Metody aplikacji materiałów kompozytowych

PRACTISE & CASES
   Tematy poruszane w tym artykule  
  • Rozróżnienia dwóch znaczeń terminu "aplikacja warstwowa" w odniesieniu do materiałów kompozytowych stosowanych w stomatologii.
  • Opis technologii podwójnej gęstości wykorzystującej kompozyty półpłynne jako pierwszą warstwę aplikacji.
  • Wpływ modyfikacji lepkości kompozytu i wprowadzenie nowych monomerów wielkocząsteczkowych na właściwości i aplikację materiałów kompozytowych.
  • Możliwości i ograniczenia rekonstrukcji estetycznych za pomocą wieloetapowej aplikacji mas kompozytowych o różnej transparencji.
  • Wprowadzenie systemów kompozytowych o zmodyfikowanych właściwościach optycznych i ich wpływ na procedury odbudowy estetycznej.
  • Problematyka marketingowych modyfikacji materiałów kompozytowych i ich wpływ na pracę kliniczną stomatologów.

Obecnie istnieje wiele metod aplikacji materiałów złożonych. Stosowane nadal materiały chemoutwardzalne zwyczajowo aplikuje się jednoczasowo, a korekty dokonuje się po zakończeniu reakcji polimeryzacji. Odmienny charakter i dynamika reakcji polimeryzacji sprawiają, że bardziej korzystny jest rozkład w czasie naprężeń skurczowych. Jedna z metod uznaje za korzystne łączenie podczas pracy materiałów chemo-, a następnie światłoutwardzalnych jako swego rodzaju technikę warstwową. Wprowadzenie materiałów, których reakcja inicjowana jest światłem, w znacznym stopniu uwolniło stomatologów od presji czasu, nie jest jednak wolne od wad. Rozwinięcie gamy kolorów i wprowadzenie wielostopniowej transparencji mas kompozytowych stworzyło zupełnie nowe możliwości, przyczyniając się do obserwowanego rozkwitu zachowawczych rekonstrukcji estetycznych.

Technika aplikacji warstwowej – znaczenie i ewolucja

Uznając, że omawiane są tu wyłącznie materiały, których polimeryzacja inicjowana jest światłem, podkreślić należy, że powszechne określenie „aplikacji warstwowej” kryje w sobie przewrotnie dwa odmienne znaczenia. Pierwotnie aplikacja warstwowa miała na celu zmniejszanie efektów skurczu polimeryzacyjnego. Opisywane techniki nakładania materiału małymi porcjami w kształcie jodełki lub sekwencyjna aplikacja guzków przeciwstawnych to klasyczne przykłady takiego postępowania. Wprowadzenie materiałów o mniejszej lepkości, np. półpłynnych, pozwoliło na modyfikację – powstanie metody podwójnej gęstości. Wykorzystanie właściwości materiałów o konsystencji półpłynnej (flow) jako pierwszej warstwy ułatwia wypełnienie zakamarków i miejsc trudno dostępnych. I choć badania potwierdzają większe wartości skurczu objętościowego kompozytów półpłynnych (jako skutek obniżonej zawartości wypełniacza), to uwzględnić należy również większe możliwości odreagowania powstających naprężeń. W tym miejscu nieodzowny jest krótki komentarz.

POLECAMY

Po pierwsze – modyfikacje cząstek wypełniacza, kompatybilizatora i składu matrycy, poprzez wprowadzanie nowych strukturalnie cząstek monomerów, pozwalają na istotne zwiększenie zawartości wypełniacza przy zachowaniu niskiej lepkości tworzywa.

Po drugie – rozpatrywanie wielkości powstających naprężeń uwzględniać musi wartość „współczynnika C”. Wartość ta określa proporcję ścian wolnych do związanych, najbardziej niekorzystnie przedstawiając się dla ubytków klasy I i V według Blacka. Zakładając aplikację kompozytu flow cienką warstwą (liner), uzyskuje się zmianę wartości „C” na korzystną na wszystkich płaskich powierzchniach. Jednak oceny wynikające z dostępnych opracowań wskazują na podobną szczelność brzeżną wypełnień wykonywanych z materiałów kondensowalnych i tych wykonywanych z zastosowaniem techniki podwójnej gęstości. 

