Dental Tribune Russian Edition

Russian Edition2 Тенденции и практика этапом, позволяющим модифици- ровать свойства поверхности для обеспечения долговечной и гидро- литически стабильной адгезии. К методам кондиционирования по- верхностей, широко применяемым в стоматологии, относятся песко- струйная обработка, трибохимиче- ское покрытие оксидом кремния и протравливание плавиковой кисло- той; эти методы будут рассмотрены в следующем разделе. Пескоструйная обработка Поверхность металлов, сплавов и некоторых керамических материа- лов в течение 10–15 с подвергают аб- разивной обработке с помощью ча- стиц алюминия размером 110 мкм и струи воздуха, направленной перпен- дикулярно поверхности с расстояния в 10 см при давлении 380 кПа. Цель данного процесса – увеличить шеро- ховатость поверхности материала, что также способствует микромеха- нической ретенции цемента. Пирохимическое покрытие оксидом кремния В стоматологических лаборато- риях применяют различные систе- мы для покрытия оксидом кремния. К ним относятся Silicoater Classical, Silicoater MD и Siloc (все – Heraeus Kulzer), а также PyrosilPen (SURA In- struments). Тетраэтоксисилан впры- скивается в пламя и сгорает вместе с бутаном в присутствии кислорода. Силан разлагается и образует реак- тивные частицы SiOx-C, которые осаждаются на поверхности; за счет этого на последней образуется по- хожий на стекло слой кремния. Трибохимическое покрытие оксидом кремния Трибохимическая система Rocatec (3M ESPE), в которой используются покрытые кремнием частицы алю- миния, появилась в 1989 г. Ее приме- няют для покрытия кремнием кера- мических и металлических поверх- ностей. Адгезия силана и покрытого кремнием материала усиливается благодаря образованию прочной си- локсановой связи (Si–O–Si). Такая обработка поверхности также уве- личивает шероховатость последней, что усиливает микромеханическую ретенцию композита, позволяя ему проникать в поры материала. Протравливание плавиковой кислотой Обычно плавиковую кислоту при- меняют для протравливания кера- мических виниров и при восстанов- лении треснувших керамических реставраций, перед окончательной фиксацией последних на цемент. В клинической практике использу- ется плавиковая кислота в низких концентрациях – от 4 до 10%. При протравливании поверхности кера- мики гелем плавиковой кислоты он растворяет полимерную матрицу керамики, находящуюся в стеклооб- разном состоянии. Таким образом, формируется микроретенционная поверхность с микроскопическими порами, которые усиливают микро- механическую связь с композитным цементом. Новые методы кондиционирования поверхностей Поиск новых способов создания прочной и долговечной связи про- должается. В настоящее время ис- следователи всего мира изучают не- сколько новых методов кондицио- нирования поверхностей. К ним от- носятся лазерная обработка, селек- тивное инфильтрационное про- травливание, наноструктурное алю- миниевое покрытие, внутреннее по- крытие, химическое осаждение па- ров и плазменное фторирование. Лазерная обработка поверхностей Слово «лазер» является англий- ской аббревиатурой, которая рас- шифровывается как «усиление света с помощью индуцированного из- лучения»; эта технология появилась в 1950-х годах. Лазеры Er:YAG, Nd:YAG и CO2 применяются для ра- боты с мягкими и твердыми тканя- ми, а также для обработки поверх- ностей. Облучение поверхности ке- рамики лазером приводит к образо- ванию неровностей, способствую- щих механической ретенции. Основным недостатком этого мето- да считается появление поверх- ностных трещин, связанное с тер- мическим воздействием лазера при высокой мощности излучения. Вви- ду этого необходимо тщательно вы- бирать настройки лазера в зависи- мости от типа керамики. Селективное инфильтрационное протравливание Тонкий слой стеклянного конди- ционирующего средства наносят на поверхность циркония и затем на- гревают выше температуры перехо- да стекла. Частицы расплавленного стекла проникают между зернами поверхности. После этого поверх- ность остужают при комнатной тем- пературе, удаляют с нее кондицио- нер с помощью плавиковой кислоты и промывают. Благодаря этому обра- зуется новая ретенционная поверх- ность, хорошо связывающаяся с ком- позитным цементом. Наноструктурное покрытие алюминием Цирконий погружают в суспензию нитрида алюминия. В результате гид- ролиза нитрид алюминия образует бомит, который осаждается на по- верхности циркония. Затем матери- ал нагревают до 900°C. Бомит совер- шает фазовый переход и превраща- ется в d-алюминий. Благодаря такой обработке формируется микроре- тенционная поверхность, отличаю- щаяся лучшей механической связью с композитным цементом. Внутреннее покрытие керамикой Поверхность циркония подвер- гают пескоструйной обработке с помощью частиц алюминия разме- ром 70 мкм. Затем ее покрывают ту- гоплавким фарфором, который из- готавливают путем введения кера- мического порошка в избыточный объем дистиллированной воды. Ке- рамику обжигают в вакууме при вы- сокой температуре. После обжига поверхность еще раз подвергают пескоструйной обработке. На по- верхности циркония образуется кремниевый слой, который усили- вает адгезию с силаном, т.