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Qualität, Ästhetik und Langlebigkeit zahnfarbener Restaurationen mit Kompositen, polyacrylsäuremodifizierten Kompositen und kunststoffmodifizierten Glasionomer-materialien sind maßgeblich abhängig von deren Verbund zur Zahnhartsubstanz. Da Komposite selbst keine Haftung zu Schmelz und Dentin aufbauen können, muß über eine intermediäre Adhäsivschicht die Verbindung zur Kavitätenoberfläche hergestellt werden. Während der Verbund zum Schmelz durch die Schmelz-Ätz-Technik gesichert ist, weist die Verbindung zum Dentin immer noch Probleme auf. Aufgrund der Techniksensitivität und des hohen Zeitaufwandes bei früheren Mehr-Flaschen-Adhäsiven ist man heute bestrebt, durch Einkomponentenadhäsive und durch Kompositmischmaterialien, die eine gewisse Eigenhaftung zur Zahnsubstanz etablieren sollen, die Verarbeitung zu erleichtern und die Füllungsqualität zu verbessern. Da gerade bei den heute üblichen mikroinvasiven Füllungstechniken eine reine Schmelzkonditionierung oft nicht möglich ist, müssen Adhäsive auch nach Dentinkonditionierung wirksam sein. Gegenstand der vorliegenden Studie war, die Haftfestigkeiten und Randadaptation von verschiedenen Füllungsmaterialien zum Dentin zu ermitteln. Es wurden ein Komposit, zwei polyacrylsäuremodifizierte Komposite und ein kunststoffmodifiziertes Glasionomermaterial unter Berücksichtigung des Einflusses der Total-Etch-Technik untersucht. Die Verarbeitung der Dentinadhäsive beziehungsweise des Hybridionomers fand deshalb jeweils mit und ohne vorherige Säurekonditionierung des Dentins statt. Die Beeinflussung der Haftfestigkeit und Randqualität durch die Total-Etch-Technik konnte auf diese Weise sowohl für die Systeme mit selbstkonditionierendem Primer, wie Syntac, Compoglass-SCA und Hytac OSB, als auch für den Haftvermittler EBS, der, Herstellerangaben zufolge nach Total-Etching appliziert werden soll, analysiert werden. Die Bestimmung der Verbundfestigkeit erfolgte mit Hilfe des Ausstoßversuches, die Randanalyse unter Verwendung der non-destruktiven Replikatechnik. Dazu wurden die zu testenden Materialien in zylindrische Dentinkavitäten eingebracht, ausgehärtet und die Oberfläche poliert. Nach künstlicher Alterung durch 30tägige Wasserlagerung und intermediärer Temperaturwechselbelastung wurden Abformungen der Füllungsoberflächen mit einem additionsvernetzenden Silikon angefertigt und mit Kunstharz ausgegossen. Unter dem Rasterelektronenmikroskop wurde die Randqualität jedes Probenreplikas quantitativ nach den Kriterien „Perfekter Rand“, „Haarriß“ (Spalt < 1µm) und „Randspalt“ (Spalt > 1µm) analysiert. Die Proben selbst wurden bis zum Abriß des Füllung-Dentin-Verbundes belastet und die dafür nötige Kraft bestimmt. Aus Kraft und Kavitätenmantelfläche konnte die Haftfestigkeit in MPa berechnet werden. Die Verbundfestigkeiten variierten zwischen 62,1 MPa (Syntac/Compoglass ohne Säurekonditionierung) und 9,0 MPa (SCA/Tetric mit Säurekonditionierung). Das Total-Etching bewirkte nur bei EBS/Photac-Fil eine Erhöhung der Verbundfestigkeit von 41,7 auf 47,2 MPa. Bei allen anderen getesteten Haftvermittlern führte eine Phosphorsäurekonditionierung zu einer meist nicht signifikanten Verringerung der Verbundfestigkeit. Die Haftung des Hybridionomers Photac-Fil ohne Adhäsiv wurde durch Phosphorsäurekonditionierung reduziert, durch Konditionierung mit Polyacrylsäure verbessert. Die bei den Einkomponentenadhäsiven OSB und SCA vom Hersteller postulierte Applikation in zwei Schichten hatte gegenüber der Applikation in nur einer Schicht keinen signifikanten Einfluß auf die Haftung. Die Anteile an perfektem Rand lagen zwischen 100 % (EBS/Photac-Fil mit und ohne, SCA 1-Schicht ohne Säurekonditionierung) und 10,9 % (OSB/Hytac 1-Schicht mit Säurekonditionierung). Auch in Bezug auf die Randqualität führte die Dentinkonditionierung mit Phosphorsäure außer bei Syntac und EBS zu einer Verschlechterung der Randqualität. Die zweifache Applikation von OSB und SCA erzielte auch bezüglich der Randqualität keinen signifikanten Unterschied zur einmaligen Applikation. Zusammenfassend läßt sich anhand der vorliegenden Ergebnisse festhalten, daß die untersuchten Dentinhaftmittel, gerade in verschiedenen Materialkombinationen, sehr unterschiedliche Haftstärken erreichen können. Die Wirkung der selbstkonditionierenden Einkomponentenhaftmittel wird nach Entfernung der Schmierschicht durch Total-Etching sowohl bezüglich der Verbundfestigkeit, als auch der Randqualität beeinträchtigt. Die vielversprechenden Resultate der Kompomere und des Hybridionomers im Hinblick auf Haftung und Randadaptation in zylindrischen Kavitäten sind aufgrund ihres Quellungsverhaltens und ungenügender mechanischer Eigenschaften kritisch zu sehen. Allerdings könnten diese Materialien bei Anwendung minimalinvasiver Präparationstechniken bei Klasse-I- und Klasse-II-Kavitäten eine interessante Alternative zu Kompositen werden.
