Xi Măng Kẽm Polycarboxylate (Zinc Polycarboxylate Cement)

Nhà hóa sinh người Canada, Smith đã phát triển xi măng polycarboxylate đầu tiên vào năm 1968 bằng cách thay thế axit photphoric của xi măng kẽm phosphate bằng axit polyacrylic. Polycarboxylate trở thành hệ thống xi măng đầu tiên được phát triển có khả năng bám dính vào cấu trúc răng.

Ứng dụng và Các dạng thương mại

Ứng dụng

1. Chủ yếu để gắn phục hình vĩnh viễn.
2. Nền và lót.
3. Được sử dụng trong chỉnh nha để gắn khâu.
4. Cũng được sử dụng như vật liệu trám bít ống tủy trong nội nha.

Các dạng trên thị trường

• Bột và chất lỏng trong chai.
• Xi măng có thể lắng trong nước (Trong xi măng này, polyacid được đông khô và được thêm vào bột xi măng. Nước được sử dụng làm chất lỏng. Khi bột được trộn với nước, axit polyacrylic sẽ đi vào dung dịch và phản ứng diễn ra như xi măng thông thường.)
• Bột / chất lỏng trong con nhộng.

Ví dụ thương mại: Poly F (Dentsply), Durelon và Durelon Maxicap (đóng gói) (3M ESPE), Carboco (Voco), Imibond P (Imicryl), Hy Bond polycarboxylate (Shofu).

Thành phần và Cấu trúc

Thành phần

• Chất lỏng: polyacrylic acid hoặc copolymer của acrylic acid với các acid không no khác (ví dụ: itaconic, maleic, hoặc tricarballylic acid).

Phản ứng đông

Khi bột và chất lỏng được trộn lẫn, bề mặt của các hạt bột bị axit tấn công, giải phóng các ion kẽm, magiê và thiếc. Các ion này liên kết với chuỗi polyme thông qua các nhóm cacboxyl. Chúng cũng phản ứng với các nhóm cacboxyl của các chuỗi polyacid liền kề để tạo thành các muối liên kết chéo.

Cấu trúc của xi măng đông kết

Xi măng đông bao gồm một mạng lưới gel vô định hình của kẽm polyacrylate. Trong mạng lưới này, các hạt bột không phản ứng được phân tán.

Tính chất Vật lý và Cơ học

Tính chất cơ học

• Cường độ nén: ISO yêu cầu cường độ nén tối thiểu là 50 MPa. Về mặt này, xi măng polycarboxylate kém hơn xi măng kẽm phosphate.
• Độ bền kéo: 6,2 MPa (Cao hơn một chút so với xi măng kẽm phosphate).
• Yếu tố ảnh hưởng đến cường độ:
  • Tỷ lệ P/L (Bột/Lỏng) tăng làm tăng độ bền.
  • Trọng lượng phân tử của axit polyacrylic cao giúp tăng độ bền. Hỗn hợp từ chất lỏng có độ nhớt thấp hơn sẽ yếu hơn.

Sự hòa tan và phân hủy

• Có xu hướng hấp thụ nước và hòa tan hơn một chút (0,6% trọng lượng) so với kẽm phosphate.
• Sự hòa tan ở bờ phục hình nhiều hơn khi được sử dụng cho mục đích gắn.
• Dễ hòa tan hơn trong các axit hữu cơ như axit lactic.
• Tỷ lệ P/L thấp dẫn đến khả năng hòa tan và phân hủy trong khoang miệng cao hơn đáng kể.

Tính chất quang học

Chúng rất mờ do chứa một lượng lớn oxit kẽm chưa phản ứng.

Đặc tính kháng sâu răng

Một số nhà sản xuất đã cố gắng đưa fluoride vào trong xi măng. Tuy nhiên, sự giải phóng fluoride bị hạn chế khi so sánh với xi măng glass ionomer.

Tính chất nhiệt

Chúng là chất cách nhiệt tốt.

