Дентин — адгезивные системы

Это одна из серии статей, предоставляющих подробную и актуальную информацию о дентине.
В данной статье, посвящённой теме Дентин — адгезивные системы, вы можете прочитать о следующем:

• Что такое адгезивные системы для дентина?
• Клетки, участвующие в адгезии дентина
• Кто изобрёл адгезивные системы для дентина?
• Адгезия к дентину
• Кондиционер дентина для стеклоиономерного цемента
• Связывается ли композит лучше с эмалью или с дентином?
• Адгезивы для дентина и их применение
• Механизмы адгезии к дентину и стоматологические реставрации
• Дентин и исследования стоматологических материалов

For additional articles about Dentin, see the Меню тем.

Что такое адгезивные системы для дентина?

Адгезивные системы для дентина необходимы для создания прочного соединения между композитом (реставрационными материалами цвета зуба) и дентином или эмалью зуба, что позволяет соединению выдерживать механические нагрузки и напряжение. Успех этих адгезивов зависит от их способности связываться с естественными тканями зуба с одной стороны и с композитной реставрацией — с другой.

Существует два основных типа адгезивных систем, которые обычно используются:

1. Адгезивы для эмали (EBA)
2. Адгезивы для дентина (DBA)

Адгезия может достигаться с эмалью, дентином или с обоими одновременно посредством микромеханического сцепления в сочетании с химическим связыванием. Связывание между композитной смоляной реставрацией и адгезивом достигается благодаря сополимеризации адгезивной смолы с полимерной матрицей композитных материалов.

Клетки, участвующие в адгезии дентина

Dentin bonding cells, также известные как одонтобласты, являются специализированными клетками, расположенными в слое дентина зубов. Эти клетки отвечают за образование и поддержание матрикса дентина — твёрдой минерализованной ткани, составляющей основную массу зуба.

Когда зуб подвергается повреждению или кариесу, клетки дентина могут активироваться для восстановления и защиты зуба. Этот процесс включает образование слоя репаративного дентина, который вырабатывается клетками дентина в ответ на повреждение. Этот репаративный дентин помогает изолировать повреждённую область и предотвратить дальнейшее разрушение или инфекцию.

Клетки дентина также играют важную роль в дентальном бондинге — распространённой стоматологической процедуре восстановления зубов. Во время бондинга на зуб наносится смоляной материал, который затем фиксируется к дентиновому слою с помощью специального адгезива, взаимодействующего со структурой дентина. Этот процесс обеспечивает прочное и долговечное соединение между зубом и реставрационным материалом.

Кто изобрёл адгезивные системы для дентина?

В 1949 году Oskar Hagger, химик компании DeTrey/Amalgamated Dental Company, разработал адгезив под названием Sevriton Cavity Seal. Хаггер утверждал, что этот адгезив представляет собой кислотный материал, способный взаимодействовать с поверхностью зуба на молекулярном уровне. Позже было установлено, что взаимодействие кислотного адгезива с поверхностью зуба вызывает деминерализацию эмали и дентина, создавая микроскопические поры или неровности. Этот процесс (называемый кислотным травлением) увеличивает площадь поверхности и делает структуру зуба более шероховатой, что обеспечивает лучшую адгезию реставрационного материала.

Кислотность полезна тем, что способствует более прочному соединению между адгезивом и тканями зуба. Создавая микроскопические поры в слоях эмали и дентина, адгезив может проникать в поверхность зуба и фиксироваться в ней, образуя микромеханическую связь. Такое соединение делает реставрацию более прочной и долговечной, снижая риск её разрушения или осложнений стоматологического лечения.

Сегодня Oskar Hagger известен как «Отец современных стоматологических адгезивов» благодаря своему революционному изобретению. Концепция Хаггера быстро была принята другими исследователями, что привело к созданию нескольких поколений стоматологических адгезивов. Даже сегодня многие идеи Хаггера остаются актуальными: основной принцип заключается в том, что стоматологические адгезивы работают за счёт микромеханической ретенции, возникающей после кислотного травления эмали и дентина.

