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Zur Eignung von dentalen Kompositen für den
direkten Höckerersatz im Seitenzahnbereich
–
eine Abrasionsstudie
Der Medizinischen Fakultät der
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
zur Erlangung des Doktorgrades Dr. med. dent.
vorgelegt von Carolin Schlick
aus Schwabach
Als Dissertation genehmigt von der Medizinischen Fakultät
der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Tag der mündlichen Prüfung: 30. Juni 2014
Vorsitzender des Promotionsorgans: Prof. Dr. Dr. h.c. J. Schüttler
Gutachter: Prof. Dr. U. Lohbauer Prof. Dr. A. Petschelt
Meinen Eltern
in Liebe und Dankbarkeit gewidmet.
Inhaltsverzeichnis
1 Zusammenfassung .................................................................................... 1
1.1 Hintergrund und Ziele ............................................................................ 1
1.2 Material und Methoden .......................................................................... 1
1.3 Ergebnisse….. ....................................................................................... 1
1.4 Schlussfolgerung ................................................................................... 2
2 Summary ..................................................................................................... 3
2.1 Objectives.…….. .................................................................................... 3
2.2 Material and Methods ............................................................................ 3
2.3 Results.………. ...................................................................................... 3
2.4 Conclusions……. ................................................................................... 4
3 Einleitung und Zielsetzung ....................................................................... 5
4 Literaturübersicht ...................................................................................... 7
4.1 Dentale Keramiken ............................................................................... 7
4.1.1 Einteilung zahnärztlicher Keramiken ............................................... 7
4.1.2 Eigenschaften und klinische Erfahrung moderner Keramiken ....... 7
4.1.3 Leuzitverstärkte Glaskeramik .......................................................... 8
4.1.4 Präparationsrichtlinien für Keramikinlays vs. Kompositfüllungen .... 9
4.2 Komposit als Füllungsmaterial ............................................................. 11
4.2.1 Komposit in der Zahnmedizin ........................................................ 11
4.2.2 Zusammensetzung von Komposit ................................................. 11
4.2.3 Physikalische Eigenschaften von Kompositen .............................. 12
4.2.4 Randdichtigkeit von Komposit ....................................................... 13
4.2.5 Komposit in klinischen Studien ..................................................... 14
4.3 Befestigung…….. ................................................................................ 15
4.3.1 Adhäsivsysteme ............................................................................ 15
4.3.2 Befestigung am Schmelz ............................................................... 16
4.3.3 Befestigung am Dentin .................................................................. 16
4.3.4 Befestigung am Restaurationsmaterial Keramik vs. Komposit ..... 17
4.4 Studien zum direkten Höckerersatz ..................................................... 18
4.5 Mechanische Abnutzung der Zähne .................................................... 19
4.5.1 Verschleißerscheinungen .............................................................. 19
4.5.2 Messmethodik/Quantifizierung ...................................................... 20
5 Problemstellung ....................................................................................... 22
6 Material und Methode .............................................................................. 23
6.1 Übersicht über die verwendeten Materialien und Methoden ............... 23
6.2 Vorbereitung der Probenzähne ........................................................... 26
6.3 Präparation der Kavitäten .................................................................... 26
6.4 Indirekte Versorgung mit Keramikinlays .............................................. 27
6.4.1 Herstellung der Keramikinlays ....................................................... 27
6.4.2 Einsetzen und Ausarbeiten der Inlays ........................................... 28
6.5 Direkte Versorgung mit Komposit ........................................................ 29
6.6 Thermo-mechanische Dauerbelastung ............................................... 30
6.6.1 Thermocycling ............................................................................... 30
6.6.2 Kausimulation ................................................................................ 31
6.7 Replikaherstellung ............................................................................... 32
6.8 Oberflächenauswertung mit dem Profilometer .................................... 33
6.9. Statistische Auswertung ..................................................................... 37
7 Ergebnisse ................................................................................................ 38
8 Diskussion ................................................................................................ 42
8.1 Diskussion der Ergebnisse .................................................................. 42
8.2 Vergleich mit einer Parallelstudie ........................................................ 47
8.3 Bewertung der Methodik ...................................................................... 48
8.4 Klinische Beobachtungen .................................................................... 50
9 Literaturverzeichnis ................................................................................. 53
10 Anhang .................................................................................................... 61
11 Danksagung ........................................................................................... 64
1
1 Zusammenfassung
1.1 Hintergrund und Ziele
Die Langlebigkeit von zahnmedizinischen Kompositfüllungen konnte im Laufe
der letzten Jahre signifikant verbessert werden. Die Vorteile gegenüber Me-
tall und Keramik liegen vor allem in der substanzschonenden, minimalinvasi-
ven Anwendung von Kompositen. Damit kann über eine Indikationserweite-
rung der Kunststoffe auf Höckerrestaurationen im kaulasttragenden Seiten-
zahnbereich nachgedacht werden. Ziel dieser Arbeit war es, die Eignung von
plastischem Kompositmaterial für den kaulasttragenden Höcker von Prämo-
laren zu untersuchen, neue Präparationsrichtlinien zu diskutieren und mate-
rialspezifische Unterschiede zur silikatischen Dentalkeramik zu ermitteln.
1.2 Material und Methoden
Acht menschliche extrahierte Prämolaren wurden mit einer indirekt herge-
stellten Keramikrestauration versorgt. Weitere 32 Zähne wurden in vier
Gruppen (jeweils acht Zähne) unterteilt. Die Prämolaren dieser Gruppen
wurden mit direkten Kompositfüllungen versorgt. Sie unterschieden sich hin-
sichtlich ihrer Präparationsformen. An allen Zähnen wurde eine MOD-Kavität
präpariert. Zusätzlich wurden die Höcker um 0,5 mm, 1 mm oder 2 mm redu-
ziert. Die Zähne wurden nach thermo-mechanischer Dauerbelastung im
Thermocycler und Kausimulator hinsichtlich ihres Abrasionsverhaltens unter-
sucht. Mit Hilfe eines Profilometers wurden die Defektvolumina quantitativ
erfasst.
1.3 Ergebnisse
Abrasion als Verschleiß nach thermo-mechanischer Dauerbelastung konnte
bei allen Proben nachgewiesen werden. Signifikante Unterschiede konnten
aus dieser Studie allerdings nicht abgeleitet werden. Die Versuchsgruppe mit
der geringsten Kompositschichtstärke am Höcker (0,5 mm) zeigte tendenziell
das größte Abrasionsvolumen gegenüber den restlichen Gruppen, die mit
2
höherer Materialschichtstärke (1 mm und 2 mm) präpariert wurden. Material-
spezifische Unterschiede konnten in diesem Zusammenhang nicht heraus-
gearbeitet werden.
1.4 Schlussfolgerung
Komposite sind in der Lage, fehlende Höcker in ihrer Morphologie und Funk-
tion zu ersetzen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass der direkte Er-
satz von belasteten Stützhöckern mit Komposit hinsichtlich des Abrasions-
verhaltens keinen Nachteil gegenüber einer einfachen MOD-Restauration
bringt. Allerdings sollte die Präparation so gewählt werden, dass eine Min-
destschichtstärke des Materials von mindestens 1 mm eingehalten werden
kann. Bei einer geringeren Materialschichtstärke (0,5 mm) zeigen die Kom-
positrestaurationen nach thermo-mechanischer Belastung ein höheres Abra-
sionsvolumen. Der Verschleiß und die Langlebigkeit einer Kompositfüllung
stehen demnach im Zusammenhang mit der Kavitätenpräparation und der
daraus ergebenden Schichtstärke der Restauration. Unter Beachtung dieser
Vorgaben kann der Verschleiß am Restaurationsmaterial möglichst gering
gehalten und eine klinische Dauerhaftigkeit der restaurierten Höcker im Sei-
tenzahnbereich gewährleistet werden. Es kann also mit dem substanzscho-
nenden Restaurationsmaterial Komposit zum Ersatz einzelner Höcker im
vorderen Seitenzahnbereich gearbeitet werden.
3
2 Summary
2.1 Objectives
The durability of dental composite fillings has significantly been improved
over the last few years. The advantages of dental composite fillings over
metal and ceramic are the conservative treatment approach and minimally
invasive application of composites. In turn, an extension of clinical indications
towards tooth cusp coverage in the premolar and molar region could be con-
sidered. The aim of this study was to investigate the suitability of a dental
resin composite filling material for the cusp of premolars, to discuss new
preparation guidelines and to highlight material-specific differences to the
silicate dental ceramics.
2.2 Material and Methods
Eight human extracted premolars were restored with an indirect ceramic res-
toration. Further 32 premolar teeth were divided into four groups (n=8 each
group), directly restored with a direct resin composite in terms of different
preparation designs. For all teeth a MOD cavity was prepared. In addition,
the tooth cusp has been reduced to 0,5 mm, 1 mm or 2 mm. The teeth were
investigated after thermo-mechanical loading in a thermal cycler and chewing
simulator and analyzed regarding their abrasion resistance. The volume of
wear was quantified by using an optical profilometer.
2.3 Results
Abrasion after thermo-mechanical loading was measured in all teeth. In this
study, no statistically significant differences were found in between groups.
The group with the lowest layer thickness of composite on the tooth cusp (0,5
mm) showed the greatest wear rate in comparison to the other groups which
were prepared with higher material thickness (1 mm and 2 mm). Material-
specific differences could not be discussed in this study.
4
2.4 Conclusions
Dental composites are able to replace missing teeth cusps in their morpholo-
gy and function. The wear results of this study show, that a cusp coverage of
premolar teeth using direct resin composites does not exhibit disadvantages
compared to a simple ceramic MOD restoration. However, the teeth should
be prepared in that way, that a minimum layer thickness of at least 1 mm
should be ensured. At an inferior material layer thickness (0,5 mm), the com-
posite restorations show a greater volume of abrasion after thermo-
mechanical loading. Wear and durability of a composite filling material are
connected with the cavity preparation and the resulting thickness of the resto-
ration. In accordance with these preparation guidelines, wear on the restora-
tive material can be kept to a minimum and a clinical durability of the result-
ing direct cusp replacement is guaranteed. In summary, direct resin compo-
sites are suitable materials for replacement of individual cusps of premolars,
and presenting a minimal-invasive alternative to indirect ceramic restorations.
5
3 Einleitung und Zielsetzung
Die häufigste Erkrankung der Zahnhartsubstanz ist die Karies. Zur Restaura-
tion steht dem Zahnarzt heute eine Vielzahl an Materialien zur Verfügung.
Möglichkeiten sind Amalgam, Komposit, Keramik oder eine Überdeckung des
Zahnes mit einer metallischen Krone, was für den Patienten allerdings sehr
kostenaufwändig ist. So ist Amalgam mit seinen guten physikalischen Eigen-
schaften eine günstige Alternative. Die Ästhetik spielt in der Zahnmedizin
aber mittlerweile eine immer größere Rolle. Die Patienten wünschen zahn-
farbene Füllungsmaterialien. Seit Jahren werden nun schon solche hoch äs-
thetischen Restaurationen nicht nur im Frontzahnbereich, sondern auch im
Seitenzahnbereich bevorzugt eingesetzt, um meist sehr großflächige unäs-
thetische und insuffiziente Amalgamversorgungen zu re-restaurieren. Das
ästhetische Kompositmaterial mit seiner minimal-invasiven Vorgehensweise
ist dafür aus heutiger Sicht erste Wahl. Die unter sich gehenden Bereiche,
wie sie für Amalgam präpariert werden müssen, können bei einer direkten
Re-restauration mit Komposit erhalten werden. Im Gegensatz dazu wird bei
einer indirekten Versorgung mit Keramik invasiv vorgegangen. Die unter sich
gehenden Bereiche müssen bei der Präparation parallelisiert werden, was zu
einem zusätzlichen Zahnhartsubstanzverlust und demnach schnell zu einer
Höckerüberkupplung führt (Deliperi und Bardwell, 2006b, Hickel, 1997, Hickel
et al., 2005a, Hickel et al., 2005b, Kramer et al., 2011, Segura und Riggins,
1999).
Moderne Komposite verfügen über eine gute mechanische Prognose und
ersetzen die Zahnhartsubstanz als Füllungsmaterial sowohl in Aussehen als
auch in seiner Funktion. Die stetige Optimierung von Kompositen in den letz-
ten Jahren führte zu immer besseren werkstoffkundlichen Eigenschaften.
Somit sollte das Material nicht nur für kleine und mittlere, sondern auch für
großflächige Defekte zur Restauration herangezogen werden können. Je-
doch muss im Hinblick auf die Verringerung von Verschleiß, Polymerisati-
onsschrumpfung und Frakturfestigkeit noch weiter geforscht werden (Hickel
et al., 2005a, Hickel et al., 2005b). Es besteht weiterhin die Notwendigkeit,
diese Mängel zu verbessern, um die Langlebigkeit einer Kompositfüllung zu
optimieren (Cramer et al., 2011).
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Auch die dentalen Keramiken erfüllen die Anforderungen der Patienten für
hoch ästhetischen und biokompatiblen Zahnersatz. Diese indirekten Einzel-
zahnversorgungen als Inlays, Onlays oder Teilkronen werden vorwiegend bei
ausgedehnten Defekten der Zahnhartsubstanz ausgewählt und erfordern ein
invasiveres Vorgehen als Komposit. Noch bestehender Nachteil zahnärztli-
cher Keramiken ist die Rissentstehung und die daraus resultierenden Chip-
ping-Frakturen aufgrund von Oberflächendefekten. Unter Belastung kommt
es zur Rissausbreitung und schließlich zu einer nicht reparablen Fraktur der
Keramik. Vor allem hierzu bedarf es weiterer Forschung, um ein günstiges
Langzeitverhalten und bessere klinische Tauglichkeit der Keramiken zu er-
halten (Hickel et al., 2005a, Hickel et al., 2005b, Mitov et al., 2008).
Schließlich weist Komposit durch ein minimal-invasives Vorgehen und die
guten klinischen Prognosen Vorteile auf, welche dem invasiven Vorgehen mit
der spröden Keramik überlegen sein können. Ziel dieser in-vitro Studie war
es also zu klären, ob der Einsatz von Kompositen auch für ausgedehnte
Klasse II Kavitäten mit Höckerersatz im kaubelasteten Seitenzahnbereich als
Indikationserweiterung in Frage kommt und damit eine gelungene Alternative
zur indirekten Versorgung mit Keramik darstellt. Geeignete Präparationsricht-
linien für Komposite sollen daraus abgeleitet und neu definiert werden. Im
Vergleich zu indirekt hergestellten Keramikversorgungen sollen materialspe-
zifische sowie klinische Variablen herausgearbeitet werden.
