CC BY
21
Научни трудове на Съюза на учените в България - Пловдив. Серия Г. Медицина, фармация и дентална медицина т. ХХ. ISSN 1311-9427 (Print), ISSN 2534-9392 (On-line). 2017. Scientific works of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series G. Medicine, Pharmacy and Dental medicine, Vol. ХХ. ISSN 1311-9427 (Print), ISSN 2534-9392 (On-line). 2017.
ПУЛПОПОКРИВНИ СРЕДСТВА-ОТ КЛАСИЧЕСКИ КЪМ
СЪВРЕМЕННИ Весела Стефанова, Снежана Цанова Катедра Оперативно зъболечение и ендодонтия, Факултет по Дентална медицина, Медицински университет - Пловдив
PULP CAPPING MATERIALS-FROM CLASICAL TO MODERN Vesela Stefanova, Snejana Tsanova Department of Operative Dentistry and Endodontics, Faculty of Dental Medicine, Medical University - Plovdiv
Abstract:
Pulp capping materials are used in the cases of vital pulp therapy as liners and bases. Calcium hydroxide has become a golden standard for the pulp capping materials. First publications about Mineral trioxide aggregate (MTA) date from the nineties of the previous century. It is classified as dental cement. Biodentine is presented in 2010 as a new class synthetic dental material with excellent mechanical properties, biocompatibility and bioactivity.
The three materials show biological activity to the pulp tissue in the cases of vital pulp therapy because of the calcium, but they differ a lot about their components and clinical protocol.
Key words: pulp capping materials, calcium hydroxide, MTA, Biodentine
Калциевохидроксидни препарати. Калциевият хидроксид е представен като дентален продукт през 1921 година и в следващите няколко десетилетия е „златен стандарт" за материалите, използвани за пулпно покритие. Той притежава редица добре познати преимущества и се използва широко като средство за директно или индиректно пулпно покритие. Действието му се основава на добрия антибактериален и стимулиращ регенерацията ефект. Прилага се под формата на суспензии и цементни лайнери.
Калциевият хидроксид има и някои недостатъци. Някои форми на препарата са силно солвентни и могат да се разтворят след време. Той има слаби запечатващи способности и не осъществява адхезивна връзка с дентина, в степен, зависима от използваната база-водна или полимерна (1, 2). Друг проблем е образуването на „тунелни дефекти" във формирания под материала репаративен дентин. Смята се, че те изчезват с увеличаване на дебелината на формирания „дентинов мост" (3).
Няколко са механизмите, чрез които калциевият хидроксид оказва своето действие. С доказаните си антибактериални качества той може да елиминира или намали бактериалната пенетрация в пулпо-дентиновия комплекс (4). С високото си pH калциевият хидроксид дразни пулпата и по този начин стимулира възстановяването и. През последните години се установи, че механизмът на действие на калциевия хидроксид може да се обясни и с освобождаването на биологично активни молекули. По време на дентиногенезата в дентиновия матрикс са инкорпорирани разнообразни протеинни молекули. Поне две от тях
Bone Morphogenic Protein (BMP) и Factor-Beta One (TBF-beta 1) показват способност да стимулират пулпното възстановяване. Калциевият хидроксид освобождава тези молекули от дентина, с което позволява те да изиграят своята роля като медиатори на пулпното възстановяване след пулпното покритие (5, 6).
Минерал Триоксиден Агрегат (МТА). През 90-те години на двайсети век излизат първите съобщения за новия тогава материал. МТА би могъл да бъде отнесен към денталните цементи (7). Съставен е от трикалциев силикат, дикалциев силикат, трикалциев алуминат, тетракалциев алуминоферит и калциев сулфатдихидрат. Бисмутов оксид е прибавен за рентгеноконтрастност. МТА се смята за силикатен цемент, а не за смес от оксиди и неговата биопоносимост се дължи на реакционните продукти. Интересно е да се отбележи, че първичният реакционен продукт при смесване на МТА с вода е именно калциевия хидроксид, което определя и неговата биопоносимост. Следователно, качествата и потенциалния механизъм на действие са подобни на калциево-хидроксидните препарати, включително антибактериално действие, биосъвместимост, високо pH и възможност за индуциране на освобождаване на биоактивни протеини от дентиновия матрикс (8). Преимущество на МТА пред калциевият хидроксид е възможността за осъществяване на връзка със зъбните структури, а оттам и по-добро запечатване (9). Предлага се в две форми: бял и сив. Сивият се получава чрез добавяне на желязо.
