Thành phần cơ bản của composite nha khoa

Composite nền nhựa là một trong những vật liệu trám phổ biến và được ưa dùng bởi các bác sĩ Răng Hàm Mặt bởi tính thẩm mỹ cũng như bền của chúng. Để có thể kiểm soát được vật liệu tốt trên lâm sàng, các bác sĩ cần nắm rõ về thành phần cấu tạo nên composite. Bài viết này sẽ cung cấp những thông tin cần thiết cho nhà thực hành lâm sàng!

1. Định nghĩa composite nha khoa

Composite nền nhựa trong nha khoa là vật liệu bao gồm ba thành phần chính: khung nhựa được liên kết chặt với các hạt hoặc sợi thủy tinh, khoáng chất hoặc các hạn độn gốc nhựa và/hoặc sợi ngắn được liên kết với ma trận bởi các chất liên kết. Những loại vật liệu này được sử dụng để phục hồi và thay thế mô răng bị mất do bệnh lý hoặc chấn thương và để gắn phục hình cố định như chụp (mão) răng, miếng dán veneer và các khí cụ nha khoa khác được làm hoặc sản xuất sẵn.

Bởi vì các composite nền nhựa có thể được làm sao cho phù hợp với màu tự nhiên của răng, chúng đã trở thành vật liệu trám răng thẩm mỹ ưa chuộng và được sử dụng rộng trong các ứng dụng nha khoa khác nhau.

Một lợi thế chính khác của vật liệu nền nhựa là chúng có thể được sản xuất với nhiều độ nhớt khác nhau, từ chất lỏng đến paste cứng, cho phép chúng được dễ dàng điều khiển và tạo hình tùy chỉnh, sau đó được chuyển đổi thông qua phản ứng polymer-hóa thành một khối cứng, chắc chắn và bền vững.

2. Ứng dụng của composite

Các ứng dụng nha khoa cho composite nền nhựa bao gồm:

• Vật liệu hồi phục thân răng
• Chất kết dính
• Chất trám bít hố rãnh
• Chất kết dính trong điều trị nội nha
• Gắn dính veneer và các loại keo gắn cho các loại chụp răng, cầu răng và các phục hình nha khoa cố định khác

3. Phân loại composite

• Dựa theo thành phần nhựa khung:
  Composite nén: có độ đặc cao, có thể nén được, có độ kháng mài mòn cao và độ co thấp.
  Composite dẻo: có độ đặc trung bình, thường trám răng trước hoặc các vị trí ít chịu lực.
  Composite lỏng: có độ nhớt thấp, có thể chảy vào các rãnh, dàn mỏng trên bề mặt.
• Dựa theo kiểu trùng hợp:
  Composite hóa trùng hợp
  Composite quang trùng hợp
  Composite lưỡng trùng hợp
• Dựa theo kích thước hạt độn:
  Composite hạt độn kích thước lớn
  Composite hạt độn kích thước trung bình
  Composite hạt độn kích thước nhỏ
  Composite không hạt độn

4. Thành phần của composite

Khung nhựa

Khung nhựa trong hầu hết các composite nha khoa dựa trên một hỗn hợp các monomer dimethacrylate thơm và/hoặc không thơm như bis-GMA và urethane dimethacrylate (UDMA) để tạo thành cấu trúc polymer chịu lực, cứng và bền vững với sự liên kết chéo cao. Khung này tạo thành một pha liên tục trong đó hạt độn tăng cường được phân tán. Do kích thước phân tử lớn của các monomer này, sự co ngót trùng hơpk có thể thấp đến mức  0,9% (trung bình là 1,5% so với khoảng 2 đến 3% cho hầu hết các composite) khi kết hợp với hạt độn tăng cường vô cơ ở mức độ lên đến 88% theo trọng lượng. Tuy nhiên, UDMA và bis-GMA có độ nhớt cao (800.000 centipoise, tương đương với mật ong vào một ngày lạnh) và khó trộn và điều khiển. Do đó, cần sử dụng các tỷ lệ khác nhau của các monomer nhẹ hơn và dễ chảy, chẳng hạn như triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA, từ 5 đến 30 centipoise) và các dimethacrylate khác có khối lượng phân tử thấp hơn để pha trộn và pha loãng các thành phần đặc nhớt để đạt được nhựa đủ dễ điều khiển trong thực hành lâm sàng và đủ tăng cường để gia cố nhựa đã trùng hợp cứng. Ví dụ, một hỗn hợp gồm 75% bis-GMA và 25% TEGDMA theo trọng lượng có độ nhớt là 4300 centipoise, trong khi độ nhớt của một hỗn hợp 50% bis-GMA/50% TEGDMA là 200 centipoise (tương đương với xi-rô loãng). Tuy nhiên, các monomer nhỏ hơn này dễ bị co ngót sau quá trình trùng hợp hơn, một phần bù đắp cho lợi thế của việc sử dụng các monomer lớn như bis-GMA. Nói chung, càng nhiều tỷ lệ của các monomer “pha loãng” này, càng cao nguy cơ co ngót sau trùng hợp và càng cao nguy cơ rò rỉ ở khe viền miếng trám và qua đó, các vấn đề có thể phát sinh.

