Dental Tribune Russia

Обтурационные материалы в неопределенности: балансируя между биосовместимостью и биоактивностью

By Dr Barbara Müller
June 07, 2021

Целью эндодонтического лечения является тщательное очищение системы корневых каналов и ее надежная герметизация для предотвращения повторного инфицирования и колонизации микроорганизмами. Современные материалы для пломбирования корневых каналов отличаются биологической активностью, т.е., способствуют регенерации костной ткани и дентина. Ниже рассматривается вопрос о том, какими биомеханическими свойствами должен обладать идеальный обтурационный материал.

В медицине биоматериалами называются природные или синтетические материалы, которые вступают в прямой контакт с тканями человеческого организма. Особый интерес представляет взаимодействие между анатомическими структурами и каждым из таких материалов. Наблюдаемые при этом процессы могут носить химический, физический или биологический характер, и крайне важно выяснить, происходят ли они спонтанно и, стало быть, скорее бессистемно, или же они предсказуемы, что позволяет задействовать их в терапевтических целях. С учетом обилия обтурационных материалов, представленных на современном рынке, особую значимость приобретает понимание различий между биосовместимостью и биоактивностью, а также того, какие материалы оказывают необходимое воздействие и почему.

 

Биосовместимость и биоактивность

Биологическая совместимость – свойство, которым должен обладать любой стоматологический материал, длительное время остающийся в полости рта человека. Появление симптомов интоксикации или других побочных эффектов было бы более чем нежелательным. Биоинертные материалы – это материалы, не вызывающие сколь-либо существенной реакции окружающих тканей.

На практике биологическая инертность зачастую трактуется как непревышение определенных пороговых величин реакции: понятно, что тот же имплантат провоцирует как минимум процесс инкапсуляции, даже если не вызывает непосредственной реакции периимплантных тканей. Коррозионная устойчивость и термическая стабильность также, разумеется, являются обязательными требованиями к биоинертным материалам. Хорошим примером использования биоинертных материалов в стоматологии может служить установка композитных виниров, которые фиксируются на идентичный композитный материал и никак не способствуют регенерации тканей поврежденного зуба. Совершенно противоположный случай – применение рассасывающихся материалов, например, полностью биоразлагаемых раневых повязок из желатина и коллоидного серебра.

Биологическая активность материала выражается в стимулировании регенеративного потенциала самого организма. С 1960-х годов внимание материаловедов было приковано к веществам, активно поддерживающим естественную регенерацию и дополнительно стимулирующим формирование нового дентина. Естественно, такие процессы должны носить контролируемый и предсказуемый характер, причем не только в лабораторных, но и в клинических условиях. Истинная биологическая активность играет важную роль в контексте эндодонтического лечения, дополняя собой непосредственные функции обтурационного материала.

 

Минерал триоксид агрегат «сделай сам»?

Ярким примером биокерамических обтурационных материалов является минерал триоксид агрегат (МТА). Эта смесь нескольких силикатов и сульфатов кальция успешно применяется в стоматологии с 1990-х годов. Для повышения рентгеноконтрастности МТА в состав этого средства со временем добавили оксиды висмута. В результате получился предсказуемый материал, который, помимо прочего, подходит для восстановления мелких дефектов, поскольку стимулирует формирование репаративного дентина.

К сожалению, МТА не только вызывает изменение цвета зубов, но и довольно неудобен в применении: для его равномерного внесения в корневой канал требуется определенная практика. Кроме того, время отверждения, которое в случае отдельных материалов на основе МТА достигает нескольких часов, не всегда позволяет использовать такие средства в повседневной работе. В дополнение к вышеперечисленным недостаткам МТА еще и достаточно дорог. Все это заставило деятельные умы заняться поиском рентабельной альтернативы. Тщательно проанализировав более 50 различных исследований, бразильские ученые пришли к поразительному выводу, что МТА представляет собой не что иное, как слегка модифицированный и очень чистый портландцемент. Биологические и механические свойства этих материалов весьма схожи; оба они демонстрировали похожий эффект в рамках исследований на животных. Технические характеристики МТА и портландцемента также отличаются поразительным сходством. В развивающихся странах – той же Бразилии – быстро поползли слухи, что стоматологи, оказывающие помощь малообеспеченным пациентам, не прочь пополнить свой арсенал продукцией из ближайшего магазина стройматериалов. Несмотря на более чем привлекательную цену такой альтернативы, рентгенологические результаты столь оригинального применения портландцемента оставляют желать лучшего, не говоря уже о юридической и медицинской приемлемости подобных решений.

