Franklin R.Tay, BDSc (Hons), FADM, PhD
David H.Pashley, DDS, FADM, PhD

Перевод – Е.Косырева

В обзоре использованы выдержки из исследования “Have Dentin Adhesives Become Too Hydrophilic?”, опубликованного в Journal of Canadian Dental Association (декабрь 2003г.)

Этот обзор посвящен рассмотрению текущих тенденций в развитии стоматологических адгезивов и обсуждению возможности того, что некоторые классы адгезивов, представленных на рынке, стали слишком гидрофильными.
В процессе эволюции адгезивных систем для улучшения сцепления с влажным протравленным дентином в их состав во все большем количестве вводятся 2-гидроксиэтилметакрилат и другие гидрофильные мономеры.
Хорошо зарекомендовали себя 3-шаговые адгезивы, но для их применения требуется больше времени, а также они более чувствительны к технике нанесения, чем “упрощенные” адгезивы последнего поколения.
При смешивании праймера с адгезивом в 2 шага – отдельная бутылочка с адгезивом и самопротравливающим праймером – адгезив является более водопроницаемым, и следовательно, через какое-то время поглощает большее количество воды, чем адгезивы предыдущих поколений.
Современные одношаговые самопротравливающие адгезивы являются еще более гидрофильными и, следовательно, более проницаемым для воды из нижележащего дентина. Эта проницаемость может приводить к широкому разнообразию казалось бы несвязанных проблем, включая несовместимость химически отверждаемых композитов или композитов двойного отверждения с “упрощенными” адгезивами и ускоренное разрушение связей дентин-композит.

Ранние поколения адгезивов были относительно гидрофобными, и для получения хорошей адгезии требовался сухой участок зуба. Адгезив наносился на смазанный слой, но не мог проникнуть сквозь него. В результате, показатели адгезии к дентину были очень малы.

В результате добавления в состав адгезивов 2-гидроксиэтилметакрилата (HEMA), они стали совместимы с влажным дентином и смогли переносить большую влажность. Это сввойство стало очень важным с появлением концепции “тотального травления” (одновременное протравливание эмали и дентина). В современные самопротравливающие адгезивы были добавлены большие концентрации кислых мономеров смолы, чтобы позволить им протравливать через смазанный слой и деминерализовывать нижележащий интактный дентин.

Хотя введение гидрофильных и кислых мономеров смолы существенно улучшило начальное связывание современного тотально-протравливающего и самопротравливающего адгезива с влажным фрагментом зуба, некоторые производители признали существование потенциальных проблем, связанных с этими более гидрофильными адгезивами.

Эти потенциальные проблемы могут быть решены, поскольку изготовители прилагают усилия для упрощения адгезивов в ответ на клинические требования сделать адгезивы более простыми и быстрыми в применении. В данном обзоре обсуждаются некоторые из этих проблем наряду стенденцией упрощения бондинга как в технике тотального травления, так и в самопротравливающей технике.

Проблемы техники тотального травления

Когда техника тотального травления была предложена впервые, доступные в то время адгезивы требовали наличия абсолютно сухой поверхностидентина после протравки. Теперь известно, что пересушивание тканей зуба после протравливания приводит к повреждению коллагенновых волокон и снижает “проникающую силу” бонда. В результате, адгезия к дентину была вдвое меньше, чем адгезия к эмали.

Открытие того факта, что водные или водно-HEMA праймеры могут удваивать адгезию к дентину, позволило Кансе предложить методику “влажного бондинга”. Однако, эта новая методика подняла вопрос о том “насколько влажным должен быть влажный дентин”, который никогда так и не был до конца решен. Оптимальная влажность поверхности, необходимая для влажного бондинга, различна для представленных на рынке адгезивных систем на основе ацетона, этанола или воды. Кроме того, невозможно достичь однородной влажности на аксиальных, пульпарных или гингивалиных стенках из-за различий в водной проводимости между поверхностным и глубоким дентином, и присутствия кариозного дентина. Таким образом, нередко образуются переувлажненные области и пересушенные поверхности в течение одного и того же препарирования, что приводит к неоднородной адгезии.

Оптимальная гибридизация и запечатывание дентинных канальцев в методике влажного бондинга может различной для каждой бондинговой системы. Хотя большинство адгезивных реставраций являются состоятельными за счет наличия достаточно протяженных поверхностей с хорошей адгезией, обычным клиническим проявлением такой ситуации являются жалобы пациентов на постоперационную чувствительность. Если необходимо выбирать между пересушенным и переувлажненным тотально протравленным глубоким дентином, следует предпочесть первый, поскольку жизнеспособный глубокий дентин сам по себе является влажным после удаления смазанного слоя (фото 1).

