Классификация композиционных материалов


Композиционные материалы можно различать в зависимости от размера частиц неорганического наполнителя и вида полимеризации.
Классификация композиционных материалов в зависимости от размера частиц наполнителя была разработана F. Lulz и R. W. Phillips (1983). Она предусматривает следующие их виды:
  • макрофилированные (макронаполненные) композиты;
  • минифилированные (мининаполненные) композиты;
  • микрофилированные (микронаполненные) композиты;
  • гибридные композиты;
  • мелкодисперсные гибридные композиты (микрогибриды);
  • негомогенные микрофилированные композиты.

К настоящему времени классификация дополнена новым видом материалов — тотально выполненные композиты. В современном варианте она представлена на схеме 2.
В состав макрофилироваиных композитов входят неорганические наполнители с размером частиц от 2 доЗО мк. Первый композит, предложенный R. L. Bowen, был изготовлен на основе кварцевой муки, предварительно обработанной силаном с размерами частиц до 30 мк. При сравнении первых композитов с традиционными пломбировочными материалами выделялись их высокая эстетичность, хорошее краевое прилегание и высокие физико-механические свойства. Дальнейшие клинические наблюдения показали, что пломбы из макрофилироваиных композитов плохо полируются, их поверхность остается шероховатой и в последующем, как правило, изменяется по цвету. Шероховатость пломбы сопровождается выраженным стиранием зуба-антагониста и самой пломбы. Макрофилы, содержащие частицы наполнителя размером 1 -8 мк, так называемые small particle macrofilled system — макрофильные системы с небольшими частицами, иногда называются полуполируемыми материалами; содержащие частицы размером более 10 мк, полируются плохо — неполируемые материалы.
К группе макронаполненных материалов можно отнести следующие композиты: «Prismafil» («Caulk»), «Concise», «Valux» («ЗМ»), «Estilux» («Kulzer») и другие. Можно отметить, что большинство из них в настоящее время почти не выпускаются промышленностью в связи с отмеченными выше недостатками.
Макрофилированные композиты характеризуются значительной степенью наполнения материала неорганическим наполнителем — 70-80% по весу и 60-70 % по объему. Благодаря своим высоким физико-механическим свойствам макрофилы более резистентны к отлому, поэтому довольно целесообразно их применение для восстановления полостей II, IV класса, подвергаемых значительному давлению. Вследствие своей низкой полируемости они в последнее время заменяются гибридными материалами.
Типичными клиническими ситуациями, когда макрофилы могут успешно применяться, являются (по R. Е. Jordan, 1993):
  • очень большие реставрации коронок зубов, особенно в участках, подверженных значительному жевательному давлению;
  • большие реставрации на передних зубах нижней челюсти;
  • пломбирование полостей II класса, где эстетика не имеет большого значения.

