Влияние воздушно-абразивной обработки на адгезию к дентину при применении самопротравливающих адгезивных посредников

© НИКОЛАЕНКО С.А., ЧЕЛНОКОВА Е.А.

ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ НА АДГЕЗИЮ К ДЕНТИНУ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ САМОПРОТРАВЛИВАЮ-ЩИХ АДГЕЗИВНЫХ ПОСРЕДНИКОВ

Николаенко С.А., Челнокова Е.А.

Красноярская государственная медицинская академия им. В.Ф. Войно-Ясенецкого, ректор - д.м.н., проф. И.П. Артюхов; кафедра терапевтической стоматологии, эав. - д.м.н., проф. С.А. Николаенко; совместно с клиникой консервативной стоматологии и пародон-тологии, директор-проф. А. Печельт, Фридрих-Александер-университет, Эрланген-

Нюрнберг, Германия.

Резюме. Целью настоящего исследования явилось изучение влияния пескоструйной обработки поверхности дентина, на адгезию композитов, фиксированных с помощью современных самопротравливающих адгезивных посредников. Объектом исследования служили экстрагированные некариозные человеческие моляры, находившиеся в 0,5% растворе хлорамина-T в течение не более 1 месяца. Прочность на разрыв между дентином и композитом Filtek Z 250 и Clearfil APX в сочетании с самопротравливающими адгезивными системами: Clearfil SE Bond, AdheSE, OneCoat SE Bond, Xeno III и G-Bond измерялась универсальной испытательной машиной (Zwicki-Modell Z/2,5 Ulm, Germany). В тестируемых группах образцы подвергались пескоструйной обработке с помощью воздушно-абразивного наконечника PRO-PHYflex с порошком PROPHYpearls, содержащим карбонат кальция. Поверхность дентина и зона соединения адгезив-дентин исследовалась с помощью SEM и CLSM. Результаты исследования показали, что в контрольной группе образцов, не подвергавшихся обработке, силы сцепления дентина с композитом варьировали от 16,9 до 97,6 МРа. Воздушно-абразивная обработка приводит к уменьшению силы адгезии композитов к поверхности дентина.

Ключевые слова: дентин, воздушно-абразивная обработка, бондинг дентина, самопротравливающие адгезивы, карбонат кальция.

Профессиональная чистка зубов является рутинной процедурой в ежедневной стоматологической практике во всем мире. Обычные вращающиеся инструменты с абразивными пастами являются менее эффективными для удаления минерализованных отложений и зубной бляшки по сравнению с современными воздушно-абразивными наконечниками PROPHYflex и Airflow [2,3]. Воздушно-абразивные методы позволяют производить очистку поверхности зубов от наддесневых отложений, зубного налета, обрабатывать поверхности композитных реставраций, осуществлять препарирование небольших кариозных дефектов [1,7]. Возможно их применение также для предварительной обработки эмали перед герметизацией ямок и фиссур или бондингом ортодонтических брэкетов [2,3]. Эти методы позволяют удалять только патологически измененные ткани и максимально сохранять здоровую твердую субстанцию, что соответствует принятой в настоящее время концепции минимально-инвазивной техники препарирования. С другой стороны, воздушно-абразивное полирование увеличивает шероховатость как твердых тканей зуба, так и поверхности реставрационных материалов [4]. Поэтому представляет интерес оценка воздействия воздушно-абразивных методов очистки с точки зрения адгезивной терапии. При исследовании влияния на адгезию композитов пескоструйной чистки поверхности краев дефектов в пределах эмали и дентина от минерализованных отложений и зубной бляшки было найдено, что обработка эмали не сказывается на качестве последующей реставрации при применении адгезивов 4, 5 поколений и техники тотального травления [5,6]. Дентин является более сложным субстратом для прикрепления по сравнению с эмалью, что обусловлено различием в их микроморфоло-гическом строении и химическом составе. Степень минерализации дентина в различных участках коронки и корня выражена неравномерно [8]. Было выявлено, что предварительная обработка воздушно-абразивными порошками,

содержащими бикарбонат натрия, не является эффективной для бондинга дентина [4]. Однако снижение адгезии в пределах дентина наблюдалось только при применении однокомпонентных адгезивных посредников 5 поколения [6]. Поэтому влияние воздушно-абразивного полирования на различные техники бондинга к дентину требует пристального внимания.

