AUS DEM MEDIZINISCHEN ZENTRUM FÜR ZAHN-, MUND
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1. Einleitung 1_ AUS DEM MEDIZINISCHEN ZENTRUM FÜR ZAHN-, MUND- UND KIEFERHEILKUNDE (Geschäftsführender Direktor: Prof. Dr. U. Lotzmann) des Fachbereichs Medizin der Philipps-Universität Marburg - ABTEILUNG FÜR ZAHNERHALTUNG (Direktor: Prof. Dr. V. Stachniss) Randmorphologie und Dichtheit von Kompositfüllungen bei Verwendung von experimentellen internen Lichtleitern in Klasse-II-Kavitäten Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Zahnmedizin dem Fachbereich Medizin der Philipps-Universität Marburg vorgelegt von Mario Palichleb aus Melle Marburg, 2007 Angenommen vom Fachbereich Medizin der Philipps-Universität Marburg am: 05.07.2007 Gedruckt mit Genehmigung des Fachbereichs Dekan: Referent: Korreferent: Prof. Dr. med. Bernhard Maisch PD Dr. med. dent. Richard Stoll Prof. Dr. med. dent. M. Gente Inhaltsverzeichnis: 1. Einleitung und Problemstellung ....................................................................6 2. Literatur............................................................................................................8 2.1. Kompositmaterialien .....................................................................................8 2.1.1. Organische Matrix, Füllkörper und Haftvermittler ............................................. 9 2.1.1.1. Organische Matrix..................................................................................... 9 2.1.1.2. anorganische Phase ............................................................................... 10 2.1.1.3. Haftvermittler .......................................................................................... 12 2.1.1.4. Additiva ................................................................................................... 13 2.1.2. Schmelz- und Dentinhaftung.......................................................................... 13 2.1.2.1. Schmelz-Ätz-Technik .............................................................................. 14 2.1.2.2. Dentinadhäsion ....................................................................................... 16 2.1.3. Initiatorsystem ............................................................................................... 19 2.1.4. Verhalten während der Polymerisation .......................................................... 20 2.1.5. Konversion..................................................................................................... 22 2.2. Verfahren zur Reduktion von Polymerisationspannungen ..........................24 2.2.1. Kompositfüllungen nach der Inkrementschichttechnik.................................... 24 2.2.2. Auswirkung der Gestaltung der Kavität .......................................................... 24 2.2.3. Verwendung von Lichtkeilchen ...................................................................... 25 2.2.4. Verwendung vorgefertigter Inserts – als Füllkörper ........................................ 25 2.2.5. Verwendung vorgefertigter Inserts – als interne Lichtleiter............................. 26 2.3. Testverfahren und Auswertung...................................................................27 2.3.1. Thermische Wechselbelastung / Thermocycling ............................................ 27 2.3.2. mechanische Wechselbelastung / Kausimulation........................................... 27 2.3.3. kombinierte thermomechanische Belastung................................................... 28 2.3.4. Quantitative Randanalyse mit Rasterelektronenmikroskop ........................... 28 2.3.5. Farbstoffpenetrationstest ............................................................................... 29 2.3.6. Auswirkungen der Wasserlagerung ............................................................... 30 3. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ...........................................................31 4. Materialien und Methoden ............................................................................32 4.1. Versuchsdesign: .........................................................................................32 4.2. Selektion der Zähne...................................................................................33 4.3. Präparation standardisierter Kavitäten.......................................................33 4.4. Herstellung der Füllungen...........................................................................36 4.5. Verblindung ................................................................................................39 4.6. Erste Replikaherstellung – vor Stressung...................................................40 4.7. Mechanische Belastung der Proben ...........................................................40 4.8. Thermische Wechselbelastung der Proben ................................................41 4.9. Zweite Replikaherstellung – nach Stressung..............................................41 4.10. Semiquantitative Randanalyse .................................................................41 4.11. Farbstoffpenetration - nach Stressung......................................................44 4.12. Zerstörende Untersuchung .......................................................................44 5. Ergebnisse.....................................................................................................48 5.1. Deskriptive Statistik ....................................................................................48 5.1.1. Randqualität A (kontinuierlicher Rand)........................................................... 