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Einfluss von temporären
Befestigungszementen auf die
Dentinhaftung nach definitiver, adhäsiver
Befestigung
Der Medizinischen Fakultät
der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg
zur
Erlangung des Doktorgrades Dr. med. dent.
vorgelegt von
Carina Keller
aus Lichtenfels
Als Dissertation genehmigt von der Medizinischen Fakultät
der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Vorsitzender des Promotionsorgans: Prof. Dr. Dr. h.c. J. Schüttler
Gutachter: Prof. Dr. U. Lohbauer
Gutachter: Prof. Dr. A. Petschelt
Tag der mündlichen Prüfung: 11. April 2014
Meiner Familie und meiner Patin Rosi gewidmet
Inhaltsverzeichnis
1 Zusammenfassung ..................................................................................... 1
2 Summary..................................................................................................... 3
3 Einleitung .................................................................................................... 5
4 Literatur ....................................................................................................... 7
4.1 Dentin als Substrat ............................................................................... 7
4.1.1 Schmierschicht ............................................................................... 8
4.1.2 Dentinhaftung und Haftvermittler .................................................... 8
4.2 Provisorische Zemente ....................................................................... 10
4.3 Definitive Befestigungskomposite ....................................................... 11
4.4 Wechselwirkung Eugenol-haltiger Substanzen (Phenole) mit
Bestandteilen adhäsiver Befestigungsmaterialien .................................... 19
5 Problemstellung ........................................................................................ 24
6 Material und Methode ............................................................................... 25
6.1 Versuchsaufbau .................................................................................. 25
6.2.1 Vorbehandlung ............................................................................. 26
6.2.2 Scheibenherstellung und Kavitätenpräparation ............................ 26
6.2.3 Herstellung der Inlays ................................................................... 28
6.2.4 Einbringung der Inlays mit provisorischen Zementen ................... 28
6.2.5 Entfernung, Reinigung und Zementierung mit
Befestigungskompositen ....................................................................... 29
6.2.6 Verwendete Materialien ................................................................ 30
6.3 Beurteilung der Haftkraft ..................................................................... 31
6.3.1 Vorversuche und Formelherleitung............................................... 31
6.3.2 Ausstoßversuch (PBS) ................................................................. 35
6.3.3 Fraktographische Untersuchung .................................................. 36
6.4 Statistische Analyse der quantitativen Ergebnisse ............................. 37
7 Ergebnisse ................................................................................................ 38
7.1 Quantitative Untersuchung ................................................................. 38
7.2 Fraktographische Untersuchung ......................................................... 41
8 Diskussion................................................................................................. 44
8.1 Beurteilung der Ergebnisse ................................................................ 44
8.1.1 Quantitative Ergebnisse ............................................................... 44
8.1.2 Fraktographische Ergebnisse ....................................................... 49
8.2 Beurteilung der Methodik .................................................................... 51
9 Schlussfolgerung ...................................................................................... 54
10 Literaturverzeichnis ................................................................................. 55
11 Tabellen- und Abbildungsverzeichnis ..................................................... 61
Danksagung ................................................................................................. 63
1
1 Zusammenfassung
1.1 Hintergrund und Ziele
Zur adhäsiven Befestigung von indirekten Restaurationen, z.B. Komposit-
oder Keramikinlays, spielen selbstadhäsive Befestigungskomposite auf-
grund ihrer einfacheren Anwendung (weniger Schritte, geringerer Zeit-
aufwand) eine immer größere Rolle in der Zahnmedizin. Um die Herstel-
lungszeit der indirekten Restaurationen zu überbrücken, ist eine proviso-
rische Versorgung zusammen mit einer provisorischen Befestigung not-
wendig. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss von provisorischen Euge-
nol-haltigen Zementen auf die definitive Dentinhaftung eines neuen
selbstadhäsiven Befestigungskomposits im Vergleich zu einem etablier-
ten System mittels Ausstoßversuch zu untersuchen.
1.2 Material und Methode
Aus 197 extrahierten Rinder-Unterkiefer-Frontzähnen wurden nach Rei-
nigung und Entfernung der Wurzel sowie des Zahnschmelzes
Dentinscheiben von ca. 1 mm Dicke hergestellt. In die Scheiben wurde
jeweils eine konische Kavität präpariert, in welche Positivkörper mit un-
terschiedlichen temporären Zementen befestigt wurden: Eugenol-haltig
auf Zementbasis (Temp Bond, TB; Kerr, Orange, CA, USA), Eugenol-frei
auf Zementbasis (Temp Bond NE, TBNE; Kerr) und auf Kunststoffbasis
(Temp Bond Clear, TBC; Kerr). Nach einwöchiger Lagerung bei 37 °C in
Kochsalzlösung wurden die Scheiben nach Entfernung der Provisorien
mechanisch gereinigt. Die Weiterversorgung erfolgte unter Verwendung
des selbstadhäsiven Befestigungskomposits Maxcem Elite (MC; Kerr)
und eines etablierten etch-and-rinse-Systems Syntac/Variolink 2 (V2;
Ivoclar-Vivadent, Schaan, Liechtenstein), mit welchen erneut konische
Positivkörper in die Kavität eingebracht wurden. Die Haftung der Befesti-
gungskomposite wurde, nach einwöchiger Lagerung unter gleichen Be-
dingungen, mittels Ausstoßversuch (Push-out Bond Strength, PBS) be-
stimmt. Unter dem Lichtmikroskop wurde eine Einteilung nach Frakturar-
2
ten vorgenommen sowie ausgewählte Proben im Rasterelektronenmikro-
skop dargestellt.
1.3 Ergebnisse und Beobachtungen
Die Haftwerte der V2-Gruppen liegen allesamt über denen der MC-
Gruppen. Mit 10,75 MPa liefert V2/TBNE den höchsten Wert, gefolgt von
V2/TB (10,44 MPa), V2/TBC (8,94 MPa) und MC/TBC (8,38 MPa), die
sich signifikant (p<0,05) von der MC/TBNE (4,28 MPa) und MC/TB (2,88
MPa) unterscheiden. Bezüglich der provisorischen Befestigungsmateria-
lien auf Zementbasis zeigen sich signifikante Unterschiede der mittleren
Haftwerte zwischen MC und V2, wohingegen sich die Werte bei TBC nur
marginal unterscheiden. Die fraktographische Untersuchung stützt die
Ergebnisse: alle V2-Gruppen und die MC/TBC-Gruppe weisen, im Ge-
gensatz zu der MC/TBNE- und der MC/TB-Gruppe, überwiegend adhäsi-
ve Brüche an der Grenzfläche Inlay/Befestigungskomposit auf.
1.4 Schlussfolgerung
Nach provisorischer Versorgung erreichen die Haftwerte des selbstadhä-
siven Befestigungskomposits nicht die des etablierten etch-and-rinse-
Systems. Das provisorische Material auf Kompositbasis nimmt eine Son-
derstellung ein und liefert mit beiden definitiven Befestigungsmaterialien
mittlere Haftwerte. Bei den Befestigungsmaterialien auf Zementbasis
spielt die Wahl des provisorischen Zements und die Frage, ob Eugenol-
frei oder Eugenol-haltig, keine Rolle; die Haftwerte beider adhäsiver Be-
festigungssysteme unterscheiden sich nicht signifikant (p>0,05). Zusam-
mengefasst zeigen die Ergebnisse, dass der Wahl des provisorischen
Zements keine entscheidende Bedeutung zukommt. Das etablierte Mehr-
schrittsystem ist dem selbstadhäsiven Befestigungskomposit überlegen,
weshalb der höhere Zeitaufwand für bessere Haftwerte in Kauf genom-
men werden sollte.
3
2 Summary
2.1 Objectives
For adhesive bonding of indirect restorations, e.g. composite or ceramic
inlays, self-adhesive luting cements are of increasing importance to den-
tistry owing to their easier application (fewer steps, less time-consuming).
To bridge the time necessary to produce indirect restorations, provisional
treatment is obligatory. The object of this study was to evaluate the influ-
ence exerted by provisional luting cements, especially those containing
eugenol, on the dentine adhesion of a new self-adhesive luting cement in
comparison with an established system by means of the push-out bond
strength test.
2.2 Materials and Methods
Dentine discs of approx. 1 mm thickness were cut out of 197 extracted
bovine mandible incisors after cleaning and removing root as well as
enamel. A conical cavity was hollowed out of each disc, into which posi-
tive bodies were integrated by means of different temporary cements:
cement-based eugenol-containing (Temp Bond, TB; Kerr, Orange, CA,
USA), cement-based eugenol-free (Temp Bond NE, TBNE; Kerr), and
composite-based (Temp Bond Clear, TBC; Kerr). Having been stored in
sodium chloride solution at a temperature of 37 °C for one week, the
discs were cleaned mechanically after removing the inlays. For further
treatment, the self-adhesive luting cement Maxcem Elite (MC; Kerr) and
the established etch-and-rinse-system Syntac/Variolink 2 (V2; Ivoclar-
Vivadent, Schaan, Liechtenstein) were applied to integrate conical posi-
tive bodies into the cavity once more. After one week of storage under
the same conditions, the adhesion of the luting cements was determined
by means of the push-out bond strength test (PBS). The samples were
classified according to fracture types under the light microscope; selected
samples were depicted in the scanning electron microscope.
4
2.3 Results
The push-out bond strengths of all the V2-groups exceed those of the
MC-groups. With 10,75 MPa V2/TBNE provides the highest value, fol-
lowed by V2/TB (10,44 MPa), V2/TBC (8,94 MPa), and MC/TBC (8,38
MPa), significantly (p<0,05) differing from MC/TBNE (4,28 MPa) and
MC/TB (2,88 MPa). Concerning provisional cement-based luting agents,
the median push-out bond strengths show significant differences between
MC and V2, whereas values for TBC only differ marginally. Fractographic
analysis supports the results: in contrast to MC/TBNE- and MC/TB-group,
all V2-groups and the MC/TBC-group exhibit a majority of adhesive frac-
tures on the interface between inlays and luting cement.
2.4 Conclusions
After provisional treatment, push-out bond strengths of self-adhesive lut-
ing cement cannot compete with those from the established etch-and-
rinse-system. The composite-based provisional luting agent holds a spe-
cial position and provides medium push-out bond strengths for both defin-
itive bondings. Concerning cement-based luting agents, neither the deci-
sion for a certain provisional cement nor the question, whether eugenol-
free or eugenol-containing, is of importance: the push-out bond strengths
of both adhesive bonding systems do not differ significantly (p<0,05). In
conclusion, the results suggest that the decision for a certain provisional
cement is not of crucial importance. The established multi-step system is
superior to self-adhesive luting cement, which is the reason why the
higher time consumption of the procedure should be tolerated in favour of
better bond strengths.
5
3 Einleitung
In den vergangenen Jahren sind die Ansprüche der Patienten an eine ästhe-
tische Versorgung weiter gestiegen, was zu einer vermehrten Verwendung
von zahnfarbenen Restaurationen führte. Diese bestehen aus Komposit oder
Keramik und stellen eine weniger invasive Vorstufe zur Kronenversorgung
dar. Sie sind eine mögliche Option, wenn die direkte Restauration fraglich ist.
Zur Befestigung werden Komposite (Ferracane et al., 2011) verwendet, an
welche hohe Ansprüche gestellt werden, da der klinische Erfolg mit einem
dauerhaften Verbund zwischen der Restauration und der Zahnoberfläche
steht und fällt (Bagis et al., 2011). Um diesen zu generieren, muss die hydro-
phile Dentinoberfläche eine Verbindung mit dem hydrophoben Befesti-
gungskomposit eingehen. Dies erfolgt über die Verwendung von unterschied-
lichen Adhäsivsystemen, deren Entwicklung in den vergangenen Jahren
stark vorangetrieben wurde. Der Trend geht, aufgrund der Techniksensitivität
und Zeitersparnis, hin zu einer Reduktion der Applikationsschritte bis zum
Ein-Flaschen-Adhäsiv, bei dem zur Generation der Haftung nur die Applikati-
on eines Haftvermittlers notwendig ist. Auch in der Gruppe der Befestigungs-
komposite ist die Entwicklung zu sogenannten selbstadhäsiven Befesti-
gungskompositen vorangeschritten. Mit einem Schritt, der aus der Applikati-
on des Materials besteht, werden der Ätzvorgang und die Haftvermittlung
gleichzeitig vollzogen. Neue bifunktionelle Moleküle, wie z.B. GDMP, MDP
und 4-MET, siehe Kapitel 4.3, sind der Schlüssel zu diesem innovativen Sys-
tem. Neben der Zeitersparnis (Bagis et al., 2011) und der geringeren Tech-
niksensitivität durch eine Reduktion der Schritte (Bagis et al., 2011, Burgess
et al., 2010, Ferracane et al., 2011) ist die einfachere Anwendung dieser Ma-
terialklasse zu nennen (Bagis et al., 2011, Burgess et al., 2010, D'Arcangelo
et al., 2011, Santos et al., 2011). Die Zeit, in der es zu einer Verunreinigung
der Zahnoberfläche, z.B. durch Blut und Speichel, kommen kann, wird durch
nur einen Schritt kurz gehalten (Burgess et al., 2010). Postoperative Hyper-
sensitivitäten und hydrolytische Degradation (Santos et al., 2011) kommen
nicht vor, da es keine Diskrepanz zwischen der Tiefe der Säureätzung und
der Kunststoffinfiltration gibt. Dennoch sind die selbstadhäsiven Befesti-
gungsmaterialien immer noch eine heterogene Gruppe bezüglich ihrer Haft-
6
kraft und ihrer chemischen und mechanischen Eigenschaften, die besser
untersucht werden müssen (D'Arcangelo et al., 2011). Auch die temporären
Befestigungsmaterialien zur Zementierung der provisorischen Versorgung,
deren Verwendung nötig ist, um die Herstellungszeit einer indirekten Restau-
ration zu überbrücken und die kaufunktionellen und ästhetischen Funktionen
der präparierten Zähne aufrechtzuerhalten, können sich auf die Haftung
auswirken. Die Rückstände dieser treten in Wechselwirkung mit den definiti-
ven Befestigungsmaterialien. Insbesondere dem Eugenol, einem Phenyl-
propanoid, welches z.B. in Zinkoxid-Eugenol-Zementen enthalten ist, wird
eine negative Wirkung auf die adhäsive Befestigung nachgesagt.
Ziel dieser Arbeit war, die Auswirkung unterschiedlicher temporärer Zemente
und den Einfluss von Eugenol auf die Haftung eines etablierten konventionel-
len sowie eines selbstadhäsiven Befestigungskomposits mittels Ausstoßver-
such zu untersuchen.
7
4 Literatur
4.1 Dentin als Substrat
Dentin ist bei der Versorgung des Zahnes mit indirekten Restaurationen das
Hauptsubstrat, das eine Verbindung mit dem Befestigungskomposit eingeht.
Schmelzareale machen je nach Präparation nur einen geringen Teil der
Kavitätenoberfläche aus. Vor allem bei Einlagefüllungen sind die
approximalen Bereiche nicht mehr schmelzbegrenzt (Krämer et al., 2000).