Если возникает клиническая необходимость, можно использовать комбинацию «макрофил-микрофил», по так называемой технике ламинирования. Согласно этой методике, основу пломбы или реставрации представляет макрофилированный композиционный материал, который
затем покрывается микрофильным композитом. Подобный подход позволяет сочетать значительную механическую прочность макрофильных композиционных материалов и высокую (до зеркального блеска) полируемость микрофильных. Это дает возможность использовать данную методику при восстановлении полостей IV класса, где нужна очень высокая резистентность материала к отлому и которую не может обеспечить только одно применение микронаполненных композиционных материалов.
Мининаполненные композиционные материалы характеризуются несколько меньшими размерами частиц наполнителя — 1 -5 мк, в среднем чаще встречаются размеры частиц 3-5 мк. За счет уменьшения размеров частиц наполнителя увеличивается суммарная общая площадь их поверхности. Это приводит к тому, что для связывания и обволакивания неорганических частиц органической фазой материала необходима большее количество акриловых смол. Поэтому в мининаполненных композитах уменьшается процентное содержание (по весу и объему) неорганического наполнителя. В среднем объемное содержание наполнителя составляет окало 50-55%. Примером подобного типа композиционных материалов может быть «Призмафил».
Через 10 лет после внедрения первых композиционных материалов удалось создать новое поколение микронаполненных композиционных материалов, в состав которых входят микрофилированные частицы диоксида кремния и других наполнителей. Отдельные частицы имеют шаровидную форму и изготавливаются путем гидролиза силициумтетрах- лорана. Образовавшиеся мелкодисперсные зернышки в 1 000 раз меньше микрофилированных наполнителей, а их удельная поверхность увеличивается при этом в 1 000 раз. Обычный размер частиц наполнителя составляет 0,04-0,4 микрон, а объемное era содержание — примерно 30-50%, в среднем 35-37 %. Это приводит к снижению прочности материала из-за того, что высокая суммарная площадь поверхости частиц наполнителя требует для своего связывания большее количество органического связующего. С другой стороны, эти материалы дают очень высокую степень полировки поверхности реставрации или пломбы — практически до очень гладкой, почти зеркальной поверхности. Разновидностью микронаполненных композитов являются негомогенные микронаполнен- ные композиционные материалы, в состав которых входят мелкодисперсный диоксид кремния и микронаполненные преполимеризаты. При изготовлении этих композитов к основной массе наполнителя добавляются предварительно полимеризованные частицы, размер которых составляет примерно 18-20 мк. Благодаря такой методике изготовления композитов достигается более высокое насыщение наполнителем, достигающее 75-80 % по массе. В клинике пломбы из таких мелкодисперсных композитов характеризуются гладкой поверхностью, высокой цветоустойчивостью, эластичностью и легко полируются. По этой схеме построены такие композиты, как «Silux Plus» («ЗМ»), «Helioprogress», «Heliomolar» («Vivadent»), «Multifil VS» («Heraeus Kulzer»), «Bisfil М» («Bisco») и др.
Гибридные композиционные материалы. Микронаполненные композиты за счет практически зеркальной полировки позволили достичь очень высокого косметического эффекта пломбирования зубов. Однако их прочность была недостаточной, чтобы выдерживать значительное жевательное давление, которое испытывают боковые зубы и режущие края фронтальных зубов. Поэтому были предприняты попытки повысить прочность микронаполненных композитов за счет введения в их состав частиц неорганического наполнителя больших размеров. Такие материалы получили название гибридных. В первых гибридах было использовано сочетание микрочастиц размером меньше 1 мк и макрочастиц размером больше 8-10 мк неорганического наполнителя — мокрогибридные материалы. Несмотря на улучшение качества этих материалов, они по своим основным свойствам больше приближались к макрофилирован- ным композитам: пломбы имели шероховатую поверхность, изменялись через некоторое время по цвету (за счет поглощения пигментов пищи) и вызывали стираемость зубов-антагонистов.
Более удачным оказалось сочетание микро- и миничастиц (1-2 мк) неорганического наполнителя, что позволило создать новый вид — мик- рогибридные композиционные материалы. Они сейчас доминируют при пломбировании и восстановлении фронтальных и боковых зубов, приближаясь по своим свойствам к идеальным композиционным реставрационным материалам (В.Sun etal., 1990). Микрогибриды отличаются разнообразными наполнителями, высокой их концентрацией в материале (70-80%) и, как правило, отличными физико-механическими показателями (рис. 2). В качестве примера можно привести следующие материалы: «PrismaTPH» («Dentsply»), «Z-100», «Р-50» («ЗМ»), «Prodigy» («Кегг»), «Tetric» («Vivadent»), «Degufil Ultra» («Degussa»), «Brilliant» («Coltene»), «Charisma» («Heraeus Kulzer») и многие другие.
Эти гибридные композиты лучше полируются, чем макрофильные, но хуже, чем микрофипьные материалы. Однако в целом при довольно длительной полировке поверхность выполненной из них реставрации можно довести до хорошего зеркального блеска, что позволяет применять этот вцц композитов и для восстоновления фронтальных зубов. Микрогибриды обычно являются сильнонаполненными материалами — до 75-80% по весу. Они очень устойчивы к отлому в клинических ситуациях, где реставрации зубов подвергаются значительному жевательному давлению, т.е. в боковых участкох челюстей. Согласно длительным клиническим исследованиям микрогибридные композиционные материалы характеризуются великолепными физическими свойствами, высокой, до блеско полируе-мастью; резистентностью к отламу, стабильностью цвета, универсальным использованием, рентгеноконтрастностью, широкой школой оттенков цвето материала, довольно простой методикой применения, высокой вязкостью, высокой стабильностью (сохранение качества пломбы или реставрации).
Под великолепными физико-механическими свойствами микрагиб- ридов подразумевается высокая сопротивляемость при сдавливонии, изгибе, низкое водопоглощение и коэффициент термического расширения (приближающийся по своему значению к твердым тканям зубов). В связи с содержанием в микрогибридах очень маленьких частиц неорганического наполнителя они относительно хорошо полируются, хотя этот