Понимание сложного процесса адгезии к дентину крайне важно для достижения лучших клинических результатов. Прочность адгезии к дентину может различаться, и на неё влияют несколько факторов:

• Качество дентина: включает количество, диаметр и размер дентинных канальцев в глубоком и поверхностном дентине.
• Проницаемость дентина: проницаемость дентина неодинакова в разных участках зуба. Она выше в коронковом дентине, чем в корневом.
• Структурные различия: дентинные канальцы более многочисленные и более широкие возле пульпы, что приводит к большему количеству жидкости и меньшему количеству интертубулярного дентина в этой области. Это делает адгезию к глубокому дентину менее эффективной, чем к поверхностному.
• Количество коллагена: с возрастом дентина происходит увеличение минерализации и соотношения перитубулярного/интертубулярного дентина, а также уменьшение количества дентинных канальцев. Эти факторы в совокупности снижают качество адгезии.

Смазанный слой (smear layer): наличие смазанного слоя на зубе может препятствовать адгезии. Для удаления или модификации этого слоя используются различные кислоты и/или хелаторы кальция, включая:
Кислоты:

• Наиболее часто используемая кислота для кондиционирования дентина — 37% ортофосфорная кислота. Она удаляет smear layer и обнажает микропористую коллагеновую сеть для проникновения мономеров смолы. При этом образуется аморфный слой, состоящий из денатурированных коллагеновых волокон и коллабированного остаточного коллагенового слоя.
• Другие кислоты, используемые для кондиционирования дентина: азотная кислота, малеиновая кислота, лимонная кислота, щавелевая кислота и соляная кислота.

Хелаторы кальция

• Эти вещества удаляют и/или модифицируют smear layer без деминерализации поверхностного слоя дентина.
• Этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA) является широко используемым хелатором.

После удаления smear layer выполняется dentin priming. Праймеры — это вещества, содержащие мономеры с гидрофильным концом, имеющим сродство к обнажённым коллагеновым фибриллам, и гидрофобным концом, имеющим сродство к адгезивной смоле. Наиболее часто используемые праймеры содержат мономеры HEMA и 4-META, растворённые в органических растворителях.

Праймеры применяются для увеличения диффузии смолы в увлажнённый и деминерализованный дентин, обеспечивая оптимальное микромеханическое сцепление. Для идеального проникновения праймера в деминерализованный дентин следует наносить несколько слоёв. Кроме того, предпочтительно сохранять поверхность дентина влажной; в противном случае коллагеновые волокна могут коллапсировать в сухих условиях, препятствуя проникновению праймера и адгезивной смолы.

Кондиционер дентина для стеклоиономерного цемента

Dentin conditioner — это раствор, используемый для подготовки поверхности дентина перед нанесением некоторых стоматологических материалов, таких как стеклоиономерный цемент. Цель кондиционера дентина — удалить smear layer и остатки загрязнений с поверхности дентина, обнажив дентинные канальцы и создав более пористую поверхность для улучшения прочности связи стеклоиономерного цемента.

Для удаления или модификации smear layer при кондиционировании дентина используются различные кислоты и/или хелаторы кальция:

• Кислоты: наиболее часто используемая кислота для кондиционирования дентина — 37% ортофосфорная кислота. Она не только удаляет smear layer, но и обнажает микропористую коллагеновую сеть, в которую проникают мономеры смолы. В результате формируется аморфный слой, представляющий собой сочетание денатурированных коллагеновых волокон и коллапсированного остаточного коллагенового слоя, что может затруднять проникновение мономеров. Чтобы предотвратить коллапс неподдерживаемых коллагеновых волокон, предпочтительно поддерживать кондиционированный дентин во влажном состоянии. Другие кислоты, используемые для кондиционирования дентина, включают азотную кислоту, малеиновую кислоту, лимонную кислоту, щавелевую кислоту и соляную кислоту.
• Хелаторы кальция: используются для удаления и/или модификации smear layer без деминерализации поверхностного слоя дентина. Наиболее распространённым хелатором является этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA).