50 5.1.2. Randqualität B (Füllungsüberschuss) ............................................................ 51 5.1.3. Randqualität C (Füllungsunterschuß)............................................................. 52 5.1.4. Randqualität D (Randspalt)............................................................................ 53 5.1.5. Randqualität E (Randfraktur) ......................................................................... 54 5.1.6. Randqualität F (nicht beurteilbarer Randverlauf)............................................ 55 5.1.7. Randqualität G (Aussprengung durch Sonotrode).......................................... 56 5.1.8. Farbstoffpenetrationstest ............................................................................... 57 5.2. Statistische Tests........................................................................................58 5.2.1. Statistische Tests zur quantitativen Randanalyse .......................................... 58 5.2.2. Statistische Tests zur Farbstoffpenetration .................................................... 63 5.3. Hypothesenprüfung ....................................................................................64 5.3.1. Erste Hypothese ............................................................................................ 64 5.3.2. Zweite Hypothese .......................................................................................... 64 6. Diskussion .....................................................................................................65 6.1. Material und Methode ................................................................................65 6.1.1. Selektion der Zähne....................................................................................... 65 6.1.2. Kavitätenpräparation...................................................................................... 65 6.1.3. Füllmaterialien und –methoden...................................................................... 66 6.1.4. Wasserlagerung............................................................................................. 68 6.1.5. Mechanische und thermische Belastung........................................................ 68 6.1.6. Replikatechnik und semiquantitative Randanalyse ........................................ 69 6.1.7. Farbstoffpenetrationstest ............................................................................... 71 6.2. Ergebnisse..................................................................................................72 6.2.1. Ergebnisse der quantitativen Randanalyse .................................................... 72 6.2.2. Ergebnisse der Farbstoffpenetration .............................................................. 74 6.3. Abschließende Bewertung der Ergebnisse.................................................75 7. Klinische Schlussfolgerung .........................................................................77 8. Zusammenfassungen ...................................................................................78 8.1. Zusammenfassung (vierseitig)....................................................................78 8.1.1. Einleitung und Ziel der Studie ........................................................................ 78 8.1.2. Material und Methode .................................................................................... 79 8.1.3. Ergebnisse..................................................................................................... 80 8.1.4. Diskussion und klinische Schlussfolgerung.................................................... 81 8.2. Zusammenfassung (einseitig).....................................................................82 8.3. Zusammenfassung (einseitig, englisch)......................................................83 9. Literaturverzeichnis ......................................................................................84 10. Materialverzeichnis ...................................................................................103 11. Verzeichnis der akademischen Lehrer ....................................................107 12. Danksagung...............................................................................................108 13. Curriculum vitae........................................................................................109 14. Ehrenwörtliche Erklärung.........................................................................110 1. Einleitung 6_ 1. Einleitung und Problemstellung Über Jahrzehnte dienten Gold und Amalgam als die zwei klassischen Vertreter von Restaurationsmaterialien für Inlays bzw. Füllungen im okklusionstragenden Seitenzahnbereich. Größere kariöse Defekte im Seitenzahngebiet oder der Ersatz alter Amalgamfüllungen aus klinischen und ästhetischen Gründen erfordern eine Versorgung mit neueren dentalen Füllungsmaterialien. Dieses liegt nicht zuletzt am Wunsch der Patienten nach mehr Ästhetik bei der Auswahl des Füllungswerkstoffes und an einem gesteigerten Bedenken gegen Amalgam bezüglich toxikologischer, allergologischer und ökologischer Wirkung. Die Anforderungen an neue Füllungswerkstoffe sind eine gute Langzeitprognose mit geringeren Nebenwirkungen und eine hervorragende Ästhetik. Dabei sind zahnfarbene Inlays aus Keramik oder Kunststoff in schmelzbegrenzten Bereichen unter Verwendung der Adhäsivtechnologie eine klinisch gerechtfertigte