Evoluția continuă a compozitelor pentru restaurări directe

Originally published in Compendium, an AEGIS Publications Property. All rights reserved.

The Continuous Evolution of Composites for Direct Restorations by Gaetano Paolone, DDS. Originally published in Compendium of Continuing Education in Dentistry 43(2) February 2022. © 2022 AEGIS Publications, LLC. All rights reserved. Reprinted with permission of the publishers.

Articol publicat în Actualități Stomatologice nr. 96/nov.2022
Traducere și redactare: Lector. Univ. Blanka Petcu

Stomatologia restauratoare a devenit de neconceput fără utilizarea materialelor compozite. Acesta este rezultatul numeroaselor îmbunătățiri din acest domeniu, întrucât în ultimele cinci decenii indicațiile compozitelor s-au extins, cu obținerea constantă de rezultate clinice excelente.

Termenul „material compozit” se referă la unirea a cel puțin două componente distincte, insolubile între ele. Produsul rezultat este un material cu caracteristici diferite, adesea mai bune, decât componentele individuale. Cele trei ingrediente principale ale compozitelor dentare sunt: ​​matricea de rășină organică, particulele de umplutură anorganice care sunt distribuite în matricea de rășină, și agentul de cuplare silanic utilizat pentru a acoperi particulele de umplutură cu scopul legăturii chimice la matricea rășinică. De asemenea, compozitele dentare au nevoie și de alte componente, cum ar fi inițiatori pentru reacția de polimerizare, inhibitori pentru a evita polimerizarea spontană și pigmenți pentru a crea o gamă de culori potrivită mimării dinților naturali.

Deși anual în întreaga lume se plasează nenumărate restaurări din compozit, există o discrepanță în ceea ce privește costurile și accesibilitatea la nivel global a îngrijirii dentare bazată pe compozite. Organizația Mondială a Sănătății (OMS) a raportat că restaurările din amalgam sunt încă predominante în majoritatea țărilor cu venituri mici și medii.¹ Costul ridicat al alternativelor la amalgam a fost identificat ca fiind factorul cel mai critic pentru această constatare. În mod clar, proprietățile materialului nu se numără printre aceste preocupări, deși este încă necesară dezvoltarea de resurse noi și reducerea costului materialelor fizionomice.

PREZENTARE ISTORICĂ

Era materialelor biomimetice utilizate în restaurările dentare directe a început în 1954 când rășinile metil-metacrilice fără umplutură și cimenturile silicat constituiau singurele opțiuni de obturație estetică directă disponibile. Ulterior, au fost lansate rășinile epoxidice adezive. S-a investigat capacitatea lor de a lega împreună un volum maxim de particule foarte mici de silicat topit. Priza cronofagă a formulărilor epoxidice a condus la sinteza de bisfenol A-glicidil metacrilatului (bis-GMA) în 1956 de către Bowen.

Brevetele americane pentru materiale de obturație dentară au apărut în 1962 și 1965.^2,3 Compozitele dentare comerciale, indicate inițial doar pentru restaurările dinților anteriori au fost introduse la mijlocul anilor 1960.⁴ Dezvoltarea compozitelor din cursul următoarelor cinci decenii poate fi împărțită în linii mari în trei perioade principale: (1) Între mijlocul anilor 1960 și sfârșitul anilor 1970 au apărut primele compozite cu macroumplutură, începând cu materialele autopolimerizabile și culminând cu cele fotopolimerizabile cu ultraviolete (UV) și cu lumina vizibilă. (2) De la sfârșitul anilor 1970 până la mijlocul anilor 2000, dimensiunile particulelor de umplutură au continuat să fie reduse, conducând la compozite cu microumplutură, nanoumplutură și apoi la produse nanohibride. (3) Din anii 2000 până în 2010 au fost dezvoltate compozite cu contracție redusă, autoadezive și cele de tip bulk-fill.

CLASIFICĂRI ACTUALE

Pe baza distribuției dimensiunii umpluturii

Din punct de vedere istoric, compozitele dentare rășinice au fost etichetate în funcție de distribuția dimensiunilor de umplutură și în ordinea mărimilor. În mod tradițional, se utilizau particule de sticlă cu un diametru mediu de 20 μm până la 50 μm. Mulțumită progreselor tehnologice dobândite în privința fragmentării, s-au obținut umpluturi „fine” și „ultra-fine” atingându-se la dimensiuni de aproximativ 0,5 μm până la 1 μm.

