Стеклоиономерные цементы были разработаны в ранних 1970-х A.Wilson и В.Kent (1972), которые соединили технологию силикатных и цинк поликарбоксилатных цементов. С этого времени стеклоиономерные цементы претерпели много улучшений и модификаций. Традиционные стеклоиономерные цементы содержат способное к выщелачиванию ионов фторалюмосиликатное стекло силикатного цемента, но избегают его восприимчивости к растворению заменой фосфорной кислоты карбоксильной кислотой (S.Mitra, 1994). Как считают J.McLean et al. (1994) более точным для этого типа материалов является определение стекло- полиалкеновый цемент, поскольку эти цементы не являются действительными иономерами химически, но этот термин не применялся так широко как стеклоиономерный цемент.
Стеклоиономерные цементы были созданы путем объединения свойств силикатных и полиакриловых систем. Обычно они принадлежат к материалам типа порошок-жидкость. Порошок цемента — мелкодисперсное фторалюмосиликатное стекло, состоящее из тонко размолотого стекла фтор-силикатов кальция и алюминия с размерами частичек 25-40 мк. Таким образом, основными компонентами его являются кремния диоксид (Si02), алюминия оксид (А1203), кальция фторид (CaF2). В небольших количествах содержатся натрия, алюминия, калия фториды. Кроме того, для повышения прочности в него могут быть введены цинка оксид, порошок серебра и т. д. Жидкость — 50% водный раствор сополимера поли- акрил-итаконовой или другой поликарбоновой кислоты, которая содержит около 5% винной кислоты. В основном в разных сочетаниях используются три карбоновые кислоты: акриловую, итоконовую и малеиновую. Винная кислота позволяет увеличить длительность обработки и способствует более быстрому схватыванию цемента.
При смешивании порошка и жидкости полиакриловая и винная кислоты в присутствии воды взаимодействуют со стеклом по типу кислотноосновной реакции. При этом поликарбоновая кислота выступает как донор, а силикатное стекло — акцептор протонов. В процессе отверде-
вания стеклоиономерного цемента выделяют три стадии (рис. 18):

1. растворения (гидратации, выделения, выщелачивания ионов);
2. загустевания (первичного гелеобразования, начального, нестабильного отвердевания);
3. отвердевания (дегидратации, созревания, окончательного отвердевания).

В начальную фазу (растворения) протоны диссоциированной поли- карбоновой кислоты розрушают поверхность частичек стекла и выщелачивают фтор и катионы металлов: натрия, кальция и алюминия. Они диффундируют к анионным молекулам полимерной кислоты, и начинается первичная фаза твердения (стадия загустевания), во время которой ионы кальция соединяются с элементами карбоновой кислоты и, образуя поперечные связи, превращают поликислотные молекулы в гель. Начинает возрастать и величина pH цемента. В последней стадии (отвердения) с помощью ионов алюминия образуется трехмерная сеточка геля и ионов металлов. Оксид алюминия взаимодействует с полиакриловой кислотой, образуя поперечносшитую структуру полиакрилата цинка. Винная кислота служит для того, чтобы увеличить рабочее время. Она содействует быстрому затвердению материала, образуя комплексы с ионами металлов. Структура затвердевшего стеклоиономериого цемента представляет собой полимеризованный и поперечносшитый матрикс поликарбоно- вой кислоты, в который вкраплены частицы окруженного силикагелем стекла.
Соединение цемента с твердыми тканями зубов обусловлено механическим и химическим механизмами: химическим соединением сопо- лимерной кислоты с гидроксиапатитом (рис. 19). Одновременно с обра-