Dentin, auch Zahnbein oder Substantia eburnea, wird coronal von Schmelz
und apikal von Zement bedeckt und reagiert mit der von ihm umgebenen
Pulpa als Einheit auf bakterielle, chemische und physikalische Reize. Es
kann als lebendes, zu regenerativen Prozessen befähigtes und mit dem
Knochen verwandtes Hartgewebe angesehen werden, welches laut Marshall
zu 55 Vol.-% aus organischen, zu 30 Vol.-% aus anorganischen Bestandtei-
len und zu 15 Vol.-% aus Wasser besteht (Marshall, 1993). Der organische
Teil besteht zu 90% aus Kollagen, welches sich als hochhydrophil darstellt.
Beim Mineralisationsprozess dient dieses als Grundgerüst für die Ablagerung
der Kristalle. Nicht-kollagene Grundsubstanzen wie Proteoglykane, Lipide
und Phosphoproteine stellen weitere organische Bestandteile dar. Der anor-
ganische Anteil umfasst hauptsächlich Phosphat und Kalzium, welches in
kristalliner Form als Hydroxylapatit oder amorphes Kalziumphosphat vorliegt
(Hellwig et al., 2007, Schroeder, 1997). Die Kristalle finden sich, im Gegen-
satz zum Schmelz, nicht in prismatisch-geordneter Form und sind von kleine-
rer Größe, was auf eine geringere Härte schließen lässt. Im Gegensatz zum
Knochen enthält Dentin keine Zellen. Lediglich die zytoplasmatischen Fort-
sätze der Odontoblasten, die an der Pulpa-Dentin-Grenze liegen, durchzie-
hen den Dentinkörper in Tubuli. Die Odontoblasten, entwicklungsgeschicht-
lich Zellen mesenchymalen Ursprungs, sind für die lebenslange physiologi-
sche Unterhaltung der Zahnhartsubstanz zuständig. In den kanalartigen
Strukturen sind die Odontoblastenfortsätze oder Tomes-Fasern im
periodontoblastischen Raum von organischen Strukturelementen wie Kol-
lagen und dem Dentinliquor umgeben. In einzelnen Tubuli lassen sich auch
Nervenfasern nachweisen. Die Kanalwände werden von peritubulärem Den-
8
tin ausgekleidet, welches im Gegensatz zum intertubulären Dentin homoge-
ner und dichter mineralisiert ist. Die Anzahl und der Durchmesser der Tubuli
nehmen in den pulpenfernen, peripheren Dentinschichten ab (Eick et al.,
1997).
4.1.1 Schmierschicht
Bei jeder über den Schmelz hinausgehenden Präparation mit rotierenden
Instrumenten entsteht eine Schmierschicht, die die Eingänge der Tubuli ver-
legt; eine Erscheinung, die als smear plugs bezeichnet wird (Eick et al.,
1997). Sie besteht aus Dentinliquor, welcher aus den angeschnittenen Tubuli
strömt, sowie aus Zelltrümmern, Wasser und Bakterien, genauer gesagt aus
Kalzium, Phosphat und organischem Material, welches Schwefel, Stickstoff
und Kohlenstoff enthält (Eick et al., 1997, Ferracane et al., 2011). Die Zu-
sammensetzung variiert je nach Zusammensetzung des Dentins, welches
tangiert wurde. Die Schmierschicht ist von Nutzen und verhindert das Ein-
dringen von Bakterien in die Tubuli, reduziert den Fluss von Dentinliquor und
verhindert postoperative Hypersensitivitäten. Sie erschwert allerdings auch
die Penetration des Haftvermittlers oder Komposits in die Tubuli (Eick et al.,
1997). Um Adhäsion zwischen einem Komposit und dem Zahn herzustellen,
spielt die Behandlung der Schmierschicht eine zentrale Rolle.
4.1.2 Dentinhaftung und Haftvermittler
Die Herstellung der Dentinhaftung stellt sich, im Gegensatz zur Schmelzhaf-
tung, aufgrund der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften der Bin-
dungspartner schwieriger dar. Hauptproblematik hierbei ist die Verbindung
der hydrophilen Dentinoberfläche (hochhydrophile Proteoglykane vom Kol-
lagen Typ 1) mit dem hydrophoben Befestigungskomposit (Bagis et al.,
2011). Überdies spielt die Schmierschicht eine wesentliche Rolle, da sie die
Penetration des Haftvermittlers bzw. des Komposits verhindert. Die Hydro-
philie wird durch den Liquorausstrom verstärkt und ist nach erfolgter Ätzung
noch um ein Vielfaches höher. Ziel ist es, die Dentinoberfläche durch geeig-
9
nete Maßnahmen zu hydrophobisieren und dadurch eine ausreichende Be-
netzung mit Monomeren bzw. eine Penetration der Monomere zu gewährleis-
ten. Es gibt eine Vielzahl von unterschiedlichen Adhäsivsystemen, Komposi-
ten und sogenannten selbstadhäsiven Befestigungskompositen auf dem
Markt, wobei sich prinzipiell zwei Wege für eine adäquate Dentinhaftung, ba-
sierend auf zwei Adhäsivstrategien, herauskristallisieren (Bagis et al., 2011).
Der erste Ansatz beruht auf der Entfernung der Schmierschicht und der
smear plugs bei der etch-and-rinse- oder total-etch-Technik. Hierbei erfolgt
die Freilegung der Tubuli und damit die Entfernung der Diffusionsbarriere
mittels Säure. Eine 37%-ige Phosphorsäure stellt sich als besonders wirksam
dar. Die Dentinoberfläche, vor allem das intertubuläre Dentin, wird deminera-
lisiert. Nach dem Absprühen mit einem Luft-Wasser-Gemisch bleibt Kollagen
als Grundgerüst zurück. Durch weitere Schritte wird die Oberfläche für die
Verbindung mit dem Haftvermittler und schließlich dem Komposit vorbereitet.
Es entsteht eine Hybridschicht, die im Idealfall aus 70 Vol.-% Adhäsiv und 30
Vol.-% Kollagen besteht (Eick et al., 1997, Marshall, 1993). Die Verankerung
erfolgt mikromechanisch über Kunststoffzapfen (Monticelli et al., 2008). Nä-
heres zu Kompositen mit Vorbehandlung mit Adhäsivsystem in Kapitel 4.3.
Beim zweiten Weg erfolgt die Adhäsion über eine Modifikation der Schmier-
schicht, z.B. bei self-etch-Systemen. Hierbei wird zunächst ein saurer Primer
verwendet, der die Aufgabe der Säure und des Haftvermittlers übernimmt. Im
Anschluss wird das Befestigungskomposit aufgetragen. Dabei entsteht ein
Hybridkomplex. Die Adhäsion erfolgt hier chemisch (Monticelli et al., 2008).
Die neuesten auf dieser Methodik basierenden Entwicklungen sind soge-
nannte selbstadhäsive Befestigungskomposite, die direkt, ohne Vorbehand-
lung mit einem Adhäsivsystem, aufgebracht werden. Die Haftung erfolgt auch
hier chemisch und wird über die neuentwickelten bifunktionellen Matrix-
monomere generiert (Bagis et al., 2011). Näheres hierzu in Kapitel 4.3.
10
4.2 Provisorische Zemente
Die provisorische Versorgung der Kavität zur Überbrückung der Herstel-
lungszeit der definitiven Restauration ist ein unentbehrlicher Schritt. Sie dient
dazu, die entstandene Dentinwunde effektiv zu schützen und somit eine In-
fektion der Pulpa und Schmerzen oder Hypersensitivitäten zu verhindern.
Der Erhalt der phonetischen, ästhetischen und kaumechanischen Funktion
des Gebisses wird gewährleistet (Bagis et al., 2011) und beschliffene Pfeiler-
zähne in ihrer Stellung fixiert. Die temporären Restaurationen werden mit
provisorischen Zementen befestigt. Im Unterschied zu den Erwartungen an
definitive Befestigungsmaterialien ist es hier das Ziel, eine vorübergehende
Haftung zu generieren, an die sich eine komplikationslose Entfernung an-
schließt. Es gibt eine Vielzahl von provisorischen Befestigungsmaterialien,
welche man in zwei Gruppen unterteilen kann. Diejenigen auf Zementbasis,
die wiederum in Eugenol-haltige und Eugenol-freie gegliedert werden kön-
nen, und die auf Kompositbasis.
Viele provisorische Zemente beruhen auf Zinkoxid-Eugenol-Basis, z.B. Temp
Bond (TB; Kerr, Orange, CA, USA), laut Carvalho et al. eines der am häufigs-
ten genutzten provisorischen Materialien in der Endodontie und der restaura-
tiven Zahnheilkunde. Es weist einen beruhigenden Effekt auf die Pulpa, eine
antibakterielle Wirkung und ausgezeichnete Dichtigkeit bei niedrigen An-
schaffungskosten und leichter Entfernbarkeit auf (Carvalho et al., 2007, Hu-
me, 1984). Das Zinkoxid reagiert während des Mischens mit dem Eugenol zu
Zink-Eugenolat. Neben diesem unter Feuchtigkeit entstandenen amorphen
Chelatkomplex bleibt ein Rest Zinkoxid und freies Eugenol zurück, was die
geringe mechanische Stabilität bedingt (Fonseca et al., 2005). Um die Grup-
pe der Eugenol-haltigen Zemente zu vervollständigen, ist der Ethoxy-
Benzoesäure-Zement (EBA-Zement) zu erwähnen, der auf der Basis von
Zinkoxid-Eugenol-Zementen entwickelt wurde. Seine Bestandteile unter-
scheiden sich erstens durch die Zugabe von Quarz oder Aluminiumoxid, das
die Druckfestigkeit erhöhen soll, und zweitens durch die Reduktion des Eu-
genol-Anteils auf ein Drittel. Stattdessen ist hier ortho-Ethoxy-Benzoesäure
hinzugefügt, was eine schnellere Abbindung zur Folge hat. Trotz erhöhter
11
Belastbarkeit entspricht die Mundbeständigkeit der des Zinkoxid-Eugenol-
Zements, sodass sich kein erweitertes Anwendungsspektrum ergeben hat.
In der Gruppe der Eugenol-freien provisorischen Zemente sind der Zinksul-
fat-Zement und der Zinkoxid-Zement zu nennen. Ersterer, auch Fletcher ge-
nannt, wird heute nicht mehr verwendet, da er der Kaubelastung nicht stand-
hält. Der Eugenol-freie Zinkoxid-Zement, z.B. Temp Bond NE (TBNE; Kerr),
entspricht in seiner Zusammensetzung dem Zinkoxid-Eugenol-Zement mit
dem Unterschied, dass Eugenol ganz oder teilweise durch andere
Chelatbildner, z.B. höhere Fettsäuren, Carbonsäuren und Harze mit Säure-
gruppen, ersetzt wird. Die Zementreaktion findet unter dem Einfluss von
Feuchtigkeit und Wärme in der Mundhöhle statt.
Im Gegensatz zu der Zementreaktion erfolgt bei den temporären Befesti-
gungsmaterialien auf Kompositbasis, z.B. Temp Bond Clear (TBC; Kerr), ei-
ne Polymerisationsreaktion. Vorteile dieser neuartigen Materialien sind höhe-
re Haftwerte und verbesserte Ästhetik durch ihre Transparenz und die zahn-
ähnliche Farbe.
4.3 Definitive Befestigungskomposite
Indirekte Restaurationen werden zum größten Teil adhäsiv befestigt. Der kli-
nische Erfolg korreliert mit einem dauerhaften Verbund zwischen der Restau-
ration und der entsprechend präparierten Zahnoberfläche, welcher auf mik-
romechanischer Verankerung und intermolekularen chemischen Bindungen
(Wasserstoffbrückenbindungen) basiert (Krämer et al., 2000).
Die Vorteile einer indirekten, zahnfarbenen Restauration aus Keramik oder
Komposit sind die verbesserte Ästhetik durch die gute farbliche Adaptation,
die Schonung gesunden Hartgewebes und die Stabilisierung der verbliebe-
nen Zahnhartsubstanz, vor allem bei marktoten Zähnen. Das Befesti-
gungskomposit ist auch in der Lage, nicht einwandfrei passende Restaurati-
onen einsetzbar zu machen, indem es die Klebefuge ausfüllt und somit einen
12
dauerhaften stufenlosen Übergang generiert (Krämer et al., 2000). Außer-
dem erfüllt die Kompositschicht zwischen den Fügeteilen (präparierter Zahn
und Einlagefüllung) eine Pufferfunktion bezüglich der Kraftweiterleitung und
dient zum Ausgleich der entstehenden Spannungen. Die geringe Löslichkeit
und die gute Biokompatibiliät sind weitere positive Eigenschaften (Krämer et
al., 2000, Santos et al., 2011). Trotz der genannten Vorteile bringt die adhä-
sive Befestigung auch Nachteile mit sich, wie die erschwerte Überschussent-
fernung. Erfolgt diese im unpolymerisierten Zustand, kann es zu Unterschüs-
sen in der Klebefuge kommen, da das Komposit aus dieser herausgerissen
wird. Im polymerisierten Zustand kann diese nur mit Hilfe rotierender Instru-
mente erfolgen. Hierbei kann es zur Verletzung der Zahnhartsubstanz
und/oder der Restauration kommen.
Die Befestigungskomposite lassen sich nach ihrem Polymerisationsmecha-
nismus einteilen, also licht-härtend, chemisch-härtend oder dual-härtend.
Dies sagt jedoch, laut Burgess et al., nichts über das Bonding-und Adhäsiv-
System aus. Daher wird eine Einteilung in total-etch, self-etch und self-
adhesive vorgenommen (vgl. auch Kapitel 4.1.2). Bei den total-etch-
Modellen, z.B. Syntac und Variolink 2 (V2; Ivoclar-Vivadent GmbH, Schaan,
Liechtenstein), wird die Oberfläche zunächst mit einer Säure geätzt und nach
der Applikation des Adhäsivsystems (Primer, Adhäsiv und Bond) das Kom-
posit aufgetragen. Die Aushärtung erfolgt chemisch- oder lichtinduziert. Die-
sen Mechanismus findet man auch bei den self-etch-Systemen. Die Intention
dieser Entwicklung ist die Reduktion der Zwischenschritte und damit auch
der Techniksensitivität. Die Vorbehandlung erfolgt hierbei nur mit einem sau-
ren Primer, der den Ätz- und Bonding-Schritt ersetzt, im Anschluss wird das
Befestigungskomposit aufgetragen. Beispiel hierfür ist Panavia (Kuraray, Ja-
pan). Die neuesten Entwicklungen in der adhäsiven Befestigungstechnologie
sind die selbstadhäsiven Komposite, z.B. Maxcem Elite (MC; Kerr). Die
Techniksensitivität ist durch die Einschritt-Applikation sehr gering, da sämtli-
che Zwischenschritte wegfallen. Die Aushärtung erfolgt dual-härtend (Bur-
gess et al., 2010).
13
Im Weiteren soll zunächst auf Befestigungskomposite mit Vorbehandlung
und insbesondere auf die total-etch- bzw. etch-and-rinse-Systeme eingegan-
gen werden. Das Ziel der Oberflächenvorbehandlung ist die Verbindung von
Materialien mit zwei entgegengesetzten physikalischen Eigenschaften. Das
hydrophile Dentin wird, je nach Adhäsivsystem, mit einer Säure geätzt, z.B.