Въпреки добрите му качества, МТА притежава и редица недостатъци. Показва белези на висока разтворимост след престой във вода. Присъствието на желязо в сивия МТА може да доведе до потъмняване на зъба. Изключително голям недостатък на МТА се оказва продължителното време на втвърдяване-от 2 до 4 часа. Това налага отлагане на дефинитивното обтуриране на зъба в следващо посещение на пациента или използване на още един материал, като бързо втвърдяващ се лайнер, който да предпази МТА от процедурите съпътстващи финалното възстановяване. Предлагането му под формата на течност и прах затруднява лекарите по дентална медицина, които предпочитат материали за разбъркване паста-паста. Цената му е няколко пъти по-висока от тази на калциево-хидроксидните щменти.
През последните години МТА е изследван в различни in vitro експерименти, в които е показал много добри запечатващи способности. Биопоносимостта му е проучена на клетъчно и организмово ниво-клетъчни линии и опитни животни (кучета, маймуни, плъхове, котки) (10). Като водещ се очертава фактът, че МТА създава предпоставки за нормално протичане на тъканния отговор и съответно оздравителен процес.
Многобройните изследвания дават основание клиничното му приложение да се разшири от директно пулпно покритие, към перфорационни дефекти във всички зони на кореновия канал, ретроградна канална заплънка и обтуриране на корени с незавършен апексогенезис.
Биодентин е разработен през 2010 година като нов клас дентален материал, който съчетава високи механични показатели с отлична биопоносимост и биоактивност.
В допълнение на химическата композиция, базирана на Са^Ю5-воден разтвор, която води до високата биосъвместимост на вече познатия ендодонтски цемент МТА, производителят подобрява физико-химичните показатели, с което го прави клинично лесен за прилагане, не само за ендодонтски процедури, но и за възстановителни клинични ситуации за заместване на дентин. Запечатващите способности на този биоматериал са оценени на равно с глас-йономерите, без изискване на някакво специфично кондициониране на дентиновата повърхност. Маргиналното пропускане и механичната издръжливост се подобряват през първите седмици след поставянето.
Началната цел е била да се разработи материал на базата на най-биологичната формула за дентални материали: калциеви силикати, които могат да се поставят в присъствие на вода. Въпреки, че са признати като високо биосъвместими и биоактивни, всички тези материали имат слаба реактивност, с много дълго време на втвърдяване (повече от 2 часа), лоши механични и манипулативни показатели (в зависимост от съотношението с водата от
песъчлива консистенция до флуидна паста). По настоящем денталните калциево-силикатни цементи са на база на „Portland cement" от строителната индустрия (11).
Единственият начин да се постигне контрол на чистотата на калциевия силикат, механична здравина и кратко време за втвърдяване, е да се синтезира калциево силикатен продукт, което гарантира отсъствието на всякакъв алуминат и калциев сулфат в крайния продукт.
За да бъде създадена формула с кратко време на втвърдяване (12 минути) и високи механични способности от ранга на естествения дентин, калциевият силикат не може да бъде използван самостоятелно. Обикновено калциево-силикатните цементи имат време за втвърдяване от порядъка на няколко часа, което е прекалено дълго за повечето протоколи в клиничната практика.
Трикалциево силикатния цимент се състои от:
Прах: Трикалциев силикат (C3S)-основен сърцевиден материал; Дикалциев силикат (C2S)-допълнителен сърцевиден материал; Калциев карбонат и оксид-пълнител; Железен оксид-следи; Циркониев оксид-рентгенов контраст.
Течност: Калциев хлорид-ускорител; Водноразтворим полимер-редуциращ водата агент.
Достигането на висока механична якост е също трудно за тези системи. Първата причина за ниските механични показатели на Портланд цемент са алуминиевите съставки, които го правят крехък. Второ, размерът на частиците за получаване на оптимална плътност на праха. Допълнителното насищане на системата с калциев карбонат води до повишаване на биосъвместимостта и съдържанието на калций (11).
