Souhrn: Kalciumsilikátové cementy se vyznačují poměrně obtížnou přípravou a zpracováním. Cílem praktického sdělení je seznámit praktické zubní lékaře s faktory, které ovlivňují vlastnosti kalciumsilikátových cementů v závislosti na jejich složení, přípravě a prostředí, ve kterém dochází k tuhnutí.

Klíčová slova: kalciumsilikátový cement, míchání, ultrazvuk

Preparation of calcium silicate cements

Professional article

Summary: Calcium silicate cements are well known for their difficult preparation and handling. The aim of this methodological article is to make general dentist familiar with factors which influence properties of setting calcium silicate cement, such as the composition, preparation and environment in which the setting is occuring.

Key words: calcium silicate cement, mixing, ultrasound

Úvod

Kalciumsilikátové cementy byly původně uvedeny na trh jako materiály pro překrytí perforací a jako retrográdní výplňové materiály [1]. Pro jejich výbornou klinickou úspěšnost v těchto indikacích se jejich terapeutické využití rozšířilo i do dalších výkonů nejen endodoncie, ale i konzervačního zubního lékařství. Při výkonech se zachováním vitality, regenerativní endodoncii, nebo při plnění zubů s neukončeným vývojem se jedná v současné době o materiál volby.

I přes vynikající klinické vlastnosti a úspěšnost ošetření při využití kalciumsilikátových cementů mají tyto cementy pověst hůře zpracovatelného materiálu, který se velmi obtížně připravuje a ještě hůře se s ním manipuluje. Tato pověst je z velké části dána jinou konzistencí, která nemá v zubním lékařství obdoby a jež klade zvýšené nároky nejen na zubního lékaře, ale i na asistenci.

Cílem tohoto sdělení je představit návod pro praktického zubního lékaře na racionální a ekonomickou přípravu kalciumsilikátových cementů a zároveň poukázat na faktory, které ovlivňují vlastnosti kalciumsilikátových cementů, jako je jejich složení, odchylky při přípravě, nebo možná kontaminace materiálu.

Vlastní sdělení

Při přípravě kalciumsilikátového cementu je velmi obtížné zajištění správného poměru prášku a tekutiny. Výrobci dodávají větší balení prášku a k tomu adekvátní množství tekutiny. V případě, kdy chceme využít menší množství materiálu, dochází při smíchání k různým poměrům prášku a tekutiny. Podstatnou informací je žádoucí konzistence materiálu, která se popisuje jako vlhký písek (angl. wet sand) a zhruba odpovídá poměru jednoho dílu tekutiny na tři díly prášku. Pokud je konzistence příliš tekutá, není možné materiál aplikovat na dané místo, a pokud je naopak materiál příliš suchý, dochází k rozpadání na menší kousky a taktéž jej není možné adekvátně přenést na místo určení.

Při míchání je vhodné si nachystat spíše menší množství tekutiny (obr. 1) k předpokládanému množství kalciumsilikátového cementu. Je vhodné si s asistencí domluvit velikost „standardní dávky“ a před přípravou zmínit, kolik dávek materiálu zhruba bude potřeba. Je vhodné najednou nesmíchávat celou připravenou tekutinu, ale spíš menší část tekutiny (obr. 2). Častou chybou je zamíchání většího množství tekutiny a při následné snaze asistence zlepšit konzistenci materiálu dojde k vmíchání dalšího, často nadbytečného množství prášku. V případě, že dojde k vmíchání nadbytečného množství tekutiny (obr. 3), je možné přebytečnou tekutinu odsát sušením nebo papírovým čepem (obr. 4), (obr. 5). V případě, že striktně dodržujeme doporučenou konzistenci materiálu, je vhodné připravovat materiál postupně, po menších částech než najednou, jelikož dochází k vysychání materiálu. V případě prolongované manipulace je možné překrýt namíchaný materiál vlhkým sušicím čtverečkem, nebo přimícháním velmi malého množství tekutiny.

Ideálně připravený materiál je možné nabrat pluggerem z připraveného žlábku (obr. 6), přičemž drží při sobě, nedeformuje se a zároveň je stále v kontaktu s pluggerem (obr. 7). Takto připravený materiál je možné bez jakýchkoliv obtíží dopravit na místo určení a následně zkondenzovat. Je však nutné zbytečně neotálet, protože takto připravený materiál vysychá a může dojít k jeho uvolnění z pluggeru. V případě využití nosičů musí asistence ihned po použití provést jejich očistění, aby nedošlo k jejich ucpání.