7
4 Literaturübersicht
4.1 Dentale Keramiken
4.1.1 Einteilung zahnärztlicher Keramiken
Die Einteilung nach dem chemischen Aufbau ist bei dentalen Keramiken ne-
ben anderen Differenzierungsmöglichkeiten am sinnvollsten. Die 2 Haupt-
gruppen bilden die Oxid- und Silikatkeramiken.
Silikatkeramik unterteilt sich wiederum in Feldspatkeramik und Glaskerami-
ken. Diese bestehen aus Feldspat, Quarz und Kaolin. Der Feldspatanteil be-
trägt 60-80 %. Silikatkeramiken setzen sich aus einer Glasphase und darin
eingelagerten Leuzitkristallen, die die Festigkeit erhöhen, zusammen. Das
hoch ästhetische Material wird wegen seiner sehr guten Transluzenz, Trans-
parenz, Lichtbrechung und Brillanz hauptsächlich für Veneers, Inlays, Ver-
blendungen und Teilkronen benutzt. Empress und Empress 2 (Ivoclar Vivad-
ent, Ellwangen, Deutschland) sind als Presskeramiken durch einen erhöhten
Leuzitgehalt Vertreter der leuzitverstärkten Glaskeramik (Anusavice, 1992,
Marxkors et al., 2008, Pollington, 2011, Rinke, 2011).
Bei den Oxidkeramiken handelt es sich um polykristalline Werkstoffe. Es sind
einphasige keramische Materialien, die aus Oxiden bestehen. Die dafür typi-
schen Oxide sind Aluminiumoxid (Al2O3), Magnesiumoxid (MgO), Zirkonium-
dioxid (ZrO2), Magnesiumaluminat (MgAl2O4) und Titaniumdioxid (TiO2). Da-
bei handelt es sich im Gegensatz zu den Silikatkeramiken um sehr stabile
Gerüstmaterialien für Kronen und Brücken mit einer hohen Endfestigkeit von
500 MPa (InCeram Aluminia) bis über 1000 MPa (Zirkondioxid). Eine an-
schließende Verblendung aufgrund der fehlenden Transluzenz ist bei
Oxidkeramiken notwendig (Marxkors et al., 2008, Rinke, 2011).
4.1.2 Eigenschaften und klinische Erfahrung moderner Keramiken
Keramiken in der Zahnmedizin sind den Anforderungen für hoch ästheti-
schen und biokompatiblen Zahnersatz gewachsen. Sie dienen als Restaura-
tionsmaterial für Inlays, Kronen und Brücken. Die gebräuchlichen Keramiken
und Glaskeramiken sind hinsichtlich ihrer Härte, des thermischen Expansi-
8
onskoeffizienten und des Elastizitätsmoduls dem Zahnschmelz ähnlicher als
Komposite. Kovalente Bindungen und Ionenbindungen sind an ihrem chemi-
schen Aufbau beteiligt. Sie sind spröde und lassen sich plastisch nicht ver-
formen. Darin liegt der Unterschied zu Metallen, die plastisch verformbar, das
heißt duktil bzw. zäh, sind. Eine elastische Verformung lassen Keramiken
zwar zu, brechen aber gleich beim Erreichen ihrer Grenze. Diese Tatsache
bezeichnet man als Sprödigkeit. Diese führt zum Nachteil der hohen Bruch-
wahrscheinlichkeit des Materials. So gelten katastrophale Frakturen als
Hauptversagensursache (Della Bona und Kelly, 2008, Hellwig et al., 2009,
Mitov et al., 2008, Rinke, 2011). Mikroporositäten, die während des Sinter-
vorgangs entstehen, sind ein prädisponierender Faktor für Risse und ihre
typisch radiale Rissausbreitung. Keramikfrakturen können allerdings mini-
miert werden, wenn man die Kontraindikationen für das Material beachtet:
Bruxismus, Parafunktionen, Deck- bzw. Tiefbiss, Kiefergelenkbeschwerden
und gelockerte Zähne zählen dazu. Keramikrestaurationen zeigen neben den
erwähnten Brüchen noch mehr Probleme wie schlechten Randschluss,
Schwierigkeiten beim Polieren und übermäßigen Verschleiß der gegenüber-
liegenden Zähne. Eine Erhöhung der Materialfestigkeit kann durch eine
Oberflächenbehandlung mittels Polieren direkt nach Platzierung der Restau-
ration erreicht werden (Belli et al., 2011, El-Mowafy und Brochu, 2002,
Lohbauer et al., 2008). Als Vorteil eines Keramikinlays kann die geringere
Plaqueanlagerung gesehen werden. Die approximalen Flächen eines Inlays
bieten weniger Angriffsfläche als die homologe Zahnhartsubstanz (Bessing
und Molin, 1990).
4.1.3 Leuzitverstärkte Glaskeramik
Die Basis für die leuzitverstärkte Glaskeramik liefert ein Glas, das latente
Keimbildner enthält. Durch einen mehrphasigen Prozess kommt es zu einer
gesteuerten Kristallisation in der Glasmatrix. Bei diesem Verfahren können
Leuzitkristalle durch Hitze und Druck in die Glaskeramik integriert werden.
Man spricht nun von leuzitverstärkter Glaskeramik. Die Kristalle bilden Barri-
eren, die der Zugspannung entgegenwirken. Zugspannung ist wiederum ein
9
prädisponierender Faktor für Mikrorisse. Durch die Leuzitkristalle kommt es
zur Dispersionsstärkung, wodurch die Biegefestigkeit und die Frakturresis-
tenz verbessert werden. Die Kristalle dienen der Steigerung der Bruchzähig-
keit. Außerdem führt die Kombination von Hitze und Druck während der Her-
stellung zu einer Reduktion der keramischen Schrumpfung und zu einer hö-
heren Biegefestigkeit. Leuzitverstärkte Glaskeramikinlays zeichnen sich
durch schmelzähnliches Abrasionsverhalten und gute werkstoffkundliche Pa-
rameter aus. Ihre Passgenauigkeit liegt etwa im Bereich von gegossenen
Metallrestaurationen (El-Mowafy und Brochu, 2002, Hellwig et al., 2009,
Lohbauer et al., 2008).
4.1.4 Präparationsrichtlinien für Keramikinlays vs. Kompositfüllungen
Die Präparation einer Kavität ist entscheidend für das Behandlungsergebnis.
Das Fundament für den klinischen Erfolg einer Keramikrestauration sind die
korrekte Adhäsivtechnik und die materialspezifische Präparation.
Sehr wichtig für die Präparation eines keramischen Inlays ist, dass alle Kan-
ten innerhalb der Kavität abgerundet werden sollen. Damit sind die Übergän-
ge von der Kavitätenwand zum Kavitätenboden, vom okklusalen Plateau zu
den parapulpalen Wänden und von den parapulpalen Wänden zum approxi-
malen Kastenboden gemeint. Beim Blick auf die Kavität von okklusal sollten
keine spitzen Übergänge zu sehen sein. Für die Mindestschichtstärke der
Keramik werden 1,5 mm als Standard empfohlen, um einer Fraktur beim ad-
häsiven Befestigen vorzubeugen. Für die Isthmusbreite ist eine Mindeststär-
ke von 2 mm vorgesehen. Eine makromechanische Präparation ist nicht nö-
tig, da die Haftung des Inlays mikromechanisch an Schmelz und Dentin er-
folgt und beim adhäsiven Befestigen nur hinderlich wäre. Deswegen sollte
der Öffnungswinkel 6-10 Grad betragen. Da dünn auslaufende Keramikrän-
der vermieden werden müssen, sollte der Öffnungswinkel am Übergang von
der Kavität zur Zahnoberfläche in einem Winkel von zirka 90 Grad präpariert
werden. Die approximalen Ränder sollten so weit peripher liegen, dass sie
den Nachbarzahn nicht mehr berühren. Die Abformung und die Über-
schussentfernung werden hierdurch erleichtert. Auch für die Zahnhartsub-
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stanz sollten Mindestschichtstärken von 1,5-2 mm eingehalten werden. Am
Ende sind alle Präparationsgrenzen mit glättenden Instrumenten nachzufinie-
ren. Unter Einhaltung dieser Vorgaben werden bestmögliche Voraussetzun-
gen für die Überlebensdauer keramischer Restaurationen erreicht (Belli et
al., 2011, Frankenberger, 2008, Frankenberger, 2010).
Im Allgemeinen muss eine atraumatische Arbeitstechnik bei der Präparation
im Vordergrund stehen. Dabei sollen gesunde Zahnhartsubstanz, Pulpa, Pa-
rodontium und Nachbarzähne geschont werden. Somit ist auf eine effektive
Kühl- und Absaugtechnik zu achten. Die Kühlwassermenge sollte 50 ml/min
keinesfalls unterschreiten. Die rotierenden Instrumente dürfen nur im vom
Hersteller angegebenen Drehzahlbereich benutzt werden. Abgerundete In-
strumentenformen erweisen sich als klinisch und technologisch günstiger als
kantige Formen. Zu grobe Präparationsinstrumente (>ISO 524) können zu
große Rautiefen erreichen. Bei Benutzung der oszillierenden Handinstrumen-
te im approximalen Bereich kann ein Anpräparieren des Nachbarzahnes
vermieden werden (Hellwig et al., 1999).
Im Gegensatz zu der Präparation für Keramikinlays können für eine direkte
Kompositfüllung sehr unterschiedliche, defektorientierte Kavitätenformen
entstehen. Hier kann auch unterminierend oder tunnelierend präpariert wer-
den. Am Zahnhals kann eine flach auslaufende Kavität gewählt werden, da
Komposite aufgrund der niedrigeren Sprödigkeit weniger anfällig für sponta-
ne Frakturen sind (Hellwig et al., 1999, Kimmel, 2006). Finite Elemente Ana-
lysen bestätigen, dass die Spannungsverteilung im Zahn bei tiefen Kavitäten
ungünstig ausfällt. Weitere Ergebnisse zeigen einen direkten Zusammen-
hang zwischen Frakturanfälligkeit des Zahnes und Ausmaß der Präparation.
Außerdem sind kugelförmige Präparationen den rechteckigen zu bevorzugen
(Fleming et al., 2005, Shi et al., 2008).
11
4.2 Komposit als Füllungsmaterial
4.2.1 Komposit in der Zahnmedizin
Durch das zeit- und kostengünstige Verfahren von direkten Restaurationen
rückt Komposit immer mehr in den Vordergrund. Laut der Deutschen Gesell-
schaft für Zahn-, Mund- und Kieferkrankheiten sind die Kompositfüllungen im
Seitenzahnbereich neben Klasse V Läsionen auch bei Klasse I und Klasse II
Kavitäten einschließlich bei dem Ersatz einzelner Höcker indiziert. Aufgrund
seiner Substanzschonung ist Komposit anderen Materialien besonders bei
unterminierenden Läsionen überlegen (Hickel et al., 2005a). Die limitieren-
den Faktoren jedoch sind die Polymerisationsschrumpfung und das nicht
umgesetzte Monomer (Cramer et al., 2011). Kontraindikationen sind eine
fehlende Möglichkeit zur adäquaten Trockenlegung und Allergien des Patien-
ten auf Materialinhaltsstoffe (Hickel et al., 2005a). Im Vergleich zu Amalgam
erreicht Komposit gleich gute Ergebnisse hinsichtlich seiner Lebensdauer,
vorausgesetzt die Verarbeitungshinweise werden eingehalten (Opdam et al.,
2007).
4.2.2 Zusammensetzung von Komposit
Das Material besteht aus 3 Phasen, der organischen Phase (Matrix), der
Verbundphase und der anorganischen Phase (Füller). Die organische Phase
besteht aus Bisphenol A-Glycidyl Methacrylat (BIS-GMA), modifiziertem BIS-
GMA, Urethandimethacrylat (UDMA), Triethylenglycol-Dimethacrylat (TEG-
DMA) und einer Reihe von niedrigmolekularen Verdünnern (Comonomere).
Ihre typischen Eigenschaften werden u.a. durch Inhibitoren, Akzeleratoren,
Initiatoren, Farbstoffe und Pigmente bestimmt. Hauptsächlich kommen die
Organosilane als bipolare Moleküle in der Verbundphase zum Einsatz. Sie
vereinigen die anorganischen Füllstoffe mit der organischen Matrix. Die an-
organische Phase besteht aus Füllstoffen, die sich in ihrer Größe und Ober-
flächenmodifikation unterscheiden. Es gibt die traditionellen Makro- und Mik-
rofüllstoffe sowie die Mikrofüllstoffgestützten Komplexe. Mischungen unter-
schiedlicher Füllkörper verschiedenster Größen stellen die Hybridkomposite
dar (Lutz und Phillips, 1983, Manhart, 2006). In den letzten Jahren wurde zur
12
Verbesserung der Komposite viel entwickelt. Durch die Veränderung der Ei-
genschaften, des Typs, der Größenordnung und der Oberfläche kam man zu
neuen Erkenntnissen. So kommen heute Nanofüllstoffe mit einer Größe von
5 bis 100 nm oder fusionierte Partikel von primären Nanopartikeln zum Ein-
satz. Es handelt sich jedoch immer um ein Hybridsystem aus Mikro- und Na-
nofüllstoffen, um die Packungsdichte möglichst hoch zu erreichen. So weisen
Komposite heute über 80 vol% Füllstoffanteil auf. Bei dem Komposit Clearfil
majesty posterior (Kuraray, Tokyo, Japan) können mit Nanofüllstoffen hohe
Füllstoffgrade von bis zu 82 vol% erreicht werden (Topcu et al., 2010). Die
Größe und Form der Füllstoffe beeinflusst die Widerstandsfähigkeit des Ma-
terials. Durch die Verwendung von Nanofüllstoffen kann eine Verbesserung
der physikalischen Eigenschaften der Komposite erreicht werden (Cramer et
al., 2011, Pick et al., 2011).