In der vorliegenden Dissertation wurden 140 kariesfreie Weisheitszähne mit Klasse-V-Kavitäten versehen, welche durch Adhäsivsysteme verschiedener Generationen und unterschiedliche Schichttechniken gefüllt wurden. Verwendet wurden das Ein-Schritt-Adhäsiv AdperTM PromptTM L-PopTM (Fa. 3M ESPE, Seefeld, Deutschland) und das Mehr-Schritt-Adhäsiv OptiBondTM FL (Fa. Kerr GmbH, Karlsruhe, Deutschland). Das Kompositmaterial war FiltekTM Supreme XT Body Shade und FiltekTM Supreme XT Flowable Restorative (Fa. 3M ESPE, Seefeld, Deutschland). Nach einer 14tägigen Wasserlagerung bei 37°C wurden die Proben einer Wechselbadbelastung (2500 Zyklen bei 5/55°C) unterzogen. Im Anschluss an das Thermocycling lagerten sie noch einmal für weitere 14 Tage bei 37°C im Brutschrank, danach wurden sie in ein Färbebad (AgNO3-Lösung) gegeben. Durch Herstellung geeigneter Replika und Sägeschnitte wurde der Randspalt sowohl durch Rasterelektronenmikroskopie untersucht als auch – aufgrund der erfolgten Penetration – unter dem Auflichtmikroskop. Die statistische Auswertung erfolgte anhand geeigneter Untersuchungsmethoden: Rangvarianzanalyse nach Kruskal und Wallis, U-Test nach Mann und Whitney, Rangkorrelation nach Kendall, bei einem 68%-Konfidenzintervall und Prüfung auf Gaußsche Normalverteilung. Diese ergab – unabhängig von der verwendeten Schichttechnik – für das Mehrflaschenadhäsiv OptiBondTM FL signifikant bessere Randschlusswerte (für Qualität A „kontinuierlicher Rand“) im Schmelz (p<0,000005***) und Dentin (p=0,015*) als für das Einflaschenadhäsiv AdperTM PromptTM L-PopTM. (Trennte man hierbei nicht zwischen Schmelz und Dentin, erhielt man p=0,00001*** für den gesamten Füllungsrand). Bei Klasse-V-Kavitäten mittlerer bis großer Größe ist es laut dieser Untersuchung vorteilhaft, eher Body-Materialien oder diese kombiniert mit einer zuvor dünn aufgetragenen Flowable-Schicht zu verwenden.
Die bei der Polymerisation adhäsiver Kompositrestaurationen unweigerlich auftretende Volumenschrumpfung und die damit verbundene Schrumpfungsspannung stellt ein bis heute grundlegendes Problem in der modernen Zahnerhaltung dar. Das Ziel dieser In-vitro-Untersuchung war es, die Randdichtheit und Randqualität von Klasse II - Füllungen aus dem schrumpfungsreduzierten Komposit FiltekTM Silorane mit denen konventioneller Komposite auf Methacrylatbasis unter Verwendung selbstkonditionierender Dentinhaftvermittler nach vorheriger selektiver Schmelzätzung zu vergleichen.
Hierzu wurden 80 extrahierte, menschliche Molaren mit standardisierten MOD-Kavitäten versehen und mit Hilfe einer Mehrschichttechnik gefüllt. Trotz Verwendung von Self-Etch-Adhäsivsystemen (Silorane System Adhesive (3M ESPE), AdheSE® (Ivoclar Vivadent), ClearfilTM SE Bond (Kuraray), AdperTM ScotchbondTM SE (3M ESPE)) wurde zusätzlich eine selektive Schmelzätzung mit 35%iger Phosphorsäure für 30 Sekunden durchgeführt. Als Füllungsmaterialien kamen das auf der Siloranchemie basierende Hybridkomposit FiltekTM Silorane (3M ESPE), sowie die konventionellen, methacrylatbasierten Komposite Tetric EvoCeram® (ein Nano-Hybridkomposit, Ivoclar Vivadent), ClearfilTM AP-X (ein Hybridkomposit, Kuraray) und FiltekTM Supreme XT (ein Nanokomposit, 3M ESPE) zum Einsatz. Eine vierwöchige Wasserlagerung bei 37°C und ein 2500 Zyklen umfassendes Thermocycling (5°C vs. 55°C) dienten der künstlichen Alterung. Zur Bewertung der Randdichtheit und der Randqualität wurden die Proben bzw. Replika der Füllungsflächen einer Farbstoffpenetration und einer Analyse unter dem Rasterelektronenmikroskop unterzogen. Die ermittelten Daten wurden mit Hilfe der nicht-parametrischen Rangvarianzanalyse (Kruskal-Wallis-Test) und dem Multiplen Mittelwertvergleich nach Nemenyi bei einem Signifikanzniveau von P < 0,05 ausgewertet.
Im Rahmen dieser Studie konnte kein signifikanter Unterschied bezüglich der Verwendung eines fließfähigen Komposits festgestellt werden.
Desweiteren zeigte FiltekTM Silorane abschnittsunabhängig die geringsten Penetrationstiefen. Möglicherweise ist hierfür die deutlich geringere Polymerisationsschrumpfung gegenüber den anderen Kompositen verantwortlich.
