I. Cementy szklano-jonomerowe.
wynosić 1:2. Jonowe szkła glinokrzemianowe o takim składzie łatwo ulegają rozpuszczeniu w kwasach. Zmiana proporcji prowadzi do wydłuŜenia czasu utwardzania cementu, a takŜe do
Cementy szklano-jonomerowe (glass-jonomerowe) opracowano i wprowadzono do lecznictwa z
modyfikacji właściwości fizykochemicznych (wytrzymałość, przezierność).
początkiem lat 70-tych. Szczegółowo opisali je w 1971 roku Wilson i Kent. Dzięki wyjątkowym Związki fluoru, wprowadzone do cementów szklano-jonomerowych obniŜają temperaturę
własnościom cementy te znalazły szerokie zastosowanie jako materiał plastyczny do wypełnień, topnienia szkła, zwiększają wytrzymałość utwardzonego cementu, zmniejszają przezierność i aczkolwiek powszechnie zaczęto stosować je dopiero na przełomie lat 1980-90. Pierwszy, powodują zmętnienie szkła, stymulują efekt przeciwpróchnicowy i remineralizacyjny. Glin wprowadzony do lecznictwa cement szklano-jonomerowy (ASPA – Alumino-Silikat-Poly-Akryl), z zwiększa wytrzymałość mechaniczną cementu. Ilość A1203 i NaF określa reaktywność cementu na uwagi na wady nie zyskał wielkiej popularności. Opracowanie kolejnych cementów, o coraz to działanie kwasów oraz stymuluje proces wiązania. AlP04 określa transparencję materiału oraz lepszych własnościach, sprawiło, Ŝe lekarze coraz częściej sięgali po te materiału. Obecne cementy wytrzymałość mechaniczną. Nierozpuszczalne sole (Ba, Sr, La) odpowiadają za uzyskanie
szklano-jonomerowe znacząco róŜnią się swoim składem, tak proszku, jak i płynu, i kontrastu na zdjęciach RTG.
właściwościami od tych dostępnych w początkowym okresie. W odróŜnieniu od pierwszych Szybkość wiązania przyszłego cementu zaleŜy m.in. od temperatury wytopu szkła - im jest ona materiałów, które były uŜywane głównie do wypełnień ubytków przyszyjkowych, współczesne wyŜsza, tym cement szybciej podlega reakcji wiązania.
cementy szklano-jonomerowe (dzięki licznym modyfikacjom) są stosowane jako materiały do wy-Wzmocnienie cementu moŜna uzyskać przez wprowadzenie cząsteczek szkła w fazie
pełnień ubytków I do V klasy Blacka.
rozproszonej, wzmacniających włókien lub metali.
Cementy zawierające szkła wzbogacone fazą rozproszoną cechuje wyŜsza wytrzymałość
2. Skład cementów szklano-jonomerowych
(zwłaszcza na odkształcenie) w porównaniu z cementami na bazie przeziernych szkieł.
Odpowiednimi fazami rozproszonymi są korund (Al2O3), rutyl (TiO2), baddelit (ZrO2) oraz tielit Skład cementów szklano-jonomerowych tradycyjnych:
(Al2TiO5). Dodanie ok. 5% (wagowo) TiO2 nie zmienia klinicznie akceptowanego koloru materiału.
Proszek: rozpuszczalne w kwasie fluorowane szkło wapniowo-aluminiowo-
Wzmocnienie cementów włóknami ceramicznymi: korundowymi, kwarcowymi, szklanymi czy
krzemowe.
węglowymi podnosi wytrzymałość cementów szklano-jnomerowych na odkształcenie. Dodatek
Płyn: wodny 40-55% roztwór kopolimeru kwasów: akrylowego i itakonowego
metali (włókna, proszek), bądź stopów amalgamatu do proszku cementu szklano-jonomerowego
w stosunku 2:1 lub kopolimer kwasu akrylowego i maleinowego w stosunku 1:1,
moŜe równieŜ polepszyć ostateczną odporność materiału na uszkodzenia mechaniczne
kwas tartarowy (winowy) w ilości 5-15%.
(odkształcenie), ale nie poprawia znacząco innych właściwości fizykomechanicznych materiału, a
nawet moŜe zmniejszyć wytrzymałość na ścieranie.
Poprzez wbudowanie cząstek metalu (srebra lub złota) do cząstek szkła otrzymujemy cementy
szklano-metalowe – cermety (ceramic metal). Technologia przygotowania proszku cermetowego
Skład cementów szklano-jonomerowych modyfikowanych Ŝywicą:
polega na zmieszaniu, sprasowaniu i następnie spiekaniu, w temperaturze 800oC, sproszkowanego
Proszek: rozpuszczalne w kwasie fluorowane szkło wapniowo-aluminiowo-
metalu i szkła glinokrzemianowego. Powstały produkt metalowo-ceramiczny po rozdrobnieniu
krzemowe, katalizatoty.
zachowuje trwałe połączenie obu faz. Cementy cermetowe, w odróŜnieniu od cementów szklano-
Płyn: wodny 40-55% roztwór kopolimeru kwasów: akrylowego i itakonowego
jonomerowych, cechuje przede wszystkim wyŜsza wytrzymałość ma ścieranie ale takŜe wyŜsza
w stosunku 2:1 lub kopolimer kwasu akrylowego i maleinowego, kwas
wytrzymałość na odkształcenie. Wadą cermetów jest jednak gorsza estetyka – dodatek metalu czyni
tartarowy (winowy) w ilości 5-15%, hydroksyetylometakrylat, dimetakrylany,
te cementy szklano-jonomerowe szarymi, odbiegającymi barwą od barwy szkliwa i zębiny.
kamfochinon.
