2.3 Роль вязкости адгезива, рельефа поверхности субстрата, коэффициент пенетрации (к.П.)
Поверхность реального субстрата никогда не является идеально гладкой. На микроуровне – это шероховатая поверхность с узкими щелями и трещинами. Преимуществом такого рельефа является увеличение площади для создания адгезионного соединения. Поэтому при фиксации зубных протезов цинк-фосфатным цементом внутренняя поверхность коронки делается неровной. Указанное преимущество выдвигает и свои требования к адгезиву.
Нежелательно, чтобы адгезив имел слишком высокую вязкость, так как высокая вязкость будет препятствовать его легкому растеканию по поверхности субстрата и проникновению в трещины и щели.
Вместе с тем, проникновению адгезива в неровности субстрата будут способствовать капиллярные силы, т.к. для адгезива эти неровности представляют собой своеобразные капилляры (узкие трубочки), а в капиллярах, как известно, уровень смачивающей его стенки жидкости поднимается по сравнению с основным уровнем жидкости, в которую опущен капилляр. Высота подъема адгезива:
h = 2жг соs /gr, (3)
в приведенной формуле – плотность адгезива, r – радиус трубочки, g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2, – краевой угол.
Капиллярным силам может противодействовать давление воздуха, захваченного адгезивом. Поэтому для улучшения контакта перед нанесением адгезива следует избавится от воздуха или пара, присутствующих в углублениях субстрата.
Способность адгезива заполнять все трещины и поры твердого субстрата количественно оценивают с помощью коэффициента пенетрации КП:
, (4)
где σжг – коэффициент поверхностного натяжения адгезива, η – его коэффициент вязкости.
Из формул (3 и 4)видно, что чем больше σжг, тем лучше адгезив проникает в субстрат.
Естественно, любой адгезив при затвердевании должен обладать, по возможности, малой усадкой; возникающие при этом механические напряжения также должны быть минимальными. Не выполнение этих условий ведёт к нарушению его сцепления с субстратом.
3. Использование адгезивов в восстановительной стоматологии
Главное назначение адгезивов в этом случае – образование надежного соединения между композитной пломбой и стенками полости в зубе, сформированной стоматологом. Для этого предназначены адгезионные системы, включающие в себя набор веществ, способствующих микромеханической и ряде случаев химической фиксации стоматологических материалов непосредственно к твердым тканям зуба. Несмотря на разнообразие стоматологических адгезионных систем можно выделить следующие общие компоненты их состава:
I. Средства для кондиционирования дентина и эмали – химической обработки препарированной поверхности.
а) В случае эмали – это травящий раствор позволяющий придать поверхности эмали определенную шероховатость в виде пор, канавок, бороздок за счет растворения эмалевых призм на глубину примерно 40 мкм (рис. 4).
Рис. 4. Вид поверхностного слоя эмали после протравливания 36% ортофосфорной кислотой в течение 20 секунд (E.Swift, J. Perdigao, 1995).
Травящий раствор в раннем варианте представлял собой 30 – 37 % водный раствор ортофосфорной кислоты, а позднее гель 37 % фосфорной кислоты. Кроме того, при травлении удаляется органический налет с эмали.
б) В случае дентина для травления его поверхности используются менее концентрированные кислотные растворы минеральной ортофосфорной кислоты – 10 – 15 %, а также другие составы. В результате растворяется так называемый «смазанный слой», представляющий собой пленку толщиной 2 – 5 мкм, состоящую из микрочастиц зубной ткани, образующихся при высверливании зуба. Происходит также деминерализация поверхности дентина и раскрытие дентинных трубочек. Затем кислота смывается (рис. 5).
II. Средства для праймирования дентина – нанесение на дентин праймера. Праймер проникает в деминерализованный дентин, дентинные канал, формируя после отвердевания так называемые тяжи. В результате образуется гибридная зона (участок в котором возникает микромеханическая связь между праймером и дентином) (рис. 5).
Рис.5. Общая схема адгезивной подготовки дентина: А - дентин после препарирования, В - дентин после тотального протравливания, С - дентин после пропитывания праймером и бондом.
Рис. 5 Схема праймирования дентина
Использование праймера обусловлено строением дентина. Дентин содержит 20 % воды по объему. Дентинная жидкость находится в канальцах под небольшим, но постоянным давлением 20 – 40 мм.рт.ст., т.е. поверхность дентина всегда влажная и ее невозможно высушить. Таким образом, дентин – гидрофильная структура, которая не может непосредственно связываться с гидрофобным адгезивом. Роль посредника (промежуточного слоя между дентином и адгезивом) играет праймер, который одновременно обладает и гидрофильными и гидрофобными свойствами, обеспечивая условия для образования сильной связи между дентином и адгезивом.