Klasyfikacja cementów stomatologicznych

9 października 2017, Adam Dederko

Aktualnie w gabinetach stomatologiczno-protetycznych lekarze mają do dyspozycji cały szereg odmian materiałów cementujących. Każdy z nich określa inny mechanizm wiązania, co ułatwia lekarzowi realizację optymalną do wykonywanego uzupełnienia i dostosowanie materiału. Współcześnie do umocowania uzupełnień stałych wykorzystuje się w gabinetach stomatologiczno-protetycznych cementy cynkowo-fosforanowe, eugenolowe, polikarboksylowe, glasjonomerowe, glasjonomerowe modyfikowane żywicą, kompomerowe jak również cementy opierające się na żywicach – kompozytowe. Przez wzgląd na rozpowszechnienie się uzupełnień ceramicznych, nieprzypadkowe wydaje się być rozdzielenie owych cementów na wykorzystujące typ retencji mechanicznej, bazującej na mikroskopowej chropowatości płaszczyzny filaru (cementy konwencjonalne), jak też na cementy wykorzystujące oprócz tego adhezję w stosunku do zębiny oraz szkliwa przy pomocy pośrednich systemów wiążących (cementy adhezyjne). Natomiast cementy adhezyjne można zróżnicować na cementy glasjonomerowe, kompozytowe oraz kompomerowe. Do wykorzystania podczas mocowania uzupełnień ceramicznych rekomendowane są cementy konwencjonalne, ale także i cementy adhezyjne. Jeśli chodzi o te drugie (cementy adhezyjne), to przez wzgląd na swoje właściwości adhezyjne wobec tkanek zęba, są one wskazane zwłaszcza w sytuacji, gdy lekarz musi przytwierdzić uzupełnienia takie jak, na przykład licówki, nakłady czy wkłady koronowe, które wyróżniają się niewystarczająco retencyjnymi kształtami. Dodatkowo, cementy adhezyjne odznaczają się własnościami estetycznymi, jak również zapewniają lekarzowi szeroki wybór barw i odcieni. Także w analizach Sulaimana i Chai udowodniono, że cementy adhezyjne w istotny sposób zmniejszają mikroprzeciek w zestawieniu z cementami fosforanowymi. Właściwość ta jest niezwykle ważna, zwłaszcza jeśli chodzi o mocowanie uzupełnień zrealizowanych w systemach o dużej przezierności. Systemy ceramiczne o adhezyjnej procedurze cementowania (resin-bonded ceramics) to tworzywa, które w swojej konstrukcji obejmują macierz szklaną wzmocnioną kryształkami leucytu, dwukrzemianu litu bądź miki. Tymczasem zawartość fazy szklanej bazującej na krzemie, daje możliwość konsolidacji chemicznej z materiałem kompozytowym. Oprócz tego systemy te cechuje wysoka przezierność, a właściwe dopasowanie barwy oraz transparentności cementu kompozytowego ułatwia lekarzowi osiągnięcie dobrego wyniku estetycznego.

