Hambaarst.ee › Artiklid › Artiklid spetsialistile › Hambaravimaterjalid ja -tehnikad › Hambaravis kasutatavad tsemendid - 3.osa

Hambaravis kasutatavad tsemendid - 3.osa

 0 häält
Dr. Noel Ray, Wilton University Dental School
10.apr 2002
Viimane, 3.osa vaatleb polüakrülaattsemente ning erinevaid klaasionomeertsemente.

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

Polüakrülaattsemendid

Polüakrülaat-tüüpi tsemendid on peamiselt polükarboksülaattsement ja klaasionomeertsement.

Polükarboksülaattsemendid

Adhesiivsete süsteemide praktiline kasutus tsementidena sai alguse alles 1968. aastal, kui sellega hakkas tegelema dr. D.C.Smith Manchesterist. Uuel tsemendil oli väidetavalt sama suur survetugevus kui tsinkfosfaattsemendil, lisaks väideti, et toimub adhesioon nii emailile kui dentiinile ning vähenenud on marginaalse lekke oht; materjali soovitati lisaks kasutada ka kaviteedi isoleerivaks töötluseks ja emaili antikariogeenseks katteks. Lisaks oli selge, et materjal adhereerus ka metallidele või pindadele, mis olid kaetud stabiilse oksiidikihiga (näit. roostevaba teras).

Uus tsement põhines happe-aluse reaktsioonile ZnO (millele oli lisatud MgO) ja polüakrüülhappe (PAA) vesilahuse vahel. Vajaliku polümeeri kontsentratsiooni (umbes 30-40%) saavutamiseks polümeriseeritakse monomeerset akrüülhapet vesilahuses ning destileeritakse seejärel vaakumis. Kõvastumismehhanism seisneb happe-aluse reaktsioonis, mille tulemusena tekib tsink-polüakrülaadist maatriks, mis seob endaga reageerimata ZnO:

ZnO + PAA = Zn(polüakrülaat) + H2O

Pollüakrüülhape, mille molekulmass on üle 50000, seostub tugevalt hüdroksüapatiidiga, mis lubab oletada seostumist nii emaili kui dentiiniga.

Seostumist sileda emaili- ja dentiinipinnaga määrati nii, et tsementeeriti roostevabasest tihvte perpendikulaarselt hambakudede pindadega ning mõõdeti jõudu, mis on vajalik nende eraldamiseks 25 tunni möödudes. Kompleksi hoiti kogu selle aja jooksul 37°C juures veekeskkonnas. Tulemuseks saadi umbes 10,3 MPa emaili ja 3,4 MPa dentiini juures ning märgati, et need väärtused näitavad tegelikult tsemendi kohesiivset tugevust (s.t. tugevust, millega tsemendi osakesed omavahel on seotud), kuna mitte ükski tihvt ei tulnud lahti tsemendi ja hambapinna siduspinnalt. Pärast komplekside kahekuulist vees hoidmist olid tugevusväärtused umbes 10% võrra madalamad. Järgnevad uuringud kinnitasid emaili seostumistugevust (10.7 MPa), kuid saavutasid dentiini juures mõnevõrra kõrgemaid väärtusi (6,7 MPa). Oluliseks osutus tsemendikihi paksus, kuna suurema kihi läbimõõdu korral saavutati nõrgemaid tulemusi. Karestatud emailipinnale sidustamine osutus vähem efektiivseks. Polüakrülaatide seostumine hambakoega toimub peamiselt anorgaaniliste komponentide kaudu, arvatavasti mängib põhirolli hüdroksüülapatiit (Ca5(PO4)3OH).