4.2.3 Physikalische Eigenschaften von Kompositen
Zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften wird versucht, die ver-
schiedenen Mechanismen des Komposits und seine Verarbeitung zu verän-
dern, um eine Qualitätssteigerung zu erzielen. Das Material wird beispiels-
weise vorgewärmt. Die gewünschte Reduktion der Polymerisationsschrump-
fung und des nicht umgesetzten Monomers treten jedoch nicht ein (Lohbauer
et al., 2009). Es werden auch verschiedene Lichthärtemechanismen bezüg-
lich des Umsetzungsgrades und das Ermüdungsverhalten des Komposits
getestet. Die höchste initiale Bruchfestigkeit, Biegefestigkeit sowie der höchs-
te Grad der Umsetzung werden mit hochenergetischen LED-Lampen oder
Halogenlampen und ausgedehnten Lichthärteintervallen erreicht (Hasler et
al., 2006, Lohbauer et al., 2005). Mit einer normalen Halogenlampe wird die
homogenste Tiefenhärtung mit einem geringen Verlust von mechanischer
Widerstandsfähigkeit nach zyklischer Belastung erreicht. Je länger belichtet
wird, desto besser sind die mechanischen Eigenschaften für Komposit. Dies
gilt für LED- und Halogenlampen (Besnault et al., 2003, Hasler et al., 2006,
Lohbauer et al., 2005). Die unterschiedlichen Schichtungstechniken beim
Legen einer Füllung zeigten, dass die besten Haftkräfte bei horizontaler
Schichtung erreicht werden. Falls man vertikale oder schräge Inkremente
13
schichtet, sollte die Lining-Technik für eine verbesserte Adhäsion angewen-
det werden (Nikolaenko et al., 2004). Die stopfbaren Komposite unterschei-
den sich signifikant in ihren mechanischen Eigenschaften (Manhart et al.,
2000). Bei der Betrachtung der Festigkeit und Ermüdung von Komposit in
Bezug auf verschiedene Füllstoffe, lässt sich eine lineare Beziehung zwi-
schen Elastizitätsmodul und Füllstoffkonzentration feststellen. Dagegen kön-
nen keine Zusammenhänge von Bruchfestigkeit und Ermüdung zu verschie-
denen Füllstoffen gezeigt werden (Lohbauer et al., 2006). Untersuchungen
von Elastizitätsmodul, Volumenschrumpf und Polymerisationsschrumpfung
von hoch gefüllten Nanohybridkompositen als eine Funktion der Matrixzu-
sammensetzung, Füllstoffverteilung und –dichte, zeigen, dass weder Füll-
stoffkonfiguration noch die Matrixzusammensetzung den Schrumpf und die
mechanischen Eigenschaften des Komposits beeinflussen. Fließfähige Kom-
positmaterialien haben einen erhöhten Volumenschrumpf und eine erhöhte
Schrumpfspannung, aber ein reduziertes Elastizitätsmodul (Pick et al., 2011).
Aufgrund seiner Duktilität ist Komposit den keramischen Systemen in seiner
Kantenfestigkeit überlegen. Je weiter man sich vom Restaurationsrand ent-
fernt, desto bruchfester ist das Kompositmaterial (Ereifej et al., 2009). Im
Vergleich zeigen Nanohybrid- und Feinhybridkomposit in großen Klasse II
Kavitäten keinen Unterschied in der Recall- und Überlebensrate nach 2 Jah-
ren (Kramer et al., 2009). Auch nach 6 Jahren sind beide Komposite klinisch
noch akzeptabel. Grandio (VOCO, Cuxhaven, Deutschland) als ein nanoge-
fülltes Komposit wird wegen seiner erhöhten Transluzenz und verbesserten
Polierbarkeit bevorzugt benutzt. Es zeigt sich, dass Chippingfrakturen und
Schmelzbrüche bei Molaren signifikant häufiger als bei Prämolaren auftreten
(Kramer et al., 2011).
4.2.4 Randdichtigkeit von Komposit
Im Hinblick auf die externe und interne Adaption von Klasse II Kompositres-
taurationen zur Zahnstruktur zeigt sich bei einer direkten Füllung die beste
Kontinuität (Dietschi und Herzfeld, 1998). Bei direkten und semidirekten Ver-
sorgungen von Klasse II Läsionen kann sowohl bei klinischer Betrachtung als
14
auch bei marginaler Adaption im Betrachtungszeitraum von 3,5 Jahren kein
signifikanter Unterschied festgestellt werden (Spreafico et al., 2005). Es wer-
den verschiedene Füllungstechniken in Bezug auf die Randdichtigkeit vergli-
chen. Eine Studie zeigt, dass eine 1 mm dicke Schicht Flow als erstes In-
krement nach dem Ätzen und Auftragen von Primer und Bond den besten
Randschluss erreicht (Kwon et al., 2010, M et al., 2010). Vergleicht man
Tetric Ceram (Ivoclar Vivadent, Ellwangen, Deutschland) mit Grandio in ex-
tendierten Klasse II Kavitäten, so zeigt sich bei Tetric Ceram ein besserer
Randschluss nach 2 Jahren (Kramer et al., 2009). Hinsichtlich der mikrosko-
pischen Undichtigkeiten erreichen siloranbasierte Mikrohybridkomposite bes-
sere Ergebnisse als Nanohybridkomposite. Bei der Verwendung von Nano-
hybridkomposit wird daher empfohlen, eine vertikale Schichtungstechnik an-
zuwenden, da diese zu einer höheren Dichtigkeit führt (Bagis et al., 2009). Im
Hinblick auf die mikroskopische Undichtigkeit sowie die marginale Spaltgröße
kann keine Korrelation der beiden Parameter gefunden werden. Die Undich-
tigkeiten werden durch das Material und seine Schichtungstechnik, aber
auch allein durch das Material hervorgerufen (Idriss et al., 2007).
4.2.5 Komposit in klinischen Studien
Amalgamrestaurationen und Kompositfüllungen im Vergleich zeigen bezüg-
lich ihrer Langlebigkeit keinen Unterschied (Opdam et al., 2007). Eine Studie
besagt, dass die Verwendung eines Adhäsivs beim Höckerersatz die Bruch-
festigkeit der Restauration erhöht (Segura und Riggins, 1999). In einer weite-
ren 22-jährigen Studie werden ein Komposit mit 70 vol% anorganischen Füll-
stoffen und ein Komposit mit 55 vol% Füllstoffanteil evaluiert. Beide Materia-
lien zeigen eine gute klinische Performance. Allerdings hat das höher gefüllte
Komposit eine bessere Langlebigkeit (Da Rosa Rodolpho et al., 2011). Un-
tersuchungen der Restaurationsgröße ergeben, dass sie keinen Einfluss auf
das klinische Verhalten der stopfbaren Komposite ausüben. Es kann also
kein Zusammenhang zwischen Restaurationsgröße und Misserfolg gefunden
werden (Brackett et al., 2007). Die Hauptursachen für das Scheitern einer
Kompositfüllung stellen Sekundärkaries und Frakturen der Restauration dar
15
(Opdam et al., 2004). In einer weiteren klinischen Studie werden Amalgam-
und Kompositrestaurationen bei Patienten mit unterschiedlich hohem Karies-
risiko getestet. Nach 12 Jahren stellt sich heraus, dass Komposit bei Patien-
ten mit niedrigem Kariesrisiko gute Ergebnisse erzielt. Jedoch sind bei Hoch-
risikogruppen Amalgamfüllungen den Kompositrestaurationen überlegen
(Opdam et al., 2010).
4.3 Befestigung
4.3.1 Adhäsivsysteme
Adhäsive Systeme bestehen normalerweise aus Initiatoren, Stabilisatoren,
Härteinitiatoren, Kunststoffmonomeren, Lösungsmitteln und manchmal anor-
ganischen Füllstoffen (Van Landuyt et al., 2007). Die Adhäsive lassen sich in
6 Generationen unterteilen (Kugel und Ferrari, 2000). Hierbei orientiert man
sich rein chronologisch. In der heutigen Zeit teilt man die Adhäsivsysteme
aber nach Anzahl ihrer Applikationsschritte ein. Folgende Vorgehensweise ist
empfehlenswert, um eine optimale adhäsive Restauration zu erhalten:
Gleichzeitiges Ätzen von Dentin und Schmelz, sofortige chemische Benet-
zung mit dem chemischen Adhäsiv und dem Bonding-Agent und anschlie-
ßendes Legen der Kompositfüllung (Fusayama, 1990). Die Drei-Schritt etch-
and-rinse Adhäsive sind derzeit der Goldstandard, um kunststoffbasierte Ma-
terialien mit der Zahnhartsubstanz zu verkleben. Das System funktioniert so-
wohl am Schmelz als auch am Dentin. Vereinfachte Adhäsivsysteme zeigen
in Labortests und in der Klinik schlechtere Ergebnisse als der Goldstandard
(De Munck et al., 2005). Betrachtet man die Dentin Adhäsive, so wird kein
nachteiliger Effekt auf den Langzeitverbund zum Schmelz und der margina-
len Adaptation festgestellt. Das Einmassieren des Adhäsivs führt zu einer
verminderten Haftfestigkeit. Es beeinflusst auch die Randdichtigkeit. Es führt
zu einer Reduktion der spaltfreien Ränder. Die niedrigste Haftkraft wird er-
reicht, wenn die Kavität mit Speichel in Berührung kommt (Frankenberger et
al., 2000a). Bei der Verwendung von selbstätzenden Adhäsiven zeigen die
Füllungen keinen kompletten Misserfolg, jedoch treten signifikant häufiger
Randspalten auf (Frankenberger et al., 2007). Auch wenn der Trend zu
16
schnellen Bondingverfahren geht, ist das Drei-Schritt etch-and-rinse System
auf lange Sicht trotzdem am zuverlässigsten (Van Meerbeek et al., 2003).
Unter Betrachtung verschiedener Bondingsysteme hat Syntac Classic (Ivo-
clar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) die besten Ermüdungswerte erreicht
(Belli et al., 2010).
4.3.2 Befestigung am Schmelz
Durch das Ätzen wird die Schmelzoberfläche vergrößert (Buonocore, 1955).
Das beste Ergebnis wird mit 37-50 %iger Phosphorsäure erreicht
(Castagnola et al., 1975). Wird die etch-and-rinse Technik angewandt, so
wird eine signifikant bessere Adaptation im Schmelz erreicht (Frankenberger
et al., 2007, Frankenberger und Tay, 2005). Auch die Verwendung eines all-
in-one Adhäsivs ist möglich. Dabei kann allerdings der Schmelz Smearlayer
nicht komplett durchdrungen werden(Frankenberger und Tay, 2005). Die
Haftung am Schmelz ist zudem abhänging von der Orientierung der
Schmelzprismen. Wird parallel zu den Schmelzprismen präpariert, entsteht
eine höhere Haftkraft als bei senkrecht anpräparierten Schmelzprismen
(Carvalho et al., 2000). Daher wird eine Schmelzanschrägung bei kastenför-
migen Präparationen empfohlen (Hellwig et al., 1999). Auch bei Klasse IV
Kavitäten soll eine 1-2 mm breite Anschrägung im Zahnschmelz präpariert
werden, um eine breite Haftfläche an der Zahnhartsubstanz zu bekommen
(Hellwig et al., 2009).
4.3.3 Befestigung am Dentin
Im Dentin befinden sich mehr Feuchtigkeit und mehr organische Substanz
als im Schmelz. Es ist wasserreich (10 gew% (Hellwig et al., 2009)) und ent-
hält viel Typ I Kollagen. Die Dentintubuli nehmen in der Tiefe in ihrer Anzahl
zu. Auch die erhöhte Feuchtigkeit macht es dort schwierig, einen guten Haft-
verbund zu erreichen (Perdigao, 2010). Freiliegendes Dentin in der Kavität
sollte vor der Behandlung mit einem Adhäsiv zuerst mit einem Phosphorsäu-
reätzgel behandelt werden. Es dringt maximal 10 µm in das Dentin ein
17
(Fusayama, 1992). Nach thermo-mechanischer Belastung werden keine Un-
terschiede zwischen der etch-and-rinse Technik und der Zwei-Schritt self-
etch Technik bezüglich des Randspalts gefunden. Schließlich ist das Auf-
bringen eines Adhäsivs sehr techniksensitiv. Durch einen Fehler bei der Ap-
plikation kommt es zu einer signifikant verminderten Haftkraft und zu einem
prozentual reduzierten spaltfreien Rand (Frankenberger et al., 2000b,
Frankenberger und Tay, 2005).
4.3.4 Befestigung am Restaurationsmaterial Keramik vs. Komposit
Silikatische Keramiken müssen vor dem Einsetzen mit Flusssäure geätzt
werden. Die äußere Keramikoberfläche eines Inlays sollte nicht mit der Säure
in Kontakt kommen. Ziel des Ätzens ist ein retentives Ätzmuster an der Un-
terseite des Inlays. Befestigungskomposite und Keramiken verbinden sich
chemisch nicht. Daher werden die Inlays nach dem Ätzvorgang silanisiert.
Silan dient als Bindemittel, welches den Verbund zwischen Keramikinlay und
Befestigungskomposit verbessern soll (Cubas et al., 2011, Hellwig et al.,
2009, Kramer und Frankenberger, 2005).
Das hydrophile Dentin lässt keine mikromechanische Haftung zum hydro-
phoben Komposit zu. Daher müssen Haftvermittler zum Einsatz kommen, um
Randspalten mit der bekannten Folgeerscheinung Sekundärkaries zu ver-
meiden. Eine Dentinkonditionierung ist unabdinglich (Frankenberger und
Tay, 2005, Hellwig et al., 2009). Nach der Präparation verschließt die
Schmierschicht die Dentintubuli. Die vollständige Entfernung dieser Schicht
wird mit Adhäsivsystemen der 4. Generation erreicht. So ist eine Penetration
der Dentintubuli mit einem ungefüllten Komposit (Bonding-Agent) möglich.
Dies vervollständigt den Bindungsmechanismus zwischen Komposit und
Dentin (Kugel und Ferrari, 2000).
18
4.4 Studien zum direkten Höckerersatz
Eine Wiederherstellung der Zahnform mit Restaurationsmaterial ist notwen-
dig, wenn sich der Defekt des Zahnes auf die Höcker ausdehnt. Bei Verlust
eines Höckers gibt es mehrere Möglichkeiten der Restauration.