Cement dentystyczny
Cement dentystyczny

Następną grupę dzisiaj używanych systemów ceramicznych tworzą ceramiki krystaliczne, ze zmniejszoną fazą szklaną, bazujące na tlenku glinu czy też tlenku cyrkonu. To ograniczenie fazy szklanej w ich budowie umożliwia podwyższenie odporności mechanicznej i dodatkowo powoduje, że materiały uzewnętrzniają zmniejszoną transparencję świetlną. Przedstawione systemy ceramiczne obligują lekarza do wykorzystania podczas osadzania cementów konwencjonalnych, a także cementów adhezyjnych. Dotychczas lekarze stomatolodzy reprezentowali pogląd, że ceramiki krystaliczne nie wiążą się chemicznie z materiałem z cementu. Jednakże najbardziej aktualne analizy pokazują, że nie ma przeszkód w przygotowaniu płaszczyzny ceramiki tlenkowej do wytworzenia wiązania chemicznego. Do mechanizmów dających możliwość połączenia zaliczyć można piaskowanie, wykorzystywanie primerów z zawartością monomeru fosforanowego (MDP), jak również procesów trybochemicznych, takich jak na przykład system Rocatec. W sytuacji, gdy stomatolog zdecyduje się korzystać z cementów konwencjonalnych, , z których większa część jest opakerowa niezmiernie ważne jest to, że nie oddziałują one na doznania estetyczne uzupełnienia po zacementowaniu. Najstarszym i tym samym doskonale zbadanym jest cement cynkowo-fosforanowy. Jest on wykorzystywany w różnych sferach stomatologii, niezmiennie od niemal 100 lat. Pomimo dużej dostępności najnowszej generacji materiałów, cały szereg lekarzy decyduje się na aplikację jedynie cementu cynkowo-fosforanowego do cementowania uzupełnień protetycznych. Materiał ten cechuje się sporą odpornością na ściskanie, a także daje on możliwość wypracowania niezwykle cienkiej warstwy. Natomiast za jego cechę ujemną można uznać niskie pH, a zatem prawdopodobieństwo podrażniania miazgi, dużą rozpuszczalność w wodzie, jak również komplikacje w trakcie jego zarabiania. To cement, który jest sprzedawany przez producentów do gabinetów w formie proszku i płynu, które lekarz musi osobiście połączyć w proporcjach jasno ustalonych przez producenta. Tak więc, pojawia się duże ryzyko pomyłki, zarówno w czasie dozowania, jak i w trakcie zarabiania materiału. Badania prowadzone nad cementem fosforanowym ujawniły, że jest to materiał niezwykle czuły na zmiany proporcji podczas jego zarabiania.

Cement światłoutwardzalny
Cement światłoutwardzalny

Natomiast cementy tlenkowo-cynkowo-eugenolowe przez wzgląd na zawartość w swoim składzie tlenku cynku oraz eugenolu wpływają dodatnio na miazgę zęba filarowego. Posiadają wysoką płynność i w nieznacznym stopniu rozpuszczają się w wodzie. Aplikowane są przez lekarzy zwłaszcza w charakterze cementu tymczasowego, bowiem nie dysponują one dobrymi właściwościami mechanicznymi. Niewykluczone jest wykorzystanie ich także do stałego osadzania uzupełnień, lecz wówczas nieodzowne jest zastosowanie materiału mającego w swoim składzie komponenty dodatkowe, zmieniające na lepsze ich właściwości, na przykład kwas orto-etoksybenzoinowy (EBA) oraz krzem. Tak poprawiony cement tlenkowo-cynkowo-eugenolowy uzyskuje odporność na ściskanie bez mała 90 MPa. Cementy te posiadają również naturalne pH, dzięki czemu lekarz nie musi aplikować lakierów ochronnych na zębinę. Zanim jednak stomatolog zastosuje taki cement, musi ustalić jaki materiał wykorzysta do długoczasowego umocowania uzupełnienia, ponieważ eugenol jest organicznym związkiem chemicznym zakłócającym polimeryzację cementów powstałych w oparciu o żywicę. Jako przykład tradycyjnego cementu tlenkowo-cynkowo-eugenolowego przytoczyć można Temp Bond (Kerr), zaś cementu tlenkowo-cynkowo-nieeugenolowego Noneugenol (GC) bądź Temp Bond NE (Kerr). Kolejną wersją cementów są cementy polikarboksylowe. Lekarze stomatolodzy aplikują je pacjentom od lat 60-tych XX wieku. Pozostają one przykładem najbezpieczniejszego cementu, biorąc pod uwagę oddziaływanie na miazgę zęba, gdyż wyróżnia je wysoki poziom biozgodności. Wiążą się one z tkankami zęba za sprawą zjawiska chelacji pomiędzy wapniem pochodzącym z tkanek zęba a grupą karboksylową cementu. Dysponują również własnością triksotropową co oznacza, że pod naciskiem zaczynają płynąć jak też intensyfikuje się ich lepkość, podczas gdy po zwolnieniu nacisku zastygają. Tymczasem w trakcie początkowej fazy wiązania przejawiają szybki wzrost grubości filmu, co może prowadzić do nieprawidłowego osadzenia. Cementy polikarboksylowe przejawiają dodatkowo umiejętność konsolidacji ze stalą. Niemniej jednak ich wartość mechaniczna jest niewielka, natomiast wyróżnia je duża rozpuszczalność, niedługi czas pracy oraz trudności w zarabianiu.

