PergolyRole Oxidů při Výrobě Porcelánu a Zubních Cementů
Oxidy hrají klíčovou roli jak ve výrobě tradičního porcelánu, tak v moderním zubním lékařství, kde jsou základem pro pokročilé bioaktivní materiály a estetické zubní náhrady. Jejich vlastnosti ovlivňují mechanickou pevnost, biokompatibilitu, estetiku a dlouhodobou stabilitu výsledných produktů.
Oxidy v Porcelánu
Porcelán, ceněný pro svou bělost a pevnost, je komplexní materiál, jehož vlastnosti jsou dány přesným složením oxidů.
Základní složky keramických hmot a jejich oxidy
- Živec - hlinitokřemičitan draselný (K2O . Al2O3 . 6 SiO2) se používá jen v nejčistší formě, případné nečistoty by mohly zbarvovat hotový výrobek. Slouží jako tavidlo a spojuje všechny složky dohromady. Zvyšuje pevnost vypálené hmoty a drží tvar při modelaci. Teplota tání je do 1 300 °C.
- Křemen - oxid křemičitý (SiO2) je čirý a neznečištěný od oxidu železa. Tvoří základní masu keramiky, stabilizuje tvar výrobku, snižuje kontrakci a zajišťuje transparenci. Teplota tání je 1 600 až 1 700 °C.
- Kaolin - směs oxidu křemičitého (SiO2), oxidu hlinitého (Al2O3) a vody (H2O). Zajišťuje opacitu a díky lepivosti i formování hmoty. Slouží pro výrobu keramických zubů pro snímatelné náhrady (z celkového objemu se jedná přibližně o 4 %). Hmoty pro techniku modelace z volné ruky neobsahují žádný kaolinit. Teplota tání je 1 750 °C.
- Oxid hlinitý - alumina (Al2O3) zvyšuje mechanické vlastnosti keramiky. Zajišťuje pevnost v ohybu a lomu a odolnost proti tepelným změnám. Vytváří estetiku a přirozenost zubů. Teplota tání je 2 050 °C.
- Oxid zirkoničitý (ZrO2) je dominantní přísadou celokeramických hmot. Zvyšuje pevnost a tvrdost, zajišťuje biokompatibilitu a chemickou stálost. Teplota tání je 2 700°C.
Glazury a barevné pigmenty
Glazura zaručuje hladkou homogenní povrchovou vrstvu výrobku. Složením se jedná o nízkotavitelné sklo. Nikdy není známo přesné složení glazovacích materiálů, každý výrobce používá jiné složení. Barevné pigmenty jsou v keramických hmotách dvojího původu. Pigmenty organického původu usnadňují barevné rozlišení vrstev při modelaci (pastelové barvy) a jsou beze zbytku spalitelné. Materiály anorganického původu umožňují dosažení odstínu podle vzorníku zubů na základě pigmentů, což se projeví až po vypálení. Základem jsou oxidy a soli kovů se sklem a živcem, vychlazená směs se mele na prášek a přidává se do keramických hmot.
Přesné složení dentálních keramických hmot není u jednotlivých preparátů úplně známé, liší se však podstatně od průmyslového porcelánu. Obvykle obsahují jako základ 70-80 % živce, 10-20 % křemene, 10-20 % tavidel, barviva a lepivé hmoty (pojiva) k usnadnění modelace. K docílení homogenity a k ovlivnění tavicí teploty, transparence a mechanických vlastností jsou základní součásti předem tepelně zpracovávány stavením, tzv. fritováním, při němž se ve směsi vytvoří makromolekulární řetězce SiO2. Materiál tak získává amorfní sklovitou strukturu s vyšší transparencí a současně se výrazně sníží teplota tání potřebná při vlastním laboratorním zpracování.
Tabulka barevných pigmentů na bázi oxidů
| Oxid | Barva |
|---|---|
| Oxid titaničitý | žlutá, žlutohnědá |
| Oxid železitý | hnědá |
| Oxid uranový | oranžovožlutá |
| Oxid měďný | zelenožlutá |
| Oxid chromitý | zelená |
| Oxid kobaltu | modrá |
| Oxid ceru | fluorescence |
| Oxidy cínu, titanu a zirkonia | bílá |
Oxidy v Zubních Cementech a Bioaktivních Materiálech
V moderní stomatologii se oxidy staly základem pro vývoj bioaktivních materiálů, které podporují hojení a regeneraci zubních tkání.