Hinsichtlich der Randqualität konnte FiltekTM Silorane jedoch nicht uneingeschränkt überzeugen. Während in den okklusalen und zervikalen Abschnitten noch überwiegend vergleichbare Ergebnisse erzielt wurden, zeigten sich insbesondere am axialen Füllungsrand häufiger Imperfektionen in Form von Randspalten. Möglicherweise ist das Silorane System Adhesive als essentielles Bindeglied aktuell noch nicht in der Lage eine ausreichende Haftwirkung am Zahn zu realisieren.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass FiltekTM Silorane mit seiner ringöffnenden Polymerisation in Kombination mit einem funktionierenden Adhäsivsystem durchaus das Potential besitzt, den nächsten Schritt auf dem Weg zum schrumpfungsfreien Komposit zu gehen. Maßgeblich für den klinischen Erfolg eines Restaurationsmaterials sind neben einer geringen oder gar fehlenden Volumenkontraktion allerdings noch zahlreiche andere material-, patienten- und behandlerabhängige Faktoren. Auch die Entwicklung eines mit der Siloranchemie kompatiblen Flowables wäre aus Sicht vieler potentieller Anwender sicherlich wünschenswert.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Bestimmung der freigesetzten Bestandteile aus Kompositkunststoffen bei unterschiedlichen Bestrahlungsverfahren. Miteinander verglichen wurden die Halogenstandard-, die Halogensoftstarthärtung und die Plasmahärtung. Zudem sollten die initiale und die mittelfristige Monomerfreisetzung bzw. Wasseraufnahme verglichen werden. Es wurden die Hypothesen überprüft, dass Proben, die nach Softstart- oder Schnellhärtungsprotokollen belichtet worden waren, eine stärkere Monomerfreisetzung aufweisen und somit mehr von der Nachhärtung abhängen als konventionell gehärtete Komposite. Außerdem sollte festgestellt werden, ob die mittelfristige Löslichkeit bei verschiedenen Härtungsverfahren ähnlich ist, da die Nachhärtung ursprüngliche Defizite kompensieren soll. Schließlich sollte überprüft werden, ob eine fehlende Abstimmung zwischen den Absorptionseigenschaften der Photoinitiatoren und dem Emissionsspektrum von Lichtpolymerisationsgeräten die Polymerisation beeinträchtigt und folglich zu einer höheren initialen und mittelfristigen Löslichkeit führt. Insgesamt wurden fünf Komposite getestet, drei Feinkorn-Hybridkomposite [Herculite XRV (Kerr), Solitaire 2 (Kulzer) und Z 250 (3M)], ein inhomogenes Mikrofüllerkomposit [Silux Plus] und ein Ormocer [Keramikkomposit Definite (Degussa)]. Die Bestrahlungsprotokolle umfassten die Halogenstandardhärtung mit drei verschiedenen Intensitäten (TriLight, ESPE), die Exponentialpolymerisation (Ramp Curing) (dito), die Stufenpolymerisation (Step Curing) (HiLight, ESPE), die Pulspolymerisation (VIP Light, Bisco) und die Plasmahärtung (Apollo 95E, DMDS; Lightning Cure, ADT). Die initiale Löslichkeit wurde bestimmt, indem die Komposite in simulierte Kavitäten (Hohlzylinder-Formen mit 6 mm Innendurchmesser und 2 mm Höhe aus gepresster Keramik) gefüllt und 24 Stunden in demineralisiertem Wasser bei 37°C eluiert wurden. Die mittelfristige Löslichkeit wurde mittels reiner Komposit-Proben gleicher Größe bestimmt, die im Dunkeln bei 37°C für 24 Stunden gelagert und in 50% Methanol- Wasser-Gemisch bei 37°C für 72 Stunden extrahiert wurden. Nachdem die Proben auf ein konstantes Gewicht getrocknet waren, wurden Löslichkeit und Lösungsmittelaufnahme gravimetrisch bestimmt. Die mittelfristige Löslichkeit und Lösungsmittelaufnahme war in allen Versuchsreihen höher als die initiale. Die Bestrahlung mit verminderter Intensität hat die Löslichkeit und Lösungsmittelaufnahme im Vergleich zur Standardhärtung mit hoher Intensität erhöht. Dies war bei der Exponentialpolymerisation, der Stufenpolymerisation und der Pulspolymerisation (bei den meisten Materialien) nicht der Fall. Die Plasmahärtung funktionierte gut bei Z250 und Herculite XRV. Bei Silux Plus und Definite erzielte sie ähnliche Resultate wie die Halogenstandardhärtung bei mittlerer oder niedriger Intensität. Bei Solitaire 2 führte sie zu einer hohen (Lightning Cure) oder sehr hohen (Apollo 95E) Löslichkeit. Somit kann aus den Ergebnissen verallgemeinernd die Schlussfolgerung gezogen werden, dass eine Verringerung der Bestrahlungsintensität die Löslichkeit und Lösungsmittelaufnahme erhöht, Softstart-Protokolle jedoch nicht. Die Wirksamkeit der Plasmahärtung hängt in starkem Maß von der Art der verwendeten Photoinitiatoren ab.
Silbernanodrähte (AgNW) wurden in verschiedene Hybridpolymere und in eine als Referenz dienende Silikonzusammensetzung eingebaut. Durch Spincoating konnten transparente leitfähige Filme erhalten werden. Deren jeweilige Nanodrahtverteilung, thermische Aktivierung und visuelle Transparenz wurden charakterisiert. Die Perkolationsschwelle der Filme hängt dabei von der individuellen durchschnittlichen AgNW-Länge ab. Eine beträchtliche Leitfähigkeit wurde während des mechanischen Streckens bis zu 30 % aufrechterhalten. Mikrostrukturierte Hybridpolymer-Verbundfilme wurden durch UV-Lithographie erhalten. ...