Для стеклоиономерного цемента рекомендуемым кондиционером дентина обычно является 20% полиакриловая кислота — кислотный раствор, который эффективно удаляет smear layer и загрязнения с поверхности дентина. Полиакриловую кислоту обычно наносят на поверхность дентина на определённое время, затем смывают и высушивают перед нанесением стеклоиономерного цемента.

Использование кондиционера дентина помогает обеспечить прочное и долговечное соединение между стеклоиономерным цементом и дентином, повышая долговечность и успешность реставрации. Однако чрезмерное использование или неправильное применение может привести к нежелательным последствиям, таким как повышенная чувствительность, слабая адгезия или повреждение дентина. Поэтому важно применять кондиционер дентина осторожно и строго следовать инструкциям производителя.

Связывается ли композит лучше с эмалью или с дентином?

Из-за морфологических, гистологических и композиционных различий между дентином и эмалью адгезия к дентину оказывается более сложной, менее надёжной и менее предсказуемой, чем к эмали. Причины этого включают:

• Эмаль состоит примерно из 95% неорганического гидроксиапатита по объёму, тогда как дентин содержит только около 50%.
• Дентин имеет более высокое содержание воды по сравнению с эмалью.
• Кристаллы гидроксиапатита в эмали располагаются упорядоченно, тогда как в дентине они распределены хаотично внутри органической матрицы.
• Smear layer на поверхности дентина может затруднять смачивание поверхности адгезивом.
• Дентин содержит дентинные канальцы, в которых находятся отростки пульпы и одонтобласты, что делает его чувствительной структурой.
• Дентин является динамической тканью и изменяется с возрастом, при кариесе или после стоматологических вмешательств.
• Жидкость постоянно выходит из дентинных канальцев наружу, что уменьшает адгезию композитной смолы к дентину.

Адгезия к дентину во многом зависит от успешного формирования гибридного слоя — высокоорганического интерфейса между субстратом дентина и адгезивной смолой. Для создания этого слоя минеральные компоненты дентина замещаются мономерами смолы, формируя полимер-коллагеновый биокомпозит.

Адгезия к дентину может достигаться с использованием систем etch-and-rinse или self-etch. Обе методики основаны на принципе удаления smear layer и минеральных компонентов для обнажения коллагеновой сети дентина. Удаление smear layer особенно важно для формирования гибридного слоя, поскольку он может заполнять дентинные канальцы и образовывать smear plugs, уменьшая проницаемость дентина до 90%.

После удаления smear layer адгезивная смола может проникать в коллагеновую матрицу и формировать основу адгезии для реставрации.

Адгезивы для дентина и их применение

Dentin adhesives произвели революцию в современной стоматологии, позволив выполнять более консервативные реставрации, сохраняющие больше естественной структуры зуба. Также известные как dental bonding agents, адгезивы для дентина используются для фиксации композитной смолы, стеклоиономеров и других стоматологических материалов к поверхности дентина зуба.

Существует несколько типов адгезивов для дентина, каждый из которых имеет свои особенности и показания к применению. Наиболее распространённые типы включают:

• Etch-and-Rinse Adhesives: эти адгезивы требуют травления дентина кислотным раствором для удаления smear layer и обнажения дентинных канальцев. Затем наносится адгезив, после чего используется реставрационный материал. Такие адгезивы обычно применяются при прямых реставрациях, например при композитных пломбах.
• Total-Etch Adhesives: подобно системам etch-and-rinse, эти адгезивы требуют полного высушивания дентина перед нанесением адгезива. Они часто применяются при более сложных реставрациях, таких как коронки или мостовидные протезы.
• Self-Etch Adhesives: разработаны для одновременного травления и праймирования поверхности дентина, что устраняет необходимость отдельного этапа травления. Часто используются при непрямых реставрациях, таких как виниры или вкладки.
• Universal Adhesives: универсальные адгезивы отличаются высокой универсальностью и могут применяться как с техникой etch-and-rinse, так и с self-etch. Они часто используются при прямых реставрациях и могут наноситься в один этап, что упрощает процесс адгезии.