зованием водородных связей структурных полярных составляющих элементов мономера происходит хелатинизация ионов кальция твердых тканей зубов. Таким образом, адгезионное соединение с чистыми поверхностями эмали и дентина возникает путем образования хеляционных связей с кальцием. Дополнительно также образуются связи водородного типа между поликарбоновой кислотой и активными группами коллагена дентина. В целом сила соединения стекпоиономерного цемента с твердыми тканями зубов составляет 8-12 МПа.
Собственно механизм адгезии стеклоиономерного цемента к твердым тканям зуба, как полагают, является процессом обмена ионов при котором полиалкеновая кислота размягчается и инфильтрирует твердые ткани зуба, замещая ионы кальция и фосфора. Утверждают, что на поверхности взаимодействия стеклоиономерного цемента и гидроксиапатита образуется промежуточный абсорбционный слой фосфатов кальция и алюминия и полиакрилатов Как полагают обратимый распад и повторное образование кальций-карбоксильных комплексов при наличии воды, образует динамическое соединение. Совсем недавно было доказано наличие первичного химического соединения карбоксильных групп полиалкеновой кислоты с кальцием гидроксиапатита (A.Akinmade, J.W.Nickolson, 1993: G.Mount, 1994; Y.Yoshida et al., 2000).
Стеклоиономеры имеют достаточно хорошие физико-механические свойства, их прочность на разрыв постепенно возрастает, достигая через 24 ч после замешивания 90-180 МПа, а на растяжение — 6-8 МПа. Модуль упругости материала равен приблизительно 7 МПа, цемент малорастворим в воде и достаточно хорошо сохраняется в полости рта.

Рис. 19. Механизм присоединения стеклоиономерного цемента к твердим тканям зубов (гидроксиалатиту)
Однако под влиянием воздуха он пересыхает, растрескивается, поэтому для предотвращения разрушения в полости рта рекомендуется покрывать его поверхность специальными лаками. Стеклоиономерные цементы не раздражают пульпу и имеют хорошую адгезию (до 8-12 МПа) к стенкам полости. Коэффициент термического расширения их близкий к таковому эмали и дентина. Вследствие продолжительного (приблизительно на протяжении года) диффузного выщелачивания из стекла цемента фторида и удержания его эмалью и дентином они оказывают противока- риозное действие. Это обусловило широкое использование стекло-ионо- меров в качестве изолирующих прокладок под постоянные пломбы из других материалов.
Для преодоления практических ограничений традиционных стеклоиономерных цементов, при сохранении их преимуществ, они были комбинированы с метакрилатными смолами. Это привело к созданию систем стеклоиономерных цементов модифицированных смолами (J.Antonucci et al., 1988: S.Sidhu et al., 1995). Их иногда неправильно нозывают светоотверждаемыми стеклоиономерными цементами (J.McLean etal., 1994; S.Mitra, 1994; G.Mount, 1994). Более приемлим термин стекпоиономерные цементы двойного отверждения, поскольку традиционная для стеклоиономеров базовая кислотно-щелочная реакция дополняется активируемой светом полимеризацией кислоты (S.Sidhu et al., 1995).
Обычно эти материалы содержат в виде порошка фторалюмосили- катное стекло, выделяющее при выщелачивании ионы, а также мономеры, преимущественно НЕМА. В их состав входит также фотоинициатор камфарохинон, который добавляют в водный раствор полиакриловой кислоты (S.Mitra, 1994; G.Mount, 1994). В простейших видах стеклоиономеров модифицированных смолами часть воды обычного стеклоиономерного цемента замещается смесью вода-НЕМА. Более сложные составы содержат модифицированные полиакриловые кислоты с метакрилатами на концах их цепи, которые могут быть легко полимеризованы (S.Sidhu et al., 1995). Первой реакцией отверждения является кислотнощелочная реакция типичная для обычного стекпоиономерного цемента. Фотоиницируемое отверждение происходит намного быстрее вследствие гомополимеризации и сополимеризации метакрилатных групп внедренных в цепь полиакриловой кислоты и метакрилатных групп НЕМА.
Дальнейшее усовершенствование стеклоиономерных материолов было обусловлено использованием, кроме кислотно-основного, других механизмов их затвердения. За счет модификации конечных молекул полиакриловой кислоты и введения в состав цемента активаторов и ини-
циаторов (камфарохинон) светового отверждения удалось создать материалы, например, «Vitremer» («ЗМ»), в которых дополнительно проходила реакция полимеризации полиакриловой кислоты. Это позволило значительно повысить прочность материала. Для более полной полимеризации в состав стеклоиономера было введена и химическая катализирующая система. Таким образом, были созданы материалы, которые имели тройной механизм затвердения: кислотно-основной (как и все стек- лоиономеры), быстрой световой и химически активированной полимеризации. Это значительно увеличило прочность таких стеклоиономерных цементов (до 220 МПа при сжатии) и сделало возможным внесение его в полость толстыми слоями. Созданные по такой схеме стеклоиономерные цементы получили широкое применение и заслуженное признание. К ним относятся «Vitrebond»,» Vitremer» («ЗМ»), семейство цементов «Fuji» («GC»), «lonosea!» («VOCO»), «Photac-Fil» («ESPE») и др. (рис. 20).
Стеклоиономеры имеют следующие преимущества: высокую химическую адгезию (8-12 МПа) к твердым тканям зубов и пломбировочным материалам (композитам, цементам, амальгамам и пр.); продолжительное выделение фтора (противокариозное действие). Они не токсичны для пульпы и не требуют кислотного протравливания твердых тканей зубов. Благодаря таким свойствам их широко применяют в качестве изолирующих прокладок, для пломбирования кариозных полостей и некариозных дефектов, для образования основной массы реставраций из композитов («Sandwichs-техника), для фиксации несъемных ортопедических и ортодонтических конструкций и т.д.
В процессе совершенствования состава и технологии стеклоио-но- мерных цементов и в зависимости от целей их клинического применения были созданы следующие их типы:

