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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.
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 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.
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.
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.
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.