Phosphorsäure. Hierbei kommt es, neben der Entfernung der Schmier-
schicht, zur Demineralisation des Dentins und der Freilegung des Kollagen-
Anteils. Auch der Schmelz erfährt durch die maximal 15 Sekunden dauernde
Einwirkzeit der Säure eine Demineralisation, die mit einer Oberflächenver-
größerung und einer Erhöhung der Oberflächenenergie einhergeht. Dies
führt, im Gegensatz zu ungeätztem Schmelz, zu einer besseren
Benetzbarkeit (Krämer et al., 2000). Nach gründlichem Absprühen und
Trocknen der Oberfläche wird der Primer aufgetragen. Er hat die Funktion,
mit seinen amphiphilen Molekülen (z.B. TEGDMA) die hydrophile Dentino-
berfläche in eine hydrophobe umzuwandeln. Nach dem Verblasen wird das
Adhäsiv, das der Vernetzung dient, und das Bonding-Agent (ungefülltes
Komposit) aufgetragen, aber nicht lichtpolymerisiert. Eine Aushärtung wird
kontrovers diskutiert, da sie zu Passungenauigkeiten der Restauration führen
kann. Erfolgt keine eigenständige Aushärtung des Bonds, ist seine vollstän-
dige Polymerisation bei der Aushärtung des Komposits nicht gewährleistet
(Frankenberger et al., 2007). Je nach Adhäsivsystem werden Schritte kombi-
niert, Inhaltsstoffe modifiziert oder andere Veränderungen vorgenommen.
Die Haftung innerhalb dieser Gruppe kommt durch mikromechanische Ver-
ankerung zustande. Durch die Säure wird die Schmierschicht und die smear
plugs angelöst, durch das Absprühen entfernt und das Dentin, vor allem das
intertubuläre Dentin, um bis zu 2-5 µm demineralisiert (Eick et al., 1997)
Bagis et al. sprechen sogar von einer Demineralisationstiefe von 9-10 µm
(Bagis et al., 2011). Der Haftvermittler kann in die Tubuli und das freigelegte
Kollagen-Netzwerk penetrieren und sich Kunststoffzapfen bilden. Der Demi-
neralisationsgrad und die Tiefe der Penetration des Haftvermittlers spielen
eine wichtige Rolle für die Qualität der Kunststoff-Dentin-Hybridschicht. Die
indirekte Restauration kann mit dem Befestigungskomposit eingebracht wer-
den. Eine Polymerisationsreaktion findet statt.
14
Bei der Polymerisation handelt es sich um eine Reaktion von Monomeren
(Methacrylat) zu einem Makromolekül (Polymer/Polymethacrylat) ohne Ent-
stehung von Nebenprodukten. Dabei werden reaktionsfähige Doppelbindun-
gen von Kohlenwasserstoffketten oder ringförmige Moleküle aufgespalten.
Der Abbindemechanismus lässt sich in die ionische und die radikalische
Polymerisation einteilen. Bei Ersterer wird die Startreaktion durch ein Kation
bzw. Anion hervorgerufen, wohingegen bei Letzterer die Doppelbindungen
durch Startradikale aufgelöst werden. Deren Entstehung läuft über Initiato-
ren, die entweder photochemisch oder chemisch aktiviert werden, dabei in
Radikale zerfallen und mit dem Monomer reagieren.
1. Photochemische Initiatoren
Im Monomer befinden sich Photoinitiatoren, z.B. Campherchinon in MC (s.
Abbildung 1), Lucirin oder Phenyl-Propan-Dion (PPD), welche unterschiedli-
che Absorptionsspektren aufweisen. Trifft Licht in ausreichender Intensität
und bestimmtem Wellenlängenbereich auf die Moleküle, werden diese akti-
viert.
2. Chemische Initiatoren
Bei den chemischen Initiatoren handelt es sich vor allem um Azo-oder
Peroxo-Verbindungen. In der Zahnmedizin spielen speziell Letztere, beson-
ders das Benzoylperoxid (BPO), eine wichtige Rolle. Die Aktivierung des
Benzoylperoxids kann thermisch vonstattengehen, d.h. die Radikalbildung
erfolgt durch die Spaltung einer kovalenten Bindung unter Wärmezufuhr oder
aber durch Elektronenverschiebung. Hierbei kommt es zu einer Redoxreakti-
on mit einer elektronenabgebenden Substanz, z.B. Dimethylanilin. Die Pro-
dukte der beiden Reaktionen sind zwei Benzoylperoxidradikale, welche die
Abbildung 1: Strukturformel des photochemischen Initiators Campherchinon
15
Abbildung 2: chemische Struktur von GDMP als saures Monomer in Maxcem Elite (Mozner und Hirt, 2012)
in Maxcem Elite[107]
Polymerisation in Gang setzen können. Der Grund für die hohe Aktivität des
Initiators ist die relativ instabile Sauerstoff-Bindung innerhalb des Moleküls,
welche für den Zerfall nur eine geringe Dissoziationsenergie benötigt. Bei
Befestigungskompositen handelt es sich um dualhärtende Kunststoffe, d.h.
es kann sowohl eine chemische als auch eine durch Licht ausgelöste Start-
reaktion stattfinden.
Aufgrund der hohen Techniksensitivität, bedingt durch die vielen Schritte
beim adhäsiven Einsetzen, wurden Materialien entwickelt, welche eine aus-
reichende Haftung ohne Vorbehandlung der Zahnhartsubstanzen erreichen
sollen, die selbstadhäsiven Befestigungskomposite. Diese entstanden aus
Weiterentwicklungen der Kompomer-Technologie. Mitte der 90er Jahre wur-
den die ersten Polyalkensäure-modifizierten Komposite, kurz Kompomere,
eingeführt. Es sollten die Vorteile der Glasionomer-Zemente mit denen der
Komposit-Technologie vereint werden. Die ersten selbstadhäsiven Befesti-
gungskomposite wurden vor weniger als 10 Jahren entwickelt. Vorreiter war
die Firma 3M ESPE (Seefeld, Deutschland) mit RelyX Unicem. Die Intention
war die Vereinfachung des Adhäsionsprozesses durch Reduktion auf einen
einzigen Schritt, den Applikationsschritt (Burgess et al., 2010). Die entschei-
dende Neuerung war die Entwicklung von Matrixmonomeren, die bifunktionell
agieren, z.B. Glycerol-Dimethacrylat-Dihydrogen-Phosphat (GDMP/GPDM; s.
Abbildung 2): zum einen findet eine radikalische Polymerisation über die
polymerisierbaren Doppelbindungen statt und zum anderen Säure-Base-
Reaktionen mit dem Hydroxylapatit und den anorganischen Füllkörpern
(Mozner und Hirt, 2012).
16
Der Aufbau der Befestigungskomposite entspricht dem der Komposite für
direkte Restaurationen. Beide setzen sich aus drei Teilen zusammen, näm-
lich einer organischen Kunststoffmatrix, anorganischen Füllkörpern und einer
Verbundphase aus Silanen. Die Einteilung der Komposite nach Gehalt, Grö-
ße und Art der Füllkörper ist heute noch möglich (Krämer et al., 2000). Un-
terschiede zeigen sich jedoch in der Viskosität, die über den Füllkörpergehalt
reguliert wird. Bei selbstadhäsiven Befestigungskompositen ist dieser etwas
geringer, z.B. 67 Wt.-% bei Maxcem Elite (Ferracane et al., 2011) im Gegen-
satz zu 72-79 Wt.-% bei Variolink 2, was in einer niedrigeren Viskosität resul-
tiert (Krämer et al., 2000). Die Füllkörper bestehen aus reaktiven Gläsern,
welche während der Reaktion Fluoridionen freigeben und somit von Karies-
prophylaktischer/-protektiver Wirkung sind.
Um Haftung ohne Vorbehandlung zu gewährleisten, wurden die Monomere
grundlegend überarbeitet. In der Matrix befinden sich Säure-funktionalisierte
Monomethacrylate auf Carboxylsäure-Basis wie 4-Methacryloyloxyethyl-
Trimellit-Säure (4-MET, s. Abbildung 3) oder auf Phosphorsäure-Basis wie
Methacryloyloxydecyl-Dihydrogen-Phosphat (MDP, s. Abbildung 4, S. 17)
oder saure Monomere wie GDPM/GPMD (s. Abbildung 2, S. 15). Diese ha-
ben die Fähigkeit, die Zahnhartsubstanz zu demineralisieren und mit ihr zu
interagieren. Sie können auch mit anderen Monomeren, z.B. quervernetzten
Dimethacrylaten wie Bis-GMA, GDMA, TEGDMA und UDMA,
kopolymerisieren (s. Abbildung 5, S. 17). Somit wird ein stabiles
Polymernetzwerk generiert (Ferracane et al., 2011, Mozner und Hirt, 2012).
Abbildung 3: Strukturformel von 4-MET als Beispiel eines Carboxylsäure- Monomers (Mozner und Hirt, 2012)
17
Die Monomere und die Phosphorsäuregruppen sind verantwortlich für die
Verbindung des hydrophilen Dentins mit dem hydrophoben Komposit. Der
Ablauf ist zu vergleichen mit dem bei self-etch-Adhäsiven: Durch ihren nied-
rigen pH-Wert nach Kontakt mit Wasser oder der feuchten Zahnoberfläche
demineralisieren sie das Dentin und Hydroxylapatit wird freigelegt. Nun kann
es zur einer Säure-Base-Reaktion kommen, die einen der beiden ablaufen-
den Reaktionstypen darstellt: Die Phosphorsäuregruppen reagieren mit dem
Kalzium der Zahnhartsubstanz unter der Bildung eines Komplexes. Es voll-
zieht sich aber noch eine weitere Säure-Base-Reaktion mit den basischen
Füllkörpern, was eine Neutralisation des pH-Wertes zur Folge haben soll.
Dies dient der Langzeitstabilität durch Inhibition der Hydrolyse und Wasser-
aufnahme (Bagis et al., 2011, Zorzin et al., 2012, Ferracane et al., 2011,
Abbildung 5: chemische Strukturformeln von unterschiedlichen quervernetz-
ten Dimethacrylaten in Befestigungskompositen (Mozner und Hirt, 2012)
Abbildung 4: chemische Struktur von MDP als Beispiel eines Monomers mit
Phosphat-funktioneller Gruppe (Mozner und Hirt, 2012)
18
Mozner und Hirt, 2012). Das ist jedoch, nach einer Untersuchung von Zorzin
et al., bei den untersuchten selbstadhäsiven Befestigungskompositen nicht
der Fall. MC zeigte nach 24 Stunden mit einem pH-Wert von 3,9 den nied-
rigsten Wert aller untersuchten Materialien. Bei den anderen Produkten hat
sich der pH-Wert nach 24 Stunden in nicht signifikantem Ausmaß erhöht,
bleibt aber in einem Bereich von <7 (Zorzin et al., 2012). Bei den Säure-
Base-Reaktionen wird Wasser freigesetzt. Dieser Schritt liefert einen Beitrag
zur Hydrophilie, was zu einer guten Adaptation an die hydrophile Zahnhart-
substanz und zu einer gewissen Feuchtigkeitstoleranz führt. Außerdem
kommt es in der gleichen Reaktion zum Herauslösen von Fluoridionen aus
den reaktiven Gläsern. Das entstandene Wasser reagiert weiter, sodass ein
hydrophobes Polymer resultiert, wodurch, im Gegensatz zu den
Kompomeren, eine Quellung verhindert wird (Burgess et al., 2010). Dies
wiederlegen wiederum Zorzin et al., die für MC den zweithöchsten Wert bzgl.
der Wasseraufnahme/-quellung nachwiesen (Zorzin et al., 2012). Wie bei
self-etch-Adhäsiven werden die Schmierschicht und die smear plugs nicht
entfernt, sondern modifiziert und werden ein Teil des Hybridkomplexes. Die
Haftung wird über die Demineralisation und Infiltration der phosphorylierten
Methacrylate generiert, was einer mikromechanischen Retention gleich-
kommt. Der Großteil der Adhäsion kommt aber chemisch, über zwischenmo-
lekulare Wasserstoffbrückenbindungen, zustande. Der zweite Reaktionstyp,
die Polymerisation, wird von der anderen funktionellen Gruppe, der reakti-
onsfreudigen Doppelbindung des Metacrylats, veranlasst und läuft gleichzei-
tig ab (Burgess et al., 2010, Ferracane et al., 2011).
Die Startreaktion wird hier dual initiiert: Die chemischen Initiatorsysteme
nehmen ihre Arbeit nach Mischung der beiden Komponenten auf, um auch
eine Aushärtung in den Regionen zu ermöglichen, die nicht von der Polyme-
risationslampe erreicht werden. Bei vielen Befestigungskompositen sind Pho-
toinitiatoren zugesetzt, die die Startreaktion auslösen können. Dies dient der
besseren Überschussentfernung.
19
Die Vorteile der selbstadhäsiven Befestigungskomposite sind die geringe
Techniksensitivität durch eine Reduktion der Schritte und das Wegfallen der
fehleranfälligen Zwischenschritte (Bagis et al., 2011). Hier ist vor allem das
Übertrocknen oder Übernässen der demineralisierten Dentinoberfläche bei
anderen Adhäsiv-Systemen zu nennen, was sich auf die Haftwerte auswirken
kann (Burgess et al., 2010). Außerdem wird die Anwendung für den Zahnarzt
erleichtert. Der Zeitfaktor spielt eine große Rolle. Die Zeit, in der es zu einer
Verunreinigung der Kavität kommen kann, wird laut Burgess et al. verkürzt,
da sämtliche Zwischenschritte wegefallen, bei denen es potentiell zu einer
Kontamination kommen könnte (Bagis et al., 2011, Burgess et al., 2010,
D'Arcangelo et al., 2011, Santos et al., 2011). Die Gefahr der postoperativen
Hypersensitivitäten und der hydrolytischen Degradation wird reduziert, da die
Schmierschicht erhalten wird (Burgess et al., 2010) und es keine Diskrepanz
zwischen der Tiefe der Säureätzung und der Kunststoff/Dentin-Bonding-
Agent-Infiltration gibt, was häufig bei total-etch-Systemen zu beobachten ist
(Eick et al., 1997, Santos et al., 2011). Auch das gute Randschlussverhalten
ist als Vorteil zu nennen (Bagis et al., 2011).
Die selbstadhäsiven Komposite stellen immer noch eine heterogene Gruppe
bzgl. ihrer Haftkraft und der chemischen und physikalischen Eigenschaften
dar, die noch besser untersucht und klassifiziert werden muss (Bagis et al.,
2011, D'Arcangelo et al., 2011).
4.4 Wechselwirkung Eugenol-haltiger Substanzen (Phenole) mit Bestandtei-
len adhäsiver Befestigungsmaterialien
Die provisorischen Zemente werden auf die Schmierschicht appliziert und
Bestandteile dieser penetrieren durch die Schmierschicht in die Tubuli
(Takimoto et al., 2012). Die Entfernung der Rückstände gelingt mit konventi-
oneller Technik nicht vollständig (Bagis et al., 2011). Somit ist die Dentino-
berfläche vor Applikation der definitiven Versorgung nicht frei von Überresten
(Ribeiro et al., 2011) . Makroskopisch scheinbar saubere Oberflächen sind
mikroskopisch noch kontaminiert (Abo-Hamar et al., 2005). Dies wirkt sich
negativ auf die Haftwerte von Befestigungskompositen aus, wie eine Studie
20
von Bagis et al. zeigt. Im Vergleich zu der Kontrollgruppe sind die Werte ei-
nes 2-Schritt etch-and-rinse-Systems, eines 2-Schritt self-etch-Systems und
eines selbstadhäsiven Befestigungskomposits nach provisorischer Zementie-
rung niedriger, unabhängig davon, ob Eugenol-haltiger oder -freier Zement
verwendet wurde. Die Reduktion der Haftung ist bei 2 der 3 Gruppen signifi-
kant (Bagis et al., 2011). Zu ähnlichen Ergebnissen kommen auch Takimoto
et al. (Takimoto et al., 2012), die verschiedene selbstadhäsive Befestigungs-
komposite nach provisorischer Versorgung mittels Scherversuch auf deren
Haftkraft untersuchten (Takimoto et al., 2012). Ribeiro et al. (Ribeiro et al.,
2011) und Erkut et al. (Erkut et al., 2007) ermitteln similäre Ergebnisse.