Eine übliche Methode ist eine Amalgamfüllung mit Stiftinsertion. Das Setzen
des Stiftes ist allerdings nicht ganz unproblematisch. Amalgam wird außer-
dem wegen der hohen ästhetischen Ansprüche in heutiger Zeit nur noch be-
dingt akzeptiert. Zudem kann der Zahn überkront werden, was sehr kosten-
aufwändig ist. Bei einer Belastung mit 300 N, eine Kraft die auch intraoral
erzeugt werden kann, leistet die Restauration bestehend aus Stift und Kom-
positfüllung Widerstand. Bei der Amalgamfüllung mit Stift kommt es bereits
zu Defekten ab 265 N (Denehy und Cobb, 2004, Macpherson und Smith,
1994). Amalgam war allerdings für viele Jahre das Material der Wahl bei der
Wiederherstellung fehlender Höcker im Seitenzahnbereich. Das Versagen
der Restauration zeigt sich meist in einer Fraktur des Zahnes (Deliperi und
Bardwell, 2008).
Typisch ist auch eine indirekte Keramikrestauration, wenn ein Höcker fehlt. In
einer Studie werden MOD-Kavitäten (Breite 5 mm, Tiefe 4 mm) mit einer
Wandstärke des oralen Höckers von 2,5 mm und des vestibulären Höckers
von 1 mm an extrahierten Oberkiefer Molaren angelegt. Die Höcker werden
horizontal 2 mm eingekürzt. Bei 1 mm Restzahnhartsubstanz als Höcker-
wand können nach thermischer und mechanischer Belastung Schmelzrisse
festgestellt werden. Eine Überkappung dieser dünnen Wände zeigt statis-
tisch signifikant weniger Risse, die im weiteren Verlauf zu einer Zahnfraktur
führen können (Denehy und Cobb, 2004, Krifka et al., 2009).
In bestimmten klinischen Situationen, bei denen ein Inlay, Onlay oder eine
Krone nicht möglich sind oder zeitlich verschoben werden müssen, sind di-
rekte Restaurationen mit Komposit eine Alternative (Denehy und Cobb,
2004). In einer offiziellen Stellungnahme der DGZMK werden als Indikation
für Kompositrestaurationen neben den Klasse V Kavitäten auch Klasse II
Kavitäten, einschließlich dem Ersatz einzelner Höcker genannt (Hickel et al.,
2005a, Hickel et al., 2005b). Komposit verbindet die Möglichkeiten ästhetisch
19
hochwertig zu arbeiten und die Zahnstruktur zu bewahren, was durch die
defektorientierte Präparation für Komposit möglich ist. In einer in-vitro Studie
zeigen Mikrohybridkomposite bei einer Klasse II Restauration mit direktem
Höckerersatz im Beobachtungszeitraum von 30 Monaten eine exzellente kli-
nische Leistung. Ein Versagen von Restaurationen wird nicht festgestellt
(Deliperi und Bardwell, 2006b). Auch die indirekte Restauration mit Komposit
einer Klasse II Kavität mit Höckerersatz ist eine Technik, um die Morphologie
und Funktion eines Prämolaren wiederherzustellen. Es ist kein signifikanter
Unterschied hinsichtlich der Bruchfestigkeit von direkten und indirekten Kom-
positrestaurationen bei okklusaler Belastung zu erkennen. Das indirekte Ver-
fahren bedarf allerdings einer längeren Behandlungszeit (Kuijs et al., 2006,
Plotino et al., 2008).
Der Spannungswert in der Füllung ist sowohl abhängig vom Restaurations-
material als auch vom Kavitätendesign. Die auf einem Finite-Elemente-
Programm basierten Formoptimierungen von MOD-Kavitäten minimieren die
Spannungen an den Grenzflächen und steigern die Langlebigkeit der Res-
tauration (Shi et al., 2008). In einer Untersuchung werden Oberkiefer Prämo-
laren nach unterschiedlichen Richtlinien präpariert. Zusätzlich zur MOD-
Kavität wird der palatinale Höcker zervikal in einem Winkel von 45 Grad ab-
getragen. Der palatinale Höcker wird entweder um 1 mm, 1,5 mm oder 2 mm
horizontal eingekürzt. Es stellt sich heraus, dass unabhängig vom Material
die restaurierte Höckerhöhe mindestens 1,5 mm betragen sollte, um Span-
nungsspitzen herabzusetzen und mögliche Rissbildungen zu vermeiden (Lin
et al., 2008).
4.5 Mechanische Abnutzung der Zähne
4.5.1 Verschleißerscheinungen
Die mechanische Abnutzung der Zähne erfolgt zusammen durch Attrition,
Abrasion und Erosion. Attrition geschieht durch direkten Kontakt antagonisti-
scher oder benachbarter Zahnflächen beim Kauen und Schlucken. Attrition
ist eine physiologische Form der Abrasion und ist meist mit sehr geringem
Zahnhartsubstanzverlust verbunden. Die Abrasion ist ein Abnutzungsvor-
20
gang, der durch Fremdkörperabrieb verursacht wird. Dieser Verschleiß kann
durch Nahrungsmittel und Zahnpasten entstehen oder berufsbedingt (z.B.
Staub bei Bergarbeiten, extrem hohe Lärmbelästigung am Arbeitsplatz
(Kovacevic und Belojevic, 2006)) sein. Erosionen an Zahnhartsubstanzen
treten durch saure Substanzen auf (Addy und Shellis, 2006, DeLong et al.,
2012, Hellwig et al., 2009, Litonjua et al., 2003).
4.5.2 Messmethodik/Quantifizierung
Da die klinische Materialtestung zeitlich, finanziell und organisatorisch auf-
wändig ist, wird der in-vitro Simulation eine immer größere Bedeutung bei-
gemessen. Neben Randqualitätsuntersuchungen steht die Messung des
okklusalen Verschleißes der Restauration im Vordergrund. Zwei- und Drei-
körperabrasionstests stellen heute die gebräuchlichsten Labormethoden dar.
So kann am besten eine klinische Abrasion nachempfunden und anschlie-
ßend gemessen werden. Abrasion bezeichnet eine Materialablösung auf-
grund von Reibung harter Partikel zwischen den Zähnen oder durch fixe Be-
standteile an einem oder zwei Körpern, die sich aufeinander zubewegen.
Beim Dreikörperabrasionsversuch wird zwischen Probe und Antagonist ein
loses Abrasivmedium eingebracht. Beim Zweikörperverschleißtest trifft die
Oberfläche des Antagonisten direkt auf die Probe auf und stellt daher selbst
das Abrasivmedium und den Kraftmediator dar. Man spricht von einem phy-
siologischen Test, wenn die Krafteinwirkung mittels eines Antagonisten aus
Schmelz oder Restaurationsmaterial mit natürlicher Geometrie imitiert wird.
Der entstehende Substanzabtrag wird dann im Profilometer genau quantifi-
ziert und kann zusätzlich rasterelektronenmikroskopisch qualitativ beurteilt
werden (Mair, 1992, Schmidlin et al., 2003).
In einem Zweikörperabrasionstest werden verschiedene direkte Restaurati-
onsmaterialien miteinander verglichen. Es stellt sich heraus, dass Grandio
(Voco, Cuxhaven, Deutschland) als ein nanogefülltes Hybridkomposit nach
Kausimulation einen Volumenverschleiß von 2,4 µm3 aufweist. Einen deutlich
höheren Substanzverlust mit 8,1 µm3 zeigt das makrogefüllte Komposit
21
Quixfil (Dentsply, Konstanz, Deutschland) (Hahnel et al., 2011). Der Ver-
schleiß der mikrogefüllten Komposite und der nanogefüllten Hybridkomposite
ist gering bei Zweikörperabrasionstests (Koottathape et al., 2012). Bei Unter-
suchungen verschiedener Dentalkeramiken zeigen Zirkonproben (0,0014
mm3) einen signifikant geringeren Volumenverlust als leuzitverstärkte
(0,0100 mm3) und silikatische (0,0099 mm3) Glaskeramiken (Albashaireh et
al., 2010). Bei Dreikörperabrasionstests ist der Verschleiß des Restaurati-
onsmaterials aufgrund eines eingebrachten Mediums, wie zum Beispiel Hir-
sebrei, höher. Auch hier schneiden hochgefüllte Komposite besser ab als
Flowables. Die niedrigsten Werte ergeben sich wieder für Grandio (14 µm)
(Schultz et al., 2010).
Verschleiß an einer Restauration kann durch gewisse Faktoren begünstigt
werden. Porositäten und andere Oberflächenfehler im Material führen zu
größerer Abrasion. Auch die Ernährung des Patienten spielt eine Rolle. Ke-
ramikoberflächen verhalten sich in saurem oder alkalischem Milieu anfälliger.
Auch Zähneknirschen und Pressen können den Prozess beschleunigen
(Albashaireh et al., 2010, Oh et al., 2002).
22
5 Problemstellung
Die im okklusalen Kontakt mit dem Antagonisten stehenden Höcker sind die
am stärksten belasteten Bereiche des Zahnes und wurden deswegen bisher
in der restaurativen Füllungstherapie ausgespart (Hickel et al., 2005a). Um
eine invasive Kronenpräparation zu vermeiden, soll die Tauglichkeit von sub-
stanzschonenden Kompositen für den Höckerersatz geprüft werden.
Plastische Kompositmaterialien zeigen eine vergleichbare Langzeitstabilität
zu Dentalkeramiken. Auch aufgrund der stetigen Verbesserung der Komposi-
te, der Adhäsivsysteme und Lichthärtetechnik liegt eine erfolgreiche klinische
Prognose für den Höckerersatz im Seitenbereich deshalb nahe. Somit kön-
nen, verglichen mit einer indirekten keramischen Restauration, die Behand-
lungszeit verkürzt und Kosten für Patient und Zahnarzt gesenkt werden
(Deliperi und Bardwell, 2006b).
Im Besonderen soll das Abrasionsverhalten von Komposit und Keramik her-
ausgearbeitet werden. Die Ergebnisse sollen Aufschluss über die Mindestan-
forderung für plastische Komposite, geeignete Präparationsrichtlinien und
einen Ausblick auf die klinische Dauerhaftigkeit restaurierter Höcker im kau-
lasttragenden Seitenbereich zulassen. Aufgrund reduzierter Sprödigkeit der
Komposite wäre ein minimalinvasiveres und substanzschonenderes Vorge-
hen zu erwarten.
23
6 Material und Methode
6.1 Übersicht über die verwendeten Materialien und Methoden
Für diese Studie wurden 40 extrahierte kariesfreie menschliche Oberkiefer
und Unterkiefer Prämolaren verwendet. Die Zähne wurden in fünf Gruppen
mit jeweils acht Prämolaren untergliedert (Tab. 1). Alle Zähne wurden mit
Diamantschleifern grüner und roter Körnung der Firma Meisinger (Neuss,
Deutschland) sowie mit einem Inlaypräparationsaufsatz für Sonic Flex (KaVo,
Biberach, Deutschland) präpariert (Abb.1).
Abb. 1: Darstellung der verwendeten Präparationsinstrumente (links: Inlayp-
räparationsaufsatz für Sonic Flex; rechts: Diamantschleifer der Firma Meisin-
ger).
Präparation Material Gruppe 1 MOD Keramik Gruppe 2 MOD Komposit Gruppe 3 MOD, Reduktion beider Höcker: 2 mm Komposit Gruppe 4 MOD, Reduktion des Stützhöckers: 1 mm Komposit Gruppe 5 MOD, Höckerumfassung am Stützhöcker: 0,5 mm Komposit
Tab. 1: Übersicht über das Kavitätendesign und die verwendeten Materialien
in den einzelnen Versuchsgruppen.
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24
Gruppe 1
Es wurde eine mesial-okklusal-distale (MOD) Kavität mit einem Kasten 2 mm
oberhalb der Schmelz-Zement-Grenze und einem Kasten 2 mm unterhalb
der Schmelz-Zement-Grenze präpariert (Abb. 2+3). Die acht Prämolaren
wurden mit Keramikinlays, die mit Empress Esthetic (Ivoclar Vivadent,
Schaan, Liechtenstein) hergestellt wurden, restauriert.
Abb. 2: Präparation einer MOD-Kavität beispielhaft dargestellt an einem
Oberkiefer Prämolar (Gruppe 1).
Abb. 3: Präparation einer MOD-Kavität beispielhaft dargestellt an einem Un-
terkiefer Prämolar (Gruppe 1).
Gruppe 2
Die Präparation entsprach der in Gruppe 1 (Abb. 2+3). Die acht MOD-
Kavitäten wurden allerdings mit Grandio SO (VOCO, Cuxhaven, Deutsch-
land) Komposit gefüllt.
25
Gruppe 3
Nach Präparation der MOD-Kavität wurden die Höcker eingekürzt. Beide Hö-
cker wurden um 2 mm in der Okklusionsebene reduziert (Abb. 4). Diese
Gruppe wurde ebenfalls mit dem Komposit Grandio SO gefüllt.
Abb. 4: MOD-Kavitätendesign mit zusätzlicher Höckerreduktion (2 mm) an
einem Oberkiefer und Unterkiefer Prämolar (Gruppe 3).
Gruppe 4
Hier wurde auch zusätzlich zur MOD-Präparation eine Reduktion der Höcker
vorgenommen. Bei einem Oberkiefer Prämolar wurde der palatinale Höcker
um 1 mm in der Okklusionsebene eingekürzt. Dagegen wurde bei einem Un-
terkiefer Prämolar der bukkale Höcker um 1 mm reduziert (Abb.5).
Abb. 5: MOD-Kavitätendesign mit zusätzlicher Höckerreduktion (1 mm) an
einem Oberkiefer und Unterkiefer Prämolar (Gruppe 4).
Gruppe 5
Es erfolgte die gleiche Präparation wie bei Gruppe 1 und 2 (MOD-Kavität).
Der palatinale Höcker der Oberkiefer Prämolaren und der bukkale Höcker
26
der Unterkiefer Zähne wurde zudem mit einer Höckerumfassung versehen.
Der Substanzabtrag betrug dabei zirkulär 0,5 mm (Abb.6).
