Post on 29-Jan-2021
transcript
Kompozitni materiali in sodobni adhezivni sistemi
Asist. Igor Križnar dr.dent.medKatedra za zobne bolezni in normalno morfologijo zobnega organa27.3.2011
Kompoziti – pregled snovi
Zgodovina razvoja kompozitov in glavni mejniki
Zgradba in vpliv posameznih komponent na lastnosti kompozitov
Polimerizacija in krčenje Adhezivni sistemi Klinična uporaba kompozitov
Zgodovina kompozitnih materialov
1930- iznajdba akrilatov (Plexiglass) 1946 – 98 % vseh protez je bilo izdelanih iz
PMMA 1962- na trgu prvi kompoziti = Rafael Bowen
– Bowenov kompozit (na osnovi Bis-GMA, monomere in stekleni oz. silicijevi delci)
1970 – nastopi obdobje fotopolimerizacije –kot aktivator se uporablja kamforkinon namesto benzoil peroksid/aminskega sistema
Zgodovina kompozitnih materialov
1970 – iznajdba adhezivnih tehnik in adhezivnih sistemov; Buonocore- jedkanje sklenine s fosforno kislino izboljša vezavo akrilatov
1982 - Nakabayaschi- adhezija na dentin z mikromehansko retencijo in tvorbo hibridne plasti
1984 – dodatki polnil (ytterbijev triflurid), naredili kompozite dovolj radiopačne
1990 naprej – minimalno invazivna stomatologija in estetski koncepti v stomatologiji
Kemijska sestava kompozitnih materialov
Organski matriks(12-40 %)
Anorganska polnila(60-88 %)
Compose – to make or form by combining things, parts or elements.
Sestava kompozitov
Organski matriks1. Organske monomere (metakrilati)- se povežejo v 3D
zamrežen matriks2. Določajo lastnosti kot so: reaktivnost, krčenje pri
polimerizaciji, viskoznost, topnost,..
Iniciatorji, stabilizatorji, dodatki
Sestava kompozitov
Organske monomere:
1. Monometakrilati (BenzilMA)2. Dimetakrilati (Bis-GMA,
UDMA, TEGDMA)3. Multimetakrilati4. Metarkilati s funkcionalnimi
skupinami (-OH, -COOH skupine)(HEMA, GDMA, MDP,..)
Lastnosti monomer vplivajo na lastnosti kompozitnega materiala
Absorpcija vode - Odvisna od prisotnosti polarnih skupin
Topnost - Večja topnost pomeni večjo absorpcijo vode – slabše mehanske lastnosti in več izplavljanja monomer
Refraktivni indeks –vpliva na barvne lastnosti materiala (translucenco) in s tem na strjevanje
Iniciatorji, stabilizatorji in dodatki
Iniciatorji – sprožijo strjevanje, so vir prostih radikalov
svetlobna polimerizacija (svetloba 400-500nm)(Kamforkinon, Lucirin TPO)
kemično strjevanje – mešanje past ali pa visoka T (Redoks sistemi)
Stabilizatorji – lovijo proste radikale Dodatne snovi – Ti oksid, drugi anorganski
pigmenti in ioni Fe, Cr, Cu za barvo, snovi, ki fluorescirajo
Anorganska polnila
Pomen: Ključna za trdnost materiala, obrabo, zmanjševanje krčenja, translucenco, opalescenco, radiopačnost, barvo,...
Vrste kompozitov (velikost polnil):1. Kompoziti z makropolnili (več od 3 µm)2. Kompoziti z mikropolnili (manj od 100 nm )
(sedaj tudi nanopolnila)1. Hibridni kompoziti (makropolnila manj od 1 µm,
vmes pa mikropolnila)
Vrste anorganskih polnil
Amorfni silicijev dioksid
okrogli delci velikosti 100nm kompoziti, ki jih vsebujejo zelo odporni na obrabo vendar potrebno veliko
organske monomere
Kompoziti zato vsebujejole 10 % SiO2.