5. Zusammenfassung Die Polymerisationsschrumpfung und die damit verbundene Randspaltbildung von adhäsiven Restaurationen stellt bis zum heutigen Zeitpunkt ein grundlegendes Problem dar. Der Einfluß der Kavitätengestaltung, im Hinblick auf Volumen, Randwinkel und Distanz zur Schmelz-Zement-Grenze, und die eventuelle Bildung von Randspalten bei Verwendung verschiedener aktueller Kompositwerkstoffe wurde in der vorliegenden in-vitro Studie in standardisierten Klasse-II-Restaurationen untersucht. 96 extrahierte unversehrte Molaren wurden randomisiert und in 4 Materialgruppen zu je 8 Zähnen aufgeteilt. An jedem Molaren wurden gegenüberliegend standardisierte Klasse-II-Kavitäten mittels sonoabrasiver Präparationsinstrumente hergestellt (Sonicsys Approx-Ansatz, Kavo). Kavitätenvolumen, -randwinkel und Lokalisation des zervikalen Kavitätenrandes wurden dabei konstant gehalten. Drei verschiedene Kompositwerkstoffe wurden miteinander verglichen: Tetric Flow (Vivadent), Tetric Ceram (Vivadent) und Solitaire (Kulzer). Die sogenannte „Lining-Technik“, mit dem fließfähigen mittelviskösen Tetric Flow als möglicher „Stress-Puffer“ und dem hochviskösen Tetric Ceram als Kernfüllung, wurde als vierte Materialgruppe und alternative Applikationsform zusätzlich untersucht. Die gefüllten Testzähne wurden vor und nach Thermocycling im Rasterelektronenmikroskop analysiert und ausgewertet. Die besten Füllungsrandqualitäten wurden bei den Testproben mit geringem Kavitätenvolumen und bei zirkulärer Randanschrägung in Schmelz ermittelt. Die ausschließliche Verwendung des fließfähigen, mittelviskösen Tetric Flow (Vivadent) ist für Restaurationen von Kavitäten mit und ohne Randanschrägung bis hin zur mittleren Ausdehnung empfehlenswert. Kompositrestaurationen großer Klasse-II-Kavitäten mit zervikaler Ausdehnung im Dentin haben nach wie vor, unabhängig von verwendetem Material oder Applikationstechnik, im Vergleich zu Restaurationen mit Begrenzung in Schmelz, deutlich schlechtere Randqualitäten. Unter der Berücksichtigung von Kavitätengestaltung, Kompositwerkstoff und Applikationstechnik stellte sich in der statistischen Auswertung der vorliegenden Studie das hochvisköse Feinsthybridkomposit Tetric Ceram und die in Lining-Technik mit Tetric Flow kombinierte Applikationsanwendung, als diejenigen mit den besten Randqualitäten heraus. Die Annahme einer Qualitätsverbesserung der Füllungsränder durch das Anlegen einer Lining-Schicht als Stress-Puffer, aufgrund der günstigen Elastizitätseigenschaft, konnte in dieser Studie nicht bestätigt werden. Für die klinische Anwendung darf die „Lining-Technik“ jedoch für mittlere bis große Schmelzkavitäten als Alternative zur konventionellen Schichttechnik mit hochviskösem Material empfohlen werden. Der Polyglas-Werkstoff Solitaire (Kulzer) wurde mit den herkömmlichen Feinsthybridkompositen Tetric Ceram und Teric Flow verglichen. Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung gehen in Bezug auf Restaurationen mit Begrenzung der zervikalen Füllungsränder in Dentin mit den positiv bewerteten Resultaten anderer Studien zu Solitaire nicht konform. Weiterhin wurden bei der Verwendung von Solitaire in Kastenkavitäten ohne Anschrägung relativ hohe Randspaltanteile ermittelt. Dagegen zeigten die Restaurationen mit mittlerer und großer Ausdehnung und angelegten Randanschrägungen von 45° relativ gute Ergebnisse.
Im Rahmen dieser In-vitro-Studie wurde Randdichtheit und Randqualität von plastischen Füllungsmaterialien aus einem schrumpfungsreduziertem Siloran (FiltekTM Silorane), zwei Hybridkompositen (Tetric EvoCeram® und ClearfilTM AP-X) und einem Nanokomposit (FiltekTM Supreme XT) mit den dazugehörigen Dentinadhäsivsystemen in Klasse II-Kavitäten mit einem von Schmelz und einem von Dentin begrenzten Füllungsrand untersucht. Obwohl die Hersteller die Dentinhaftvermittlermaterialien als selbstkonditionierend im Schmelz und Dentin vermarkten, wurde ein Total-Etching durchgeführt. Dessen Auswirkungen auf die Systeme sollte im Vergleich zu den früheren Arbeiten mit selektiver Schmelzätzung bzw. Selbstkonditionierung nach Herstellerangabe untersucht werden.
An 80 extrahierenten dentes sapientes wurden Klasse II-Kavitäten nach Black präpariert, die eine Ausdehnung von 3,5 mm in vestibulo-oraler Richtung und eine okklusale Tiefe von 4 mm besaßen. Mesial wurde die okklusale Tiefe von 4 mm beibehalten, distal endete die Kavität an der Schmelz-Zement-Grenze. Die approximalen Schmelzränder wurden auf einer Breite von 1 mm angeschrägt. Die okklusal-zervikale Ausdehnung variierte je nach Ausdehnung der klinischen Krone zwischen 5 und 7 mm.
