Vật liệu dán tự xoi mòn

Trang 1 69 năm Vật Liệu Dán Nha KhoaNGND, GS TS Hoàng Tử Hùngtuhung.hoang@gmail.comWebsite: hoangtuhung.comVẬT LIỆU DÁN TỰ XOI MÒN Trang 2 Lịch sử dán nha khoa: 53 năm hay 69 năm?N

69 năm Vật Liệu Dán Nha Khoa

NGND, GS TS Hoàng Tử Hùng

tuhung.hoang@gmail.com

Website: hoangtuhung.comVẬT LIỆU DÁN TỰ XOI MÒN

Lịch sử dán nha khoa: 53 năm hay 69 năm ?

Năm 1949, Hagger (nhà hóa học Thụy Sĩ) của Amalgamated

Dental Co (London&Zurich): bằng sáng chế sản phẩm

SEVRITON *

(nhựa lỏng tự trùng hợp để dán nhựa acrylic trám răng)

W Hoffmann-Axthelm: History of Dentistry, Quintessence, 1981

SEVRITON Amalgamated Dental Co (Hagger, 1949)

*Hagger O: Swiss patent 278 946

MỞ ĐẦU

Sevriton là vật liệu dán đầu tiên dán hóa học với mô răng

Thành phần: glycerophosphoric acid dimethacrylate,

gia tốc trùng hợp bằng sulphinic acid

Cứng sau 5 – 20 p ở 20°C*

*Roulet JF, Degrange, M Adhesion: The Silent Revolution

in Dentistry, Quintessence, 2000

Lịch sử dán nha khoa: 53 năm hay 69 năm ?

*Hagger O: Swiss patent 278 946

Sevriton là vật liệu dán

tự xoi mòn, tự trùng hợp (HTH)

Kramer và McLean (1952 & 1953) đã

thử nghiệm sevriton và phát hiện

“ lớp trung gian ” (intermediate layer)

mà ngày nay gọi là lớp lai;

Thành phần glycerophosphoric acid

trong sevriton có tác dụng xoi mòn*

* Br Dent J 1952;93: 150 – 153 & Br Dent J 1952;93: 255 – 269

SEVRITON Amalgamated Dental Co (Hagger, 1949)

MỞ ĐẦU

NỘI DUNG

1- Xoi mòn: cơ sở của dán nha khoa hi n đại ện đại

2- V t li u dán và vật liệu dán tự xoi mòn ật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn ện đại

Phân loại Thành phần

Ưu và nhược điểm 3- Sử dụng v t li u tự xoi mòn có lý lẽ ật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn ện đại

4- Lão hóa, thoái hóa giao diện dán hay là số phận của lớp lai

5- GIC và vật liệu tự dán

6- Dán và gắn trong lịch sử nha khoa: công ngh nano từ thời cổ đại? ện đại 7- Minh họa lâm sàng dán và trám răng

Buonocore và thử nghiện đạim xoi mòn men răng

phosphoric acid 85%

để trám nhựa tự cứng (1955)

XOI MÒN: CƠ SỞ CỦA DÁN/GẮN NHA KHOA HI N ĐẠI ỆN ĐẠI

Cơ sở của dán nha khoa dựa trên vi lưu cơ học,

do tạo thành đuôi nhựa len vào lỗ rỗ vi thể trên

mô cứng của răng đã được xoi mòn

Finally, it should be emphasized that the search for a dental adhesive is a pioneer effort The properties of a successful adhesive may be novel and different from materials presently used

Ăn mòn 10 µm men bề mặt và sâu vào trụ men đến 20µm

Kị thủy (Hydrophobic)

Ngà

Ái thủy (Hydrophilic)

Dán lên ngà là m t thách thức ột thách thức

Men răng Ngà răng Thành phần Wt% Vol% Wt% Vol%

Men răng Ngà răng Thành phần Wt% Vol% Wt% Vol%

SỰ PHÁT TRIỂN CỦA DÁN NHA KHOA HIỆN ĐẠI

*Burke FJT, McCaughey D The four generations of

dentin bonding Am J Dent 1995;8:88–92.