1. — фиксирующие цементы (для фиксации ортопедических конструкций);
2. — восстановительные цементы (для пломб и реставраций коронок зубов);
3. — подкладочные цементы.

Такое разделение цементов позволяет наиболее целесообразно использовать их в различных клинических ситуациях.
Стеклоиономерные цементы I типа дают возможность получить тонкую (менее 25 мкм) пленку цемента, необходимую для фиксации коронок, вкладок и т.д. Они состоят из более мелких частиц и имеют более жидкую консистенцию после замешивания. К этому типу цементов относятся «Aqua-Gem» («Dentsply»), «Fuji I» («GC») и др.
Восстановительные цементы более прочные и обладают лучшими
косметическими качествами. Применяют их для пломбирования кариозных полостей, восстановления значительных дефектов твердых тканей зубов, изготовления культи и др. К цементам этого типа относятся «Chemfil Superior» («Dentsply»), «Fuji II», «Fuji IX» («GC»), «lonoseal» («VOCO») и др. К этой же группе цементов относятся материалы, дополнительно содержащие в своем составе металлы, чаще всего — порошок серебра: «Fuji IX GP» («GC»), «Argion Molar» («VOCO») и др.
Подкладочные цементы используют для изолирующих прокладок при пломбировании различными пломбировочными материалами — амальгамами, композитами и др. Они более биологически инертны, но менее прочны и быстро твердеют после замешивания. Это цементы «Base Line» («Dentsply»), «Aqua lonobond» («VOCO») и др.

Методика применения стеклоиономерных цементов зависит от механизма их твердения. Так стеклоиономеры химического твердения замешивают на дистиллированной воде или специальной жидкости (растворе полиакриловой кислоты, например). Делают это в течение 1 -2 мин на специальных бумажных (пластмассовых) пластинках, после чего цемент вносят с некоторым избытком в кариозную полость. В последующие 2-3 мин происходит затвердение материала, после чего его поверхность обработывают, полируют и покрывают специальным локом (рис 21). При работе с стеклоионо-мерами химического твердения необходимо придерживаться ряда правил, а именно: сохранять флакон с порошком тщательно закрытым вследствие его гигроскопичности, не нарушать рекомендованного соотношения порошок-жидкость при замешивании цемента.
Стеклоиономеры с механизмом светового затвердения требуют для этого специальных ламп — фотополимеризаторов (то есть практически таких же как и для фотокомпозитов). Сначала цемент в течение 1-1,5 мин замешивают на бумажной пластинке. Затем приготовленным тестом заполняют с определенным избытком кариозную полость. Предварительно для лучшего присоединения цемента к стенкам кариозной полости можно проводить кондиционирование поверхности твердых тканей зубов специальными кондиционерами. Обычно они содержат органические кислоты (чаще тоже полиакриловые). После этого проводят световую полимеризацию на протяжении 40-60 секунд. В дальнейшем пломбе придают соответствующую анатомическую форму; ее поверхность обрабатывают, полируют и покрывают специальным лаком (рис. 22).