Alternative zu Amalgam- oder Goldgussfüllungen. Als nachteilig ist jedoch die Tatsache zu betrachten, daß letztere sowohl in der Herstellung als auch in der Verarbeitung aufwendig und dementsprechend teuer sind. Als kostengünstige Alternative kommen hierzu plastische Füllungsmaterialien in Betracht. Dentale Komposite sind relativ einfach und kostengünstig zu verarbeiten und bieten die Möglichkeit einer ästhetisch anspruchsvollen Versorgung. Durch die Entwicklung der Adhäsivtechnik kann eine zahnhartsubstanzschonende Präparation erfolgen und auf eine Retentionsform, wie sie für mechanisch haltende Füllmaterialien benötigt würde, verzichtet werden. Bei der Versorgung von Kavitäten im Frontzahnbereich, zum Verschluß von Klasse-I(okklusal) und kleineren Klasse-II-Kavitäten (okklusal-approximal) sowie zur Fissurenversiegelung haben sich Kompositmaterialien bereits bewährt. Damit jedoch dentale Kunststofffüllungen als Amalgamalternative in größeren dentinbegrenzten Klasse-IIKavitäten routinemäßig eingesetzt werden können, müssen sowohl Materialeigenschaften als auch klinische Verarbeitungstechniken weiter optimiert werden. Dabei steht vor allem ein bakteriendichter Randschluß und eine dauerhafte, widerstandsfähige Rekonstruktion im Mittelpunkt. Die von der Polymerisationsschrumpfung von Kompositmaterialien verursachte Randspaltbildung ist bis dato noch immer ein ungelöstes Problem. In der Praxis haben sich verschiedene Verfahren zur Reduktion des Randspaltes etabliert, wie z.B. die Schichttechnik, bei der mehrere Inkremente eingebracht und einzeln ausgehärtet werden. Ein weiteres klinisches Verfahren zur Minderung der Randspaltbildung ist die Verwendung vorgefertigter Inserts, wodurch das Kompositvolumen reduziert und die Belastung der Füllungsränder durch die Polymerisationsschrumpfung minimiert wird. Auch eine geeignete Verklebung von Füllungsmaterialien mit der umgebenden Zahnhartsubstanz beugt der Entstehung eines „microleakage“ vor. Die Entwicklung der Adhäsivtechnik gestattet im schmelzbegrenzten Bereich durch eine feste mikromechanische Verankerung eine gute marginale Adaptation, so dass Undichtigkeiten und Sekundärkaries langfristig vermieden werden können. Der Verbund zwischen Komposit und Dentin bereitet hier aufgrund seines hohen Anteils an organischer Substanz, der intrinsischen Feuchtigkeit und der tubulären Struktur größere Probleme. Ein neuer Ansatz zur Reduktion der Randspaltbildung liegt bei entsprechenden Lichthärtungstechniken, mit denen die Polymerisationsschrumpfung von Kompositmaterialien gezielt gesteuert werden kann, z.B. in Richtung Kavitätenwand. Dabei können auch interne Lichtleiter mit lichtstreuenden und –leitenden Eigenschaften, die in der Füllung verbleiben können, Anwendung finden. 2. Literatur 8___ 2. Literatur 2.1. Kompositmaterialien Komposite sind zahnfarbene, plastische Füllwerkstoffe, die nach Einbringen in eine Kavität chemisch oder durch Energiezufuhr aushärten [Hellwig et al. 1999, Grützner & Pflug 1999]. Hauptbestandteile der Komposite sind die organische Matrix und die darin eingebetteten silanisierten, anorganischen Füllkörper. Der sichere Verbund zwischen Füllkörper und Matrix ist verantwortlich für die Festigkeit, das verbesserte Ermüdungsverhalten und die Verschleißbeständigkeit des Materials [Söderholm 1993]. Als Haftvermittler dient eine Silanschicht, die eine chemische Bindung zwischen der organischen und anorganischen Phase herstellt [Janda 1988, Hickel 1997]. Zur Steuerung der Polymerisationsreaktion sind Initiatoren, Akzeleratoren und Inhibitoren beigemischt. Die Ergebnisse mit den ersten erhältlichen Kompositen waren enttäuschend, da jene durch eine unzulängliche Abrasionsbeständigkeit, einem großen Ausdehnungskoeffizient und inakzeptable Polymerisationsschrumpfung charakterisiert waren [O’Brien 1997]. Auch eine adäquate Adhäsivtechnik fehlte. Der immense Anteil an Restmonomeren galt zudem als pulpentoxisch. Daraus resultierten Verfärbungen, Sekundärkaries und nicht zuletzt Füllungsverluste. Auf der Basis polyfunktionaler Monomere und anorganischer Füllkörper [Kullmann 1990] wurden zu Beginn der 60er Jahre alternative Systeme entwickelt. Diese Materialien waren die Vorläufer moderner Komposite, jedoch anfangs ausschließlich zur Verwendung im Frontzahngebiet beschrieben [Bowen 1962]. In der Zahnmedizin wird heute der Begriff „Komposite“ als Synonym für Kunststoff / Glas, Keramik – Verbundwerkstoffe verwendet [Braden 1997]. Die Weiterentwicklung der Zahnrestaurationskomposite fokussiert sich heute auf die Modifikation der Polymermatrix und der Füllkörper mit dem Ziel, die Polymerisationsschrumpfung und –spannung, die Abrasion und den Verschleiß zu reduzieren. Anspruch ist es, die Umsatzrate der Monomere, die mechanischen Eigenschaften und die Lebensdauer einer Füllung zu erhöhen, sowie eine antibakterielle bzw. antikariogene Wirkung bei gleichzeitiger Verbesserung der biologischen Verträglichkeit zu erlangen. Es lässt sich absehen, dass die Stoffgruppe der Komposite weiterhin einer rasch fortschreitenden Entwicklung unterliegt [Ferracane 1999, Guggenberger & Weinmann 2000, Xu et al 2000, Kunzelmann & Hickel 2001, Tschernin et al. 2005]. 