1995, phân loại vật liệu dán theo thế hệ*,bổ sung năm 2003**

Thời gian Thế

quang trùng hợp

(single-bottle)

Giữa-Cuối 1990s 6.1

6.2 Self-etch primer + bonder (Hai lọ, trộn trước khi đặt (không rửa, quang trùng hợp) (type 2)2 lọ, không rửa, quang/ hóa trùng hợp) (type 1)

**Powers JM, Okeefe KL, Pinzon LM: Factors affecting in vitro bond Strength of bonding agents to human dentin, Odontology 2003; 91:1

Định danh và…nhầm lẫn

Thế hệ thứ nhất:

Buonocore (1965) dùng N-phenylglycine và glycidyl methacrylate (NPG-GMA) để dán ngà, độ bền dán đạt 1-3 Mpa,

Thế hệ thứ hai:

Cuối 70s, dùng halophosphorous esther,

bisphenol-A glycidyl methcrylate (Bis-GMA) và/hoặc

hydroxyethyl methacrylate (HEMA)

Theo cơ chế liên kết ion với calcium của nhóm chlorophosphate

 cải thiện được độ bền dán ~6 Mpa

Chưa xử lý ngà, dán lên mùn ngà

Dễ bị thủy phân

trước khi đặt keo dán

Thế hệ thứ tư (giữa và cuối ‘80s):

“Total etch” lấy bỏ toàn bộ mùn ngà, bộc lộ collagen,

hình thành lớp lai (2 – 4 µm)  ngà cần không ướt hoặc khô quá

~ 20 – 25 Mpa

Thế hệ thứ năm (đầu ‘90):

“Một lọ” (one-bottle / single-bottle): kết hợp primer và bonder

Sử dụng kỹ thuật total-etch và ‘dán ướt’

Thế h thứ sáu (cuối ‘90): ện đại

6.1: Chất lót tự dán (self-etching primer): dung dịch 20% phenyl-P

30% HEMA, không rửa, sau đó đặt bonder (2-SSEA)

6.2: self-etching primer tr n ột thách thức bonder trước khi đ t ặt

Thế hệ thứ sáu (cuối ’90s đầu 2000s):

“Tất cả trong một”: một lọ, không trộn, không rửa

Giai đoạn 3 giai đoạn 2 giai đoạn

(“one-bottle”) 2 giai đoạn 1 giai đoạn (all-in-one)

tự xoi mòn Primer tự xoi

Primer&

Bonder

Self-etchPrimer&Bonder

component

Two- component

Self-etch Priming &

1 Chất xoi mòn (Etching agent)

2 Chất lót (Priming agent)

3 Chất dán (Bonding agent)

4 Dung môi (Solvent)

5 Chất khơi mào nhạy sáng (Photoinitiator )

− Axit polymer: poly-carboxylic acid ester

(Để tạo lớp lai): monomer ái thủy HEMA, 4-METAcác vật liệu dán tự xoi mòn: chất lót chứa các nhóm axit carboxylic

(Kỵ thủy), các monomer nhựa khung của composite, Bis-GMA, UDMA, TEGDMA…

Thường dùng: acetone, ethanol, nước

 Khác nhau về mức bay hơiNhiều vật liệu dán hiện nay không có dung môi

- Các vật liệu dán quang trùng hợp chứa yếu tố hoạt hóa: camphorquinone và một amin hữu cơ

- Các loại tác nhân dán lưỡng trùng hợp có chứa chất xúc tác để thúc đẩy sự trùng hợp

Có thể có 0,5 đến 40V%

Hạt độn thường có kích thước nhỏ (micro hoặc nano)

hoặc hạt thủy tinh siêu nhỏ (sub-micron glass)

CÁC HỆ THỐNG DÁN TỰ XOI MÒN

PHÂN LOẠI SEAs

1 Theo số giai đoạn

2 Theo thành phần

monomer/comonomer chức năng

có hay không có nước

3 Theo độ pH

PHÂN LOẠI SEAs

1 Theo số giai đoạn

G Grégoire, A Millas: Microscopic Evaluation of Dentin Interface Obtained

with 10 Contemporary Self-etching Systems: Correlation with Their pH

Operative Dentistry, 2005, 30-4, 481-491

K.L Van Landuyt et al.: Technique sensitivity of water-free one-step adhesives,

d e n t a l m a t e r i a l s 2 4 ( 2 0 0 8 ) 1258–1267

PHÂN LOẠI SEAs

1 Theo số giai đoạn

Các h thống dán tự xoi mòn có tính acid khác nhau do: ện đại

Thành phần và nồng đ của các ột thách thức monomer acid (polymerizable acid monomers) với nhóm

chức năng phosphoric acid (MDP ho c phenyl-P) nồng đ cao ặt ột thách thức

Monomer có tính acid (acidic resin monomer) vừa có tác dụng xoi mòn (etching), vừa lót

