VẬT LIỆU DÁN NHA KHOA (Dental Adhesive Materials) MỘT SỐ THUẬT NGỮ Retention Connection Attachment Clasp Luting cement Macroscopic mechanism Dental adhesion Bond Bonding agent, ~ system Adhesive joint Adherend Adhesive Macrotag, microtag Etching Conditioning Hydrophilic, hydrophobic Hybrid layer Microleakage, nanoleakage Impregnation, penetration Lưu giữ Nối kết, kết nối Khóa cài Móc (hàm tháo lắp) Xi măng gắn Cơ chế (lưu giữ) đại thể (sự) Dán nha khoa Dán; liên kết (hóa học); lưu (cơ học) Tác nhân dán, Hệ thống dán Liên kết dán Vật (được) dán Chất dán Đi lớn, nhỏ Xoi mòn Xử lý bề mặt Ái thủy, kỵ thủy Lớp lai (trong dán ngà) Vi kẽ, siêu vi kẽ Sự thấm nhập, xâm/thâm nhập NGUYÊN TẮC CỦA SỰ DÁN (principles of adhesion) Liên kết dán (adhesive joints) Dán (adhesion hay bonding) trình tạo thành liên kết dán: − Chất dán gọi vật (được) dán, (thí dụ: mơ răng) − Vật liệu tạo nên giao diện gọi chất dán (adhesive) Nếu hai vật dán với nhau, chất dán tạo thành hai giao diện, có vai trò liên kết dán (Hình 1) Trong nha khoa, hầu hết liên kết dán liên quan đến hai giao diện: dán composite, amalgam, inlay, onlay, phục hồi porcelain, sứ thủy tinh…; số liên kết dán giao diện: sealant Dán độ bền dán (adhesion vs bond strength) Sức kháng bong dán liên kết dán phụ thuộc vào lan rộng khiếm khuyết giao diện Độ bền hệ thống dán đo test làm bong dán Sự tạo thành giao diện dán Sự tạo thành giao diện dán đòi hỏi: − Bề mặt vật dán sạch, − Chất dán làm ướt tốt bề mặt dán (có góc tiếp xúc nhỏ lan rộng bề mặt), − Tiếp hợp với bề mặt vật dán để tạo bề mặt thích hợp cho vật liệu, khơng giam bọt khí có dị vật, − Giao diện có độ bền cơ, hóa, lý đủ để chống lại lực chức làm bong dán, − Chất dán làm cứng tốt điều kiện Trong môi trường miệng, làm giữ cho bề mặt vật dán (ở bề mặt răng) việc khó Bề mặt có lượng bề mặt cao, vậy, có xu hướng dễ hấp thu chất từ khơng khí, nước bọt… Việc sửa soạn mũi khoan men ngà tạo thành mảnh vụn nhỏ, tạo thành lớp dày vài µm, dính bề mặt, gọi lớp mùn (smear layer) Trong trình dán, chất dán cần loại bỏ xuyên qua lớp mùn Cách thường áp dụng hòa tan phần toàn lớp mùn Chất dán cần làm ướt tốt đượ c đặt lên vật dán Nghĩa phải có góc tiếp xúc nhỏ dàn lên bề mặt vật dán Ngà có tính thủy (hydrophilic), dễ làm ướt chất dán có tính thủy Chất dán hòa tan dung mơi (solvent) để làm giảm độ quánh lan chảy tốt Nếu chất dán làm ướt tốt vật dán, tiếp xúc mật thiết (intimately contact) tạo dán vật lý, hóa học học Để có dán hóa học hiệu quả, khoảng cách chất dán vật dán cần nhỏ vài angstrom (Å) liên kết có mật độ cao tạo thành dọc theo giao diện Do điều đạt được, vật liệu dán hầu hết dán (lưu) học (mechanical bonding) Lưu học (lưu học đại thể (gross mechanical retention) vi lưu học (micro-mechanical retention)) liên quan đến bám dính khóa ngàm (interlocking) với bề mặt nhám Bề mặt tạo việc sửa soạn lỗ trám, cách xoi mòn (etching), thổi cát (sandblasting)… Phương cách làm cứng chất dán thường ánh sáng trông thấy (visible light), ngồi ra, có hệ thống lưỡng trùng hợp (dual-cured) tự trùng hợp (selfcured) Nếu chất dán không cứng đủ mức, dán đạt chất lượng ĐẶC ĐIỂM CỦA MEN VÀ NGÀ LIÊN QUAN ĐẾN DÁN Đặc điểm cấu trúc Thành phần (Bảng 1) Thành phần men ngà Men Thành phần Wt% Vol% Nước 11 Protein không collagen, lipid, ion Collagen Hydroxyapatite 95 87 Bảng 1: Thành phần men ngà Nguồn: LeGeros RZ: Calcium phosphate in oral biology and “Craig’s Restorative Dental Materials, Mosby, 12nd edit., 2006) Ngà Wt% Vol% 10 21 18 27 70 47 medicine, (dẫn theo VẬT LIỆU DÁN ĐỂ TRÁM COMPOSITE Thành phần 3.1.Chất xoi mòn (etchant) Cơ sở hệ thống dán nha khoa dựa vi lưu học, đuôi nhựa tạo thành men, ngà xoi mòn Việc xoi mòn bề mặt men Buonocore thực lần đầu năm 1955 axit phosphoric 85% Từ đến nay, nhiều axit sử dụng để xoi mòn: − Axit hữu cơ: maleic, tartaric, citric, EDTA, monomer có tính axit, − Axit vơ cơ: phosphoric, hydrochloric, nitric, hydrofluoric, − Axit polymer: polyacrylic Hiện nay, thường dùng dung dịch gel axit phosphoric (37%, 35% 10%) Các axit dùng xoi mòn gọi chất xử lý bề mặt (conditioner) 3.2 Chất lót (primer) Chất lót monomer thủy dung mơi Chất lót có tính axit chứa nhóm axit carboxylic dùng vật liệu dán tự xoi mòn Các dung mơi thường dùng acetone, ethanol nước Trong nhiều loại primer, dung mơi chiếm đến 90%, vậy, primer khác mức bay đặc điểm thâm nhập Trong số vật liệu dán “thế hệ 5”, không dùng dung mơi cho chất lót 3.3 Chất dán Chất dán nói chung kỵ thủy, oligomer dimethacrylate, tương tự monomer nhựa khung composite, thường hòa tan monomer có phân tử lượng thấp Hiện nay, đa số hệ thống dán kết hợp chất lót chất dán lọ 3.4 Chất khơi mào (initiator) chất gia tốc (accelerator) Hầu hết tác nhân dán quang trùng hợp, có chứa yếu tố hoạt hóa (activator) camphorquinone amin hữu Các loại tác nhân dán lưỡng trùng hợp có chứa chất xúc tác (catalyst) để thúc đẩy trùng hợp 3.5 Các thành phần khác Hạt độn (filler) Đa số chất dán khơng có hạt độn, vậy, số sản phẩm có chứa từ 0,5 đến 40% hạt độn theo thể tích Các hạt độn thường có kích thước nhỏ (micro nano) hạt thủy tinh siêu nhỏ (sub-micron glass) Một số chất: glutaraldehyde có số tác nhân dán để chống ê; fluoride, chất kháng khuẩn dùng chưa có tác dụng rõ rệt TÍNH CHẤT Đặc điểm thử nghiệm labô: Độ bền dán (bond strength) Hầu hết vật liệu dán lên men ngà bề mặt có độ bền dán từ 15 đến 35 MPa Ngà lớp sâu thường có độ bền dán thấp Độ bền mỏi (fatigue strength) Mỗi năm, giao diện dán phải trải qua khoảng triệu chu kỳ nhiệt Sau khoảng 10 năm, trở nên mức, giao diện dán bị yếu, bị bong dán (debonding), hở Trong đánh giá in vitro, thất bại mỏi