Glasjonomera material

BAKGRUND

Glasjonomera material utvecklades på 1960-talet från silikatcementen och tillhör materialmässigt gruppen vattenbaserade cement, det gäller även de resinbaserade. ”Cement” i detta sammanhang kan vara lite missvisande eftersom deras främsta användningsområde är som fyllningsmaterial.

Glasjonomerer har en bra bindning till tandsubstans via karboxylsyre-grupper som kemiskt binder till kalcium.
En annan fördel är deras fluoravgivande förmåga då en högre andel fluorapatit inlagras i direkt anslutning till den marginala fyllningskanten.
Det finns dock ingen konsensus om eventuella kliniska fördelar när det gäller uppkomst av sekundärkaries och det är troligt att det är den långvariga kemiska bindningen som kan vara den största fördelen.

Glasjonomerer binder kemiskt till kalcium och materialen visar god bindning även efter lång tid. Kemiskt härdande glasjonomer anses vara biokompatibla.

De resinmodifierade innehåller däremot olika monomerer och andra aktiva substanser vilka kan ha en allergen potential även om riskerna får anses som minimala för patienter. Personal däremot bör hantera de resin-modifierade materialen som komposit och liknande material.

Glasjonomerernas hållfasthet är generellt lägre än kompositmaterialens. Moderna glasjonomerer har dock fått förbättrade mekaniska egenskaper tack vare ändrad fillerteknologi och detta har också medfört snabbare stelning för de kemiskt härdande. Genom applicering av coating material har också känsligheten för uttorkning hos de kemiskt härdande materialen minskat. Även estetiken har förbättrats även om de ljushärdande materialen fortfarande har fördelar framför de kemiskt härdande.

Indikationsområdena är främst fyllningar i primära bettet, klass V-fyllningar i permanenta bettet och de har även beskrivits fungera ocklusalt vid ART (atraumatisk restorative treatment). Glasjonomerer används även som långtidsprovisoriskt material men har begränsningar hållfasthetsmässigt vid större restaurationer även om dagens material anses förbättrade.

Utvecklingen har genom åren även lett till ytterligare utveckling mot mer kompositlika hybridmaterial än resin-modifierade glasjonomer cement. Detta främst då man önskat bättre mekaniska och estetiska egenskaper. Två av de mest kända är kompomerer samt giomerer vilka behandlas kort i slutet av faktabladet.

Glasjonomerer delas in i tre grupper beroende på användningsområde:

• Cementering (lågviskösa)

• Fyllningsmaterial (högviskösa)

• Dentinförsegling (lågviskösa)

Typ II glasjonomerer, för fyllning kan i sin tur delas upp i:

• Konventionella (kemiskt härdande) (eng. GIC)

• Resin-modifierade (ljus- och syrabashärdande) (eng. RMGIC)

Typ III: Dentinförsegling (lågviskösa, används i mycket liten utsträckning idag).

VIKTIGA EGENSKAPER

• Glasjonomer binder direkt till emalj och dentin utan att adhesiv behövs. Bindningen är ett resultat av kemiska och mikromekaniska mekanismer. Glasjonomer är hydrofilt, vilket innebär att det väter tandytan väl. Den viktigaste delen är den kemiska bindningen till tandsubstansen mellan karboxylsyregrupper i glasjonomeren och Ca²⁺ i tandytan. I kontaktzonen mellan glasjonomer och tandsubstans skapas en hypermineralisering. Man vet inte säkert hur stark den här bindningen är då materialet frakturerar innan bindningen mellan material och tand brister i de tester som gjorts. Glasjonomer har visat sig hålla mycket bra i kilformiga defekter över mycket lång tid, vilket är en tydlig signal om att bindningsstyrkan är god.

• Den fluoravgivande effekten hos glasjonomer kvarstår under flera år. Framför allt gäller detta de kemiskt härdande materialen. Dessa kan också ”laddas upp” genom upptag av fluor från tandkräm eller andra fluorpreparat. Den största fluorjon-avgivningen sker från den nygjorda fyllningen, efter det att syra-basreaktionen inträtt, för att sedan trappas ner men kan vid användning av fluorhaltiga munvårdspreparat laddas upp på nytt.

• De mekaniska egenskaperna som nötning och böjhållfasthet är sämre än hos komposit men har förbättrats med förbättrad fillerteknologi. Detta gäller framför allt för de rent kemiskt härdande materialen. Tack vare mindre och mer blandade storlekar på de reaktiva glaspartiklarna samt en ökad halt av dessa/volym, ökar hållfastheten och nötningsresistensen. Eftersom glaspartiklarna dessutom deltar aktivt i stelningsreaktionen, förbättras (förkortas) den sistnämnda eftersom den reaktiva ytan hos glaspartiklarna ökar.I tillägg ger mindre partikelstorlek bättre estetik genom ökad translucens.