2. Literatur 9___ 2.1.1. Organische Matrix, Füllkörper und Haftvermittler 2.1.1.1. Organische Matrix Die organische Phase besteht zum größten Teil aus Monomeren und Comonomeren mit einer, zwei oder drei endständigen Doppelbindungen, also Ester der Methacrylsäure mit ein- oder höherwertigen Alkoholen (Mono-, Di- und Methacrylate) [Janda 1988]. Als Monomere kommen entweder aromatische Diacrylate sowie aromatische oder aliphatische Urethanmethacrylate zur Anwendung. Hierbei zählt das aromatische Dimethylacrylat Bisphenol-A-Glycidyl-Methacrylat, kurz als Bis-GMA bezeichnet, zu den bekanntesten. Nach seinem Entwickler wird es auch als Bowen-Monomer genannt [Bowen 1962]. Als Ausgangsstoff für jenes Bis-GMA gelten das Bisphenol A und das Glycidylmethacrylat (GMA), wobei das GMA aus einem Methacrylatrest und einer Epoxidgruppe besteht. Als Epoxid wird ein zyklischer Ether bezeichnet, welcher Sauerstoff in einem Dreierring beinhaltet. Aufgrund der Ringspannung ist jener Dreierring äußerst reaktionsfähig und in der Lage, während einer sogenannten Additionsreaktion unter Ringöffnung die Verbindung zu einer OH-Gruppe des o.g. Bisphenoles einzugehen. Neben dem vornehmlich verwendeten Bis-GMA oder dessen Modifikationen kommen das Urethandimethacrylat, kurz UDMA, das EGDMA (Ethylenglycoldimethacrylat) oder das TEGDMA (Triethylenglycoldimethacrylat) zur Anwendung. Dabei werden die Eigenschaften des Komposits durch die Art des verwendeten Monomers beeinflußt [Janda 1988, Kullmann 1990, Hellwig et al. 1999, Chen et al. 2006]. Die einzelnen Monomere sind für die mechanischen Eigenschaften, die Wasseraufnahme, die Schrumpfung, den Polymerisationsgrad, die Viskosität und zahlreiche anderen Eigenschaften verantwortlich. So nimmt z.B. die Polymerisationsschrumpfung mit steigender Kettenlänge und steigendem Molekulargewicht ab, die Viskosität hingegen zu [Janda 1988]. Aus diesem Grund werden oft Verdünnermonomere, z.B. TEGDMA zugesetzt, um die Materialien besser verarbeiten zu können. 2. Literatur 10___ 2.1.1.2. anorganische Phase Die anorganische Phase, auch disperse Phase genannt, beschreibt Füllpartikel unterschiedlicher Größe, die ausschlaggebend für die Bezeichnung der Kompositmaterialen sind. So können diese nach Form und Größe und zusätzlich nach dem volumenmäßigen Anteil unterschieden werden. Aufgabe der Füllkörper ist die Reduktion der negativen Eigenschaften der organischen Matrix, wie z.B. geringe Härte und Abrasionsstabilität, hohe Polymerisationsschrumpfung oder ein hoher thermischer Ausdehnungskoeffizient [Ge et al. 2005, Kleverlaan & Feilzer 2005]. Konventionelle, makrogefüllte Kunststoffe enthalten 0,1-100µm große splitterförmige Glaspartikel, sogenannte Minifüller [Lutz et al. 1983, Kullmann 1990, Cahn 1992, Hellwig et al. 1999]. Diese können aus der Zermahlung von Quarz, speziellen Gläsern, wie z.B. Barium-Strontium- oder Barium-Aluminium-Gläsern und anderen Siliziumverbindungen produziert werden. Zwar hatten konventionelle Komposite der ersten Generation gute mechanische und physikalische Eigenschaften, wiesen jedoch bedingt durch den Härteunterschied zwischen Füller und Matrix ein schlechtes Verschleißverhalten auf, was sich in einer zu geringen Abrasionsfestigkeit und einer rauhen Oberfläche bekundete [Lutz et al. 1983, Tschernin et al. 2005]. Dadurch kann es zu starken Verfärbungen und rascher Plaqueakkumulation kommen. Der ungünstige Härteunterschied zwischen Füllkörper und Matrix führt bei gleichzeitiger Hydrolyse der Verbundphase zum Herausbrechen der Füllkörper aus der Matrix und damit zu einem schlechten Verschleißverhalten [Lutz et al. 1983]. Modernere Makrofüller besitzen eine Partikelgröße von bis zu einem Mikrometer, um einen höheren Füllungsgrad zu erzielen. Sie weisen eine geringere Schrumpfung, einen geringeren thermischen Expansionskoeffizienten und eine geringere Wasseraufnahme auf. Aber auch diese Materialien behalten nach der Politur nicht ihre Oberflächeneigenschaften [Hellwig et al. 1999]. Mikrofüllerkomposite hingegen enthalten Füllstoffe, deren Partikelgröße deutlich unter einem Mikrometer liegt. Diese bestehen aus hochdispersen Kieselsäuren, also Siliziumdioxid (Aerosil), deren kugelförmige Einzelpartikel durch Hydrolyse von Siliziumtetrachlorid in einer Knallgasflamme bei ca. 900°C gewonnen werden. Die Gruppe der mikrogefüllten Komposite kann in homogene und inhomogene Mikrofüllerkomposite eingeteilt werden [Lutz et al. 1983, Roulet 1987]. Dabei enthalten die homogenen Mikrofüllerkomposite pyrogenes SiO2 mit einer Partikelgröße zwischen 0,02-0,2µm. Ihr Vorteil liegt in einer hervorragenden Ästhetik, da die Füllkörper kleiner als die 2. Literatur Wellenlänge 11___ des sichtbaren Lichtes (400-800nm) sind. Die Oberfläche ist hochglanzpolierbar und das Abrasionsverhalten ist akzeptabel [Lutz et al. 1983, Janda 1988, Chen et al. 2006]. Mikrogefüllte Kompositkunststoffe erhöhen aufgrund ihrer hohen spezifischen Oberfläche bei Zugabe in eine organische Phase die Viskosität jedoch sehr rasch. Daher benötigen die Mikrofüller relativ viel organische Kunststoffmatrix, was sich ungünstig auf die Polymerisationsschrumpfung auswirkt [Lutz et al. 1983, Roulet 1987]. Wegen ihrer mechanischen Eigenschaften sind sie für den Einsatz im okklusionstragenden Seitenzahnbereich nicht geeignet [Roulet 1987]. Diese Nachteile können die inhomogenen Mikrofüllerkomposite zumindest teilweise kompensieren. Um den Anteil an anorganischen Füllern zu steigern, werden hierzu bereits vorpolymerisierte Komplexe aus dem gleichen Material zugesetzt. Der Verbund zwischen Vorpolymerisatkomplexen und organischer Matrix stellt wegen seiner geringen Biegefestigkeit jedoch eine Schwachstelle dar [Janda 1988]. Sogenannte Hybridkomposite vereinen die positiven Eigenschaften jener beiden Gruppen und bieten somit hervorragende physikalische Eigenschaften. Hierzu werden der organischen Matrix Mikrofüllstoffe aus