie și Ocluzie al Facultății de Medicină Dentară a Universității din Carabobo


Cuvinte cheie: Materiale de restaurare dentară, rășini compozite, Bis-GMA.

Abstract:
Introducerea tehnologiei rășinii pe bază de compozit în stomatologia restaurativă a fost una dintre cele mai importante contribuții la stomatologie în ultimii douăzeci de ani. Avantajele restaurărilor lipite includ conservarea structurii sănătoase a dinților, reducerea microfugării, prevenirea sensibilității postoperatorii, întărirea dinților și transmiterea/distribuția stresului funcțional pe interfața de legătură a dintelui. Astăzi, îmbunătățirile formulărilor, dezvoltarea de noi tehnici de plasare și optimizarea proprietăților fizice și mecanice au făcut ca restaurarea directă a compozitului să fie mai fiabilă și previzibilă.

Obiectivul principal al acestui articol a fost analizarea progreselor materialului de restaurare a compozitelor de rășină. Am făcut o revizuire exhaustivă a literaturii. Aspect de evaluare ca compoziție, clasificare, proprietăți fizice și mecanice, manipulare și tendințe actuale ale acestui material.

Fig. Nr. 1.
Cronologia dezvoltării rășinilor compozite în funcție de particule, sisteme de polimerizare și tehnologia adezivă disponibilă. (Adaptare din Bayne S. 2005)

rășini

Rășinile compozite dentare sunt un amestec complex de rășini polimerizabile amestecate cu particule de umplutură anorganice. Pentru a lega particulele de umplutură la matricea de rășină plastică, umplutura este acoperită cu silan, un agent de conectare sau de cuplare. Alți aditivi sunt incluși în formulare pentru a facilita polimerizarea, regla vâscozitatea și îmbunătăți opacitatea radiografică. (Fig. 2)

Fig. Nr. 2.
Componente fundamentale ale rășinilor compozite. Diagrama generală care arată matricea rășinii, particulele de umplutură și agentul de legătură.

COMPOZIȚIA RĂȘINILOR COMPOZITE
Componentele structurale de bază ale rășinilor compozite sunt: ​​(5,8)

Matrice: material din rășină plastică care formează o fază continuă.

Umplutură: armarea particulelor/fibrelor care formează o fază dispersată.

Agent de conectare sau de cuplare, care favorizează unirea materialului de umplutură cu matricea (cunoscut sub numele de Silane).

Sistem activator - inițiator de polimerizare

Pigmenți care permit obținerea unei culori similare a dinților.

Inhibitori de polimerizare, care prelungesc termenul de valabilitate și măresc timpul de lucru.

Matricea de rășină: Este alcătuit din monomeri dimetacrilat alifatici sau aromatici. Cel mai utilizat monomer de bază în ultimii 30 de ani a fost Bis-GMA (bisfenol-A-glicidil metacrilat). Comparativ cu metilmetacrilatul, Bis-GMA are o greutate moleculară mai mare, ceea ce înseamnă că contracția sa în timpul polimerizării este mult mai mică, are, de asemenea, o volatilitate mai mică și o difuzivitate mai mică în țesuturi. (9)

Cu toate acestea, greutatea sa moleculară ridicată este o caracteristică limitativă, deoarece își mărește vâscozitatea, lipiciul și duce la o reologie nedorită care compromite caracteristicile de manipulare. În plus, în condiții comune de polimerizare, gradul de conversie a Bis-GMA este scăzut. (10) Pentru a depăși aceste deficiențe, se adaugă monomeri cu viscozitate scăzută, cum ar fi TEGDMA (trietilenglicol dimetacrilat). În prezent, sistemul Bis-GMA/TEGDMA este unul dintre cele mai utilizate în rășinile compozite. (11) În general, acest sistem prezintă rezultate clinice relativ satisfăcătoare, dar există încă proprietăți care trebuie îmbunătățite, cum ar fi rezistența la abraziune (12). )

Un alt monomer utilizat pe scară largă, însoțit sau nu de Bis-GMA, este UDMA (dimetacrilatul de uretan), avantajul său este că are o viscozitate mai mică și o flexibilitate mai mare, ceea ce îmbunătățește rezistența rășinii. (15) Rășinile compozite pe bază de UDMA pot polimeriza mai mult decât cele bazate pe Bis-GMA (16), cu toate acestea, Soderholm și colab. (17) au indicat că adâncimea de vindecare a fost mai mică în anumite compozite pe bază de UDMA datorită unei diferențe între indicele de refracție al luminii dintre monomer și umplutură.