Frankenberger et al. beschreiben die Verunreinigung der Dentinoberfläche
mit provisorischen Zementen als Gefahr für eine gute Dentinhaftung von ad-
häsiv-zementierten Inlays (Frankenberger et al., 2007). Kontroverse Resulta-
te liefern Peutzfeldt und Asmussen; Rückstände, unabhängig davon, ob Eu-
genol-haltig oder -frei, haben keine Auswirkungen auf die Haftung von indi-
rekten Restaurationen an Dentin (Peutzfeldt und Asmussen, 2006, Peutzfeldt
und Asmussen, 1999).
Die Überreste agieren als mechanische Barriere (Takimoto et al., 2012). Da-
durch wird die Penetrationsfähigkeit des Befestigungskomposits negativ be-
einflusst. Es kommt zu einer Inhibition der radikalischen Polymerisation. Hier-
für sind phenolische Substanzen, vor allem aber das Eugenol, verantwortlich
(Ribeiro et al., 2011). Dieses, bei der Chelatreaktion nicht vollständig umge-
setzt, verbleibt auf der Oberfläche und penetriert in die Schmierschicht und
das Dentin (Hume, 1984). Die Konzentration von freiem Eugenol erhöht sich
aufgrund der durch Hydrolyse reversiblen Reaktion und kann an der Den-
tin/Zinkoxid-Eugenol Grenze bis zu 0,01 mol/l betragen (Fonseca et al.,
2005, Ganss und Jung, 1998). Die Diffusionsrate von Eugenol erreicht am
ersten Tag ihr Maximum mit 0,3 nmol/min, dieser Wert sinkt und liegt nach
14 Tagen bei 0,08 nmol/min. In dieser Studie wurde eine Lagerzeit von 7
Tagen gewählt, um eine Penetration von Eugenol möglich zu machen,
außerdem nimmt die Herstellung einer indirekten Restauration ungefähr
diesen Zeitraum in Anspruch (Abo-Hamar et al., 2005).
21
Beim Eugenol handelt es sich um ein Phenylpropanoid mit einer Hydroxylg-
ruppe, die eine hohe Reaktivität aufweist (s. Abbildung 6). Es kommt zur
Protonierung der freien Radikale, die die Startreaktion der radikalischen
Polymerisation auslösen sollen, was zu einer verminderten Konversionsrate
und somit zur unvollständigen Polymerisation führt (Bagis et al., 2011, Car-
valho et al., 2007). Es agiert als Radikalfänger (Abo-Hamar et al., 2005). Eu-
genol hat eine neurotische, zytotoxische Wirkung (Hume, 1984) und einen
sedativen Effekt auf die Pulpa (Abo-Hamar et al., 2005). Beim Auftragen auf
die eröffnete Pulpa kommt es zur Vortäuschung einer Heilung durch die
schmerzlindernde Wirkung. Die Entzündung wird jedoch lediglich in ein per-
sistierendes chronisches Stadium überführt. Die Neubildung von Hartgewebe
setzt nicht ein. Überdies ist der Zinkoxid-Eugenol-Zement fähig, die Dentino-
berfläche zu demineralisieren, was sich durch die Veränderung des Kontakt-
winkels auf die Benetzbarkeit auswirkt (Ganss und Jung, 1998). Andere Au-
toren schreiben die negativen Auswirkungen auf die Benetzbarkeit den Ze-
mentüberschüssen (Terata et al., 1994) und nicht dem freien Eugenol zu
(Rosales-Leal et al., 2003), weshalb eine effektive Reinigung hier Priorität hat
(Paul und Schärer, 1997, Terata et al., 1994). Laut Ganss et al. schwächt
das durch Demineralisation gelöste Kalzium aus der Zahnhartsubstanz die
Penetration des Eugenols in tiefere Dentinschichten ab. Eine anschließende
Säureätzung übersteigt die Demineralisationstiefe des Phenylpropanoids und
entfernt überschüssiges Eugenol, weshalb es wenig relevant ist (Ganss und
Jung, 1998). Es ist immer noch unklar, ob sich die beschriebene Eugenol-
Konzentration nachteilig auf die adhäsive Befestigung auswirkt (Ganss und
Jung, 1998). Laut der Studie von Powell et al. sind die Auswirkungen an der
Eugenol-Komposit-Grenze zu gering, als dass es zu einer Minderung der
Abbildung 6: chemische Struktur von Eugenol, einem Phenylpropanoid mit stark reaktiver Hydroxylgruppe
22
Eigenschaften des Komposits käme (Powell und Huget et al., 1993). Fonse-
ca et al. konnten keine signifikante Veränderung der Haftwerte bei der Ver-
wendung von Eugenol-haltigem gegenüber -freiem Zement an Dentin nach
einer Lagerzeit von 7 Tagen feststellen (Fonseca et al., 2005). Zu einem ab-
weichenden Ergebnis kommen Ribeiro et al., die eine Reduktion der Haftung
eines total-etch- und eines self-etch-Systems nach provisorischer Versor-
gung mit einem Eugenol-haltigen Zement nachwiesen (Ribeiro et al., 2011).
Die Reduktion der Haftung wird somit entweder dem Einfluss des Eugenols
auf die Eigenschaften des Komposits oder den Resten des provisorischen
Zementes zugeschrieben, die nach der Vorbehandlung mit 37%-iger Phos-
phorsäure noch nachweisbar sind (Erkut et al., 2007, Ganss und Jung, 1998,
Watanabe et al., 1997). Daher ist eine effektive Oberflächenreinigung essen-
tiell. Bimsmehl und Seife, die Bestrahlung mit unterschiedlichen Partikeln,
der Einsatz von Dentinkonditionierern und die mechanische Reinigung per
Excavator sind mögliche Methoden, deren Effektivität kontrovers diskutiert
wird (Abo-Hamar et al., 2005, Bagis et al., 2011). Auch die Applikation eines
Adhäsivsystems vor provisorischer Versorgung ist eine Variante, die die ne-
gativen Auswirkungen des provisorischen Zements auf die definitive Haftung
verringern soll (Frankenberger et al., 2007). Die mechanische Reinigung, die
in dieser Studie angewendet wurde, zeigte bei Chaiyabutr et al. die niedrigs-
ten, die Bestrahlung mit Aluminiumoxid-Partikeln bei einem Druck von 40 psi
die höchsten Haftwerte bei der Verwendung eines Eugenol-haltigen proviso-
rischen Zements und eines selbst-adhäsiven Befestigungskomposits. Hierbei
wurden mit Hilfe einer Röntgenspektroskopie und im Rasterelektronenmikro-
skop die Mikrostruktur der Zahnoberfläche und die Zementreste erfasst
(Chaiyabutr und Kois, 2008). Die Studie von Abo-Hamar et al. zeigt keine
signifikanten Unterschiede bezüglich der Verwendung eines Exkavators oder
eines Sandstrahl-Gerätes (Abo-Hamar et al., 2005). Dem gegenüber steht
eine Untersuchung von Santos et al., die die höchsten Haftwerte nach der
Bestrahlung mit Aluminiumoxid-Partikeln (50 µm) erreichten. Diese Gruppe
zeigte signifikant höhere Werte als z.B. die Exkavator-Gruppe, die sich nicht
signifikant von der Reinigung mittels Bimsmehl und Chlorhexidingluconat
unterschied (Santos et al., 2011). Bei Fonseca et al. zeigten sich die höchs-
23
ten Haftwerte nach der Bestrahlung mit Aluminiumoxidpartikeln (Fonseca et
al., 2005). Diese kontroversen Ergebnisse aus der Literatur führten zu fol-
gender Zielsetzung.
24
5 Problemstellung
Zielsetzung dieser Untersuchung war es, den Einfluss von temporären Be-
festigungszementen auf die Dentinhaftung nach definitiver, adhäsiver Befes-
tigung zu untersuchen. Zur Bestimmung der Haftwerte wurde eine in diesem
Zusammenhang noch nicht verwendete Testmethode, der Ausstoßversuch,
herangezogen.
25
6 Material und Methode
6.1 Versuchsaufbau
Abbildung 7: Schematischer Versuchsaufbau: a) Vorbereitung der Prüfkör-per, b) Aufteilung der Versuchsgruppen und provisorische Zementierung mit temporären Materialien, c) Lagerung und Vorbereitung der Dentinscheiben, d) erneute Aufteilung der Versuchsgruppen und Einbringung der Inlays mit definitiven Befestigungskompositen, e) Lagerung, Ausstoßversuch (PBS) und LM/REM-Untersuchung
a)
b)
c)
d)
e)
26
6.2 Herstellung der Prüfkörper
6.2.1 Vorbehandlung
Es wurden 197 Unterkiefer-Incisivi von jungen Rindern verwendet. Diese la-
gerten 2 Wochen in Chloramin T und bis zum Beginn der Probenherstellung
(nicht länger als 1 Monat) in isotonischer Kochsalz-Lösung. Es erfolgte die
Reinigung, die Exstirpation der Pulpa und die Abtrennung der Wurzel sowie
der unteren Hälfte der Zahnkrone. Die Kronensegmente wurden mit doppel-
seitigem Klebeband an der Labialfläche auf einer Korkscheibe (Durchmes-
ser=21 mm) fixiert. Durch das Aufstecken eines PE-Rohrs des gleichen
Durchmessers entstand ein Formgeber zur Einbettung der Probe mit
Technovit 4071 (Heraeus Kulzer GmbH, Wehrheim, Deutschland), welches
nach Herstellerangaben angemischt wurde. Die Freilegung des Schmelzes
erfolgte mit einer Tellerschleifmaschine (Buehler, Phoenix Beta, Lake Buff,
Illinois, USA) und Schleifpapier (Buehler, Silicon Carbide Paper P1200, Lake
Buff, Illinois, USA)). Mit der Tellerschleifmaschine wurde zusätzlich ein Teil
der Einbettmasse zur Erleichterung der folgenden Scheibenherstellung ent-
fernt.
6.2.2 Scheibenherstellung und Kavitätenpräparation
Zur Herstellung der Dentinscheiben wurde mit einer langsam drehenden Sä-
ge (Buehler IsoMet Low Speed Saw, Lake Buff, Illinios, USA) mit
diamantierter Sägescheibe (Buehler, IsoCut Diamond Wafering Blade 15HC
No. 11-4244, Lake Buff, Illinios, USA) unter ständiger Wasserkühlung zu-
nächst eine Schmelzscheibe gesägt, welche verworfen wurde. Mit einem
zweiten Schnitt wurde eine ca. 1 mm dicke Dentinscheibe hergestellt. Die
Präparation der Kavität erfolgte durch die Bohrung mit einer Standbohrma-
schine (Amann Girrbach, af 350, Koblach, Austria; s. Abbildung 8, S. 27).
27
Abbildung 8: Ständerbohrmaschine zur Bohrung der konischen Kavität in die Dentinscheibe
Das durch einen Knochenbohrer (HORICO, C162A104016, Berlin, Deutsch-
land) mit 8000 U/min vorgebohrte Loch wurde mit einem abgerundeten Zy-
linderdiamanten mit einem Konus von 4° (HORICO, HS200C031, Berlin,
Deutschland) ebenfalls bei 8000 U/min zu einer konischen Kavität erweitert,
bei welcher der kleine Durchmesser ca. 2,9 mm betrug (s. Abbildung 9).
Abbildung 9: Schematische Darstellung einer Kavität; der kleine Durchmes-ser beträgt ca. 2,9 mm
28
Die Scheiben wurden nummeriert, die Oberseite markiert, die Dicke der
Scheiben mittels eines Messschiebers gemessen und der kleinere Durch-
messer einer jeden Kavität am Lichtmikroskop (Zeiss AG, Semi SV 6, Jena,
Deutschland) mit 1,2-facher Vergrößerung über ein Messprogramm (Motic
Images Plus 2.0 ML) bestimmt. Um das Austrocken zu verhindern, wurden
die Scheiben zu jeder Zeit feucht gehalten bzw. in isotonischer Kochsalzlö-
sung gelagert.
6.2.3 Herstellung der Inlays
Zur Herstellung sowohl der provisorischen als auch der definitiven Inlays
wurde eine Kunststoffscheibe der Höhe 8,5 cm verwendet. In diese wurden,
wie in Abbildung 11, S. 32 zu sehen, mit dem oben erwähnten Bohrer und
dem zylinderförmigen Diamanten Kavitäten präpariert, die als Negativform
herangezogen wurden. Die provisorischen Inlays wurden aus dem selbsthär-
tenden 2-Komponenten-Material Luxatemp plus (DMG, Hamburg, Deutsch-
land) hergestellt. Die Produktion der definitiven Kompositinlays erfolgte mit
einem Komposit (Clearfil Majesty Posterior A 3,5, Kuraray, Kurashiki, Japan).
Hierfür wurde die Lochscheibe mit dem Isolating Pen (Heraeus Kulzer
GmbH, Wehrheim, Deutschland) isoliert, auf einer Glasplatte fixiert und das
Komposit eingebracht. Anschließend erfolgte die Aushärtung und Nachver-
gütung für 5 Minuten in einem Polymerisationsofen (Haraeus Kulzer, Unilux
AC, Wehrheim, Deutschland). Die so entstandenen Positivkörper wurden
daraufhin mit Aluminiumoxid der Körnung 35 µm für 30 Sekunden bei 1 bar
sandgestrahlt.
6.2.4 Einbringung der Inlays mit provisorischen Zementen
Nach der Trocknung der Scheiben erfolgte die Zementierung der Luxatemp-
Inlays mit TB, TBNE oder TBC. Die Verteilung in die 3 Versuchsgruppen à 65
bzw. 66 Zähne erfolgte zufällig. Um das Milieu in der Mundhöhle zu simulie-
ren, lagerten die Proben für 7 Tage in abgedichteten Petrischalen in isotoni-
scher Kochsalzlösung bei 37 °C im Inkubator.
29
6.2.5 Entfernung, Reinigung und Zementierung mit Befestigungskompositen
Nach Entfernung der Inlays wurden die Kavitäten mit einem Exkavator sorg-
fältig von den Zementresten befreit. Innerhalb der drei Gruppen wurde jede
Probe wiederum randomisiert den zwei Befestigungskompositen MC und V2
zugeteilt. Das dualhärtende Befestigungskomposit MC wurde aus der
Automix-Kartusche in die getrocknete Kavität platziert und das Inlay einge-
drückt. Nach 2-sekündiger Lichthärtung konnten die Überstände entfernt
werden. Die weitere Aushärtung erfolgte chemisch.