pyrogenem SiO2 und Makrofüllkörper mit einer durchschnittlichen Größe von 1-2µm beigemengt [Lutz et al. 1983, Kullmann 1990, Tabassian & Moon 1999]. Somit kann der Füllkörpergehalt auf teils über 85 Gewichtsprozent gesteigert werden, was die Polymerisationsschrumpfung deutlich reduziert und die physikalischen Eigenschaften verbessert [Hellwig et al. 1991, Reinhardt 1991, Heidemann 1999, Hellwig et al. 1999]. Außerdem werden eine gute Polierbarkeit, stabiles Abrasionsverhalten und gutes Farbverhalten erzielt [Lutz et al. 1983, Kullmann 1990, Hellwig et al. 1999]. Aus dem hohen Anteil der anorganischen Füllkörper zusammen mit der verstärkten organischen Matrix resultiert eine höhere Verschleißfestigkeit, Herabsetzung des Ausdehnungskoeffizienten, Erhöhung der Festigkeit, Verringerung der Polymerisationsschrumpfung sowie eine Verbesserung der Handhabbarkeit des Materials [Lutz et al. 1983, Hellwig et al. 1991, Tabassian & Moon 1999, Ge et al. 2005, Loomans et al. 2006]. In Abbildung 2.1.1.2. sind schematisch die unterschiedlichen Kompositmaterialien nach ihrer Füllkörpergröße klassifiziert. 2. Literatur 12___ Abb. 2.1.1.2.: Klassifikation von Kompositmaterialien nach ihrer Füllkörpergröße [Roulet 1987] 2.1.1.3. Haftvermittler Um die chemische Bindung der anorganischen Phase der Kompositmassen mit der organischen Matrix zu gewährleisten, bedient man sich der Haftvermittler. Die Anforderungen an den Haftvermittler in der Dentalmedizin reduzieren sich aber nicht nur auf einen festen Füllstoff-Matrix-Verbund. Eine wesentliche Rolle spielen auch die chemische und biologische Verträglichkeit. Dabei bilden Silane, in der Regel 3Methacryloyloxypropyltrimetoxisilan, die Verbundphase, die sogenannte „surface interfacial phase“ [Roulet 1987, Janda 1988, Söderholm 1993]. Die zentrale Einheit eines Silans, das Silizium, trägt zwei unterschiedliche Arten funktioneller Gruppen, eine organofunktionelle Gruppe (R=Rest) und siliziumfunktionelle Gruppen (im allgemeinen Alkoxygruppen). Silane können mit der organofunktionellen Gruppe, welche reaktive Doppelbindungen enthält, an Kunststoff anpolymerisieren, während ihre Methoxygruppen mit dem Siliziumoxid der Füllstoffe unter Brückenbildung reagieren [Hellwig et al. 1999]. Dabei müssen zunächst die an das Silizium gebundenen Methoxygruppen hydrolysiert werden, ehe ein Silanmolekül an die Füllstoffoberfläche gekoppelt werden kann. Das bei dieser Kondensationsreaktion entstandene Silanol kann, bei guter Verteilung, einen gleichmäßigen Überzug auf dem Füllstoff bilden und mit dessen Oberflächenhydroxylgruppen unter Ausbildung kovalenter Bindungen kondensieren oder Wasserstoffbrückenbindungen eingehen. Hierbei bilden sich auf dem Füllstoff zwischen 5 und 20 nm dicke Schichten aus, die vollständig hydrophob sind. Die Eingliederung in die hydrophobe Oberfläche der Kunststoffgrundsubstanz wird so erleichtert [Janda 1988, Söderholm 1998]. Neben diesem hydrophobierenden Effekt durch die Silanbeschichtung ist es zudem möglich, die Füllstoffe dem Matrixharz wegen der guten Benetzbarkeit des 2. Literatur 13___ Füllstoffes in höherem Anteil zuzumengen [Roulet 1987]. Das hat zur Folge, daß Lufteinschlüsse an der Phasengrenze vermieden werden können. Der hergestellte Verbund erhöht die mechanischen Werte wie z.B. Biegefestigkeit, Druckfestigkeit und Vickershärte deutlich [Hellwig et al. 1999]. Dennoch kann er eine bleibende Schwachstelle aller Kompositmaterialien darstellen, denn durch saure Hydrolyse kann sich der chemische Verbund auflösen und zu einem Verlust der Füllkörper mit darauf folgendem erhöhten Verschleiß führen [Janda 1988, Hellwig et al. 1999]. 2.1.1.4. Additiva Den Kompositmassen werden so genannte Additiva beigemengt, die wie folgt gewisse Aufgaben wahrnehmen und Eigenschaften der Komposite ausmachen. Die im Komposit enthaltenen Initiatoren werden durch chemische Aktivierung oder externe Energiezufuhr gespalten und bilden so freie Radikale [Kullmann 1990]. Unter Inhibitoren versteht man zur Monomersubstanz beigefügte Komplexe (ca. 0,01- 0,06 Masse-%), die an spontan gebildete freie Radikale ein Wasserstoffatom abgeben. Somit können diese inaktiviert und eine Spontanpolymerisation vermieden werden [Kullmann 1990]. Des weiteren verlängern sie die Lagerfähigkeit und auch die Polymerisationszeit zugunsten der Verarbeitungszeit, z.B bei Autopolymerisaten wie dem 4-Methoxyphenol [Janda 1988, Kullmann 1990]. UV-Stabilisatoren sollen UV-Licht mit einer Wellenlänge unterhalb von 350nm absorbieren, um eine Zersetzung reaktiver Bestandteile und eine damit verbundene Verfärbung zu vermeiden [Kullmann 1990]. Beigemengte Pigmente dienen der Einfärbung der Füllungskunststoffe in die verschiedenen Farbtöne restaurativer Massen. Meist werden anorganische Pigmente aus Zr02, Ti02, Cr203, Fe203 verwendet, seltener auch organische Pigmente in geringen Mengen (bis zu einem Masse-%) [Janda 1988, Kullmann 1990]. 2.1.2. Schmelz- und Dentinhaftung Aufgrund der zwangsweisen Annäherung der Moleküle während der Polymerisation von Monomeren zu polymeren Makromolekülen kommt es trotz des derzeit hohen Füllstoffanteils immer zu einem Volumenschwund. Im Material treten durch diesen 2. Literatur 14___ Volumenschwund Spannungen auf, die der Haftung des Kunststoffes am Kavitätenrand entgegenwirken und ihn von dort wegreißen, also somit zur Randspaltbildung führen. Zusätzlich bedingen unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten und weitere chemische und physikalische Eigenschaften der Komposite die Randspaltbildung. In jenen Randspalt als sogenanntes mikrobielles „leakage“ können Mikroorganismen eintreten, deren Adhärenz und Penetration unter bestimmten Bedingungen für die Genese einer Sekundärkaries relevant sein können [Buchmann 1992]. Mit der etablierten Kombination der Säure-Ätz-Technik und der Verwendung von Dentin-Haftvermittlern erreicht man eine nahezu vollständige Adhäsion des Kunststoffmateriales am Zahn, sogenanntes „total etch“ [Christensen 2005, Giachetti et al. 2006]. 