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния пескоструйной обработки поверхности дентина, на адгезию композитов, фиксированных с помощью современных самопротравливающих адгезивных посредников.

Материалы и методы

Объектом исследования служили экстрагированные некариозные человеческие моляры, находившиеся в 0,5% растворе хлорамина-T в течение не более 1 месяца. Поверхность зуба была поделена на 2 части: одна половина обрабатывалась с помощью пескоструйного аппарата, другая служила в качестве контроля. В зубах производилось отпиливание коронок с достижением пришеечной области без остатков эмали в области фиссур и, по возможности, без вскрытия пульповой камеры. В качестве пломбировочного материала использовались Filtek Z 250 (3M Espe) и Clearfil APX (Kuraray) в сочетании со следующими адгезивными системами: Clearfil SE Bond (Kuraray), AdheSE (Heraeus-Kulzer), OneCoat SE Bond (Coltene/Whaledent AG), Xeno III (Densply) и G-Bond (GC).

Для пескоструйной обработки применялся воздушно-абразивный наконечник PROPHYflex с порошком PROPHYpearls (KaVo, Germany), содержащим карбонат кальция. Воздействие воздушно-водо-абразивной струей производилось равномерно по всей поверхности дентина с расстояния 5 мм в течение 10-15 с.

Фотополимеризацию всех светоотверждаемых материалов выполняли га-логеновой лампой (Translux CL, Heraeus Kulzer, Dormagen). Композит ап-плицировался тремя горизонтальными порциями. Образцы для микроиспытания на разрыв (mTBS) готовились следующим образом: через 24 часа зубы

распиливались медленно вращающейся алмазной пилой с водяным охлаждением (Isomet, Buehler, Lake Bluff, IL, USA) на 4-5 шлифов толщиной 0,5-0,7 мм. Шлифы, в свою очередь, распиливались в направлении продольной оси. Таким образом, полученные образцы имели форму палочек, состоящих из дентина и композита. Прочность на разрыв между субстратом и композитом измерялась универсальной испытательной машиной (Zwicki-Modell Z/2,5 Ulm, Germany) со скоростью подачи 1 мм/мин [9].

Контроль состояния адгезивной зоны проводился с помощью растрового электронного микроскопа (SEM; Leitz ISI 50, Akashi, Tokio, Japan) и конфокального лазерного сканирующего микроскопа (Leica TCS SL, Germany). Для визуализации гибридных зон к адгезивным посредникам добавлялись красители. В качестве красителей использовались Rhodamin B (MERCK, Germany) и Lumilux Gelb CD 345 (Honeywell GmbH, Germany). Дополнительно подготовленные зубы очищались и подвергались бондинговой подготовке согласно инструкции фирм-изготовителей и цели исследования. Исследования осуществлялись как во флуоресцентном, так и рефлекционном канале. Достоверность различия показателей адгезии в исследуемых группах оценивалась с помощью критерия Манна-Уитни (SPSS 11.5).

Результаты и обсуждение

Воздушно-абразивная обработка поверхности дентина постоянных зубов оказала значительное влияние на состояние зоны соединения, которое выразилось как в снижении сил сцепления, так и в увеличении количества потерянных образцов. Несмотря на то, что все адгезивные посредники относились к самопротравливающим бондингам, Clearfil SE Bond выявил самые высокие показатели адгезии к поверхности дентина, не подвергавшейся воздушно-абразивной обработке (табл.1). Наибольший негативный эффект пескоструйная обработка оказала на силы адгезии OneCoat SE Bond. Для этого адгезива наблюдалось снижение сил сцепления в 4,5 раза (P<0,001). Количество потерянных проб составило 87%. Показатели адгезии G-Bond достовер-

но не изменялись под действием воздушно-абразивной струи, ухудшение состояния зоны соединения выразилось в увеличении числа потерянных образцов (20%).

