Materiałoznawstwo, ćwiczenie 5, 12.03.2012 

 

MATERIAŁY KOMPOZYTOWE 

 

KOMPOZYT = ŻYWICA(matrix) + WYPEŁNIACZ(cząsteczki szkła) + CZYNNIK SPRZĘGAJĄCY(silan) + SYSTEM 

 
Materiały kompozytowe są zalecane do uzupełniania ubytków klas III- V oraz ubytki klasy I u pacjentów, u których 
występują nieznaczne siły zgryzowe, kiedy to estetyka tych uzupełnień odgrywa dużą rolę.  
 
Materiały kompozytowe składają się z trzech faz: matrycy polimerowej, rozproszonych cząsteczek wypełniacza oraz 
silanu pokrywającego powierzchnie cząstek wypełniacza.  
 
Czynnik sprzęgający- związki krzemu i związki nieorganiczne, powoduje połączenie cząsteczek nieorganicznych z 
matrycą polimerową.  
 
Matrix 



 

monomer -> bis-GMA- cząsteczka sztywna + grupa metakrylanowa, UDMA  



 

monomer niskocząsteczkowy -> TGDMA, EGDMA 



 

inicjator 



 

akcelerator 



 

inhibitor 



 

UV stabilizator  

 
Wypełniacz (faza nieorganiczna) 



 

szkło krzemowe, barowe, glinowe, cynkowe 



 

bar, stront, iperyt, cynk powoduje kontrast RTG 



 

barwniki (tlenki) 



 

kwarc krystaliczny -> duże cząsteczki = trudne polerowanie  

 
Zawartość wypełniacza wpływa na: 



 

wytrzymałość 



 

odporność na abrazję 



 

estetykę 



 

właściwości użytkowe 

 
Rola wypełniacza: 

  zmniejszenie skurczu polimeryzacyjnego 
  zmniejszenie rozszerzalności termicznej kompozytu 
  zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie 
  zmniejszenie sprężystości  
  zmniejszenie sorpcji wody 
  zwiększenie trwałości kompozytu i odporności na zużycie 
  wpływa na konsystencję 
  wpływa na przejrzystość i barwę materiału  

 
Skład wypełniaczy: 

  Jako wypełniaczy używa się: kwarcu, krzemionki, krzemianu litowo- glinowego oraz szkła: barowego, 

glinowego, strontowego, cynkowego i iterbowego.  

  Bor, stront, iperyt, cynk i iterb powoduje kontrast RTG 

 
 
 
 
 
 
 
 

Klasyfikacja wypełniaczy (kompozytów): 



 

makrofilowe 10-100 µm 



 

midifilowe 1- 10 µm 



 

minifilowe 0,1- 1 µm 



 

mikrofilowe 0,01- 0,1 µm 



 

nanofilowe 1- 100 nm 



 

hybrydowe-> różne wielkości (kilka rodzajów) wypełniacza 

 
Kompozyt homogenny= żywica + różne wypełniacze w tym samym czasie 
Kompozyt heterogenny= wypełniacz klasyczny + cząsteczki spolimeryzowane + żywica 
 
Czynniki wiążące 

-  aby zapewnić dobre związanie pomiędzy fazą nieorganiczną wypełniacza a matrycą organiczną, powierzchnie 

wypełniaczy poddaje się działaniu silanów wśród których znajdują się grupy reagujące z fazą nieorganiczną 
oraz inne grupy reagujące z matrycą organiczną 

-  silany są to związki krzemu i związki organiczne powodujące połączenie cząstek nieorganicznego wypełniacza 

z matrycą polimerową 

 
Organiczna matryca polimerowa 

-  większość materiałów kompozytowych jest zbudowana na bazie dimetakrylanów- Bis- GMA  lub na bazie 

dimetakrylanów uretanowych UDMA  

-  oligomery są lepkimi cieczami, dlatego też aby uzyskać odpowiednią konsystencję pasty kompozytowej 

dodaje się do nich monomery dwumetylanowe o małej masie cząsteczkowej  

 

 

 
 
 
 
 
 
 
Makrofile (tradycyjne) 



 

niewielka wytrzymałość na ścieranie 



 