Diskuze

Kalciumsilikátové cementy patří mezi hydraulická pojiva. To znamená, že reagují s vodou a po proběhlé reakci uchovávají svou pevnost a stálost [2]. Je nutné ihned na počátku diskuze vyzdvihnout, že neexistuje jediný správný postup, jak pracovat a manipulovat s kalciumsilikátovými cementy.

Většina výrobců udává jediné pokyny, a to pro poměr míchání tekutiny a prášku (1 : 3; 0,33) [3]. Změna poměru tekutiny a prášku ve prospěch tekutiny vede ke zvýšené porozitě a rozpustnosti takto připraveného materiálu [4]. Rovněž vykazuje menší odolnost v tlaku [5]. Takto připravený materiál ale není dostatečně viskózní, aby jej bylo možné klinicky použít. Jako minimální poměr tekutiny a prášku, který je dostatečně soudržný, aby jej bylo možné klinicky použít, se udává zhruba 1 : 4 (0,26) [4]. Většina výrobců dodává materiál v 1g balení s příslušným objemem vody. Jelikož toto množství je dostatečné na několik aplikací kalciumsilikátového cementu, ošetřující lékaři často poměr prášku a tekutiny odhadují, čímž vzniká materiál o neznámém poměru tekutiny a prášku.

Další variantou je vysychání materiálu po smíchání, než dojde ke kompletní kondenzaci materiálu. Je ale důležité vyzdvihnout, že se nezdá, že by tyto odchylky v poměru tekutiny a prášku měly zásadní vliv na klinické využití kalciumsilikátových cementů [3]. Nebyly pozorovány rozdíly v expanzi při tuhnutí [6], nebo v histologické charakteristice tkáně při přímém překrytí [7] u materiálu s různými poměry tekutiny a prášku.

Konvenční příprava kalciumsilikátových cementů spočívá v ručním smíchání daného poměru prášku a tekutiny na sklíčku s pomocí lancety. Byly prozkoumány i alternativní možnosti přípravy s pomocí triturátoru [8, 9], nebo pomocí ultrazvuku [10]. Vliv jednotlivých druhů míchání na kalciumsilikátové cementy není zcela jasný. Zdá se, že při použití ultrazvuku při míchání materiálu má takto připravený materiál vyšší povrchovou tvrdost [10], při mechanickém míchání materiálu je výsledkem vyšší odolnost v tlaku [9]. Nicméně vliv různých druhů míchání se neprojevuje na vazbě na tvrdé zubní tkáně [8]. V současné době nemáme dostatek informací, zda má mechanické nebo ultrazvukové míchání vliv na klinickou úspěšnost těchto materiálů.

Původní kalciumsilikátové cementy vycházející z portlandského cementu se v poslední době rozšířily o materiály, které vycházejí pouze z určité složky portlandského cementu. Je to například materiál vycházející z trikalciumsilikátu (např. Biodentin, Septodont), trikalciumaluminátu (např. Well Root, Vericom) nebo dikalciumsilikátu (např. Endocem Zr, Maruchi). Vzhledem k tomu, že každá z těchto sloučenin má jinou reakční kinetiku, tak i všechny tyto materiály tuhnou jinak a jejich vlastnosti jsou rovněž odlišné.

Jelikož kalciumsilikátové cementy patří mezi hydraulická pojiva, tudíž materiály tuhnoucí za přítomnosti vody, je ve všech tekutinách hlavní složkou voda. U každého materiálu jsou ale přítomny různé příměsi, které mají zajistit danému materiálu různé výhody. Jako jedna z velkých nevýhod se udává špatná manipulovatelnost s kalciumsilikátovými cementy. Příměsí propylenglykolu dochází ke zlepšení konzistence kalciumsilikátového cementu. Jako optimální se udává 20% koncentrace propylenglykolu [11]. Při zvyšování jeho koncentrace dochází k prodloužení doby tuhnutí [12].

Další, často zmiňovanou nevýhodou, je dlouhá doba tuhnutí. Tu je možno zkrátit s využitím akcelerátorů tuhnutí. Mezi nejčastěji používané patří vodný roztok chloridu vápenatého. Poprvé bylo toto působení popsáno ve stavebnictví v roce 1935 [13] a v zubním lékařství v roce 2002 [14]. Při použití 10 – 15% vodného roztoku dochází k výraznému zkrácení doby tuhnutí portlandského cementu a materiálu ProRoot MTA (Dentsply, Tulsa, USA) [15 – 17], zlepšení parametrů manipulace s ním [18], lepšímu utěsnění [19], ale ke zhoršení mechanických vlastností [16]. Příměs vodného roztoku chloridu vápenatého nemá nežádoucí efekt na biokompatibilitu kalciumsilikátových cementů [12]. Chlorid vápenatý je v některých materiálech obsažen spolu s polymery rozpustnými ve vodě, např. polykarboxyláty [20].