Materiały Bulk Fill – innowacja w technice wypełnień

Pewne istotne nadzieje rozbudziła nowa rodzina kompozytów – materiały Bulk Fill. Brak polskiego odpowiednika skłaniał do podjęcia prób interpretacji, jednakowoż najbliższe oryginałowi i bardzo obrazowe określenie „wypełnienia wielkogabarytowe” wydaje się nieakceptowalne. Materiały o obniżonej wartości skurczu i przystosowane do polimeryzacji w grubszych warstwach mają stanowić przełom w technice wykonywania wypełnień bezpośrednich w odcinku bocznym uzębienia.

Technika zapoczątkowana przez ShureFill SDR Flow® w połączeniu z Shurefil High Density® (Densply) znajduje się obecnie w arsenale środków prawie każdego producenta. W praktyce można powiedzieć, że dla systemów dwuskładnikowych (flow i materiał tradycyjny) jest to uzyskana dzięki rozwojowi technologii polimerów ewolucja techniki podwójnej gęstości.

W grupie tych tworzyw znajduje się również materiał o tradycyjnej konsystencji – Tetric Evoceram Bulk. Jest to ciekawa i bardzo innowacyjna propozycja firmy Ivoclar. Właściwości materiału pozwalają na wykonanie całego wypełnienia jednoczasowo z tego samego tworzywa. Należy wspomnieć o zastosowaniu nowatorskich rozwiązań w postaci inicjatora (Ivocerin) i stabilizatorów reakcji polimeryzacji oraz nowego monomeru, co w konsekwencji pozwoliło na uzyskanie bardzo ciekawego i przyjaznego pracy klinicznej rozwiązania.

SonicSystem

Całkowicie odmienny, choć nie mniej zaskakujący, jest pomysł modyfikacji lepkości kompozytu i jego aplikacji, jaki zaoferował duet KAVO i KERR.

SonicSystem to połączenie materiału kompozytowego i wykorzystującego napęd pneumatyczny aplikatora dźwiękowego. Warto wspomnieć, że w opinii autora jest to optymalny pomysł na stworzenie pełnego i kompatybilnego zestawu do minimalnie inwazyjnego opracowania (SonicFlex 2003) i wypełnienia (SonicFill). Końcówka skalera pneumatycznego wyposażona w komplet jednostronnych pilników umożliwia naprawdę minimalnie inwazyjne i co ważniejsze – bezpieczne opracowywanie ubytków lub/i modyfikowanie pobrzeża na powierzchniach stycznych. Zastosowanie szybkozłączki (systemu KAVO) pozwala na sprawną wymianę skalera na aplikator i wypełnienie opracowanego ubytku.

Nowoczesne systemy Bulk Fill – właściwości, modyfikacje i perspektywy

Uruchomienie aplikatora uzyskuje się standardowo z poziomu włącznika nożnego, a w wybranych modelach unitów możliwa jest regulacja szybkości uwalniania materiału. Cieniutka końcówka pozwala na sprawne wprowadzenie półpłynnego kompozytu, który po upływie kilkunastu sekund powraca do pierwotnej konsystencji pasty, co z kolei sprzyja łatwemu modelowaniu. Systemy dwuskładnikowe mają w swojej ofercie m.in. Cheraeus i 3MESPE. W tej ostatniej konfiguracji materiał Filtek Bulk Fill należy dopełnić kompozytami tradycyjnymi – Ultimate, Z550 lub P-60.

Jak się wydaje, należy spodziewać się nieodległych modyfikacji mających na celu uproszczenie systemu do jednego tworzywa pozwalającego na wypełnienie całej objętości z odtwarzaniem powierzchni żujących. Jak wspomniano, każdy z nowych materiałów typu Bulk Fill wykorzystuje nowy (i opatentowany przez producenta) monomer. Wprowadzanie nowych monomerów wielkocząsteczkowych sprawia, że wnikliwie należy obserwować wynikające z ich budowy właściwości. Przywilej odreagowywania naprężeń skurczowych okupiony może być utratą części pożądanych klinicznie parametrów powstającego polimeru [1].