NIE do zębów bocznych 



 

dobra wytrzymałość mechaniczna na złamanie 



 

dla klasy III, IV, V 

 
Mikrofile 



 

lepsza estetyka i polerowalność 



 

większa lepkość 



 

kompozyty heterogenne 



 

niska ścieralność 



 

dla klas III,V 



 

dopuszczalny dla klas I i II 

 
 
 
 

Kompozyty hybrydowe (0,6- 1 µm)  

  dodatek składnika mikrofilnego 
  duża wytrzymałość mechaniczna 
  dobra estetyka 
  dla klas I- V 
  uniwersalność 

 
Mikrohybrydowe 

  duża wytrzymałość mechaniczna 
  I- V klasa 
  wielorakie zastosowanie 
  lepsza polerowalność w stosunku do materiałów hybrydowych 

 
Nanohybrydowe kompozyty -> nanofiler + technologia 
 
Inhibitory: 

  zapobiegają przedwczesnej polimeryzacji 
  zapewniają odpowiedni czas użytkowania 

 
Barwniki: 

  tlenki metali np. glinu, tytan 
  dają kolor 

 
Etapy polimeryzacji: 

1.  Inicjacja -> wytwarzanie wolnych rodników 
2.  Propagacja -> powstanie łańcuchów polimeryzacyjnych formowanie sieci 3 D, 50- 60 % stopień konwersji  
3.  Terminacja 

 
C-faktor= powierzchnia związana/ powierzchnia wolna 
 
Klasyfikacja kompozytów: 

1.  Tryb polimeryzacji: 



 

chemoutwardzalne 



 

światło utwardzalne 



 

podwójnie utwardzalne 

2.  Stopień lepkości (zawartość wypełniacza) 



 

klasyczne 



 

półpłynne (flow) 



 

kondensowalne 

 
Wskazania: 

-  wypełnienia bezpośrednie ubytków zębów przednich i bocznych 
-  licówki 
-  podbudowa filarów pod prace protetyczne 
-  szynowanie zębów 
-  wypełnienia pośrednie (wkłady, nakłady, licówki)  

 
Kompozyty pólpłynne (0,7- 3,0 µm) 



 

małe ubytki I i II klasy 



 

podkład ( 1 warstwa kompozytu) 



 

płaskie ubytki klasy V 



 

naprawy (nieszczelność koron)  

 
 
 
 
 
 

Technika odbudowy utraconych tkanek  

1.  Jeden odcień wypełnia cały ubytek np. Charisma, Ceram X mono  
2.  Metoda anatomiczna (kolory szkliwne i zębinowe) np. Ceraz X Duo, Enamel HFO 

 
 
Lampy polimeryzacyjne 

o  halogenowe 
o  plazmowe 
o  lasery argonowe 
o  diodowe ( LED)- nie mają spadku mocy  

 

Norma ISO 500 mW/ cm

2

 

 
Czynniki wpływające na polimeryzację: 

a)  sprzętowe 

  starzenie się żarówki 
  degradacja układu optycznego 
  degradacja filtrów 
  uszkodzenie włókien światłowodu 
  zanieczyszczenie światłowodu 
  wahania napięcia w sieci 
  problemy ze sterylizacją 
  specjalne osłonki- infekcje krzyżowe 

 

b)  proceduralne 

  sposób naświetlania 
  dostęp do materiałów 
  przekrój światłowodu 
  stabilność ręki 
  czas ekspozycji 

 

c)  materiałowe  

  grubość warstwy 
  kształt ubytku 
  ilość i rozmiar wypełniacza 
  odcień kompozytu 
  rodzaj monomerów  

 
 
Spektrum emisji lamp polimeryzacyjnych: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
W celu uzyskania polimeryzacji stosuje się aktywację światłem widzialnym. System aktywacji światłem widzialnym 
polega na poddaniu materiału kompozytowego polimeryzacji silnym niebieskim światłem  
Czas polimeryzacji wynosi 20- 40 sekund.  
 