Tính chất Sinh học và Liên kết

Tương thích sinh học

• Phản ứng tủy được phân loại là nhẹ.
• pH của chất lỏng là 1,0–1,7 và của xi măng mới trộn là 3,0–4,0 (ban đầu có tính axit).
• Sau 24 giờ, pH tăng lên 5,0-6,0.
• Lý do ít gây kích ứng hơn kẽm phosphate:
  1. Chất lỏng được trung hòa nhanh chóng bởi bột (pH tăng nhanh hơn).
  2. Sự thâm nhập của axit polyacrylic vào ống ngà ít hơn do trọng lượng phân tử cao và kích thước lớn.
  3. Tạo nhiều ngà sửa chữa hơn.

Tính chất liên kết

• Đặc điểm nổi bật: Liên kết hóa học với cấu trúc răng (Nhóm cacboxyl trong phân tử polyme chelat hóa với canxi trong răng).
• Độ bền liên kết: Men răng (3,4–13,1 MPa), Ngà răng (2,07 MPa).
• Các yếu tố ảnh hưởng độ kết dính:
  1. Bề mặt răng khô, sạch sẽ cải thiện liên kết.
  2. Cần làm sạch và mài mòn bề mặt bên trong của mão kim loại để tăng lưu giữ cơ học (do xi măng không dính vào kim loại nếu bẩn).
  3. Nước bọt làm giảm độ bền liên kết.
  4. Bám dính tốt hơn trên bề mặt nhẵn so với bề mặt nhám (khác với kẽm phosphate).
  5. Không bám vào vàng hoặc sứ.
  6. Độ bám dính vào thép không gỉ là tuyệt vời (Lý tưởng cho chỉnh nha).

Thao tác lâm sàng

Điều kiện

• Cấu trúc răng cần được làm sạch kỹ càng.
• Có thể dùng dung dịch axit polyacrylic 10% sau đó rửa nước, hoặc oxy già 1-3%.
• Sau đó làm khô và cách ly răng.

Tỷ lệ trộn

1,5 phần bột với 1 phần chất lỏng theo trọng lượng.

Quy trình trộn

• Dụng cụ: Kính thủy tinh làm nguội, thìa trộn xi măng.
• Lấy chất lỏng ra ngay trước khi trộn (để tránh tăng độ nhớt).
• Trộn 90% lượng bột vào chất lỏng thành khối lượng lớn.
• Thêm phần bột còn lại để điều chỉnh độ đặc.
• Hỗn hợp trông khá đặc nhưng sẽ dễ dàng cán mỏng dưới áp lực (tính chất giả dẻo).

Thời gian

• Thời gian trộn: 30 đến 40 giây.
• Thời gian đông kết: 7 đến 9 phút (Có thể tăng thời gian đông bằng cách làm nguội tấm kính).

Điểm cần lưu ý khi thao tác

1. Bề mặt bóng: Xi măng nên được sử dụng khi bề mặt hỗn hợp còn bóng (lúc này nhóm carboxyl tự do còn nhiều để liên kết). Nếu bề mặt mờ, bị kéo sợi (mất độ bóng) thì phải bỏ đi.
2. Loại bỏ xi măng thừa: Không lấy ra ngay khi còn ở giai đoạn "cao su" vì dễ kéo bong cả khối xi măng trong phục hình. Chỉ loại bỏ khi xi măng đã đông cứng hoàn toàn.
3. Nhiệt độ: Có thể làm lạnh bột, nhưng KHÔNG làm lạnh chất lỏng vì độ nhớt sẽ tăng cao, khó trộn.

Xử lý dụng cụ dính xi măng

• Dùng cồn làm chất giải phóng cho bay trộn.
• Làm sạch dụng cụ trước khi xi măng đông cứng.
• Nếu xi măng đã đông, có thể loại bỏ bằng cách đun sôi dụng cụ trong dung dịch natri hydroxit (NaOH).

Đánh giá: Ưu và Nhược điểm

Ưu điểm

1. Tương đối ít gây kích ứng cho tủy răng.
2. Liên kết hóa học với cấu trúc răng.

Nhược điểm

1. Giải phóng fluoride hạn chế khi so sánh với GIC.
2. Cường độ nén thấp hơn kẽm phosphate.

Nguồn: Manappallil, J. J. (2016). Basic dental materials. Jaypee.