Cement stomatologiczny
Cement stomatologiczny

Ponadto, nawet po związaniu odznaczają się pewnego rodzaju elastycznością, co wyklucza je jako materiały do cementowania uzupełnień wystawianych na działanie dużych sił zwarciowych i jako przęseł o dużym zasięgu. W związku z tym, są one wykorzystywane w gabinetach stomatologiczno – protetycznych wyłącznie podczas mocowania pojedynczych uzupełnień na podbudowie metalowej oraz na filarach zębów nadwrażliwych. Natomiast niektóre cementy polikarboksylowe uzupełniane są fluorem, który odpowiedzialny jest za ich działanie kariostatyczne. Jako przykład cementów polikarboksylowych można wskazać Adhesor carboxy (Spofadental) oraz Selfast (Septodont). Tymczasem cementy glasjonomerowe są cementami generującymi połączenia chemiczne z tkankami zęba. Uwalniają one jony fluoru, dzięki czemu uzyskują tytuł najlepszych materiałów uniemożliwiających wytworzenie się próchnicy. Na nieszczęście próchnica wtórna pojawiająca się pod odbudową staje się jednym z głównych czynników wszelkich niepomyślności w trakcie leczenia protetycznego. Jednakże procedury in vitro wykazały, że cement glasjonomerowy przyczynia się do ograniczenia demineralizacji tkanek zęba w koło korony, mimo jego skłonności do wypłukiwania się, w porównaniu z cementami fosforanowymi bądź polikarboksylowymi. Poza tym, cement ten pozytywnie charakteryzuje współczynnik rozszerzalności cieplnej zbliżony do zębiny, jak też duża odporność na ściskanie oraz dobra wytrzymałość na niewielką rozpuszczalność. Niemniej jednak, użycie go może przyczynić się do powstania zapalenie miazgi z powodu niskiej wartości początkowego pH. Cementy glasjonomerowe są wyjątkowo podatne na wilgoć w początkowym okresie wiązania. I tak, dostęp wilgoci w czasie wiązania cementu prowadzi do wyraźnych zmian parametrów mechanicznych. Na skutek wystąpienia tych wad, tego typu cement nie może być aplikowany przez lekarza stomatologa do cementowania uzupełnień o słabej retencji, konstrukcji opierającej się na włóknie szklanym, uzupełnień kompozytowych, jak też mostów adhezyjnych.

