KOMPOZYTY W
STOMATOLOGII

Magdalena

Amonowicz

Inżynieria

biomedyczna

MATERIAŁ
KOMPOZYTOWY

Materiał o strukturze niejednorodnej,
złożony z dwóch lub więcej komponentów
(faz) o różnych właściwościach. Właściwości
kompozytów nigdy nie są sumą, czy średnią
właściwości jego składników. Najczęściej
jeden z komponentów stanowi lepiszcze,
które gwarantuje jego spójność, twardość,
elastyczność i odporność na ściskanie, a
drugi, tzw. komponent konstrukcyjny
zapewnia większość pozostałych własności
mechanicznych kompozytu.

KOMPOZYTY W
STOMATOLOGII



Używane jako plomby

kompozytowe zarówno do
wypełnień ubytków w
zębach przednich, jak i
bocznych;



Utwardzane:

•

Chemicznie

(chemoutwardzalne)

•

Światłem

(światłoutwardzalne)

•

Za pomocą wyższej temp.

a nawet ciśnienia (poza
jamą ustną).

SKŁADAJĄ SIĘ Z:



FAZY ORGANICZNEJ

•

płynna żywica, najczęściej Bis-GMA;

•

nazywana matrycą

•

pełni funkcje spoiwa

•

zawiera substancje mające
właściwości inicjatorów,
aktywatorów, stabilizatorów
zapobiegających samoistnej
polimeryzacji, inhibitorów oraz te
odpowiadające za efekt
kosmetyczny.



FAZY NIEORGANICZNEJ

•

wypełniacz mineralny lub organiczno-
mineralny

•

kwarc, krzemionka, krzemian litowo-
glinowy lub  też szkło.



SUBSTANCJI WIĄŻĄCEJ

•

silan winylu

•

pełni rolę łączącą matrycę z
wypełniaczem.

RODZAJE KOMPOZYTÓW

Kompozyty makrocząsteczkowe

Kompozyty mikrocząsteczkowe

Kompozyty hybrydowe

KLASYFIKACJA I WŁASNOŚCI MATERIAŁÓW

KOMPOZYTOWYCH STOSOWANYCH DO

WYPEŁNIEŃ

Materiał

Makrowypełn

iacz

Mikrowypelni

acz

Małe

cząstki

Hybryda

Własność

Wielkość

cząstki, μm

8-12

1-5

0,04-0,4

0,6-1,0

Objętościowy

udział

wypełniacza,

%

60-65

20-55

65-75

60-65

Masowy

udział

wypełniacza,

%

70-80

35-60

80-90

75-80

Wytrzymałość

na

ściskanie,MP

a

250-300

250-350

350-400

300-350

Wytrzymałość

na

rozciąganie,

MPa

50-65

30-50

75-90

70-90

Moduł

Younga

8-15

3-6

15-20

7-12

Twardość

Knoopa

55

5-30

50-60

50-60

MAKROCZĄSTECZKOWE



makrowypełniacz nieorganiczny stanowi 50-
60% objętości. Możemy je podzielić na stary
typ w których wielkość cząsteczek
wypełniacza wynosiła powyżej 40µm oraz
nowy typ o cząsteczkach mniejszych niż
5µm.

W PORÓWNANIU DO

MATERIAŁÓW

MIKROCZĄSTECZKOWYCH



większa twardość,



mniejszy skurcz polimeryzacyjny,



mniejszy współczynnik rozszerzalności
cieplnej,



łatwe wykruszanie się z ubytku,



powstawanie chropowatej, skłonnej do
przebarwień powierzchni,



spadek odporności na ścieranie i
stosunkowo szybka utrata kształtu
wypełnienia.

W PORÓWNANIU DO

MATERIAŁÓW HYBRYDOWYCH



twardość porównywalna



pozostałe parametry mogą być określane
jako gorsze

MIKROCZĄSTECZKOWE



obecnie najczęściej stosowane

HOMOGENNE

NIEHOMOGENNE
(zawierające
dodatkowo
makrowypełniacz
organiczno-
nieorganiczny)

W PORÓWNANIU DO

MATERIAŁÓW

MAKROCZĄSTECZKOWYCH I

HYBRYDOWYCH



Najmniejszy udział wypełniaczy nieorganicznych
(20-50%) przez co wykazują gorsze parametry
fizykochemiczne i mechaniczne.



Największy skurcz polimeryzacyjny 



Największy współczynnik rozszerzalności
cieplnej 



Najwyższa wodochłonność



Najmniejsza twardość



Najmniejsza wytrzymałość mechaniczna.

Materiały te są tak bardzo popularne przez swoje zalety
m.in.: homogenność, stabilność barwy, zachowanie przez
długi czas gładkiej i błyszczącej powierzchni oraz dobrą
polerowalność.

HYBRYDOWE



Największą ich część stanowi faza
nieorganiczna, czyli wypełniacz (64%).



Budowa pośrednia pomiędzy makro- a
mikrocząsteczkowymi.