Majoritatea materialelor produse ulterior au devenit „hibride”, încorporând atât așa-numitele nanoparticule, cât și particulele micronice.⁵ Această clasificare, totuși, nu informează și nici nu pemite predicția performanței materialelor. Practicienii își pot baza alegerea doar pe vizualizarea culorii sau pe percepția manipulării unui compozit rășinic. În mod interesant, fermitatea și vâscozitatea sunt strâns legate de caracteristicile intrinseci, cum ar fi conținutul de umplutură sau compoziția rășinică. Deoarece clasificarea bazată pe distribuția dimensiunii materialelor de umplutură este prea largă, ar fi de preferat utilizarea manipulării ca și criteriu.

Pe baza consistenței

Compozitele se pot clasifica și în funcție de consistența lor ca fiind „universale”, „fluide” sau „compactabile”. Compozitele universale pot fi modelate și aplicate folosind spatule. În schimb, produsele fluide au vâscozitate scăzută și, prin urmare, pot fi introduse direct în interiorul cavității cu ajutorul unei seringi. Vâscozitatea acestora se datorează fie cantității reduse de umplutură, fie prezenței agenților modificatori, cum ar fi cei tensioactivi. Aceștia cresc fluiditatea compozitului fără a reduce cantitatea de umplutură, ceea ce ar putea duce la o scădere inevitabilă a proprietăților mecanice ale materialului fluid.

Compozitele compactabile sunt mai dense; maleabilitatea lor este considerabil mai redusă. Această consistență nu se datorează unei abundențe de umplutură, ci mai degrabă este rezultatul modificărilor în distribuția dimensiunilor umpluturii. O altă cauză a consistenței crescute ar fi adăugarea altor forme de umplutură, cum ar fi fibrele. În plus, caracteristicile lor mecanice permit restaurări eficiente, în special în sectoarele posterioare care sunt expuse la sarcini ocluzale.

Pe baza comportamentului mecanic

Multitudinea de variații în ceea ce privește dimensiunea materialului de umplutură, morfologie, cantitate, volum, distribuție și compoziție chimică au creat o mare diversitate de categorii de compozite, iar practicienii de astăzi pot fi adesea confuzi în privința alegerii materialului de restaurare adecvat.

Pentru investigarea comparativă a comportamentelor materialelor, un studiu din 2009 a evaluat măsurătorile obținute în condiții de testare identice. Prin urmare, studiul și-a propus să compare 72 de materiale frecvent utilizate, din mai multe categorii de compozite, inclusiv compozite hibride, nanohibride, cu microumplutură, compactabile și fluide, precum și compomeri și compomeri fluizi în ceea ce privește comportamentul lor mecanic.⁶ Evaluarea a luat în considerare rezistența la flexiune (flexural strength, FS), modulul de flexiune (flexural modulus, FM), rezistența la compresiune (compressive strength, CS) și rezistența diametrală la tracțiune (diametric tensile strength, DTS).

Volumul umpluturii s-a dovedit a avea cel mai mare impact asupra proprietăților măsurate, cu un maxim al FS și FM la un nivel de aproximativ 60%, în timp ce o astfel de corelație nu a fost măsurată pentru DTS sau CS. O asociere bună a existat doar între FS și FM, care depinde și de volumul de umplere, în timp ce DTS și CS au fost mai puțin sensibile.

COMPOZITE BULK-FILL

Adâncimea de polimerizare (depth of cure, DOC) limitată asociată cu materialele compozite convenționale a exclus utilizarea straturilor groase. Se utiliza adesea tehnica de stratificare pentru a reduce contracția legată de polimerizare. Pentru a rezolva această problemă au fost introduse compozitele cu contracție scăzută, dar aceste materiale se bazau pe o tehnologie nouă de monomeri care necesita un sistem adeziv specific, ceea ce a condus la utilizarea compozitelor mai puțin practice.

Între timp, s-a menținut cererea pentru o alternativă eficientă la amalgam, parțial datorită programului global de reducere treptată a mercurului instituit de OMS în 2013.⁷ De asemenea, umplerea în masă a unei cavități oferă avantaje, precum economia de timp și eliminarea practic a prezenței golurilor și/sau a contaminării între straturi.

Un nou compozit numit „ciment armat cu ionomer de sticlă” poate fi plasat în masă, fără a fi nevoie de un adeziv separat, în mod similar amalgamului. Cu toate acestea, deoarece este un compozit cu priză UV, timpul de lucru este redus, complicând astfel în mod semnificativ plasarea controlată a restaurării. Un material pe bază de dimetacrilat de uretan (UDMA) cu polimerizare dublă și autoaderență, acest nou compozit alcazit conține umpluturi alcaline de sticlă și, cu capacitatea sa de a elibera niveluri substanțiale de fluor, a fost propus pentru plasarea în masă în preparațiile retentive fără a necesita un adeziv.