Фото 1. Проникновение дентинной жидкости на поверхность жизнеспособного протравленного дентина.

Испарение дентинной жидкости через открытые дентинные канальцы до завершения полимеризация адгезива может приводить к образованию заполненных водой пузырьков вдоль поверхности адгезива (фото 2). В процессе пережевывания пищи эти пузыри могут создавать “эффект насоса”, что приводит к быстрому движению жидкости по канальцам и в свою очередь может воздействовать на А-дельта нервные волокна в пульпарно-дентинном комплексе.

Фото 2. Образование водяных пузырей вдоль поверхности адгезив-дентин.

Постоперационная чувствительность может быть уменьшена одним из четырех методов. Первый из них – использование HEMA-содержащих водных дентинных десенсибилизаторов, поскольку HEMA смешивается с водой и может образовывать мягкие гидрогели после полимеризации. Однако, когда HEMA-содержащие праймеры используются как десенсибилизаторы без адгезивов, они не полимеризуются. Второй метод включает использование стеклоиономерного цемента в качестве заменителя дентина в сэндвич-технике. Использование оксалатных десенсибилизаторов после протравливания, предотвращает образование кристаллов оксалата кальция на поверхности дентина, которые снизили бы адгезию. Вместо этого, кристаллы оксалатов формируются только в канальцах ниже поверхности (фото 3). Наконец, могут быть использованы самопротравливающие адгезивы, которые не удаляют смазанный слой, таким образом уменьшая гидравлическую проводимость через дентинные канальцы.

Фото 3. Результат применения десенсибилизирующего раствора оксалата калия на протравленном дентине. Кристаллы оксалата кальция образуются в глубоких дентинных канальцах, снижая проницаемость дентина.

Проблемы техники самопротравливания

Другим подходом к решению проблем техники влажного бондинга является возврат к сухому бондингу смазанных слоев, но используя гораздо более кислые мономеры, растворимые в водно-HEMA-праймерах. Материалы, используемые в этом методе, известны как самопротравливающие праймерные адгезивы. Эти водосодержащие адгезивы достаточно кислые, чтобы протравливать и проникать через толстый смазанный слой в нижележащий интактный дентин. Имея pH между 1.9 и 2.4, они включают смазанный слой в гибридный слой, если праймеры не смешиваются в процессе протравки. Если праймеры смешиваются, смазанный слой может раствориться или диспергировать в гибридном слое и вышележащем адгезиве (фото 4). Все самопротравливающие праймеры покрываются более гидрофобным адгезивом, который запечатывает нижележащий гидратированный дентин. Поэтому, все самопротравливающие праймеры включают двухшаговые адгезивные системы.

Фото 4. Самопротравливающий адгезив нанесен на дентин с толстым смазанным слоем. Статическое нанесение: присутствует толстый гибридный смазанный слой (Hs), основной гибридный слой (H) минимален. Динамическое нанесение: смазанный слой полностью рассеян, и 1-мм толстый гибридный слой на (H) создан в интактном дентине.

Хотя все самопротравливающие адгезивы достаточно хорошо связываются с основной эмалью, существует общее мнениие, что более мягкие модификации этих адгезивов плохо протравливают апризматическую эмаль (фото 5) с малой подповерхностью деминерализации для микромеханического удерживания. На клиническом уровне это может привести к протравливанию краев эмали, о чем иногда сообщается. Таким образом, образование скошенных поверхностей краев полезно для улучшения адгезии умеренных самопротравливающих адгезивов в реставрациях с краями, помещенными в эмаль, потому что этот процесс удаляет апризматическую эмаль, которая является стойкой к протравливанию кислотой.

Фото 5. Воздействие “умеренного” самопротравливающего адгезива на неповрежденную эмаль. Самопротравливающий праймер удален, чтобы показать эффект протравки.

С целью дальнейшего упрощения производители недавно представили одношаговый самопротравливающий адгезив, который является протравкой, праймером и бондом одновременно. Некоторые из этих “все в одном” адгезивов были сделаны более кислыми и более гидрофильными, чем двухшаговые самопротравливающие праймеры. Испарить воду из таких адгезивов очень сложно, но даже если это удается, вода быстро проникает в них из дентина. Это пластифицирует полимеры и понижает их механические свойства. И хотя в такие адгезивы добавляется гидрофобный диметакрилат с целью образования более сильно перекрестно связанных полимерных структур, гидрофильные мономеры имеют тенденцию группироваться вместе перед полимеризацией, создавая гидрофильные области и микроскопические заполненные водой каналы, называемые “водяные деревья”. Эти водяные деревья позволяют воде проникать от нижележащего дентина через гибридный и адгезивный слои к поверхности адгезив-композит.

