Полость рта представляет собой сложную и агрессивную среду, которая воздействует на твердые зубные ткани и реставрационные материалы. Она содержит различные вещества, такие как слюна (вода, ионы, ферменты, белки), зубной налет (бактерии, продукты бактериального метаболизма — кислоты, которые снижают значение рН до 4,5), пищевые и химические вещества (безалкогольные напитки, которые могут снизить значение рН ниже 2, кислоты из фруктов, зубные пасты, ополаскиватели для рта, фтор, хлоргексидин, отбеливающие гели, содержащие перекись водорода, лекарства, витамины), все это может способствовать старению материалов.
Кроме того, механическое напряжение, вызванное прикусыванием (400 Н во время жевания), напряжение, возникающее в результате бруксизма (скрежет, стуки зубами, чавкание, сглатывание слюны) и других привычек полости рта, а также напряжение, действующее во время чистки зубов, могут способствовать устареванию материала. А также, химические или электрохимические факторы и длительные механические нагрузки действуют в полости рта синергически, ускоряя старение материала.
Устаревание — это ухудшение качества материала в результате реакции с окружающей средой, которая со временем становится все более выраженной. Если изменения свойств материала отрицательны, это можно считать деградацией. Устаревание материалов вызвано внутренними (химическими, механическими и физическими) и внешними (свет, температура, влажность, стресс во время эксплуатации, механические воздействия, взаимодействие с другими материалами) факторами.
Последствиями устаревания материала являются потеря анатомической формы (истирание или разрушение) и краевые разрушения, снижение эстетических свойств, снижение механической стойкости и долговечности, а также выделение компонентов материала и продуктов их распада в организме человека. Устаревание биоматериалов является важной проблемой. Это часто проявляется как снижение естественных характеристик биоматериала, физическая деградация и последующее высвобождение веществ, изменение свойств (эстетика, отвердение или размягчение, изменение проницаемости и т.д.) и нарушение функциональности.
Полимерные композиты широко используются в восстановительной стоматологии. Однако эти композиты разлагаются в полости рта. Процессы, приводящие к деградации композитов, это термолиз (разложение при температуре), окисление (потеря электронов), сольволиз (разложение под воздействием растворителя), фотолиз (разложение под воздействием света) и радиолиз (разложение ионизирующим излучением). Сольволиз, или, более конкретно, гидролиз, когда растворителем является вода, является наиболее изученным и наиболее актуальным процессом биохимической деградации, поскольку он воздействует на незащищенные сложноэфирные связи в мономерах, полимерах и связующих веществах на основе метакрилата. По определению, гидролиз — это химическая реакция, в ходе которой вода делит молекулу на две части.
Полимерные композиты иногда являются неэффективными. Основными причинами неэффективности являются вторичный кариес и переломы реставрации. На первый план вышли опасения по поводу их меньшей долговечности и распространенности вторичного кариеса, а также опасения по поводу безопасности материалов на основе смол, которые могут выделять химические вещества, такие как BPA (Бисфенол А), TEGDMA (триэтиленгликоль диметакрилат), bis-GMA (или смола Бовена) и HEMA (2-гидроксиэтилметакрилат). Основные проблемы с композитными смолами связаны с усадкой (проблемы герметичности и адгезии), ухудшением функциональности (истирание, растворение и выносливость) и сцеплением с твердой тканью (проблемы эффективности и долговечности).
Усадку можно уменьшить, маскируя эффекты усадки при использовании технологии наслоения при нанесении композитной смолы и/или изменяя поведение композита посредством его состава, тем самым уменьшая усадку при полимеризации. Последнее имеет преимущество в снижении усадочного напряжения, что заметно улучшает клинические характеристики композита.
Одна из возможностей, касающихся состава, заключается в том, чтобы сохранить линейные диметакрилаты в качестве основы и изменить природу и пропорции других компонентов полимерной матрицы.