Für das Einsetzten der Inlays mit V2-Base war eine Vorbehandlung mit dem
Haftvermittler Syntac (Ivoclar-Vivadent, Schaan, Liechtenstein) nötig. Zu-
nächst wurde die Kavitätenoberfläche mit 37%-iger Phosphorsäure geätzt
und nach 15-sekündiger Ätzzeit wurde die Probe ebenso lang mit Wasser
abgesprüht. Der Primer wurde nach 15 Sekunden verblasen, das Adhäsiv
nach 10 Sekunden Einwirkzeit und das Bond nach dem Auftragen. Nach der
Konditionierung der Oberfläche wurden die Inlays mit V2 eingesetzt und für
40 Sekunden lichtgehärtet. Im Anschluss erfolgte die Entfernung der Über-
stände und die Lagerung der Proben für eine weitere Woche in isotonischer
Kochsalzlösung bei 37 °C im Inkubator.
30
6.2.6 Verwendete Materialien
Materialbeschreibung Material Hersteller Zusammensetzung
provisorischer Zement Temp Bond Kerr (Orange, CA, USA) Zinkoxid, Mineralöl, Stärke, 4-Allyl-2-Methoxyphenol (28-32 Wt.-%),
Karnaubawachs (Lot #6-1018) (Chaiyabutr und Kois, 2011)
Temp Bond NE Kerr (Orange, CA, USA) Zinkoxid, Mineralöl, Stärke, ortho-Ethoxybenzolsäure, Karnauba-
wachs, Octansäure (21370) (Fonseca et al., 2005)
Temp Bond Clear Kerr (Orange, CA, USA) Urethan-Diacrylat-Ester-Monomere, Dibutyl-Phthalat
Adhäsivsystem Syntac Ivoclar-Vivadent
(Schaan, Liechtenstein)
Ätzmedium: 37%-ige Phosphorsäure (G07234)
Primer: Maleinsäure, TEGDMA, Wasser, Aceton (G19483)
Adhäsiv: PEGDMA, Glutaraldehyd, Wasser (J0076)
Heliobond: Bis-GMA, TEGDMA, UDMA (H14837)
Befestigungskomposit Variolink 2 Ivoclar-Vivadent
(Schaan, Liechtenstein)
Base: Bis-GMA, UDMA, TEGDMA, Ytterbium-Trifluorid, Barium-Glas,
Ba-Al-Fluor-Silikatglas, Katalysator, Stabilisator (J08466)
Katalysator: Bis-GMA, UDMA, TEGDMA, anorganische Füller, Ytterbi-
um-Trifluorid, Benzolperoxid, Stabilisator (J08416) (Belli et al., 2009,
Zorzin et al., 2012)
selbstadhäsives Befes-
tigungskomposit
Maxcem Elite Kerr (Orange, CA, USA) Flüssigkeit: GPDM, Comonomere (Mono-, Di- und Multimethacrylate),
Redox-Initiatorsystem, Campherchinon-basierter Photoinitiator
Pulver: Barium-Aluminium-Silikatglas, Fluor-Aluminium-Silikatglas,
Nano-Ytterbium-Fluorid, Nanosilica (Füllkörpergehalt 67 Wt.-%,
Partikelgröße 3,6 µm) lot no.: 453579 (Belli et al., 2009, Ferracane et
al., 2011)
Tabelle 1: Verwendete Materialien, Hersteller und Zusammensetzung der einzelnen Komponenten
30
31
6.3 Beurteilung der Haftkraft
Um die Dentinhaftung der zu testenden Befestigungskomposite zu bestim-
men, wurde ein Ausstoßversuch (PBS) zur Bestimmung der quantitativen
Haftwerte herangezogen, welcher durch eine fraktographische Untersuchung
ergänzt wurde.
6.3.1 Vorversuche und Formelherleitung
Die Bestimmung der Haftung mittels PBS wurde selten in der Literatur be-
schrieben, was die Durchführung von Vorversuchen notwendig machte. Die-
se erfolgten ebenfalls mit bovinen Zähnen. Die Herstellung der 1 mm dicken
Dentinscheiben stellte das erste Problem dar. Die Voraussetzung für eine
homogene Scheibe war die exakte Einbettung des Zahnfragments, welche
durch die Verwendung eines individuellen Formgebers (Korkscheibe und PE-
Rohr) und doppelseitigen Klebebands zur Fixierung der Probe gewährleistet
wurde. Die Proben, bei denen der erste Schnitt noch innerhalb des Schmel-
zes erfolgte, wurden mit dem Einsatz der Tellerschleifmaschine von Schmelz
befreit, indem so lange geschliffen wurde, bis die Oberfläche reines Dentin
zeigte. Eine weitere Problematik stellte die Bohrung der konischen Kavität
dar. Viele Scheiben zerbrachen durch zu großen Druck oder unangepasste
Drehzahl des Diamanten. Eine Vorbohrung mittels Knochenbohrer und die
Präparation der Kavität mittels eines abgerundeten Zylinderdiamanten bei
8000 U/min unter Wasserkühlung machten die adäquate Probenherstellung
möglich. Um die Größe der Kavitäten konstant zu halten, wurde der Bohrer
immer vollständig bis zum Übergang des Schleifkörpers zum Schaft in die
Dentinscheibe versenkt (s. Abbildung 10, S. 32).
32
Auch bei der Herstellung der provisorischen und definitiven Inlays bedurfte
es der Entwicklung eines individuellen Formgebers (s. Abbildung 11). Um
dies zu bewerkstelligen, wurden mit oben genannten Bohrern Kavitäten in
eine 8,5 mm hohe Kunststoffscheibe präpariert. Durch die Verwendung einer
Ständerbohrmaschine mit Einspannvorrichtung konnte der konische Diamant
genau auf 7,5 mm in die Scheibe versenkt werden. Dies war nötig, um eine
exakte Kopie der Kavität in der Dentinscheibe zu generieren.
Abbildung 10: Bohrung einer Kavität: vollständige Versenkung des Bohrers zur Generation konstanter Kavitätendurchmesser
Abbildung 11: Herstellung eines Inlays (s. rechtes Bild) nach Präparation einer similären Kavität in die Kunststoffscheibe (s. linkes und mittleres Bild)
33
Die Herstellung der definitiven Inlays aus dem Komposit Clearfil Majesty
Posterior gestaltete sich im Gegensatz zu den provisorischen Inlays schwie-
riger. Dies war nur durch die Verwendung eines Isolators möglich, der die
Verbindung der beiden Komponenten verhinderte.
Die auf diese Weise entstandenen Positivkörper passten nun exakt zu den
präparierten konischen Kavitäten in der Dentinscheibe. Die Einbringung der
provisorischen Inlays mit den provisorischen Zementen erwies sich als un-
kompliziert, da keine Behandlung der Positivkörper nötig war. Durch die ge-
ringe Schrumpfung des Luxatemps entstand ein Zementspalt. Dies stellte
sich bei den Kompositinlays nicht im gleichen Maße ein, daher wurden alle
definitiven Positivkörper mit Aluminiumoxid der Körnung 35 µm für 30 Se-
kunden bei 1 bar gleichmäßig gestrahlt. Dies führte neben der Vergrößerung
der Oberfläche zu einer Reduzierung des Durchmessers der Positivkörper,
was die Ausbildung eines ausreichenden Zementspaltes zur Folge hatte.
Da die Konizität der Inlays wie auch die der Kavitäten mit bloßem Auge kaum
sichtbar war, wurden die jeweiligen Oberseiten mit einem Faserstift markiert.
Bevor die Inlays in die Kavitäten eingebracht wurden, wurde die Dicke bzw.
Höhe (h) jeder Scheibe mit einem Messschieber bestimmt. Die Bestimmung
des kleinen Durchmessers ( ) erfolgte unter dem Lichtmikroskop mit dem
Programm Motic Images Plus 2.0. Neben der Angabe der Konizität des Dia-
manten von 4° ( ) waren die Variablen nötig, um mit Hilfe der folgen-
den Formel die Haftungsfläche zwischen Befestigungskomposit und Dentin
zu bestimmen.
34
Herleitung der Formel:
Als Grundlage wurde die Formel zur Berechnung der Mantelfläche eines ge-
raden Kreiskegelstumpfes herangezogen und durch den Einsatz von Winkel-
funktionen im rechtwinkligen Dreieck und durch geeignete Umformungen
modifiziert.
Mantelfläche gerader Kreiskegelstumpf ( )
Abbildung 12: Skizze zur Berechnung der Mantelfläche des geraden Kreiskegelstumpfes
35
Die Vorversuche zeigten, dass die Zementierung der provisorischen Inlays,
deren Entfernung, die Reinigung der Kavität und das Einbringen der definiti-
ven Inlays problemlos möglich waren. So konnte im Rahmen der Vorversu-
che die zu erwartende Dimension der Haftkraft bestimmt werden. Diese lag
um 50 N, weshalb man sich für einen Kraftsensor mit 100 N entschied, was
aber zu Beginn der Hauptversuche auf einen Kraftsensor von 500 N korrigiert
wurde, da Werte teilweise deutlich über der Marke von 100 N lagen.
6.3.2 Ausstoßversuch (PBS)
Die Proben wurden nach einwöchiger Lagerungszeit einem Ausstoßversuch
in einer Universalprüfmaschine (Zwicki Modell 21120, Zwick-Roell, Ulm) un-
terworfen (s. Abbildung 13, S. 36). Dabei wurden die Materialproben mit dem
großen Durchmesser nach unten auf eine geeignete Lochplatte gelegt. Ein
zylinderförmiger Stempel wurde an eine Druckmessdose angebracht. Diese
bewegte sich auf die Probe zu, bis ein Defekt auftrat. Es wurde mit einem
Kraftsensor von 500 N gearbeitet. Durch die vorher ermittelte Adhäsionsflä-
che und die Haftkraft ließ sich der Quotient für die Dentinhaftung in N/mm²,
also MPa, errechnen.
36
Abbildung 13: Schematischer Aufbau des Ausstoßversuchs (Schwertner, 2010)
6.3.3 Fraktographische Untersuchung
Neben dem Einsatz eines Lichtmikroskops (Stemi SV 6, Zeiss, Oberkochen,
Deutschland) zur Beurteilung der Frakturverläufe wurden stichprobenartig
ausgewählte Proben im Rasterelektronenmikroskop (Leitz, ISI-SR-50, Akashi
Seisakusho, Tokio, Japan) mit 20-facher Vergrößerung betrachtet.
Im Rahmen der lichtmikroskopischen Untersuchung wurden die Proben in
zwei Frakturmodi eingeteilt: die kohäsive und die adhäsive Fraktur, welche
wie folgt klassifiziert wurden:
Ein kohäsiver Bruch lag vor, wenn die Frakturlinie ausschließlich innerhalb
eines Materials, dem Befestigungskomposit, lag. Hierbei fanden sich sowohl
am Dentin als auch am Inlay Reste des Befestigungskomposits.
Bei adhäsiven Brüchen verlief die Frakturlinie zwischen zwei Materialien.
Dieser Frakturmodus wurde nochmals nach dem genauen Verlauf der Bruch-
linie unterteilt. Die erste Gruppe wies die Fraktur an der Grenzfläche Den-
tin/Befestigungskomposit auf, was zur Folge hatte, dass das Befesti-
gungskomposit ausschließlich am Inlay haftete.
Druckkraft
37
Bei der zweiten Gruppe befand sich die Fraktur an der Grenzfläche
Inlay/Befestigungskomposit. Hier haftete das definitive Befestigungsmaterial
nur am Dentin.
6.4 Statistische Analyse der quantitativen Ergebnisse
Die statistische Analyse erfolgte mit dem Programmpaket IBM SPSS® Versi-
on 19 (IBM Corp., Chicago, IL, USA). Folgende statistische Verfahren wur-
den angewendet:
Der Kolmogorov-Smirnov-Anpassungstest prüfte die Normalverteilung der
Ergebnisse durch die Bestimmung der asymptotischen Signifikanz (2-seitig)
auf dem Signifikanzniveau p=0,05. Daraufhin erfolgte eine 2-Wege
Univariate Varianzanalyse (ANOVA) auf dem Niveau α=0,05, welche zur
Feststellung signifikanter Unterschiede der normalverteilten Gruppen diente.
Zur weiteren statistischen Auswertung wurde ein post-hoc-Test mit der Stu-
dent-Newman-Keuls-Prozedur auf dem Signifikanzlevel α=0,05 durchgeführt.
Dieser zeigte, welche Gruppen untereinander signifikante Unterschiede auf-
wiesen.
38
7 Ergebnisse
7.1 Quantitative Untersuchung
Die erhaltenen Mittelwerte und Standardabweichungen des PBS werden im
Balkendiagramm dargestellt (siehe Abbildung 14 und Tabelle 2).
Abbildung 14: Mittelwerte und Standardabweichungen der unterschiedlichen Gruppen
V2/TBNE
V2/TB
V2/TBC
MC/TBC
MC/TBNE
MC/TB
Mittelwert
(MPa) 10,75 a 10,44 a 8,94 a 8,38 a 4,28 b 2,88 b
Standardab-
weichung 3,20 3,12 4,96 4,63 3,48 2,99
V2 MC
Mittelwert
(MPa) 10,04 5,18
Tabelle 2: Mittelwerte und Standardabweichungen der unterschiedlichen Gruppen, die Kleinbuchstaben bezeichnen homogene Untergruppen
10,75 10,44
8,94 8,38
4,28
2,88
0
2
4
6
8
10
12
14
16
TBNE TB TBC TBC TBNE TB
Pu
sh-o
ut B
ond
Str
eng
th in
MP
a
V2 MC
39
Der Mittelwert der V2-Gruppe liegt über dem der MC-Gruppe (s. Tabelle 2, S.
38). Innerhalb der V2-Gruppe weist der Anteil, der provisorisch mit TBNE
versorgt war, mit 10,75±3,20 MPa den höchsten Haftwert auf, gefolgt von der
TB-Gruppe mit 10,44±3,12 MPa und der TBC-Gruppe mit 8,94±4,96 MPa.
Die Kombination MC/TBC zeigt mit 8,38±4,63 MPa den höchsten Wert der
MC-Gruppe. Die Variante mit TBNE liefert Haftwerte von 4,28±3,48 MPa und
mit TB 2,88±2,99 MPa. Diese beiden Werte unterscheiden sich signifikant
von den restlichen Werten.
Abbildung 15: Vergleich der Mittelwerte der adhäsiven Befestigungskomposi-te in Bezug auf die drei untersuchten provisorischen Zemente, die Klein-buchstaben bezeichnen homogene Untergruppen
Beim Vergleich der adhäsiven Befestigungskomposite in Bezug auf die un-
tersuchten temporären Zemente (s. Abbildung 15) zeigt sich in der TBNE-
und der TB-Gruppe ein signifikanter Unterschied zwischen den mittleren
Haftwerten von V2 und MC, wobei dieser in der TB-Gruppe mit einer Diffe-
renz von 7,56 MPa, im Gegensatz zu 6,47 MPa in der TBNE-Gruppe, ausge-
prägter ist. Die Werte der Versuchsreihe mit TBC als provisorischem Zement
weisen bei beiden definitiven Befestigungskompositen mit 8,94±4,96 MPa
und 8,38±4,63 MPa nur eine Differenz von 0,56 MPa auf.