Čtěte také: Využití přírodních oxidů pro barvení mýdel
MTA (Mineral Trioxide Aggregate)
Nejznámějším zástupcem moderních bioaktivních materiálů je MTA (mineral trioxide aggregate). Jedná se o modifikovaný portlandský cement, který se skládá z křemičitanu trojvápenatého, křemičitanu vápenatého, hlinitanu vápenatého, dihydrátu síranu vápenatého a oxidu bismutitého. MTA způsobuje bezprostředně po nanesení nekrózu dřeně jen omezeně, ale zdá se být v tomto ohledu méně účinný než hydroxid vápenatý. MTA vyvolává osteoblastickou diferenciaci s buňkami MC3T3-E1, zvýšenou mineralizaci a aktivuje působení alkalické fosfatázy způsobem závislým na čase. Z pragmatického hlediska je v případě MTA podstatným a často zmiňovaným problémem dlouhá doba vytvrzení více než 2 hodiny a podle některých dokonce i 4 hodiny. Hlavním důvodem diskolorací u MTA je oxidační reakce oxidu bismutitého, látky s vysokou mírou nepropustnosti pro RTG záření, která vytváří tmavé sraženiny.
Biodentine
Dalším materiálem, který je nyní na základě laboratorních a klinických výzkumů často popisován, je Biodentine společnosti Septodont. Biodentine je cement na bázi křemičitanu trojvápenatého, který uvolňuje Ca(OH)2, vyvolává tvorbu opravného dentinu a vykazuje antibakteriální vlastnosti. Prášek, který je základní složkou, obsahuje křemičitan trojvápenatý a vápenatý, uhličitan vápenatý, oxid železa a oxid zirkoničitý. Tekutina je směs chloridu vápenatého, který funguje jako akcelerátor reakce vytvrzování, a polymeru jako faktoru snižujícího obsah vody. Výhodou manipulace s Biodentine je kratší doba vytvrzení, jen 10-12 minut, a možnost zhotovení celé výplně technikou nanášení velkých vrstev (bulk-fill) během jedné návštěvy, bez nutnosti dalších materiálů (např. skloionomerní cement, kompozit). Při použití Biodentine je také mnohem méně častý výskyt viditelných šedavých diskolorací zubů a lze jej proto používat i v oblastech chrupu, které jsou esteticky exponované. Bioaktivní materiál Biodentine navíc obsahuje bezprostředně po namíchání relativně velké množství vody, což, jak uvádí Dr. Camillieri, potenciálně ztěžuje použití kompozitů. Doporučuje se proto odstranit Biodentine, který již je zcela připevněný k hmotě zubu, a dokončit definitivní kompozitní výplň při další návštěvě. Bylo prokázáno, že samotný Biodentine může nahradit strukturu zubu až po dobu šesti měsíců. Zhotovit definitivní výplň je nejlepší nejdříve po dvou týdnech. Biodentine, dalo by se říci „náhražka dentinu“, je materiál, který se klinicky osvědčil v záchovné stomatologii, endodoncii i dětské stomatologii.
Celokeramická koruna z oxidu zirkoničitého
Celokeramická koruna z oxidu zirkoničitého má své jedinečné výhody. Vzhledem k tomu, že neexistuje žádná kovová koruna, její restaurování má jistou propustnost a estetiku, čímž poskytuje záruku estetické obnovy. Zároveň nemá žádný stimulující účinek na dásně. Pacient nemá příznaky, jako jsou oteklé dásně, krvácení a alergie, a dokonale splňuje klinické požadavky. Proto se v celokeramických zubech nazývá „nový miláček“.
Celokeramická koruna z oxidu zirkoničitého má jedinečné výhody kovových a keramických zubů:
- Výborné mechanické vlastnosti: S pevností v ohybu vyšší než 900 MPa, může být také použit pro obnovu zadních zubů a více než 6 jednotek porcelánových mostů.
- Oxid zirkoničitý obecně nemá žádnou bariéru pro rentgen. Po vložení zirkonových porcelánových zubů, pokud potřebujete provést lebeční rentgen, CT a MRI, nemusíte odstraňovat zubní protézy, protože zuby zirkonového porcelánu jsou zpravidla odblokovány pro rentgenové paprsky, takže mnoho opomenutí je uloženo.
- Nekovové materiály Bezpečnost: Oxid zirkoničitý je minerál přítomný v přírodním světě se šikmým zirkonem, který neobsahuje kovové složky a je bezpečnější po lékařském čištění zirkonu.
- Ultra-vysoká pevnost a hustota: Oxid zirkoničitý je široce používán, zejména na vysoce přesných přístrojích, jako je letecký a kosmický průmysl, díky své vysoké pevnosti a hustotě. Odolnost proti trhlinám a houževnatost po roztržení lze provést do 6 nebo více keramických mostů, čímž se vyřeší problém, že některé porcelánové systémy nemohou být používány jako dlouhé mosty, takže je milují lékaři a pacienti.
- Barva je velmi dobrá. Protože základní koruna konstrukční keramiky je bílá, krk se po vložení porcelánových zubů nestane černým a tmavým, což řeší problém, že je kovová porcelánová korunka velmi obtížně řešitelná.
- Zdravé biomateriály: Oxid zirkoničitý je vynikající biomateriál špičkové technologie s vynikající biokompatibilitou. Je téměř nedráždivý a nealergický na dásně a je velmi vhodný pro ústní dutinu.