Времето между разбъркването и началото на втвърдяването отговаря на работното (манипулативното) време. От тези резултати може да се заключи, че работното време на Biodentine е до 6 минути, с финално втвърдяване 10-12 минути. Класическият глас-йономер се втвърдява за 4 минути. Това предлага голямо подобрение в сравнение с другия калциево силикатен дентален материал, който се втвърдява за 2 часа. Времето за втвърдяване на Biodentin е подобно на това на амалгамата. Когато се изследва според ISO стандартите с игла на Gilmore, работното време е 1 минута и времето за втвърдяване е между 9 и 12 минути.
Biodentine има консистенция след разбъркване, която дава възможност за манипулиране с шпатула, амалгамоносач, или носачи за ендодонтски цементи за ретроградно запълване. Във всички случаи, веднага след използване, инструментите трябва да се измият с вода.
Biodentine показва по-ниска порьозност (6,8%) от ProRootMTA (22,6%). Плътността и порьозността на Biodentine и Fuji IX (7,2%) са съизмерими.
Дори след началото на втвърдяването на Biodentine, материалът продължава да се подобрява от гледна точка на вътрешна структура към още по плътен материал, с намалена порьозност (11).
Втвърдяването на Biodentine се илюстрира с рязко покачване на силата на натиск, достигаща повече от 100 МРа през първия час. Механичната сила продължава да се подобрява и достига над 200 MPa на 24 час, което е повече от тази при много от глас-йономерите. Специфична характеристика на Biodentine е способността му да продължава да се подобрява с времето и достига 300 MPa след един месец. Тази стойност остава сравнително стабилна и е близка до тази на естествения дентин (297 MPa). Този процес е може би свързан с намаляване на порьозността с времето, което беше представено по-рано. В сравнение с класически глас-йономер на първия час силата на натиск е подобна. Но при него за разлика от Biodentine не се наблюдава повишение и Biodentine е значително по-устойчив на компресия. ProRoot MTA, дори след един ден няма механична устойчивост. Като класически Портлант цемент механичната здравина се увеличава след няколко дни, достигайки 150 MPa след една седмица. Това показва преимуществото на Biodentine да достигне за кратко време (9-12 min) достатъчна механична резистентност, за да бъде използван като заместител на дентина. Поради тези му качества се препоръчва цялостно 242
запълване на кавитета с Biodentine, което отменя нуждата от използване на временно обтуровачно средство. След достигане на оптимална твърдост (обикновенно след 48 часа), част от него се отстранява с диамантен борер и емайла се възстановява с подходящ композитен материал.
Стойността на приложената сила на опъване с Biodentine след 2 часа е 34 MPa. При сравнение с другите материали: 5-25 МРа (конвенционален ГЙЦ), 17-54 МРа (модифициран ГЙЦ), 61-182 МРа (композит), ясно се вижда, че съпротивлението на огъване на Biodentine е по-добро от конвенционалния ГЙЦ, но все още доста по-ниско от това на композитите (11).
След 2 часа твърдостта на Biodentine е 51 HVN и достига 69 HVN след 1 месец. Тези стойности са сравними с получените при модифицираните ГЙЦ (36 HVN) и при композити (97 HVN). Biodentine има повърхностна твърдост в границите на естествения дентин.
Biodentine има механично поведение, подобно на глас-йономерите, както и на естествения дентин. Механичната устойчивост на Biodentine е много по-добра от тази на ProRoot MTA.
Ерозията на Biodentine в киселинен разтвор е ограничена и по-слаба в сравнение с другите цементи на водна основа (глас-йономери). При преобразувана слюнка (съдържаща фосфати) не се наблюдава ерозия. Вместо това по повърхността на Biodentine се получава отлагане на кристали, с наподобяваща апатит структура. Процесът на депозиция, дължащ се на богатата на фосфати среда е много обнадеждаващ в периода на подобряване на взаимоотношенията на Biodentine и естествения дентин. Отлагането на апатитни стуктури може да увеличи маргиналното запечатване на материала. Този тип на кристална депозиция е добре познат при MTA (12).