Grupę kompozytów hybrydowych można
jeszcze podzielić na trzy podgrupy:



Makrohybrydy ( >5μm)



Hybrydy pośrednie (1-5μm)



Mikrohybrydy( <1μm)

W PORÓWNANIU DO

MATERIAŁÓW

MAKROCZĄSTECZKOWYCH



podobna wytrzymałość mechaniczna,



lepsze walory estetyczne,



większa odporność na ścieranie.

W PORÓWNANIU DO

MATERIAŁÓW

MIKROCZĄSTECZKOWYCH



podobieństwo w
homogenności,
polerowalności, gładkości
i stałości barwy,



mniejszy skurcz
polimeryzacyjny,



mniejszy współczynnik
rozszerzalności cieplnej, a
przez to lepsza adhezja
oraz szczelność brzeżna

ZALETY MATERIAŁÓW

KOMPOZYCYJNYCH



możliwość dobrania właściwego koloru, a
także przezierności oraz współczynnika
załamania światła,



dobra adhezja do szkliwa,



wysoka odporność na zgniatanie,



umacnianie struktury zębów poprzez
wklinowanie się żywicą w szkliwo,



działanie kariostatyczne poprzez uwalnianie
jonów fluoru,



kontrast w obrazie RTG.

WADY



skurcz polimeryzacyjny od 2,5- 4%
prowadzący do mikroprzecieku brzeżnego,
czego w efekcie staje się powstanie
przebarwień oraz próchnicy wtórnej,



kilkakrotnie większa kurczliwość materiału
niż tkanek zęba pod wpływem temperatury,



wrażliwość niektórych zębów po
wypełnieniu,



stosunkowo niewielka trwałość wypełnień.

RODZAJE WYPEŁNIENIA

UBYTKÓW



INLAY



ONLAY



OVERLAY

INLAY



Wkład koronowy pokrywający powierzchnie
żujące oraz stoki guzków z wyłączeniem – w
przeciwieństwie do

onlayu

 – szczytów

guzków.

ONLAY



 

Wkład koronowy pokrywający – w

przeciwieństwie do 

inlayu

 – także szczyty

guzków.

OVERLAY



Wkład koronowy pokrywający powierzchnie

żujące, stoki guzków wraz z ich szczytami
oraz ich powierzchnie
językowe/podniebienne, przedsionkowe i/lub
styczne.

KOMPOZYTY Z WŁÓKNAMI

SZKLANYMI

(

FIBER REINFORCED COMPOSIT-FRC)



Lekki, wytrzymały i elastyczny materiał
konstrukcyjny;



W dużym stopniu pochłaniają wstrząsy i siły
działające na ząb;



Własności mechaniczne mogą być dopasowane
do konkretnych potrzeb w zależności od
komponentu włókna szklanego i systemu ;



Optymalna impregnacja włókien przy użyciu
żywic;



Powierzchnie włókien pokrywa się apretura,
która złączona na stałe ze szkłem wiązaniami
chemicznymi zwiększa przyczepność włókna do
polimeru i przeciwdziała wchłanianiu wody w
strukturę włókna;



Wytrzymałość FRC w 70% zależy liniowo od
liczby włókien;



Wykorzystywane do budowy gotowych wkładów
koronowo-korzeniowych.

WŁASNOŚCI WŁÓKIEN SZKLANYCH

Własność

Gatunek włókna

A

B

E

S

Własności fizyczne

Ciężar właściwy

2,50

2,49

2,54

2,48

Twardość wg Mohsa

__

6,5

6,5

6,5

Własności mechaniczne

Wytrzymałość na rozciąganie, Mpa

W temperaturze 22°C

3033

3033

3448

4585

W temperaturze 371°C

__

__

2620

3758

W temp. 538°C

__

__

1724

2413

Moduł Younga w temp. 22°C

__

69,0

72,4

85,5

Wydłużenie, %

__

4,8

4,8

5,7

Własności termiczne

Współczynnik rozszerzalności

cieplnej, m/m/°C

8,6

7,2

5,8

8,6

Ciepło właściwe w temp. 22°C

__

0,212

0,197

0,176

Temperatura mięknienia, °C

1340

1380

1545

__

Własności elektryczne

Stała dielektryczna w temp. 22°C

60 Hz

__

__

5,9-

6,4

5,0-

6,4

106 Hz

6,9

7,0

6,3

5,1

Stopień rozproszenia w temp.22°C

60 Hz

__

__

0,005

0,003

106 Hz

__

__

0,002

0,003

Własności optyczne

Współczynnik załamania światła
Własności akustyczne

__

__

1113

104

Prędkość dźwięku, m/s

__

__

5330

5850

WKŁADY KORONOWO-

KORZENIOWE

Cechy charakteryzujące te

wkłady:



Retencja.



Wielkość naprężeń
powstających podczas
osadzenia wkładu.



Rozkład naprężeń
czynnościowych.



Wytrzymałość na obciążenia
cykliczne.



Elastyczność porównywalna do
elastyczności zęba.



Retencyjny kształt części
koronowej wkładu.



Prosta technika stosowania.