In Inkrementtechnik wurden die Füllungen gelegt und ausgearbeitet. Die Materialien wurden wie folgt kombiniert: Silorane System Adhesive / FiltekTM Supreme XT / FiltekTM Silorane, Silorane System Adhesive / FiltekTM Silorane, AdperTM ScotchbondTM SE / FiltekTM Supreme XT Flow / FiltekTM Supreme XT Universalrestaurationsmaterial, AdperTM ScotchbondTM SE / FiltekTM Supreme XT Universalrestaurationsmaterial, ClearfilTM SE Bond / ClearfilTM AP-X, Clear-filTM SE Bond / Clearfil MajestyTM Flow / ClearfilTM AP-X, AdheSE® Bond / Tetric EvoFlow® / Tetric EvoCeram®, AdheSE® Bond / Tetric EvoCeram®.
Nach 15-tägiger Lagerung in 0,9 %-iger Kochsalzlösung bei 37°C wurden die Proben einer Temperaturwechselbelastung (2500 Zyklen bei 5°C und 55°C, Verweilzeit 30 s) unterzogen. Im Anschluss an das Thermocycling erfolgte eine weitere 15-tägige Lagerung in Kochsalzlösung bei 37°C.
Nach Herstellung von Replika zur Untersuchung der Randqualität unter dem Elektronenmikroskop wurde ein Farbstoffpenetrationstest zur qualitativen Randanalyse durchgeführt. Hierzu wurden die Zähne in 50 Gewichts-% AgNO3-Lösung eingelegt, belichtet und in zwei Ebenen (mesial-distal und bukkal-lingual) geschnitten. Die Auswertung erfolgt mit einem Auflichtmikroskop.
Die statistische Auswertung erfolgte mit nicht-parametrischen Testverfahren wie dem Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test und dem Kruskal-Wallis-Test. Unter-schiede zwischen den einzelnen Versuchsgruppen wurden mit dem multiplen Mittelwertsvergleich nach Nemenyi ermittelt. Das Signifikanzniveau war p<0,05.
Filtek™ Silorane ist den anderen Kompositen nicht überlegen.
Unabhängig vom verwendeten Material hat die Lage des Füllungsrandes im Zahn entscheidenden Einfluss auf die Randdichtheit und Randqualität bei Klas-se II-Füllungen. Die Anzahl der Randspalten und die Farbstoffpenetration sind okklusal am geringsten (im Mittel 2%), dafür aber der prozentuale Anteil der Überschüsse am größten (im Mittel 36%). Randdichtheit und Randqualität sind im Schmelz besser als im Dentin.
Weder unter dem Elektronenmikroskop, noch unter dem Auflichtmikroskop, konnte ein Unterschied von statistischer Signifikanz zwischen der Verwendung und der Nichtverwendung eines Flowables zur Verbesserung der marginalen Integrität aufgezeigt werden.
Das Hybridkomposit Tetric EvoCeram® schnitt beim Farbstoffpenetrationstest und der rasterelektronenmikroskopischen Untersuchung schlechter ab als das Filtek™ Silorane sowie als das Universalhybrid- und Nanokomposit.
In der vorliegenden In-vitro-Studie wurden verschiedene Polymerisationsgeräte und –verfahren hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die Randschlussqualität und Randdichte von Klasse II-Kompositfüllungen untersucht. Ziel der Arbeit war es, zu prüfen, ob einerseits die Softstart-Polymerisation gegenüber der Standardpolymerisation mit Halogenlampen sich vorteilhaft auf die Randqualität und ob andererseits, im Gegensatz dazu, eine Aushärtung mit hoher Lichtintensität mittels Plasmalichtgerät die Qualität des Füllungsrandes verschlechtert. Hierzu wurden an 60 kariesfreien menschlichen Molaren standardisierte, allseitig schmelzbegrenzte Klasse II-Kavitäten präpariert. Diese wurden selektiv mit Phosphorsäure angeätzt und mit dem Adhäsivsystem OptiBond FL® behandelt. Die Herstellung der Füllungen wurde am approximalen Rand mit einer dünnen Schicht des fließfähigen Komposits Revolution® begonnen und dann mehrschichtig mit dem Komposit Herculite XRV® fertiggestellt. Das Bonding und die Komposite wurden mit folgenden Geräten und Verfahren polymerisiert: - ESPE Elipar® Trilight Standard (Kontrollgruppe) - ESPE Elipar® Highlight – Stufenpolymerisation - ESPE Elipar® Trilight – Exponentialmodus - Bisco’s VIP – The Pulse-Delay Cure Technique® - American Dental Technologies – The Plasma ARC Curing System® - DMDS Apollo 95 E Von den Testzähnen wurden vor und nach künstlicher Alterung durch Thermocycling Kunstharz-Replika hergestellt. Diese wurden einer morphologischen Randanalyse im Rasterelektronenmikroskop unterzogen. Danach wurde die Randdichtheit der Füllungen mittels Farbstoffpenetrationstest untersucht. Die Ergebnisse der REM-Untersuchung dieser Studie zeigten, daß mit allen getesteten Geräten sehr gute Restaurationen hinsichtlich der Randqualität vor künstlicher Alterung hergestellt werden konnten. Sowohl vor als auch nach der Temperaturwechselbelastung erzielten Füllungen, die mit dem Plasmalichtgerät DMDS Apollo 95 E ausgehärtet wurden, signifikant oder tendenziell eine bessere Randschlussqualität als Restaurationen der Kontrollgruppe, der Puls-Polymerisationsreihe und solcher, die mit einer Plasmalampe mit niedrigerer Intensität polymerisiert wurden. Bei der Analyse des Farbstoffpenetrationstests wies nur das Puls-Polymerisationsverfahren im Vergleich zur Stufenpolymerisation mit dem Gerät ESPE Elipar Highlight® einen signifikant höheren Wert im Hinblick auf die Eindringtiefe des Farbstoffs auf. Zervikal drang in fast allen Gruppen der Farbstoff tiefer in den Restaurationsspalt ein als okklusal. Die hier dargestellten Ergebnisse stehen mit einigen Berichten in der Literatur im Einklang, zu anderen stehen sie im Widerspruch. Dies lässt sich möglicherweise durch unterschiedliche in den Versuchen verwendete initiale Strahlungsintensitäten bei den Softstart-Verfahren erklären. Zusammenfassend stellt man fest, daß die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit die Hypothese, daß Softstart-Polymerisation die Randqualität und Randdichte verbessert und diese, im Gegensatz dazu, bei Verwendung einer Plasmalampe verschlechtert wird, nicht bestätigen.
