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«Abteilung für Zahnerhaltung Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. dent. Roland Frankenberger Einfluss der „Etch-and-rinse“ Technik auf die ...»

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Geschäftsführender Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. dent. Roland Frankenberger

Abteilung für Zahnerhaltung

Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. dent. Roland Frankenberger

Einfluss der „Etch-and-rinse“ Technik auf die

Dentinhaftung an sklerotischem Dentin

Inaugural-Dissertation

zur

Erlangung des Doktorgrades der Zahnmedizin

dem Fachbereich Medizin der

Philipps-Universität Marburg

vorgelegt von

Heike Flöttmann

aus Gelsenkirchen

Marburg 2013

Angenommen vom Fachbereich Medizin der Philipps-Universität Marburg am 26.06.2013 Gedruckt mit Genehmigung des Fachbereichs Dekan: Univ.-Prof. Dr. med. Matthias Rothmund Referent: Univ.-Prof. Dr. med. dent. Roland Frankenberger Korreferent: Univ.-Prof. Dr. med. dent. Heike Korbmacher-Steiner Meinen Eltern gewidmet Inhaltsverzeichnis

1. Zusammenfassung 08

1.1 Zusammenfassung in deutscher Sprache 08 1.1.1 Ziel der Studie 08 1.1.2 Material und Methode 08 1.1.3 Ergebnisse und Beobachtungen 09 1.1.4 Praktische Schlussfolgerung 09

1.2

Abstract

10 1.2.1 Aim of this study 10 1.2.2 Material and methods 10 1.2.3 Results and observations 10 1.2.4 Conclusions 11

2. Einleitung 12

3. Literaturübersicht 14

3.1 Komposite 14 3.1.1 Organische Matrix 14 3.1.2 Füllstoffe 15 3.1.3 Verbundphase 17

3.2 Adhäsivtechnik 20 3.2.1 Zahnschmelz 20 3.2.2 Die Haftung von Kunststoffen am Zahnschmelz 21 3.2.3 Dentin 22 3.2.4 Die Haftung von Kunststoffen am Dentin 23 3.2.5 Bestandteile der Adhäsivsysteme 25

3.3 Dentinbonding und seine Entwicklung bis heute 25

4. Problemstellung 31

5. Material und Methode 32

5.1 Auflistung der verwendeten Mate

–  –  –

Tabelle 3.1.

: Klassifikation der Komposite (modifiziert nach Frankenberger) 16 Tabelle 3.2.

: Gegenüberstellung der Einteilung der Adhäsivsysteme (modifiziert nach Frankenberger) 30

–  –  –

1.1 Zusammenfassung in deutscher Sprache 1.1.1 Ziel der Studie Ziel der Studie war es, den Einfluss der „Etch-and-rinse“ Technik auf die Dentinhaftung an sklerotischem Dentin zu untersuchen.

1.1.2 Material und Methode Für die Studie wurden 56 menschliche Front- und Seitenzähne mit sklerosierten Zahnhalsdefekten gesammelt. Nach Reinigung mittels Scaler und Bürstchen wurden die 56 Zähne in sieben Gruppen (n=8) aufgeteilt. Diese wurden im Folgenden mit zwei verschiedenen Adhäsiven (AdheSE und Syntac) in unterschiedlichen Techniken konditioniert. Auf eine vorherige Präparation wurde verzichtet. In den Gruppen 1-3 wurde als Adhäsivsystem Syntac (Ivoclar Vivadent) verwendet, dabei erfolgte in Gruppe 1 eine selektive Schmelzätzung mit Phosphorsäure für 30 s. In den Gruppen 2 und 3 wurde mit Hilfe der „Etchand-rinse“ Technik konditioniert. Dabei wurde in Gruppe 2 das Dentin für 15 s und der Schmelz für 30 s geätzt. In Gruppe 3 hingegen betrug die Ätzzeit für Dentin und Schmelz jeweils 30 Sekunden. In den Gruppen 4-7 kam AdheSE (Ivoclar Vivadent) zum Einsatz. Bei Gruppe 4 wurde AdheSE nach Herstellerangaben ohne vorherige Phosphorsäureätzung angewendet. Die Zähne der Gruppen 5-7 wurden analog zu den Zähnen der Gruppen 1-3 mit Phosphorsäure geätzt.

Im Anschluss wurden vor und nach einer thermomechanischen Dauerbelastung Replikas der Probenzähne aus einem Epoxidharz hergestellt und diese im Rasterelektronenmikroskop in Bezug auf die Randqualität vermessen und verglichen. Die Auswertung und die statistische Analyse der gewonnenen Daten erfolgte mittels SPSS für Windows.