 

Биологически активное стекло для восстановления костных дефектов

Еще одним материалом, применяемым для пломбирования корневых каналов, является биологически активное стекло. Оно состоит из оксида кремния, оксида кальция, оксида натрия и оксида фосфора. Еще в 1964 г. американский ученый доктор Larry L. Hench обнаружил, что этот в целом хорошо переносимый материал способен связываться с живой костной тканью. Сегодня остеоидуктивное воздействие биологически активного стекла применяется при восстановлении небольших костных дефектов. В подходящих условиях оно сначала вызывает повышение водородного показателя, что потенциально помогает сдержать колонизацию ткани микроорганизмами или возобновление размножения бактерий. Поиск универсального обтурационного материала привел к появлению привлекательной идеи использовать репаративный потенциал биостекла, включив его в состав сложного материала, способствующего регенерации и одновременно с этим выполняющего свою основную функцию, которая заключается в надежном пломбировании и герметизации очищенного корневого канала.

 

Гуттаперча как необходимая основа

Полиизопрен (он же гуттаперча) хорошо знаком швейцарской стоматологической компании COLTENE. Вот уже более ста лет высококачественные потребительские и профессиональные товары для стоматологических клиник и лабораторий сходят с конвейеров предприятия компании, расположенного в немецком городе Лангенау. Благодаря специально разработанному процессу производства стоматологическая гуттаперча COLTENE обладает рядом дополнительных полезных свойств. Оксид цинка облегчает обработку гуттаперчи, а тесты на ингибирование микроорганизмов показали, что он также может способствовать уничтожению бактерий. Добавление сульфата бария повышает рентгеноконтрастность гуттаперчи, воск же увеличивает ее пластичность. Современную гуттаперчу окрашивают в розовый цвет из практических соображений: сырье для этого материала, млечный сок тропических деревьев, имеет довольно непривлекательный и не всегда хорошо различимый на фоне дентина желтовато-бежевый тон. Гуттаперча давно и широко используется для пломбирования корневых каналов, поскольку обладает всеми свойствами, необходимыми для их длительной обтурации:

  • Гуттаперча хорошо переносится и является биологически инертным материалом.
  • Она эффективно герметизирует канал как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.
  • Гуттаперча имеет стабильный объем.
  • Она способна многие годы сохранять свои свойства в среде корневого канала.

 

Материал GuttaFlow компании COLTENE изготавливается из порошковой гуттаперчи в сочетании с силером на основе силикона. Многочисленные исследования показали высокую биологическую совместимость GuttaFlow. Согласно данным исследований, ряд представленных на рынке обтурационных материалов оказывает цитотоксическое действие на стволовые клетки периодонта; при использовании силера GuttaFlow наблюдается гораздо более благоприятная реакция тканей и значительно более высокая скорость пролиферации клеток. Предшественник этого материала, традиционный силер RoekoSeal (также производства COLTENE), часто используется в качестве эталона при проведении международных исследований, поскольку ни в лабораторных, ни в клинических условиях какое бы то ни было негативное влияние данного силера не наблюдается.

 

Кристаллический гидроксиапатит как средство регенерации

Многолетний опыт и доскональное знание производственного процесса позволили экспертам COLTENE разработать обтурационный материал, объединяющий в себе надежность гуттаперчи и регенеративный потенциал биостекла, не требующий термической подготовки и обладающий превосходной текучестью. Как и прекрасно зарекомендовавшая себя система GuttaFlow 2, материал GuttaFlow bioseal состоит из холодной текучей гуттаперчи и силера на основе силикона, но с добавлением биокерамики (рис. 1).

Благодаря своей биологической активности этот удобный в применении материал способен инициировать в корневом канале биохимические процессы, стимулирующие регенерацию. Происходит это следующим образом: после отверждения из материала GuttaFlow bioseal при определенных условиях выделяются полезные для регенерации природные вещества, например, кальций и силикаты. При контакте с жидкостями тела на поверхности материала формируются кристаллы гидроксиапатита. Они стимулируют восстановление костной ткани и дентина (рис. 2). Такое каталитическое действие обтурационного материала особенно полезно в критических случаях.

Само собой разумеется, что новый материал обладает оптимальной рентгеноконтрастностью (рис. 3, a и б). Кроме того, использовать этот текучий материал гораздо проще, чем тот же MTA: его вносят в канал с помощью 5-миллилитрового шприца для автоматического смешивания. Процесс подготовки занимает всего около 5 мин, полимеризация материала происходит за 12–16 мин.