Durchhärtungstiefe von Kompositen nach Belichtung mit unterschiedlichen Lichtpolymerisationsgeräten
(2009)
Die Polymerisation lichthärtender Komposite wurde bisher vor allem mit Halogenlichtgeräten durchgeführt. Eine neue Geräteentwicklung beruht auf der LED (Light Emitting Diodes)-Technologie: Hierbei werden die benötigten Lichtwellen mithilfe der Halbleitertechnik generiert und von Dioden ausgestrahlt. Das emittierte Spektrum ist genau auf den Fotoinitiator Kampferchinon abgestimmt. Im Gegensatz zu Halogengeräten ist daher die Filterung des blauen Lichtes überflüssig. Mit dem höheren Wirkungsgrad und der längeren Lebensdauer vereinen LED-Geräte wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Lichthärtegeräten. Jedoch muss jede neu entwickelte Technik in ihrer Anwendung untersucht werden, um die Qualität im klinischen Ergebnis gewährleisten zu können. Ziel dieser Studie war es daher, LED-Technik und Halogenpolymerisation zu vergleichen. Zielgröße dieses Vergleiches war die Durchhärtungstiefe (DHT) der belichteten Komposite, die für die Füllungsqualität von großer Bedeutung ist. Sechs kommerziell erhältliche Materialien (Filtek Supreme, Filtek Z250, Point 4, TPH Spectrum, Definite, Tetric Ceram) wurden mit jeweils einem sehr lichtintensiven (Optilux 501 bzw. Freelight 2) und einem standardmäßig ausgestatteten Halogen- und LED-Polymerisationsgerät (Elipar Trilight, Ultralume LED 2) ausgehärtet. Die Polymerisation fand in Probenherstellungsformen aus transluzentem PTFE-Material und in Stahlformen statt. Außerdem wurden zur Überprüfung der Eignung des Versuchsaufbaus Proben in einem Echtzahnmodell hergestellt, wobei Kunststoff- und Stahlmatrizen zur Anwendung kamen. Die Belichtungszeit betrug bei den leistungsstarken Geräten jeweils 10, bei den standardmäßig ausgestatteten jeweils 20 Sekunden, um zu untersuchen, ob die von den Herstellern propagierte Zeitersparnis bei erstgenannten ohne Qualitätsverlust einhergeht. Geprüft wurden Komposite der Farbe A2, von zwei Materialien (Filtek Z250, Filtek Supreme) wurden zusätzlich dunklere Proben (A4) hergestellt. Die Lagerung der belichteten Proben betrug 7 Tage bei Trockenheit und 37 ºC. Die DHT wurde indirekt über die Knoop-Härte bestimmt und war definiert als diejenige Schicht, in der noch 80 % der maximal erzielten Knoop-Härte erreicht wurde. Voraussetzung für den Vergleich der Lichtgeräte war, dass die Maximalhärte unbeeinflusst vom Belichtungsmodus blieb, was für fast alle Materialien erfüllt wurde. Die Erkenntnisse dieser Studie lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die DHT wurde von den Variablen Belichtungsmodus, Material, Farbe und Probenherstellungsform signifikant beeinflusst. In der Farbe A2 erzielten Filtek Z250 und TPH Spectrum die höchsten Werte. Bei den Lichtgeräten erbrachte die Halogen-Polymerisation mit Elipar Trilight für alle Materialien die höchste DHT, wobei beide LED-Lichtgeräte zum Teil äquivalente Ergebnisse erzielten. Dunkle Farben verringerten die erreichte DHT signifikant, jedoch war der Einfluss auf die Materialien unterschiedlich stark. Auch die Lichtgeräte wurden durch die dunkle Farbe beeinflusst, wobei sie die Polymerisation mit Freelight 2 am stärksten beeinträchtigte. Eine lichtundurchlässige Umgebung der Proben (Stahlform bzw. -matrize) verringerte die DHT um ca. ein Drittel gegenüber einer transparenten Begrenzung. Auch hier waren die Lichtgeräte unterschiedlich betroffen, wobei in diesem Fall Elipar Trilight stärker negativ beeinflusst wurde als Freelight 2. Die Kombinationen aus Materialien und Lichtgeräten konnten in allen Fällen eine DHT von 2 mm erzielen. In einem Fall (Definite) erwies sich die gewählte Definition des Parameters DHT jedoch als ungeeignet, Vergleiche zwischen den Lichtgeräten zu ziehen. Die Beurteilung erfolgte daher über die Knoop-Härte, wobei sich herausstellte, dass die LED-Belichtung eine signifikant geringere Härte zur Folge hatte als die Polymerisation mit Elipar Trilight. Die Ursache liegt darin begründet, dass Definite neben Kampferchinon über die beiden Initiatorsysteme Luzirin und Irgacure 651 verfügt. Diese weisen in ihrem Absorptionsmaximum eine wesentlich höhere Kongruenz mit den Emissionsspektren der Halogengeräte auf. Die LED-Technologie stellt sich jedoch insgesamt, vor allem seit der Entwicklung der zweiten Gerätegeneration, als geeignet heraus, Halogengeräte in ihrer Funktion abzulösen. Da sie ihnen qualitativ nicht nachzustehen scheinen und darüber hinaus einige zusätzliche Vorteile in sich vereinen, liegt die Vermutung nahe, dass sie die Polymerisationstechnik der Zukunft darstellen.
