Ets-steg

Både tre- och två-stegs ets-och-skölj-adhesiver bygger på en liknande adhesionsmekanism. Emaljetsning med 32–37 % fosforsyra löser apatitkristallerna och bildar mikroporositeter, ökar ytstorleken och också ytenergin, utan att ändra ytans kemiska sammansättning [8, 9]. I dentin tar syrabehandlingen bort smear layer och demineraliserar 5–8 m intertubulär dentinyta och exponerar underliggande kollagen. Men dentin är i demineraliserad form mycket känsligt för uttorkning och när kollagenet kollapsar hindrar det adhesiva från att infiltrera och därmed skapa en effektiv bonding. [10]. Därför har det visat sig att en något fuktig miljö ökar bindningskvaliteten och definierades som «wet-bonding»-teknik.

Priming-steget

Konventionella primers i ets-och-skölj-systemen består av polymeriserbara monomerer i en organisk lösning som etanol eller aceton [11]. De innehåller vatten och lösningar som är rika på hydroxyetylmetakrylat (HEMA) för att få en expansion av den demineraliserade kollagenmatrisen och väta kollagenet med hydrofiliska monomerer. För att få en bra bindning är det viktigt att återexpandera kollagenmatrisen om den efter syraetsning och sköljning kollapsat av lufttorkning [12]. Primerns funktion är att fukta kollagenfiberytor och att tränga undan vatten ända ner till det fulla djupet av demineraliseringen.

Primerlösningen är en viktig faktor som påverkar hanteringen av [13] och prestandan hos [12] adhesiver. Vattenbaserade adhesiver anses vara mest förlåtande avseende hanteringsfel, som exempelvis variationer i dentinets fuktighet. Men det kan vara svårt att kontrollera fuktigheten djupt nere i dentinet med vidöppna tubuli [14], och även vatten som finns kvar i limfogen [15] kan äventyra hållbarheten. Därför kräver vatten eller vatten/etanolbaserade primers noggrann avdunstning av lösningsmedel [14]. Acetonbaserade adhesiver saknar vatten men kräver däremot en utmanande wet-bonding teknik. På grund av acetonets höga ångtyck riskerar det att avdunsta alltför snabbt och därmed inte dehydrera matrisen.

Adhesiv-steget

I tre-stegs ets-och-skölj-bondingsystem är bindingsresinet normalt fritt från lösningsmedel. Det relativt hydrofoba adhesivskiktet täcker primerbehandlat dentin och kapslar in de exponerade kollagenfibrerna (figur 2) vilket resulterar i det så kallade hybridlagret. Lösningsfritt adhesiv har värden för vattensorption och vattenlöslighet som är mindre än hälften av vad man ser hos två-stegs ets-och-skölj-adhesiver [16, 17]. I två-stegs ets-och-skölj-bondingsystem är primer och adhesivt resin kombinerade i samma vätska som därför också innehåller lösta hydrofoba och hydrofila monomerer.

Problem med ets-och-skölj-bondingsystem

Trots framgångarna för ets-och-skölj-adhesivsystem för bindning till emalj, ledde teknikkänsligheten med dentinbindning och oregelbundenheter vid inkapslingen av kollagenet i hela den demineraliserade zonen fram till utvecklingen av självetsande adhesivsystem. Trots detta anses bruk av tre-stegs, ets-och-skölj-adhesiver ännu i dag vara «gyllene standard».

Två-stegs självetsande adhesivsystem

I det första steget i två-stegs självetsande adhesiv ingår surgjorda hydrofila monomerer som samtidigt etsar och primerbehandlar det exponerade kollagennätverket. Det andra steget innehåller ett mer hydrofobt bindningsresin. Detta steg gör kopplingen mer vattenavstötande och förseglar bindningen mer effektivt.

En-stegs självetsande adhesivsystem

I en-stegs (så kallade allt-i-ett) adhesivsystem finns komponenterna för etsning, priming och resinbindning i samma blandning.

Vatten är en väsentlig komponent i självetsande adhesiver eftersom det behövs vid joniseringen av syramonomerer. Att helt ta bort vatten från hybridlagret är inte realistiskt [20], något som skapar oro kring polymerisationen av adhesivet. Detta gäller också för de höga koncentrationerna av lösningsmedel som kan orsaka sämre polymerisation vid ofullständig avdunstning [21]. Surheten hos de självetsande adhesivsystemen varierar mellan pH 0,9 och 2,5. De kan klassificeras som milda, moderata eller starka beroende på surheten [22]. Därför kan etsningseffektivitet och mönster hos dessa produkter variera kraftigt. Användning av starka (surare) självetsande adhesiv är gynnsamt för bindning till emalj. Milda etsningssystem ger bättre bindning till dentin, men demineraliserar emalj mindre effektivt än traditionell fosforsyra. För några av de milda självetsande adhesivsystemen rekommenderar också tillverkarna selektiv etsning av emaljen med fosforsyra innan applicering av adhesiven.

Två-stegs och några en-stegs självetsande adhesivsystem har relativt högre pH vilket resulterar i grundare emaljdemineralisering jämfört med fosforsyra. Men både uppruggning av emalj för att ta bort aprismatisk emalj eller en separat emaljetsning med fosforsyra förbättrar förmågan hos självetsande adhesiver att binda till emalj [23]. Om bindningen till emalj kan vara ett problem med milda preparat, har bindning till dentin med två-stegs självetsande adhesivsystem gett resultat som liknar dem man fått med den «gyllene standarden», tre-stegs ets-och-skölj-adhesiver. En del två-stegs självetsande adhesiv visar sig även ha en kemisk interaktion mellan karboxyl/fosfatgrupper av funktionella monomerer och hydroxylapatit [24]. Det har rapporterats goda kliniska resultat för några två-stegs självetsande adhesiv [25, 26]. Generellt har selektiv emaljetsning följt av normal applicering av ett två-stegs självetsande adhesiv rekommenderats för bästa resultat [26]. Förutom pH-värdet hos den självetsande lösningen, påverkar andra faktorer som agitering under applicering, viskositet, smear layers tjocklek och vätningsegenskaper det erhållna demineraliseringsdjupet och infiltrationen för självetsande adhesiver [27, 28].

