Hambaarst.ee › Artiklid › Artiklid spetsialistile › Hambaravimaterjalid ja -tehnikad › Hambaravis kasutatavad tsemendid - 2.osa

Hambaravis kasutatavad tsemendid - 2.osa

 0 häält
Dr. Noel Ray, Wilton University Dental School
10.apr. 2002
Tsemente saab liigitada vastavalt kõvastunud materjalis oleva maatriksi tüübile, kui nende kasutusaladele: fenolaat, fosfaat, polüakrülaadi tüüpi, vaik e. polümeerid.

Tõlkinud Ragnar Ilp, stud. stom V, EHÜL
------------
Loe eelmist osa

Tsementide tüübid

Tsemente saab edukamalt liigitada vastavalt kõvastunud materjalis oleva maatriksi tüübile, kui nende kasutusaladele, seega:

  1. fenolaat
  2. fosfaat
  3. polüakrülaadi tüüpi
  4. vaik e. polümeerid

Tsemente kasutatakse kas siduainetena, alustäidistena või kaviteedi laineritena.

Sidusaine - aplitseeritakse õhukese (ca 25 mikronit) kihina et sidustada proteetikat hamba või mingi teise restauratiivse materjali külge

Alustäidis - asetatakse täidise alla, et vältida selle ebasoodsaid mehhaanilisi ja/või füüsikalisi efekte, näiteks head soojusjuhtivust

Kaviteedi lainer - aplitseeritakse õhukese kihina, et isoleerida dentiini pind; mõnel juhul parandab ka hambakudede ja täidismaterjali seostumist

Lainerid on tavaliselt lahused, mis kõvastuvad õhukese kihina lahusti (eeter, etanool, metüleenkloriid) lendumise tõttu.

 

Fenolaattsemendid

Traditsiooniliselt on täidiste all kasutatud kahte tüüpi fenolaattsemente - kaltsiumhüdroksiidi ja tsinkoksiid/eugenooli (ZOE). Esimene nendest loob antibakteriaalse keskkonna ja soodsad tingimused sekundaarse dentiini tekkeks, teise koostises on eugenool, mis on desensibiliseeriv aine. Mitte kõik kaltsiumhüdroksiidi sisaldavad materjalid pole fenolaadid, kui täieliku ülevaate saavutamiseks käsitleme neid ikkagi. Teised fenolaate sisaldavad ained on vaike sisaldavad ZOE materjalid ja EBA tsemendid.

1.Kaltsiumhüdroksiid

Karioossele kahjustusele asetatud püdel Ca(OH)2 mass steriilses vees omab teaduslikult kinnitatud antibakteriaalset efekti ja võib lisaks esile kutsuda ka mõningast mõjutatud dentiini remineraliseerumist. Eelnevat silmas pidades on Ca(OH)2 vajalik materjal juhtudel, kui enne täidise asetamist pole mingil põhjusel kogu karioosse dentiini eemaldamine võimalik. Teine soodne kaltsiumhüdroksiidi omadus on seotud pulbi katmisega, kus soodsal juhul võib tekkiv sekundaarne dentiin penetratsiooni sulgeda. Müügilolevad kaltsiumhüdroksiidi preparaadid võib jagada kahte suurde klassi - esiteks need, mis kõvastuvad mittereageerivat vedelikku (vesi vms.) dentiini kaotades, ja teiseks need, mis kõvastuvad keemilise reaktsiooni abil.

Kaltsiumhüdroksiidi lahustes võib lahustiks olla vesi, metüültselluloos, metüületüülketoon või kaseiin, ning materjal võib olla kas eelnevalt segatud või väljastatud kahekomponendilise süsteemina. Kuigi nende ainete füüsikalised omadused ei pruugi olla halvemad, kui keemiliselt kõvastuvatel kaltsiumhüdroksiidpreparaatidel, tuleb siiski meeles pidada, et nad on aeglaselt kõvastuvad tänu toimuvale difusioonireaktsioonile.

