Возникновение и развитие композиционных материалов

  В 40-50-х годах нынешнего столетия появился и быстро завоевал популярность среди стоматологов новый вид пломбировочных материалов — неисполненные акриловые пластмассы. Их отвердение осуществлялось путем полимеризации мономера при смешивании двух компонентов материала (порошка-жидкости, двух разных паст и т. п.), содержащих разные составляющие системы полимеризации. В основном использовалась инициаторная система, содержащая перекись бензоила и третичные амины (BPO-Amin), благодаря которой полимеризация материала осуществлялась в условиях температуры полости рта 30-40°С. Несмотря на определенные преимущества, эти пластмассы характеризовались недостаточными прочностью, твердостью, цветоустойчивостью, токсическим влиянием на пульпу зуба, высокими коэффициентом термического расширения и водопоглощением.
Для улучшения свойств данного вида пломбировочных материолов в их состав пытались вводить различные неорганические наполнители. Однако в течение длительного времени такие попытки не давали существенного результата, так как акриловая пластмасса недостаточно прочно удерживала наполнитель после полимеризации. Тем не менее в 1960г. появился первый коммерческий пломбировочный мотериал такой наполненной пластмассы — «Addent» («ЗМ Company»). Окончательный успех в создании такого вида пломбировочного материала связан с именем R.L Bowen, синтезировавшего новый вид акрилового мономера — бис- фенол-А-диглицидилметакрилат — «Bis-GMA», впоследствии получившего название «Смола Бовена». Данный мономер отличался способностью очень прочно удерживать неорганический наполнитель в матрице акриловой пластмассы. Это позволило создать новый вид (U.S.—Patent 3.066.1 12) пломбировочного материала, состоящего из мономера Bis- GMA и силанизированной кварцевой муки (R.L. Bowen, 1962 г.).
Таким образом, заменяя полиметилметакрилаты на мономер Bis-GMA, используя кварц или силикаты в качестве наполнителя, а силаны как связующее вещество, удалось в начале 60-х годов создать новый вид пломбировочных материалов, существенно отличающихся от своих предшественников, — композиционные пломбировочные мотериолы. Первые композиты выгодно отличались от неисполненных пластмасс более высокими физико-механическими свойствами, высоким эстетическим качеством, меньшей усадкой. Однако их адгезия и краевое прилегание к твердым тконям зубов были недостаточными. Для лучшей фиксации композитов это привело к использованию предварительной обработки эмали фосфорной кислотой — кислотного протравливания эмали, предложенного М. J. Buonocore (1955 г.). В последующем были созданы адгезивные связующие системы, позволяющие осуществить прочное прикрепление композита к твердым тканям зубов. Для улучшения эстетических свойств материалов потребовалась разработка неорганических нополнителей с гораздо меньшим размером частиц — мини- и микронаполненных композитов. Благодаря этому было достигнуто очень высокое качество поверхности материала после полирования — до зеркального блеска, свойственного эмали естественных зубов. Сочетание розличных размеров (макро-, мини-, микро-) частиц наполнителя позволило создоть так называемые гибридные композиты, сочетающие в себе достаточную прочность и высокие эстетические качество (полируемость) материала. Наиболее удовлетворительные результаты достигаются благодаря применению негомогенных микронаполненных или мелкодисперсных (микрогибридных) композиционных материалов. В последние годы появляется все большее количество различных гибридных композиционных материалов, содержащих чостицы неорганического наполнителя в оптимольном количестве и с пропорционально подобранным процентным содержанием частиц розного размера — ток называемые тотально выполненные гибридные материалы.
Разработка новых инициаторных систем полимеризации привела к созданию материалов, полимеризующихся под воздействием света. Преимуществом применения данного вида композита была оптимальная гомогенная консистенция, практически не ограниченная временем возможность моделирования пломбы или реставрации до момента ее полимеризации. Данный вид материала можно было наносить послойно, что позволяло, используя различные цветовые оттенки композита, достичь высокого эстетического эффекта реставрации зуба. Новая инициаторная система полимеризации позволила достичь очень высокой цветоустойчивости материала на протяжении нескольких лет.
Таким образом, в развитии композиционных пломбировочных материалов можно выделить следующие важные этапы:
1941г. — использование новой системы инициаторов полимеризации — перекиси бензоила и третичных аминов (BPO-Amin);
1955г. — предложение М. J. Виопосоге проводить кислотное протравливание эмали;
1960г. — появление одного из первых коммерческих материалов — прототипа композитов — «Addent» («ЗМ Company»);
1962г. — появление первого макронаполненного композиционного материала (по патенту R. L. Bowen);
1970г. — впервые используются композиты, полимеризующиеся под воздействием ультрафиолетового света;
1977г. — появление микронаполненных композиционных материалов, использующихся для пломбирования фронтальных зубов;
1977г. — создание светоотверждаемых видимым светом композиционных материалов;
1980г. — появление первых гибридных композиционных материалов;
1980г. — появление первых микронаполненных композитов для восстановления жевотельных зубов;
1982г. — использование композиционных материалов для изготовления вкладок;
1985г. — появление первых мелкодисперсных (микрогибридных) гибридных композитов, обеспечивающих их универсальное применение;
1993г. — появление первых компомеров;
1994г. — создание тотально выполненных гибридных композиционных материалов, обеспечивающих эффективное восстановление фронтальных и боковых зубов;
1997г. — создание вязких композиционных материалов повышенной прочности.
Общая проблема всех композиционных материалов — это усадка, возникающая вследствие полимеризации и составляющая для розных материалов от 2 до 5 об %. В целях избежания отслаивания композитов от стенок кариозной полости и образования краевой щели особое внимание уделяется применению композитов в сочетании с эмалево-дентинными адгезивными системами, благодаря чему удается усилить их сцепление с тканями зуба. К настоящему времени разработано достаточно большое количество различных адгезивных систем, которые способны обеспечить довольно сильное присоединение композита к твердым тканям зубов и другим стоматологическим материалам (пластмассам, металлу, фарфору и пр.). Все эти типы связывания являются довольно разными по своей природе. Чаще всего это микромеханическое соединение (например, композит-эмаль), которое обеспечивается при помощи кислотного протравливания эмали. Связывание композита с дентином является по своей природе химическим и микромехоническим. Считается, что механическое связывание (например, композита с эмалью) является более сильным, чем химическое, — композита с дентином. Однако с применением адгезивных систем последних поколений, позволяющих оброзовывоть гибридную зону в дентине, эта разница существенно уменьшилось и практически исчезла. Одной из основных причин, благодаря которой композиционные мотериалы нашли широкое применение в терапевтической стоматологии, является то, что в отличие от других пломбировочных материалов композиты с помощью использования различных адгезивных систем могут напрямую связываться с твердыми тканями зуба (A.J. Gwinnett, A. Matsui, 1967). Клинический успех относительно каждого из отдельных видов связывания адгезивов с тканями зубов зависит от выбора определенного композиционного материала, соответствующей адгезивной связующей системы и правильной техники их использования при клинической процедуре восстановления утраченных тканей зубов (R. Е. Jordan etal., 1981). 

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

А так же в разделе «  Возникновение и развитие композиционных материалов »