Tendința actuală este de a reduce dimensiunea particulelor, făcând distribuția cât mai apropiată posibil, în jur de 0,05 µm. (19)

Este important să subliniem că, cu cât este mai mare încorporarea materialului de umplutură în matrice, cu atât sunt mai bune proprietățile rășinii, deoarece aceasta produce o contracție mai mică de polimerizare și, prin urmare, o filtrare marginală mai mică, argument pe care se bazează apariția rășinilor condensabile. ( douăzeci)

În mod similar, silanul îmbunătățește proprietățile fizice și mecanice ale rășinii compozite, deoarece stabilește un transfer de solicitare de la faza care se deformează ușor (matrice rășinoasă), la faza mai rigidă (particule de umplere). În plus, acești agenți de cuplare împiedică pătrunderea apei la interfața BisGMA/Particulă de umplere, promovând stabilitatea hidrolitică în rășină. (25) Alți agenți precum 4-META, diferiți titinați și zirconate au fost testați. Cu toate acestea, niciunul dintre acești agenți s-a dovedit a fi superior MPS. (26)

Progresele în tehnologia silanizării se referă mai mult decât orice la obținerea unei acoperiri uniforme a particulelor de umplutură care oferă proprietăți mai bune rășinii compozite. Pentru a obține această acoperire uniformă, producătorii folosesc diferite forme de acoperire și acoperă de până la trei ori particula de umplutură. (27)

Fig. 3.
Agent Silane Connection.

Sistem de inițiere-activare a polimerizării
Procesul de polimerizare a monomerilor în rășini compozite poate fi realizat în mai multe moduri. În oricare dintre formele sale, acțiunea radicalilor liberi este necesară pentru a iniția reacția. Pentru ca acești radicali liberi să fie generați este necesar un stimul extern. Potrivit lui Yearn, (28) în rășinile auto-vindecate, stimulul provine din amestecul a două paste, dintre care una are un activator chimic (amină terțiară aromatică, cum ar fi dihidroxietil-p-toluidina) și cealaltă un inițiator (peroxid de benzoil). În cazul sistemelor fotopolimerizate, energia luminii vizibile oferă stimulul care activează un inițiator în rășină (camforchinone, lucerine sau alte dicetone). Este necesar ca rășina să fie expusă la o sursă de lumină cu lungimea de undă adecvată cuprinsă între 420 și 500 nanometri în spectrul luminii vizibile. (29) Cu toate acestea, clinicianul trebuie să fie atent pentru a minimiza expunerea la lumină, până când materialul este gata să se vindece., altfel poate începe polimerizarea prematură și timpul de lucru poate fi redus considerabil. (30)

Fig. 4
Clasificarea Lutz și Phillips a rășinilor compozite. (1983)

Un alt sistem de clasificare a fost cel conceput de Willems și colab., (33) care, deși este mai complex, oferă mai multe informații despre diferiți parametri, cum ar fi modulul lui Young, procentul de umplutură anorganică (în volum), dimensiunea particulelor, suprafața rugozitate și rezistență la compresiune. (Tabelul 1)

tabelul 1
Clasificarea rășinilor compozite (adaptat din Willems și colab. 1992)

În prezent rășinile compozite pot fi grupate în cinci categorii principale: (Tabelul 2)

Rășini hibride: Acestea sunt denumite astfel deoarece sunt întărite de o fază anorganică a paharelor de diferite compoziții și dimensiuni într-un procent din greutate de 60% sau mai mult, cu dimensiuni ale particulelor cuprinse între 0,6 și 1 mm, încorporând silice coloidală cu o dimensiune de 0, 04 m m. Ele corespund cu marea majoritate a materialelor compozite aplicate în prezent în domeniul stomatologiei. (38)

Rășini nanoumplute: Acest tip de rășini sunt o dezvoltare recentă, conțin particule cu dimensiuni mai mici de 10 nm (0,01 µm), acest material de umplutură este aranjat individual sau grupat în „nanoclustri” sau nanoagregate de aproximativ 75 nm. (39) Utilizarea nanotehnologiei în materiale compozite rășinile oferă o transluciditate ridicată, o lustruire superioară, asemănătoare rășinilor cu micro-umplutură, dar menținând proprietăți fizice și rezistență la uzură echivalentă cu rășinile hibride (Fig. 5, Fig. 6). (45, 46) Din aceste motive, au aplicații în ambele sectorul anterior și posterior.

Fig. 6
Dispunerea particulelor într-o rășină nano-umplută.

masa 2
Principalele tipuri de rășini compozite.