Таблица 1

Изменение показателей адгезии композита к дентину при применении различных адгезивных посредников

Примечание: Х - среднее арифметическое, £ - стандартное отклоне-

*

ние, - достоверность различий между группами: Р<0,001. В скобках приведено общее количество исследованных образцов.

Полноценная инфильтрация полимерных смол в деминерализованный слой как интратубулярной, так и перитубулярной областей дентина, считается важной предпосылкой для построения эффективной адгезии. При проникновении в дентинные канальцы образуются так называемые тяжи. Им приписывалась большая роль, особенно для первых дентинных адгезивов. Эти тяжи могут проникать в тубулы на глубину до 100 цш и более. Позже было показано, что тяжи в сравнении с инфильтрацией обнаженной сети коллагеновых волокон и поверхности деминерализованного межтубулярного дентина вносят несущественный вклад в качество адгезии [10]. Только в области первых 2-3 цш тяжи прилегают достаточно плотно к стенкам дентинных канальцев и могут способствовать адгезии. Остаточная длина тубул заполняется тяжами не полностью, что объясняется полимеризационной усадкой самого адгезива, а также недостаточным контактом со стенками канальцев в глубине.

Рис.

Анализ зоны соединения при помощи лазерного сканирующего конфокального микроскопа выявил, что обработка дентина с помощью абразивно— водо-воздушной струи приводит к созданию микрошероховатости, что в принципе должно было бы приводить к улучшению адгезии за счет увеличения площади поверхности. На поперечном сечении адгезивной зоны профиль на уровне входа в устья дентинных канальцев имеет вид ломаной кривой. Однако объем и глубина пенетрации адгезива в просветы дентинных канальцев после обработки существенно не изменяется (рис.1а,б).

Рис.1. Гибридная зона между дентином и композитом (х1000):

а) до пескоструйной обработки, б) после обработки РЯОРИУ/Іех.

Ухудшение адгезии, на наш взгляд, объясняется нарушением деминерализации и инфильтрации адгезивного посредника в поверхность межтубу-лярного дентина. Возможным механизмом ухудшения адгезии после обработки является ощелачивание поверхности дентина, так как абразивные частицы, входящие в состав порошков многих пескоструйных систем, при смешивании с водой сдвигают рН в щелочную сторону. Впоследствии это приводит к частичной нейтрализации кислотных компонентов адгезивов, что так же отрицательно влияет на качество травления (рис.2а,б).

а)

б)

Probe 9-3 1000 I—20 pm—I Probe 10-4 1000 I— 20 pm—I

Рис.2. Эффективность травления самопротравливающим праймером: а) с применением пескоструйной обработки б) без обработки.

На рисунке 2 а наблюдается неполная элиминация смазанного слоя и дентинных пробок, видны лишь редкие суженные просветы дентинных канальцев. В контрольной группе (рис.2б) смазанный слой отсутствует, дентинные канальцы широко раскрыты, что свидетельствует о более высокой степени деминерализации. Это согласуется с исследованиями K. Nishimura et al., согласно которым воздушно-абразивная обработка дентина с порошком, содержащим бикарбонат натрия, создает шероховатую поверхность, покрытую смазанным слоем, и ухудшает адгезию, в то время как обработка порошком с кристаллической целлюлозой оставляет поверхность дентина ровной, без смазанного слоя [6]. Лазерная конфокальная сканирующая микроскопия за счет маркеров-красителей позволяет доказать наличие остатков карбоната кальция в составе смазанного слоя и еще большее его количество в просвете дентинных канальцев (рис.За). На растровом электронном снимке мы наблюдаем лишь поверхность дентина, покрытую смазанным слоем (рис.Зб).

Рис.3. Поверхность дентина, обработанная PROPHYflex:

а)СЬБМ-мшроскопический снимок (х1000), б)БЕМ-снимок (х1000).

Таким образом, воздушно-абразивная обработка приводит к уменьшению силы адгезии композитов к поверхности дентина при применении самопро-травливающих адгезивных посредников, причем степень негативного влияния варьирует в зависимости от используемой бондинговой системы.