(priming)  nhựa dễ thấm nh p đầy đủ vào ngà răng đã xoi mònật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn

Nước là thành phần quan trọng để cung cấp ion H⁺ cần cho sự khử khoáng

mùn men ngà và mô cứng

I Watanabe, N Nakabayashi, DH Pashley (1994): Bonding to ground

dentin by a phenyl-P self-etching primer, Journal of Dental Research 73

1212-1220

ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC HỆ THỐNG DÁN TỰ XOI MÒN

I Watanabe, N Nakabayashi, DH Pashley (1994): Bonding to ground

dentin by a phenyl-P self-etching primer, Journal of Dental Research 73

1212-1220

Phức hợp lai giữa SEA-Ngà răng:

Hs: lớp lai với mùn ngà Hd: lớp lai với ngà

D: ngà R: resin

Khuynh hướng xoi mòn của các h thống dán tự xoi ện đại

ƯU ĐIỂM:

Khử khoáng và thấm nh p cùng lúc ật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn  cùng đ sâu ột thách thức  có sự thấm hoàn toàn v t li uật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn ện đại

Khi tăng đ sâu, monomer acid cũng chịu ột thách thức tác dụng đ m ện đại do mô khoáng hóa của răng (nếu kém khoáng, xoi mòn sâu hơn)

Các y/tố Hình thái của giao di n phụ thu c vào ện đại ột thách thức

- Mức đ và cách thức tương tác giữa monomer và mô răngột thách thức

- Đ pH của dung dịch ột thách thức

Thông thường, đ sâu giao di n khoảng vài trăm nanometersột thách thức ện đại

Van Meerbeek B, et al State of the art of self-etch adhesives Dent Mater (2010), doi:10.1016/j.dental.2010.10.023

K Yoshihara et al.: Etching Efficacy of Self-Etching Functional Monomers

Journal of Dental Research (2018) 1 –7https://doi.org/10.1177/00220345187636

CƠ CHẾ / LỢI ÍCH CỦA SELF-ETCH ADHESIVE

SEAs chứa các monomer acid:

• Hòa tan m t phần lớp mùn,ột thách thức

• Khử khoáng hydroxyapatite (HAp)

tạo ra vi lưu cơ học (Moszner, 2015; Van Meerbeek, 2011)

Các SEAs ‘nhẹ’ hòa tan Hap ít hơn nhưng đồng thời diễn ra sự thấm nhập  ít tạo vi kẽ

SEAs nói chung thân thi n với người dùng và ít nh y cảm về kỹ thu tện đại ật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn ật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn

A Turkistani et al.: Microgaps and Demineralization Progress around Composite

Restorations Journal of Dental Research (2015)1 –8

DOI: 10.1177/0022034515589713

TÁC DỤNG CHỐNG SÂU RĂNG TÁI PHÁT

Methacryloyloxydodecylpyridinium bromide (MDPB) monomer có tính kháng khuẩn

và tạo mối nối với collagen

Các nghiên cứu labô cho thấy

Các hệ thống tự xoi mòn tạo thành một vùng ức chế khử khoáng dưới lớp lai:

vùng ‘ngà kháng sâu răng’

Lớp này dày hơn ở các hệ thống dán có phóng thích Fluoride (Nikaido et al 2011)

NHƯỢC ĐIỂM CỦA ‘tất cả trong một’ (One-Step Self-Etch)

Do tính phức tạp của VL: vừa có monomer ái thủy, vừa có monomer kỵ thủy

 Tự gây tổn hại cho nhau

• Đ bền dán sớm thấp hơn các LV dán nhiều bướcột thách thức

 Hi u quả dán giảm vì ‘lão hóa’ện đại

• Thường xuất hi n các siêu vi kẽ (nano-leakage)ện đại

• Thành phần HEMA cao  hấp thu nước từ ngà do

hi n tượng thẩm thấuện đại

• Cần thổi mạnh (strong air-drying) để loại bỏ nước

QUAN NIỆM “AD”

