Composite truyền thống
Vật liệu composite truyền thống còn được gọi là ‘vật liệu composite thông thường’ hoặc ‘vật liệu composite macrofilled’ (vì kích thước lớn của các hạt độn). Vật liệu composite truyền thống hiện nay hiếm khi được sử dụng và đã được thay thế phần lớn bằng các vật liệu lai khác.
Thành phần
Chất độn phổ biến là thạch anh. Kích thước hạt hay đổi nhiều. Mặc dù kích thước trung bình là 8 đến 12 µm, các hạt lớn tới 50 µm cũng có thể có mặt.
Lượng tải chất độn: 70-80 wt.% Hoặc 60-70 vol.%.
Tính chất
Các vật liệu composite thông thường có các đặc tính được cải thiện đáng kể khi so sánh với các loại nhựa không chất độn trước đó. Sự cải tiến là kết quả của nhựa được cải tiến, chất độn và liên kết mạnh mẽ giữa chất độn và ma trận nhựa.
- Độ bền nén: lớn hơn gấp 4 đến 5 lần so với nhựa không hạt độn (250 đến 300 MPa).
- Độ bền kéo: gấp đôi so với nhựa acrylic không chất độn (50 đến 65 MPa).
- Mô-đun đàn hồi: ớn hơn từ bốn đến sáu lần so với các loại nhựa không chất độn (8 đến 15 GPa).
- Độ cứng: lớn hơn đáng kể (55 KHN) so với nhựa không chất độn.
- Hấp thụ nước: ít hơn so với nhựa không chất độn (0,5 đến 0,7 mg / cm2).
- Thiếu sự giãn nở nhiệt (CTE): tỷ lệ chất độn trên nhựa cao đã làm giảm đáng kể CTE (25 đến 35 × 10–6 / ° C).
- Tính thẩm mỹ: đánh bóng composite thông thường dẫn đến bề mặt bị thô ráp. Điều này là do sự mài mòn của lớp nhựa mềm hơn khiến các hạt độn cứng lộ ra. Điều này dẫn đến xu hướng bị ố vàng trong một khoảng thời gian.
- Độ cản quang: được đo bằng máy đo mật độ ảnh. Độ cản quang cho phép đánh giá thích hợp sự phục hồi cũng như chẩn đoán sâu răng trong tương lai. Các chất độn kim loại nặng góp phần vào độ cản quang của vật liệu compóie. Nhôm được sử dụng như một tham chiếu tiêu chuẩn. Độ dày 2 mm của ngà răng và men răng tương đương với 2,5 mm và 4 mm của nhôm. Vật liệu composite truyền thống có độ cản quang tương đương 2-3 mm của nhôm.
- Độ bám dính: composite không bám dính vào cấu trúc răng và yêu cầu kỹ thuật liên kết đặc biệt để tạo độ bám dính cho cấu trúc răng
Nhược điểm
Mặc dù vật liệu composite thông thường vượt trội hơn so với nhựa không hạt độn, nhưng chúng có một số nhược điểm nhất định
- Độ nhám bề mặt cao
- Đánh bóng khó khăn
- Khả năng chống mài mòn khớp cắn kém
- Có xu hướng đổi màu – bề mặt thô ráp có xu hướng bị ố vàng.
Vì những nhược điểm này cũng như sự ra đời của vật liệu composite cải tiến nên loại vật liệu này dần dần bị loại bỏ. Nó có thể không còn được bán trên thị trường
Composite có hạt độn micro (Microfilled Composite)
Microfilled composite đã được ra đời ngay sau vật liệu composite truyền thống. Chúng được phát triển để khắc phục các vấn đề về độ nhám bề mặt. Loại nhựa này đạt được độ mịn của nhựa acrylic không hạt độn và vẫn có lợi thế là có hạt độn. Thật không may, chúng không thể đạt được mức tải chất độn cao và do đó có tính chất cơ học kém hơn một chút khi so sánh với vật liệu composite truyền thống. Vì lý do này, những vật liệu composite này chủ yếu được sử dụng để phục hình thẩm mỹ ở những khu vực không chịu ứng suất và ở những khu vực gần nướu, nơi cần một lớp bóng mịn để giảm sự tích tụ mảng bám.