Zabieg dentystyczny
Utwardzanie cementu dentystycznego światłem

Za cechę ujemną cementów glasjonomerowych można także uznać fakt, że lekarz musi ręcznie zarabiać materiał. Stwarza to ryzyko użycia nieprawidłowych proporcji proszek / płyn, zbyt długiego lub zbyt krótkiego czasu zarabiania, a także niewystarczającego wymieszania obydwu składników. Cement może także mieć w swoim składzie pęcherzyki powietrza oraz porcje niewymieszanego proszku. Nieprawidłowości te mogą przynosić negatywny efekt, jak też osłabiać właściwości mechaniczne cementu, na przykład odporność na ściskanie i rozciąganie, twardość, nasiąkliwość. Niemniej jednak obecnie ogólnie dostępne są w gabinetach stomatologiczno protetycznych cementy glasjonomerowe kapsułkowane, których postać pozwala na redukcję błędów w trakcie zarabiania. Tymczasem cementy glasjonomerowe modyfikowane żywicą są systemami jedno bądź dwu etapowymi. Ich wytrawienie lekarz osiąga przez aplikację kwasów polialkenowych, które w odpowiednim czasie spłukuje i dokładnie osusza, jednakże nie powinien doprowadzić do przesuszenia tkanek. Sprawiają one, że powierzchnia staje się oczyszczona, włókna kolagenowe odsłonięte jak również wywołują reakcję kwasu z hydroksyapatytem. W następnej kolejności dochodzi do mikromechanicznego zakotwiczenia, na skutek współudziału polimeru polikarboksylowego a także mechanizmu samoprzylegania, w którym tworzą się wiązania pomiędzy kwasem polialkenowym a jonami wapnia pochodzącymi z hydroksyapatytów. I tak, na przykład do grupy cementów szkło-jonomerowych zalicza się Ketac-Cem (3M ESPE), Fuji (GC), Aqua Cem (Dentsply De Trey).Cementy glasjonomerowe modyfikowane żywicą skupiają w sobie dobroczynne cechy cementów kompozytowych, to znaczy atuty mechaniczne i fizyczne, mniejszą rozpuszczalność oraz kruchość w zestawieniu z glasjonomerami, a także sekrecję jonów fluoru. Natomiast przyczepność tej grupy cementów bazuje na połączniu mikromechanicznym oraz chemicznym z tkankami zęba. Aby lekarz mógł przeprowadzić połączenie mikromechaniczne musi opracować płaszczyznę zębiny, wytrawiając ją 10% kwasem poliakrylowym, zaś wiązanie chemiczne jest rezultatem chelacji jonów karboksylowych z wapniem tkanek zęba. W skutek tego pełnią one wyjątkową funkcję podczas cementowania uzupełnień ceramicznych w warunkach niesłużących adhezji, jak też uzupełnień metalowych oraz metalowo-ceramicznych na filarze odbudowanym kompozytem, glasjonomerem, amalgamtem, a także jeśli ząb posiada żywą miazgę.

Niemniej jednak za nieco kontrowersyjne może zostać uznane korzystanie z tego typu cementów podczas mocowania wkładów koronowo-korzeniowych, ponieważ w efekcie ekspansji materiału mają miejsce złamania korzenia zęba. Pomimo tego, materiał ten posiada także i dobre strony takie jak, na przykład bezproblemowość podczas aplikacji, która nie wymaga złożonych procedur jak w przypadku materiałów powstałych na bazie żywic. W oparciu o liczne badania można wysunąć tezę, że cementy glasjonomerowe modyfikowane żywicą wyróżniają się najlepszymi parametrami dotyczącymi siły wiązania w otoczeniu odpowiadającym temu jakie panuje w jamie ustnej. Do tej grupy zaliczyć można Fuji Plus (GC), jak też Vitremer Luting Cem (3M ESPE). Obecnie do dyspozycji lekarzy są również cementy glasjonomerowe wzmocnione opiłkami metalu – srebra bądź złota, znane jako cementy wykorzystywane do nadbudowy zębów filarowych w razie niedostatecznej powierzchni tkanek zęba, które pozostały po oszlifowaniu. Cechuje je duża adhezja do tkanek zęba, w wyniku czego nie jest potrzebne wytrawianie ich powierzchni. Natomiast cementy kompomerowe dysponują szerokim wachlarzem funkcji. Lekarze stomatolodzy i protetycy mogą robić z nich użytek w trakcie cementowania uzupełnień na podbudowie metalowej, wkładów i nakładów koronowych z kompozytu oraz ceramiki, a także do osadzania mostów adhezyjnych. Uwalniają one w podobny sposób jak cementy glasjonomerowe jony fluoru, posiadają również zadowalającą odporność mechaniczną jak również małą rozpuszczalność w wodzie oraz kwasie mlekowym. Zaś przez wzgląd na hydrofilność tych materiałów, nie mogą być one stosowane podczas mocowania uzupełnień ceramicznych. Jako przykład tego typu materiału może posłużyć, na przykład Dyract Cem Plus (Dentsply De Trey). Tymczasem jako ostatnią grupę analizowanych cementów można przedstawić cementy opracowane w oparciu o żywice, czyli kompozytowe. Cementy te należy rozbić na 3 grupy. I tak, po pierwsze na cementy kompozytowe o podwójnym sposobie polimeryzacji, na przykład Variolink II; po drugie na cementy kompozytowe samoadhezyjne o podwójnym sposobie polimeryzacji, na przykład RelyX Unicem, Panavia F; po trzecie na cementy kompozytowe samoadhezyjne, samopolimeryzujące, na przykład Panavia 21.