Несовместимость “упрощенных” адгезивов и композитов химического отверждения

Известно, что композиты химического отверждения, которые используют третичный амин в качестве компонента катализатора не связываются достаточно хорошо с адгезивами, содержащими кислые мономеры смолы. Это связано с тем, что кислотные мономеры в адгезивах дезактивируют более основные амины, которые используются как катализаторы для автополимеризации композитов. Клинически, это может приводить к дебондингу реставрации, выполненной с помощью самоотверждаемых композитов или композитов двойного отверждения. Однако, указанное неблагоприятное химическое взаимодействие – лишь одна из причин несовместимости “упрощенных” адгезивов и композитов химического отверждения.

Рис. 6. Несовместимость однобутылочного адгезива с композитом химического отверждения из-за действия химического (реакция кислота-основание) и водного (увеличение проницаемости адгезива) факторов.

Другой фактор, ответственный за адгезию химически отверждаемых композитов со светоотверждаемыми адгезивами – это то, что одношаговые адгезивы ведут себя как проницаемые мембраны после полимеризации. Эта очевидная несовместимость связана с тем, что как однобутылочный тотально-протравливающий адгезив, так и одношаговый самопротравливающий адгезив используются без дополнительного слоя бондинга. В этих адгезивах ингибируемый кислородом слой содержит кислые мономеры, которые входят в прямой контакт с химически отверждаемыми композитами, где они могут дезактивировать основные амины катализаторов, а также осмотически привлекать воду из нижележащего дентина.

О первой проблеме – кислотно-основной несовместимости, было сообщено в 1986, но она была в значительной степени решена для многих одно-бутылочных адгезивов за счет внедрения “версии” двойного отверждения, включающей дополнительную бутылочку химического со-инициатора, содержащего бензосульфат натрия.

Однако, вторая проблема, заключающаяся в увеличенной проницаемости адгезива, была обнаружена недавно, и имеет место только когда дентин используется в качестве основы для бондинга. Как проиллюстрировано на рис. 6, использование химического со-инициатора улучшает адгезию при использовании самоотверждаемых композитов и композитов двойного отверждения лишь отчасти.

Сложностей удается избежать лишь тогда, когда осуществляется адгезия к эмали или обработанным композитам, т.к. эти связывающие субстраты гораздо менее водопроницаемы чем дентин.

Доказательства In Vitro проницаемости адгезивов

Для того чтобы понять, насколько гидрофилен “упрощенный” адгезив, любой врач может выполнить следующий эксперимент. Создайте гладкую поверхность зуба, содержащую как эмаль, так и дентин. Нанесите один из “все-в-одном” адгезивов. После затвердения адгезива удалите вязкий ингибируемый кислородом слой влажным ватным тампоном и погрузите обработанный зуб в воду. Через 10 минут на эмали появятся водяные пузырьки (фото 7). Эти пузырьки образуются в течение процесса, называемого “осмотическое пузырение”.

Фото 7. Демонстрация осмотического пузырения. Осмотические пузыри, которые формируются через 10-30 минут, в конечном счете разрываются, приводя к расслаиванию адгезивного слоя. Это расслаивание не имеет места, если адгезивы покрыты более гидрофобным слоем.

Растворенный кальций и фосфат-ионы возможно присутствуют в кислом адгезиве как результат протравливания высокоминерализованной эмали. Эти ионы осмотически притягивают воду, которая диффундирует снаружи через слой гидрофильного адгезива, создавая водяные пузыри. Существование заполненных водой каналов (водяных деревьев) в этих адгезивах было недавно показано. Эти водяные деревья наблюдаются сразу после контакта поверхностей адгезив-дентин с водным или аммиачным раствором нитрата серебра (фото 8).

Фото 8. Водяные деревья (также называемые водяными каналами) в адгезивных слоях двух одношаговых самопротравливающих адгезивов после полимеризации. Идентифицированы после помещения образца в нитрат серебра.

Фото 9. Водные пузыри, сформировавшиеся вдоль поверхности соприкосновения композита с одношаговым адгезивом. Результат – очень слабая адгезия.

Химически отверждаемые композиты полимеризуются медленнее, чем светоотверждаемые композиты, позволяя воде в течение некоторого времени диффундировать от гидратированного дентина через адгезив, образуя водяные пузыри вдоль поверхности адгезив-композит. Это явление (фото 9) характерно для всех одношаговых самопротравливающих адгезивов. Выдвинуто предположение, что осмотический градиент, ответственный за индукцию этого типа переноса воды, возникает из-за растворенных в ингибируемом кислородом слое ионов этих полимеризующихся адгезивов (рис. 10).