2.1.2.1. Schmelz-Ätz-Technik Mit der Schmelz-Ätz-Technik hat sich ein Verfahren, welches der adhäsiven Verankerung von Kompositmassen am Zahnschmelz auf mikromechanischer Basis dient, etabliert [Hellwig et al. 1999, Lopes et al. 2002]. Eine direkte chemische Verbindung der Kompositmaterialien mit dem Zahnschmelz im Sinne einer ionischen oder kovalenten Bindung wurde bislang nicht nachgewiesen. Um aber dennoch eine dauerhafte und möglichst randspaltfreie Verbindung der Füllung mit der Zahnhartsubstanz zu gewährleisten, wird diese zuvor konditioniert. Diese Technik wurde erstmals 1955 von Buonocore beschrieben. Hierbei wurde die Säureeinwirkung auf Schmelzoberflächen untersucht [Buonocore 1955]. Aufgrund der unterschiedlichen Säurelöslichkeit der verschiedenen Schmelzprismenstrukturen kann mit Phosphorsäure eine selektive Ätzung des Schmelzes unter Ausbildung eines mikroretentiven Ätzmusters erreicht werden [Buonocore 1955, Lösche & Blunck 1988, Roulet 1996]. Dabei erwies sich Phosphorsäure im Konzentrationsbereich von 30-40% am effektivsten, da so das günstigste Ätzmuster erzielt werden konnte. Im darunter liegenden Konzentrationsbereich kam es zur Bildung des schwer löslichen Dikalziumphosphatdihydrats, das bei unvollständiger Entfernung nach der Ätzung die adhäsiven Mechanismen an der Schmelzoberfläche beeinträchtigt [Chow & Brown 1973]. Bei höheren Konzentrationen kam es wegen der verminderten Kalziumauflösung zu schwächeren Ätzmustern mit daraus resultierenden geringeren Haftwerten [MansonRahemtulla et al. 1984]. 2. Literatur 15___ Grundsätzlich lassen sich nach dem Ätzvorgang drei Muster typisieren [Retief 1992, Swift et al. 1995]. Ätztyp 1 beschreibt ein Herauslösen der Prismenkerne, während die Prismenperipherie intakt bleibt. Dieser Typ ist am häufigsten. Bei Ätztyp 2 wird das Herauslösen der Prismenperipherie unter Strukturbeibehaltung der Prismenkerne beobachtet. Am wenigsten organisiert ist der Ätztyp 3, bei welchem es keinen eindeutigen Rückschluß auf die Prismenmorphologie gibt. Wird der Schmelz für 60 Sekunden mit 37%iger Phosphorsäure angeätzt, kann eine ca. 10µm dünne Schicht von der Oberfläche abgetragen sowie eine poröse Schichttiefe von ca. 25-50µm erzielt werden, was eine signifikante Vergrößerung der Oberfläche bedeutet [Buonocore 1955, Gwinett 1988, Guertsen 1989, Kullmann 1990, Roulet 1996, Gregoire & Ahmed 2006]. Zusätzlich wird die Oberflächenspannung erhöht, so dass das Bondingmaterial, ein dünnfließender, ungefüllter Kunststoff, die Oberfläche besser penetrieren kann [Cheung 1990, Airoldi et al. 1992, Frankenberger 2001, Perdigao et al. 2000]. Zwischen Schmelz und Bonding entsteht aufgrund rheologischer und geometrischer Effekte eine innige Verzahnung, es erfolgt eine Ausbildung von Zotten (sogenannte „tags“) in den Schmelzporositäten [Kullmann 1990, Hellwig et al. 1995, Swift et al. 1995, Perdigao et al. 2000]. Der somit herbeigeführte Verbund reicht aus, den durch die Polymerisation induzierten Kräften entgegenzuwirken. Das hydrophobe Kompositmaterial kann wiederum eine chemische Verbindung mit der Bondingschicht eingehen [Wollmarker 1999]. Meist werden Haftwerte von über 16 MPa in der Verbindung zwischen Schmelz und Komposit erreicht [Touati et al. 2001]. Eine Verunreinigung der konditionierten Schmelzoberfläche durch Speichel oder Blut kann jedoch zu einem mangelhaften Verbund führen [Borem & Feigal 1992]. Der Erfolg der Schmelz-Ätz-Technik ist abhängig von dem Vorhandensein von ausreichendem und gesundem Schmelz, also das Schmelzangebot und die Schmelzqualität [Lösche 1988, Eakle & Ito 1990, Cheung 1990]. Die Schmelzqualität z.B. im zervikalen Bereich bleibender Zähne oder generell bei Milchzähnen ist wegen ihres Aufbaus aus aprismatischem Schmelz eher als schlecht zu bewerten, da aufgrund seiner dichten Mineralisation dieser weniger säurelöslich ist [Schröder 1992]. Deshalb ist nach Säurebehandlung hier lediglich ein Substanzverlust zu beobachten, das Ätzmuster ist weniger retentiv. Ein Ausgleich dieser negativen Eigenschaften ist z.B. durch eine Verlängerung der Ätzzeit oder Abschleifen der oberflächlichen Schmelzschichten möglich. 2. Literatur 16___ Auch eine vorhergegangene Fluoridbehandlung oder ein allgemein fluoridreicher Schmelz kann wegen seiner erhöhten Säureresistenz die Ätzwirkung herabsetzen [Kullmann 1990, Hellwig et al. 1999]. Eine Anschrägung von 0,5-1 mm im Schmelz an den nicht okklusalen Flächen des Zahnes erzielt eine zusätzliche Verbesserung der Schmelzhaftung. Werden die Schmelzprismen in einem günstigen Winkel angeschnitten, wird so eine weitere Oberflächenvergrößerung des Schmelzanteiles erreicht [Hugo et al. 1992, Hilton & Ferracane 1999, Hoelscher et al. 2000]. Unter einem günstigen Winkel ist hierbei die Anschrägung quer zur Längsachse der betreffenden Schmelzprismen zu verstehen, da so die Phosphorsäure bevorzugt die Prismenkerne herauslöst [Hugo et al. 1992, Schroeder 1992]. Eine Anschrägung in Längsrichtung der Schmelzprismen bedingt aufgrund der schlechteren Voraussetzung zur Erzielung eines mikroretentiven Ätzmusters daher eine geringere Retention für das Komposit. 