CHARAKTERYSTYKA WKŁADU KORONOWO-

KORZENIOWEGO

Cechy

Korzyści

Moduł elastyczności zbliżony do

zębiny

Brak ryzyka pęknięcia korzenia

Wzdłużny układ włókna

Łatwy do usunięcia z kanału

korzeniowego

Brak utleniania lub korozji

materiału

Stabilność i biokompatybilność

Wyjątkowe własności fizyczne

Brak ryzyka pęknięcia wkładu

Cylindryczny kształt

Równomierny rozkład naprężeń,

nie powoduje uszkodzenia

przyzębia, jednolita odbudowa

zęba

Fizykochemiczna kompatybilność

pomiędzy wkładem, cementem,

zębiną i odbudowanym zrębem

koronowym

Tworzy solidną i jednorodną

odbudowę

Łatwy w użyciu i opracowywaniu

Odbudowa w trakcie jednej wizyty

Ekonomiczny

Znaczne zmniejszenie kosztów

WKŁADY FIBREKOR POST

Wkłady w kształcie pnia palmy, zbudowane z elastycznych włókien

szklanych(42%) zatopionych w matrycy żywicowej(29%) i
wypełniacza(29%).

ZALETY:



Brak utleniania i korozji materiału w przeciwieństwie do
standardowych wkładów metalowych,



Fizykochemiczna biokompatybilność pomiędzy wkładem,
cementem, zębiną a odbudowanym zrębem koronowym,



Łatwość kształtowania-dostosowywania do odpowiedniej
długości,



Doskonałe wiązanie ze strukturą zęba dzięki wykorzystaniu
cementów kompozytowych do ich osadzania,



Łatwość demontażu, jeśli wymagane jest ponowne leczenie
endodontyczne,



Możliwość odbudowy zęba w tracie jednej wizyty,



Biały, prześwitujący kolor minimalizuje możliwość
wystąpienia przebarwień przy odbudowach, w których
zębina jest bardzo cienka.

ZASTOSOWANIE

Przygotowany Kanał

Zacementowany wkład

FibreKor Post

Odbudowa w
kształtce

Odbudowa bezpośrednia

kompozytem Simile

WKŁADY FIBREKLEER



Występują w dwóch kształtach:

FibreKleer Tapered

(zwężają się w kierunku wierzchołka korzenia zęba)

FibreKleer Parallel

(równoległe zakończone retencyjną główką)

wyłączon
e

włączon
e

PORÓWNANIE Z WKŁADAMI FIBREKOR
POST



Różnice w kształcie wkładów;



Wytrzymałość na zginanie 1577 MPa
(FibreKor 1200 MPa);



Znakomite przewodzenie światła( FibreKor-
niewielki stopień przewodzenia).

ZASTOSOWANIE

Przygotowany kanał

zęba

Zacementowany wkład

FibreKleer Parallel

Odbudowa Bild-It

Gotowa praca

INNY PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA
MATERIAŁÓW KOMPOZYTOWYCH…

MOSTY PROTETYCZNE-

konstrukcja, która jak

prawdziwy most zostaje zakotwiczona na zębach
otaczających brak zębowy; pozwala ona zaoszczędzić
tkanki własne zębów filarowych, jak również
rozwiązuje problem metalowych elementów w jamie
ustnej.

KOMPOZYTY Z WŁÓKNAMI

WĘGLOWYMI



Włókna węglowe-

składają się w 80% do 90% z

atomów węgla; posiadają strukturę grafitopodobną,
która powstała w wyniku pirolizy włókien z
poliakrylonitu.



Badania dotyczące tworzyw kompozytowych,
wzmacnianych włóknami węglowymi:

•

polimerowo-węglowe tworzywa w postaci
mikrowkrętów i płytek dla chirurgii szczękowo-
twarzowej;

•

warstwowe implanty na potrzeby sterowanej
regeneracji tkanek w stomatologii i laryngologii;

•

podłoża tkankowe do leczenia ubytków tkanki
chrzęstnej i kostnej, otrzymywane z polimerów
resorbowalnych oraz modyfikowanych włókien
węglowych.

WŁASNOŚCI NIEKTÓRYCH WŁÓKIEN

WĘGLOWYCH

Materiał

wyjściowy

Typ

włók

na

Średni

ca,

µm

Ciężar

właści

wy

Rm,

Gpa

E,

GPa

A

%

Zawarto

ść

węgla, %

wag.

Lignina

Węgie

l

10-15

1,5

0,6

__

1,5

90

Celuloza

Grafit

6,6

1,67

2,0

390

0,6

99,9

Poliakrylonit

ryl

Węgie

l

8

1,76

3,2

230

__

__

Poliakrylonit

ryl

Grafit

8

1,87

2,4

330

__

__

LITERATURA



Anna Ziębowicz- ”Biomateriały polimerowe”



Stanisław Błażewicz, Leszek Stoch- „Inżynieria

biomedyczna 2000”



Florian Czerwiński- „Anatomia stomatologiczna”



Internet, np.

http://pl.wikipedia.org