Keemiliselt kõvastuvad kaltsiumhüdroksiidpreparaadid väljastatakse alati kahekomponendilise süsteemina. Üks neist sisaldab inertset meediumi, milles on liiaga Ca(OH)2, teine aga reageerivat vedelikku, mis moodustab koos kaltsiumhüdroksiidiga keemilise ühendi. See komponent võib olla difunktsionaalne fenoolne orgaaniline hape ja seda võib kirjutada kui AH2. Teise komponendi koostises võib olla ka radioopaakne aine. Neid materjale võrdsetes hulkades segades hakkab toimuma kõvastumisreaktsioon, mis suukeskkonnas jõuab lõpule 3-4 minutiga:

AH2 + Ca(OH)2 = CaA (tsement) + 2H2O

Esimesed kommertsiaalsed süsteemid (Dycal) kasutasid Ca(OH)2 kandjana etüültolueensulfoonamiidi; reageeriv vedelik oli estripõhjane, see saadi 2 mooli salitsüülhappe reageerimisel 1 mooli 1,3-butüleenglükooliga. Kõvastumisreaktsiooni tulemusena tekkis polümeerne struktuur, mis sidus Ca2+.

Kommertsiaalsete materjalide omadustes on lai varieeruvus, edukamad produktid suutsid välja tuua kõik Ca(OH)2 kasulikud omadused, samas ei omanud mõned preparaadid peaaegu mingit antibakteriaalset aktiivsust. Füüsikaliste omaduste juures varieerusid põhiliselt survetugevus, pH ja lahustuvus. Terapeutiliselt aktiivsemad materjalid näitasid suuri tugevusi kohe kõvastumise järgselt ja kõrgemat aluselisust, kuid samas ka tõusnud lahustuvust. Uuringud on näidanud, et need omadused sõltuvad põhiliselt Ca(OH)2 kandjast. Etüültolueensulfoonamiid on hüdrofiilne ja võimaldab Ca(OH)2 difundeerumist hambakudededesse ka pärast materjali kõvastumist; kokkuvõttes omavad hüdrofiilsetel kandjatel põhinevad materjalid üldiselt enam kaltsiumhüdroksiidi "klassikalisi" omadusi, hüdrofoobsetel kandjatel (näiteks vedel parafiin) materjalid pole selles mõttes nii efektiivsed. Hüdrofiilsetel kandjatel materjalid näitavad ka suuremaid kõvastumisjärgseid tugevusi, kuid samuti kõrgenenud lahustuvust.

Eelpool nimetatud materjalide parima kasutusala on dentiini töötlus või kaitse, kui kasutatakse happesöövitust komposiittäidiseid valmistades. Vältida tuleks nende materjalide paksude kihtidena asetamist.


Mõningad ühendid, mis on seotud keemiliselt
kõvastuva kaltsiumhüdroksiidi preparaatidega

 

Tabel 1: Kaltsiumhüdroksiidi sisaldava materjali Dycal põhilised komponendid

Dycal

  Base Catalyst
Salitsülaatestrid 44 -
Etüültolueensulfoonamiid - 37
Ca(OH)2 - 49
Tsinkoksiid 9 9
Kaltsiumfosfaat
(radiopaakne)
30 -
Kaltsiumtungstaat
(kontrollib pH-d)
14 -

 

Valguskõvastatavad alustäidised

Saadaval on ühekomponendilised alustäidismaterjalid, mis kõvastuvad nähtava valguse toimel, järgides samu printsiipe, mis kehtivad kõigi valguskõvastatavate komposiitide kohta. Sellised materjalid sisaldavad alati polümeriseeeritavat vaiku ja võivad baseeruda kaltsiumhüdroksiidil või mõnel teisel terapeutilisel ainel. Mõningast ettevaatust nõuab kuumuse teke pulbilähedases piirkonnas, seda nii polümerisatsioonilambi poolt kui ka kõvastumisel toimuva eksotermilise reaktsiooni tõttu.

Tsinkoksiid/eugenool

Eugenool on väga nõrk orgaaniline fenoolotüüpi hape ja moodustab põhikomponendi nelgiõlis. Hambaravis leiab kasutust eugenooli desensibiliseeriv efekt dentiinile. Puhtal kujul on eugenool värvitu vedelik, kuid kokkupuutel õhuga muutub ta kollakaks ja paksuks. Uuemate uuringute tulemusena on selgunud, et eugenool moodustab seerumi albumiinide ja lipiididega dentiinikanalites komplekse - see tagabki tõenäoliselt desensibiliseerivad omadused. Eugenooli ja ZnO segu saab kasutada ajutise täidisena, mis omab eugenooli terapeutilist efekti ja pole nii lahustuv, kui kaltsiumhüdroksiidil põhinevad süsteemid (samas ei oma ka antibakteriaalseid ega reparatiivseid omadusi). Müügil olevad eugenooli sisaldavad tsemendid ja alustäidised on eelpool kirjeldatud lihtsa tehnoloogia edasiarendused, tõstetud on materjali tugevust, vastupidavust ja käsitsetavust.