Klinické aplikace a terapie
V každodenní praxi zubního lékaře je náročným diagnostickým i terapeutickým momentem ošetření hlubokého kazu (diagnostika, odhad rizika obnažení dřeně, volba materiálu). Hlavní cíle managementu zubního kazu v rámci vitální terapie pulpy (Vital Pulp Therapy = VPT) proto jsou: management zóny bakteriální infekce, zastavení progrese kazu, stimulace tvorby terciárního dentinu a podpora zhojení dřeně. Optimální platformu pro úspěšnou proceduru VPT samozřejmě poskytuje udržení aseptického pracovního prostředí.
Čtěte také: Co je E551?
Techniky preparace kavity
Zubní lékař má teoreticky možnost zvolit neselektivní techniku preparace kavity, tedy odstranění kariézních tkání po úroveň tvrdého dentinu, což je procedura proveditelná během jedné návštěvy ordinace. Tato strategie managementu je však považována z hlediska zachování vitality dřeně za nejagresivnější. Doporučované techniky selektivní preparace kavity naopak využívají osvědčených vlastností bioaktivních materiálů a umožňují pouze lokální použití ručních nástrojů v podobě exkavátorů. Tyto techniky je také možné provést během jedné návštěvy (jednofázově) nebo přechodnou formou během dvou návštěv. Při selektivní preparaci kavity je možné ponechat na pulpální straně kavity měkký dentin (zde je pak obzvláště žádoucí baktericidní účinek materiálu, např. Biodentine), zatímco periferní kariézní dentin se odstraní až k tvrdému dentinu. Použití biomateriálu při nepřímé technice selektivního odstraňování kariézních hmot rozložené do dvou návštěv sestává ze zhotovení provizorní výplně zubu mezi návštěvami.
Obnažení dřeně a jeho management
V klinické praxi se setkáváme s různými příčinami obnažení dřeně. Existují situace definované jako obnažení dřeně I. třídy, kde nebyly před ošetřením patrné známky hluboké kariézní léze, a k obnažení dřeně došlo v důsledku traumatu zubu nebo iatrogenně. Ošetření takto asymptomatického zubu materiálem Biodentine se zdá být relativně jednoduchou procedurou pro jednu až dvě návštěvy ordinace. U obnažení dřeně II. třídy se ale už zabýváme přítomností hluboké nebo velmi hluboké kariézní léze. Obnažení pulpy je klinicky považováno za zónu bakteriální infekce i tehdy, je-li dřeň asymptomatická. V těchto situacích doporučuje ESE (Evropská endodontická společnost) rozšířený protokol ošetření (aseptická procedura se zvětšením, dezinfekce a použití cementu na bázi křemičitanu vápenatého).
Parciální pulpotomie
Největší terapeutickou výzvu představují případy odhalení kazu s příznaky svědčícími pro ireverzibilní pulpitidu, nebyl-li použit kofferdam a při odstraňování kazu byly kontaminovány nástroje. Tyto případy by měly být v danou chvíli ošetřeny asepticky pomocí pulpektomie. Ve studii Uesrichai a kol. byly s velkým úspěchem ošetřeny stálé zuby dětí ve věku 6-18 let s příznaky naznačujícími ireverzibilní pulpitidu, a to metodou částečné pulpotomie za použití materiálů ProRoot MTA a Biodentine. Autoři uvádějí, že rozhodnutí klasifikovat dřeň jako reverzibilně zanícenou není určující, pokud jde o skutečný opravný potenciál tkání. Autoři zajímavé studie z roku 2017 došli k závěru, že za vhodnou formu dlouhodobého managementu lze v případě symptomatického kariézního obnažení dřeně maturovaných zubů považovat částečnou pulpotomii s použitím bioaktivního materiálu, která byla po 2 letech úspěšná z více než 80 %.
Provedení pulpotomie vyžaduje vyhodnocení stavu dřeně zubním lékařem i v průběhu ošetření. Nejlepší metodou se zdá být kontrola doby krvácení při irigaci roztokem NaOCl. Taha a kol. doporučuje dosáhnout hemostázy přiložením vatového tampónku napuštěného 2,5% NaOCl na dobu 2 minut a dalším suchým tampónkem na něm. Ve studii byla tato procedura opakována podle potřeby až po dobu 6 minut. Pokaždé byla přesně měřena a důsledně kontrolována doba krvácení. Poté byl na dřeň za použití amalgámového nosiče nanesen Biodentine, který byl šetrně adaptován a kondenzován ve 3 mm silné vrstvě. Po 12 minutách byla zhotovena pevná výplň ze skloionomerního cementu, kompozitu nebo kovová korunka.
Bioaktivní materiály si určitě zasluhují pozornost zubních lékařů kvůli výhodám daným jejich biostimulačními vlastnostmi. Díky nim je v současné době věnováno tolik pozornosti vitálním metodám ošetření dřeně a amputačním procedurám.
Čtěte také: Využití oxidu uhličitého v průmyslu plastů.
tags: #oxid #pri #vyrobe #porcelanu #a #zubniho