Abb. 6: MOD-Kavitätendesign mit zusätzlicher Höckerumfassung (0,5 mm)
an einem Oberkiefer und Unterkiefer Prämolar (Gruppe 5).
6.2 Vorbereitung der Probenzähne
40 extrahierte kariesfreie menschliche Prämolaren wurden für diese Studie
gesammelt. Die Zähne wurden direkt nach der Extraktion sieben Tage lang in
0,5 %iger Chloramin-T Lösung gelagert und danach bis zum Beginn der Ar-
beit in Wasser aufbewahrt. Noch vorhandenes Weichgewebe und Konkre-
mente wurden mit einem Scaler entfernt.
6.3 Präparation der Kavitäten
Bei allen Gruppen wurde eine MOD-Kavität präpariert. Die okklusale Tiefe
lag bei 3 mm, die oro-vestibuläre Ausdehnung bei 2,5-3 mm. Pro Zahn wur-
den zwei unterschiedlich große Kästen angelegt. Der eine befand sich 2 mm
oberhalb, der andere 2 mm unterhalb der Schmelz-Zement-Grenze. Der Bo-
den in den approximalen Kästen war 1,5-2 mm breit. Die Kavität wurde in
einem Winkel von 6-8 Grad präpariert.
Zusätzlich wurden bei Gruppe 3 die Höckerspitzen beider Höcker um 2 mm
in der Okklusionsebene reduziert. Bei Gruppe 4 wurde nur der Stützhöcker
des Prämolaren um 1 mm abgetragen. Die Zähne der Gruppe 5 erhielten
eine Höckerumfassung am jeweiligen Stützhöcker mit 0,5 mm Substanzab-
trag.
27
Die Präparation aller Zähne erfolgte mit Diamantschleifern grüner und roter
Körnung der Firma Meisinger mit einem roten Winkelstück bei maximaler
Drehzahl unter Wasserkühlung. Um eine standardisierte Form der Kästen zu
erreichen, wurde mit dem Inlaypräparationsaufsatz für Sonic Flex nachgear-
beitet.
6.4 Indirekte Versorgung mit Keramikinlays
6.4.1 Herstellung der Keramikinlays
Die Inlays wurden mit dem IPS Empress Esthetic System hergestellt. Die
Präparation wurde mittels eines Doppelmischabdrucks mit Panasil benetics
putty soft (Kettenbach, Eschenburg, Deutschland) und Panasil contact plus
x-light (Kettenbach, Eschenburg) abgeformt. Das Zwei-Komponenten-
Abdruckmaterial wurde mit dem Plugg & Press Dispenser (Kettenbach,
Eschenburg) angemischt. Die Abformung wurde mit Alpha Die MF apricot
(Schütz Dental, Rosbach, Deutschland) ausgegossen. Hieraus wurden Mo-
dellstümpfe gewonnen. In ihre Kavität wurde ein Stumpflack aufgetragen mit
1 mm Abstand zur Präparationsgrenze. Nach Trocknen des Lackes erfolgte
die Isolation der Stümpfe gegen Wachs. Anschließend wurde eine dünne
Schicht Unterziehwachs aufgetragen. Modellieren und Anstiften erfolgte mit
S-U-Ästhetik Wachs beige (Schuler-dental, Ulm, Deutschland). Pro Muffel
konnten zwei Inlays mit der IPS Empress – Esthetic Speed Einbettmasse
(Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) eingebettet werden. Danach wurde
das Wachs in einem Keramik-Pressofen EP500 (Ivoclar Vivadent, Schaan;
Abb.7, Seite 28) 1 h bei 860°C ausgebrannt und das Keramikpellet mit dem
Presskolben vorgewärmt. Der Pressvorgang im Ofen erfolgte bei 1075°C mit
einem Pressdruck von 5 bar. Zum Ausbetten bediente man sich Glasperlen
der Größe 50µm mit 2-4 bar.
28
Abb. 7: Muffel mit Presskolben im Keramik-Pressofen.
6.4.2 Einsetzen und Ausarbeiten der Inlays
Die diamantierten Fräsen dienten zur Ausarbeitung der Inlays. Währenddes-
sen wurden die Rohlinge immer wieder auf die Modellstümpfe aufgepasst.
Hierbei wurde Okklusionspaste verwendet. Im Anschluss wurden zwei
Glanzbrände bei 770°C mit der IPS Empress Universal Glasur und Malfar-
benfluid sowie der Universal Glaze Paste (Ivoclar Vivadent, Schaan) durch-
geführt. Die Passgenauigkeit wurde vor dem Einsetzen der Inlays nochmals
mit einer Softprobe überprüft. Die dafür verwendeten Materialien waren
Silasoft N und Catp universal Futur (beides Detax, Ettlingen, Deutschland),
die im Verhältnis 1:1 angemischt werden mussten. Die Keramikinlays wurden
mit Variolink Ultra (Ivoclar Vivadent, Schaan), einem Zwei-Komponenten-
Komposit, eingesetzt. Als Erstes wurde die dem Zahn zugewandte Seite des
Inlays mit Keramikätzgel beschickt und 60 s geätzt. Auf diese Fläche wurde
anschließend Monobond S (Ivoclar Vivadent) aufgetragen. Die Einwirkzeit
betrug 5 min. Um das Aushärten des Bondes zu vermeiden, legte man das
Inlay in ein Vivapad. Die Prämolaren wurden währenddessen mit 37 %iger
Phosphorsäure geätzt. Es wurde dabei versucht, zuerst den Schmelz und
29
anschließend dann das Dentin mit dem Gel zu benetzen. Nach 20 s Einwirk-
zeit wurde die Kavität für dieselbe Zeit abgesprüht und anschließend ge-
trocknet. Danach wurden die Syntac (Ivoclar Vivadent, Schaan) Haftvermitt-
ler, Primer 1 sowie Primer 2 und Heliobond mit einem Microbrush aufgetra-
gen: Primer 1 wirkte 15 s ein und wurde verblasen, Primer 2 wirkte 10 s ein
und wurde verblasen und Heliobond wurde nach Auftragen sofort verblasen.
Auch die Inlayunterseite wurde noch mit Heliobond beschickt. Die Bond-
schichten wurden nicht lichtgehärtet. Hierauf wurde Variolink Ultra im Ver-
hältnis 1:1 angemischt und in die Kavität eingebracht. Nun wurde das Inlay
vorsichtig aufgesetzt und mithilfe eines Ultraschallaufsatzes unter rüttelnder
Bewegung in die richtige Endposition gebracht. Nach Versäubern der groben
Überschüsse mit einem Schaumstoffpellet erfolgte die Lichthärtung mit einer
Halogen-Polymerisationslampe Elipar TriLight (3M ESPE, Neuss, Deutsch-
land) für 120 s.
Die Zementfuge wurde nach Einsetzen der Keramikinlays mit Gummipolie-
rern unter Wasserspray mit einem blauen Winkelstück bearbeitet. Brownie-
und Greeniepolierer (M+W Dental, Büdingen, Deutschland) wurden dafür
verwendet.
6.5 Direkte Versorgung mit Komposit
Für die restlichen vier Gruppen wurden Grandio SO Flow und Grandio SO
(beides Voco, Cuxhaven, Deutschland) als Füllungsmaterialien benutzt.
Nach Anätzen der Kavität mit 37 %iger Phosphorsäure nach dem etch-and-
rinse Prinzip und 20 s Einwirkzeit wurde das Gel abgesprayt und die Kavität
mit einem Luftpuster trocken geblasen. Die Syntac Komponenten sind wie
bei Gruppe 1 hinsichtlich der Vorgehensweise angewendet worden (Abb. 8,
Seite 28). Zum Füllen der Kavität bediente man sich der Lining-Technik. Da-
für wurde im Kastenboden mit einer PA-Sonde eine Schicht mit Grandio SO
Flow aufgetragen. Nach Polymerisation dieser Schicht wurde der Prämolar
nach der Inkrementtechnik mit dem Condensable Grandio SO gefüllt. Ein
Heidemannspatel, Kugelstopfer, Zementstopfer plan und Kegelformer dien-
ten als Instrumente dem Stopfen und Formen des Komposits (Abb. 8, Seite
30). Jedes Inkrement wurde dabei 40 s lichtgehärtet.
30
Abb. 8 links: Microbrush, Phosphorsäureätzgel und Syntac Komponenten;
rechts: Instrumente zum Legen der Füllung (von links nach rechts: Ku-
gelstopfer, Zementstopfer plan, Kegelformer, Heidemannspatel).
Überschüsse und Bondfahnen wurden mit Scalern entfernt. Zur weiteren
Ausarbeitung und Politur wurden Sof-Lex-Polierscheiben (3M ESPE, Neuss)
unterschiedlicher Körnung mit einem blauen Winkelstück verwendet. Eine
Polierscheibe wurde spätestens nach Bearbeitung von vier Zähnen ausge-
tauscht. Damit wurden die approximalen Kästen bearbeitet. Zur okklusalen
Ausarbeitung wurden Diamanten, Brownie- und Greeniepolierer mit Wasser-
spray zur Politur und für den Hochglanz verwendet. Eine Kontrolle der geleg-
ten Kompositfüllungen erfolgte unter dem Lichtmikroskop der Firma Zeiss –
Stemi SV 6 (Zeiss, Oberkochen, Deutschland).
6.6 Thermo-mechanische Dauerbelastung
6.6.1 Thermocycling
Alle Prämolaren wurden für 2.500 Zyklen in den Thermocycler (Willytec,
Feldkirchen, Deutschland; Abb.9, Seite 31) gegeben. Das Wasser im war-
men Becken hatte eine Temperatur von 55°C und das im Kaltbecken eine
von 5°C. Die Tauchzeit in beiden Becken betrug 30 s pro Zyklus. Während
des Beckenwechsels betrug die Abtropfzeit 5 s.
31
Abb. 9: Thermocycler mit Kalt-und Warmwasserbecken.
6.6.2 Kausimulation
Für den Kausimulator CS-4.8 (SD Mechatronik, Feldkirchen, Deutschland;
Abb.10, Seite 32) musste jeder Zahn auf einen Probenhalter fixiert werden.
Dafür wurde ein Teil der Wurzel vom Stützhöcker aus in einer Höhe von 12
mm abgetrennt. Mit dem dünnfließenden Material Technovit (Heraeus Kulzer,
Wehrheim, Deutschland) erfolgte die Befestigung der Prämolaren an den
Haltern. Als Antagonist wurde eine Steatitkugel mit ca. 6 mm Durchmesser
verwendet. Acht Zähne einer Gruppe konnten zeitgleich im Kausimulator mit
50 N belastet werden. 200.000 Zyklen pro Versuchsgruppe wurden durchlau-
fen. Die Bewegung des Antagonisten lief unter folgenden Einstellungen ab:
Abwärtsgeschwindigkeit 20 m/s impulsfrei, Aufwärtsgeschwindigkeit 60 m/s,
horizontale Bewegung 0,7 mm, Auf- und Abwärtsbewegung 2 mm. Die Pro-
ben waren während der gesamten Kausimulation von 37°C temperierten
Wasser umgeben, das über ein Pumpsystem einlief.
32
Abb. 10: Kausimulator mit acht Probenkammern und grafischen Touchscreen
zur Parametereingabe.
6.7 Replikaherstellung
Von jedem Prämolar wurden insgesamt drei Replikas angefertigt. Sowohl
nach Versorgung mit einer Füllung oder einem Inlay als auch nach dem
Thermocycling und nach den Zyklen im Kausimulator wurden Replikas er-
stellt. Es wurden zunächst Doppelmischabdrücke mit Panasil benetics putty
soft und dem dünnfließenden feinzeichnenden Panasil contact plus x-light
angefertigt. Um eine ausreichende Rückstellzeit des Abformmaterials zu ge-
währleisten, konnten die Abdrücke frühestens nach 60 min ausgegossen
werden. Als Replikamaterial wurde Alpha Die MF Elfenbein (Schütz Dental,
Rosenbach, Deutschland) verwendet. Das Zweikomponenten-Modellstumpf-
material wurde nach Herstellerangaben zu einer homogenen Masse ver-
mischt. In einem Drucktopf wurden die Replikas bei 2,5 bar 60 min lang aus-
gehärtet. Anschließend wurden sie nur noch aus dem umgebenden Panasil
entnommen.
33
6.8 Oberflächenauswertung mit dem Profilometer
Mit Hilfe eines Profilometers CT 100 (cyberTECHNOLOGIES, Ingolstadt,
Deutschland; Abb.13, Seite 36) konnte das jeweils entstandene Verschleiß-
volumen der Prämolaren quantitativ bestimmt werden. Dafür wurden zwei
Aufnahmen pro Prämolar gemacht. Ein Bild vom Replika, das vor Ther-
mocycling hergestellt wurde und das andere Bild vom Replika, das nach
Kausimulation angefertigt wurde.
Das berührungslose Messgerät besaß über dem Kreuztisch einen Sensor,
eine Kamera mit optischer Linse und eine LED-Leuchte. Das CyberScan CT
100 benutzte einen chromatischen Weißlichtsensor von Precitec (CHRokodi-
le). Dieser Sensor besaß eine Lichtquelle mit folgender Lampenspezifikation:
Halogen Photo Optic Xenophot, 12 V, 100 W. Es handelte sich hierbei also
um sichtbares Licht und kein Laserlicht. Mit dem Profilometer konnten zwei-
dimensionale Profile und dreidimensionale Raster von bestimmten Bereichen
des Messobjekts erzeugt werden. Das System war an einen Computer ange-
schlossen, auf dem die Software Scan CT 8 (cyberTECHNOLOGIES, In-
golstadt) installiert war.
Die Proben mussten zuerst auf dem Kreuztisch, der mittels Joystick ver-
schiebbar war, montiert werden. Mit Hilfe von Markierungen auf dem Tisch,
Höhenmessungen mit der PA-Sonde und per Augenmaß wurde darauf ge-
achtet, dass die Replikas immer in nahezu gleicher Position auf dem Tisch
ausgerichtet waren. Die Proben wurden mit Knetmasse auf dem Kreuztisch
fixiert. Vor Start des dreidimensionalen Oberflächenscans wurde über die
Kamera auf dem Bildschirm eine rechteckige Begrenzung um die Abrasions-
stelle gelegt. Nur in diesem Bereich sollte im Anschluss gescannt werden.