Cermety są zatem materiałami z wyboru do wypełnień ubytków w zębach bocznych i podbudowy koron zębów pod filary protetyczne.
Płynem pierwszych cementów szklano-jonomerowych był 40% roztwór kwasu poliakrylowego o
Obecnie wiele cementów szklano-jonomerowych to systemy zarabiane wodą. Proszek cementu
niskiej masie cząsteczkowej. UŜycie we współczesnych cementach, jako płynu, kopolimerów zawiera dodatek wysuszonych w próŜni przez wymraŜanie kwasów poliakrylowego i tartarowego.
kwasu akrylowego oraz kwasów o większej liczbie grup karboksylowych w cząsteczce
Pierwsze produkty tego typu wprowadzono do handlu w 1981 r.
(itakonowego, maleinowego), o średniej masie cząsteczkowej 10000, zwiększyło adhezję do twardych tkanek zębów i poprawiło własności fizyczne (łatwiejsze przechowywanie, wzrostem
lepkości cementu). Domieszka kwasu tartarowego (winowego) w ilości 5-15% ułatwia rozrabianie 2. Budowa cementów szklano-jonomerowych
cementu, wydłuŜa czas pracy i skraca jednocześnie czas jego wiązania. Pozwala takŜe na
Związany cement cechuje budowa heterogenna. Rezultatem reakcji chemicznych pomiędzy
stosowanie szkieł o niskiej zawartości fluoru, które są bardziej przezierne, a przez to cement jest fluorowanym szkłem glinowo krzemowym a kwasem poliakrylowym jest cement składający się z bardziej estetyczny.
cząsteczek szkła, wbudowanych w matrycę utworzoną z soli (polikarboksylanów wapnia i glinu) Szkło wapniowo-aluminiowo-krzemowe zawiera głównie krzemionkę Si02, tlenek glinu A1203 i będącej produktem reakcji kwasów z jonami glinu i wapnia, uwolnionymi z powierzchniowych fluorek wapnia CaF2, a w mniejszych ilościach fluorek glinu AlF3, fluorek sodu NaF, fosforan glinu warstw szkła. W sieci tej uwięzione są wolne jony fluoru.
AlPO ,
4 glinofluorek sodowy Na3AlF6. Mieszanina tych związków jest topiona (łączona) w
temperaturze ok. 1000-1500°C i w fazie płynnej raptownie schładzana. Otrzymany produkt zostaje 3. Wiązanie cementów szklano-jonomerowych
zmielony do drobnoziarnistego proszku. Wielkość cząstek proszku zaleŜy w duŜej mierze od przeznaczenia przyszłego cementu, i tak dla cementów przeznaczonych do wypełnień wynosi ona Dostępne na rynku cementy szklano-jonomerowe ze względu na proces wiązania moŜna
50 µm, zaś dla cementów łączących i podkładowych ok. 20 µm.
zasadniczo podzielić na dwie grupy:
Zasadniczo skład proszku cementów szklano-jonomerowych nie odbiega dalece od składu
1. Cementy szklano-jonomerowe tradycyjne (chemoutwardzalne – wiąŜące chemicznie). Są to cementów krzemowych. Znamienny jest jednak większy stosunek A1203 do SiO2, powinien on
cementy składające się ze fluorowanego szkła glinokrzemianowego, płynem zaś jest
1
2
kopolimer kwasów akrylowego i winowego bądź itakonowego. Do tej grupy zaliczamy takŜe do nadmiernej sorpcji wody do cementu, dlatego producenci stosują dodatki mające na celu cementy szklano-jonomerowe zarabiane wodą destylowaną, w których proszek zawiera
zabezpieczenie prawidłowego przebiegu reakcji kwas-zasada pomiędzy szkłem, a kwasami
dodatkowo kopolimery kwasów.
poliakrylowymi.
2. Cementy szklano-jonomerowe wiąŜące przy udziale światła widzialnego. Ten typ cementów zawiera, prócz składników wymienionych wyŜej, dodatkowe składniki w postaci Ŝywicy
Fotoinicjacja reakcji kwas-zasada (pierwszy etap wiązania) zachodzi w warstwie cementu
strukturalnej, zdolnej do sieciowania (dimetakrylany), czynnika łączącego fazę Ŝywiczą z szklano-jonomerowego do głębokości penetracji światła. Daje to "efekt parasola", zabezpieczając matrycą cementu – poliokarboksylanami wapnia i glinu (hydroksyetylometakrylan –HEMA)
cement przed wczesną utratą wody bądź niekontrolowanym jej pobieraniem. Fotoinicjatorem oraz fotoinicjator (kamfochinon).
najczęściej jest kamforochinon. W części cementu nieaktywowanej światłem przebiega reakcja wiązania, kwas-zasada, identyczna z reakcją cementów szklano-jonomerowych wiąŜących
3.1. Wiązanie cementów chemoutwardzalnych
chemicznie (tzw. faza ciemna wiązania). NaleŜy wyraźnie podkreślić, Ŝe cementy o podwójnym Po zmieszaniu proszku z płynem rozpoczyna się reakcja wiązania. Ma ona charakter reakcji systemie wiązania nie wymagają bezwarunkowo inicjacji światłem. NiezaleŜnie od tego, czy tego kwas-zasada, zaś jej produktem jest sól. WyróŜnić moŜemy trzy zachodzące bezpośrednio po sobie typu cement jest naświetlony czy nie, nastąpi jego całkowite twardnienie, tylko w dłuŜszym czasie etapy wiązania:
(5-7 minutach), zaś właściwości fizykochemiczne tak wiąŜącego cementu są podobne do cementu 1. Rozpuszczanie - kwasy wchodzą w reakcje z powierzchniowymi warstwami cząstek szkła.
aktywowanego światłem. Aktywacja światłem ma miejsce do głębokości 3-4 mm. Wypełnienia o Dochodzi do uwolnienia jonów Al+3, Ca+2, Na+, F- i powstaje Ŝel krzemowy. Jony H+ dyfundują większej grubości w pozostałej części wiązać będą chemicznie. Zapewnia to duŜy komfort pracy.
do szkła w miejsce uwolnionych jonów Al+3, Ca+2, Na+, F-. Rozpuszczeniu ulega 20-30% szkła, Szybkie wiązanie cementu w warstwie aktywowanej światłem powoduje wystąpienie skurczu
reszta pozostaje nie zmianiona, stanowiąc fazę otoczoną przez produkty reakcji wiązania –
materiału. MoŜemy go kontrolować poprzez stosowanie utwardzania warstwowego, jednak nie da matrycę.
się go wyeliminować całkowicie. W tego typu materiałach wydaje się on minimalny.
2. śelowanie - jony Ca+2, jako bardziej reaktywne od Al+3, tworzą wiązania krzyŜowe z molekułami polikwasów. Proces ten nie zachodzi z maksymalną wydajnością, gdyŜ jony Ca+2
4. Klasyfikacja cementów szklano-jonomerowych
tworzą jednocześnie chelaty z pojedynczymi cząsteczkami kwasu. W tym momencie cement jest
najbardziej wraŜliwy na czynniki zewnętrzne (woda). W tej fazie jony Al+3 mogą dyfundować Podział cementów szklano jonomerowych
poza materiał, jeśli kontaktują się z wilgocią (wodą – ślina, płyn kieszonkowy), co będzie
· Typ 1 - Cementy łączące (Fuji II, Ketac Cem)
skutkowało niemoŜnością wytworzenia wiązań krzyŜowych z polikwasami. MoŜe dochodzić
Cementy łączące są stosowane zwykle do osadzania koron, mostów, cementowania
takŜe do ucieczki wody (parowanie), co w efekcie zahamuje proces wiązania i uniemoŜliwi jego wkładów, a takŜe elementów aparatów ortodontycznych. Zazwyczaj są to cementy
pełne zakończenie. Z drugiej strony zanieczyszczenie powierzchni wypełnień śliną, płynem szybkowiąŜące, dające kontrast na zdjęciach RTG. Stosunek proszku do płynu wynosi
kieszonkowym lub krwią moŜe prowadzić do przebarwienia wypełnień.
zwykle 1,5:1.
3. Twardnienie - z racji trójwartościowości jony Al+3 tworzą wysoce wydajne wiązania krzyŜowe z
· Typ 2 - Cementy do wypełnień
molekułami polikwasów, co nadaje spójność i twardość cementowi. Równocześnie postępuje
Typ 2 klasa 1 (Fuji Fil, Ketac Fil). Cementy do wypełnień ubytków w barwie zęba - są to wiązanie wody przez Ŝel krzemowy, który teraz otacza kaŜdą cząsteczkę szkła. Proces
cementy samowiąŜące, reakcja wiązania przebiega powoli. Posiadają niską
twardnienia jest długotrwały, przebudowa moŜe trwać nawet wiele miesięcy, zaś cement swoją odporność na utratę i sorpcję wody. Cementy o podwójnym mechanizmie
pełną wytrzymałość uzyskuje po blisko 12 miesiącach.
wiązania są to cementy szybkowiąŜące o wczesnej odporności zarówno na
utratę, jak i sorpcję wody. Stosunek proszku do płynu wynosi 3:1 bądź jest
Struktura ostatecznie związanego cementu przedstawia się następująco: cząsteczki szkła, z wyŜszy. Większość materiałów daje kontrast na zdjęciach RTG.
których kaŜda otoczona jest Ŝelem krzemowym, zanurzone są w matrycy, zbudowane z krzyŜowo Typ 2 klasa 2 (Ketac Silver, Chelon Silver, Giz Silver). Cementy do wypełnień ubytków
powiązanych cząstek kwasów poliakrylowych z luźno leŜącymi jonami F-.
wzmacniane - stosowane są tam, gdzie szczególny nacisk połoŜony jest na
odporność materiału na czynniki mechaniczne, a estetyka gra drugoplanową
rolę. Zwykle są to cementy szybkowiąŜące, czyli o wysokim stosunku
proszku do płynu 3: 1 bądź wyŜszym. Są zazwyczaj nieprzepuszczalne dla
3.2. Wiązanie cementu szklano-jonomerowego inicjowane światłem (podwójny system
promieni RTG.
wiązania)
Typ 3 - Cementy podkładowe (Baseline, Vitrebond, Ketac Bond Liner), linery albo cementy sto-Po połączeniu proszku z płynem, dochodzi do rozpoczęcia wiązania tak, jak w szklano-
sowane w grubej warstwie. Linery uŜywane są zwykle jako izolator termiczny lub pod odbudowy jonomerowych cementach (tradycyjnych). Polikwasy reagują ze szkłem glinokrzemianowym, a metalowe. PrzewaŜnie są to cementy szybkowiąŜące, stosunek proszku do płynu wynosi 1,5:1. Jako reakcja ta ma charakter reakcji kwas-zasada. Równolegle, z uwagi na dodatkowe składniki cementu cementy podkładowe stosowane w grubej warstwie mają za zadanie odbudowywać część zębinową
– 2-hydroksyetylmetakrylan (HEMA) oraz system katalizujący oparty na kwasie askorbinowym, zęba, uŜywane są przewaŜnie w połączeniu z kompozytami, np. w technice kanapkowej. Zwykle są dochodzi do wytwarzania wiązań pomiędzy cząsteczkami polikwasu, a grupami winylowymi
to cementy szybkowiąŜące, o stosunku proszku do płynu 3:1 bądź wyŜszym. Większość cementów dimetakrylanów – Ŝywicy strukturalnej, stanowiącej równieŜ dodatkowy składnik cementu. W
jest nieprzepuszczalna dla promieni RTG.
momencie naświetlenia światłem lampy polimeryzasyjnej, składniki Ŝywicze – dimetakrylany w wyniku polimeryzacji wolnorodnikowej (inicjowanej przez kamfochinon) tworzą sieć polimerową.
Tym samym dochodzi do połączenia obydwu składników modyfikowanych Ŝywicą
glassionomerów – matrycy (sole – polikarboksylanów wapnia i glinu) oraz Ŝywicy strukturalnej, związkiem sprzęgającym jest zaś HEMA. HEMA to związek wysoce hydrofilny i moŜe prowadzić 3
4
5. Właściwości fizykochemiczne cementów szklano-jonomerowych
GIS wnikają do kryształów apatytu, a ich grupy karboksylowe wypierają grupy fosforanowe i wiąŜą
jony Ca+2. Sugeruje się takŜe wiązanie wolnych grup karboksylowych COO- ze spolaryzowanymi 5.1. Równowaga wodna
powierzchniami, takimi jak: szkliwo (hydroksyapatyty), zębina (grupy aminowe i karboksylowe Związany cement szklano-jonomerowy posiada cząsteczki szkła zawieszone w hydroŜelu
kolagenu). Mechanizm wiązania ma polegać na tworzeniu mostków przez jony wodorowe lub jony krzemowym i wbudowane w matrycę polisoli, bogatych w jony wapnia i glinu ze swobodnie
metalu. Siły tego połączenia nie zdołano dotąd dokładnie określić. Podobny charakter ma mieć leŜącymi w sieci jonami fluoru. Cement taki zawiera wodę związaną w sieci krystalicznej, a takŜe wiązanie wolnych grup karboksylowych COO- z powierzchnią metalu pokrytą tlenkami,
wodę niezwiązaną.
aczkolwiek wiązania GIS z powierzchnią metali ustępuje zdecydowanie wiązaniu materiału ze Zaraz po zmieszaniu cementu szklano-jonomerowego ma on zdolność do wchłaniania dalszych szkliwem i zębiną.
porcji wody, stąd konieczność wczesnego izolowania załoŜonego cementu przed dostępem wilgoci Siła wiązania GIS ze szkliwem i zębiną uzaleŜniona jest równieŜ od ich składu chemicznego.
(moŜe ulec wypłukaniu). Z drugiej strony przesuszenie cementu moŜe doprowadzić do utraty wody Cementy, w których płynem jest kwas poliakrylowy posiadają większą siłę wiązania niŜ cementy niezwiązanej, a przez to do pogorszenia właściwości fizykochemicznych wypełnienia. Prawidłowy zawierające kopolimery kwasu akrylowego i itakonowego lub maleinowego. RównieŜ siła wiązania balans wodny ma zasadnicze znaczenie dla uzyskania wypełnienia o najlepszych własnościach.
cementów cermetowych jest niŜsza niŜ konwencjonalnych glassionomerów. Siła wiązania GIS ze W cementach szklano-jonomerowych do wypełnień (typ 2) sorpcja dodatkowych porcji wody szkliwem waha się, w zaleŜności od materiału, od 2,6 do 9,6 MPa, zaś z zębiną od 1,1 do 4,5 MPa.
w początkowych etapach wiązania moŜe spowodować zaburzenia budowy sieci przestrzennej
W celu poprawy połączenia GIS ze szkliwem i zębiną zaleca się specjalne ich
wiązań krzyŜowych polikwasów, a takŜe utratę przezierności, moŜe teŜ manifestować się
przygotowanie. Ze względu na zanieczyszczenia i obecność warstwy mazistej na ścianach ubytku podatnością na wypłukanie. Przesuszenie z kolei prowadzi do utraty wody, powodując łamliwość po jego opracowaniu, które są czynnikiem zmniejszającym adhezję glassionomeru do tkanek zęba, cementu, porowatość, utratę jonów biorących udział w formowaniu matrycy. Wynika stąd
zaleca się ich usunięcie za pomocą tzw. cleanerów – mieszanin substancji chemicznych, zdolnych konieczność izolacji wypełnienia z cementów szklano-jonomerowych od wpływu środowiska jamy do rozpuszczenia warstwy rozmazu. Cleanery, nanosimy na powierzchnię ubytku na 15-30 sek. i ustnej na minimum 24 godziny. MoŜna to osiągnąć przy uŜyciu lakierów ochronnych, spłukujemy strumieniem wody. Takie postępowanie umoŜliwia usunięcie warstwy rozmazu z
przeznaczonych do zabezpieczenia powierzchni materiału (GC Fuji varnish, takŜe
zębiny, oczyszczenie powierzchni szkliwa oraz usunięcie zanieczyszczeń z krwi, śliny, płytki światłoutwardzalnych (Fuji coat LC), lub jednoskładnikowych Ŝywiczych systemów wiąŜących o nazębnej. Początkowo do tego celu stosowano kwas cytrynowy w niskich stęŜeniach bądź wodę małej lepkości, aktywowanych światłem widzialnym. MoŜliwe jest równieŜ zabezpieczenie
utlenioną. Miały one usuwać częściowo lub całkowicie warstwę mazistą z ubytków. Uzyskuje się powierzchni wypełnień masłem kakaowym. Pokrycie wypełnienia na całej wolnej powierzchni dzięki temu znaczną poprawę między-powierzchniowego kontaktu, co z kolei zapewnia wzrost siły zapobiegnie utracie wody lub sorpcji wody, uszczelni mikroporowatości wypełnienia, polepszając wiązania GIS z tkankami zęba. Dla przykładu, potraktowanie powierzchni szkliwa przez 60s estetykę i zapobiegając jednocześnie przebarwieniu. Ostateczne opracowanie naleŜy odłoŜyć na 24
preparatem Tubulicid (chlorheksydyna, dodicin, fluorek sodu), powoduje wzrost siły wiązania do godziny i powinno się je przeprowadzić przy chłodzeniu wodą.
szkliwa z 3,2 MPa do 7,5 MPa, a w przypadku zębiny z 3,1 MPa do 6,6 MPa.
Wprowadzenie cementów szybkowiąŜących miało obniŜyć ich sorpcję wody. Osiągnięto to
Mount w roku 1984 określił wymagania stawiane cleanerom. Substancja taka powinna być:
przez usunięcie w procesie produkcyjnym nadmiaru jonów wapniowych. Zmniejszenie sorpcji izotoniczna, o pH w granicach od 5,5 do 8,0, nietoksyczna dla miazgi, zębiny oraz tkanek miękkich, wody, skrócenie czasu wiązania spowodowało niestety zmniejszenie przezierności tego typu kompatybilna chemicznie z cementem, rozpuszczalna w wodzie i dająca się łatwo usunąć. Nie cementów. Pozostał jednak dalej problem utraty wody, któremu moŜemy zapobiegać w sposób powinna uszkadzać chemicznie szkliwa i zębiny oraz powinna wzbogacać chemicznie
opisany powyŜej.
powierzchnię, przygotowując ją do wiązania. Oczywiście nie istnieje idealny preparat, który Wprowadzenie cementów szklano-jonomerowych modyfikowanych Ŝywicą pozwoliło
spełniałby wyŜej wymienione kryteria w całości. Obecnie cleanery zawierają, jako substancje przyspieszyć wiązanie – materiały te bezpośrednio po naświetleniu (po ok. 5 sek. od momentu czynne, kwasy w niewielkich stęŜeniach, bądź substancje obojętne, zdolne do chelatacji, rozpoczęcia naświetlania) uzyskują natychmiastową odporność na sorpcję wody, a takŜe częściową najczęściej: kwas cytrynowy, kwas poliakrylowy, EDTA, chlorek Ŝelaza oraz dodicin.
odporność na jej utratę. Po odpowiedniej aktywacji światłem wypełnienia z tego typu cementów UwaŜa się, Ŝe najodpowiedniejszym cleanerem (conditionerem) jest 10% kwas poliakrylowy, szklano-jonomerowych mogą być natychmiast opracowane. NaleŜy wspomnieć, Ŝe nadal przez
aplikowany na czas 10-15 sekund. Dokonuje on preaktywacji jonów wapniowych bardzo licznie następne dwa tygodnie istnieje niebezpieczeństwo dehydratacji, stąd logiczne jest uŜycie techniki występujących w warstwie mazistej, które w kontakcie z cementem szklano-jonomerowym szybciej pokrycia Ŝywicą o niskiej lepkości.
i łatwiej wchodzą w reakcję. Pozostawienie kwasu poliakrylowego w kontakcie z tkankami zęba na czas dłuŜszy niŜ 20 sekund, nie jest polecane, powoduje bowiem otwarcie kanalików zębinowych 5.2. Połączenie ze szkliwem i zębiną
oraz demineralizację głębiej połoŜonych warstw zębiny.
Jedną z cech charakterystycznych cementów szklano-jonomerowych, decydującą o sukcesie
Zastosowanie takiego związku przynosi wielokierunkowe korzyści. Kwasy poliakrylowe
klinicznym tych materiałów, jest uzyskanie trwałego klinicznie, adhezyjnego połączenia cementu ze wchodzą w skład cementów szklano-jonomerowych, dlatego pozostałości po niedokładnym
szkliwem i zębiną.
wypłukaniu i przygotowaniu ubytku nie wpłyną negatywnie na proces polimeryzacji kwasu.
Adhezja do części zmineralizowanej tkanek twardych zęba zapoczątkowana jest w momencie
kontaktu zarobionego cementu z z
ębem. Mechanizm wiązania cementów glassionomerowych z
twardymi tkankami z
5.3. Uwaga dotycz
ęba nie jest w pełni wyjaśniony. Z uwagi na blisko dwukrotnie większą siłę
ąca preparowania ubytków
poł
Stosowanie kwasu poliakrylowego ma sens w celu przygotowania podło
ączenia GIS ze szkliwem niŜ z zębiną, zasadnicze znaczenie w wytwarzaniu połączenia
Ŝa do aplikacji
przypisuje si
wypełnienia z cementu szklano-jonomerowego ubytków klasy V i ubytków klinowych. Je
ę wiązaniu materiału ze składnikami nieorganicznymi tkanek zęba –
śli
hydroksyapatytami, szkliwo bowiem zawiera 98%, za
adhezja chemiczna nie jest wymagana, np. podkłady z cementów szklano-jonomerowych pod
ś zębina 70% substancji nieorganicznych.