Рис. 21. Методика применения стеклоиономерного цемента
Особого внимания требует применение стеклоиономерных цементов в качестве изоляционных прокладок под фотополимерные композиционные материалы. Стеклоиономеры приобретают достаточную прочность и адгезию к дентину довольно медленно, приблизительно в течение 24 часов. Поэтому при нанесении на свежеприготовленную из такого цемента изолирующую прокладку композиционного материала и его световой полимеризации между композитом и стекпоиономером возникает более прочная связь, чем между стекпоиономером и дентином. Это приводит к тому, что при по- лимеризационной усадке композит тянет за собой прокладку из стек лоио- номера, отрывая ее от поверхности дентина. Для предотвращения такого осложнения следует применять метод направленной полимеризации (что довольно трудно достигается на дне кариозной полости) или использовать в качестве прокладок стеклоиономеры с механизмом светового затвердения или компомеры (например, «Dyract», «DyractAP», «F2000», «Е1ап» и др.). Последние обеспечивают быструю и прочную связь с дентином непос-

Рис. 22. Методика применения стеклоиономерного цемента с механизмом световой полимеризации: 1 — обработка кариозной полости кондиционером; 2 — высушивание; 3 — световая полимеризация кондиционера; 4 — замешивание цемента; 5 — внесение цемента в полость; 6 — полимеризация материала светом; 7 — обработка поверхности пломбы; 8 — окончательный вид пломбы
редственно сразу же после светоплимеризации. Иногда рпибегают к отсроченному пломбированию кариозной полости фотокомпозитом через 1 - 2 дня после наложения прокладки из стекпоиономерного цемента. Необходимо только избегать пересушивания стеклоиономера, поскольку кислотное протравливание пересушенного стеклоиономерного цемента недопустимо. Это приводит к созданию под токой пломбой депо кислоты и развитию в последующем серьезных осложнений.
Для увеличения прочности стекпоиономерных цементов в их состав были введены частицы металлов, чаще всего — серебрянно-палладиевого сплава. Эти металлы образуют хелатные соединения с полиакриловой кислотой, что повышает прочность, твердость цемента, устойчивость к стиранию. Такого типа материалы, т.е. стеклоиономерные цементы, модифицированные добавлением металла получили название «керметы» (ceramic-metal mixture). Таблица 4. Модифицированные смолами стеклоиономерные цементы согласно их механизма твердения
Механизм отверждения

Материал	Произво дитель	Кислотно щелочная реакция	Световая полимери зация	Химич полим зац
Модифицированные
смолами
стеклоиономерные
цементы
«Fuji II 1.С»	GC	*	*	ч/
«lonosit»	DMG	*	*
«Photac-Fil Quick»	ESPE	*	*
«Vitremer»	3M	*	*	ч/
«Vitrebond»	3M	*	*	ч/
Модифицированные
поликислотами
композиты
(компом еры)
«Compoglass»	Vivadent	*	*
«Dyract»	Dentsply	*	*
«Dyract АР»	Dentsply	•
«Elan»	Kerr	*
«Hytac Aplitip»	ESPE	*
«Freedom»	SDI	«
«F2000»	3M	«
«Geristore»	Den-Mat	*
«Glasiosit»	VOCO	«
«Luxat»	DMG
			*

Примечение: * утверждается, но не докозан
За счет включения в их состав металлов керметы имеют сероватый опенок. Представителями этой группы являются «Ketac-Silver Aplicap/Maxicap» («ESPE»), «Fuji IX GP» («GC»), «Argion Molar» («VOCO») и др.
Различные группы материалов определяют как модифицированные смолами стеклоиономерные цементы (табл. 4). Виды материалов варьируют от тех, которые более похожи на обычные стеклоиономерные цементы до ком- померов, которые приближаются к светополимеризуемым композитам и полимеризуются почти исключительно путем световой полимеризации свободных радикалов (J.Burgless etal., 1994; S.GIadysetal., 1997). В последних или совсем не содержится вода или ее очень мало для протекания кислотно-щелочной реакции, типичной для стекпоиономерного цемента (S.Sidhu etal., 1995). Собственно модифицированный смолами стеклоиономерный цемент сейчас определяют как двухфазную систему, характеризуемая кислотно-щелочной реакцией приближающейся к полимеризации, диффузной адгезией между цементом и твердыми тканями зубов и постоянным выделением фтора (J.McLean etal., 1994; S.Sidhu etal., 1995).