Няма статистически значима разлика в микропропускливостта между емайл и Biodentine и дентин-Biodentine, обработени или не с полиакрилна киселина. Използването на предпазен лак (Optiguard) увеличава микропропускливостта с емайла в ранната фаза, но тази с дентина не се повлиява. След цикъл на стареене 3 месеца, няма значима разлика при поставяне или не на Optiguard. Според някои изследвания, връзките създадени между Biodentine и зъбните структури, а също и с адхезивната система са много устойчиви на микропропускане, със или без предварително третиране с полиакрилови разтвори.
Микропропускането е оценено и в сравнение модифицираните глас-йономери. Biodentine има подобно микропропускане както модифициран глас-йономер по отношение на емайла и дентина и дентин-бондинг системите.
Извършените тестове за биосъвместимост показват, че Biodentine е безвреден за организма-не е цитотоксичен, мутагенен, дразнещ или сенсибилизиращ агент.
От всички направени изпитания и тестове на синтетичния трикалциевосиликатен цемент се вижда, че той има по-добра консистенция и възможности за манипулация от МТА. Не изисква поставяне на подложка както върху МТА. Предлага се под формата на капсули с предварително дозиран прах, които след добавяне на течността се разбъркват автоматично за 30 секунди. Втвърдява се по-бързо и се намалява риска от бактериална контаминация. Явява се заместител на дентина и може да бъде използван навсякъде, където той е увреден.
Приложим при следните клинични ситуации: Индиректно пулпно покритие, Директно пулпно покритие при откриване на пулпата в резултат на кариозния процес или травма, Пулпотомия, Перфорация на кореновия канал или пода на пулпната камера, Ретроградно ендодонтско запълване, Апексфиксация (11).
И трите разгледани пулпопокривни средства проявяват биологична активност по отношение на пулпата, благодарение на калциевия йон. Те обаче се различават по своя състав и клиничен манипулативен протокол.
Библиография:
1. Prosser H, Groffman D & Wilson D. The effect of composition on the erosion properties of calcium hydroxide cements Journal of Dental Research 1982, 61(12) 1431-1435.
2. Ferracane J. Materials in Dentistry, Principles and Applications (2nd ed) Lippincott, Williams & Wilkins, Philadelphia 2001, 63-64.
3. Cox C, Subay R, Ostro E, Suzuki S & Suzuki SH. Tunnel defects in dentin bridges: Their formation following direct pulp capping Operative Dentistry 1996, 21(1) 4-11.
4. Fairbourn D, Charbeneau G & Loesche W. Effect of improved Dycal and IRMon bacteria in deep carious lesions Journal of the American Dental Association 1980, 100 547-552.
5. Graham L, Cooper P, Cassidy N, Nor J, Sloan A & Smith A. The effect of calcium hydroxide on solubilisation of bio-active dentine matrix components Journal of Biomaterials 2006, 27 2865-2873.
6. Duque C, Hebling J, Smith A, Giro M, Freitas M & de Souza Costa C. Reactionary dentinogenesis after applying restorative materials and bioactive dentin matrix molecules as liners in deep cavities prepared in non-human primate teeth. Journal of Oral Rehabilitation 2006, 33 452-461.
7. Torabinejad M, Hong C, Pitt Ford T & Kettering J. Cytotoxicity of four root end filling materials Journal of Endodontics 1995, 21(10) 489-492.
8. Tomson P, Grover L, Lumley P, Sloan A, Smith A & Cooper P.. Dissolution of bioactive dentine matrix components by mineral trioxide aggregate Journal of Dentistry 2007, 35 636-642.
9. Islam I, Kheng Chng H & Jin Yap A. Comparison of the physical and mechanical properties of MTA and Portland cement. Journal of Endodontics 2006,32(3) 193-197.
10. Iwamoto C, Adachi E. Pameijer C, Barnes D, Romberg E & Jefferies S. Clinical and histological evaluation of white ProRoot MTA in direct pulp capping American Journal of Dentistry 2006, 19 85-90.
11. www.septodont.fr, Biodentine-Septodont, Active Biosilicate Technology, Scientific File, Apr. 2013
12. Colon P, Bronnec F, Grosgogeat B, Pradelle-Plasse N. Interactions between calcium silicate cement (Biodentine) and its environment. J Dent Res. 2010;89:Abstract no. 401.
3a Bpi3Ka h кореспонденцнн:
,3,-p Bece^a Gre^aHOBa, gM [email protected]