‘etching’ effect

Hệ thống tự xoi mòn: mùn men-ngà phủ lên men-ngà đã xử lý bằng

chất lót tự xoi mòn (self-etching primer )

Các hệ thống tự xoi mòn:

Sử dụng monomer ái thủy cao,

Thành phần nước chiếm 30 – 40%

 Có khuynh hướng sớm thoái hóa

 Thường không đạt được sự thâm nhập tốt monomer để tạo lớp lai

Trong hệ thống tự xoi mòn, nước gây ion hóa các nhóm acid, Cho phép tạo thành ion hydronium (H₃O₊) có tác dụng xoi mòn.

SỬ DỤNG VẬT LIỆU DÁN CÓ LÝ LẼ

Lựa chọn V t li u dán tự xoi mòn ật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn ện đại

• Các SEAs tính acid cao ‘mạnh’ (pH <1) tạo được “lớp lai” dày

Do tác dụng khử khoáng mạnh trên men và ngà, nhưng không bị rửa đi,

Các thành phần calcium phosphate này không bền vững và làm yếu giao di n ện đại

• Nhiều dữ li u cho thấy ện đại vấn đề tuổi thọ của phục hồi dùng ‘strong’ SE  Nên tránh dùng

Hệ thống tự xoi mòn: mùn ngà phủ lên ngà đã xử lý bằng self-etching primer:

Sơi collagen bộc lộ (mũi tên)

S: primer thấm vào mùn ngà P: hỗn hợp mùn ngà&self-etching primer , độ dày 0,6 µm

ND: ngà bình thường Oc: phía nhai

Đ bền dán của VL dán SE ột thách thức

‘nhẹ’ (G-aenial Bond – GC)

Đ bền dán của VL dán SE ột thách thức

‘nhẹ’ (G-aenial Bond – GC)

SỬ DỤNG VẬT LIỆU DÁN CÓ LÝ LẼ

Chiến lược sử dụng kết hợp:

- Xoi mòn chọn lọc (selective etching) men răng bằng H₃PO₄,

- Dùng SE cho cả men và ngà đã chứng minh được thành công lâu dài (Peumans, 2010):

Kết hợp được

ưu điểm của xoi mòn và rửa (trong xử lý men) với

ưu điểm của SE ‘nhẹ’ (pH ≈ 2) ở ngà

M Peumans et al.: Eight-year clinical evaluation of a 2-step self-etch adhesive

with and without selective enamel etching, Dental Materials 26 (2010) 1176–

1184

Vi lưu cơ học vẫn là tiếp c n tốt nhất để dán menật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn

Xoi mòn chọn lọc (và rửa) bờ men của lỗ trám cần được thực hi nện đại

KHÔNG xoi mòn ngà bằng H₃PO₄ (bị coi là quá công phạt) vì làm tổn hại thành phần collagen

Những ưu điểm của VL dán SE loại ‘nhẹ’

được đ t lên cả ngà (không xoi mòn) và men (đã xoi mòn)ặt

Van Meerbeek B, et al.: State of the art of self-etch adhesives Dent Mater (2010), doi:10.1016/j.dental.2010.10.023

TIN MỚI cho KỸ THU T SANDWICH! ẬT SANDWICH!

Single bond universal (3 M ESPE, St Paul, USA) Bis-GMA, 2-hydroxyethyl methacrylate decamethylene

dimethacrylate, ethanol, water, silane-treated silica, 2-propenoic acid 2-methyl-,

reaction products with 1, 10-decanediol and phosphorous oxide (P2O5), copolymer of acrylic and itaconic acid,

camphorquinone, dimethylaminobenzoate (-4), toluene

LS Munaria, ANG Antunesb, DDH Monteiroa, AN Moreiraa, HH Alvima, CS Magalhães (2018): Microtensile bond strength of composite resin and glass

ionomer cement with total-etching or self-etching universal adhesive, International Journal of Adhesion and Adhesives 82 (2018) 36–40