2.1.2.2. Dentinadhäsion Den Dentinadhäsiven wird die Aufgabe zugesprochen einen ausreichenden Verbund zwischen der hydrophilen Dentinoberfläche und der hydrophoben Kompositoberfläche zu erreichen. Hierbei stellt der Aufbau des Dentins das größte Hindernis dar einen ausreichenden Verbund beider Strukturen zu erreichen. Im Gegensatz zum stärker mineralisiertem Schmelz ist das Dentin durch die mit Flüssigkeit gefüllten Dentintubuli ein weitaus feuchteres Gewebe. Es besteht lediglich zu 45 Vol-% aus mineralisierter Hartsubstanz, jedoch zu 30 Vol % aus organischer Matrix und zu 25 Vol-% aus Wasser [Schroeder 1992]. Der mineralisierte Anteil des Dentins besteht wie auch beim Schmelz vornehmlich aus Hydoxylapatit, also Phosphat und Kalzium, allerdings ist hier keine geordnete Form zu erkennen, vielmehr eine zufällige Verteilung im Kollagengeflecht der organischen Matrix [Schroeder 1992, Hellwig et al. 1999]. Während bei schmelzbegrenzten Kavitäten die Säure-Ätz-Technik einen zuverlässigen Bestandteil der restaurativen Zahnheilkunde darstellt, ist die Dentinhaftung bis heute komplizierter und problembehafteter, was auf die komplexe Histologie und das feuchtere Milieu des Dentins zurückzuführen ist [ Schroeder 1992, Swift 1995, Fröhlich et al. 1996]. Eine weitere Schwierigkeit in der Dentinhaftung ergibt sich neben den morphologischen Aspekten bei der Kavitätenpräparation selbst. Beim Präparieren der Zahnhartsubstanz entsteht eine Schmierschicht, das sogenannte „smear layer“ auf der Oberfläche. 2. Literatur 17___ Diese ca. 1 – 5 µm dicke Schicht besteht aus Kollagen- und Hydroxylapatittrümmern, Dentinliquor und zerstörten Odontoblastenfortsätzen, welche die angeschnittenen Dentintubuli verschließt [Kakaboura 1989, Erickson 1992, Airoldi et a1. 1992, Pashley et al. 1994, Swift et al. 1995, Kenshima et al. 2006]. Diese Voraussetzungen erschweren die Erzeugung eines stabilen Verbunds zwischen Komposit und Zahnhartsubstanz erheblich [Haller 1994, Pashley & Carvalho 1997, Haller 2000, Frankenberger 2000, Lopes et al. 2002]. Zwar sorgt der „smear layer“ für den Verschluß der Dentintubuli, wodurch ein Austritt des Liquors und gleichzeitig ein Einstrom von Bakterien verhindert wird, jene Schmierschicht verschlechtert dadurch allerdings auch die Adaptation und Haftung von Füllungsmaterial und Dentinadhäsiv. Ebenso kann die Schmierschicht Bakterien enthalten, die bei Vermehrung zu Sekundärkaries führen [Lutz et al. 1993, Swift et al. 1995, Kenshima et al. 2006]. Wird die Schmierschicht durch Ätzung mit Phosphorsäure entfernt, steigt die Permeabilität der Dentintubuli und der Liquorausstrom nimmt zu [Pashley 1981]. Somit ist ein direkter mikromechanischer Haftverbund zwischen dem hydrophoben Kunststoff und dem feuchten Dentinanteil erschwert herzustellen [Gängler 2005]. Dentinhaftvermittlersysteme neuer Generation mit zunehmend verbesserten Eigenschaften können nun einen adäquaten Verbund zwischen Dentin und Komposit gewährleisten, so daß ein befriedigender Einsatz zahnfarbener Füllungswerkstoffe auch in dentinbegrenzten Kavitäten erfolgen kann [Kunzelmann 1993, Haller 1994, Roulet & Blunck 1996]. Moderne Dentinadhäsive verankern nicht nur Kompositwerkstoffe am Dentin und verbessern somit die Randqualität, sondern versiegeln zudem die durch Präparation entstandene Dentinwunde [Haller & Jakob 1998]. Als Haftmechanismen der Dentinadhäsive wurden früher sowohl die mikromechanische Verankerung als auch eine chemische Bindung gefordert, wobei jedoch der chemischen Bindung allenfalls eine geringe Bedeutung zugesprochen werden kann [Haller 1994, Pashley et al. 1994, Blunck 1996, Hellwig et al. 1999, Blunck & Haller 1999]. Unter mikromechanischer Verankerung wird eine Verzahnung der Monomere in das demineralisierte Dentin nach Herauslösen der anorganischen Anteile mittels Säure verstanden. Hinzu kommt eine Verklettung jener Monomere mit den freigelegten Kollagenfasern und eine Zottenbildung in den Dentinkanälchen [Fröhlich et al. 1996, Klaiber 1998, Frankenberger 2002 ]. Dabei kommt der Orientierung der Dentintubuli hinsichtlich der Dentinhaftung nur eine untergeordnete Rolle zu. 2. Literatur 18___ Ein chemischer Verbund kann durch Ionenbindungen an Kalzium und durch kovalente Bindung an das Kollagengeflecht entstehen [Touati et al. 2001]. Die gebräuchlichste Form zur Unterscheidung der Dentinadhäsive ist die Klassifikation hinsichtlich der Behandlung der Schmierschicht welche bei der Kavitätenpräparation entsteht. Prinzipiell ist die Dentinhaftung durch den Erhalt der Schmierschicht, durch Modifikation jener Schmierschicht oder durch die Entfernung derselben möglich. Unter der klassischen Form der chemo-mikromechanischen Dentinhaftung versteht man die Entfernung des „smear layers“ durch Konditionierung des Dentins mittels Säuren oder Komplexbildner [Hellwig et al. 1999, Swift et al. 2001, Reis et al. 2005]. Diese Vorbehandlung der Dentinoberfläche bedingt durch die Demineralisation ein dann freiliegendes Kollagenfasergeflecht und geöffnete Dentintubuli. Mit Hilfe eines Primers mit amphiphilen Eigenschaften kann einerseits an das hydrophile Kollagennetz angebunden und andererseits eine Verbindung zum hernach aufgetragenen hydrophoben Bonding eingegangen werden. Hierbei penetrieren Primer und Bonding in das freiliegende Kollagen auf der demineralisierten Dentinoberfläche und in die Dentinkanälchen und bilden hier mikromechanische Retentionen, die sogenannte Hybridschicht [Pashley et al. 1981, Nakabayashi 1982, Nakabayashi