EFFECT OF AIR-POWDER POLISHING ON DENTIN ADHESION OF

A SELF-ETCHING ADHESIVE BONDING SYSTEM.

S.A. Nikolaenko, Е.А. Chelnokova Krasnoyarsk state medical academy named in honour of V.F. Vojno-Yasenetskij, FAU, Erlangen-Nuremberg (Germany).

The aim of this in vitro study was to evaluate the influence of air-powder polishing on dentin bonding. Extracted caries-free human molars, stored in a 0,5 % chloramines-T water solution for no longer than 1 month were object of the research. Dentin bond strengths of a resin composites Filtek Z 250 and Clearfil APX in a combination with self-etching systems: Clearfil SE Bond, AdheSE, OneCoat SE Bond, Xeno III and G-Bond were measured by the universal test machine (Zwicki-Modell Z/2,5 Ulm, Germany). In tested groups specimens were air polished with PROPHYpearls (calcium carbonate) prior bonding. Surfaces and resin-dentin interfaces were observed by SEM and CLSM. The results of research have

shown, that in control group of samples which were not exposed to processing, mean bond strengths varied from 16,9 up to 97,6 МРа. Air-powder polishing results in reduction of dentin bond strengths.

Литература

1. Agger M.S., Horsted-Bindslev P., Hovgaard O. Abrasiveness of an air-powder polishing system on root surfaces in vitro // Quintessence Int. -2001. - Vol. 32, N 5. - Р. 407-411.

2. Barnes C.M., Russel C.M., Gerbo L.R., Wells B.R., Barnes D.W. Effects of an air-powder polishing system on orthodontically bracketed and banded teeth //Am. J. Orthod. Dentofacial Orthop. - 1990. - Vol. 97. - P. 74-81.

3. Gerbo L.R., Barnes C.M., Leinfelder K.F. Application of the air-powder polisher in clinical orthodontics // Am. J. Orthod. Dentofacial Orthop. -1993. - Vol. 103. - P. 71-73.

4. Gutmann M.S., Marker V.A., Gutmann J.L. Restoration surface roughness after air-powder polishing //Am. J. Dent. - 1993. - Vol.6. - P. 99102.

5. Nikaido T., Yamada T., Koh Y. et al. Effect of air-powder polishing on adhesion of bonding systems to tooth substrates // Dent Mater. - 1995. - Vol. 11, N 4. - Р. 258-264.

6. Nishimura K., Nikaido T., Foxton RM. Et al. Effect of air-powder polishing on dentin adhesion of a self-etching primer bonding system // Dent. Mater. - 2005. - Vol. 24, N1. - Р. 59-65.

7. Oztas N., Alacam A., Bardakcy Y. The effect of air abrasion with two new bonding agents on composite repair // Oper Dent. - 2003. - Vol. 28, N 2. -Р. 149-154.

8. Pashley D.H., Ciucchi B., Sano H. Dentin as a Bonding Substrate / /Dtsch. Zahnarztl Z. - 1994. - Vol. 49. - P. 760-765.

9. Sano H., Shono T., Sonoda H., Takatsu T. et al. Relationship between surface area for adhesion and tensile bond strength // Dent. Mater. - 1994. -Vol. 10. - P. 236-240.

10. Walshaw P.R., McComb D. Clinical considerations for optimal dentinal bonding / Quint. Int. - 1996. - N 27. - P. 619-625.

Таблица 1

Изменение показателей адгезии композита к дентину при применении различных адгезивных посредников

Адгезивный посредник Показатели адгезии в группах

Без обработки

Clearfil SE Bond 97,6±27,5 (40) 0 22,8±12,4 (40) 18

AdheSE 53,1±26,3 (38) 13 и« 21,0±22,6 (76) 58

OneCoat SE Bond 18,2±12,5 (40) 50 4,1±1,5 * (46) 87

Xeno III 16,9±10,3 (48) 67 5,4±4,6 * (88) 84

G-Bond 59,9±21,7 (24) 0 52,7±24,5 (47) 20

Примечание: Х - среднее арифметическое, s - стандартное

*

отклонение, - достоверность различий между группами: Р<0,001. В

скобках приведено общее количество исследованных образцов.