Поперечное сшивание молекул поликислот трехвалентными ионами алюминия с образованием пространственной структуры полимера

(считается, что связывание цепей поликислот ионами кальция продолжается в среднем около 3 ч, ионами алю­миния — 48 ч). Она обеспечивается в основном сшивани­ем цепей поликислот ионами алюминия (рис 8) Требует­ся около 30 мин для высвобождения достаточного для ре­акции количества ионов алюминия, они и формируют фи­нальную прочность материала, образовывая поперечные связи молекул кислоты. Трехвалентная природа ионов алюминия обеспечивает более высокую степень попереч­ного связывания и образование пространственной струк­туры

В этой же стадии завершается процесс образования си-ликагеля на поверхности стеклянных частичек (рис 9) При образовании силикагеля, окружающего частички непро­реагировавшего стекла, выделяется вода После этого ма­териал становится нечувствительным к влаге.

Окончательная структура отвердевшего цемента пред­ставляет собой стеклянные частицы, каждая из которых окружена силикагелем и расположена в матриксе из попе-

п^чпяаполагающая резкция_затвердевания стеклоиономерного цемента

оечно связанных молекул поликислот (полиакрилата ме­талла) (рис 10). Межфазный слой силикагеля играет роль связующего, образуя соединение с поверхностью непро­реагировавшей частицы и с матрицей, за счет чего повы­шается прочность материала

Ионы фтора и фосфатов образуют нерастворимые соли, а также комплексы, которые играют важную роль в переносе

ионов и их взаимодействии с полиакриловой кислотой

Рис. 9. Механизм образования силикагеля: a — образование кремниевой кислоты при взаимодействии оксида кремния частичек стекла и полиакриловой кислоты (приблизительная схема реакции); б — конденсация образовавшихся гидратированных молекул кремниевой кислоты с выделением молекул воды; в — продолжение конденсации молекул кремниевой кислоты (присоединение новых молекул к цепочке); г — образовавшийся гель — минеральный полимер сетчатой структуры, сформировавшийся путем поперечного связывания цепочек за счет взаимодействия их гидроксильных групп с выделением воды

Рис. 10. Структура отвердевшего стеклоиономерного цемента

Теперь понятным становится появление самого терми­на "стеклоиономерный цемент". Он происходит от назва­ния компонентов отвердевшего цемента: частиц фторалю-мосиликатногостекла в так называемомиономере — полимере, связанномионами металлов. Название "по-лиалкеноатный цемент" происходит от термина "алкены", обозначающего органические углеводородные соединения с ненасыщенной двойной связью между атомами в моле­куле. Алкеноидными мономерами являются акриловая, итаконовая, малеиновая кислоты. Второе название более правильное, поскольку отражает химическую сущность материала, однако оно применяется преимущественно в научных кругах, среди клиницистов больше прижился тер­мин "стеклоиономерный цемент".

Основные свойства стеклоиономерных цементов

Стеклоиономерпые цементы по своему назначению подразделяются на фиксирующие (для фиксации коронок, мостовидных протезов, других ортопедических конструк­ций), восстановительные (для пломбирования полостей) и прокладочные (для изолирующих прокладок). Среди про­кладочных цементов иногда отдельно выделяют так назы­ваемые базисные цементы — для основы под реставрацию композитными материалами. Требования к цементам раз­личных типов несколько отличаются, поэтому приведен­ные в этой главе данные о физико-механических свойствах стеклоиономерных материалов чаще представлены по ука-заным группам.

Перед описанием свойств стеклоиономерных цементов целесообразно представить требования, выдвигаемые к этому классу материалов (табл. 3).

Двумя основными свойствами, позволившими стекло-иономерным цементам стать одними из наиболее распро­страненных пломбировочных материалов, являются их способность связываться с твердыми тканями зуба и вы­делять фтор.

Химическая адгезия к дентину, эмали и цементу без кислотного протравливания (Р. Hotz et. al., 1977;

J.W.McLean, A.D.Wilson, 1977; G.Wesenberg, E.Hals, 1980; G.J.Mount, 1981; D.A.Powis et al., 1982:

M.E.Brandau, J.L.Ziemiecki, 1984; D.R.Beech et al., 1985;

A.Iloka et al., 1989; A.O.Akinmade, J.W.Nicholson, 1993) обеспечивается двумя механизмами (рис. 11). Первый из них основан на том, что карбоксилатные группы макро­молекулы полиакр иловой кислоты способны образовывать хелатные соединения с кальцием, в частности с кальцием гидроксиапатита дентина и эмали (A.D.Wilson et al., 1983;

D.R.Beech et al., 1985). Считается, что полиакрилатные

Примечание: значения опаковости даны по стандартному образцу магния оксида, имеющему 70% просвечиваемость при дневном свете. Тело, не пропускающее свет, имеет опаковость 1(100%).

ионы реагируют со структурой апатита, перемещая каль­циевые и фосфатные ионы и создавая промежуточный слой полиакрилатных, фосфатных и кальциевых ионов, или связываясь непосредственно с кальцием апатита.

Второй предположительный механизм связи основан на сродстве поликарбоновых кислот к азоту белковых мо­лекул, в частности коллагена, что проявляется абсорбци­ей полиакриловой кислоты на коллагене дентина. Таким образом, связь с дентином может состоять из ионной свя-

Основные свойства стеклоиономерных цементов

Рис. 11. Связь стеклоиономерного цемента с дентином

зи с апатитом структуры дентина и связи водородного типа с коллагеном. Следует отметить, что последний механизм связи окончательно не доказан.

Однако сила связи стеклоиономерного цемента с твер­дыми тканями зуба не является достаточно большой. Со­гласно различным источникам она может достигать 2-7 МПа (немногочисленные исследователи указывают на зна­чение до 8-12 МПа после удаления смазанного слоя), что значительно меньше сил напряжения, развивающегося вследствие усадки композиционного материала, сил связи с тканями зуба адгезивных систем 4-5-го поколения, и тем более меньше сил связи внутри самого дентина (табл. 4) Относительно высокая вязкость традиционных цементов практически исключает возможность их фиксации к эма­ли и дентину за счет микроретенции. Таким образом, на­личие химической связи материала с тканью зуба имеет значение не столько для прочности соединения, сколько для его плотности, обеспечивая непроницаемость контак­та цемент—ткань зуба для влаги.

Впрочем, вероятно, что ограничением прочности связи является низкая прочность на растяжение стеклоиономер-ных цементов (до 7 МПа). Поэтому сложно утверждать об истинной силе связи цемента с тканями зуба, поскольку, ввиду хрупкости материала при испытаниях, разрыв сцеп-

Таблица 4. Прочность на разрыв (сила связи) внутри тканей зуба, различных материалов, применяемых в стоматологии, и между ними

ления стеклоиономера происходит на уровне иономера, а не строго по линии контакта поверхностей, и обычно со­общаемая адгезия не является обязательно настоящей силой связи.

Связь стеклоиономера с эмалью выше, чем с дентином (сила связи с дентином обычно находится в пределах 1 -3 МПа), что, вероятно, можно объяснить более высоким со­держанием ионов кальция в эмали. Но клинический опыт показал, что даже такой связи достаточно для успешного восстановления эрозивных повреждений твердых тканей зубов и их дефектов типа полостей V класса.

Адгезивными свойствами материала объясняется хоро­шая краевая стабильность за счет низкого микроподтека-ния между пломбировочным материалом и стенками ка­риозной полости (K.S.Kim, 1988).

Основные свойства сгеклоиономерных цементов