W systemach aktywacji chemicznej polimeryzacja zachodzi z udziałem inicjatora, którym jest nadtlenek oraz aminy 
organicznej będące przyspieszaczem. Inicjator i akcelerator muszą być przechowywane oddzielnie i zmieszane tuż 
przed założeniem wypełnienia 
 
Reakcja zachodzące w trakcie polimeryzacji: 

 

dwumetakrylan + inicjator + przyspieszacz + wstępnie przygotowany nieorganiczny lub wzmocniony wypełniacz 

-> dentystyczny materiał kompozycyjny 

 
 
inicjator- nadtlenek lub dwuketon plus światło niebieskie 
przyspieszacz- amina 
 
 
 
Re- bonding- pokrycie granic wypełnienia na krótko kwasem, spłukanie i aplikacja ponowna systemu wiążącego w 
celu lepszego uszczelnienia wypełnienia  
 
 
ENAMEL PLUS HFO 
 
Systemy kompozytowe- układy z kolorami szkliwnymi i zębinowymi, imitują włókna mechaniczne i optyczne oraz 
warstwę proteinową 
 
Właściwości koloru zęba: 

  barwa= zębina 
  jasność= szkliwo 
  intensywność bieli 
  opalescencja= brzeg sieczny -> pochłanianie różowego, odbijanie niebieskiego 
  charakteryzacja 

 
Uniwersalny kolor zębinowy: 

  modyfikacja barwy A 
  UD- Universal dentin 
  GE- generic enamel 
  szkliwo opalescencyjne 

 
Fluorescencja- pochłanianie energii świetlnej, wypromieniowanie jej w postaci światła 
Metameryzm- odbiór wzrokowy koloru w różnych światłach  
 
OBN- opalescencyjny błękit naturalny  
Glass connector- imituję warstwę proteinową, redukuje wewnętrzne napięcie związane z polimeryzacją 
 
Ogólne właściwości kompozytów:  

1.  Skurcz polimeryzacyjny- kompozyty mikrohybrydowe kurczą się w mniejszym stopniu niż tez z 

mikrowypełniaczem, wielkość skurczu jest wprost proporcjonalna do ilości matrycy organicznej, aby 
zmniejszyć skurcz wprowadza się go warstwami 
 

2.  Mała sorpcja wody – odpowiedzialna jest matryca organiczna, kompozyty z mikrowypełniaczem bardziej 

narażone na przebarwienia  
 

3.  Przewodnictwo cieplne- współczynniki bliski wartości przewodnictwa cieplnego szkliwa i zębiny, wypełnienia 

kompozytowe zapewniają ochronę miazgi przed bodźcami termicznymi 
 
 
 
 

4.  Rozszerzalność cieplna- im większa jest ilość matrycy organicznej, tym większa wartość współczynnika 

rozszerzalności liniowej materiały; kompozyty z mikrowypełniaczem cechują się większą rozszerzalnością niż 
te mikrohybrydowe 
 

5.  Kontrastowość RTG- większość kompozytów mikrohybrydowych jest mocno kontrastowa w obrazie RTG; nie 

wszystkie materiały kompozytowe dają cień na zdjęciach RTG 
 

6.  Odporność na ściskanie i rozciąganie- odporność materiałów mikrohybrydowych jest większa niż tych z 

mikrowypełniaczem; odporność wzrasta wraz ze wzrostem objętości wypełniacza w kompozycie 
 

7.  Moduł elastyczności- inaczej sztywność kompozytu, jest uzależniony od ilości wypełniacza- zwiększa się wraz 

ze wzrostem objętości wypełniacza; ma istotne znaczenie gdzie występują siły zgryzowe i wymagana jest 
odporność na ścieranie 
 

8.  Twardość, odporność na penetrację i zużycie- twardość zależy od objętości zajmowanej przez wypełniacz, w 

mniejszym stopniu od twardości samego wypełniacza, większą odporność mają kompozyty z wypełniaczem 
mikrohybrydowym 
 

9.  Wytrzymałość połączenia materiału z zębem- 14- 30 MPa, jest niezależna od użytego czynnika wiążącego 

 
Podsumowanie właściwości: 

-  mały skurcz polimeryzacyjny 
-  mała sorpcja wody 
-  rozszerzalność cieplna zbliżona do rozszerzalności tkanek zęba 
-  duża odporność na złamanie 
-  mały stopień ścieralności 
-  nieprzepuszczalność promieni RTG 
-  duża siła wiązania ze szkliwem i zębiną 
-  łatwość doboru koloru 
-  łatwość manipulacji 
-  łatwość opracowania i polerowania  

 
Producenci: 

1.  BISCO 
2.  CAULK 
3.  DENMAT 
4.  DENTSPLY 
5.  ESPE 
6.  IVOCLAR 
7.  KERR DENTAL