Рис. 10. Механизм осмотического пузырения в адгезивах: осмотический градиент как производное от ингибируемых кислородом слоев адгезива, содержаего высокие концентрации ионных мономеров и растворимых минералов. Капли воды окружены гидрофобным композитом, приводящим к сотоподобным образованиям при полимеризации композита.	Полу-проницаемая мембрана

Доказательства In Vivo проницаемости адгезивов

Увеличение проницаемости современных адгезивов (как однобутылочных тотально протравливающих, так и одношаговых самопротравливающих) к воде очевидно, когда они используются для запечатывания жизнеспособного глубокого дентина перед снятием слепков для изготовления непрямых реставраций. В исследованиях, выполненных авторами, эти адгезивы были нанесены на препарированную жизнеспособную поверхность зуба, ингибируемый кислородом слой был удален, и с помощью низковязкого поливинилсилоксана был получен слепок этой “запечатанной” препарированной коронки. Слепок был отлит в эпоксидной смоле для исследования с помощью сканирующего электронного микроскопа. Результаты, полученные с некоторыми из однобутылочных адгезивов показаны на фото 11, а полученные с одношаговыми самопротравливающими адгезивами – на фото 12. Упрощенные адгезивы не обеспечивали герметичного запечатывания жизнеспособного глубокого дентина (даже если они немедленно покрывались светоотверждаемыми композитами), поскольку проникновение дентинной жидкости через заполимеризовавшийся адгезив привело к образованию капель жидкости вдоль поверхности адгезива.

Фото 11. Препарированный дентин, запечатанный двумя разновидностями тотально протравливающих адгезивов. Просачивание дентинной жидкости происходит через полимеризованные слои адгезива.

Фото 12. Препарированный дентин, запечатанный двумя разновидностями одношаговых самопротравливающих адгезивов. Упрощенные адгезивы не обеспечивали герметичного запечатывания жизнеспособного глубокого дентина.

Диффузия дентинной жидкости через адгезив протекает сравнительно медленно, так что маловероятно, что это приведет к серьезной постоперационной чувствительности. Хотя вода и маленькие ионы, такие как фториды могут перемещаться через запечатанный адгезивом дентин, маловероятно, что большие молекулы, такие как глюкоза, бактериальные продукты или гидролитические ферменты, могут проникать снаружи через адгезив и дентин в пульпу.

Кроме того, собрание водных капелек на поверхности заполимеризовавшегося адгезива может приводить к “эмульсионной полимеризации”. В таких ситуациях гидрофобный композит образует эмульсию в присутствии воды (например эмульсия типа “нефть в воде”), что приводит к появлению многочисленных “обрывков” полимера вдоль поверхности, вместо единого однородного слоя заполимеризовавшегося композита.

Поскольку цементы имеют более низкую вязкость, чем композиты, они также склонны к образованию гранул смолы, когда используется одношаговый самопротравливающий адгезив на жизнеспособном дентине. Это может вызвать частичное разрушение связей в непрямых реставрациях и привести к плохой адгезии.

Заключение

Существует широко распространенное мнение, что технологический прогресс в разработке адгезивных систем достиг такого уровня, что в течение ближайшего десятилетия не предвидится каких-либо улучшений. Однако, авторы настоящего обзора не согласны с этой оценкой. Упрощение техники бондинга не улучшило качество или продолжительность адгезии к дентину.

Хотя увеличенная проницаемость кислых адгезивов к воде вероятно является причиной улучшенного высвобождения ими фторидов, сорбирование воды гидрофильными и ионными мономерами в пределах гибридного и адгезивного слоев может явиться причиной разрушения связей с дентином через какое-то время. Это явление усугубляется увеличенной концентрацией гидрофильных компонентов смолы в современных самопротравливающих адгезивах, поскольку гидрофильность и гидролитическая стабильность мономеров смолы антагонистичны по отношению друг к другу.

Одно из решений этой проблемы состоит в том, чтобы закрыть эти гидрофильные адгезивы гидрофобными (например, Scotchbond Multi-Purpose Adhesive, 3M-ESPE) или тонким слоем текучего композита. Большинство “все-в-одном адгезивов” являются простыми в использовании самопротравливающими праймерами, которые должны быть закрыты гидрофобными адгезивами или композитами. Это позволит реализовать концепцию “все в одном” без потери качества.