Neid uusi polüakrüülhappel põhinevaid tsemente võib nimetada kas polüakrülaat- või polükarboksülaattsementideks. Varaste preparaatide juures oli probleemiks vedeliku geelistumine pikaajalisel seismisel, seda eriti jahedas, mis muutis segamise raskeks, kui mitte võimatuks. Sellest probleemist saadi üle akrüülhappele teisi karboksüülhappe monomeere (eriti itakoonhapet) juurde polümeriseerides, et saavutada steeriliselt ebakorrapärasem polümeer. Teiseks võimaluseks on neid lahuseid külmkuivatada, et saada pulber, mida lisada tsemendile. Selliseid materjale võib nimetada hüdraulilisteks tsementideks, mis kõvastuvad destilleeritud vee või soolalahuse lisamisel. Polükarboksülaattsementide füüsikalised omadused on kokku võetud tabelis 3.

karboksüülhapped
Mõned polümeriseeritavad karboksüülhapped

 

Klaasionomeertsemendid

Polüakrüülhappe turule toomine tõstatas küsimuse, kas see materjal on piisavalt reaktiivne ka aluminosilikaatklaasiga reageerimiseks. Edu korral oleks saavutatav materjal olnud arvatavasti eeshammaste taastamiseks piisava läbipaistvusega, kuid suurte adhesiivsete eeliste ja madalama toksilisusega. Esialgsed katsed polnud edukad, kuid klaasipulbri aluselisuse tõstmine (suurendades Al/Si vahekorda) ja tartarhappe kaasamine andsid materjali, mille omadused olid aktsepteeritavad, nagu selgub 1972. aastal ilmunud artiklist, mille autoriteks olid A.Wilson ja B.Kent Londonist. Uue materjali üldnimeks pakuti klaasionomeeri (ionomeer – ioonne polümeer, näit. polüakrüülhape). Mõned uuemad materjalid on põhinenud ka polümaleiinhappel. Klaasionomeere kasutatakse praegu mitmel otstarbel, üldiselt klassifitseeritakse neid järgmiselt:

  1. sidustusmaterjalid
  2. täidismaterjalid
  3. kiirestikõvastuvad kaviteedi töötlemise materjalid ja silandid

Kõvastumisreaktsioon on taas happe-aluseline:

Aluminosilikaatklaas/CaF2 + PAA = Al/Ca(polüakrülaat) + Si(OH)4

Algne happerünnak klaasiosakestele on peamiselt piiratud pinnal asuvate CaF2 tilgakestega, mis viib Ca2+ ja F- lahustumisele. Hüdreeritud Ca2+ ioonid eemaldavad polümeerahela karboksülaatgruppe ümbritsevad veemolekulid ja annavad võimaluse ristsidemete tekkeks, mille tulemusena tekib plastiline aine, mida nimetatakse esmatahkestuseks (primary set). Tatarhape kiirendab happerünnakut klaasile, et saavutada realistlik induktsiooniperiood ja tihedam koostis. Sel ajal võib matriitsi juba eemaldada ja täidist ettevaatlikult käsiinstrumentidega viimistleda. Hiljem järgneb esmatahkestusele ka lõplik tahkestumine, mille jooksul saavutab materjal oma lõpliku kõvaduse. See toimub klaasiosakeste ja happe reageerimisel, mille tulemusena eralduvad Al3+, AlF2+, AlF2+, Ca2+, Na+ ja F- ioonid ning tekib õhuke kiht silikaatgeeli, Si(OH)4. Strukturaalsest vaatepunktist on kõige olulisem ioon Al3+, mis ühendab lõplikult Ca2+ abil tekitatud ristsidemed ning moodustab tugeva materjali, mis koosneb räni-tetrahüdroksiidist ja kaltsium-alumiinium-polakrülaatgeelist koosnevast maatriksist ja selles asuvatest reageerimata klaasiosakestest, samuti asuvad maatriksis ja CaF2 saarekesed. Klaasionomeeride füüsikaliste omaduste kokkuvõte on toodud tabelis 3.