Hạt độn

Các loại hạt độn khác nhau được sử dụng để tăng cường và gia cố composite cũng như giảm co ngót sau trùng hợp hay giãn nở nhiệt (thường là từ 30% đến 70% theo thể tích hoặc từ 50% đến 85% theo trọng lượng của composite). Các hạt độn bao gồm các loại “thủy tinh mềm” hay “thủy tinh cứng” borosilicate , thạch anh, silicat nhôm, lithi alumina silicat (beta-eucryptite, có hệ số giãn nở nhiệt âm), fluroua ytterbium và các loại thủy tinh chứa các nguyên tố kim loại nặng như bari (Ba), stronti (Sr), zircon (Zr) và kẽm. Năm loại hạt độn cuối cùng cung cấp khả năng phát xạ tia X do chứa các nguyên tử kim loại nặng.

Thạch anh đã được sử dụng rộng rãi làm hạt độn trong các phiên bản đầu tiên của composite nha khoa. Nó có lợi thế là bền hóa học và cũng rất cứng, làm mòn răng hoặc các chất trám răng đối diện cũng như khó mài nhỏ thành các hạt rất mịn; do đó, nó cũng khó đánh bóng. Silicat không tinh thể, còn gọi là silica vô định hình, có cùng thành phần hóa học và chỉ số khúc xạ như thạch anh; tuy nhiên, nó không có cấu trúc tinh thể và không cứng bằng nên giảm đáng kể sự mài mòn của bề mặt composite và cải thiện khả năng đánh bóng của nó.

Để có tính thẩm mỹ chấp nhận được, độ trong suốt của một hợp chất lấp đầy phải tương tự như cấu trúc răng. Do đó, chỉ số khúc xạ của hạt độn phải gần giống với nhựa. Đối với bis-GMA và TEGDMA, chỉ số khúc xạ lần lượt là khoảng 1,55 và 1,46 và một hỗn hợp của hai thành phần với tỷ lệ bằng nhau theo trọng lượng sẽ cho chỉ số khúc xạ khoảng 1,50. Hầu hết các loại thủy tinh và thạch anh được sử dụng cho hạt độn có chỉ số khúc xạ khoảng 1,50, đủ để đạt được tính trong suốt mong muốn.

Chất liên kết

Như đã đề cập trước đó, rất quan trọng là các hạt hạt độn được liên kết với khung nhựa. Điều này cho phép composite linh hoạt hơn chuyển các lực căng đến các hạt hạt độn có độ dẻo cao (cứng và chắc hơn). Liên kết hóa học giữa hai pha của composite được hình thành bởi một chất liên kết; đây là một hợp chất bề mặt hoạt động hai chức năng, bám vào bề mặt hạt hạt độn và cũng tác động với monomer tạo thành khung nhựa. Một chất liên kết được áp dụng đúng cách có thể cung cấp các tính chất vật lý và cơ học cải thiện và ngăn chặn sự rò rỉ bằng cách ngăn chặn nước xâm nhập vào diện tiếp xúc giữa hạt độn và nhựa.

Mặc dù titanat và zirconat có thể được sử dụng như các chất liên kết, nhưng silane hữu cơ – như γ-methacryloxypropyl trimethoxysilane – được sử dụng phổ biến nhất. Trong sự hiện diện của nước, các nhóm metoxi (-OCH3) bị thủy phân thành các nhóm silanol (-Si-OH), có thể liên kết với các silanol khác trên bề mặt hạt độn bằng cách tạo thành liên kết siloxan (-Si-O-Si-). Các nhóm methacrylat silane hữu cơ tạo thành các liên kết cộng hóa trị với nhựa khi nó được polymer hóa, hoàn thành quá trình liên kết. Một chất liên kết bằng cách sử dụng hữu cơ silane là rất quan trọng đối với hiệu suất lâm sàng của vật liệu trám composite nền nhựa.

Nguồn tham khảo:

1. Phillips’ Science of Dental Materials, 13th Edition. 2021