Рис. 2. Графическое изображение распределения частиц неорганического наполнителя в микрогибридном композиционном материале
процесс занимает значительно больше времени, чем полировка микроно- полненных гибридных материалов. Очень хорошей полируемостью отличаются такие микрогибриды, как «PrismaTPH» («Dentsply»), «Z-l 00» («ЗМ»), «Prodigy» («Kerr»}, «Degufil Ultra» («Degussa»), «Brilliant» («Coltene»), «Charisma» («Heraeus «ulcer») идр. «аки макронаполнен-ные материалы микрогибриды за счет содержания неорганических частиц относительно большого размера имеют значительную резистентность к отлому. Практически все композиционные материаллы, содержащие более 75 % наполнителя по весу, обладают очень хорошей устойчивостью к отлому. Применение более новых видов акриловых смол, обладающих улучшенными физико-механическими характеристиками, позволяет микрогибридам достичь очень высокой (до 10-15лет) стабильности цвета реставрации или пломбы. Вследствие тщательно подобранного соотношения микро- и миничастиц неорганического наполнителя микрогибридные композиты допускают универсальное использование для восстановления как фронтальных, так и боковых зубов. Это обеспечивается удачным сочетанием довольно высокой полируемости и механической прочности этих материалов. За счет высокого содержания неорганического наполнителя микрогибриды обладают высокой рентгеноконтрастностью, что имеет большое значение при пломбировании полостей на контактных поверхностях зубов и для последующего выявления вторичного кариеса.
Дальнейшее развитие гибридных композиционных материалов привела к созданию так называемых тотально выполненных гибридных композитов. Они характеризуются наиболее оптимально подобронным составом частиц неорганического наполнителя различных размеров: микро-, мини- и макрочастиц (рис. 3). Это позволяет достичь еще лучших физико-механических свойств и полируемости материала.
К тотально наполненным гибридам относятся следующие материалы: "Prisma ТРИ", "Spectrum ТРИ" ("Dentsply"), "Valux Plus", "Filtek Z250" ("3M"), "HerculiteXRV" ("Kerr"), «Aelitefil» («Bisco»), "Degufil" ("Degussa"), "Charisma" ("Heraeus Kulcer") идр. Дальнейшим развитием тотально наполненных гибридных композиционных материалов являются микромат- ричные композиты. В 1994 году фирмой «Cosmedent» был выпущен первый такого типа материал «Renamel», в котором впервые была применена технология обработки наполнителя, позволявшая одновременно, уменьшив размер наполнителя, сохранить объем наполнения материала микрочастицами до 60% вместо имевшихся до этого 35%. К концу 1999 года появились сразу несколько подобных материалов: «Renew»,
«Micronew» («Bisco»), «Vitalescens» («Ultradent»), «Point 4» («Кегг») и «Esthet X» («Dentsply»). Подчеркивая сущность использованной технологии фирма «Dentsply» назвала этот класс микроматричными композитами. «Esthet X» («Dentsply») содержит три фазы наполнителя: до 2,5 мкм, 0,8-0,4 мкм и 0,01-0,02 мкм. Это обеспечивает материалу наиболее оптимальное и полное заполнение органической матрицы (60% по объему соответствует 75-78% по весу). Одновременно это позволяет еще больше улучшить полируемость и стойкость отполированной поверхности композитов.
Обычно заводы-изготовители, учитывая универсальность применения этих материалов, предлагают довольно большую гамму цветовых оттенков материала, о также удобную, легкую и простую для клинического использования упаковку (шприцы, карпулы и т.п.). Довольно высокая вязкость материала (в определенных температурных пределах) дает возможность провести качественную пластическую обработку, формирование и конденсацию материала с высокой степенью контроля и без образования пор в реставрации.
Для более эстетического восстановления коронки зуба необходима полная имитация era твердых тканей (дентина, эмали) не только по цветовым оттенкам, на и по степени их непрозрачности (прозрачности).

Рис. 3. Графическое изображение распределения частиц неорганического наполнителя в тотально выполненном гибридном композиционном материале
В интактном зубе разные твердые ткани обладают различной способностью пропускать или поглощать свет. Наиболее непрозрачен дентин — он пропускает 50% и менее света. Эмаль более прозрачна — она поглощает около 40% света. Наиболее прозрачна эмаль режущего края коронок зубов — задерживает 30% света (или другими словами прозрачна на 70%). Исходя из этого, выпускаются дентинные (опаковые) оттенки композита, эмалевые и оттенки режущего края. Они имеют степень непрозрачности, равную соответствующим восстанавливаемым твердым тканям зубов. Композиционные материалы химического отверждения часто выпускаются так называемой стандартной степени прозрачности (в пределах 50-60%).

Источник: Борисенко Анатолий Васильевич, Неспрядько Валерий Петрович, «Композиционные пломбировочные и облицовочные материалы» 2002

А так же в разделе «Классификация композиционных материалов »