KEMISKT HÄRDANDE GLASJONOMER

• De konventionella glasjonomererna består av ett glaspulver där storleken på partiklarna har minskat jämfört med äldre material så att medelpartikelstorleken idag ligger mellan 1-5 µm. Glaspartiklarna är framför allt uppbyggda av Ca-, Al- Na- och fluorsilikatglas där ytan är syralöslig.
  Fluorinnehållet är upp mot 20% och strontium (Sr), barium (Ba) och lantan (La) kan tillsättas för att ge materialen röntgenkontrast.

• Vätskan består av en polykarboxylsyre-innehållande vattenlösning.
  I huvudsak innehåller den polyakrylsyra samt vinsyra, maleinsyra och itaconsyra. De sistnämnda är tillsatta för förbättrad hantering genom förlängd arbets- och kortare stelningstid.

• Vid härdning, som sker i 2 steg, löses först Ca²⁺ joner ut från glasytan på grund av den sura miljön. Därefter löses Al³⁺ joner ut och kommer under en längre tid att ersätta Ca²⁺ och skapar på så sätt ett mer optimalt tvärbundet material. Ca²⁺ och Al³⁺ skapar således en tvärbindning mellan karboxylsyrekedjorna. Karboxylsyran medierar också materialets bindning till emalj och dentin via bindning till, Ca²⁺.Vid härdningsprocessen frigörs fluorjoner (F^–) från glaspartiklarna och de finns därefter lösta i vätskan runt glaspartiklarna, de anhopas därefter runt Al³⁺ och Ca²⁺ jonerna.I den fuktiga miljön i munnen frigörs fluorjonerna så småningom gradvis till omgivningen.

• Vatten är nödvändig för jonutbytet i syra-basreaktionen men ett överskott leder till sämre härdning med ett svagt och poröst material som följd.
  Efter härdningsprocessen är det viktigt att skydda materialet från uttorkning, då vatten är löst bundet i strukturen. Om uttorkning sker påverkas de mekaniska och fysikaliska egenskaperna mycket negativt med bland annat sprickbildning på ytan som följd.

• För att skydda fyllningen men även för att se till att den ej utsätts för saliv eller dylikt under stelning kan ett tunnflytande ljushärdande adhesiv (i.e. resin) appliceras, men även en matris eller glyceringel fungerar.
  En coating anvisad av fabrikanten skall alltid användas när en färdig fyllning (ny eller gammal) riskerar uttorkning (ex vid kofferdamläggning för reparation av närliggande tand).Det finns idag utvecklade coating-material som förbättrar de kemiskt härdande materialens nötningsresistens och minskar uttorkningsrisken.

Fördelar

• Eftersom glasjonomer binder kemiskt till emalj och dentin och krympningen är minimal, är risken för spaltbildning liten.

• Eventuell karieshämmande effekt på grund av fluoravgivning har diskuterats men samstämmigt stöd saknas i litteraturen.

• Tandsubstansen och glasjonomer har ungefär samma termiska expansionskoefficient vilket gör att fyllningens bindning till tand påverkas mycket lite av temperaturskillnader i munnen.

Nackdelar

• Hög tuggbelastning skadar materialet då det är för svagt.

• Böjstyrkan är fortfarande sämre jämfört med minimikraven för komposit.

• Nötningsresistensen har förbättrats men är fortfarande låg om ytan ej skyddas med coating. Detta gäller speciellt i en sur miljö där joner löses ut från materialet i en betydligt ökad takt, t.ex. hos muntorra patienter eller patienter med mycket aktiv karies.

• Även om translucensen ökat är estetiken fortfarande sämre än hos komposit.

• Om materialet inte skyddas mot uttorkning under härdningsprocessen finns ökad risk för spaltbildning.

Indikationer

Används fram för allt till;

• Primära bettet som fyllningsmaterial med evidens för klass I, III och V.

• Permanenta bettet som permanent fyllningsmaterial ART klass I samt klass V.

• Permanenta bettet som temporärt fyllningsmaterial.

• Typ I vid cementering av MK samt för ortodontiska band.

Materialet fungerar utmärkt att täcka över rotrester som av olika anledningar ej skall extraheras samt vid lagning i kronskarvar.

Korta kliniska råd

• Vid kavitetspreparation görs ingen kantskärning av emaljen.

• Vid fyllningsterapi bör kaviteten behandlas med conditioner (polyakrylsyralösning), enligt fabrikantens anvisning, för att åstadkomma en optimal bindning.

• Dentinytorna bör hållas naturligt fuktiga och man ska undvika att torka ut dem. Det ger optimal bindning och minskar risken för efterbesvär.

• Det nyblandade materialet skall användas omgående.

• Fyllningen skall skyddas mot uttorkning (coating, ljushärdande resin eller glyceringel). Används matris så både formar den fyllningen och skyddar ytan).