Um die Defekte auf den Zähnen möglichst optimal erfassen zu können, wur-
de darauf geachtet, dass die Abrasionsstelle möglichst zentral im Auswahl-
rechteck lag. Durch das computergesteuerte Bewegen des Objekttisches
unter dem Sensor konnte die dreidimensionale Oberfläche des Replikas
Lichtlinie für Lichtlinie abgescannt werden. Die Software ermittelte die Scan-
richtung automatisch. Der Weißlichtsensor verwendete Lichtpunkt und Spekt-
rometer. Das Spektrometer erkannte, welche Wellenlänge mit welcher Inten-
sivität reflektiert wurde. Ein Messwert wurde erzeugt, wenn die Lichtintensität
34
einer bestimmten Wellenlänge auf dem Detektor ein bestimmtes Maximum
erreichte.
Die Daten jedes einzeln abgetasteten Replikas wurden elektronisch erfasst
und einer Datei hinzugefügt. Die Software war mit der Funktion „Zusammen-
führen“ in der Lage, den Scan vom Ausgangsmodell (Replika vor Thermocyc-
ling) mit dem Nachfolgemodell (Replika nach Kausimulation) zu verbinden
und einen Differenzdatensatz zu generieren. Dabei wurde das Differenzbild
automatisch auf überlappende Bereiche beschnitten. Die Auswertungssoft-
ware Scan CT 8 zeigte diese Datei dann als zweidimensionales Graustufen-
bild an (Abb.11, Seite 35). Um den Defekt zu erfassen, wurde dieser nun am
Überlagerungsbild mit der Computermaus umfahren. Das Volumen des um-
randeten Areals wurde vom Programm errechnet und für jede Probe quanti-
tativ in [mm3] angegeben. Zur Veranschaulichung des Volumens konnte zu-
sätzlich ein dreidimensionales Raster erstellt werden (Abb.12, Seite 36).
35
Abb. 11: Darstellung des Überlagerungsbildes einer Abrasionsstelle (Zahn 5
aus Gruppe 4) als zweidimensionales Graustufenbild in der Auswertungs-
software Scan CT 8. Der Defekt wurde mit der Computermaus umfahren und
erscheint rot im Bild. Das Volumen des abgegrenzten Areals wird darunter
als Netto Volumen in [mm3] angezeigt.
36
Abb. 12: Darstellung des Überlagerungsbildes einer Abrasionsstelle (Zahn 5
aus Gruppe 4) als dreidimensionales Graustufenbild in der Auswertungssoft-
ware Scan CT 8. Der konvexe Anteil im Bild stellt das abradierte Volumen
dar.
Abb. 13: Profilometer CT 100 mit Weißlichtsensor und angeschlossenem
Computersystem.
37
6.9. Statistische Auswertung
Nach Auswertung der Proben mit dem Profilometer wurde eine statistische
Analyse der Daten durchgeführt. Dabei wurde das Signifikanzniveau auf
p=0,05 festgelegt. Die einzelnen Werte des Abrasionsvolumens aus der pro-
filometrischen Analyse wurden zuerst für den Kolmogorow-Smirnow-
Anpassungstest (nach Andrei Nikolajewitsch Kolmogorow und Nikolai Was-
siljewitsch Smirnow) herangezogen. Hiermit konnte geprüft werden, ob eine
Zufallsvariable einer zuvor angenommenen Wahrscheinlichkeitsverteilung
folgt. Sein Ergebnis einer Normalverteilung veranlasste einen weiteren Test:
Einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA: analysis of variance). ANOVA gab
Aufschluss über die hinter den Daten steckenden Gesetzmäßigkeiten. Mittels
Post-Hoc-Test (Student-Newman-Keuls-Prozedur) wurden die Mittelwerte für
die in homogenen Untergruppen befindlichen Gruppen verglichen.
38
7 Ergebnisse
Die thermo-mechanisch belasteten Prämolaren zeigten am Ende ihres künst-
lichen Alterungsprozesses deutlich erkennbare Abrasionsstellen auf. In Ab-
bildung 14 sind typische Abrasionsstellen eines kunststoffgefüllten (Gruppe
2) und eines keramisch versorgten Zahnes (Gruppe 1) dargestellt.
Abb. 14: Darstellung der Replikas eines kompositgefüllten (oben) und eines
keramisch versorgten (unten) Prämolaren von okklusal. Auf den Replikas
nach Kausimulation und thermischer Belastung (rechts) war im Gegensatz
39
zum Replika vor Thermocycling (links) eine Abrasionsstelle auf dem palatina-
len Höcker (roter Pfeil) erkennbar.
Die Tabellen 6-10 (Anhang, Seite 61-63) fassten die ersten Rohdaten aus
der Verschleißmessung mit dem Profilometer zusammen. Diese zeigten die
Defektvolumina jeder Probe. Zusätzlich wurden Mittelwert und Standardab-
weichung einer jeden Versuchsgruppe angegeben.
In Tabelle 2 waren die Mittelwerte der Abrasionsvolumina und die Stan-
dardabweichungen aller Gruppen zusammenfassend aufgelistet. In Abbil-
dung 15 (Seite 40) ließen sich die Ergebnisse der Defektvolumina in den vo-
rangegangenen Tabellen nochmals nachvollziehen. Die Säulen, welche ne-
beneinander gruppiert wurden, ermöglichten einen direkten Vergleich der
einzelnen Versuchsgruppen. Auffällig war, dass Gruppe 5 das größte Abrasi-
onsvolumen aufwies. Die Ergebnisse zeigten, dass Gruppen 3 und 4 tenden-
ziell die besten Werte erzielten. Verglich man Gruppe 1 mit Gruppe 2 bei
gleicher Präparation, aber unterschiedlichem Restaurationsmaterial, schnitt
Keramik (Gruppe 1) gering besser ab als Komposit (Gruppe 2). Allerdings
konnten keine materialspezifisch signifikanten Unterschiede gemacht wer-
den.
Gruppe 1
Gruppe 2
Gruppe 3
Gruppe 4
Gruppe 5
Mittlere Abrasions-volumina in [mm3]
1,19 1,23 1,10 1,03 1,56
Standardabwei-chung
1,03 0,55 0,97 1,15 1,11
Tab. 2: Mittlere Abrasionsvolumina und Standardabweichung der Gruppen 1
bis 5 im Vergleich.
40
Abb. 15: Grafische Darstellung der Abrasionsvolumina in [mm3] der einzel-
nen Versuchsgruppen nach thermo-mechanischer Belastung im Vergleich
zueinander. Die schwarzen Antennen markieren die Standardabweichung.
Bei der statistischen Auswertung mit dem Kolmogorow-Smirnow-
Anpassungstest (Tab. 3, Seite 41) zeigten die Gruppen eine Normalvertei-
lung, da die Werte der asymptotischen Signifikanzen (2-seitig) aller Gruppen
>0,05 waren. Die Normalverteilung erlaubte einen einfaktoriellen ANOVA-
Test (Varianzanalyse) (Tab. 4, Seite 41). Im Zuge dieses Tests konnte kein
signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen festgestellt werden, da der
Wert oberhalb des Signifikanzniveaus lag. In einem anschließenden Post-
Hoc-Test (Student-Newman-Keuls-Prozedur) wurden die Mittelwerte für die
in homogenen Untergruppen befindlichen Gruppen angezeigt. Auch hierbei
konnten keine Signifikanzen innerhalb der Gruppen festgestellt werden (Tab.
5, Seite 41). Aufgrund der fehlenden Signifikanzen in dieser Studie konnte
statistisch nicht angenommen werden, dass ein überzufälliger Zusammen-
hang vorlag.
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4 Gruppe 5
Abr
asio
nsvo
lum
en in
[mm
3 ]
41
Gruppe 1
Gruppe 2
Gruppe 3
Gruppe 4
Gruppe 5
N 8 8 8 8 8 Parameter der Normalverteilung
MW 1,19 1,23 1,10 1,03 1,56
SA 1,03 0,55 0,97 1,15 1,11 Asymptotische Signifi-kanz (2-seitig)
0,55 0,76 0,6 0,13 0,1
Tab. 3: Mit Hilfe des Kolmogorow-Smirnow-Anpassungstest wurden die Mit-
telwerte (MW), Standardabweichungen (SA) und Signifikanzen jeder Gruppe
errechnet.
Quadrat- summe
df Mittel der
Quadra- te
F Signifi- kanz
Zwischen den Gruppen
1,32 4 0,33 0,34 0,85
Innerhalb der Gruppen
34,17 35 0,98
Gesamt 35,48 9
Tab. 4: Darstellung der Signifikanz zwischen den Gruppen (Einfaktorielle
ANOVA).
Nummer N Untergruppe für Alpha=0,05
1 8 1,19 2 8 1,23 3 8 1,1 4 8 1,03 5 8 1,56
Signifikanz 0,82
Tab. 5: Die Mittelwerte für die in homogenen Untergruppen befindlichen
Gruppen werden aufgelistet (Post-Hoc-Tests; Student-Newman-Keuls-Proze-
dur).
42
8 Diskussion
8.1 Diskussion der Ergebnisse
Die Belastung von Zähnen bei Temperaturschwankungen und während des
Kauvorgangs nimmt großen Einfluss auf die klinische Lebensdauer einer un-
tersuchten Restauration (Lohbauer et al., 2002, Lohbauer et al., 2003). In
dieser Studie konnten auf allen Okklusalflächen der Prämolaren Abrasions-
volumina profilometrisch nachgewiesen werden.
Die Ergebnisse zeigten, dass Gruppe 5 die höchsten Abrasionswerte erziel-
te. Die Materialschichtstärke von nur 0,5 mm Komposit begünstigte die Men-
ge an Verschleißvolumen. Mit einem mittleren Abrasionsvolumen von 1,56
mm3 lag der Wert sehr hoch. Im Vergleich dazu zeigten die Ergebnisse einer
anderen Studie für Grandio nach Kausimulation einen Volumenverschleiß
von 2,4 µm3 (Hahnel et al., 2011). Die Proben verbrachten allerdings mehr
Zyklen im Kausimulator (1,2x105) und im Thermocycler (600). Als Antagonist
wurde ebenfalls eine Steatitkugel benutzt. Standardisierte 3 mm dicke Kom-
positproben wurden anstelle von extrahierten Prämolaren verwendet, was zu
aussagekräftigeren Ergebnissen führte (Fleming et al., 2005, Hahnel et al.,
2011). Ab einer Schichtstärke von 1 mm (Gruppe 4) und bei einer Schicht
von 2 mm (Gruppe 3) zeigten sich die Restaurationen in dieser Studie als
abrasionsstabiler im Vergleich zu 0,5 mm. Somit zeigten die Gruppen mit
mehr Materialschichtstärke weniger Volumenverschleiß (Gruppe 3: 1,10
mm3; Gruppe 4: 1,03 mm3) als Gruppe 5 mit nur 0,5 mm Schichtstärke und
einer Abrasion von 1,56 mm3. Nicht die Frakturen, sondern die Abrasionsre-
sistenz war bei Komposit bisher im Gegensatz zu Keramiken das Problem
(Lohbauer, 2010). Keramik und Komposit im Vergleich (Gruppe 1, 2) errei-
chen heute aber ähnliche Festigkeiten und konnten auch in dieser Studie
hinsichtlich ihres Abrasionsverhaltens statistisch signifikant nicht unterschie-
den werden (Lohbauer et al., 2006, Lohbauer et al., 2008). Eine gering nied-
rigere Abrasionsrate zeigten jedoch die Keramikinlays mit 1,19 mm3 im Ge-
gensatz zu den MOD-Kompositfüllungen mit 1,23 mm3. Eine andere Unter-
suchung an Lithiumdisilikatkeramik ergab einen viel geringeren Volumenver-
lust von 0,0099 mm3. Nach Zweikörperabrasionstests der standardisierten
Keramikproben wurde das Verschleißvolumen mit einem Laserscanner be-
43
rechnet (Albashaireh et al., 2010). Mit dem Laser könnte präziser gearbeitet
werden als mit einem optischen Sensor, der in dieser Studie benutzt wurde
(Heintze et al., 2006). Die modernen Komposite, wie Grandio SO, mit über
80 vol% anorganischen Füllstoffen schnitten in ihrer Verschleißresistenz sehr
gut ab (Lohbauer et al., 2006, Lohbauer et al., 2008, Nikolaenko et al., 2006,
Pick et al., 2011). Deutlich höhere Abrasionswerte erreichten makrogefüllte
Komposite bei in-vitro Studien. Zu nennen wäre Quixfil mit 8,1 µm3 (Hahnel
et al., 2011). In einer anderen Studie wurde eine MOD-Kavität zusammen mit
dem abfrakturierten palatinalen Höcker von Oberkiefer Prämolaren restau-
riert (Gruppe A). Bei Gruppe B reduzierte man zusätzlich den bukkalen Hö-
cker um 1,5 mm. Beide Gruppen wurden mit direkten Kompositmaterialien
versorgt. Nach 210.000 Belastungszyklen bei maximal 1000 N stellte sich
heraus, dass die zusätzliche bukkale Höckerabdeckungen (Gruppe B) die
Festigkeit und Dauerhaftigkeit einer direkten Klasse II Restauration mit er-
setztem Höcker erhöht. 55 % der Proben aus Gruppe B und nur 20 % aus
Gruppe A konnten der Belastung Widerstand leisten (Fennis et al., 2004).
Dieses Kavitätendesign von Gruppe A ähnelte in dieser Studie Gruppe 4 und
Gruppe B könnte man mit Gruppe 3 vergleichen. Es gab nur Abweichungen
in der reduzierten Höhe der Höcker. Weder Proben aus Versuchsgruppe 3
noch aus Gruppe 4 frakturierten nach zyklischer Kaubelastung. Dies könnte
an der niedrigeren Belastungsgrenze (50 N) liegen. Die materialgerechte
Verklebung des Komposit bei Höckerrestaurationen mit einem Adhäsiv er-
höhte dabei seine Bruchfestigkeit und verlängerte seine Dauerhaftigkeit
(Segura und Riggins, 1999). Bei keinem der 40 Versuchszähne kam es zu
einem Totalverlust der Restauration während oder nach zyklischer Dauerbe-
lastung, da auf einen fachgerechten Umgang mit Syntac Classic geachtet
wurde.