Podstawow
wypełnienia amalgamatowe, pod wkłady czy kompozyty, alternatyw
ą rolę w wytwarzaniu połączenia przypisywano chelatacji jonów wapnia zawartych w
ą do usuwania warstwy
hydroksyapatytach z grupami COOH glassionomeru (Smith 1968, Beech 1973). Obecnie
mazistej będzie zastosowanie conditionera wiąŜącego tę warstwę z zębiną i szkliwem. MoŜemy mechanizm wi
wtedy zastosowa
ązania tłumaczy się w oparciu o teorię dyfuzji. UwaŜa się, Ŝe łańcuchy polianionowe
ć 25% kwas taninowy czy roztwór ITS wg Caustona.
5
6
warunków wiązania. Materiały te wykazują jednak niewielką przezierność, ustępującą
Tab. 1. Roztwór Caustona (roztwór stabilny przez 18 miesięcy)
przeziernością szkliwu, a nawet zębinie, są „kredowe”. Cementy szklano-jonomerowe
Składnik
/litr
szybkowiąŜące, a takŜe aktywowane światłem właściwą przezierność osiągają niemal natychmiast.
CaCI_,
0,20
Przezierność cementów modyfikowanych Ŝywicą jest bardzo dobra, materiały te w niczym nie KCl
0,20
ustępują przeziernością materiałom kompozycyjnym. Przezierność tych materiałów moŜe ulec MgCl
nieznacznej zmianie po kilku dniach, nie ma to jednak znaczenia klinicznego.
6H20
0,05
NaCI
8,00
Aby osiągnąć właściwy efekt kosmetyczny, naleŜy pamiętać o izolacji przed wpływem
NaHC0
środowiska jamy ustnej, zwłaszcza zanieczyszczeniem krwią czy śliną.
3
1,00
NaH~PO4H~0
0,05
Glukoza
1,00
6. Właściwości mechaniczne
Wraz z postępem prac nad ulepszaniem właściwości cementów szklano-jonomerowych z
Jest to metoda polecana równieŜ w przypadku cementów szklano-jonomerowych jako cementów pewnością następne generacje materiałów będą coraz lepsze, coraz szersze będzie spektrum ich łączących do osadzania koron protetycznych. Ciśnienie wytwarzane podczas aktu Ŝucia poprzez zastosowania. Odporność na odkształcanie moŜna teoretycznie poprawić przez dodanie fazy koronę protetyczną i cement łączący transmituje się na kanaliki zębinowe. Mając na uwadze zmiany rozproszonej do cementu, ale badania kliniczne niestety tego nie potwierdziły. Dodanie opiłków hydrodynamiczne, do jakich moŜe dochodzić w tych kanalikach, bezpieczniejsze jest zamknięcie srebra do proszku cementów szklano-jonomerowych nie spowodowało znaczącej poprawy
ich przy uŜyciu ww. związków, co pozwoli uniknąć nadwraŜliwości zęba po osadzeniu korony.
wytrzymałości.
5.4. Stałość wymiaru wypełnienia - skurcz materiału
Tab. 2. Wytrzymałość cementów szklano-jonomerowych wg Mounta i Hume'a
Cementy szklano-jonomerowe wykazują skurcz w trakcie wiązania ok. 3% objętości, ujawnia się Typ cementu
Na
Na złamanie
on w miarę procesu wiązania. Późniejsza częściowa sorpcja wody, a takŜe wymiana jonowa
szklano-
Na ściskanie rozciąganie (Mpa)
Na ścinanie
pomiędzy wypełnieniem a tkankami zęba, szczególnie po uŜyciu cleanera, częściowo eliminuje to jonomerowego
(MPa)
(Mpa)
(MPa)
zjawisko. W cementach szklano-jonomerowych modyfikowanych Ŝywicą HEMA, a takŜe
fotoinicjator wykazują mały skurcz - ok. 1% objętościowo. W wyniku reakcji kwas-zasada
Typ 1
70-150
6-15
4-18
20-25
następuje skurczu materiału, lecz jego wielkość będzie kontrolowana przez powstające siły adhezji Typ 2 klasa 1
70-220
12-20
8-40
30-40
do tkanek zęba.
T 2 klasa 2
140-220
13-16
22-30
35-45
5.5. Podatność na rozpuszczenie - rozpad
Chemicznie zwi
Niskie pH wpływa na rozpuszczanie matrycy cementów szklano-jonomerowych oraz rozpad
ązane srebro z cząsteczkami szkła (cermety) wzmocniło odporność na
uszkodzenia przy praktycznie nie zmienionych pozostałych wła
wypełnienia post
ściwościach fizykochemicznych.
ępujący od jego powierzchni. Są to znacząco wyŜsze wartości w porównaniu z
Cz
cementami fosforanowymi czy materiałami kompozytowymi. Stosowanie w profilaktyce
ęściowemu pogorszeniu wręcz uległa adhezja do tkanek twardych zęba. Dodatki Ŝywic do
cementów szklano-jonomerowych spowodowały znaczny wzrost odporno
fluorkowej zakwaszonych roztworów o pH ok. 3 powoduje wyra
ści na ściskanie i
źne ubytki w matrycy materiału,
rozci
szczególnie przy regularnym stosowaniu.