xuất sau 1000 chu kỳ lực Cho đến nay, chưa có chứng thành cơng lâu dài tác nhân dán Tính chất sinh học Các monomer thường chất kích thích da 2-hydroxyethylmethacrylate (HEMA) coi monomer khơng tương hợp sinh học Vật liệu dán gây phản ứng chỗ tồn thân Sự thối hóa dán nha khoa Sự có mặt nước làm xuất q trình thối hóa thủy phân (hydrolytical degradation) giao diện dán nha khoa Các monomer (như HEMA…) bắt đầu có biểu bị thủy phân sau 24g hấp thu nước; phần trăm chuyển đổi monomer, oligomer chất lót chất dán (Bis-GMA, HEMA…) giảm thấp có nước Đối với dán ngà, tách rửa nhựa thủy phân làm yếu lớp lai làm bộc lộ sợi collagen Có thể kể số yếu tố góp phần làm thối hóa vật liệu dán giao diện dán: − Bản chất kỵ thủy nhiều monomer, − Lượng nước cần thiết để ion hóa monomer axit hệ thống tự xoi mòn (self-etch), − Kỹ thuật dán ướt (wet-bonding), − Dịch ngà đường nối làm ướt ống ngà… DÁN LÊN MÔ RĂNG 5.1 DÁN COMPOSITE LÊN MEN RĂNG Dán lên men áp dụng nguyên tắc vi lưu học sau xoi mòn axit Axit lấy lớp mùn xoi mòn bề mặt men cách hòa tan tinh thể hydroxyapatite tạo thành bề mặt lồi lõm Chất dán lỏng xâm nhập vào bề mặt lồi lõm trùng hợp Chất dán xâm nhập vào bề mặt lồi lõm men trùng hợp, tạo thành đuôi lớn đuôi nhỏ Đuôi lớn xoi mòn vào trụ men; nhỏ xoi mòn tinh thể hydroxyapatite bề mặt Trong chế dán vi lưu, nhỏ nhiều có tác dụng định cho dán Thời gian xoi mòn thường 15 giây axit phosphoric 37% Răng sữa có lớp men khơng trụ, thời gian xoi mòn cần lâu hơn, khoảng 120 giây Các bị nhiễm fluor vừa xử lý fluor cần thời gian xoi mòn lâu Axit xoi mòn cần rửa nước phun 10 – 15 giây, thổi khơ Đặt chất lót (hoặc chất lót + chất dán) lên bề mặt, trùng hợp 5.2 DÁN COMPOSITE LÊN NGÀ RĂNG Dán ngà liên quan đến ba trình: xoi mòn/xử lý bề mặt, lót, dán Ngà có nhiều thành phần hữu nước, thủy Để giải quyết, người ta dùng chất lót thủy để làm ướt tạo đuôi nhỏ Sau xoi mòn (thành phần hydroxyapatite mùn ngà ngà bề mặt lấy đi), ngà chứa khoảng 50% khoang rỗng ống ngà, 20% nước Việc dán lên ngà cần thực bề mặt ngà vừa đủ ẩm Nếu bị thổi khô, khung collagen bị sập, monomer chất lót khơng xâm nhập được, đưa đến thất bại Trong trường hợp đó, cần làm ướt lại thấm nước Tuy vậy, dán lên bề mặt ngà ướt Việc xoi mòn (xử lý) ngà nhằm lấy thành phần hydroxyapatite mùn ngà ngà bề mặt Nếu việc xoi mòn q mức, nhựa chất lót khơng thâm nhập đến vùng xoi mòn, tạo thành siêu vi kẽ Điều phát la bơ Chất lót (hoặc chất lót chất dán) thấm nhập vào ngà xoi mòn xử lý đưa đến việc thành lập lớp lai Lớp định thành công dán ngà tạo nên nhiều nhỏ (do xâm nhập nhựa vào khung collagen bề mặt ngà); xâm nhập nhựa vào ống ngà tạo thành đuôi lớn Lớp lai tạo nên lớp mềm dẻo, có tác dụng hấp thu lực Dung mơi hòa tan chất lót (hoặc chất lót chất dán), tạo điều kiện cho chất lót (hoặc chất lót chất