Растворимость

Еще одним заметным преимуществом этого комбинированного материала является его научно доказанная долговечность. Активация компонентов материала GuttaFlow bioseal происходит только на его поверхности и исключительно под воздействием жидкостей тела. Чистая вода не стимулирует формирование кристаллов. Гуттаперча и силер на основе силикона по природе своей нерастворимы и, таким образом, автоматически тормозят возможный процесс растворения материала. На вопрос о том, не происходит ли растворение быстрее, чем восстанавливается дентин, в присутствии больших объемов жидкости, также был получен однозначный ответ: лабораторный эксперимент с использованием кислоты показал, что внутриканальная пломба из GuttaFlow остается полностью интактной даже после растворения всего зуба (рис. 4). Таким образом, этот комбинированный материал отличается крайне низкой растворимостью, порядка 0,8%, которой он в основном обязан инертности силера и гуттаперчи.

Далее, благодаря тиксотропности своего состава материал демонстрирует высокую плотность в корневом канале. Под давлением его вязкость снижается, что помогает материалу проникать в мельчайшие латеральные каналы и ответвления. При полимеризации материал не дает усадки и даже слегка расширяется, что позволяет обеспечить надежную краевую герметизацию.

Изучение представленного на рынке ассортимента биокерамических обтурационных материалов показывает, что они не только значительно отличаются друг от друга по цене, но и далеко не всегда тестируются в лабораторных условиях в соответствии со стандартами ISO, поскольку контролировать и проверять такие параметры, как влажность и уровень кислорода в корневых каналах, довольно сложно.

Рис. 4. Заполненные материалом GuttaFlow дентинные канальцы после растворения окружавшего их дентина в кислоте (изображение любезно предоставлено профессором Halina Pawlicka и доктором Johannes Ebert)

Успешное эндодонтическое лечение животных с использованием GuttaFlow bioseal

Новый комбинированный материал, продолжающий линейку успешных разработок COLTENE, раздвигает границы возможного не только в сфере регенерации тканей зубов человека и привлекает все более пристальное внимание ветеринаров. Сегодня многие редкие виды крупных животных находятся под надежной защитой, и зоопарки небезуспешно занимаются восстановлением их популяций, однако стоматологическое лечение зверей представляет собой большую проблему. Животные плохо переносят наркоз, что делает стоматологические процедуры практически невозможными. На помощь ветеринарам приходит биоактивный обтурационный материал: благодаря его использованию время лечения заметно сокращается, что, помимо прочего, позволяет обходиться местной анестезией непродолжительного действия. Главным же преимуществом является быстрота внесения этого текучего материала в корневые каналы (рис. 5). Все эти соображения не теряют своей актуальности и в контексте «человеческой» стоматологии: быстрое, эффективное и предсказуемое пломбирование корневых каналов – это именно то, что нужно нашим пациентам.

Рис. 5. Лечение тигра с применением материала GuttaFlow (изображение любезно предоставлено компанией COLTENE)

В заключение

Главной задачей, которую призван решать любой надежный обтурационный материал, остается качественное пломбирование всей системы корневых каналов. В этом смысле материалы на основе гуттаперчи много лет демонстрируют превосходные и воспроизводимые результаты. Более того, комбинированные биологически активные материалы дополнительно способствуют регенерации за счет формирования кристаллов гидроксиапатита при контакте с жидкостями тела. Современные материалы, в состав которых входит биостекло, представляют собой рентабельную альтернативу традиционным материалам для пломбирования корневых каналов и отличаются как великолепной биологической совместимостью, так и удобством применения. В долгосрочной перспективе разработка новых обтурационных материалов с индивидуальными свойствами, соответствующими потребностям тех или иных групп пациентов, разумеется, будет продолжена.

 

От редакции: эта статья была опубликована в журнале roots international magazine of endodontics, Vol. 15, № 2/2019. Список литературы можно получить в издательстве.

 

Об авторе

Доктор Барбара Мюллер (Barbara ller) изучала сельскохозяйственную биологию в Гогенгеймском университете (Штутгарт, Германия) и получила степень магистра в Университете Джорджии (США). В 1993 г. она защитила диссертацию в Ульмском университете (Германия). В период с 1996 по 2010 г. доктор Müller руководила отделом исследований и разработок компании COLTENE, где принимала участие в создании таких обтурационных материалов, как RoekoSeal и GuttaFlow, а также системы никель-титановых файлов HyFlex CM. С 2011 г. она возглавляет сектор эндодонтической продукции компании. Доктора Müller регулярно приглашают в качестве докладчика на мероприятия, проводимые европейскими стоматологическими и эндодонтическими обществами.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

© 2021 - All rights reserved - Dental Tribune International