Problem i samband med förenklade ets-och-skölj och självetsande adhesiv

Trots användarvänligheten och låg teknikkänslighet har förenklade adhesivsystem (två-stegs ets-och-skölj och en-stegs självetsande) resulterat i låg bindningsstyrka in vitro [25, 29] och inte helt optimala kliniska resultat [26]. På grund av dess hydrofila egenskaper och avsaknaden av ett skyddande hydrofobt resinskikt kan det härdade adhesivskiktet fungera som ett genomträngligt membran [30] och tillåta vattenrörelser när det appliceras på fuktigt dentin. Retikulära mönster från nanoläckage (så kallade ‘water trees’) har hittats inne i adhesivlagret hos förenklade adhesiver. De anses representera platser där vatten inte har avlägsnats fullständigt med efterföljande bristande polymerisation av resinet. Detta leder till lägre bindningsstyrka och mindre hållbarhet [30].

Blandningar som innehåller HEMA har en benägenhet för hög vattenabsorption och vid polymerisation bildar HEMA-vattenblandningar en hydrogel. Å andra sidan har HEMA-fria lösningar en tendens till fasseparation. Detta kan leda till låg bindningsstyrka på grund av formering av resindroppar och bristande bildning av så kallade resin-tags och resulterar ofta kliniskt i postoperativ känslighet. Dessutom gör de komplexa blandningarna av hydrofiliska och hydrofobiska monomerer och lösningsmedel i förenklade adhesiv, huvudsakligen allt-i-ett-adhesiv, dem mer teknikkänsliga. Lufttorkning är viktigt för att avlägsna så mycket som möjligt av vatten och lösningsmedel [31, 32]. Det kan dock resultera i överförtunning av adhesivlagren på några ställen i kaviteten och överskott av adhesiv på andra ställen [33]. Det resulterar i varierande skikttjocklek och mycket tunna områden som tenderar med bristande polymerisation på grund av den snabba syrehämningen [33]. När fyllningsmaterial appliceras ovanpå detta lager kan det tränga undan adhesiven och kompositen kommer då i direkt kontakt med hybridlagret. Det är viktigt att ha ett skikt med härdad adhesiv mellan fyllningsmaterial och hybridlager för att undvika problemen med tunna syreinhiberade skikten. En annan konsekvens av de komplexa monomerblandningarna är degradering av monomer i flaskan på grund av hydrolys av estergrupper i resin [34], vilket begränsar lagringstiden. För att komma till rätta med detta problem använder en del tillverkare två-komponent en-stegsadhesiv för att separera vatten från de funktionella monomererna tills de ska appliceras. Dessa produkter kräver således att två komponenter blandas omedelbart före applicering (till exempel Adper Prompt-L-Pop, 3M ESPE, Futurabond NR, Voco).

Restaureringsmaterial

Glasjonomerer eller resinmodifierade glasjonomerer binder till tandstruktur genom en specifik kemisk reaktion kombinerad med submikron hybridisering [26]. Glasjonomerer är syra-basreaktionscement som innehåller en reaktiv glasbas som lakar ur joner och en vattenlösning av polykarboxylsyra, vanligen polyakrylsyra. För att förbättra egenskaperna utvecklades resinmodifierade glasjonomerer genom att man tillförde resinkomponenter till glasjonomercement. Bindning av glasjonomer till tandstrukturen bygger huvudsakligen på kemisk interaktion genom jonbyte. Den resinmodifierade versionen ger en ytterligare mikromekanisk koppling av cementet till dentinkanaler. Adhesionen är beroende av både en begränsad demineralisering av emalj och dentin genom polykarboxylsyra och infiltration, och på en kemisk adhesion mellan kalcium i hydroxylapatit och polykarboxylsyra. Detta resulterar i formering av ett tunt hybridlager (0,5–1 m) [7, 26]. Applicering av polyakrylsyra för att konditionera kaviteten förbättrar bindningen genom att den avlägsnar smear layer, demineraliserar tandhårdvävnaden och också genom kemisk bindning till resterande hydroxylapatit [35]. Frisättning, upptag och åter frisättning av fluorid anses vara viktiga kariesskyddande egenskaper hos glasjonomerer genom att hindra demineralisering och medverkan till remineralisering. Hittills har studier visat på över 90 % retentionsvärde för upp till fem år i kariesfria cervikala fyllningar [36] och till och med över 75 % överlevnad i kaviteter av belastningsklass II [37].

Cement

Nyligen introducerade cement med adhesiva egenskaper betraktas som «självadhesiva material» [26]. Cement med adhesiva egenskaper är relativt nya och information om deras sammansättning och adhesiva egenskaper är begränsad. De har multifunktionella monomerer och fosforsyragrupper för att åstadkomma en samtidig demineralisering och infiltration av dentin och emalj. På samma sätt som reaktionerna i glasjonomercement reagerar fosforsyragrupper med alkaliska fillerpartiklar vilket resulterar i ett stelnat material [38]. Men samverkan med dentinet är ytlig och något hybridskikt kan inte observeras [39]. Medan bindningen till dentin tycks vara acceptabel verkar adhesionen till emalj vara mycket lägre än för konventionella system [38].