Die statistische Auswertung der Ergebnisse führte allerdings nicht zu signifi-
kanten Unterschieden. Es konnten also nur tendenzielle Unterschiede disku-
tiert werden. Auch die Ursachen für fehlende Signifikanzen sollten gefunden
und erläutert werden. Es kamen mehrere Gründe für die zu hohe Streuung
der Messergebnisse in Frage. Die Versuche wurden an menschlichen Zäh-
nen durchgeführt. Es handelte sich also um natürliches Substrat, das in sei-
44
nem Aufbau und in seinen Eigenschaften individuell unterschiedlich war und
auf mechanische Belastung unterschiedlich stark reagiert. Die Auswahl an
kariesfreien extrahierten Prämolaren war für diese Studie sehr gering. Somit
wurden neben Oberkiefer- auch Unterkieferzähne herangezogen. Auch diese
Tatsache konnte eine solche Streuung der Messergebnisse begünstigen.
Form und Aussehen der Stützhöcker war zwischen Oberkiefer und Unterkie-
fer Prämolar und zwischen jedem einzelnen Zahn verschieden. Natürliche
Größenunterschiede der Prämolaren ließen die Ergebnisse von experimen-
tellen Tests variieren. Standardisierte Proben dagegen wären vorteilhafter
(Fleming et al., 2005). War der Höcker groß, auf dem der Antagonist auftraf,
war mehr Fläche zur Abrasion gegeben. Zudem waren die Versuchsgruppen
mit 8 Zähnen eher klein und die Ergebnisse daher nicht so aussagekräftig
wie in größer angelegten Studien. Bei der Kausimulation musste jede einzel-
ne Probe so ausgerichtet werden, dass der Antagonist auf den Höcker auftraf
und in die Fissur abglitt. Das Abgleiten in die Fissur des Zahnes und damit
das Treffen der Restauration konnte in seltenen Fällen nicht optimal verwirk-
licht werden, da die Steatitkugel als Antagonist für diese Zähne zu groß war.
Dies führte wiederum zu geringeren Abrasionswerten. Außerdem bestand die
Gefahr, dass durch die Kaubewegung auch der gegenüberliegende Scher-
höcker mit der Kugel getroffen wurde, was den Verschleiß auf der Probe be-
günstigte. Es hat sich gezeigt, dass kein vorhandenes Gerät den komplexen
klinischen Verschleißprozess vollständig realistisch simulieren kann. Aller-
dings sind in-vivo Studien zu diesem Thema sehr kostenintensiv und zeit-
aufwändig. Die Kausimulation ermöglicht es, den in-vivo Verschleiß akzepta-
bel zu simulieren. Trotzdem ist zu bedenken, dass auch diese Simulation
beträchtliche Variabilität zeigt (Hahnel et al., 2011).
Diese Studie stellte einen Zweikörperabrasionsversuch dar. Dagegen fielen
Abrasionswerte bei Dreikörperabrasionversuchen größer aus. Dies belegte
eine Studie, in der beide Verfahren miteinander an verschiedenen Komposit-
proben verglichen wurden. Hier wurden die Proben mit einer Zirkoniumkugel
(50 N) belastet. Die Kaubewegung wurde wie in dieser Studie mit Auftreffen
auf einen Höcker und anschließendem Abgleiten auf die okklusale Komposi-
tprobe simuliert. Das horizontale Gleiten des Antagonisten stellt die realisti-
45
schen Gegebenheiten im Mund während des Kauvorgangs gut nach. Das
Nanohybridkomposit Venus Diamond (Heraeus Kulzer, Hanau, Deutschland)
abradierte im Zweikörperverschleiß knapp 0,6 mm3. Im Dreikörperabrasions-
versuch mit zermahlenen PMMA (Polymethylmethacrylat) Kügelchen betrug
das Verschleißvolumen über 0,8 mm3 (Koottathape et al., 2012). Auch in die-
ser Studie konnten ähnliche Abrasionswerte einzelner Zähne berechnet wer-
den, wie sie im Zweikörperabrasionsversuch vorkamen (P 2-6: 0,49 mm3, P
4-5: 0,53 mm3, P 4-6: 0,54 mm3, P 4-8: 0,54 mm3). Die Mittelwerte jeder
Gruppe fielen allerdings mit 1,1-1,6 mm3 relativ hoch aus. Dies lag der hohen
Variabilität der einzelnen Ergebnisse zugrunde. Standardisierte Komposit-
proben und eine höhere Anzahl an Proben pro Gruppe wären aussagekräfti-
ger (Fleming et al., 2005). Unter den Dentalkeramiken ist in Zweimedienab-
rasionstests die verschleißfeste Zirkonoxidkeramik am besten erforscht. Aber
auch Lithiumdisilikat-Glaskeramik, welche auch in dieser Arbeit (Gruppe 1)
verwendet wurde, zeigte gute Werte. Nach Kausimulation und anschließen-
dem Laserscan der Abrasionsstelle berichtete eine Studie von nur 0,0099
mm3 Volumenverschleiß. Dagegen zeigten die Ergebnisse von Gruppe 1 ein
mittleres Abrasionsvolumen von 1,19 mm3 (Albashaireh et al., 2010). Dieser
Unterschied sei wieder auf die unterschiedliche Probenmorphologie und die
Einstellungen der Kaubewegung im Kausimulator zurückzuführen. Anhand
statistischer Auswertung konnten auch keine materialspezifischen Unter-
schiede zwischen Komposit und Keramik in dieser Untersuchung getroffen
werden. In einer anderen Studie wurde jedoch festgestellt, dass mit einer
sehr ähnlichen Kausimulationsbewegung und einer Steatitkugel als Antago-
nist die Abrasion auf Komposit (0,208 mm3) signifikant höher war als auf den-
taler Feldspatkeramik (0,077 mm3) (Ghazal et al., 2008).
Verschleiß stellte für kleine und mittelgroße Restaurationen nicht den wich-
tigsten zu untersuchenden Parameter dar. Für sehr große Restaurationen mit
direktem okklusalen Kontakt bestand jedoch ein besonderes Anliegen die
Abrasionsfestigkeit von dentalen Kompositen zu untersuchen (Ferracane,
2006). Da ausgedehnte MOD-Kavitäten mit Verlust eines Höckers häufig in
der Klinik zu finden sind, musste dafür nicht nur ein optimales Restaurati-
onsmaterial, sondern auch ein dazu passendes Kavitätendesign gefunden
46
werden. Innerhalb der Gruppen 2-5 wurden unterschiedliche Präparationsan-
sätze verwirklicht und anhand von Abrasionsvolumina ausgewertet. Die Re-
duktion der Höcker um 1mm (Gruppe 3; Verschleißvolumen: 1,10 mm3) und
2 mm (Gruppe 4, Verschleißvolumen: 1,03 mm3) zeigte nach Berechnung mit
dem Profilometer ein geringeres Verschleißvolumen als eine Höckerumfas-
sung mit nur 0,5 mm Materialschichtstärke (Gruppe 5, Verschleißvolumen:
1,56 mm3). Auch Lin (Lin et al., 2008) bestätigte schon, dass mindestens 1,5
mm Restaurationshöhe auf Höckern von Oberkiefer Prämolaren eingehalten
werden sollten, um interne Spannungen gering zu halten. Ebenfalls wurden
für Kermikrestaurationen horizontale Höckerreduktionen von 2 mm empfoh-
len (Krifka et al., 2009). Die Proben aus Gruppe 2 (MOD-Kavität; Verschleiß-
volumen: 1,23 mm3) hatten ein gering größeres mittleres Abrasionsvolumen
als die Gruppen mit Höckerersatz (Gruppe 3,4). Eine Höckerumfassung mit
0,5 mm zeigte sich aber wiederum schlechter in seinem Abrasionsverhalten
als eine einfache MOD-Füllung. Es stellte sich also heraus, dass eine zu ge-
ringe Präparationstiefe für den Misserfolg eines hohen Abrasionsvolumens
ausschlaggebend war. Auch wenn beide Höcker an einem Zahn mit Kompo-
sit restauriert wurden (Gruppe 3), gab es keine Nachteile gegenüber einer
Restauration mit nur einem Höcker (Gruppe 4). So versprach auch eine an-
dere Studie einen langfristigen klinischen Erfolg beim Ersatz eines oder meh-
rerer fehlender Höcker (Deliperi und Bardwell, 2008). Ergebnisse dieser Stu-
die zeigten nur Tendenzen auf. Statistisch signifikante Unterschiede konnten
nicht herausgefunden werden. Die Ergebnisse zeigten, dass der direkte Er-
satz von belasteten Stützhöckern mit Komposit hinsichtlich des Abrasions-
verhaltens keinen Nachteil gegenüber einer einfachen MOD-Restauration mit
sich brachte. Komposite sind daher in der Lage, fehlende Höcker an Prämo-
laren in ihrer Morphologie und Funktion gut zu ersetzen (Kuijs et al., 2006).
Die Nachfrage nach indirekten Restaurationen könnte demnach sinken, was
mit reduzierten Kosten für Patient und Zahnarzt einherginge (Deliperi und
Bardwell, 2006b). Allerdings sollte bei einer ausgedehnten Kavität mit Hö-
ckerersatz auf die richtige Präparation geachtet werden, um den Verschleiß
möglichst gering zu halten. Eine Mindestschichtstärke von 1 mm Komposit
sollte eingehalten werden.
47
8.2 Vergleich mit einer Parallelstudie
Parallel zu dieser Studie wurde eine Randspaltanalyse mit den Proben
durchgeführt. Der Versuchsaufbau bis zur Herstellung der Replikas war iden-
tisch mit dieser Studie. Die Replikas wurden anschließend mithilfe eines
Lichtmikroskops (SV 11, Zeiss, Oberkochen, Deutschland) und eines Ras-
terelektronenmikroskops (Leitz ISI SR 50, Akashi, Japan) unter 200-facher
Vergrößerung auf Randspalten entlang der approximalen Kästen untersucht.
Die Zähne wurden vor und nach Thermocycling und nach Kausimulation an-
geschaut. Nach statistischen Auswertungen konnte tendenziell geschlussfol-
gert werden, dass der Randspalt nach thermo-mechanischer Dauerbelastung
zunahm. Die Randspalten kamen signifikant häufiger im Dentin als im
Schmelz vor. Diese Beobachtung bestätigen auch andere Untersuchungen.
Erklärt wird der Zusammenhang mit einer geringeren Haftung am Dentin auf-
grund der höheren Feuchtigkeit im Gegensatz zum Schmelz (Perdigao,
2010). Auch die Präparation hatte einen signifikanten Einfluss. Dies bewies
auch eine andere Studie. Die Optimierung des Kavitätendesigns sollte Span-
nungen reduzieren und eine verbesserte Bindung an den Grenzflächen er-
möglichen (Shi et al., 2008). Gruppe 2 (MOD) wies vor und nach Thermocyc-
ling und nach Kausimulation mehr Randspalten auf als die übrigen Gruppen.
Die Gruppen 3, 4 und 5 mit Höckerersatz schnitten laut den Ergebnissen
besser ab. Bezüglich des Randspalts und der Abrasionsstabilität erzielte
Gruppe 4 (Höckerreduktion 1 mm) die besten Ergebnisse. Anhand dieser
Parallelstudie wurde deutlich, dass der Höckerersatz mit Komposit keinen
Nachteil hinsichtlich des Randspaltes mit sich brachte. Zusammenfassend
zeigen direkte Restaurationen einer ausgedehnten Kavität mit Ersatz eines
Höckers keine höheren Abrasionsvolumina und nicht mehr Randspalten als
eine einfache MOD-Restauration. Somit sollte Komposit auch für solche gro-
ßen Restaurationen eingesetzt werden. Die Mindestschichtstärke von Kom-
posit sollte allerdings mindestens 1 mm betragen, um den Verschleiß gering
zu halten.
48
8.3 Bewertung der Methodik
Bei großen kariösen Defekten oder Höckerfrakturen stellte sich die Frage
einer optimalen Restauration (Segura und Riggins, 1999). Das minimalinva-
sive und zeitsparende Vorgehen beim Ersatz einzelner Höcker mit Komposit
rückte mehr in den Vordergrund.
In-vitro Studien sind in der heutigen Forschung weit verbreitet. Sie können
die klinische Situation zwar nicht optimal wiedergeben, aber die praktische
Durchführung lässt sich im Gegensatz zu in-vivo Studien einfacher und zeit-
sparender gestalten (Van Meerbeek et al., 2010). In dieser in-vitro Arbeit
konnten die Präparation, das Legen der Füllung, das Einsetzten der Inlays,
das Ausarbeiten und die Abdrucknahme unter erleichterten Bedingungen
erfolgen, da die Gestaltung eines Approximalkontaktes, der Speichelfluss
und die Patientencompliance hier keine Rolle spielten. Durch den Kontakt
der Kavität mit Speichel während des Einsetzens des Inlays oder während
des Legens der Füllung würde eine verminderte Haftkraft erreicht werden
(Frankenberger et al., 2000a).
In dieser in-vitro Studie wurden die verschiedenen Gruppen hinsichtlich des
Abrasionsvolumens miteinander verglichen. Die Präparation musste nach
standardisierten Kriterien durchgeführt werden (Manhart et al., 2001). Alle
approximalen Kästen wurden mit einem Inlaypräparationsaufsatz nachpräpa-
riert, um eine standardisierte Form und Größe zu gewinnen. Auch die okklu-
sale Präparationstiefe von 3 mm und die Isthmusbreite wurden bei allen
Zähnen mit einer PA-Sonde nachkontrolliert, um in diesen Bereichen eine
gleiche Materialschichtstärke zu gewährleisten. Nur so konnten die Ergeb-
nisse später direkt miteinander verglichen und diskutiert werden. Ein Drei-
Schritt etch-and-rinse Adhäsiv wie Syntac Classic erzielte beste Ergebnisse
im Verbund zwischen Zahnhartsubstanz und Material. Es wurde in vorherge-
henden Studien ausgiebig getestet und auch für diese Versuchsgruppen
verwendet (De Munck et al., 2005). Beim Legen der Füllung wurde darauf
geachtet, dass viele Inkremente geschichtet wurden, um Undichtigkeiten an
dieser Stelle zu vermeiden. Zum optimalen Randschluss sollte auch die Li-
ning-Technik beitragen. Hierfür wurde als erste Schicht Grandio SO Flow 1
49
mm dick aufgetragen (Bagis et al., 2009, Idriss et al., 2007, Kwon et al.,
2010, M et al., 2010). Mit einer Halogenlampe wurde jede Schicht gehärtet.
