Биокерамика в эндодонтии: ограничения и будущие инновации
Авторы: Peramune Arachchilage Amila Saman Prasad Kumara; Paul Roy Cooper; Peter Cathro; Maree Gould; George Dias; Jithendra Ratnayake
Журнал: Dentistry Journal
Год публикации: 2025
Общая цель и замысел статьи
Авторы рассматривают биокерамические материалы, применяемые в эндодонтии, с акцентом не только на преимущества, но прежде всего на ограничения, проблемы и нереализованный потенциал. Подчёркивается, что значительная часть литературы избыточно фокусируется на биосовместимости и биоактивности, при этом недостаточно освещает клинические осложнения, механические недостатки, сложности работы и стоимость. Обзор направлен на восполнение этих пробелов и обсуждение возможных направлений будущих инноваций.
Введение
Биокерамики определяются как биосовместимые керамические материалы, предназначенные для взаимодействия с биологическими тканями и применяемые в медицине и стоматологии для замещения или регенерации твёрдых тканей. В эндодонтии они контактируют с пульпой, дентином и тканями корневого канала, поэтому к ним предъявляются высокие требования по биосовместимости и механическим свойствам.
Ключевым этапом развития стало внедрение минерального триоксидного агрегата (MTA) в 1993 году, после чего биокерамики стали использоваться для закрытия перфораций, апексификации, ретроградного пломбирования и восстановления тканей зуба. К 2023 году мировой рынок биокерамик оценивался в 7,4 млрд долларов, при этом сегмент эндодонтических силеров демонстрирует стабильный рост.
Несмотря на популярность биокерамик, в ряде регионов по-прежнему широко применяются традиционные материалы — гуттаперча и цементы на основе оксида цинка и эвгенола. Эти материалы уступают биокерамикам по биосовместимости, биоактивности и способности к регенерации тканей.
Классификация биокерамических материалов
- Биокерамики классифицируются по составу, биоактивности и клиническому применению. В эндодонтии основными группами являются:
- кальций-силикатные материалы,
- кальций-фосфатные материалы,
- биоактивные стекла.
1. Биокерамические материалы
Кальций-силикатные биокерамики
Кальций-силикатные цементы являются наиболее распространёнными и клинически значимыми в эндодонтии. Их биоактивность, герметичность и способность повышать pH обуславливают антибактериальный эффект.
MTA остаётся «золотым стандартом» благодаря биосовместимости, герметичности и способности стимулировать заживление тканей. Однако другие материалы (Biodentine, EndoSequence, BioRoot RCS) предлагают улучшенные рабочие характеристики.
Кальций-фосфатные материалы
Кальций-фосфатные биокерамики (гидроксиапатит, три- и дикальцийфосфаты) близки по составу к минеральной фазе зуба. Они обладают высокой биосовместимостью и остеокондуктивностью, однако уступают кальций-силикатам по механической прочности.
Гидроксиапатит применяется для апексификации, пульп-кэппинга и восстановления дефектов, но его включение в эндодонтические цементы может снижать прочность и повышать пористость.
Биоактивные стекла
Биоактивные стекла способны высвобождать ионы и формировать слой гидроксиапатита на границе с тканями. Они демонстрируют выраженную биоактивность и антибактериальные свойства за счёт повышения pH.
2. Основные ограничения биокерамик
Авторы подробно анализируют ограничения:
- Окрашивание зубов — связано с использованием висмут-оксида; наиболее выражено у MTA (Рисунок 3).
- Длительное время схватывания — особенно у традиционных MTA.
- Сложности в работе и удалении при перелечивании.
- Механические ограничения — вариабельная прочность, хрупкость.
- Усадка и объёмные изменения — суммированы в Таблице 4.
- Цитотоксичность и биосовместимость — в целом благоприятные, но зависят от стадии схватывания.
- Микроподтекание и растворимость — особенно в кислой среде.
- Недостаточная рентгеноконтрастность у ряда материалов.
- Ограниченные антибактериальные свойства, особенно против биоплёнок.
- Стоимость, рассмотренная в Таблице 5.
Кальций-силикатные материалы
Усадка вследствие гидратации и потери воды
Умеренная (0,5–2%) в клинических условиях; незначительная усадка (<2%)
pH, однородность гидратации, влажность окружающей среды
• Образование краевых зазоров вследствие усадки может приводить к микроподтеканию и проникновению бактерий \n• Отсутствуют прямые клинические исследования, демонстрирующие долгосрочные неудачи лечения, связанные с усадкой, однако исследования in vitro подтверждают риски бактериального проникновения через сформированные зазоры
Кальций-фосфатные материалы
Незначительная усадка или расширение вследствие кристаллизации (осаждения)
Низкая (часто пренебрежимо малая или с небольшим расширением)
Гидратация, концентрация ионов, степень пересыщения
• Редко приводят к неудачам вследствие усадки при контролируемой гидратации \n• Потенциальный риск образования трещин или краевых дефектов из-за формирования пористости, связанной с высыханием \n• Ограниченное количество клинических исследований, непосредственно оценивающих влияние усадки; большинство данных получено в лабораторных моделях
Биоактивные стёкла
Минимальная усадка; материалы в основном размерно стабильны
Низкая (<1%)
Обезвоживание, неправильное соотношение жидкость–порошок
• Высокая размерная стабильность \n• Не выявлена прямая связь с клиническими неудачами, обусловленными усадкой \n• Отсутствуют значимые клинические исследования, фокусированные на объёмном поведении в эндодонтии; данные преимущественно получены в лабораторных условиях
Стеклоиономерные цементы
Полимеризационная усадка у смолмодифицированных форм; кислотно-основные реакции у традиционных форм сопровождаются минимальной усадкой
Высокая (0,5–6%) для смолмодифицированных форм
Содержание смолы, толщина полости, напряжения при полимеризации
• Полимеризационная усадка приводит к формированию зазоров, способствующих микроподтеканию \n• Клинические исследования подтверждают, что смолмодифицированные стеклоиономеры образуют больше краевых зазоров в эндодонтии по сравнению с биокерамическими материалами
3. Будущие направления развития
Будущие инновации связаны с:
- наноматериалами (серебро, ZnO, TiO₂, наногидроксиапатит),
- альтернативными рентгеноконтрастными добавками,
- улучшением манипуляционных и механических свойств,
- снижением риска окрашивания.
Заключение
Биокерамики играют ключевую роль в современной эндодонтии, однако идеального материала не существует. Основные проблемы — окрашивание зубов, время схватывания, сложность работы и механические ограничения — требуют дальнейших исследований. Авторы подчёркивают, что большинство данных получено in vitro, и призывают к более клинически ориентированным исследованиям.