Vrste anorganskih polnil
Stekleni delci
stopljena stekla SiO2, AL2O3, BaO, ki se jih nato zdrobi na ustrezno velikost
vplivajo na refraktorni indeks in na radiopačnost
od 0,5 -1 µm veliki
Vrste anorganskih polnil
Okrogli mešani oksidi –SiO2-ZrO2 – prednost obeh snovi
Radiopačna polnila –potrebne snovi z velikim številom protonov v jedru elementa (Ytterbijev trifluorid – ena redkih snovi, ki to izpolnjuje, fluor sprošča zelo počasi)
Vrste anorganskih polnil
Polnila, ki sproščajo fluoride – kalcij aluminijevo fluorosilikatna stekla in ytterbijev trifluorid)
Prepolimerizirana polnila – 15 – 30 µm, zmanjšajo krčenje
Lastnosti anorganskih polnil
Velikost polnil- vpliva na mehanske lastnosti (obraba) Oblika polnil- različni načini pridobitve teh polnil(sintetizirani,
precipitirani, zdrobljeni)Vsebnost polnil- vpliva na viskoznost, obrabo, elastični modul,
krčenje
Silanizacija polnil
Omogoča kemično vezavo med steklenimi delci in organsko mrežo
Silanolne skupine stekel, SiO2 in mešani oksidi
SILAN
Optimizacija vsebnosti polnil
Želimo torej kompozite, ki bi se dobro polirali (veliko majhnih polnil), imeli dobre mehanske lastnosti (veliko polnil) ter imeli majhno stopnjo krčenja.
Tako je potrebno najti pravo razmerje polnil !
Polimerizacija-krčenje
Vsi kompozitni materiali se pri strjevanju kričijo
Krčenje nastopi zaradi povezovanja organskih monomer v polimere -Polimerizacija
Krčenje je večje, če uporabljamo manjše molekule (MMA - 21 %, UDMA – 6%)
Je eksotermna reakcija, kjer se sprošča toplota
Postopek polimerizacije
1. faza (faza indukcije) –nastanek primarnih prostih radikalov iz iniciatorjev
2. faza (faza inhibicije) –vsi inhibitorji so porabljeni (manj kot 1 sekundo)
Gel točka – po 5 sekundah se lineranr molekule začnejo povezovati v 3D togo strukturo
Stopnja pretvorbe dvojnih vezi je 56-78 %
Končen rezultat je trda snov brez vonja, pri čemer se je sprostila temperatura in nastopilo je tudi skrčenje materiala
Kontrakcija- krčenje
Nastopi, ker se molekule povezujejo (iz van der Waalsovih vezi do kovalentnih vezi)
Negativne posledice:1. razvoj nateznih sil2. nastanek pok3. zlom zoba4. odlepljanje od zobnih tkiv 5. formacija mikrošpranj
Preobčutljivost, zabarvanje, karies, izpad plombe
Nastanek nateznih sil
Nastanek nateznih sil odvisen od:
1. način polimerizacije2. elastičnosti materiala3. čas do gel točke4. poroznosti materiala
Adhezija in adhezivni sistemi
Adhezija (vezava) - je lepljenje kompozitnih materialov s pomočjo smolastih materialov (adhezivnih sistemov) po določenem sosledju kliničnih korakov na trda zobna tkiva (sklenino in dentin)
Mehanizem adhezije
trije osnovni klinični koraki:1. jedkanje s spiranjem - odstrani minerale in ustvari
mikroporozno površino
2. nanos prvega premaza –izpodrine vodo in se vgradi
v nastale mikropore
1. nanos veziva (adheziva)-tvori hibridno plast(del izgubljenih materialov je nadomeščen z smolami)
Delitev adhezivnih sistemov
Kronološka delitev oz. delitev po številu kliničnih korakov
Po načinu delovanja:Adhezivni sistemi jedkanja in
spiranjaSamojedkajoči adhezivni
sistemi
Sestava adhezivnih sistemov
Organske monomere Topila (etanol, voda, aceton) Polnila
Adhezija na sklenino
Sestava: 1. - 95% mineralov2. - 5% organskih snovi in vode
1. Jedkanje s 35% fosforno kislino
Adhezija na dentin
Sestava: 1. - 50 % je anorganskih snovi 2. - 30 % je organskih snovi
3. - 20 % je plazmi podobne tekočine
Jedkanje s 35% fosforno kislino
Klinična uporaba adhezivnih sistemov in kompozitnih materialov Zdravljenje kariesa in zlomljenih zob Estetska stomatologija Podlaganje plomb Zalivanje fisur Cementiranje protetičnih sider Lepljenje ortodontskih nosilcev
Klinični primer plombiranja v TKS
Klinični primer plombiranja v IKS