10,75 a 10,44 a
8,94 a
4,28 b
2,88 b
8,38 a
0
2
4
6
8
10
12
14
16
TBNE TB TBC
Push-o
ut B
ond S
treng
th in
MP
a
V2
MC
40
Die statistische Auswertung begann mittels eines Kolmogorov-Smirnov-
Anpassungstests. Die asymptotische Signifikanz zeigte in allen Gruppen
Werte >0,05, woraus sich eine Normalverteilung der Ergebnisse ergab. An-
schließend erfolgte eine 2-Wege Univariate Varianzanalyse (ANOVA) mit
den beiden Variablen "provisorischer Zement" und "definitives Befesti-
gungskomposit", welche zeigte, dass sowohl der provisorische Zement, das
definitive Befestigungskomposit als auch eine Kombination der beiden Vari-
ablen signifikanten Einfluss auf die Messergebnisse nahm (p<0,05). Der
post-hoc-Test mit der Student-Newman-Keuls-Prozedur auf dem
Signifikanzniveau α=0,05 zeigte signifikante Unterschiede zwischen der
MC/TB- und MC/TBNE-Gruppe und den restlichen Gruppen. Obwohl die
Kombination MC/TBC mit dem Wert von 8,38 MPa in der Nähe der Werte der
V2-Gruppe liegt, ist der Trend hin zu niedrigeren Haftwerten bei MC zu er-
kennen.
41
7.2 Fraktographische Untersuchung
Frakturmodus V2/TB V2/TBNE V2/TBC MC/TB MC/TBNE MC/TBC
absolut in % absolut in % absolut in % absolut in % absolut in % absolut in %
kohäsiv 15 45% 10 30% 14 42% 15 45% 15 47% 12 36%
adhäsiv 18 55% 23 70% 19 58% 18 55% 17 53% 21 64%
Gesamt 33 100% 33 100% 33 100% 33 100% 32 100% 33 100%
adhäsiv, davon an
Grenzfläche Den-
tin-BK (≙ BK am
Inlay)
5 28% 10 43% 3 16% 13 72% 13 76% 9 43%
Grenzfläche Inlay-
BK (≙ BK an Dentin)
13 72% 13 57% 16 84% 5 28% 4 24% 12 57%
Gesamt 18 100% 23 100% 19 100% 18 100% 17 100% 21 100%
Tabelle 3: Ergebnisse der fraktographischen Untersuchung: Unterteilung in kohäsiven und adhäsiven Frakturmodus, wobei Letzte-rer nochmals differenziert wird; Befestigungskomposit (BK)
41
42
Das prozentuale Auftreten der verschiedenen Bruchmuster ist der Tabelle 3,
S. 41, zu entnehmen. Es zeigen sich in allen Gruppen vorwiegend adhäsive
Frakturen. Bei den V2-Gruppen und der MC/TBC-Gruppe ist die Mehrzahl
der Frakturen an der Grenzfläche Inlay/Befestigungskomposit zu finden (s.
Abbildung 17a u. 17b). Die Gruppen MC/TB und MC/TBNE sind dem ande-
ren adhäsiven Bruchmodus zuzuordnen (s. Abbildung 16a, 16b u. 18, S. 43).
Abbildung 16a und 16b: 16a: REM-Aufnahme MC/TB-Gruppe: Befesti-gungskomposit haftet vollständig am Inlay, s. linkes Bilddrittel. Darunterlie-gendes Inlay kommt im Bereich des Risses zum Vorschein (s. Pfeil); 16b: Gegenstück zu Abbildung 16a (REM): Dentinscheibe ohne Reste des Befes-tigungskomposits
Abbildung 17a und 17b: 17a: REM-Aufnahme aus der V2/TB-Gruppe: Inlay bis auf kleinen Rest (s. Pfeil) frei von Befestigungskomposit; 17b:Gegenstück zu Aufnahme 17a: Befestigungskomposit verbleibt an Dentinscheibe, s. rech-te Bildhälfte
43
Abbildung 18: Detailaufnahme (REM) aus der MC/TB-Gruppe, s. auch Ab-
bildung 16a: Reste des Befestigungskomposits haften am Inlay. Die Dentin-
Tubuli zeichnen sich im Befestigungskomposit ab (s. Pfeil)
44
8 Diskussion
8.1 Beurteilung der Ergebnisse
8.1.1 Quantitative Ergebnisse
In der Literatur findet sich keine Untersuchung, bei der die Haftung von
selbstadhäsiven Befestigungskompositen nach temporärer Versorgung mit
dem Ausstoßversuch bestimmt wurde. Bei den in der Literatur gängigen Ver-
suchsaufbauten handelt es sich zumeist um Zugversuche ((Micro-) Tensile-
Bond Strength Test; µTBS, TBS) oder Scherversuche (Shear-Bond Strength
Test; SBS). Dennoch gilt es, verfahrensunabhängige Tendenzen herauszu-
arbeiten. Näheres zur veränderten Methodik im Kapitel 8.2.
Die Auswirkung von Eugenol oder von Zementrückständen auf die adhäsive
Befestigung wurde vielmals untersucht, woraus äußerst widersprüchliche
Ergebnisse resultieren (Fonseca et al., 2005, Haller, 1994, Paul und Schärer,
1997, Rosales-Leal et al., 2003, Terata et al., 1994). Viele Autoren befassen
sich mit dem Einfluss von Eugenol bzw. temporären Zementen auf die Effizi-
enz verschiedener Dentin-Bonding-Systeme/Adhäsive, teilweise in Kombina-
tion mit konventionellen Kompositen, also direkten Restaurationen. Hier fehlt
die unmittelbare Vergleichbarkeit. Dennoch finden sich einige Studien, die
sich mit den Auswirkungen von provisorischen Zementen auf die
Dentinhaftung nach definitiver, adhäsiver Befestigung befassen.
Untersuchungen mit Kontrollgruppen ohne provisorische Zementierung führ-
ten Bagis et al. (Bagis et al., 2011) durch, die TB und TBNE mit einer Grup-
pe, bei welcher dieser Schritt übergangen wurde, verglichen. Takimoto et al.
(Takimoto et al., 2012) haben einen ähnlichen Ansatz. Die Ergebnisse zei-
gen, dass die Haftkraft nach temporärer Versorgung, bedingt durch die redu-
zierte Benetzbarkeit des Dentins und die Änderung an der Formation der
Hybridschicht (Ferracane et al., 2011, Fonseca et al., 2005), negativ beein-
flusst wurde (Bagis et al., 2011, Erkut et al., 2007, Fonseca et al., 2005,
Frankenberger et al., 2007, Takimoto et al., 2012). Dieser Schritt ist in der
Praxis meist obligat und wird daher in dieser Untersuchung in allen Ver-
45
suchsreihen durchgeführt. Der Vergleich von Syntac/V2 und Maxcem Elite
findet sich in der Studie von Lührs et al. Syntac/V2 lieferte mit 39,2±8,9 MPa
(SBS) die höchsten Werte; Maxcem Elite lag mit 11,4±5,8 MPa (SBS) im hin-
teren Drittel mit signifikantem Unterschied (Lührs et al., 2010). Peutzfeld et
al. verglichen unter anderem Excite DSC/V2 mit selbstadhäsiven Befesti-
gungskompositen in Kombination mit unterschiedlichen restaurativen Materi-
alien an Dentin. Maxcem, der Vorgänger von Maxcem Elite, erreichte die
niedrigsten Haftwerte, die im Bereich von Zink-Phosphat und Glasionomer-
Zementen lagen (Peutzfeldt et al., 2011). Die schlechten Haftwerte gegen-
über Dentin zeigen sich auch in weiteren Studien (Goracci et al., 2006, Sarr
et al., 2010). Allerdings wurde in allen Untersuchungen auf eine vorherige
provisorische Versorgung verzichtet. Somit sollen Befestigungskomposite mit
Vorbehandlung (vor allem etch-and-rinse-Systeme) und selbstadhäsive Be-
festigungskomposite, nach temporärer Versorgung, produktunabhängig ver-
glichen werden (Monticelli et al., 2008, D'Arcangelo et al., 2011).
Unabhängig von der Art des provisorischen Zements sind die Haftwerte der
Syntac/V2-Gruppe (Mittelwert: 10,04 MPa), als Vertreter der etch-and-rinse-
Technologie, signifikant höher als die des selbstadhäsiven Zements
(Mittwert: 5,18 MPa). Zu diesem Ergebnis kommen auch De Munck et al. (De
Munck et al., 2004), die RelyX Unicem (3M ESPE, Seefeld, Deutschland)
und Panavia-F (Kuraray, Japan) ohne vorherige provisorische Zementierung
untersuchten. Mit µTBS-Werten von 17,5±5,9 MPa und 15,9±3,9 MPa war
der Unterschied jedoch nicht signifikant. In der anschließenden Untersu-
chung mittels Rasterelektronenmikroskop wurde nachgewiesen, dass das
selbstadhäsive Befestigungskomposit nur mit den oberflächlichen
Dentinarealen interagierte. Eine Hybridschicht mit Kunstoffzapfen zeigte sich
nicht, stattdessen eine irregulär geformte Interaktionszone von 0-2 µm Dicke
(De Munck et al., 2004). Die Haftung wurde somit größtenteils chemisch und
durch minimale mikromechanische Retention generiert (Bagis et al., 2011,
D'Arcangelo et al., 2011, Monticelli et al., 2008). Das selbstadhäsive Befesti-
gungskomposit hat trotz des anfänglichen pH-Wertes von <2 für RelyX
Unicem (De Munck et al., 2004) bzw. <4 für Maxcem Elite (Zorzin et al.,
2012) in den ersten Minuten nicht die Fähigkeit, die Schmierschicht vollstän-
46
dig zu demineralisieren bzw. aufzulösen (Monticelli et al., 2008, Takimoto et
al., 2012), wobei das Ätzpotential abhängig von der Art des funktionellen
Säuremonomers des jeweiligen Komposits ist (Takimoto et al., 2012). Dem
stehen die Entfernung der Schmierschicht, die Demineralisation des ober-
flächlichen Dentins und die Bildung einer Hybridschicht mit Tags zum Aufbau
eines adhäsiven Verbunds bei etch-and-rinse-Systemen gegenüber. Dies
wiesen Monticelli et al. unter dem Lichtmikroskop nach Färbung mit Mas-
son`s Trichrome für einen konventionellen etch-and-rinse-Haftvermittler
nach. Auch bei einem selbst-ätzenden System stellte sich eine milde Demi-
neralisation an der Dentin/Adhäsivgrenze ein. Bei den selbstadhäsiven Be-
festigungskompositen hingegen ließ sich keine Demineralisation/Infiltration
nachweisen (Monticelli et al., 2008). Der anfänglich niedrige pH-Wert soll
sich im Laufe des Abbindevorgangs durch die Reaktion mit alkalischen Fül-
lern neutralisieren, um das polymerisierte Befestigungskomposit zu stabilisie-
ren (Bagis et al., 2011), siehe auch Kapitel 4.3. Dies gelingt nach einer Stu-
die von Zorzin et al. für die untersuchten selbstadhäsiven Befestigungskom-
posite nach 24 Stunden nicht vollständig. MC weist mit 3,9 den niedrigsten
pH-Wert auf, was in der zweithöchsten Wasseraufnahme-Rate resultiert
(Zorzin et al., 2012). Ferracane et al. berichten ebenfalls von niedrigen Haft-
werten, bedingt durch Wasseraufnahme/-quellung durch niedrige pH-Werte
im ausgehärteten Material (Ferracane et al., 2011). Somit sollte der pH- Wert
idealerweise hoch genug sein für eine ausreichende Demineralisation und so
niedrig wie möglich, um eine Hydrophilie des polymerisierten Endprodukts zu
verhindern (Ferracane et al., 2011, Zorzin et al., 2012). Bagis et al. unter-
suchten unter anderem ein 2-Schritt etch-and-rinse-System (Single
Bond/RelyX ARC; 3M ESPE) und RelyX Unicem als selbstadhäsives Befes-
tigungskomposit. Ein signifikanter Unterschied wurde nachgewiesen, unab-
hängig davon, ob vorher Eugenol-haltiger, -freier oder kein Zement verwen-
det wurde (Bagis et al., 2011). Dies resultiert auch aus der hohen Viskosität
der selbstadhäsiven Befestigungskomposite. Der hohe Füllkörperanteil von
67 Wt.-% (Ferracane et al., 2011) mit Partikeln von weniger als 1 µm bis zu 5
µm und mehr (De Munck et al., 2004), erschwert die Penetration in das
Kollagennetzwerk (Bagis et al., 2011, Takimoto et al., 2012). Die Polymerisa-
tionsrate von selbstadhäsiven Befestigungskompositen ist in der Tiefe, dem
47
Licht fern, verlangsamt. Wasser kann, vor allem im Bereich der
Pulpenhörner, aus den Tubuli entlang des osmotischen Gradienten durch die
Adhäsivschicht penetrieren, da diese eine semipermeable Membran darstellt.
Das wirkt sich zusätzlich nachteilig auf die Haftung aus (Hiraishi et al., 2009,
Barcellos et al., 2011). Bei lichthärtenden Systemen kommt es nicht zur Aus-
bildung einer semipermeablen Membran (Barcellos et al., 2011). De Munck
et al. postulieren sogar, dass die Haftwerte von selbstadhäsiven Befesti-
gungskompositen im Vergleich zu konventionellen Systemen immer niedriger
seien (De Munck et al., 2004, Monticelli et al., 2008). Ein weiterer Aspekt für
die geringere Haftung ist die Tatsache, dass die Rückstände der provisori-
schen Zemente mit in die Adhäsivschicht eingebaut werden. In Kapitel 4.4
wurde auf die Oberflächen hingewiesen, die mikroskopisch sauber, makro-
skopisch aber noch verunreinigt sind. Bei etch-and-rinse-Systemen kommt
es durch den Ätzvorgang zu einer Demineralisation von 9-10 µm. Die Demi-
neralisationstiefe und das Spülen mit Wasser reduzieren den Eugenol-Gehalt
und/oder die Rückstände des Zementes (Abo-Hamar et al., 2005, Bagis et
al., 2011). Dennoch sind nach Säureätzung noch Reste der Zemente nach-
weisbar (Erkut et al., 2007, Fonseca et al., 2005, Paul und Schärer, 1997,
Terata et al., 1994). Ribeiro et al. stellten fest, dass Restpartikel von proviso-
rischen Zementen nach Reinigung mit Bimsmehl bei einem self-etch- im Ver-
gleich zu einem total-etch-Adhäsivsystem in größeren Mengen vorlagen (Ri-
beiro et al., 2011). Man kann also davon ausgehen, dass der Einfluss der
provisorischen Zemente nach dem Ätzen mit 37%-iger Phosphorsäure gerin-
ger ist. Dies bestätigt sich in dieser Studie bei der Verwendung von provisori-
schen Zementen auf Zementbasis. Mit 10,75±3,20 MPa gegenüber
4,28±3,48 MPa in der TBNE-Gruppe und 10,44±3,12 MPa gegenüber
2,88±2,99 MPa in der TB-Gruppe wird der signifikante Unterschied deutlich
(s. Abbildung 15, S. 39).
Die TBC-Gruppe nimmt eine Sonderstellung ein, da es sich bei TBC um ein
provisorisches Material auf Kompositbasis handelt. Es findet eine radikali-
sche Polymerisation an Stelle einer Säure-Base-Reaktion statt. Die Haftwerte
beider adhäsiver Befestigungsmaterialien unterscheiden sich kaum (s. Abbil-
dung 15, S. 39).
