Koncepcje adhezji do szkliwa i zębiny

Rosnące oczekiwania dotyczące estetycznych wyników leczenia wpłynęły na sposób praktykowania współczesnej stomatologii; wprowadzenie systemów adhezyjnych (systemów łączących) wyznaczyło nowe kierunki w stomatologii estetycznej. Systemy adhezyjne są rodzajem pomostu między materiałem odtwórczym i strukturą zęba; do zrozumienia istoty adhezji i łączenia materiałów estetycznych z tkankami zęba niezbędna jest znajomość składu twardych tkanek zęba.

Charakterystyka szkliwa i zębiny

Szkliwo, zębina i cement korzeniowy różnią się zawartością składników organicznych i nieorganicznych.

Szkliwo składa się głównie z substancji nieorganicznej (hydroksyapatyt) i wykazuje największą gęstość. Zawiera ponadto 1,5-4% wody i 0,5-3% (odsetek wagowy) związków organicznych, takich jak białka, lipidy, cytryniany, mleczany i węglowodany.

Zębina natomiast to żywa, ale mniej zmineralizowana tkanka, która zawiera (wagowo) 60-70% związków nieorganicznych. Substrat organiczny (20-30%) składa się przede wszystkim z kolagenu. Zębina zawiera też ok. 10% wody.

Szkliwo wykazuje odporność na działanie sił zgryzowych, ale jest kruche i stosunkowo łamliwe; zębina jest elastyczna, ale nieodporna na ścieranie.

Adhezja w stomatologii

Do połączenia zmineralizowanych tkanek zęba i materiału odtwórczego może dojść na skutek:

• połączenia mikromechanicznego (penetracji żywicy do wytrawionej tkanki i tworzenia wypustek)
• wiązania chemicznego ze składnikami nieorganicznymi (hydroksyapatyt) albo organicznymi (kolagen) twardych tkanek zęba
• osadzania na powierzchni zęba substancji, z którymi może nastąpić (mechaniczne lub chemiczne) wiązanie monomerów żywicy
• kombinacji w/w procesów.

Optymalne wiązanie adhezyjne powstaje w wyniku oczyszczenia powierzchni zęba z warstwy mazistej (pozostałej po skrawaniu mechanicznym szkliwa lub zębiny) i zwilżenia powierzchni. Zdolność zwilżania powierzchni przez płyn (środek adhezyjny) mierzona jest zakresem rozprzestrzeniania kropli na powierzchni zęba. Dobre (wysokie) zwilżanie ułatwia przyciąganie cząsteczek oraz umożliwia wiązanie chemiczne lub mikromechaniczne.

Wskaźnikiem właściwości zwilżających jest kąt zwilżania, tzn. kąt między powierzchnią ciała stałego (zęba) a styczną do powierzchni kropli. O wysokiej zwilżalności (hydrofilowości) mówić można przy niskim kącie zwilżania (<90°), o niskiej zwilżalności (hydrofobowości) –przy kącie zwilżania >90°.

Adhezja do szkliwa

Pierwszy etap procesu wiązania ze szkliwem stanowi wytrawianie szkliwa kwasem fosforowym. W efekcie tworzą się mikroporowatości, które ułatwiają wiązanie żywicy do powierzchni szkliwa (retencja mikromechaniczna).

Makroskopowo wytrawione szkliwo upodabnia się do zamrożonej, oszronionej powierzchni; mikroskopowo przypomina plaster miodu. Na przekroju pionowym uwidaczniają się mikroporowatości, w które mogą wnikać wypustki żywicy i tworzyć zakotwiczenie mikromechaniczne. Poza tym energia powierzchniowa wytrawionego szkliwa jest 2-krotnie wyższa (ułatwia to wiązanie adhezyjne).

Kondycjonowanie, przez tworzenie mikroretencji, wpływa na zwiększenie energii powierzchniowej („zwilżalności”) i samej powierzchni. Ilość usuniętego składnika nieorganicznego zależna jest od stężenia kwasu, czasu trawienia i składu chemicznego wytrawiacza. Materiały wiążące o niskiej lepkości mogą penetrować w utworzone mikroporowatości i zapewniać retencję mikromechaniczną. Podstawowe mechanizmy wiązania wykorzystywanych żywic adhezyjnych można traktować jak proces wymiany, polegający na zastąpieniu materiału nieorganicznego zęba monomerami żywicy, które (dzięki polimeryzacji) są zakotwiczane w powierzchni szkliwa.

Adhezja do zębiny

Wiązanie materiału z zębiną ma na celu przede wszystkim uszczelnienie kanalików zębinowych i utworzenie optymalnie trwałego połączenia między rekonstrukcją a zębem.

Mechaniczne opracowywanie zębiny i usuwanie zmian próchnicowych prowadzi do powstania warstwy mazistej (smearlayer), która może utrudniać połączenie materiału z zębiną i wymaga wcześniejszego usunięcia.

Proces wytrawiania zębiny usuwa warstwę mazistą i część hydroksyapatytu, odsłaniając sieć włókien kolagenowych. W kanalikach zębinowych znajduje się płyn tkankowy (głównie woda), co sprzyja penetracji hydrofilnego monomeru do kanalików zębinowych i sieci kolagenowej. W ten sposób powstaje warstwa hybrydowa (hybride layer) – warstwa żywicy związana z kolagenem zębiny, która odgrywa znaczącą rolę w sile wiązania.

Aplikacja hydrofilnego primera przygotowuje zębinę i sieć włókien kolagenowych do połączenia z czynnikiem adhezyjnym (adhesive – żywicą używaną do łączenia kompozytu z powierzchnią zęba).

Aplikacja czynnika wiążącego umożliwia chemiczne połączenie z hydrofobowym kompozytem. Niska lepkość czynnika wiążącego w połączeniu z naciskiem w trakcie aplikacji skutkują wtłoczeniem czynnika adhezyjnego do kanalików zębinowych. Pod wpływem polimeryzacji światłem tworzą się wypustki żywicowe.