Wydaje się, że optymalnym rozwiązaniem stosowanym przy wypełnieniach bezpośrednich rozległych ubytków jest wykorzystanie półpłynnych kompozytów technologii Bulk Fill jako linerów w połączeniu z podgrzanymi tradycyjnymi kompozytami uniwersalnymi. Jednak to tylko sugestia autora, która – aby stać się wiążącą wskazówką – powinna zostać poparta wnikliwą i długoterminową obserwacją kliniczną.

Ciekawostką może być fakt istnienia na rynku już od kilku lat materiału o niedoścignionych parametrach wartości skurczu, który nie doczekał się w opinii autora należnego uznania. Materiał Filtek Silorane to jedyny dostępny do prac klinicznych materiał wykorzystujący osnowę siloranową.

Siloran – właściwości, polimeryzacja i wpływ temperatury

Siloran uzyskano z połączenia łańcucha siloksanowego z cząsteczkami oksyranu. W układzie fotoinicjatora tego materiału zastosowano najpowszechniej stosowany fotoinicjator kamforochinon. Specyfika reakcji polimeryzacji wymagała zastosowania odpowiednio dostosowanego składu systemu koinicjatora i donora elektronowego oraz soli jodonianowej w celu zainicjowania reakcji jonowej charakterystycznej dla żywicy siloranowej.

Klinicznie inicjowanie polimeryzacji wymaga jednak zastosowania relatywnie dużej ilości energii – wydłużenia czasu naświetlania. Praktycznie oznacza to zmniejszenie wrażliwości materiału na działanie światła zabiegowego i poprawę komfortu pracy lekarza. Związane jest to z mniejszą reaktywnością monomerów zawierających pierścienie aromatyczne i polimeryzacją przebiegającą z otwarciem pierścienia. Zmiana poziomu energetycznego towarzysząca reakcji otwierania pierścienia aromatycznego podczas tworzenia polimeru sprawia, że jest to najsilniej egzotermiczna reakcja spośród obserwowanych dla żywic stosowanych w stomatologicznych materiałach złożonych.

Badania własne obejmujące porównanie zmiany temperatury próbek wybranych materiałów złożonych zachodzące podczas ich polimeryzacji, prowadzonej przy użyciu dwóch typów lamp w warunkach laboratoryjnych, potwierdziły uwalnianie dużych ilości energii cieplnej w pierwszych kilku sekundach po rozpoczęciu reakcji. Wzrost temperatury rejestrowany dla próbek materiału opartego o matrycę epoksydową wykazywał istotnie wyższe wartości sięgające 24°C dla lampy halogenowej i aż 32°C podczas polimeryzacji przy użyciu lampy diodowej. Wartości przyrostów temperatury dla materiału Silorane znacznie przewyższały wartości obserwowanych przyrostów dla materiałów opartych o matrycę akrylanowi Valux Plus i Filtek P-60 i wynoszące odpowiednio 9°C dla obu materiałów przy stosowaniu lampy halogenowej. Wyższe wartości zaobserwowano dla polimeryzacji lampą diodową, tj. 12°C dla ValuxPlus i 10°C dla P-60. Należy jednak podkreślić, że badanie prowadzono w warunkach laboratoryjnych, a obserwacje kliniczne nie potwierdziły występowania skutków biologicznych, jakie powinny towarzyszyć takiemu wzrostowi temperatury. Podobne wartości temperatur rejestrowane były w badaniach innych autorów dla szeregu innych materiałów.