Prezentowane cementy opracowane na bazie żywic – kompozytowe wyróżniają się bardzo dobrymi parametrami mechanicznymi oraz fizycznymi, jak też niewielką rozpuszczalnością w wodzie i kwasie mlekowym, ale również znakomitymi cechami estetycznymi. Cementy kompozytowe w zestawieniu z kompozytowymi materiałami uzupełniającymi cechuje mała zawartość wypełniacza w formie krzemianów, zmniejszona wielkość ziaren wypełniacza, a także mniejsza liczba katalizatorów. Te konkretne cechy gwarantują możliwość osiągnięcia korzystniejszych właściwości w postaci generowanej grubości warstwy, stopnia płynności, jak też trwałości. Posiadają one również doskonałe właściwości estetyczne, które mają związek z bogactwem odcieni tych materiałów, poza tym z ich przezroczystością bądź nieprzeziernością. Nierzadko w trakcie mocowania uzupełnienia całoceramicznego niezbędna jest modyfikacja koloru filaru. Lekarz w trakcie osadzania powinien skontrolować czy barwa aplikowanego cementu nie zakłóca ostatecznego koloru uzupełnienia. W tych przypadkach należałoby wykorzystać właśnie cement kompozytowy, którego atutem jest także duża trwałość połączenia. Materiały te jednak potrzebują większej ilości czynności w trakcie cementowania, czyli wytrawiania powierzchni oraz uzupełniających systemów wiążących. Właściwości te można przyjąć za niekorzystne, bowiem przedłużają oraz utrudniają one pracę lekarza. Ich słabą stroną jest także możność wywołania nadwrażliwości miazgi opracowywanego zęba, skurcz polimeryzacyjny, wrażliwość na wilgoć w trakcie cementowania oraz gęsta konsystencja, uniemożliwiająca osiągnięcie jak najcieńszej warstwy cementu. Materiały te wykorzystywane są w głównej mierze do cementowania uzupełnień ceramicznych w wersji inlay, onlay, licówek koron i mostów, jak też do uzupełnień tradycyjnych o niewielkiej retencji, uzupełnień kompozytowych, mostów adhezyjnych, wkładów koronowo- korzeniowych a także uzupełnień zrealizowanych w oparciu o włókna szklane. Stomatolodzy mają również do dyspozycji w swoich gabinetach tymczasowe cementy na bazie żywic, rekomendowane do cementowania przed użyciem cementów kompozytowych do uzupełnień długoczasowych.