Um die Schrumpfung von Kompositen weiter zu verringern, wechselten die Hersteller von der herkömmlichen methacrylatbasierten Harzmatrix zur Siloranchemie. Durch kationische, ringöffnende Polymerisation anstatt radikalischer Polymerisation wird die räumliche Annäherung der Monomere verringert und eine Schrumpfung von weniger als 1% ermöglicht.
In der vorliegenden in vitro Studie wurde die Randqualität und die Randdichtigkeit eines Silorans untersucht und mit klinisch bereits erfolgreich eingesetzten methacrylatbasierten Kompositen (Filtek™Supreme, Clearfil AP-X, Tetric®EvoCeram) verglichen. Lediglich in einer Kontrollgruppe (Filtek™Supreme/Scotchbond 1XT) wurde eine Konditionierung nach der total-etch Technik angewandt, in den anderen Gruppen wurde mit den markeneigenen selbstätzenden Adhäsivssystemen gearbeitet (Siloran/ Siloran System Adhesive; Filtek™Supreme/Scotchbond SE; Clearfil AP-X/ Clearfil SE; Tetric®EvoCeram/AdheSE).
Insgesamt 100 menschliche, kariesfreie dritte Molaren wurden in 10 Gruppen aufgeteilt, gereinigt und gesockelt. Es wurden standardisierte MOD-Kavitäten von 4 mm Tiefe und 3,5 mm Breite präpariert. Auf einer Seite reichte der approximale Kasten bis in das Wurzeldentin unterhalb der Schmelz-Zement-Grenze, auf der anderen Seite endete er im Schmelz. Die approximalen Kästen wurden mit Hilfe einer Bevelshape Feile ca. 1mm breit angeschrägt. Zum Füllen wurden die Zähne in ein Gerät zur Simulation der Nachbarzahnsituation eingespannt und entsprechend den Herstellerangaben konditioniert. In der Kontrollgruppe erfolgte zusätzlich eine Schmelzätzung von insgesamt 30 Sekunden und 15 Sekunden Dentinätzung. In insgesamt 8 Schichten wurden anschließend die Füllungen gelegt, in der Hälfte der Gruppen wurde dabei mit markeneigenen fließfähigen Kompositen im Sinne der lining-Technik gearbeitet. Zum Ausarbeiten wurden die Zähne aus dem Approximalkontaktsimulator herausgenommen, sichtbare Überschüsse mit dem Scaler entfernt und die Restaurationen anschließen mit Silikonspitzen poliert. Insgesamt 28 Tage wurden die Testzähne bei 37 Grad Celsius in physiologischer Kochsalzlösung gelagert, nach der Hälfte der Zeit wurden sie 2500 Zyklen Temperaturwechselbelastung (5°/55° jeweils 30 Sekunden) unterzogen.
Für die Untersuchung unter dem Rasterelektronenmikroskop wurden Kunstharzreplika hergestellt, auf REM-Träger aufgeklebt und mit Gold bedampft. Bei 100-1000facher Vergrößerung wurden diese dann auf kontinuierlichen Rand, Randspalt, Überschuss, Unterschuss und (im Dentin) auf kontinuierlichen Randanteil mit Wasserblasen hin untersucht.
Nach der Farbstoffpenetration mit Silbernitrat wurden die Zähne geschnitten und die Diffusionsstrecke am Füllungsrand entlang unter einem Auflichtmikroskop fotografiert und mit einer Bildverarbeitungssoftware vermessen.
Die Untersuchung der Randdichtigkeit mittels Farbstoffpenetration ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen mit und ohne fließfähiges Komposit. Die Analyse der Randqualität zeigte nur bei Filtek™Supreme mit Scotchbond SE mit Flowable in den axialen Randanteilen signifikant mehr kontinuierlichen Rand als ohne fließfähiges Komposit. Sonst hat die lining- Technik keinen Einfluss auf die Randqualität gezeigt.
Im Vergleich der verschiedenen methacrylatbasierten Komposite bei alleiniger Verwendung von selbstätzenden Adhäsivsystemen war Clearfil AP-X häufig überlegen. Bereits in anderen Studien wurde gezeigt, dass Clearfil AP-X und das Adhäsiv Clearfil SE Bond exzellente Randqualität liefern.