 

Klaasionomeersed tsemendid

Klaasionomeersed sidusained on kiirestikõvastuvad materjalid, milles sisalduvad klaasiosakesed on suhteliselt väikese läbimõõduga, et võimaldada õhukese tsemendikihi teke. Tabelis 3 on võrreldud tsinkfosfaadi, tsink-polükarboksülaadi ja klaasionomeeri, kui sidusaine, füüsikalisi omadusi. Kohe torkab silma, et mõlemad adhesiivid on vähem jäigad (Young’i moodul), kui tsinkfosfaat, polükarboksülaatide jäikus on umbes pool tsinkfosfaatide omast. See omadus tuleneb tõenäoliselt polüakrülaatmaatriksist, mis omab nähtavasti vähem ristsidemeid, kui klaasionomeerne maatriks. Sellelt tulenevalt arvatakse, et polükarboksülaattsement võib surve all puruneda, mistõttu pole ta sobiv materjal mõndade restauratsioonide, eriti kroonide ja sildade, tsementeerimisel kasutamiseks. Teised olulised näitajad, mida võrreldakse, on lahustuvus, mis on 24 tunni järel võrdne (0,1%) tsinkfosfaadil ja polükarboksülaadil (klaasionomeeril 0,9%); algne ja lõplik pH ja survetugevused. Mõningatel klaasionomeeride kasutamise juhtudel on välja toodud ka pulbireaktsioonide teket. Selle põhjuseks võib olla tsementeerimisel liigse surve avaldamine, mille tulemusena on tsementi dentiinikanalitesse surutud. Polükarboksülaatmaterjalidega pole selliseid reaktsioone täheldatud.

 

Esteetilised klaasionomeersed täidismaterjalid

Klaasionomeerid pole nii läbipaistvad kui komposiidid, mis muudab nad ebasobivaks suurte nähtavate emailipindade taastamisel. Võrreldes hambaamalgaamiga on nende 24 tunni järgne survetugevus märgatavalt väiksem (175 MPa võrreldes amalgaami 550 MPa), kuid peab mainima, et see väärtus tõuseb kõvastumise käigus pidevalt ja võib mõne aja möödudes jõuda isegi kuni 220 MPa niisketes ja 360 MPa kuivades tingimustes. Siiski pole klaasionomeeri adhesiivseid omadusi võimalik täiesti ära kasutada tänu tema amalagaami-sarnasele haprusele (mõlemad tuleb kaviteeti viia ühe korraga, mitte vähehaaval). Niiskuse mõju kõvastumise ajal viib hüdreeritud alumiiniumsaaduste tekkele, mis nõrgestavad tsemendi tugevust, seega tuleb jälgida, et materjali segamisel ei jääks sinna liigset vett ja suhu asetatud materjali tuleb kaitsta sülje eest. Sellest tuleneb ka vajadus katta klaasionomeertäidis esimese 24 tunni jooksul kaitsekattega, milleks sobib näiteks valguskõvastuv adhesiiv. Esimese ööpäeva jooksul ei tohi täidist ka lõplikult viimistleda.

Vastunäidustused klaasionomeeride kasutamisele on järgnevad:

  1. III ja IV klassi kaviteedid
  2. suurte labiaalsete emailipindade taastamine
  3. laiaulatuslik köprude taastamine

Lisaks on erosioonikahjustuste parandamisel vaja kaviteedi sügavaimas punktis saavutada vähemalt 1 mm materjali paksust, et vältida täidise murdumist pingesituatsioonis. Klaasionomeeridega on soovitavam ravida sügavamaid, dentiini paljastavaid, erosioone, mis võimaldavad täiel määral kasutada materjali adhesiivseid omadusi. Pinna eeltöötluseks (smear layer’i lahustamiseks) soovitatakse polüakrüülhapet (25%, kasutada 10 sekundit, loputada ja kergelt kuivatada) või tanniinhapet (25%, kasutada 30 sekundit, ainult kuivatada!). Samuti võib pinnatöötluses kasutada kaltsifitseerivat lahust, mida aplitseeritakse 2 minutiks dentiinile ja ülejääk eemaldatakse enne täidise asetamist. Selle meetodiga saab kaviteedi prepareerimisel tekkinud smear layer’i mineraliseerida. Tähele tuleb panna, et mineraliseerivatel lahustel on lühike säilitusaeg.

