Материалы, используемые в стоматологии, значительно эволюционировали.
Разработка стоматологических материалов с пониженной полимеризационной усадкой и улучшенной глубиной отверждения, или степенью преобразования, наряду с улучшенными механическими свойствами и эстетическими характеристиками, представляют первостепенный интерес для исследователей стоматологии и материаловедов.
Микро, и нанесение армирующих наполнителей, считаются наиболее важными изменениями, которые делают стоматологический материал легким для полировки, и обладают повышенной износостойкостью.
Часто случается потеря зуба по какой-либо причине, такой как травма, воспаление зуба или кариес, что требует восстановления зуба с помощью материалов, обладающих свойствами, необходимыми для стоматологических материалов.
В наши дни разработаны различные стоматологические материалы - стеклоиономерные цементы, силикаты, композиты на основе смолы и др.
Среди этих стоматологических реставрационных материалов, широко используются композиционные материалы на основе смолы, которые благодаря своей способности выдерживать высокие сжимающие усилия во рту, а также хорошим эстетическим свойствам. Разработаны мономеры типа Bis-GMA, TEGDMA, UDMA, HEMA, Bis-EMA, и в них были усилены различные наполнители с различными размерами частиц для достижения лучших эстетических, механических и износостойких свойств зубных материалов.
Молекулярная структура широко используемых мономеров.
Эти смолы полимеризуются, с помощью фото-инициаторов, таких как CQ с DMAEMA или EDMAB в качестве сопроводительных материалов, при воздействии синих видимых источников света, таких как синие светодиоды (LEDs). Для стоматологических реставрационных материалов желательна меньшая усадка, высокая степень конверсии и глубина отверждения, наряду с хорошими механическими, износостойкими свойствами и некоторыми специфическими свойствами, такими как реминерализация и антибактериальные свойства.
В статье приведен критический взгляд на вариативность использования в качестве стоматологических материалов, процесс их полимеризации.
Влияние различных наполнителей и модификации их поверхности обсуждалось вместе с другими важными характеристиками стоматологических материалов, такими как износ, антибактериальное поведение и биосовместимость различных материалов на основе смолы. На основе анализа различных предыдущих исследований в области стоматологических композиционных материалов на основе смолы, были сделаны некоторые выводы, которые могут привести к дальнейшим исследованиям.
Линейные молекулы, имеющие группу метакрилата на краях, являются наиболее широко используемыми мономерами в стоматологических композитах на основе смолы. Полимеризация с ростом цепочки, обеспечивает преобразование мономеров в полимеры, путем полимеризации в три этапа:
- инициирование,
- распространение,
- деформация.
Свободные радикалы образуются фотоинициаторами, в случае большинства композитов на основе метакрилата.
Процесс полимеризации, инициируется свободными радикалами образующимися при процессе фотоинициации, которые преобразуют связи между образовавшейся радикальной и метакрилатной группами молекул мономеров.
Радикальная и алкеновая группы метакрилата дают электрон.
Оставшийся электрон алкеновой группы, достигает противоположного конца мономеров и, следовательно, вся молекула становится радикальной и вступает в реакцию с мономомером. Это приводит к цепной реакции, которая заканчивается, когда два радикала вступают в реакцию друг с другом. Требуется максимальное преобразование необработанной смолы в приращение отвержденной или полимеризованной смолы, которое измеряется как «Степень преобразования смолы».
Кроме простейшей ситуации полимеризации, стоматологические композиты, имеют множество диметакрилатных мономеров, что позволяет получать полимеры с высокой механической связью и износостойкостью.
Фотоинициаторы, имеют либо низкоэнергетическую связь, которая расщепляется при поглощении света, либо имеют возбуждаемую химическую группу, которая достигает возбужденного электронного состояния вследствие поглощения света.
TPO и BPO - это фотоинициаторы первого типа с низкой энергетической связью, которые при гомолитическом расщеплении, образуют два радикала, инициирующих полимеризацию.
Эти фотоинициаторы обладают сильным поглощением вблизи ультрафиолетового света и некоторым перекрытием с видимым светом. Они не требуют наличия совместных инициаторов и имеют меньше желтого цвета, после полимеризации при использовании в высоких концентрациях.
Кварцевые вольфрамово-галогенные лампы, используются в качестве светоотверждаемой установки, которая не так компактна.
В фотоинициаторах второго типа соинициаторы должны давать радикалы.
Инициаторами являются, как правило, третичные амины, обладающие атомом азота с тремя цепями и передающие протон возбужденному инициатору для образования свободного радикала.
При воздействии синего видимого света, электронный обмен в инициативном инициаторе-кооинициаторе, приводит к образованию радикалов за счет водородной абстракции.
Молекула инициатора, становится кристаллическим радикалом, а молекула соинициатора - аминоалкиловым радикалом, способным инициировать реакцию полимеризации.