48
Über die Auswirkung von Eugenol auf die adhäsive Befestigung gibt es di-
verse Studien mit sehr unterschiedlichen Ergebnissen (Abo-Hamar et al.,
2005, Bagis et al., 2011, Fonseca et al., 2005, Ganss und Jung 1998,
Peutzfeldt und Asmussen, 1999, Ribeiro et al., 2011, Yap et al., 2001). Ein
ähnlicher Versuchsaufbau, der zum gleichen Ergebnis führt, findet sich aller-
dings nur bei Bagis et al. (Bagis et al., 2011). Eugenol nimmt keinen Einfluss
auf die Haftung eines konventionellen etch-and-rinse-Adhäsivs/Komposits
und eines selbstadhäsiven Befestigungskomposits. Bagis et al. können diese
These sogar noch um eine weitere Materialklasse, ein 2-Schritt self-etch-
System (Clearfil Liner Bond/Panavia F; Kuraray) erweitern. Die provisorische
Versorgung erfolgte ebenfalls mit TB und TBNE. Das in dieser Studie ver-
wendete 3-Schritt etch-and-rinse-System liefert Werte von 10,44±3,12 MPa
(TB) und 10,75±3,20 MPa (TBNE). Das Pendant hierzu bei Bagis et al., ein
2-Schritt etch-and-rinse-System (Single Bond/RelyX ARC; 3M ESPE), zeigt
mit Werten von 19,08±6,07 MPa (TB) und 19,69±2,61 MPa (TBNE) ähnliche
Verhältnisse, wobei die Werte höher angesiedelt sind, was sich durch die
unterschiedlichen Methoden zur Bestimmung der Haftung erklärt. Es erfolgte
ein µTBS, der laut Schwertner et al. höhere Werte liefert als der Ausstoßver-
such (PBS) (Schwertner, 2010). Die Werte des selbstadhäsiven Befesti-
gungskomposits sind in beiden Studien unter denen des konventionellen
Systems angesiedelt. RelyX Unicem (3M ESPE) steht mit Werten von
13,93±4,19 MPa (TB) und 14,49±5,28 MPa (TBNE) Maxcem Elite gegenüber
(2,88±2,99 MPa (TB) und 4,28±3,48 MPa (TBNE)). Auch hier lässt sich ein
minimaler Trend hin zu höheren Haftwerten mit TBNE finden, wobei es bei
den Werten innerhalb der Zementgruppe keinen signifikanten Unterschied
gibt. Die Reinigung mittels Exkavator scheint ausreichend zu sein, wobei kein
Vergleich zu einer Kontrollgruppe ohne vorherige provisorische Zementie-
rung möglich ist. Somit lässt sich keine Aussage über die Effektivität der me-
chanischen Reinigung treffen. Untermauert wird das Ergebnis durch Studien
von Abo-Hamar et al. (Abo-Hamar et al., 2005) und Fonseca et al. (Fonseca
et al., 2005). Erstere konnten dies bei der Untersuchung eines self-etch-
Systems (ED II Primer/Panavia F2; Kuraray) und eines total-etch-Systems
(Excite/Variolink 2; Vivadent) unabhängig davon, ob die Reinigung mittels
49
Exkavator oder Sandstrahl-Gerät erfolgte, nachweisen, Letztere für ein total-
etch-System (Single Bond/RelyX ARC). Beide Male wurde TBNE als Euge-
nol-freie Komponente verwendet. Viele weitere Studien zu unterschiedlichen
Adhäsivsystemen verfestigen die gewonnenen Ergebnisse (Ganss und Jung,
1998, Peutzfeldt und Asmussen, 1999).
Kontroverse Daten liefern Ribeiro et al., die eine statistisch signifikante Re-
duktion der Haftwerte bei der Verwendung eines Eugenol-haltigen Zements
(TB) gegenüber einem Eugenol-freien (Freegenol; GC Co., Tokyo, Japan) für
ein total-etch- (TE, Adper Single Bond 2; 3M ESPE) und ein self-etch-System
(SE, Adper Prompt; 3M ESPE) nachwiesen. Die Reinigung erfolgte hier me-
chanisch und mit Bimsmehl. Die TB-Werte unterscheiden sich signifikant von
denen der Kontrollgruppe und der Freegenol-Gruppe, wodurch der negative
Einfluss auf das Eugenol zurückgeführt werden könnte. Die Daten sind je-
doch kritisch zu beurteilen, da der Wert TE/Freegenol mit 47,4±18,8 MPa
über dem der Kontrollgruppe mit 44,9±15,6 MP lag (Ribeiro et al., 2011).
Demgegenüber stehen eine Vielzahl von Studien, siehe auch Kapitel 4.4, die
eine Reduktion der Haftung nach provisorischer Zementierung beschrieben.
Auch Yap et al. wiesen dies nach. Allerdings spielte hier das Verhältnis der
Zinkoxid-Eugenol-Mischungen eine Rolle. Signifikante Veränderungen zeig-
ten sich, wie auch bei Salama (Salama, 2005), nur bei Mischungen mit ho-
hem Eugenol-Anteil (Pulver: 10 g/Flüssigkeit: 2 g) (Yap et al., 2001).
8.1.2 Fraktographische Ergebnisse
In der Literatur sind unterschiedliche Termini für den Frakturverlauf zu finden.
Auf den Terminus gemischter Bruch, teils adhäsiv, teil kohäsiv, wurde ver-
zichtet und jede Probe einem der beiden Frakturmodi (Kapitel 6.3.3, S. 36)
zugeordnet. Die Einteilung erfolgte mittels Lichtmikroskop, da so klare Aus-
sagen getroffen werden konnten. Einen Großteil der Frakturen aller Gruppen
machten adhäsive Brüche aus. Kohäsive Brüche innerhalb des Befesti-
gungskomposits waren selten und sprechen für die guten mechanischen Ei-
genschaften der Materialien. Innerhalb der adhäsiven Frakturen wurde zu-
sätzlich nach der Grenzfläche unterschieden, an welcher sich der Bruch er-
eignete. Diese Ergebnisse decken sich mit denen der quantitativen Untersu-
50
chung. In allen V2-Gruppen lagen mehr als 50% der Frakturen (TB: 72%;
TBNE: 57%; TBC: 84%) an der Grenzfläche Inlay-Befestigungskomposit,
was bedeutet, dass Befestigungskomposit am Dentin verbleibt. Dies gilt mit
57% auch für die MC/TBC-Gruppe. Das spricht für eine gute Haftung an der
Zahnhartsubstanz, die über die Verbindungsstärke des Komposits mit dem
Inlay hinausgeht. Diese entstand in der V2-Gruppe über die gute mikrome-
chanische Retention durch die Ausbildung einer Hybridschicht mit Tags;
Haftwerte zwischen 10,75±3,20 MP und 8,94±4,96 MPa wurden erreicht. An-
nähernd hoch lag mit 8,38±4,63 MPa der Haftwert der TBC/MC-Gruppe. Die-
ser resultierte aus einer adäquaten chemischen Haftung, bedingt durch die
gute Kombinationsfähigkeit des temporären Materials auf Kompositbasis und
des selbstadhäsiven Befestigungskomposits.
Der Bruch an der Grenzfläche Dentin-Befestigungskomposit, der 72% in der
TB/MC- und 76% in der TBNE/MC-Versuchsreihe ausmachte, spiegelt die
signifikant niedrigen Haftwerte wieder. Die Haftung des Befestigungskompo-
sits am Dentin war geringer als am Inlay. Zu ähnlichen Ergebnissen kommen
Bagis et al. (Bagis et al., 2011): Das selbstadhäsive Befestigungskomposit
(RelyX Unicem), wies, egal ob mit Eugenol-freiem oder -haltigem Zement
gearbeitet wurde, zu 100% adhäsive Frakturen an der Grenzfläche Den-
tin/Befestigungskomposit auf. Ursache hierfür war das limitierte Ätzpotential,
die hohe Viskosität und, dass nur die oberflächlichen Dentinschichten mit
dem Komposit interagierten. Für das verwendete 2-Schritt etch-and-rinse-
System zeigte sich ein anderes Bild: Kohäsive Frakturen innerhalb des Be-
festigungsmaterials entstanden in ähnlich hoher Zahl, egal ob Eugenol-freier
oder -haltiger Zement verwendet wurde, jedoch zeigten sich mehr adhäsive
Frakturen in Kombination mit TB, was durch den geringfügig niedrigeren
Haftwert (TB: 19,08±6,07 MPa gegenüber TBNE: 19,69±2,61 MPa) unterstri-
chen wird (Bagis et al., 2011). Ribeiro et al. verglichen ein total-etch-System
mit einem self-etch-System. Unabhängig von der Art des verwendeten provi-
sorischen Zementes lag der Frakturmodus an der Grenzfläche Den-
tin/Adhäsivsystem beim self-etch-System bei 62,5%, beim total-etch-System
bei 33,9%. An der Grenzfläche Komposit/Adhäsivsystem traten 43,2% der
Brüche beim total-etch-System und nur 2,8% beim self-etch-System auf. Die
übrigen Frakturen waren gemischte Frakturen innerhalb des Adhäsivsystems
51
(Ribeiro et al., 2011). Letztendlich sind die Ergebnisse der fraktographischen
Untersuchung als Tendenzen zu sehen, die die quantitativen Ergebnisse
stützen.
8.2 Beurteilung der Methodik
Wie bereits erwähnt, ist der Ausstoßversuch zur Bestimmung der Haftwerte
von Befestigungskompositen nach vorheriger temporärer Versorgung in der
Literatur noch nicht beschrieben worden. Frankenberger et al. verwendeten
diese Methode 1999 zur Bestimmung der Haftwerte unterschiedlicher
Dentinadhäsive (Frankenberger et al., 1999). Den maßgebenden Standard
zur Bestimmung der Haftwerte stellen bisher Zugversuche im Mikro- und
Makrodesign (µTBS und TBS) sowie Scherversuche (SBS) dar. Beim PBS
handelt es sich um einen modifizierten Scherversuch, der herangezogen
wurde, um die klinische Situation besser zu simulieren. Bei der adhäsiven
Befestigung einer indirekten Restauration tritt nicht nur eine plane Fläche des
Dentins mit dem Befestigungsmaterial in Kontakt. Vielmehr stellt sich eine
dreidimensionale Situation dar, über welche die Adhäsion aufgebaut wird.
Dies lässt sich mit dem PBS, bei welchem mit Hilfe eines Stößels ein koni-
scher Positivkörper aus der Dentinscheibe gedrückt wird, simulieren. Bei den
Scher- und Zugversuchen gibt es viele Variationsmöglichkeiten, allen gemein
ist jedoch die Bestimmung der Haftkraft bezüglich einer planen Oberfläche,
von welcher die aufpolymerisierten Körper entweder abgeschert oder senk-
recht abgezogen werden. Der C-Faktor (configuration-factor), der über das
Verhältnis der gebundenen zu den freien Kompositflächen definiert ist, ist bei
den Letztgenannten niedrig (0,2), was zu einer ungehinderten
"Aufpolymerisierung" führt. Beim PBS ist der C-Faktor hoch und entspricht
mit 1,7 dem der klinischen Situation (Frankenberger et al., 1999). Überdies
werden die Polymerisationskräfte und der dabei auftretende Stress in der
Verbundzone simuliert (Frankenberger et al., 1999, Frankenberger et al.,
1996, Frankenberger et al., 1998). Durch den dreidimensionalen Versuchs-
körper treten neben der Retention zusätzlich Friktionskräfte auf, aus denen
die hohen Haftwerte bei dieser Testmethode resultieren. Durch
52
Verkeilungseffekte kann es zu falschen Messwerten kommen. Um diese zu
reduzieren, wurde der anfangs zylindrische durch einen konischen Körper
ersetzt. Die somit erhaltenen Werte waren merklich niedriger als die mit ei-
nem zylindrischen Prüfkörper (D'Arcangelo et al., 2011). Die Techniksensiti-
vität ist als weiterer Nachteil des PBS zu nennen, was zu unterschiedlichen
Haftwerten innerhalb der Versuchsreihe führen kann. Pro Zahn ist nur die
Herstellung einer Probe möglich, wohingegen beim µTBS (beam style) aus
einem Zahn bis zu 40 Proben extrahiert werden können. Der Aufbau des
Versuchsrahmens mit einer adäquaten Probenzahl ist aufwendig (Franken-
berger et al., 1996, Frankenberger et al., 1998, Haller, 1994). Die
Extrusionsversuche weisen einen homogeneren Spannungsverlauf auf, Bie-
gemomente und Kerbspannungen werden weitestgehend vermieden, um die
natürlich vorkommenden Druck- und Scherbelastungen der Zähne zu simu-
lieren (Frankenberger et al., 1996). Um kohäsive Frakturen innerhalb des
Dentins zu vermeiden, die laut Frankenberger et al. bei der Verwendung des
TBS und SBS häufig vorkommen, wird der PBS angewendet (Frankenberger
et al., 1999). Auch Ribeiro et al. schreiben dem SBS, durch den erhöhten
Stresslevel, eine Vielzahl von kohäsiven Frakturen im Dentin zu, während die
Grenzfläche Dentin/Komposit intakt bleibt. Sie empfehlen den µTBS, der
durch die kleine Oberfläche ein homogeneres Substrat mit weniger intrinsi-
schen Fehlern innerhalb des Dentins darstellt (Ribeiro et al., 2011). Durch die
Verwendung des PBS wurden in der vorliegenden Untersuchung keine kohä-
siven Frakturen innerhalb der Dentinschicht beobachtet.
Schwertner hat die unterschiedlichen Methoden der Haftungsbestimmung
miteinander verglichen und kam zu folgendem Ergebnis: Die höchsten Werte
wurden beim µTBS erreicht, gefolgt vom PBS. Der TBS lieferte, nach dem
SBS, die niedrigsten Ergebnisse. Dies erkläre sich laut Schwertner durch die
relativ leichte Rissausbreitung bei großen Prüfkörpern (Schwertner, 2010).
Die Tendenzen der Haftwerte der vorliegenden Untersuchung entsprechen
annähernd der vergleichbaren Studie von Bagis et al., die mittels µTBS er-
fasst wurden (siehe Kapitel 8.1.1). Es zeigen sich ca. 10 MPa höhere Haft-
werte bei dem µTBS gegenüber dem PBS, bei gleichen Differenzen (Bagis et
al., 2011). Ein genauerer Vergleich mit Haftwerten aus der Literatur, die mit
53
Hilfe anderer Messtechniken bestimmt worden sind, ist aufgrund der unter-
schiedlichen Versuchsaufbauten und Parameter nicht möglich.
Letztendlich simuliert der PBS die klinischen Verhältnisse am besten, wes-
halb er in dieser Untersuchung herangezogen wurde.
54
9 Schlussfolgerung
Nach temporärer Versorgung mit provisorischen Zementen erreichen die mit-
tels PBS bestimmten Haftwerte des selbstadhäsiven Befestigungskomposits
nicht die eines etablierten Befestigungskomposits, welches mit einem etch-
and-rinse-System kombiniert wurde. Das provisorische Befestigungsmaterial
auf Kompositbasis nimmt eine Sonderstellung ein und liefert in Kombination
mit beiden definitiven Befestigungsmaterialien mittlere Haftwerte. Bei den
Befestigungsmaterialien auf Zementbasis spielt die Wahl des provisorischen
Zementes und die Frage, ob Eugenol-frei oder –haltig, keine Rolle; die Haft-
werte beider adhäsiver Befestigungssysteme unterscheiden sich nicht signifi-
kant (p>0,05). Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse, dass der Wahl des
provisorischen Zements keine entscheidende Bedeutung zukommt. Das
etablierte Mehrschrittsystem ist dem selbstadhäsiven Befestigungskomposit
überlegen, weshalb der höhere Zeitaufwand für bessere Haftwerte in Kauf
genommen werden sollte.