е. способ- ствует формированию силоксано- вой связи. Химическое осаждение пара Поверхность циркония подвер- гают воздействию паровой смеси тетрахлоросилана и воды. Силан гид- ролизуется, и зародышевый слой Si- xOy осаждается на поверхности в ви- де покрытия. Толщина зародышевого слоя зависит от времени осаждения. Кремниевый зародышевый слой обеспечивает наличие реакционно- способных центров для силана. Плазменное фторирование В плазменном реакторе поверх- ность циркония контактирует с плазмой гексафторида серы, в ре- зультате чего на ней образуется слой фторокиси. Этот слой может повышать реактивность циркония по отношению к силановому агенту. Тем не менее точный механизм формирования связи между слоем фторокиси циркония и силаном по- ка остается не выясненным. Химическая структура силана Функциональные и нефункциональные силаны Функциональные силаны содер- жат две функциональные группы, способные реагировать с неоргани- ческими матрицами, например ке- рамикой, и органическими веще- ствами, например смолами. Таким образом, их можно использовать в качестве связующих веществ для со- единения несходных материалов. Кроме того, существует группа так называемых нефункциональных си- ланов. Они содержат только одну функциональную группу, вступаю- щую в реакцию с неорганическими веществами. Такие силаны широко применяются для специфической модификации поверхностей мате- риалов. Кроме того, они являются бисфункциональными/сшивающи- ми веществами, которые имеют два атома силикона с тремя гидролизуе- мыми алоксильными группами. Сшивающие силаны применяются в сталелитейной и шинной промыш- ленности. Также такие силаны при- соединяют к функциональному си- лану для усиления и обеспечения гидролитической стабильности свя- зи между композитными материала- ми и титаном. Механизм активации силана Силаны могут создавать связь между неорганическими и органи- ческими веществами. Общая фор- мула функциональной силанизи- рующей жидкости выглядит так: Z-(CH2 )n-Si-(OR)3 , где Z – это органофункциональ- ная группа, вступающая в реакцию с органической смолой, (CH2 )n – лин- керная группа, а OR – алоксильная группа. Алоксильные группы активи- руются путем гидролиза ( SiOR→ SiOH), перед тем как вступают в реак- цию с поверхностными гидроксиль- ными группами субстрата. Первым этапом гидролиза силана является быстрое и обратимое про- тонирование алоксильной группы при низком водородном показателе (pH 3–5). Затем происходит реак- ция бимолекулярного нуклеофиль- ного замещения (SN2) в атоме сили- кона. Нуклеофил, молекула воды, оказывает разрушающее воздей- ствие на атом силикона, электро- фил, создавая пентакоординатное переходное состояние. Между сили- коном и нуклеофилом формируется новая связь, а связь между силико- ном и замещаемой группой, спир- том, расщепляется. В результате воз- никает вещество с инверсной кон- фигурацией. Возможный механизм гидролиза силана показан на рис. 1. Скорость гидролиза силана зави- сит от стерического (размерного) и индуктивного (электронного) воз- действия алоксильных групп. Сте- рическое воздействие является пре- обладающим фактором скорости гидролиза силана. Этот эффект луч- ше всего иллюстрирует шаростерж- невая модель (рис. 2). Как видно на рис. 2, стерическое отталкивание усиливается, когда размер алоксильной группы ме- няется при переходе из метоксиль- ной в бутоксильную группу. Сближе- ние молекулы воды, нуклеофила, с атомом силикона затрудняется в случае громоздких бутоксильных групп. Этим может объясняться ис- пользование этоксисиланов в ком- мерческих стоматологических средствах: малые этоксильные груп- пы обеспечивают быстрый гидро- лиз. Метоксисиланы не используют, поскольку их побочный продукт, метанол, чрезвычайно токсичен. Органофункциональные группы силанов состоят, например, из >C=C<, виниловой двойной связи, способной вступать в реакцию с функциональными группами ком- позитов, состоящими из связей >C=C<. Реакцию запускают иниции- рующие факторы композита, кото- рые в видимом голубом свете разла- гаются и образуют свободные ради- калы. Эти свободные радикалы всту- пают в реакцию со связью >C=C< в композитном мономере или моле- куле силана, образуя другие виды свободных радикалов. Реакция этих свободных радикалов с мономера- ми композита и молекулами силана приводит к формированию новых одинарных связей C-C. Таким обра- зом, силановые аппреты соединяют композитный материал с поверх- ностью неорганического субстрата. Силаны в стоматологии Фиксация и ремонт керамических реставраций Силаны применяют при установ- ке и ремонте таких реставраций, как керамические вкладки, коронки и мостовидные протезы. В большин- стве случаев восстановление по- врежденной реставрации занимает меньше времени и обходится де- шевле, чем создание новой ортопе- дической конструкции, если только реставрация вообще подлежит вос- становлению. Обычно ремонт кера- мической реставрации подразуме- вает обработку поверхности алмаз- ными борами для придания ей ше- роховатости, пескоструйную обра- ботку, протравливание кислотой, нанесение силана и фиксацию на композитный цемент. Усиленные стекловолокном композиты Относительно новые биологиче- ски совместимые материалы, уси- ленные стекловолокном компози- ты используют для создания не- съемных частичных протезов, съемных ортопедических кон- струкций, пародонтологических и ретенционных шин. Адгезия стек- ловолокна и композита усиливает- ся при добавлении силанизирую- щей жидкости. Силан образует си- локсановые связи с поверхностны- ми гидроксильными группами стекловолокна. Органофункцио- нальные группы силана вступают в реакцию с функциональными группами композита. За счет этого Рис. 1. Механизм гидролиза силана. Катализированное кислотой протонирование Переходное состояние Депротонизация Полный гидролиз Инверсия конфигурации Спирт Рис. 2. Стерическое воздействие алоксильных групп на гидролиз силана; шаростержневая модель различия между метоксильной и бутоксильной группами. Органофункциональ- ная группа Органофункциональная группа Протонированная бутоксильная группа Молекула воды Протонированная метоксильная группа DT стр. 1

Dental Tribune Russian Edition

Обзор страниц