• Grovputs kan utföras när fyllningen är härdad. Finputs bör utföras tidigast efter 24 timmar pga. Al³⁺ utbytet (mognadsfasen).

• Putsa alltid med vattenbegjutning.

Kemiskt härdande glasjonomer bör inte användas på patienter med muntorrhet på grund av uttorkningsrisken vilket leder till ett sämre material kvalitet och dålig klinisk överlevnad.

RESIN-MODIFIERAD GLASJONOMER

Dessa material består av konventionellt glasjonomer med tillsatser av hydrofila metakrylater, t.ex. HEMA, samt dimetakrylater, initiatorer, aktivatorer och stabilisatorer. Polyakrylsyran kan vara kemiskt modifierad för att kunna koppla till metakrylatenheterna. Vid ljushärdning polymeriseras monomererna och ett tvärbundet nätverk bildas, dock utan att glaspartiklarna har reagerat. Den kopplade HEMA-molekylen tar sedan via sin –OH grupp upp vatten från omgivningen och därigenom möliggörs syra-basreaktionen genom jonutbytet beskrivet ovan, för kemiskt härdat glasjonomer. Vissa RMGIC innehåller icke reaktiva partiklar som bidrar till en förlängd arbetstid, minskar fuktkänsligheten och bidrar till en ökad styrka i den tidiga mognadsfasen.

Man skall vara observant på att glasjonomer-reaktionen ej sker förrän vattenupptaget skett vilket ger en fördröjd glasjonomer-reaktion. Detta kan påverka de mekaniska egenskaperna initialt och ge en fördröjd fluorjonsavgivning och bindning till tandsubstans.

Fördelar

• Jämfört med konventionellt glasjonomercement har de resin-modifierade materialen bättre hållfasthetsegenskaper.

• Böjstyrkan ligger nästan uppe på miniminivåerna för komposit.

• Materialen har längre arbetstid och kortare härdningstid.

• De estetiska egenskaperna är också förbättrade.

• De resin-modifierade materialen är mindre känsliga för uttorkning.

• De har en bra bindningsstyrka till förbehandlad tandsubstans och mindre löslighet i den orala miljön.

• Den initiala fluoravgivningen är ungefär lika stor som hos konventionella glasjonomercement men kan vara svåra att ”ladda upp” på grund av metakrylatinnehållet.

Nackdelar

• Jämfört med kompositer, har resin-modifierade glasjonomerer sämre mekaniska och estetiska egenskaper.

• RMGIC har en större syralöslighet än komposit.

• Krympkompensationen är materialberoende och beroende på innehållet av monomerer med hydrofila egenskaper kan de uppvisa en större hygroskopisk expansion än kemiska GIC (eng förkortn ej nämnd tidigare).

• Den termiska expansionskoefficienten är större hos resin-modifierade glasjonomercement än hos tandsubstansen vilket skulle kunna ge en påverkad kantanslutning.

• Mängden monomerer i ljushärdande material påverkar polymeriseringsdjupet vilket gör att incrementteknik kan behöva tillämpas.

Indikationer

Används fram för allt till;

• Primära bettet som fyllningsmaterial med evidens för klass I, II, III och V.

• Permanenta bettet som permanent fyllningsmaterial klass V.

• Permanenta bettet som temporärt fyllningsmaterial

Materialet fungerar, liksom för konventionell GIC, utmärkt att täcka över rotrester som av olika anledningar ej skall extraheras

Korta kliniska råd

• Vid kavitetspreparation görs ingen kantskärning av emaljen.

• Vid fyllningsterapi skall kaviteten ej etsas men behandlas enligt fabrikantens anvisning, för att åstadkomma en optimal bindning.

• Det nyblandade materialet skall användas omgående.

• Fyllningen behöver ej skyddas mot uttorkning.

• Puts kan utföras när fyllningen är härdad. För riktigt bra resultat bör man vänta med finputs pga. restpolymerisation (liksom hos komposit) samt den sena glasjonomer reaktionen beroende på vattenupptaget.

• Putsa alltid med vattenbegjutning.

När det gäller muntorra patienter är RMGIC ett bättre val än de rent kemiskt härdande då de ej är uttorkningskänsliga på samma sätt. Man får tänka på att dessa material innehåller monomerer vilket ger risk för överkänslighetsreaktioner samt att man måste kunna härda med ljus för att materialet skall bli optimalt. Således är RMGIC ej ett lämpligt materialval för reparation i kronskarvar.