Thành phần
Bề mặt mịn hơn là do sự kết hợp của các microfillers. Silica dạng keo được sử dụng làm microfiller và là loại chất độn duy nhất có mặt trong loại này. Vấn đề với silica dạng keo là nó có diện tích bề mặt lớn mà nền nhựa không thể làm ướt đầy đủ. Do đó, việc bổ sung ngay cả một lượng nhỏ microfiller dẫn đến sự dày lên của nhựa. Do đó, không thể đạt được mức tải như vật liệu composite thông thường. Các nhà sản xuất đã cố gắng khắc phục vấn đề này bằng cách
1.Sử dụng chất độn hữu cơ hoặc chất độn polyme hóa trước. Những vật liệu composite này được gọi là ‘không đồng nhất’.
2. Sử dụng silica ở dạng cụm hoặc kết tụ. Chúng được gọi là vật liệu composite microfilled ‘đồng nhất’.
- Kích thước chất độn: Silica dạng keo nhỏ hơn 200-300 lần so với chất độn thạch anh của composite thông thường. Kích thước dao động từ 0,04 đến 0,4 µm.
- Hàm lượng chất độn: Với việc bao gồm chất độn (hữu cơ) đã được polyme hóa trước, hàm lượng chất chất độn là 70% trọng lượng hoặc 60% thể tích. Tuy nhiên, hàm lượng chất độn vô cơ thực tế chỉ là 50% trọng lượng.
Quan tâm lâm sàng
Ngoại trừ độ bền nén, các tính chất cơ học của chúng kém hơn so với các loại vật liệu composite khác. Điều này là do hàm lượng nhựa của chúng cao hơn (50% thể tích). Ưu điểm lớn nhất của chúng là tính thẩm mỹ. Composite microfiller là loại nhựa được lựa chọn để phục hình thẩm mỹ cho các răng trước, đặc biệt là trong các tình huống không chịu lực.
Composite lai
Loại lai tạo thành phần lớn các vật liệu composite được sử dụng trong nha khoa hiện nay. Chúng được phát triển để có được độ mịn bề mặt tốt hơn so với vật liệu composite thông thường, nhưng vẫn duy trì các đặc tính của những vật liệu ra đời sau. Vật liệu composite lai có độ mịn bề mặt và tính thẩm mỹ cạnh tranh với vật liệu composite microfilled để phục hồi cho các răng trước. Các vật liệu lai thường được coi là vật liệu composite đa dụng thích hợp cho cả răng trước và sau.
Lượng hạt độn
Tổng hàm lượng chất độn là 75–80% trọng lượng hoặc 60–65% thể tích. Tổng lượng chất độn không cao như vật liệu composite nano vì hàm lượng microfiller cao hơn.
Loại hạt độn
Hai loại hạt độn được sử dụng:
1. Glass kim loại nặng: kích thước hạt trung bình là 0,4 đến 1 µm. 75% các hạt có kích thước nhỏ hơn 1,0 µm.
2. Silica keo — 0,04 µm. Nó có ở nồng độ cao hơn (10 đến 20% trọng lượng) và do đó, đóng góp đáng kể vào các đặc tính của composite này.
Composite nano và nanohybrid
Việc quan tâm đến giảm kích thước của chất độn đã dẫn đến công nghệ nano với lĩnh vực composite. Một loại nhựa composite mới dựa trên các hạt chất độn có kích thước nano đã được giới thiệu gần đây. Vật liệu nanocomposite tương tự như vật liệu microfilled, bao gồm các hạt nano có kích thước đồng nhất. Nanohybrids giống như hybrid thông thường, có nhiều loại kích thước chất độn bao gồm cả nanofiller. Tuy nhiên, các báo cáo vẫn còn mâu thuẫn về tính hiệu quả của những vật liệu này. Các báo cáo ban đầu chỉ ra rằng những vật liệu này có các đặc tính cơ học của vật liệu composite lai với tính thẩm mỹ và khả năng đánh bóng của vật liệu composite microfiller. Vì vậy, chúng có thể được sử dụng cho cả răng trước và sau. Nanohybrid thường mạnh hơn nanocomposite. Tuy nhiên, nanocomposite đã cải thiện khả năng đánh bóng. Việc tiếp tục phát triển những dòng này cuối cùng có thể dẫn đến việc loại bỏ dần các vật liệu composite thông thường và vật liệu composite microfilled. Tuy nhiên, cần phải nghiên cứu thêm để xác nhận tính hiệu quả của nano và vật liệu composite nanohybrid.
Thể tích và loại chất độn
Các chất độn chủ yếu là các hạt zirconium / silica hoặc nanosilica có kích thước khoảng 5 đến 25 nm và các hạt nano khoảng 75 nm. Các hạt nano được xử lý bằng silan để chúng liên kết với nhựa. Hạt nano có tải trọng cao, lên đến 79,5%.
Nguồn: Manappallil, J. J. (2016). Basic dental materials. Jaypee.