ąganie, co zbliŜyło tego typu cementy do parametrów materiałów kompozytowych z
mikrowypełniaczem.
Cementy szklano-jonomerowe o podwójnym systemie wiązania wydają się odporniejsze na
rozpuszczenie niŜ tradycyjne, jednak problem istnieje nadal. Wynikają stąd pewne zalecenia 6.1. Odporno
kliniczne. Stosuj
ść na złamanie
ąc profilaktykę fluorkową korzystniej byłoby, przy istniejącej duŜej ilości
Wi
wypełnie
ększość obecnie stosowanych cementów szklano-jonomerowych potrafi sprostać siłom
ń z cementów szklano-jonomerowych, rozwaŜyć uŜycie związków fluoru o pH zbliŜonym
powstaj
do 7. U pacjentów z wysokim ryzykiem choroby próchnicowej, mał
ącym w trakcie Ŝucia. Warunek to dobre podparcie ze strony otaczających struktur zęba.
ą pojemnością buforową śliny,
Jednak w porównaniu z amalgamatami czy kompozytami są one mało elastyczne, mało spręŜyste, kserostomią lepiej byłoby zastosować kompozyty.
wykazują skłonność do pęknięć i złamań. Z tego powodu nie poleca się stosowania cementów
szklano-jonomerowych w odbudowie miejsc zęba szczególnie naraŜonych na działanie duŜych sil, 5.6. Kontrast na zdjęciach rentgenowskich
np. guzki z
Wszystkie cementy szklano-jonomerowe modyfikowane
ębów trzonowych.
Ŝywicą dają kontrast na zdjęciach RTG,
podobnie jak cermety z racji obecności jonów metali. Część cementów tradycyjnych pozbawiona Poszczególne typy cementów szklano-jonomerowych róŜnią się pomiędzy sobą parametrami.
jest tej właściwości. Próba modyfikowania ich składu tak, by stały się one nieprzepuszczalne dla NaleŜy zaznaczyć, Ŝe cementy szklano-jonomerowe modyfikowane Ŝywicami osiągają parametry promieni RTG, niekorzystnie wpływa na kolor i przezierność tych materiałów. Tam gdzie waŜna zbliŜone bądź równe kompozytora z mikrowypełniaczem. Dodatek srebra w cermetach czy w
jest kontrola radiologiczna, naleŜy raczej uŜyć cementów szklano-jonomerowych modyfikowanych postaci opiłków dodanych do proszku cementu szklano-jonomerowego nie wpływa na polepszenie Ŝywicą.
odporności na złamanie, poprawia jedynie odporność na abrazję. Moduły elastyczności określające
sztywność materiału wahają się od 7 do 13 GPa, zwykle są niŜsze dla cermetów.
5.7. Kolor i przezierność
Cementy szklano-jonomerowe uŜywane na wypełnienia (typ 2), tak tradycyjne jak i
6.2. Odporność na uszkodzenia
modyfikowane Ŝywicą, prezentują właściwą kolorystykę, z wyjątkiem cermetów. Przezierność Uszkodzenie wypełnień z cementów szklano-jonomerowych wiąŜe się zwykle z utratą matrycy cementów szklano-jonomerowych, szczególnie tradycyjnych, zmienia się w miarę upływu czasu, materiałów. Uwidacznia się to zwykle utratą gładkości powierzchni. Staje się ona matowa, szorstka, osiągając właściwy stopień po kilku dniach. ZaleŜy ona jednak od zachowania optymalnych 7
8
łatwo chłonąca barwniki. Materiał tak długo wykazuje właściwą odporność, jak długo jest
chroniony tkankami zęba otaczającymi ubytek.
9. Zalety i wady cementów szklano-jonomerowych
Cementy szklano-jonomerowe są z pewnością materiałami mniej odpornymi na uszkodzenia w
Zalety
porównaniu z kompozytami czy amalgamatami. Jak wspomniano wyŜej, inkorporacja srebra w
1. Adhezja do szkliwa i zębiny.
cermetach (ścisłe połączenie z molekułami szkla) powoduje zwiększenie odporności na
2. Dobra szczelność brzeŜna.
uszkodzenia. Jest to wynik powstawania tzw. powłoki Bielby, która tworzy się przez
3. Rozszerzalność termiczna zbliŜona do rozszerzalności termicznej szkliwa i zębiny
rozprowadzenie na powierzchni wypełnienia cząstek srebra w trakcie polerowania lub aktu Ŝucia.
4. Niskie przewodnictwo cieplne
5. Stosunkowo duŜa wytrzymałość na nacisk.
7. Własności biologiczne
6. MoŜliwość wytrawiania.
ŚwieŜo zarobiony cement szklano-jonomerowy ma pH 0,9-1,6, czyli wysoce kwaśne. Ze
7. Uwalnianie fluoru (nawet do 8 lat).
względu na doskonałe właściwości buforujące zębiny, nawet bardzo cienka warstwa tkanki
8. Względna obojętność dla miazgi.
wystarczy do zapewnienia właściwej ochrony miazgi i stałości jej pH. Jednak autorzy podają, Ŝe 9. Kontrast na zdjęciach RTG.
moŜe dojść do odwracalnego zapalenia w warstwach miazgi sąsiadujących z cementem szklano-10. MoŜliwość absorpcji jonów fluorkowych, przez co stają się rezerwuarem fluoru.
jonomerowym, które ustępuje w ciągu 10-20 dni.