Halogenlampen erzielten eine effektive Durchhärtung in tiefen Komposit-
schichten mit einem geringen Verlust von mechanischer Widerstandsfähig-
keit nach zyklischer Belastung (Lohbauer et al., 2005). Die Füllungen wurden
poliert, um Oberflächenfehler und Porositäten im Restaurationsmaterial zu
vermeiden. Diese hätten zu größeren Abrasionsvolumina geführt (Oh et al.,
2002). Im Labor konnte allerdings optimal gearbeitet werden. Bondfahnen
wurden vollständig entfernt. Überschüsse konnten problemlos beseitigt und
die Materialoberflächen konnten nicht nur okklusal, sondern auch approximal
gut geglättet werden. Nur unter Berücksichtigung genannter Angaben konn-
ten die Fehler vermeiden werden, die schließlich zu veränderten Ergebnissen
geführt hätten.
Die Alterung der extrahierten Prämolaren musste simuliert werden. Thermo-
mechanische Belastung der Zähne fand in dieser sowie in zahlreichen ande-
ren Studien Anwendung. Die Zähne wären im oralen Mundmilieu ständigen
Belastungen ausgesetzt. Dies bedingte eine Abnutzung der Zähne, aber
auch der Restaurationsmaterialien. Die gängigste Methode dabei war das
Thermocycling. Anschließend wurde ein mechanischer Belastungstest durch-
geführt, der auf der einen Seite zeitintensiv war, auf der anderen Seite Ver-
schleißverhalten im Mund gut nachstellte. Der Kausimulator erlaubte die Be-
wertung zahnmedizinischer Restaurationen bei 200.000 Zyklen und 50 N
Last unter klinisch relevanten Bedingungen (Frankenberger et al., 2000b,
Frankenberger und Tay, 2005, Krejci et al., 1990, Nikolaenko und
Frankenberger, 2006, Nikolaenko et al., 2006). Da eine gute Übereinstim-
mung zwischen simuliertem Verschleiß und klinischem Verschleißverhalten
bestand, konnten mit dem Kausimulator auch bei einer eingestellten Kraft
von 30 N klinisch realistische Ergebnisse erlangt werden. Das Volumen stell-
te dabei die bevorzugte Messgröße für Verschleißmessungen dar (DeLong et
al., 2012).
Bei Auswertungen mit dem Profilometer waren Replikamaterialien auf Epo-
xidharzbasis die beste Wahl. Zur Erfassung von 3D-Oberflächenver-
änderungen ist Alpha Die MF als Modellmaterial beispielsweise den Chemie-
50
hartgipsen vorzuziehen und wurde auch für diese Versuchsgruppen benutzt.
Dabei war die Abformung der Originalproben mit einem Silikon die übliche
Variante (Pelka, 1993). Bei der Quantifizierung des Abrasionsvolumens war
ein optischer Sensor dem mechanischen Abtastsensor überlegen. Ein La-
sersensor wies allerdings aufgrund seiner Geschwindigkeit und Einfachheit
größere Vorteile gegenüber den anderen beiden Sensoren auf. Die Messung
der Abrasion mit dem Laser erfolgte in höherer Präzision (Heintze et al.,
2006). Messungen mit einem optischen Sensor zeigten im Testprotokoll eine
Abweichung des Messwertes vom Referenzwert von nur 0,3-1,1 %. In einer
Studie zum Volumenverlust lag zwischen den zwei Messmethoden mit dem
Laserscan und dem optischen Scan eine Abweichung von 1 %. Darüber hin-
aus eigneten sich optische Weißlichtsensoren sehr gut zur Rauheitsanalyse
von Restaurationsoberflächen (Heintze et al., 2006). Bei mechanischen Sen-
soren mit einer sehr guten vertikalen Auflösung wäre die Messung mit der
Abtastnadel allerdings nur bei Höckerneigungen bis 45 Grad möglich gewe-
sen (Kramer et al., 2006). Dies erschwerte die Arbeit bei nicht standardisier-
ten Proben und wurde deswegen nicht verwendet. Aufgrund der unterschied-
lichen Morphologie von oberen und unteren Prämolaren war mit erheblichen
Unterschieden in den Ergebnissen zu rechnen. So sollte die Größe der Zäh-
ne annähernd gleich sein und die bukko-palatinale Breitenunterschiede we-
niger als 5 % betragen (Fleming et al., 2005). Bei Belastung von Oberkiefer-
prämolaren frakturierten die palatinalen Höcker häufiger (53,1 %) als die
bukkalen. Wegen der Sichtbarkeit beim Lachen wurde vor allem in oberen
Prämolaren die Notwendigkeit einer hochästhetischen Versorgung gesehen
(Cubas et al., 2011).
8.4 Klinische Beobachtungen
Hielt man die einzelnen Arbeitsschritte bei Verwendung der Adhäsivtechnik
ein, bestand keine Gefahr für Zahnhartsubtanz und Endodont. Sparen bei
der Applikationszeit, Sparen bei der Zahl der Inkremente und Sparen bei der
Polymerisationszeit führten dagegen zu schlechteren klinischen Ergebnissen
(Frankenberger, 2010). Eine unzureichende Polymerisation könnte auch me-
51
dizinische Konsequenzen mit sich bringen. Der erhöhte Restmonomergehalt
könnte zudem zu allergischen Reaktionen führen (Van Landuyt et al., 2007).
Ein weiteres Problem stellt der Speichelfluss dar. Auch die mögliche Konta-
mination der Kavität mit Blut erfordert klinisch die Applikation eines Koffer-
dames (Frankenberger et al., 2000a). Bei einem materialgerechten, sorgfälti-
gen Umgang könnte eine große MOD-Kavität mit Höckererweiterung mit
Komposit versorgt werden. In einer in-vivo Studie mit kleinen, mittleren und
großen MOD-Füllungen zeigten zwei von den sieben großen Restaurierun-
gen mit Höckerersatz nach 18 Monaten eine Fraktur. Trotzdem wurde kein
statistischer Zusammenhang zwischen Restaurationsgröße und klinischem
Versagen gefunden (p=0,99) (Brackett et al., 2007). In dieser Untersuchung
wurden keine Frakturen beobachtet. Dies hing wahrscheinlich damit zusam-
men, dass Kausimulation die Verschleißvorgänge im Mund nicht vollkommen
nachahmen konnte, da es sich um komplexe Vorgänge (Abrasion, Attrition,
Erosion) handelte (Hahnel et al., 2011). Laut diesen Untersuchungen sollte
jedoch bei der Präparation darauf geachtet werden, dass eine Mindest-
schichtstärke von 1 mm Komposit unbedingt eingehalten wurde, um die Ab-
rasion beim Kauen und während thermischer Prozesse im Mund möglichst
gering zu halten. In einer weiteren klinischen Untersuchung wurden 85 stark
abradierte und erodierte Seitenzähne mit Hybrid-Komposit versorgt. Die Er-
gebnisse nach mindestens 28 Monaten Beobachtungszeitraum waren her-
vorragend. Nur zwei Restaurationen hatten Mikrorisse. Allerdings waren fast
46 % mit Verschleißfacetten innerhalb der Kompositrestauration versehen.
Die direkte Behandlung der Kauflächen mit Komposit wurde von den Patien-
ten hinsichtlich Funktion und Ästhetik als gut beurteilt. Postoperative Sensiti-
vitäten bestanden nicht (Schmidlin et al., 2009). Verglichen mit diesen in-vivo
Ergebnissen traten Verschleißfacetten zu 100 %, also an allen 40 Versuchs-
zähnen auf. Zudem wurde auch die klinische Leistungsfähigkeit von Keramik
untersucht. Der gemittelte Verschleiß an IPS Empress (Ivoclar Vivadent,
Schaan, Liechtenstein) Inlays betrug nach vier Jahren 78 µm, nach sechs
Jahren 110 µm und nach acht Jahren 116 µm. Verglichen mit antagonisti-
schem Schmelz lagen die Werte statistisch signifikant höher (Schmelz: 238
µm nach acht Jahren) (Kramer et al., 2006). IPS Empress Inlays zeigten
auch bei großen Defekten gute Erfolge. Die Keramikrestauration eines Hö-
52
ckers hatte keine negative Auswirkung auf die Qualität der Versorgung
(Kramer und Frankenberger, 2005). Sogar nach einem Zeitraum von elf Jah-
ren bewies Komposit eine optimale klinische Leistungsfähigkeit. Insuffiziente
Amalgamfüllungen an Prämolaren und Molaren wurden mit Komposit direkt
re-restauriert. Nach dem genannten Beobachtungszeitraum konnten 30 %
der Versorgungen mit optimal und 70 % mit akzeptabel bewertet werden.
Gründe für das Scheitern waren Frakturen, Sekundärkaries und Verlust des
Approximalkontaktes. Die zwei letzten genannten Parameter konnten bei
Versuchen mit extrahierten Zähnen nicht beachtet werden. Die Ausfälle wur-
den statistisch signifikant häufiger an Molaren als an Prämolaren gesehen
(Pallesen und Qvist, 2003). Aber auch die Abrasionsspuren zeigten sich zeit-
lich früher an Molaren als an Prämolaren. Eine klinische Studie von Kramer
(Kramer et al., 2011) zeigte nach vier Jahren 34 % mehr Verschleiß an Mola-
ren. In dieser Studie waren alle 40 Proben mit deutlichen Abrasionsspuren
versehen. Ganz ähnlich zeigten es auch direkte Versorgungen mit Hybrid-
komposit oder Nanohybridkomposit in erweiterten Klasse II Kavitäten nach
acht Jahren klinischem Einsatz. 94 % der Restaurationen waren sichtbar ab-
radiert. Allerdings bestand hinsichtlich mehrerer Kriterien (Randdichtigkeit,
Verfärbungen, Frakturen) eine akzeptable klinische Leistung nach diesem
Zeitraum (Frankenberger et al., 2014).
Zusammenfassend kann Komposit also eine hervorragende klinische Leis-
tung bei Höckerrestaurationen zeigen und eine echte Alternative zu her-
kömmlichen indirekten Restaurationen darstellen. Das Material sollte daher
nicht mehr nur für kleine und mittelgroße Läsionen herangezogen werden
(Deliperi und Bardwell, 2006a).
53
9 Literaturverzeichnis
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61
10 Anhang
Gruppe 1 Abrasionsvolumen in [mm3]
P1 - 1 1,11 P1 - 2 0,53 P1 - 3 1,11 P1 - 4 2,51 P1 - 5 0,22 P1 - 6 0,43 P1 - 7 0,59 P1 - 8 3,03
Mittelwert 1,19
Standardabweichung 1,03
Tab. 6: Darstellung der Abrasionsvolumina der Versuchsgruppe 1 nach
Thermocycling und Kausimulation mit Mittelwert und entsprechender Stan-
dardabweichung.
Gruppe 2 Abrasionsvolumen in [mm3]
P2 - 1 0,43 P2 - 2 1,00 P2 - 3 1,40 P2 - 4 1,56 P2 - 5 1,61 P2 - 6 0,49 P2 - 7 1,99 P2 - 8 1,39
Mittelwert 1,23
Standardabweichung 0,55
Tab. 7: Darstellung der Abrasionsvolumina der Versuchsgruppe 2 nach
Thermocycling und Kausimulation mit Mittelwert und entsprechender Stan-
dardabweichung.
62
Gruppe 3 Abrasionsvolumen in [mm3]
P3 - 1 3,22 P3 - 2 0,71 P3 - 3 0,12 P3 - 4 1,16 P3 - 5 0,16 P3 - 6 1,03 P3 - 7 1,07 P3 - 8 1,36
Mittelwert 1,10
Standardabweichung 0,97
Tab. 8: Darstellung der Abrasionsvolumina der Versuchsgruppe 3 nach
Thermocycling und Kausimulation mit Mittelwert und entsprechender Stan-
dardabweichung.
Gruppe 4 Abrasionsvolumen in [mm3]
P4 - 1 3,30 P4 - 2 2,41 P4 - 3 0,35 P4 - 4 0,27 P4 - 5 0,53 P4 - 6 0,54 P4 - 7 0,32 P4 - 8 0,54
Mittelwert 1,03
Standardabweichung 1,15
Tab. 9: Darstellung der Abrasionsvolumina der Versuchsgruppe 4 nach
Thermocycling und Kausimulation mit Mittelwert und entsprechender Stan-
dardabweichung.
63
Gruppe 5 Abrasionsvolumen in [mm3]
P5 - 1 0,89 P5 - 2 3,11 P5 - 3 1,66 P5 - 4 2,97 P5 - 5 1,30 P5 - 6 0,44 P5 - 7 2,05 P5 - 8 0,05
Mittelwert 1,56
Standardabweichung 1,11
Tab. 10: Darstellung der Abrasionsvolumina der Versuchsgruppe 5 nach
Thermocycling und Kausimulation mit Mittelwert und entsprechender Stan-
dardabweichung.
64
11 Danksagung
Bei Herrn Prof. Dr. A. Petschelt möchte ich mich dafür bedanken, dass ich
diese Arbeit an der Zahnklinik 1 – Zahnerhaltung und Parodontologie der
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg durchführen durfte.
Besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. U. Lohbauer für die Überlassung des
Dissertationsthemas und seine stets engagierte Betreuung und fachliche Be-
ratung.
Den Mitarbeitern des wissenschaftlichen Labors der Zahnklinik Erlangen
danke ich für die freundliche Betreuung am Kausimulator und Profilometer.
Zudem möchte ich mich bei meiner Kommilitonin Eva-Maria Sauter für die
unkomplizierte und nette Zusammenarbeit bedanken.
Zuletzt geht mein Dank an meine Eltern, meine Schwester Dr. Anja Schlick-
Werner und an Herrn Dr. Thomas Schmidt, die durch ihre stetige Motivation
und Anteilnahme wesentlich zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben.