Композитні матеріали.

Існує кілька класифікацій композитних матеріалів. Найбільш просту і практичну класифікацію, що базується на розмірах і розташуванні часток наповнювача, запропонували в 1983 році Лутц (Lutz) і Філіпс (Philips):

Тип 1. Композити з макронаповнювачем т.зв. традиційні (розмір часток 1-30 мкм). Матеріали попереднього покоління (виробництва до 1980 р.) містили наповнювачі з розміром часток 5-30 мкм. у сучасних композитах їхні розміри складають 1-5 мкм. Ці матеріали характеризуються твердістю,. міцністю, але погано поліруються. Їхня органічна матриця піддається стиранню, що сприяє випаданню часток, а згодом приведе до пористості і зміни кольору. Частки наповнювача в композитах типу 1 складають 54% обсягу матеріалу (напр.. композити Adaptic, Concise, Nuva Fil).

Тип 2. Композитні матеріали з мікронаповнювачем поділяються на:

гомогенні, з однорідними частками розміром 0.1-0.04 мкм.

преполімеризовані, що складаються з гранульованих комплексів розміром 80 мкм. Вони утворюються в два етапи: спочатку мікронаповнений композит полімеризують, потім роздрібнюють і додають до нової порції композита з мікронаповнювачем.

преполімеризовані матеріали складаються зі сфероїдальних комплексів розміром 20-30 мкм і агломератних комплексів розміром 1-25 мкм.

Композитні матеріали з мікронаповнювачем легко поліруються, естетичні, але разом з тим неміцні і недостатньо стійкі до деформації і стирання, їх недоцільно використовувати для відновлення бічних зубів. Більшість мікронаповнених композитів частково піддаються проникненню рентгенівських променів. Частки наповнювача складають 25% об’єму матеріалу (напр.. композити Isopast, Silux, Silar, Hеliomolar, Helioprogress).

Тип 3. Гібридні композитні матеріали поєднують властивості традиційних матеріалів і матеріалів з мікронаповнювачем. Вони утворюються при додаванні до мономера часток наповнювача розміром 0,04-10 мкм і складають 74-75% об’єму. Розрізняють 3 види гібридних матеріалів:

1 Макрогібриди з частками наповнювача розміром більш 5 мкм (Aureoofil, Miradapt, Clearfil).

2 Проміжні гібриди з частками наповнювача 1-5 мкм (Brilliant, Occlusin, P-30, Opalux).

3 Мікрогібриди з частками наповнювача розміром менше 1 мкм (Brillianl-Dentin, Charisma, Herculite XR, Pertac, Prisma APH і Tetric). Гібридні матеріали мають переваги мікро- і макронаповненими композитів. Вони добре полімеризуються, відрізняються достатньою твердістю, механічною міцністю й, одночасно, естетичністю. Рекомендуються для пломбування бічних зубів.

У 1987 році Лайнфельдер (Leinfelder) запропонував розділити матеріали на 4 групи в залежності від розміру часток наповнювача.

Класифікація Лайнфельдера:

Група 1: матеріали з розміром часток наповнювача 30-50 мкм.

Група 2: матеріали з розміром часток наповнювача 10 мкм.

Група 3: матеріали з розміром часток наповнювача більш чи рівним 0,6 мкм.

Група 4: матеріали з розміом часток наповнювача 0,05 мкм.

Враховуючи розмір, розташування й об’єм часток наповнювача. Крейг (Kreig) розділив композити на 2 типи.

Класифікації Kpейга:

Тип 1: поєднує 4 класи:

клас 1: мікронаповнювачі з частками розміром 8-25 мкм;

клас II: мікронаповнювачі з частками розміром 1-8 мкм;

клас III: субмікронні наповнювачі з частками розміром 0,04-0,2 мкм;

клас IV: утримуючі наповнювачі І і III класів, з частками розміром 0,04-10 мкм.

Тип 2: поєднує 2 класи:

- клас 1: макронаповнювачі, зміцнені органічними частками і незміцнена матриця композита (розмір часток наповнювачів 10-20 мкм);

клас II: макронаповнювачі, зміцнені органічними і неорганічними частками, і зміцнена матриця композита (розмір часток органічних наповнювачів 10-20 мкм, неорганічних – 0,04-0,2 мкм).

Класифікація по видах наповнювача:

- Група 1: традиційні матеріали з макронаповнювачами (кварц, кераміка, розмір часток 8-25 мкм).

Група 2: проміжні матеріали з наповнювачами (барієве, стронцієве чи цирконієве скло, розмір часток 1,0-8,0 мкм).

Група 3: мінінаповнені матеріали (барієве і стронцієве скло, розмір часток 0,5-1,0 мкм).

Група 4: мікронаповнені матеріали (розмір часток наповнювача 0,007-0,06 мкм): гомогенні, що утворяться в результаті введення в композит силікону теплової полімеризації, гетерогенні, утримуючі преполімеризовані, згруповані в мікрокомплекси частки наповнювача.

У 1992 році Вільямі (Williams) запропонував більш складну класифікацію, що враховує розмір часток, вид і розташування наповнювача, фізичні властивості (модуль Юнга, абразію поверхні, силу стиску і твердість).

У залежності від способу затвердівання композитні матеріали розділяють на:

1. Твердіючі під впливом тепла при використанні ініціаторів (напр. пероксиди, пероксидні кислоти, фазні аліфатичні зв'язки і бензопінокол), тому що вільні радикали утворюються при високій температурі. Ці матеріали використовуються для виготовлення вкладок непрямим методом.

2. Твердіючі хімічно характеризуються обмеженим часом моделювання пломб, мають велику пористість і згодом значно змінюють колір.

3. Твердіючі під впливом світла (фотополімери) характеризуються значною міцністю, естетичністю і збільшеним робочим часом (тривалість моделювання пломби практично необмежена).

Фізико-хімічні властивості композитних матеріалів

Полімеризаційна усадка

Композитні матеріали в процесі полімеризації піддаються полімеризаційна усадці, що виникає унаслідок взаємозближення часток у результаті впливу сил Ван дер Ваальса (Van dеr Vaals). Преполімеризаційна відстань між частками, що містять прості зв'язки С-С складає 3-4 ангстрема і після полімеризації зменшується до 1.54 ангстрема. Одночасно відбувається заміна подвійних зв'язків С=С на прості, компенсація полімеризаційної усадки складає близько 10%. Величина усадки обумовлена кількістю подвійних зв'язків у мономері. Полімеризаційна усадка тим більша, чим більше часток наповнювача містить композит. Для матеріалів з макронаповнювачами (традиційні і гібридні композити) вона складає 1 -2,5%, для матеріалів з мікронаповнювачами - 2-3,5%.

Деякі матеріали дають усадку, перевищуючу 7,1%. Усадка фотополімерних матеріалів у 60% випадків виникає на першій хвилині експозиції. Тому збільшення тривалості експозиції від 30с до 60с збільшує полімеризаційну усадку. Полімеризація світлотвердного матеріалу починається в місці його зіткнення з променем фотополімеризаційної лампи, отже усадка матеріалу виникає на стороні, протилежній променю світла. З огляду на цю обставину світлову полімеризацію фотокомпозита варто починати з боку твердих тканин зуба чи раніше нанесеного шару композитного матеріалу. У іншому випадку (початок полімеризації з поверхні нанесеного шару композита) можливий відрив полімеризуємого шару від поверхні твердих тканин зуба внаслідок полімеризаційної усадки матеріалу.

У композитах хімічного затвердіння полімеризація починається і проходить порівняно рівномірно