Se dezvoltă un număr tot mai mare de compozite bulk-fill autoadezive. Pentru ca un compozit să fie cu adevărat potrivit pentru umplerea în masă trebuie îndeplinite mai multe criterii. Pe lângă deținerea unei valori DOC crescute și depășirea problemelor de contracție, compozitul ar trebui să aibă o rezistență adecvată la uzură și fracturare. Pare puțin probabil ca toate aceste caracteristici să poată fi furnizate de un material ideal, iar compromisurile ar părea inevitabile. Acest lucru se datorează faptului că mai multe proprietăți cheie sunt influențate de aceeași variabilă.

Fără îndoială, DOC îmbunătățit este avantajul cheie în această nouă clasă de compozite. Majoritatea compozitelor bulk-fill încă mai conține camforchinonă ca fotoinițiator primar și o amină terțiară ca co-inițiator. DOC este limitat în principal de atenuarea luminii de polimerizare utilizată.⁸ Compozitele dentare convenționale sunt aplicate în incremente cu grosimea de 2 mm pentru a permite pătrunderea suficientă a luminii și fotopolimerizarea.^9,10 Totuși, această abordare este incomodă și necesită timp, în special în cazul cavităților posterioare profunde. Dezvoltarea compozitelor bulk-fill a permis plasarea unui singur strat cu grosimea de 4 până la 5 mm.¹¹ DOC îmbunătățit se obține de obicei printr-o mai mare transluciditate a materialului, conținut crescut de fotoinițiator sau un tip de fotoinițiator suplimentar.¹²

MATERIALE COMPOZITE FĂRĂ BIS-GMA

Un studiu publicat în 2021 a raportat efectele genotoxice și citotoxice asociate cu eliberarea particulelor nelegate de bis-GMA și/sau trietilen glicol dimetacrilat (TEGDMA).¹³ Utilizarea acestor materiale s-a corelat cu diverse efecte adverse. În special, mai multe studii in vitro au demonstrat că bis-GMA poate stimula producția de prostaglandine E2 (PGE2), expresia ciclooxigenazei-2 (COX2) și activarea proinflamatoare a interleukinei (IL)-1β, IL-6 și a oxidului de azot.^13-15 În consecință, producătorii au manifestat interes pentru trecerea la materiale compozite fără bis-GMA pentru a minimiza potențialul citotoxic al produselor de restaurare.

POTENŢIAL RIDICAT DE AJUSTARE A CULORII

Compozitele pot avea diferite efecte de nuanțare (cunoscute și sub denumirea de asimilare a culorii, inducție a culorii sau efectul von Bezold). Aceste efecte implică schimbarea culorii spre cea a țesuturilor dentare dure învecinate, rezultând o diferență de culoare mai neglijabilă atunci când se observă materialul de restaurare și țesutul înconjurător împreună, comparativ cu evaluarea separată.^16,17 Din punct de vedere clinic, această proprietate, definită ca „potențial de ajustare a culorii” (color adjustment potential, CAP)^18,19 poate ajuta la reducerea numărului de nuanțe necesare și poate compensa nepotrivirile de culoare.

Recent s-au introdus pe piață multe compozite cu un CAP elevat. CAP poate fi evaluat vizual (CAP visually assessed, CAP-V) sau se poate determina cu instrumente de măsurare a culorii (CAP assessed with color measuring instruments, CAP-I).²⁰ Fiecare compozit este definit printr-o nuanță de pigment și o culoare structurală. Culoarea pigmentului este obținută din reflexiile selective ale unor lungimi de undă specifice. Cele structurale depind de structura cristalină a materialului, care poate reflecta selectiv anumite benzi de lungimi de undă de lumină sau culoare.²⁰ Prin urmare mai degrabă culorile structurale, decât pigmenții caracterizează compozitele mimetice contemporane. Producătorii realizează acest comportament controlând dimensiunea și forma materialelor de umplutură.

CONCLUZII

Evoluția continuă a sistemelor compozite a contribuit în mare măsură la îmbunătățirea tratamentelor restauratoare și estetice. Gestionarea stresului de contracție, efectele de nuanțare și proprietățile mecanice îmbunătățite au produs materiale din ce în ce mai performante pentru restaurările de zi cu zi.