Технология

Smart Chromatic

Технология Smart Chromatic позволяет воспроизвести любой из 16 оттенков классической цветовой шкалы VITA с помощью единственного шприца композита OMNICHROMA. Это стало возможно благодаря сферическому моноразмерному (260 нм) наполнителю. В данном разделе описаны принципы, которые легли в основу технологии Smart Chromatic.

Цветовая сфера Манселла отображает все цвета видимого спектра (рис. 3). Оттенок подавляющего большинства зубов относится к довольно узкому спектру, красно-желто-оранжевому. Оттенки по шкале VITA (от A1 до D4) отличаются по насыщенности и светлоте (рис. 4).

 

 

 

Оптические свойства

Цветовое соответствие OMNICHROMA достигается благодаря структурному окрашиванию материала в красно-желтом спектре и его взаимодействию с окружающими тканями по аддитивному цветовому принципу.

На рис. 5 проиллюстрированы оптические эффекты композитных систем, в которых присутствуют красители или пигменты. Реставрация выглядит естественно только при совпадении оттенка композита с цветом зуба (рис. 5а). Даже небольшая ошибка на этапе определения оттенка зуба приводит к заметному отличию цвета реставрации (рис. 5b) из-за слабовыраженной цветовой адаптируемости композита.

На рис. 6 продемонстрированы оптические свойства OMNICHROMA. Структурное окрашивание проявляется исключительно из-за пространственного взаимодействия композита OMNICHROMA со световыми волнами (дифракция, рефракция, интерференция, рассеивание) без изменения световой энергии. Отраженные материалом волны красно-желтого спектра смешиваются с волнами, отражающимися от поверхности зуба, по принципу аддитивной цветовой модели. Таким образом обеспечивается гармоничное сочетание реставрации с окружающими тканями без использования красителей и пигментов.

 

 

Структурное окрашивание композитного материала проявляется только если частицы наполнителя имеют одинаковый заданный размер и сферическую форму. Для изучения такой зависимости  различные наполнители распределили на черной и белой поверхностях. На рис. 7 показано видимое излучение, характерное для каждого из этих наполнителей. Сами по себе они бесцветные и не видны на белом фоне. Свет, отражаемый белой поверхностью, обладает высокой энергией, поэтому на белом фоне феномен структурного окрашивания не проявляется. В результате выяснилось, что именно сферические частицы диаметром 260 нм отражают волны в нужном, красно-желтом, спектральном диапазоне. При этом если частицы наполнителя отличаются по форме или размеру, то структурное окрашивание может исказиться или не проявиться вовсе. Именно поэтому в композите OMNICHROMA используются только одинаковые сферические частицы диаметром 260 нм (наполнитель OMNICHROMA).

 

 

Технология производства

Наполнитель OMNICHROMA (сферические частицы одинакового размера 260 нм) получают по золь-гель методу. В отличие от традиционных способов, которые заключаются в раздрабливании стекла до частиц подходящего размера, золь­-гель технология позволяет синтезировать частицы наполнителя из молекул прекурсора (рис. 8).

 

 

Основным преимуществом золь-гель метода является то, что размер частиц можно регулировать, контролируя время протекания реакций. Как известно, от размера частиц наполнителя зависят механические и оптические свойства композитных реставраций. Небольшие размеры наполнителя обеспечивают превосходный зеркальный блеск реставрации, но затрудняют увеличение концентрации наполнителя, повышают полимеризационную усадку и снижают прочность на изгиб

На рис. 9 продемонстрирована взаимосвязь между размером частиц наполнителя, наполненностью и компрессионной устойчивостью композита. Очевидно, что если размер частиц наполнителя менее 100 нм, концентрация наполнителя резко падает, однако, при размере частиц более 100 нм она почти не изменяется. Частицы размером 100–500 нм ассоциируются с максимальной устойчивостью к сжатию. На рис. 10 показана взаимосвязь между размером частиц наполнителя, шероховатостью и твердостью поверхности. Шероховатость поверхности постепенно снижается по мере уменьшения размера частиц наполнителя приблизительно до 500 нм, а после этого уже остается постоянной. Максимальная твердость поверхности отмечается при размере частиц 100–500 нм. С учетом этих данных компания TOKUYAMA разработала супрананоматериал со сбалансированными эстетическими и физическими свойствами.

 

 

Еще одним преимуществом золь–гель метода является то, что вводя в раствор прекурсора определенные элементы, можно регулировать коэффициент преломления наполнителя. От того, как соотносятся показатель преломления неорганического наполнителя и органической матрицы, зависит прозрачность композитного материала. Если эти показатели совпадают, композит обладает очень высокой прозрачностью; если они сильно отличаются, то композит выглядит опаковым.

Коэффициент преломления композитных материалов обычно изменяется после полимеризации: у полимера (полимеризованный материал) он выше, чем у мономера (неполимеризованный материал). Схематично этот процесс представлен на рис. 11.

Безусловно, такую особенность учли при разработке материала OMNICHROMA. Неполимеризованный композит OMNICHROMA кажется опаковым, а уже после полимеризации он приобретает естественную полупрозрачность.