AZE

Puhta ZnO ja eugenooli segu on niiskuse puudumisel stabiilne ja seda võib vajadusel säilitada kuivatis. Suus leiab aset aeglane kõvastumine, mille käigus tekib ZnO-st Zn(OH)2. Praktilistel kaalutlustel on tavaliselt vaja kiiremat kõvastumist, mistarvis töötati 1940-datel välja keemiliselt kiirendatud ZnO/eugenool ehk AZE. Kõvastumisereaktsioon on taaskord happel põhinev (nagu ka Ca(OH)2 puhul) ja mehhanism on järgmine:

ZnO + H2O = Zn(OH)2

Zn(OH)2 + 2 eugenool = Zn(eugenolaat)2 + 2H2O

Tavaliselt on 1. reaktsioon protsessi kiirust määrav (aeglasem) etapp ja kiirendatud süsteemid võivad ZnO pulbris sisaldada vett või paakumist soodustavaid aineid. Reaktiivsuse määramisel on oluline ka ZnO saamise moodus - põletades metallilist tsinki, saame puhta ZnO, kuid ZnCO3 termilise lagundamise juures saame tekkiva ZnO pinnale ka õhukese kihi Zn(OH)3. Kõvastunud tsement sisaldab mittereageerinud ZnO graanuleid, mida seob omavahel tsinkeugenolaadist maatriks. Optimaalsed füüsikalised omadused saavutatakse siis, kui maatriksit on minimaalselt, seega peab üritama vedelikku sisestada võimalikult palju pulbrit. Süsteemid, mis kõvastuvad kahe pasta (millest üks sisaldab ZnO pulbrit) kokkusegamisel, ei saavuta kõvastumisel nii suurt tugevust, kui pulber/vedelik preparaadid. Müügilolevate pulber/vedelik preparaatide valitud füüsikalised omadused on toodud tabelis 2.

Tabel 2: Mõnede sidusainete ja lainerite valitud keemilised ja füüsikalised omadused

 

Ca(OH)2
2 pastat

ZOE (AZE)

AZE vaikudega

EBA

Tsink-
fosfaat

Kõvastumisaeg (min, 37°C)

3-4

5

5

5

4,25

Survetugevus (MPa, 24 h järel)

4-8

40

40

90

128

Lahustuvus (massi%, 7 päeva järel)

-30

-3

-

0

-0,1

Happerosioon (piimhape, 7 päeva järel)

+11

-100

-

-100

+1,2

pH
(7 päeva järel)

10,5-12

7

7

7

5,5 (24 h järel)

 

Kõvastunud tsemendi kokkupuude veega nihutab kõvastumistasakaalu tagasi algmaterjalide (Zn(OH)2 ja eugenool) poole. Vabanev eugenool võib pehmendada vaikudel põhinevaid täidismaterjale ja muuta nende värvi, seega pole nad sobivateks alustäidisteks komposiitide ega läbikumenduvate täidiste alla. AZE-süsteemi kasutatakse tavaliselt alustäidistena amalgaamide alla, kus nende suhteliselt kõrge tugevus ja madal lahustuvus koos eugenooli desensibiliseerivate omadustega on vajalikud. Veel võib neid kasutada ajutiste täidistena ja tsementeerimiseks.

 

Valguskõvastuv tsinkoksiid/eugenool

Need sarnanevad üldiselt kiirendatud kõvastumisega tsinkoksiid/ eugenool-preparaatidele, kuid pulber sisaldab vaiku ja eugenoolis võib olla mingi hulk plastikut. Survetugevus on sarnane AZE süsteemidele, kuid lahustuvus on väiksem.