1.1.3 Ergebnisse und Beobachtungen Es zeigte sich, dass die „Etch-and-rinse“ Technik bei einer Ätzzeit von 30 s sowie die „Self-etch“ Technik, ergänzt durch eine vorherige Phosphorsäureätzung für 15 s, den besten Haftverbund am Dentin nach TML erzielten (48,1% und 45,1%). Sortiert nach abnehmender Randqualität und somit abfallenden Haftwerten folgten die Gruppen „Self-etch“ ergänzt durch 30s Phosphorsäureätzung (37,9%), „Self-etch“ ohne ergänzende Maßnahmen am Dentin (31,2% und 27,8%), „Etch-and-rinse“ bei 15 s langer Phosphorsäureätzung (18,0%) und zum Schluss „Selective etch“ ohne Dentinkonditionierung (10,8%). Die Ergebnisse vor TML zeigten eine gute Dentinhaftung in allen sieben Gruppen (100%).

1.1.4 Praktische Schlussfolgerung

Die gewonnenen Ergebnisse dieser Studie lassen die Aussage zu, dass sklerotisches Dentin verlängerte Ätzzeiten erfordert, um einen ausreichenden Haftverbund eingehen zu können. Zu empfehlen ist eine 30 s lange Phosphorsäureätzung. Bei der Anwendung von „Self-etch“ Adhäsiven sollte ergänzend zu diesen zu Beginn eine 15 s lange Ätzung mit Phosphorsäure erfolgen. Die Demineralisationsfähigkeit von „Self-etch“ Adhäsiven alleine reicht nicht aus, um einen sicheren Haftverbund an sklerotischem Dentin zu generieren.

1.2 Abstract 1.2.1 Aim of the Study Aim of the study was to evaluate the influence of the etch-and-rinse technique on bonding to sclerotic dentin.

1.2.2 Material and method Fifty six extracted human teeth (incisors, premolars and molars) providing noncarious cervical lesions were cleaned and divided into 7 groups (n=8). All teeth were conditioned with two adhesives (AdhSE and Syntac) in different ways. The dentin was not prepared. Group 1-3 were treated with Syntac. Group 1 in a selective-etch technique with 30s enamel etching. Groups 2 and 3 were treated with etch-and-rinse technique. Group 2 received a 15s dentin and a 30s enamel etching, in group 3 enamel and dentin were etched for 30s. Groups 4-7 were treated with „AdheSE“. Group 4 was conditioned after manufacturer’s instructions, groups 5-7 were etched analogical to groups 1-3.





Epoxy-resin replicas were made before and after thermomechanical loading (TML) in order to compare marginal quality under SEM magnification.

1.2.3. Results and observations It could be shown that the etch-and-rinse technique with 30s dentin etching or the use of self-etching primers combined with 15 s dentin-etching produced best marginal integrity in dentin after TML (48.1% and 45.1%). Bond strength of the other groups in decreasing order were: self-etch with 30s etching (37.9%), selfetch without any further treatment (31.2% and 27.8%), etch-and-rinse with 15s etching time (18.0%) and finally selective-etch without any conditioning of dentin (10.8%). There was no gap formation seen before TML (100%).

1.2.4. Conclusions Prolonged etching time is needed for bonding to sclerotic dentin in order to obtain adequate bond strength. 30 s etching is recommended when using the etch-and-rinse technique. When using self-etch adhesives, 15 s phosporic acid etching is needed before primer application, because the ability of dentin demineralization of self-etch adhesives is not enough to create adequate bond strengths.

2. Einleitung Kompositmaterialien zählen heute in der modernen restaurativen Zahnerhaltung zu den Standardmaterialien. Anwendung finden sie zum Beispiel als Füllungswerkstoff, als adhäsives Befestigungsmaterial oder auch als laborgefertigte Inalys etc. [79]. Als Füllungswerkstoff dienen sie nicht nur dem Defektverschluss, sondern sie werden auch den steigenden ästhetischen Ansprüchen der Gesellschaft gerecht [78, 97]. Aus zahnärztlicher Sicht besteht der wesentliche Vorteil der Kompositrestaurationen gegenüber den früher verwendeten Amalgamfüllungen in der größtmöglichen Zahnhartsubstanzschonung [30, 137]. Unterschnittpräparationen aus Retentionsgründen sind nicht mehr notwendig [24, 26]. Ziel der Füllungstherapie ist der dichte Randschluss. So ist die Polymerisationsschrumpfung der Hauptnachteil der Komposite [104]. Um eine adäquate Haftung der Kompositrestaurationen an den Zahnhartsubstanzen und ein Entgegenwirken der Schrumpfung zu erreichen, ist eine adhäsive Verankerung notwendig. Auf dem Weg, ein geeignetes Adhäsiv für Komposite zu finden, entstanden einige Generationen von Bondingsystemen [17, 73].