Další příměsí, která vzbudila velké naděje, byly fosfáty. Při skladování ztuhlého kalciumsilikátového cementu ve fosfátovém pufru došlo na povrchu ke krystalizaci apatitu podobným krystalům [21], u kterých se předpokládalo, že by mohly bioaktivně působit a být zodpovědné za vytvoření specifické mezivrstvy mezi kalciumsilikátovým cementem a dentinem [22], což se ale nepotvrdilo [23]. Při využití 15% vodného roztoku hydrogenfosforečnanu sodného došlo k výraznému zkrácení doby tuhnutí, bez změny pevnosti v tahu a biokompatibility [24, 25]. Při využití jiné tekutiny (např. destilovaná voda) než od výrobce můžeme očekávat jiné vlastnosti při manipulaci, odlišnou dobu tuhnutí a jinou kinetiku tuhnutí. Dopad na samotnou klinickou úspěšnost by však měl být zanedbatelný.

Existují i kalciumsilikátové cementy v tzv. „předmíchané“ formě, a to i v různých konzistencích. Vyskytují se jako sealery (např. Well Root ST, Vericom), v krémovité konzistenci (např. Totalfill RRM, FKG Dentaire), nebo až v konzistenci těstovité (např. Well Root PT, Vericom). Tyto materiály získávají vlhkost nutnou ke ztuhnutí z okolí, tudíž je nutné velmi obezřetně a důsledně zamezit kontaktu ještě nevyužitého materiálu se vzdušnou vlhkostí. Jinak dochází k tuhnutí materiálu, čímž se stává jen obtížně použitelným. Jejich velkou výhodou je velmi snadná manipulace a průmyslově standardizované vlastnosti materiálu.

Při manipulaci s kalciumsilikátovými cementy nebo při jejich kondenzaci může dojít i k jejich kontaminaci. Při aplikaci kalciumsilikátových cementů v místě styku s vnitřním prostředím dochází ke kontaktu s tkáňovým mokem ještě před kompletní hydratací materiálu, což může vést k prodloužení doby tuhnutí, případně až k zábraně ztuhnutí materiálu [26]. Pravděpodobnou příčinou je výskyt fosforečnanů a glukózy, které zpomalují hydrataci materiálu [27]. V místě styku s vnitřním prostředím taktéž může dojít ke kontaktu s krví. V současné době není pochyb, že kontamince kalciumsilikátových cementů krví má škodlivý vliv na jejich povrch, a v případě, že dojde k její integraci do materiálu, tak i na hydrataci [27]. Čím více krve je inkorporováno do kalciumsilikátového cementu, tím k horší hydrataci materiálu dochází [28]. Z klinického hlediska je důležité omezit možnou kontaminaci krví na co nejmenší míru. Na druhou stranu, při plnění kořenového kanálku jsou kontaminovány pouze nejapikálnější inkrementy kalciumsilikátového cementu, zatímco koronálněji umístěný materiál bude tuhnout beze změny.

Dalším možným zdrojem kontaminace jsou zbytky výplachových roztoků v kořenovém kanálku nebo v cavum pulpae při výkonech se zachováním vitality. Při kontaminaci materiálu chlornanem sodným dochází k zlepšení síly vazby materiálu v časných fázích hydratace [29] a nejsou nijak ovlivněny jeho fyzikální vlastnosti [30]. Nicméně při kontaktu s chlornanem sodným dochází k dyskoloracím, zvláště při kontaktu s kalciumsilikátovými cementy obsahujícími bizmut [31]. Kontaminace ethylendiamintetraoctovou kyselinou (EDTA) je poměrně málo pravděpodobná, protože v rámci závěrečného výplachu je kořenový kanálek následně zaplaven chlornanem sodným, který reaguje s EDTA [32]. Při kontaminaci EDTA dochází k zhoršení mechanických vlastností kalciumsilikátového cementu [30]. Mechanické vlastnosti jsou taktéž zhoršeny při kontaktu s již ztuhlým materiálem [33]. K minimalizaci nežádoucího působení je při využití kalciumsilikátových cementů vhodné před zaplnění vypláchnout systém kořenových kanálků fyziologickým roztokem [30, 31].

Závěr

Striktní dodržení postupu přípravy kalciumsilikátových cementů je důležité pro dosažení optimální konzistence, která je nutná pro příjemnou manipulaci a správné ztuhnutí materiálu. Dále je vhodné zamezit možné kontaminaci kalciumsilikátových cementů v kořenovém kanálku, ať už se jedná o zbytky výplachových roztoků, nebo tkáňovým mokem, či krví.

Obrazová dokumentace