Адгезивы для дентина имеют широкий спектр применения в современной стоматологии, включая установку композитных пломб, фиксацию виниров и коронок, а также восстановление сколов и переломов зубов. При правильной технике и выборе подходящего адгезива для каждого клинического случая они обеспечивают прочное и долговечное соединение, что приводит к успешным реставрациям и улучшению клинических результатов лечения пациентов.

Механизмы адгезии к дентину и стоматологические реставрации

Механизм адгезии к дентину включает адгезивную молекулу с бифункциональной структурой:

M———————R———————X

Где:

• M — двойная связь метакрилата, которая сополимеризуется с композитной смолой.
• R — спейсер (промежуточная цепь), увеличивающий размер молекулы.
• X — функциональная группа, обеспечивающая связывание с неорганической или органической частью дентина.

Важно отметить, что адгезивы для дентина обычно имеют как гидрофильные (притягивающие воду), так и гидрофобные (отталкивающие воду) участки. Гидрофильный конец взаимодействует с дентинной жидкостью, смачивая поверхность, тогда как гидрофобный конец связывается с композитной смолой.

Связывание с неорганической частью дентина включает ионные взаимодействия между отрицательно заряженной группой на X (например, фосфатами, аминокислотами, аминоспиртами или дикарбоксилатами) и положительно заряженными ионами кальция. Наиболее часто используемые адгезивные системы используют фосфатные группы.

Связывание с органической частью дентина включает взаимодействия с аминогруппами (–NH), гидроксильными группами (–OH), карбоксилатными группами (–COOH) и амидными группами (–CONH), присутствующими в коллагене дентина. Адгезивные системы для дентина содержат изоцианаты, альдегиды, ангидриды карбоновых кислот и хлориды карбоновых кислот, которые извлекают водород из этих групп и формируют химическую связь.

Дентин и исследования стоматологических материалов

Dentin — это твёрдая минерализованная ткань, составляющая основную массу зуба. Она состоит из сети мелких взаимосвязанных канальцев, которые проходят от внешней поверхности зуба к внутренней пульпарной камере. Дентин играет важную роль в поддержании структурной прочности зубов и отвечает за передачу таких ощущений, как боль, давление и температурные изменения, к пульпе.

Исследования стоматологических материалов — это область науки, направленная на разработку и совершенствование материалов, используемых в стоматологии. Цель заключается в создании биосовместимых, долговечных и эстетически привлекательных материалов, включая реставрационные материалы (например, стоматологические композиты и амальгамы), оттискные материалы, протетические материалы и материалы для зубных имплантатов.

Современные направления исследований в области дентина и стоматологических материалов включают:

• Биомиметические материалы: исследователи изучают материалы, вдохновлённые природой, которые имитируют свойства естественных зубов, например материалы, стимулирующие образование нового дентина или регенерацию тканей пульпы.
• Адгезия: адгезия является критически важным фактором успеха стоматологических реставраций. Исследователи работают над улучшением адгезии стоматологических материалов к дентину и эмали, чтобы повысить долговечность реставраций.
• Биосовместимость: стоматологические материалы должны быть биосовместимыми, то есть не вызывать неблагоприятных реакций в организме. Исследователи изучают биосовместимость новых материалов и совершенствуют существующие.
• Нанотехнологии: внедрение наночастиц и наноструктур в стоматологические материалы может улучшить их механические, химические и биологические свойства, что приводит к лучшей эффективности и долговечности. Наночастицы также используются для усиления антибактериальных свойств материалов, помогая предотвращать кариес и инфекции.
• Цифровая стоматология: цифровые технологии, такие как 3D-печать, компьютерное проектирование (CAD) и цифровая визуализация, используются для создания индивидуальных стоматологических реставраций с большей точностью. Исследователи также изучают применение цифровых технологий для улучшения установки имплантатов и диагностики стоматологических заболеваний.

Исследования дентина и стоматологических материалов имеют потенциал революционизировать стоматологическую помощь, предоставляя более эффективные, долговечные и индивидуализированные решения для пациентов, что в конечном итоге улучшает здоровье полости рта и общее качество жизни.