Sorbire apoasă (adsorbție și absorbție) și expansiune higroscopică.
Această proprietate este legată de cantitatea de apă adsorbită de suprafață și absorbită de masa unei rășini în timp și de expansiunea legată de această sorbție. (67) Incorporarea apei în rășină poate provoca solubilitatea matricei, afectând negativ proprietățile rășinii, fenomen cunoscut sub numele de degradare hidrolitică. (70) Deoarece sorbția este o proprietate a fazei organice, cu cât procentul de umplere este mai mare, cu atât este mai scăzută absorbția de apă. (71) Baratieri (72) și Anusavice (5) afirmați că expansiunea legată de sorbția apoasă este capabilă să compenseze contracția de polimerizare. Rășinile hibride asigură o sorbție apoasă scăzută (45)

Rezistența la fractură
Este tensiunea necesară pentru a provoca o fractură (rezistență maximă). Rășinile compozite au o rezistență diferită la fractură și va depinde de cantitatea de umplutură, rășinile compozite cu vâscozitate ridicată au rezistență ridicată la fractură, deoarece absorb mai bine și distribuie impactul forțelor de mestecat. (73)


Compresie și rezistență la tracțiune
Rezistențele la compresiune și la tracțiune sunt foarte asemănătoare cu dentina. Este legat de dimensiunea și procentul particulelor de umplutură: cu cât dimensiunea și procentul particulelor de umplutură sunt mai mari, cu atât este mai mare rezistența la compresiune și la tracțiune. (74)

Modul de elasticitate
Modulul de elasticitate indică rigiditatea unui material. Un material cu un modul ridicat de elasticitate va fi mai rigid; pe de altă parte, un material care are un modul de elasticitate mai mic este mai flexibil. În rășinile compozite, această proprietate este, de asemenea, legată de dimensiunea și procentul particulelor de umplutură: cu cât dimensiunea și procentul particulelor de umplutură sunt mai mari, cu atât este mai mare modulul elastic. (73)

Stabilitatea culorii
Rășinile compozite suferă modificări ale culorii datorită colorării suprafeței și decolorării interne. Petele de suprafață sunt legate de pătrunderea coloranților în principal din alimente și țigări, care pigmentează rășina. Decolorarea internă are loc ca rezultat al unui proces de foto-oxidare a unor componente de rășină, cum ar fi aminele terțiare. (75) Important, rășinile fotopolimerizabile sunt mult mai stabile la schimbarea culorii decât cele activate chimic. (76)

Contracția de polimerizare a rășinilor este un proces complex în care sunt generate forțe interne în structura materialului care sunt transformate în solicitări atunci când materialul este aderat la suprafețele dinților. (79)

Potrivit lui Chen și colab., (80) solicitările care apar în etapa pregel sau în etapa de polimerizare în care materialul mai poate curge, pot fi disipate în mare măsură odată cu fluxul materialului. Dar, odată ce punctul de gelificare este atins, materialul nu curge și solicitările în încercarea sa de disipare pot genera:

Deformarea externă a materialului fără a afecta interfața adezivă (dacă există suficiente suprafețe libere sau suprafețe în care materialul nu este aderat).

Lacune în interfața dinților de restaurare (dacă nu există suficiente suprafețe libere și dacă aderența nu este adecvată)

Fractura coezivă a materialului de restaurare (dacă aderența restaurării dinților este bună și nu există suprafețe libere).

O altă alternativă este SILORANO, care este o rășină experimentală de natură hidrofobă de la 3M ESPE, care este derivată din combinația componentelor chimice de bază ale siloxanilor și oxiranilor (grupe epoxidice). ceea ce reduce considerabil absorbția apoasă a mediului oral, îmbunătățind proprietățile sale fizice și, la rândul lor, tind să absoarbă mai puțini coloranți din dietă, prin urmare sunt mult mai puțin sensibili la pigmentarea exogenă (92).

În mod similar, marinarii dezvăluie proprietăți fizice comparabile cu rășinile compozite pe bază de metacrilat, iar rezultatele toxicologice generale sugerează că marinarii sunt biocompatibili. (96) Această tehnologie reprezintă un salt major în știința materialelor și o îmbunătățire semnificativă pentru stomatologia restaurativă.

O altă linie paralelă de cercetare în domeniul polimerilor de uz dentar sunt sistemele bazate pe vinilciclopropani, di ciclopolimerizabili și oligomeri multifuncționali, care, similar sistemelor anterioare, îmbunătățesc gradul de conversie a rășinilor compozite și reduc contracția lor de polimerizare., Deși există puține informații publicate în acest sens. (97,98,99,100,101,102,103)