Основные свойство облицовочных композиционных материалов

  Для косметическойоблицовки металлических каркасов зубных протезов традиционно применялись керамические массы (фарфор) и акриловые пластмассы. С появлением композиционных материалов они сразу же были использованы для облицовки металлических каркасов протезов, изготовления комбинированных и безметаллических коронок. Это было связано с наличием у композиционных материалов целого ряда положительных физико-механических свойств: высокая прочность, твердость, прекрасные эстетические качества. Они легко моделируются, технология изготовления облицовок достаточно просто. Можно легко исправить форму уже готовой облицовки или восстановить ее при повреждении в лабораторных условиях. Кроме того повреждения облицовки несъемного протеза легко могут быть исправлены непосредственно в полости рта пациента. Для сравнения: чтобы устранить значительное повреждение фарфоровой облицовки необходимо в лабораторных условиях изготовить практически новую облицовку, а то и весь каркас протеза. С другой стороны нужно отметить, что на сегодняшний день уже созданы композиционные материалы, специально предназначенные для восстановления дефектов керамической облицовки непосредственно в полости рта. В целом можно утверждать, что композиционные материалы для облицовки и изготовления несъемных протезов обладают качествами сравнимыми с таковыми у керамических масс (фарфора).
Большинство из применяемых на сегодняшний день композиционных материалов имеют прочность при сжатии не ниже 350-380 МПа и 150-170 МПа на изгиб. Прочность при сжатии несколько ниже, чем у фарфора, однако композиционные материалы намного прочнее керамических масс при изгибе: фарфор имеет прочность на изгиб только 80-110 МПа, что во многом определяет хрупкость этого материала. Прочность композиционного материала при сжатии во многом определяется видом его неорганического наполнителя, а прочность на изгиб - свойствами органической матрицы. В последнее время производители значительно улучшили свойства органических мономеров, входящих в состав композитов, что еще более повысило их прочностные свойства. Например, вместо монофункциональных метакрилатов (ММА) используются преимущественно полифункциональные акрилаты (алифатические и циклоалифатические мономеры). Полимеризация бифункциональных мономеров приводит к образованию трехмерно сшитых структур, что значительно повышает прочность органической матрицы и, соответственно, композиционного материала. Краме того, уменьшается поли- меризационная усадка материала, водопоглощение и количество свободных остаточных мономеров.
Важным показателем облицовочного материала является его ударная прочность. В отличие от статических показателей прочности на сжатие или на изгиб он является динамичным и отражает усилие, которые возникают в полости рта при резком раскусывании твердых частиц пищи (например, косточек). Образец материала разбивают в маятниковом устройстве с помощью падающего молотка. За счет большей эластичности композиционные материалы превосходят в этом отношении хрупкий фарфор и имеют ударную прочность в пределах 6-7,5 мДж/мм2.
Композиционные материалы более эластичны и по модулю эластичности приближаются к показателям естественных тканей зубов, а именно эмали. Этот модуль также во многом зависит от количества неорганического наполнителя в материале: чем его больше, тем материал менее подвержен деформациям при полимеризации и поломкам. Высокое содержание наполнителя способствует снижению объемной усадки материала при полимеризации: в современных высоконаполненных материалах (содержащих наполнитель в количестве до 75-85% по объему) она находится в пределах 0,5-0,8%. Для сравнения усадка фарфоровой массы при обжиге составляет до 30-35%
Для материалов зубных протезов очень важно соответствие модуля эластичности или хотя бы его приближение к соответствующему показателю природных тканей зубов. Например, фарфор имеет очень низкий модуль и высокую твердость, что приводит к истиранию фарфоровыми коронками твердых тканей зубов-антагонистов. В силу своей твердости и малой эластичности фарфор также не амортизирует в достаточной степени, что вызывает перегрузку периодонта опорных зубов. Наоборот, у композиционных материалов модуль эластичности приближается к значению этого показателя у эмали, поэтому эти материалы меньше травмируют поверхность зубов-антагонистов и лучше передают жевательное давление на периодонт. Например, композиционный материал "Artglass" имеет коэффициент эластичности 10 ГПа (эмаль 20 ГПа, а фарфор 70 ГПа). При латеральном давлении в одном направлении поломка конструкции из "Artgloss" происходит при силе равной 1,9 МПа, тогда как керамическая конструкция разрушается при давлении 0,8 МПа.
Важным показателем является твердость материала, которая зависит в основном от качества неорганического наполнителя и степени наполнения материала. Как правило, облицовочные композиционные материалы имеют высокую степень наполнения неорганическим наполнителем — не ниже 75% по объему. Только некоторые из них (например "Sinfony" фирмы ESPE) имеют наполнение в пределах 50-60%. В качестве наполнителя также применяются кварц, алюмосиликатное и боро- силикотное стекло, фарфоровая мука и др. Современные композиционные материалы по своей твердости уже превысили аналогичные показатели твердых тканей зубов (эмали) и приближаются к фарфору. Высокая твердость керамики вызывает повышенное стирание твердых тканей жевательной поверхности зубов-антагонистов. С другой стороны, нестертые поверхности искусственных коронок облицованных фарфором вызывают перегрузку опорных зубов, и возникает травматический узел. Композиты, наоборот, стираются практически одиноково, равномерно с твердыми тканями естественных зубов, что не вызывает повышенного стирания зубов- антагонистов и перегрузки опорных зубов. Высокая твердость фарфора вызывает затруднения при обработке и полировании керамического покрытия, припасовки протеза непосредственно в полости рта. Подобные этапы работы с протезами, покрытыми облицовкой из композита, выполняются значительно легче и проще.