Wurde durch die Schmelz-Ätz-Technik von Buonocore schnell eine zufriedenstellende mikromechanische Verankerung von Kunststoffen am Zahnschmelz erreicht, gestaltete sich die Haftung am Dentin weitaus schwieriger [16, 95]. Ziel musste es sein, eine Konditionierung des hydrophilen Dentins zu erreichen, die eine Haftung an den hydrophoben Kunststoff ermöglicht. Trotz mittlerweile einer Vielzahl an Bondingsystemen bleibt die adhäsive Bindung an das Dentin ein schwieriges techniksensitives Unterfangen [37, 49]. Bis heute wird versucht, die Bondingsysteme und ihre Anwendung zu perfektionieren. Die rasche Weiterentwicklung der Adhäsivsysteme führt zu einer enormen Produktvielfalt auf dem Markt [12]. So gibt es viele verschiedene Adhäsivsysteme, unter denen sich ein Anwender zurechtfinden muss [53]. Wir befinden uns also heute auf dem Weg ein anwenderfreundliches einfaches aber effektives Adhäsivsystem herzustellen [103, 121]. Grundsätzlich unterscheiden sich dabei die „Selective-etch“ (das selektive Ätzen der Schmelzränder), die „Etch-and-rinse“ (das Ätzen von Schmelz und Dentin) und die „Self-etch“ Technik (Schmelz- und Dentinkonditionierung ohne Phosphorsäure) voneinander. Für jede dieser drei Techniken gibt es Systeme, die eine unterschiedliche Anzahl an Komponenten aufweisen. Die vorliegende Arbeit soll den Einfluss der „Etch-and-rinse“ Technik (also das Ätzen von Schmelz und Dentin mit Phosphorsäure) auf die Dentinhaftung an sklerotischem Dentin untersuchen. Dazu sollen Zahnhalsdefekte (Klasse V Kavitäten, nach Black) gefüllt werden, deren Kavitätenränder oftmals nur im sklerotischen Dentin liegen. Verwendete Adhäsive sind hierbei Syntac classic (Ivoclar Vivadent) sowie AdheSE (Ivoclar Vivadent). Syntac classic ist ein Mehrschrittadhäsiv bestehend aus Primer, Adhäsiv und Heliobond. Es kann in der „Selective-etch“ und in der „Etch-and-rinse“ Technik angewendet werden. AdheSE ist ein zweiSchritt „Self-etch“ Adhäsivsystem bestehend aus Primer und Bond.

3. Literaturübersicht

3.1 Komposite

Komposite sind Verbundwerkstoffe (compomere = zusammenfügen).

Grundsätzlich bestehen Kompositmaterialien aus einer polymerisierbaren hydrophoben Matrix, anorganischen Füllkörpern und einer Verbundphase (Silane, Kopolymere), welche die beiden miteinander vereint [8]. Weitere Bestandteile sind Initiatoren, Stabilisatoren, Akzeleratoren und Farbstoffe [59].

3.1.1 Organische Matrix Die organische hydrophobe Matrix besteht bei den heute hauptsächlich verwendeten Kompositmaterialien aus Estern der Methacrylsäure mit ein – oder mehrwertigen Alkoholen.

Die grundlegende Chemie der organischen Matrix wurde 1962 von Richard Bowen beschrieben. Er führte Bis-GMA (Bisphenol-A-Diglycidyl-Methacrylat), auch Bowen-Harz genannt, ein [109].

Abb.3.1.: Bis-GMA (modifiziert nach Frankenberger) Bis-GMA ist durch seine beiden Hydroxylgruppen in den Seitenketten, die Wasserstoffbrückenbindungen der einzelnen Monomere untereinander ermöglichen, relativ hoch viskös. Zur Verbesserung der Materialeigenschaften werden Verdünner eingesetzt. Dazu dienen niedrig visköse Komonomere wie zum Beispiel das aliphatische Dimethacrylat TEGDMA (Triethylenglykoldimethacrylat) [31].

Abb.3.2.: TEGDMA (modifiziert nach Frankenberger) Die Zugabe eines Verdünners ermöglicht die Erhöhung des Füllstoffgehaltes im Komposit, welches zu verbesserten Materialeigenschaften führt [109].

Ein weiteres Basis-Monomer neben Bis-GMA ist das heute wenig verwendete UDMA (Urethan-diemethacrylat). Bei diesem Monomer ist kein Verdünner als Zusatz notwendig. Nachteilig ist hier aber die erhöhte Polymeriationsschrumpfung.

3.1.2 Füllstoffe Der Zusatz von anorganischen Füllstoffen trägt entscheidend zu den physikalisch-werkstoffkundlichen Eigenschaften moderner Kompositfüllungsmaterialien bei [25]. Nachteilige Eigenschaften der Kunststoffkomponente wie die Polymerisationsschrumpfung, ein hoher Wärmeausdehnungskoeffizient und die Quellung durch Wasseraufnahme werden durch die anorganische Komponente minimiert [106]. Gleichzeitig werden durch den Zusatz die mechanischen Eigenschaften verbessert [25].



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