Das Siloran kann in dieser Studie gut mit klinisch erfolgreich eingesetzten Kompositen wie Filtek™Supreme und Tetric®EvoCeram mithalten. Die Ergebnisse von Clearfil AP-X sind aber zumindest bei der REM-Untersuchung häufig überlegen. Bei der Farbstoffpenetration erwiesen sich die Ränder der Siloranfüllung als ebenso dicht wie bei der Kontrollgruppe mit total-etch Technik. Auch andere Untersuchungen erbrachten bereits den Nachweis, dass Siloran mit dem selbstätzenden Siloran Systeme Adhesive ähnlich gute Ergebnisse erzielt wie methacrylatbasierte Komposite. Die Überlegenheit des neuen Materials, das sich durch seine niedrige Schrumpfung auszeichnet, konnte hier allerdings nicht gezeigt werden. Es gilt weitere Ergebnisse abzuwarten, ob zusätzliche Phosphorsäureätzung bei Verwendung des Silorans noch bessere Randqualität bringt.
Der direkte Vergleich zwischen Filtek™Supreme einmal mit den selbstätzenden Adhäsivsystem Scotchbond SE und einmal mit Scotchbond 1XT und Anwendung der total-etch Technik zeigte, dass sich im Schmelz durchaus eine signifikant bessere Randqualität ergeben kann als ohne Phosphorsäureätzung.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Bestimmung der Polymerisationskinetik und des Konversionsgrades von fünf verschiedenen lichthärtenden Kompositen nach der Polymerisation mit Plasmabogenlampen im Vergleich zu Standard Halogenlampen und Soft-Start Verfahren. Zu diesem Zweck wurde die Polymerisationsschrumpfung mit der von Watts & Cash (1991) beschriebenen Deflecting Disk Technique gemessen. Die Konversionsrate wurde indirekt über die Härtemessung nach Knoop bestimmt, die nach 24 Stunden Lagerung bei 37° C auf der Unterseite der 1,5 mm hohen Proben gemessen wurde. Es wurden vier Feinhybridkomposite (Definite, Herculite XRV, Solitaire 2 und Z250) und ein Mikrofüllerkomposit (Silux Plus) untersucht. Die verwendeten Polymerisationsverfahren beinhalten Standard Halogenlampen mit drei verschiedenen Lichtintensitäten (Elipar Trilight, ESPE), Exponentialhärtung (dito), Stufenhärtung (Elipar Hilight, ESPE), Pulse Härtung (VIP, Bisco) und zwei Xenon Plasmabogenlampen (Apollo95E, DMDS; PAC, ADT). Die Standard Halogenlampen mit geringer Lichtintensität verzögern den Startpunkt und verlangsamen den Ablauf der Polymerisationsreaktion. Sie erreichen aber für fast alle Komposite geringere Härtewerte. Lediglich bei Z250 ergeben sich keine signifikanten Unterschiede bei der Konversionsrate. Die Soft-Start Verfahren erzielen hingegen dieselben günstigen Schrumpfungskinetikwerte der Niedrigenergie Polymerisation und vergleichbar hohe Konversionsraten wie mit den Standard Härtungsverfahren. Die Härtung mit den Plasmabogenlampen führt zu einem sofortigen Start und raschen Ablauf der Polymerisationsreaktion. Sie kann aber die Komposite Definite und Solitaire 2 nicht ausreichend polymerisieren. Die Härtungseigenschaften der untersuchten Komposite unterscheiden sich untereinander sehr stark und beeinflussen den Erfolg der verschiedenen Polymerisationsprotokolle. Schlussfolgernd lässt sich sagen, dass die Verwendung von Soft-Start Verfahren ein großes Potential bietet, die auftretenden Kontraktionsspannungen während der Polymerisation durch das Nachfließen von Komposit zu kompensieren. Dieser Effekt führt nicht zu Einbußen der Konversionsrate und kann zu einer besseren Randqualität der Kompositrestauration beitragen. Bei der klinischen Anwendung von Kompositmaterialien sollte die Wahl der Polymerisationslampe und des Polymerisationsverfahrens individuell auf das benutzte Komposit abgestimmt werden. Nur so lässt sich dann das bestmögliche Ergebnis in Bezug auf gute Materialeigenschaften erzielen.
In-vitro Untersuchung der Verbundfestigkeit von Kompositreparaturen runder Prüfkörper im Zugversuch. Filtek Surpreme und Tetric EvoCeram wurden gestrahlt und/oder mit 37% Orthophosphorsäure geätzt und mit Scotchbond Universal oder Optibond FL gebonded.
Strahlverfahren erhöhten die Verbundfestigkeit, die zusätzliche Ätzung von abgestrahlten Oberflächen beeinflusste die Verbundfestigkeit nicht.
Bei einer Füllungsreparatur können Kavitätenwände aus Schmelz, Dentin oder dem Komposit der alten Füllung bestehen. Für jedes dieser Substrate werden unterschiedliche Konditionierungsschritte empfohlen, z.B. Phosphorsäureätzung für den Schmelz, Applikation eines Dentinhaftvermittlers fürs Dentin, sowie Strahlen mit Aluminiumoxid oder Silikatstrahlmittel, ggf. zzgl. Applikation eines Silans für das Komposit. Deren Wirkung lässt sich in einer Kavität jedoch nicht selektiv auf das jeweilige Substrat beschränken, sondern „kontaminiert“ zumindest teilweise auch die jeweils „falschen“ Substrate. Die vorliegende In-vitro-Studie überprüft die Auswirkung unterschiedlicher Reihenfolgen dieser Konditionierungsschritte auf den Verbund zwischen dem Dentin der "Reparaturkavität" und dem neu zugefügten Komposit.
Es zeigte sich keine Kompromittierung des Komposit-Dentin-Verbunds in Abhängigkeit des Strahlgutes bzw. einer Silanisierung. Die Reihenfolge der Konditionierungsschritte ist maßgeblich für den Komposit-Dentin-Verbund. Bei Einsatz eines Partikelstrahlgerätes ist eine darauffolgende Ätzung obligat.