Jak wzmiankowano powyżej, do cementowania uzupełnień ceramicznych lekarze decydują się aplikować cementy adhezyjne. W szczególności grupa ceramik o znacznych zaletach estetycznych, wynikających z przezierności materiału, obliguje do zastosowania cementu, który bezpośrednio nie wpłynie ujemnie na estetykę uzupełnienia. Natomiast cementowania adhezyjnego z wykorzystaniem materiałów kompozytowych wyjątkowo potrzebują uzupełnienia bazujące na ceramikach krzemowych (ceramika szklana, ceramika skaleniowa), jak też ceramiki tlenkowe infiltrowane szkłem, z racji sporej przezierności. Poza wyszczególnionymi rodzajami materiałów ceramicznych, nieodzowne jest aplikowanie cementów adhezyjnych także podczas cementowania licówek ceramicznych. Uzupełnienia te obliguję również lekarza do wypracowania właściwej retencji cementu, bowiem płaszczyzna kontaktu odbudowy z zębem filarowym jest nieduża, zaś oszczędność preparacji uniemożliwia osiągnięcie utrzymania mechanicznego. Tymczasem do cementowania uzupełnień zrealizowanych z ceramiki na bazie szkła (IPS Empress) bądź też opartej o tlenek glinu (In-Ceram, Procera) rekomendowane są cementy, które nie mają w swoim składzie kwasów. Norma ISO 4049 określa wykorzystanie cementów na bazie żywic przez wzgląd na ich odporność na siły zwarciowe oraz segreguje je na typ I o wytrzymałości 80 MPa, jak również na typ II o wytrzymałości 50 MPa. Typ I to materiały kwalifikujące się do cementowania uzupełnień obejmujących powierzchnie okluzyjne, zaś typ II do reszty.
Adhezja (łac. adhezjo) oznacza przyleganie, przyczepność, czyli podczas realizacji wyraża siłę połączenia dwóch warstw klejonego materiału, bez analizowania natury oddziaływań generującej wytworzenie się trwałej spoiny. Adhezyjny system cementowania bazuje na powiązaniu mikromechanicznym oraz chemicznym pomiędzy zębem, warstwą cementu jak i odbudową protetyczną. Między cementami adhezyjnymi wykazującymi połączenie mikromechaniczne oraz chemiczne wyodrębnić można, na przykład cementy światłoutwardzalne, chemoutwardzalne, jak również o podwójnym systemie wiązania.

W momencie opracowywania planu terapii protetycznej lekarz powinien zdecydować z jakiego rodzaju materiału do cementowania będzie korzystać. Wytypowanie odpowiedniego cementu winno mieć na względzie parametry konkretnego materiału, na przykład stopień płynności jak również rodzaj polimeryzacji. Materiały chemoutwardzalne są wyjątkowo rekomendowane do cementowania mostów tradycyjnych oraz typu Maryland. Cementy o podwójnym systemie wiązania charakteryzują się wysoką płynnością. Cechą ta z jednej strony jest mile widziana, bowiem daje możliwość lekarzowi wypracowania bardzo cienkiej warstwy, jednakże z drugiej stwarza problem podczas usuwania nadmiarów cementu. Także długość czasu pracy z tego rodzaju materiałami jest limitowany z powodu procesu polimeryzacji chemicznej jaki występuje. Cementy o podwójnym systemie wiązania charakteryzują się również niestabilnością barwy, a jest to związane ze stopniem polimeryzacji materiału. Im stopień polimeryzacji mniejszy, tym mniej przewidywalny kolor, a także niewystarczające parametry mechaniczne cementu. Te przyczyny sprawiają, że są one wykorzystywane przez lekarzy do cementowania uzupełnień estetycznych sporej grubości, na przykład inlay lub onlay, gdyż w warstwach najbardziej odległych od źródła światła lampy polimeryzacyjnej dochodzi do polimeryzacji chemicznej, co zapewnia prawidłową siłę wiązania. Cementy kompozytowe światłoutwardzalne umożliwiają lekarzowi wydłużony czas pracy, jak również posiadają dobre cechy mechaniczne, czyli wysoką ilość wypełniacza, poza tym wyróżnia je równomierność rozłożenia barwy, ale i także możność dopasowania koloru cementu do cech kolorystycznych uzupełnienia. Natomiast ich niekorzystną kleistą konsystencję lekarz może ograniczyć przez zanurzenie w ciepłej wodzie, co spowoduje, że lepkość będzie mniejsza i w związku z tym będzie on mógł uzyskać cieńszą warstwę. Wymogiem podczas poprawnego użycia, czyli uzyskania prawidłowych własności cementu adhezyjnego jest należyte przygotowanie płaszczyzny elementów uczestniczących w wiązaniu.