Thành phần primer của Single Bond Universal (3M) tương tự SEA,

có monomer acid, vừa có td xoi mòn, vừa lót

Cả GIC và SEA ‘acid nhẹ’ (td: Adper single bond 2) có tương tác bề m t với men và ngà:ặt

• Ít/không có tác dụng hòa tan HAp, nhưng giữ chúng trong m t lớp lai mỏng ột thách thức

• Nhóm phosphate 10-MDP liên kết với HAp để tạo thành cấu trúc Ca-monomer nanolayer

trên bề m t HApặt

water, ethanol,

dl-camphorquinone, silica (10% wt)

TIN MỚI cho KỸ THUẬT SANDWICH!

LS Munaria, ANG Antunesb, DDH Monteiroa, AN Moreiraa, HH Alvima, CS Magalhães ( 2018) : Microtensile bond strength of composite resin and glass ionomer cement with total-etching or self-etching universal adhesive, International Journal of Adhesion and Adhesives 82 (2018) 36–40

Acid etching KHÔNG CẦN THIẾT để tăng cường đ bền dánột thách thức

Và có tác dụng NGƯỢC đối với đ bền dán.ột thách thức

 KHÔNG CẦN xoi mòn trên GIC để đạt được đ bền dán vi thể với composite cao hơn!ột thách thức

Tiếp c n thích hợp đối với kỹ thu t sandwich l p tức (immediate sandwich ật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn ật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn ật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn

technique) là dùng v t li u dán trên bề m t GIC mà không có giai đoạn etching ật liệu dán và vật liệu dán tự xoi mòn ện đại ặt

TIN MỚI cho KỸ THUẬT SANDWICH!

Những Vấn đề của hệ thống dán

Những Vấn đề của hệ thống dán

Mức độ chuyển đổi (degree of conversion) của các hệ bis-GMA/TEGDMA: 50 – 70%

Để xoi mòn được men không trụ:

 monomer chất lót cần tính axit cao hơn (<1)

 kém ổn định (90% thoái hóa do thủy phân )

Hệ thống “ ba lọ ” tạo được độ bền dán cao hơn các hệ thống một/hai giai đoạn

Các hệ thống “all-in-one” thất bại cao trên lâm sàng

 self- etch thích hợp cho lỗ trám không chịu lực và trong xâm lấn tối thiểu**

*Perdigao J, Gomes G, Duarte S Jr, et al Enamel

bond strengths of pairs of adhesives from

the same manufacturer Oper Dent

2005;30(4):492–9

**Spencer P, Wang Y Adhesive phase separation

at the dentin interface under wet bonding conditions

J Biomed Mater Res 2002;62(3):447–56.

Cơ chế lão hóa và thoái hóa giao diện dán

hay là

Số phận của lớp lai

Nước có vai trò quan trọng trong giai đoạn đầu cơ chế dán để ion hóa

Ngà : ướt nội sinh  cần có monomer ái thủy trong chất lót để tạo thành lớp lai

 lớp lai có khuynh hướng hấp thu nước

Nước tồn tại trong lớp lai và khe giữa các sợi collagen,

Kích hoạt: - thủy phân khung polymer

 Các polymer của lớp lai bong khỏi collagen

là điểm yếu trước sự thủy phân và thoái hóa

- phân giải collagen do hoạt động của men:

 men tiêu protein (protease)

do tạo thành collagenolytic và gelatinolytic*

Nguyên nhân của thoái hóa (degradation) và giảm lực dán

*Liu Y, Tjäderhane L, Breschi L, et al Limitations in bonding to dentin and experimental strategies to prevent bond degradation J Dent Res 2011;90: 953– 68.

Sự tồn tại nước ở giao diện dán do:

1 Bản chất ái thủy của monomer chất lót

2 Sự tích tụ nước để ion hóa (self etch)

3 Kỹ thuật dán (để ngà ẩm, dán ướt)

4 Dịch ngà

Nước trong lớp lai thâm nhập vào siêu khe (nanospace) của mạng collagen do

không thể thổi khô hoàn toàn

Trong lớp lai còn những khoảng trống

Phần sâu lớp lai ít monomer thâm nhập

Những mâu thuẫn cần giải quyết