Peab meeles pidama, et klaasionomeer sisaldab geelitaolist maatriksit, mis reageerib veesisalduse muutusega väliskeskkonnas toimuvatele sündmustele. Veesisalduse muutumine põhjustab arvatavasti täidise mahumuutusi, mis võivad viia täidise mõranemisele. Sulfiidide absorptsioon suukeskkonnast võib Fe3+ kaasmõjul viia aja jooksul materjali värvi muutumiseni (Fe2S3).

 

Tugevdatud klaasionomeersed täidismaterjalid

Sarnaselt traditsioonilistele klaasionomeeridele saab polükarboksüülhappe lahusega kiiresti kõvastada ka pulbreid mis sisaldavad optimaalsetes kontsentratsioonides aluminosilikaatklaasi ja metallipulbrit. Selliseid materjale kutsutakse klaas-cerec tsementideks ja nad võivad olla tugevamad ja abrasioonikindlamad, kui tavapärased klaasionomeerid. Müügil on hõbedal põhinev (Ketac-Silver) materjal, mille pulbri hõbedasisaldus on 40 massiprotsenti ja mille mõningad omadused on toodud tabelis 3. Need materjalid pole lihtsalt klaasi ja metallipulbri segud, vaid metalliosakesed on klaasi külge paagutatud. Nad on kiiresti kõvastuvad ja neid võib viimistleda juba samal visiidil. Kasutada võib neid ülesehitustel, piimahammaste täidistena ja valitud tagahammaste täidistena.

 

Vaikudega modifitseeritud klaasionomeertsemendid

Mõndade uuemate kaviteedi töötlemiseks ja alustäidiseks mõeldud materjalide kõvastumisreaktsioon on sarnaselt valguskõvastuvatele komposiitidele põhinev nähtava valguse mõjul. Mitte kõik nendest pole klaasionomeerid, mõned võib liigitada ka komposiitide hulka kuuluvaks. Need materjalid, mis kõvastuvad traditsionaalselt, sisaldavad polüakrüülhappe vesilahust, milles on suhteliselt lühikesed polümeerahelad, mille külge on ripatsitena siirdatud metakrüüloksürühmad, mis sisaldavad polümeriseeritavat C-C kaksiksidet. Neid ahelaid võib ühendada paarideks või pikendada, kasutades HEMA, mis tõstab viskoosust ja iseloomustab valguskõvastuvaid süsteeme. Selline "käsu alusel" kõvastumine on tänu polümeriseerumisele intensiivses nähtavas valguses ("sinine valgus" lainepikkusega 470 nm), samal ajal toimub ka tavapärane keemiline reaktsioon. Pulbri ja vedeliku segamine on suhteliselt lihtne, kuna vedelik on võrdlemisi väheviskoosne ja normaalne kõvastumisreaktsioon saab alguse kontaktist klaasiosakeste happe vahel. Täidist võib viimistleda kohe peale kõvastumist ja pinnakaitse pole vajalik.

 

Tabel 3: Mõndade täidismaterjalide valitud keemilised ja füüsikalised omadused


* tsinkfosfaattsemendil on vastav väärtus 13 GPa

 

Tabel 4: Dentiini mineraliseerivad lahused

Materjal Kontsentratsioon (g/l)
Kaltsiumkloriid 0,20
Kaaliumkloriid 0,20
Magneesiumkloriid heksahüdraat 0,05
Naatriumkloriid 8,00
Naatrium- vesinikkarbonaat 1,00
Naatrium-vesinikfosfaat-monohüdraat 0,05
Glükoos 1,00