KOMPOMERER OCH GIOMERER

Sammansättning, egenskaper och härdningsprocess

Kompomerer och giomerer är som tidigare nämnts snarare att likna vid kompositmaterial än glasjonomerer. Kompomerer benämns ofta också polyakryl-syremodifierade kompositer, då monomererna i kompositen har tillförts karboxylsyregrupper. När det gäller giomerer är matrissammansättningen ej förändrad jämfört med kompositer utan skillnaden gäller fillern. Där är både kompomerer och giomerer likartade då fillerpartiklarna liksom hos glasjonomerer har en reaktiv yta. Partiklarna består av strontium-, aluminium- och fluorsilikatglas. Hos kompomerer är partiklarna delvis silaniserade, vilket gör att de ej deltar i någon syra-basreaktion utan skall reagera med monomererna vid ljuspolymerisation precis som hos komposit. De ej silaniserade pariklarna reagerar aktivt då de är syralösliga och förväntas reagera i närvaro av vatten i en syra-basreaktion. Polymerisationen hos kompomererna är helt överensstämmande med kompositmaterialens polymerisering. I fuktig miljö kommer sedan vatten att tränga in i materialet och dess närvaro möjliggör ett jonutbyte från karboxylsyregrupperna och de aktiva glaspartiklarna genom frisättning av Al³⁺, Ca²⁺, Na²⁺ och F^–. Man får då en reaktion likt den som sker vid härdning av glasjonomer. Materialet kräver också en bondning för adhesion till tandsubstans och att emaljen etsas (ej dentinet).

Eftersom giomerer ej innehåller karboxylsyror reagerar ej partiklarna på samma sätt utan materialet polymeriserar som en komposit. De reaktiva partiklarna kommer sedan att frisätta bland annat fluor på grund av materialets vattenupptag. Kliniska studier har visat goda långtidsresultat både avseende kompomerer och giomerer.

Fördelar

• Kompomer och giomerer har relativt bra estetik och styrka precis som kompositmaterial.

• Kompomerer har en hygroskopisk expansion och en mindre styvhet än kompositer av vilket det sista kan minska spaltbildningen vid klass V-kaviteter.

Nackdelar

• Bägge typerna (kompomer och giomer) är kompositlika vilket ger kontraktion under härdning, med risk för spaltbildning.

• Bägge skall också kombineras med emaljet samt bonding.

• Kompomererna har sämre nötningsmotstånd och de förlorar med tiden sin estetik jämfört med kompositerna som är mer beständiga.

• Giomererna är i detta avseende mer lika en komposit.

• Bägge materialen är precis som kompositer riskmaterial avseende allergena reaktioner fram för allt för personalen som hanterar dem i ohärdad fas.

Indikationer

• Giomerer har samma indikationer som kompositmaterial.

• Kompomerer har samma indikationer som resinbaserad glasjonomer och det finns välgrundade rekommendationer när det gäller dessa i primära bettet. I det permanenta har materialet bedömts vara lämpligt för klass I, II och V (Expert in favor?).

Klinisk användning

• Torrläggning är väsentligt.

• Förbehandla med ets och bonding enligt fabrikantens anvisning.

• Puts sker i enlighet med rutiner för komposit

NATIONELLA RIKTLINJER 2022

Referenser

Anusavice K, Shen C, Rawls R. Phillip’s science of dental Materials, 12^th ed. 2013. Ed. Elsevier.

Peutzfeldt A. Compomers and glass ionomers: bond strength to dentin and mechanical properties. Am J Dent 1996;9:259-263.

Peumans M, De Munck J, Mine A, Van Meerbeck B. Clinical effectiveness of contemporary adhesives for the restoration of non-carious cervical lesions. A systematic review Dent Mater 2014;30:1089-1103.

Qvist V, Poulsen A, Thorpen Teglers P, Mjör I. The longevity of different restorations in primary teeth. Int J Ped. Dent. 2010;20(1):1-7

Xu X, Burgess JO. Compressive strength, fluoride release and recharge of fluoride – releasing materials. Biomaterials 2003:24:2451-2461.

Yoshida Y, Van Meerbeek B, Nakayama Y, Snauwaert J, Hellemans L, Lambrechts P, Vanherle G, Wakasa K. Evidence of chemical bonding at biomaterial-hard tissue interfaces. J Dent Res 2000;79:709-714.

Dhar V,  Hsu KL, Coll JA, Ginsberg E, Ball BM, Chhibber S, Johnson

M,  Kim M, Modaresi N, Tinanoff N. Evidence-based Update of Pediatric Dental Restorative Procedures: Dental Materials. J Clin Ped Dent. 2015;39(4): 303-310

de Amorim RG, Leal SC, Frencken JO. Survival of atraumatic restorative teratment (ART) sealants and restorations: A meta-analysis. Clin Oral Invest. 2012;16:429-441

Gordan VV, Blaser PK, Watson RE, Mjör IA, McEdward DL, Sensi LG, Riley JL 3rd. A clinical evaluation of a giomer restorative system containing surface prereacted glass ionomer filler: results from a13-year recall examination. J Am Dent Assoc. 2014;145(10):1036–1043