Odmienność rodzaju reakcji inicjowania i przebiegu polimeryzacji powinny przekładać się na uzyskiwaną sprawność tej reakcji i jej niższą wrażliwość na hamujące działanie tlenu atmosferycznego. Istotnym klinicznie czynnikiem jest konieczność stosowania specjalnego systemu łączącego dostosowanego do osnowy kompozytu. Specyfika reakcji polimeryzacji sprawia, że ograniczona jest grubość warstwy aplikowanego kompozytu, co powoduje, że nie spełnia kryteriów technologii Bulk Fill. Jednak wartości skurczu (około 1%) dawały operatorowi poczucie bezpieczeństwa i możliwość modyfikowania techniki aplikacji warstwowej. Kolejną bardzo istotną zaletą tego tworzywa jest jego znacznie większa w porównaniu z tradycyjnymi kompozytami akrylowymi odporność na destrukcyjne działanie etanolu i dzięki właściwościom hydrofobowym znacznie ograniczona agregacja płytki. 

Powracając do zagadnienia aplikacji warstwowej materiałów złożonych, tym razem warto skupić uwagę na drugim znaczeniu tego określenia w aspekcie rekonstrukcji tzw. estetycznych i możliwości wieloetapowej aplikacji tworzyw o wielostopniowej transparencji.

Anatomiczna technika warstwowa i nowoczesne podejście do odbudowy estetycznej

Odtworzenie naturalnej estetyki wymaga niejednokrotnie zaangażowania złożonej procedury obejmującej skrupulatne odbudowanie warstwy szkliwa i zębiny oraz odtworzenie wyrafinowanych efektów optycznych przy użyciu mas specjalnych. Po raz kolejny przywołać można w tym miejscu osobę prof. Lorenzo Vaniniego i jego „Anatomiczną technikę warstwową”. Metoda warstwowej aplikacji mas szkliwnych powierzchni podniebiennej, zębinowych zrębu korony z uwzględnieniem rozkładu intensywności zabarwienia, tworzeniem efektów optycznych, ostatecznie zwieńczona naturalną morfologią – masy szkliwnej na powierzchni wargowej to w założeniu gotowy przepis na sukces. Operatorowi pozostaje wyłącznie intuicyjne zrozumienie materiału, poznanie jego właściwości i odrobina sprawności.

Ponieważ procedura w rzeczywistości jest jednak dość wymagająca, szybko doczekała się wersji uproszczonej, w której sekwencję mas zębinowych zastąpiono jednym jej rodzajem. Przywołując klasyfikację kompozytów Dietchi, można uznać, że zaliczane do grupy kompozytów nowoczesnych materiały to – oprócz Enamelu – również Miris® i Biostyle®. Technika pracy tymi materiałami będzie z założenia zbliżona. Jednak od czasu powstania klasyfikacji upłynęło już trochę czasu i pojawiło się sporo nowych systemów kompozytowych.

Jak pracować z Premisem Direct, Artistem czy materiałem Filtek Ultimate?

W przypadku próby zastosowania systemów kompozytowych o odmiennych od Enamelu właściwościach optycznych konieczne jest naniesienie niejednokrotnie poważnych korekt do tej techniki pracy. W opinii autora dążyć należy do skutecznego ograniczenia stopnia trudności, a w sytuacjach, gdy pozwala na to wygląd zębów i właściwości stosowanego tworzywa, wykonać odbudowę z zastosowaniem wyłącznie jednego koloru i jednego stopnia transparencji jednej strzykawki. Podkreślić należy, że postępowanie takie w licznych sytuacjach wyczerpuje znamiona pracy w pełni estetycznej, nawet dla wymagającego obserwatora. 

Wyzwania związane z modyfikacjami materiałów kompozytowych w pracy klinicznej

Problemy z materiałami kompozytowymi w pracy klinicznej czasami są stwarzane przez samych producentów. Spotykane modyfikacje konsystencji, składu, zmiany kolorystyki, bez zmiany nazwy (lub odwrotnie) jako działania marketingowe przyprawiać mogą o przykre doświadczenia kliniczne. Wiadomo, że podejmując decyzję o zmianie systemu, stomatolog przygotowuje się na okres przejściowy, albowiem konieczna będzie adaptacja do nowych właściwości materiału. Jest to jednak świadomy wybór operatora i zupełnie inna sytuacja, gdy nagle nowa strzykawka to zupełnie nowa kolorystyka lub konsystencja.
 

Przypisy