Ostatnie badania dowodzą, Ŝe mogą to być materiały stosowane do bezpośredniego pokrycia, np.
Wady
w urazach z obnaŜeniem miazgi, gdyŜ obserwowano powstawanie mostków zębinowych.
1. DuŜa wraŜliwość na wilgoć, szczególnie w początkowych etapach wiązania.
Bezpieczniejsze wydaje się jednak postępowanie polegające na zastosowaniu w ubytkach
2. WraŜliwość na wysuszenie.
szczególnie głębokich bądź w przypadku obnaŜenia jako pierwszej warstwy materiałów na bazie 3. Mała wytrzymałość na zginanie i rozciąganie.
wodorotlenku wapnia.
4. Słaba polerowalność.
5. Brak przezierności i niedoskonałość koloru.
8. Uwalnianie fluoru
6. Mała odporność na wypłukiwanie.
Długie w czasie uwalnianie fluoru z cementów szklano-jonomerowych to jedna z ich
charakterystycznych cech. Fluor występuje w kruszywie szklanym w postaci związków NaF, CaF2 i A1F3. Największe ilości uwalnianego fluoru przypadają na pierwsze kilka dni po aplikacji cementu 10. Wskazania do stosowania cementów szklana-jonomerowych
szklano-jonomerowego, a wielkości wydzielanego fluoru stabilizują się po upływie ok. 2-3
miesi
1. Wypełnianie ubytków klasy III i V.
ęcy. Długofalowy proces uwalniania fluoru, choć na stosunkowo niskim poziomie, gwarantuje efekt przeciwpróchnicowy, rozci
2. Wypełnianie ubytków klasy I i II (przy udziale cementów przeznaczonych do wypełnie ągający się na zęby sąsiadujące z zębem wypełnionym.
ń
ubytków w zębzch bocznych – Fuji IX, Ketac Molar).
Zbadano, Ŝe w zębie wypełnionym penetracja jonów fluorkowych przebiega na głębokość ok. 25
3. Wypełnianie ubytków pochodzenia niepróchnicowego (ubytki klinowe i nadŜerki szkliwa).
µm i rozciąga się na okres 8 lat, a nawet dłuŜej.
4. Warstwowe bądź ostateczne wypełnianie ubytków klasy I w połączeniu z uszczelnianiem Mobilność jonów fluorowych, porównywalna do mobilności jonów wodorowych, wynika z tego, bruzd.
iŜ nie są one związane strukturalnie z matrycą cementu. Są natomiast zdolne do migracji zgodnie z 5. Warstwowe wypełnianie ubytków klasy II (metoda kanapkowa i tunelowa).
róŜnicą stęŜeń. Jest to kierunek od wypełnienia do jamy ustnej. Ulega on odwróceniu w przypadku 6. Wypełnianie ubytków w zębach mlecznych.
wysokiej koncentracji w środowisku jamy ustnej, np. podczas zabiegów profilaktycznych z 7. Zakładanie cienkich, szybko wiąŜących podkładów pod wypełnienia kompozytowe i zastosowaniem innych związków fluoru.
amalgamatowe.
Ze względu na to, Ŝe cementy szklano-jonomerowe mogą kumulować w sobie jony fluoru, a
8. Osadzanie koron, mostów, wkładów, nakładów, wkładów koronowych, wkładów koro-potem je oddawać, mogą być one traktowane jako "rezerwuar" fluoru.
nowo-korzeniowych i licówek.
Poziomy uwalnianego fluoru z cementów szklano-jonomerowych sięgają 10 ppm. Jest to
9. Odbudowa zębów pod uzupełnienia protetyczne.
graniczna wartość dla osiągnięcia efektu remineralizacyjnego. Badania bakteriologiczne mające na 10. Leczenie nadwraŜliwości zębiny.
celu porównanie agregacji płytki nazębnej na cementach szklano-jonomerowych i szkliwie
11. Uszczelnianie bruzd i szczelin.
wykazały istotnie niŜsze wartości dla wypełnień z cementów szklano-jonomerowych. Związane jest 12. Wypełnianie kanałów korzeniowych metodą konwencjonalną i wsteczną.
to z mechanizmem działania fluoru na metabolizm bakterii (blokowanie magnezu w enzymie
13. Łączenie elementów aparatów stałych ze szkliwem.
enolaza).
14. Odbudowa utraconych struktur wyrostka zębodołowego, unieruchamianie odłamów
Uwalnianie jonów fluorkowych z cementów szklano-jonomerowych tradycyjnych, a takŜe z
kostnych na zasadzie osteointegracji.
cementów modyfikowanych Ŝywicą zasadniczo nie róŜni się. Jedynie cementy cermetowe (Ketac Silver) wykazują niŜsze poziomy uwalnianych jonów fluoru w stosunku do cementów szklane-jonomerowych tradycyjnych. Stwierdzono równieŜ, Ŝe zakwaszenie środowiska przyspiesza
uwalnianie jonów fluorkowych. Prawdopodobnie związane jest to z rozpuszczaniem się cementów wraz z obniŜaniem się pH środowiska. Z racji inaktywowania płytki bakteryjnej cementy szklane-jonomerowe powinny być zalecane jako pierwsze materiały z wyboru do wypełniania ubytków w obszarze przyszyjkowym, szczególnie w miejscach przechodzenia w cement korzeniowy, co moŜe zabezpieczyć przed wystąpieniem stanów patologicznych w przyzębiu brzeŜnym.
9
10