На сегодняшний день для изготовления и облицовки зубных протезов применяются материалы, которые имеют очень большую стойкость к стиранию в полости рта при пережевывании пищи. При экспериментальном моделировании подобных условий выявлена степень стирания материалов. В частности для композиционных материалов стироние колеблется в пределах 8-15 мк за год. Стойкость материала к стиранию зависит от качества и размеров частиц неорганического наполнителя: чем больше частицы по своим размерам, тем меньше стирание и наоборот. С другой стороны большой размер частиц наполнителя ухудшает косметические свойства облицовочного мотериала: чем больше размер частиц наполнителя, тем хуже полируемость материала. Образующиеся за счет большего стирания органической мотрицы углубления в материале заполняются пигментами пищи и материал изменяет свой цвет. На этот показатель большое влияние оказывает также степень водопоглощения (абсорбции воды) материала: чем она больше, тем больше аирание. Показатель водопоглощения у композитов находится в пределах 15-32 мкг/мм3.
Облицовочные материалы должны иметь более или менее близкий к металлу зубного каркаса коэффициент температурного расширения. У композиционных материалов он более близок (хотя все-таки его и превышает) к коэффициенту расширения твердых тканей зубов, чем к металлам, что создает определенные трудности и ослабляет прочность прикрепления композита к металлу.
Цветостойкость керамической облицовки превосходит все остальные облицовочные материалы. Значительно изменяют цвет акриловые облицовочные материалы и первые поколения композиционных материалов. В последнее время за счет введения значительного количества неорганического наполнителя и усовершенствования системы инициации поли-
меризации композитов их цветостойкость значительно возросла и они практически не изменяют свой цвет. Изменение цвета может произойти только при нарушении правил работы, нанесения и полимеризации облицовочного композиционного материала. Большое значение имеет исправность и правильный режим работы используемого зубным техником фотополиме- ризоционного приборо.
Немоловажным доводом в пользу композиционных материалов является их относительно меньший, по сравнению с фарфором, удельный вес. Поэтому протезы большой протяженности, облицованные композитом значительно легче аналогичных покрытых фарфором.
Фарфор, применяемый для изготовления зубных протезов, имеет очень высокие косметические свойства и прекрасно имитирует цвет и прозрачность естественных зубов. Для их воссоздания в наборах керамических масс имеются порошки или пасты розничного цвето и непрозрачности (грунтовая масса, дентинные, эмолевые моссы). Аналогичные оттенки и компоненты имеются и в композиционных материалах, что также позволяет достичь великолепных эстетических качеств протеза. Высокая степень полировония достигается благодоря введению в состав композитов значительного количества микрочастиц розмером менее 0,05 мкм. В пользу композиционных материалов свидетельствует их более простоя технологичность процессов нанесения отдельных оттенков и быстрота фотополимеризации (3-5 мин) по сравнению с процессом обжига форфора.
Немаловажное значение имеет относительная дешевизно композиционных материалов и комплекта аппаратуры для работы. Аналогичный комплект оборудования для работы с фарфором стоит гораздо дороже. Полимеризация композиционных материалов происходит практически при незначительном повышении (до 50-80° С) температуры, тогда как для обжига фарфора необходима очень высокая температура — до 1000° С. Нарушения режима обжига при такой высокой температуре могут привести к появлению трещин на керамической облицовке зубного протеза.
Относительно дорогие форфоровые и металлокерамические протезы не рекомендуются в целом ряде клинических ситуаций, где может возникнуть опасность их переделки через относительно короткий промежуток времени, например, при наличии у пациента быстрого прогрессирования генерализованного пародонтита. Наоборот, шины-протезы, изготовленные из композиционных материалов, при утере соседнего зуба можно легко дополнить искусственным зубом, изготовленным непосредственно в полости рта пациента.
13 Зак. 4597
На поверхности твердых тканей зубов или каких-либо искусственных материалов, помещенных в полость рта, начинают прикрепляться и накапливаться микроорганизмы, образуя зубные бляшки. Накопление микроорганизмов и образование зубных бляшек на поверхности какого-либо материала зависит от структуры его поверхности (гладкая или шероховатая), смочиваемости и поверхностного потенциала: положительного или отрицотел ьного. Последний зависит от преобладания на поверхности материала функциональных групп с розничным зарядом, например, гидрофильных или гидрофобных групп. Параметром, который определяет суммарное значение показателей зоряда поверхности, является удельный поверхностный потенциал (зета потенциал или z-потенциал). Преобладание гидрофобных групп на поверхности предотвращает образование зубных бляшек на поверхности материала. Фарфоровые, или облицованные фарфором протезы, являются биологически инертными и в полости рта на их поверхности скапливается незначительное количество зубных бляшек или зубного камня. Это объясняется очень незначительным количеством (практически отсутствием) на его поверхности активных функциональных групп. Композиционные материалы последних поколений содержат в органической матрице активные соединения, имеющие но поверхности гидрофобные группы. Это также сильно снижает смачиваемость материала и способность к адсорбции на его поверхности микробных бляшек.
Показания к использованию композиционных облицовочных материалов. Высокая прочность, твердость, стойкость к стиранию обеспечили композиционным материалам применение для облицовки металлических кор- касов коронок, промежуточных частей мостовидных протезов, фиксоторов и имплантатов. Они могут быть использованы для изготовления вкладок, коронок, адгезивных мостовидных протезов, виниров (ламинатов), временных протезов. В съемном протезировании их можно применить для облицовки или изготовления телескопических коронок, аттачменов. 

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

А так же в разделе «  Основные свойство облицовочных композиционных материалов »