 

EBA tsemendid

EBA tsemendid tulenevad tähelepanekust, et eugenoolile o-etoksübensoehapet lisades saadi tsement, mille survetugevus ja tihedus olid suuremad tavalisest ZnO/eugenoolist. Tulemust edasi arendades lisati veel põletatud kvartsi ja hüdrogeenitud vaike, et vähendada materjali lahustuvust ja haprust. Müügilolevad süsteemid koosnevad vedelikust, mis sisaldab 62,5 massiprotsenti EBA-d ja 37,5 massiprotsenti eugenooli, ja pulbrist, kus on umbes 30 % põletatud kvartsi ning 5 % hüdrogeenitud vaike. Asendades kvartsi alumiiniumoksiidiga (Al2O3) saavutati veelkordne tugevuse tõus ja tsemendikihi paksuse vähenemine, mis on väga olulised omadused panuste, kroonide ja sildade tsementeerimise juures. Kõvastunud tsement on heterogeenne segu, mis sisaldab reageerimata tsinkoksiidi tsinkeugenolaadi ja tsink-etoksübensoaadi maatriksis. Mõned olulised füüsikalised omadused on toodud tabelis 2. Need materjalid pole sobilikud komposiitide ja klaasionomeeride all kasutamiseks. Segades tuleks kasutada metall- või polüteenspaatlit.

 

Tsinkfosfaattsement

Tsinkfosfaadid põhinevad ZnO ja piisavas kontsentratsiooni fosforhappe lahuse happelisel reaktsioonil. Tsement, mis sisaldab reageerimata tsinkoksiidi amorfsete reaktsiooniproduktide maatriksis, omab kõrget survetugevust. Lisaks võimaldab fosforhappe kasutamine emaili happesöövitusel parandada täidise mehhaanilist retentsiooni.

Fosforhape (H3PO4) on nõrk anorgaaniline hape (Kl = 7,5x10-3), mis puhtal kujul on tahke, kuid tööstuslikult toodetakse seda viskoosse 90 %-lise vesilahusena. ZnO reaktsioon vesilahuses fosforhappega on kiire ja eksotermiline ning viib kristallilisi saaduseid sisaldava teralise massi, mis sisaldab Zn3(PO4)2 x 4H2O (hopeiit), tekkele. Selline efekt pole tsementide juures soovitav ja puhtpraktilistel põhjustel tuleb reaktsiooni veidi muuta. Seda saab tööstuslikult mitmel meetodil, kuid põhiliselt toimub see fosforhappe lahuse osalise neutraliseerimise teel alumiiniumi või alumiiniumoksiidiga:

2H3PO4 + 2Al = 2AlPO4 + 3H2O

Tekkinud AlPO4 takistab kristalliliste produktide teket. Müügilolevate preparaatide koosseisus olevate hapete analüüs näitab nendes oleva happe kontsentratsiooniks umbes 37%, kuid peab meeles pidama, et sellist kontsentratsiooni ei saavutata lihtsalt kõrgema happesisaldusega lahuse lahjendamise teel. Reaktsiooni kiiruse alandamiseks kasutatavate teiste meetodite hulgas on veel ZnO pulbri paagutamine 1000° C juures, et suurendada osakeste läbimõõtu, ja/või SiO2 lisamine pulbrisse, kuna tekkiv produkt on võrdlemisi madala reaktiivsusega:

1000° C
2ZnO + SiO2 = Zn2SiO4

Mõningast mõju reaktiivsusele võib avaldada ka ZnO allikas.

Tsinkfosfaattsemendi kõvastumine on suhteliselt kiire, seega peaks seda segama jahutatud klaasplaadil, lisades väikeseid pulbrihulki vedelikku ja segatavat massi ulatuslikult laiali hõõrudes. Seda tehes neutraliseerime osaliselt happe ja takistame temperatuuritõusu, mis muidu kiirendaks reaktsiooni. Peale eelpoolmainitute mõjutavad kõvastumisaega veel:

  1. osakeste suurus (mida väiksemad osakesed, seda kiirem kõvastumine)
  2. liigne niiskus (kondensatsioonivesi spaatlil, vedeliku lahjendamine jms. viib kiiremale kõvastumisele)
  3. temperatuur

Kõvastunud tsinkfosfaattsement on happelises keskkonnas lahustuv tänu maatriksi lagunemisele ja ZnO graanulite edasisele reageerimisele. Sellest tulenevalt arvatakse, et happeid tekitavate bakterite tegevus mõjub tsemendile kahjulikult. Kelaathapete, näiteks sidrunhappe, mida leidub osades limonaadides, mõju võib olla ka erodeeriv. Teised probleemid tsinkfosfaattsementide kasutamisel on kiire kõvastumine, mis võib tekitada probleeme suurte restauratsioonide tsementeerimisel; fosforhappe suhteliselt suur toksilisus ja keemilise adhesiooni puudumine hambakudede suhtes.

------------
Loe järgmist osa

Märksõnapilv