55
10 Literaturverzeichnis
[1] Abo-Hamar SE, Federlin M, Hiller KA, Friedl KH, Schmalz G: Effect of
temporary cements on the bond strength of ceramic luted to dentin.
Dent Mater 21, 794-803 (2005)
[2] Bagis B, Bagis YH, Hasanreisoğlu U: Bonding effectiveness of a self-
adhesive resin-based luting cement to dentin after provisional cement
contamination. J Adhes Dent 13, 543-550 (2011)
[3] Barcellos DC, Batista GR, Silva MA, Rangel PM, Torres CR, Fava M:
Evaluation of bond strength of self-adhesive cements to dentin with or
without application of adhesive systems. J Adhes Dent 13, 261-265
(2011)
[4] Belli R, Pelka M, Petschelt A, Lohbauer U: In vitro wear gap formation
of self-adhesive resin cements: a CLSM evaluation. J Dent 37, 984-993
(2009)
[5] Burgess JO, Ghuman T, Cakir D: Self-adhesive resin cements. J
Esthet Restor Dent 22, 412-419 (2010)
[6] Carvalho CN, de Oliveira Bauer JR, Loguercio AD, Reis A: Effect of
ZOE temporary restoration on resin-dentin bond strength using
different adhesive strategies. J Esthet Restor Dent 19, 144-153 (2007)
[7] Chaiyabutr Y, Kois JC: The effect of tooth-preparation cleansing
protocol on the bond strength of self-adhesive resin cement to dentin
contaminated with a hemostatic agent. Oper Dent 36, 18-26 (2011)
[8] Chaiyabutr Y, Kois JC: The effects of tooth preparation cleansing
protocols on the bond strength of self-adhesive resin luting cement to
contaminated dentin. Oper Dent 33, 556-563 (2008)
56
[9] D'Arcangelo C, De Angelis F, Minnoni A, Vitalone LM, Carluccio F,
Vadini M, Paolantonio M: Bond strength evaluation of three self-
adhesive luting systems used for cementing composite and porcelain.
Oper Dent 36, 626-634 (2011)
[10] De Munck J, Vargas M, Van Landuyt K, Hikita K, Lambrechts P, Van
Meerbeek B: Bonding of an auto-adhesive luting material to enamel
and dentin. Dent Mater 20, 963-971 (2004)
[11] Eick JD, Gwinnett AJ, Pashley DH, Robinson SJ: Current concepts on
adhesion to dentin. Crit Rev Oral Biol Med 8, 306-335 (1997)
[12] Erkut S, Küçükesmen HC, Eminkahyagil N, Imirzalioglu P, Karabulut E:
Influence of previous provisional cementation on the bond strength
between two definitive resin-based luting and dentin bonding agents
and human dentin. Oper Dent 32, 84-93 (2007)
[13] Ferracane JL, Stansbury JW, Burke FJ: Self-adhesive resin cements -
chemistry, properties and clinical considerations. J Oral Rehabil 38,
295-314 (2011)
[14] Fonseca RB, Martins LR, Quagliatto PS, Soares CJ: Influence of
provisional cements on ultimate bond strength of indirect composite
restorations to dentin. J Adhes Dent 7, 225-230 (2005)
[15] Frankenberger R, Krämer N, Petschelt A: Fatigue behaviour of different
dentin adhesives. Clin Oral Investig 3, 11-17 (1999)
[16] Frankenberger R, Krämer N, Sindel J: Haftfestigkeit und
Zuverlässigkeit der Verbindung Dentin-Komposit und Dentin-
Kompomer. Dtsch Zahnärztl Z 51, 556-560 (1996)
57
[17] Frankenberger R, Lohbauer U, Taschner M, Petschelt A, Nikolaenko
SA: Adhesive luting revisited: influence of adhesive, temporary cement,
cavity cleaning, and curing mode on internal dentin bond strength. J
Adhes Dent 9, 269-273 (2007)
[18] Frankenberger R, Sindel J, Krämer N, Oberschachtsiek H, Petschelt A:
Die Langzeitstabilität des Komposit-Dentinverbunds nach Total
Etching. Dtsch Zahnärztl Z 53, 697-700 (1998)
[19] Ganss C, Jung M: Effect of eugenol-containing temporary cements on
bond strength of composite to dentin. Oper Dent 23, 55-62 (1998)
[20] Goracci C, Cury AH, Cantoro A, Papacchini F, Tay FR, Ferrari M:
Microtensile bond strength and interfacial properties of self-etching and
self-adhesive resin cements used to lute composite onlays under
different seating forces. J Adhes Dent 8, 327-335 (2006)
[21] Haller B: Mechanismus und Wirksamkeit von Dentinhaftvermittlern.
Dtsch Zahnärtzl Z 49, 750-759 (1994)
[22] Hellwig E, Klimek J, Attin T: Einführung in die Zahnerhaltung. 4.
Auflage. Urban&Fischer Verlag, München (2007)
[23] Hiraishi N, Yiu CK, King NM, Tay FR: Effect of pulpal pressure on the
microtensile bond strength of luting resin cements to human dentin.
Dent Mater 25, 58-66 (2009)
[24] Hume WR: An analysis of the release and the diffusion through dentin
of eugenol from zinc oxide-eugenol mixtures. J Dent Res 63, 881-884
(1984)
[25] Krämer N, Lohbauer U, Frankenberger R: Adhesive luting of indirect
restorations. Am J Dent 13, 60D-76D (2000)
58
[26] Lührs AK, Guhr S, Günay H, Geurtsen W: Shear bond strength of self-
adhesive resins compared to resin cements with etch and rinse
adhesives to enamel and dentin in vitro. Clin Oral Investig 14, 193-199
(2010)
[27] Marshall Jr GW: Dentin: microstructure and characterization.
Quintessence Int 24, 606-617 (1993)
[28] Monticelli F, Osorio R, Mazzitelli C, Ferrari M, Toledano M: Limited
decalcification/diffusion of self-adhesive cements into dentin. J Dent
Res 87, 974-979 (2008)
[29] Mozner N, Hirt T: New polymer-chemical developments in clinical
dental polymer materials: enamel-dentin adhesives and restorative
composites. J Polym Sci 50, 4369-4402 (2012)
[30] Paul SJ, Schärer P: Effect of provisional cements on the bond strength
of various adhesive bonding systems on dentine. J Oral Rehabil 24, 8-
14 (1997)
[31] Peutzfeldt A, Asmussen E: Influence of eugenol-containing temporary
cement on bonding of self-etching adhesives to dentin. J Adhes Dent 8,
31-34 (2006)
[32] Peutzfeldt A, Asmussen E: Influence of eugenol-containing temporary
cement on efficacy of dentin-bonding systems. Eur J Oral Sci 107, 65-
69 (1999)
[33] Peutzfeldt A, Sahafi A, Flury S: Bonding of restorative materials to
dentin with various luting agents. Oper Dent 36, 266-273 (2011)
[34] Powell TL, Huget EF: Effects of cements and eugenol on properties of
a visible light-cured composite. Pediatr Dent 185, 104-107 (1993)
59
[35] Ribeiro JC, Coelho PG, Janal MN, Silva NR, Monteiro AJ, Fernandes
CA: The influence of temporary cements on dental adhesive systems
for luting cementation. J Dent 39, 255-262 (2011)
[36] Rosales-Leal JI, Osorio R, Toledano M, Cabrerizo-Vílchez MA,
Millstein PL: Influence of eugenol contamination on the wetting of
ground and etched dentin. Oper Dent 28, 695-699 (2003)
[37] Salama FS: Influence of zinc-oxide eugenol, formocresol, and ferric
sulfate on bond strength of dentin adhesives to primary teeth. J
Contemp Dent Pract 6, 14-21 (2005)
[38] Santos MJ, Bapoo H, Rizkalla AS, Santos GC: Effect of dentin-cleaning
techniques on the shear bond strength of self-adhesive resin luting
cement to dentin. Oper Dent 36, 512-520 (2011)
[39] Sarr M, Mine A, De Munck J, Cardoso MV, Kane AW, J Vreven, Van
Meerbeek B, Van Landuyt KL: Immediate bonding effectiveness of
contemporary composite cements to dentin. Clin Oral Investig 14, 569-
577 (2010)
[40] Schroeder HE: Pathobiologie oraler Strukturen. 3. Auflage. Karger
Verlag, Basel (1997)
[41] Schwertner K: Vergleich verschiedener Methoden zur Haftkraft-
messung von Dentinadhäsiven, Zahnmedizinische Dissertation,
Erlangen (2010)
[42] Takimoto M, Ishii R, Iino M, Shimizu Y, Tsujimoto A, Takamizawa T,
Ando S, Miyazaki M: Influence of temporary cement contamination on
the surface free energy and dentine bond strength of self-adhesive
cements. J Dent 40, 131-138 (2012)
60
[43] Terata R, Nakashima K, Obara M, Kubota M: Characterization of
enamel and dentin surfaces after removal of temporary cement-effect
of temporary cement on tensile bond strength of resin luting cement.
Dent Mater J 13, 148-154 (1994)
[44] Watanabe EK, Yamashita A, Imai M, Yatani H, Suzuki K: Temporary
cement remnants as an adhesion inhibiting factor in the interface
between resin cements and bovine dentin. Int J Prosthodont 10, 440-
452 (1997)
[45] Yap AU, Shah KC, Loh ET, Sim SS, Tan CC: Influence of eugenol-
containing temporary restorations on bond strength of composite to
dentin. Oper Dent 26, 556-561 (2001)
[46] Zorzin J, Petschelt A, Ebert J, Lohbauer U: pH neutralization and
influence on mechanical strength in self-adhesive resin luting agents.
Dent Mater 28, 672-679 (2012)
61
11 Tabellen- und Abbildungsverzeichnis
Tabelle 1: Verwendete Materialien, Hersteller und Zusammensetzung der
einzelnen Komponenten .............................................................................. 30
Tabelle 2: Mittelwerte und Standardabweichungen der unterschiedlichen
Gruppen, die Kleinbuchstaben bezeichnen homogene Untergruppen ......... 38
Tabelle 3: Ergebnisse der fraktographischen Untersuchung: Unterteilung in
kohäsiven und adhäsiven Frakturmodus, wobei Letzterer nochmals
differenziert wird; Befestigungskomposit (BK).............................................. 41
Abbildung 1: Strukturformel des photochemischen Initiators Campherchinon
..................................................................................................................... 14
Abbildung 2: chemische Struktur von GDMP als saures Monomer in Maxcem
Elite (Mozner und Hirt, 2012) ....................................................................... 15
Abbildung 3: Strukturformel von 4-MET als Beispiel eines Carboxylsäure-
Monomers (Mozner und Hirt, 2012) ............................................................. 16
Abbildung 4: chemische Struktur von MDP als Beispiel eines Monomers mit
Phosphat-funktioneller Gruppe (Mozner und Hirt, 2012) .............................. 17
Abbildung 5: chemische Strukturformeln von unterschiedlichen
quervernetzten Dimethacrylaten in Befestigungskompositen (Mozner und
Hirt, 2012) .................................................................................................... 17
Abbildung 6: chemische Struktur von Eugenol, einem Phenylpropanoid mit
stark reaktiver Hydroxylgruppe .................................................................... 21
Abbildung 7: Schematischer Versuchsaufbau: a) Vorbereitung der
Prüfkörper, b) Aufteilung der Versuchsgruppen und provisorische
Zementierung mit temporären Materialien, c) Lagerung und Vorbereitung der
Dentinscheiben, d) erneute Aufteilung der Versuchsgruppen und Einbringung
der Inlays mit definitiven Befestigungskompositen, e) Lagerung,
Ausstoßversuch (PBS) und LM/REM-Untersuchung ................................... 25
Abbildung 8: Ständerbohrmaschine zur Bohrung der konischen Kavität in die
Dentinscheibe .............................................................................................. 27
Abbildung 9: Schematische Darstellung einer Kavität; der kleine
Durchmesser beträgt ca. 2,9 mm ................................................................. 27
Abbildung 10: Bohrung einer Kavität: vollständige Versenkung des Bohrers
zur Generation konstanter Kavitätendurchmesser ....................................... 32
Abbildung 11: Herstellung eines Inlays (s. rechtes Bild) nach Präparation
einer similären Kavität in die Kunststoffscheibe (s. linkes und mittleres Bild)
..................................................................................................................... 32
Abbildung 12: Skizze zur Berechnung der Mantelfläche des geraden
Kreiskegelstumpfes ...................................................................................... 34
Abbildung 13: Schematischer Aufbau des Ausstoßversuchs (Schwertner,
2010) ............................................................................................................ 36
62
Abbildung 14: Mittelwerte und Standardabweichungen der unterschiedlichen
Gruppen ....................................................................................................... 38
Abbildung 15: Vergleich der Mittelwerte der adhäsiven
Befestigungskomposite in Bezug auf die drei untersuchten provisorischen
Zemente, die Kleinbuchstaben bezeichnen homogene Untergruppen......... 39
Abbildung 16a und 16b: 16a: REM-Aufnahme MC/TB-Gruppe:
Befestigungskomposit haftet vollständig am Inlay, s. linkes Bilddrittel.
Darunterliegendes Inlay kommt im Bereich des Risses zum Vorschein (s.
Pfeil); 16b: Gegenstück zu Abbildung 16a (REM): Dentinscheibe ohne Reste
des Befestigungskomposits ......................................................................... 42
Abbildung 17a und 17b: 17a: REM-Aufnahme aus der V2/TB-Gruppe: Inlay
bis auf kleinen Rest (s. Pfeil) frei von Befestigungskomposit; 17b:Gegenstück
zu Aufnahme 17a: Befestigungskomposit verbleibt an Dentinscheibe, s.
rechte Bildhälfte ........................................................................................... 42
Abbildung 18: Detailaufnahme (REM) aus der MC/TB-Gruppe, s. auch
Abbildung 16a: Reste des Befestigungskomposits haften am Inlay. Die
Dentin-Tubuli zeichnen sich im Befestigungskomposit ab (s. Pfeil) ............. 43
63
Danksagung
Bedanken möchte ich mich bei Herrn Prof. Dr. Anselm Petschelt für die Mög-
lichkeit, diese Arbeit an der Zahnklinik 1 - Zahnerhaltung und Parodontologie
durchführen zu können.
Mein besonderer Dank gilt meinem Doktorvater Priv.-Doz. Dr. Ulrich
Lohbauer für die Überlassung des Dissertationsthemas und die gute Betreu-
ung und Geduld während der gesamten Arbeitszeit.
Ebenso gebührt mein Dank den Mitarbeitern des werkstoffkundlichen Labors:
Herrn Brönner, Frau Scheuermeyer, Frau Stein und Frau Schachtner, die mir
bei Fragen hilfreich zur Seite standen, sowie Frau Amberger für die Hilfe bei
der Bedienung des REM.
Fernab vom wissenschaftlichen Bereich möchte ich mich bei meinen Eltern
und meinem Mann bedanken, die immer ein offenes Ohr für mich hatten und
mir in jeder erdenklichen Weise zur Seite gestanden haben.
![Cc mc-kun..[1]](https://img.pdfslide.org/doc/110x75/54c4d8a14a79593f3f8b45e4/cc-mc-kun1.jpg)