dán) làm ướt thấm nhập vào ngà Dung môi cần lấy (bằng cách thổi hơi) hình thành lớp lai phải đặt chất lót thành nhiều lớp Như mơ tả, dung mơi acetone, ethanol nước Ba loại dung mơi có khả bay khác đòi hỏi bề mặt ngà sửa soạn khác Đặt chất dán sau lớp lót đặt Đa số hệ thống dán dùng có chất dán chất lót chung Sau đó, làm trùng hợp Cần ý chất dán sau chiếu đèn không tạo thành lớp trùng hợp cứng bị ức chế khí trời Nó tiếp tục trùng hợp với composite trám 5.3 DÁN AMALGAM Vật liệu dán amalgam đặt trước nhồi, amalgam khơng cho phép ánh sáng xuyên thấu, vật liệu dán hóa trùng hợp sử dụng cứng với amalgam Lớp vật liệu dán cần dày so với dán men ngà (khoảng 20 – 50 µm), vật liệu dán thường có hạt nhựa methylmethacrylate (MMA) 5.4 DÁN CERAMIC Việc dán ceramic thực ceramic có pha thủy tinh, nghĩa porcelain sứ thủy tinh Qui trình dán ceramic gồm sửa soạn bề mặt dán cho cho sứ Đối với răng, bước tương tự để trám composite (xoi mòn, đặt chất lót chất dán) Đối với sứ, việc xoi mòn thực gel axit fluohydric – 9%, sau đó, đặt silane, phân tử lưỡng chức năng, đầu kết hợp với nhóm hydroxyl pha thủy tinh sứ, đầu đồng trùng hợp với monomer chất dán xi măng resin dùng để dán Các hệ thống dán ceramic điển hình thường quang trùng hợp (theo cấu trúc hệ thống dán ba bước kết hợp với xi măng resin – gồm hai thành phần) Tuy có hệ thống lưỡng trùng hợp hóa trùng hợp TĨM TẮT CÁC HỆ THỐNG DÁN MEN-NGÀ Hiện có bốn loại hệ thống dán thuộc hai nhóm sử dụng: 1- Các hệ thống dán có xoi mòn rửa (“etch-and-rinse” adhesives) 1.1 Các hệ thống dán ba bước (Three-step etch-and-rinse adhesives): Etching – Priming - Bonding 1.2 Các hệ thống dán hai bước “một lọ”(“One-botle” etch-and-rinse adhesives): Etching – [Priming+Bonding] 2- Các hệ thống dán tự xoi mòn (khơng rửa) (“Self-etching” adhesives) 2.1 Các hệ thống tự xoi mòn hai bước (Self-etch materials): [Primer + Etching (acidic monomer)] – Bonding 2.2 All-in-one adhesives: [Etching + Priming + Bonding] Theo nhiều nghiên cứu ý kiến nhà lâm sàng, hệ thống ba bước coi “chuẩn vàng”; hệ thống xoi mòn rửa “một lọ” sử dụng phổ biến gây đau sau trám nhiều so với loại trên; hệ thống khơng rửa có độ bền dán men thấp dễ gây đau sau trám ... dán gây phản ứng chỗ tồn thân Sự thối hóa dán nha khoa Sự có mặt nước làm xuất trình thối hóa thủy phân (hydrolytical degradation) giao diện dán nha khoa Các monomer (như HEMA…) bắt đầu có biểu... theo VẬT LIỆU DÁN ĐỂ TRÁM COMPOSITE Thành phần 3.1.Chất xoi mòn (etchant) Cơ sở hệ thống dán nha khoa dựa vi lưu học, đuôi nhựa tạo thành men, ngà xoi mòn Việc xoi mòn bề mặt men Buonocore thực... (initiator) chất gia tốc (accelerator) Hầu hết tác nhân dán quang trùng hợp, có chứa yếu tố hoạt hóa (activator) camphorquinone amin hữu Các loại tác nhân dán lưỡng trùng hợp có chứa chất xúc tác (catalyst)