et al. 1992, Pashley & Carvalho 1997, Perdigao et al. 2000, Lopes et al. 2002]. Durch Polymerisation können - teils auch miteinander verbundene – Kunststoffzapfen, sogenannte „tags“ ausgebildet werden [Hellwig et al. 1999, Pashley & Carvalho 1997, Haller 2000]. Zudem wird die Schmierschicht als bakteriell kontaminiert betrachtet, so dass heute überwiegend die Entfernung oder Modifizierung der Schmierschicht angestrebt wird. [Pashley & Carvalho 1997, Wollmarker 1999, Touati et al. 2001, Reis et al. 2005]. Wird die Schmierschicht des Dentins erhalten, versucht man diese mit in den Adhäsivsystemen beinhalteten hydrophilen Monomeren zu stabilisieren. Jenes penetriert die Schmierschicht allerdings nur oberflächlich, so daß daraus ein eher schlechter Haftverbund zwischen Dentin und Komposit resultiert [Hellwig et al 1999, Frankenberger 2000, Helbig et al. 2005, Kenshima et al. 2006]. Unter der Modifizierung der Schmierschicht versteht man die Auflösung derselben mit demineralisierenden Inhaltsstoffen der Haftvermittler und der teilweisen Wiederausfällung der Schmierschicht, nachdem zunächst Monomere in die Dentinkanälchen gelangen konnten [Haller & Fritzenschaft 1999, Reis et al. 2005]. 2. Literatur 19___ Weiterhin kann eine Klassifikation der Dentinhaftvermittler nach Unterscheidung hinsichtlich der Anzahl der Behandlungsschritte getroffen werden, z. B. one-step- vs. multi-step-Systeme. Auch die Komponentenanzahl kann berücksichtigt werden, z. B. onebottle- vs. multi-bottle-Systeme, wobei heute zu einer Anwendungsvereinfachung durch Kombination der Systemkomponenten tendiert wird, welche eine Reduktion der Anwendungsfehler und einen Zeitvorteil herbeiführen soll [Haller 2000, Perdigao et al. 2000, Touati et al. 2001, Salim et al. 2006, Gregoire & Ahmed 2006, Brandt et al. 2006]. 2.1.3. Initiatorsystem Die Polymerisation eines Komposits, also der Verbund von Monomermolekülen zu Polymerkomplexen, kann über ein Redoxsystem gestartet werden. Hierbei zerfallen sogenannte Initiatoren je nach System durch chemische oder physikalische Aktivierung in energiereiche Moleküle (Radikale). Prinzipiell muß in sogenannte auto- und lichthärtende Polymerisate unterschieden werden, wobei jene Radikale mit den Doppelbindungen der Monomere reagieren und sodann Polymerketten bilden [Janda 1988, Kullmann 1990, Hellwig et al. 1999, Neumann et al. 2006]. Die mechanischen und physikalischen Eigenschaften einer Kompositmatrix sind umso besser zu bewerten, je höher der Umsetzungsgrad der Monomermoleküle, also der Konversionsgrad der Doppelbindungen und der Polymerisationsgrad ist. In autopolymerisierenden Systemen ist der Initiator zumeist das Dibenzoylperoxid. Ein Akzelerator, z.B. N,N-Bis-(2-Hydoxyethyl)-paratoluidin (DHEPT), ein tertiäres Amin, stellt dabei das Reduktionsmittel des Initiators dar. Bei chemisch härtenden Massen besteht das System aus zwei Komponenten, durch deren Mischung die Reaktion erzielt wird. Je höher der Umsetzungsgrad der Monomermoleküle ist, desto besser sind die physikalischen wie auch die mechanischen Eigenschaften des Komposits [Imai et al. 1991, Hellwig et al. 1999]. Außerdem enthalten autopolymerisierende Kompositmassen UV-Stabilisatoren, welche den Zerfall von Reaktionsprodukten aus der Polymerisationsreaktion durch UV-Licht verhindern sollen. Im Falle der Lichthärtung sind zum einen das langwellige UV-Licht (Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen 320nm und 400nm) oder blaues sichtbares Licht (400nm – 470nm Wellenlänge) zur Photopolymerisation bekannt. Jedoch konnten bei der UV-Strahlung, deren Technik seit 1971 konzipiert wurde, eine zu geringe Aushärtungstiefe von maximal 2. Literatur 20___ 1,5 mm sowie eine insgesamt zu störanfällige Verarbeitungsweise beobachtet werden. Diese negativen Aspekte konnten seit 1978 durch die Belichtungstechnik mit sichtbaren Blaulicht und Anwendung von tageslichthärtenden Kompositen optimiert werden. Bei der Lichthärtung wird ein speziell beinhalteter Photoinitiator, der durch Lichtabsorption entweder direkt oder erst nach Interaktion mit einem spezifischen Akzelerator in Radikale zerfällt, eingesetzt. Die Bis-GMA-Substanz bleibt daher bis zur Bestrahlung verarbeitbar. Zunächst kann in einer ersten Annäherung jeder aktivierte Initiator eine gewisse Zeit aktiv bleiben (0,1s – 1 s) und eine gewisse Anzahl von Monomeren (ca. 50) in das Polymernetz eingliedern [Althoff 2000]. Dabei ist die Zahl der aktivierten Fotoinitiatoren während der Lichtpolymerisation von der Zahl der Fotoinitiatoren, welche im Material selbst beinhaltet sind, der Zahl der Photonen, denen das Material ausgesetzt wird und der Energie der Photonen abhängig. Hierbei bestimmt der Hersteller die Anzahl der Fotoinitiatoren in einem Material, wohingegen die Zahl und Energie der Photonen durch die Auswahl der Lichtquelle eingestellt werden kann. Die Aktivierung des Fotoinitiators wirkt dann am besten, wenn die Photonenenergie, also die Wellenlänge, der benötigten Aktivierungsenergie der Initiatoren gleicht [Kullmann 1990, Neumann et al. 2006]. Als Photoinitiator wird hierzu ein Diketon, zumeist Kampferchinon (CQ) mit einem Absorptionsspektrum zwischen 360-550 nm mit einem Maximum bei 470±20 nm verwendet. Angeregt durch Lichtquantenenergie reagiert dabei das Diketon mit einem geeigneten Reduktionsagens, z.B. einem aliphatischen Amin [Hellwig et al. 1999]. 2.1.4. Verhalten während der Polymerisation Unter Polymerisation versteht man eine Polyreaktion mehrerer kleiner Monomere zu einem Makromolekül unter Aufspaltung von reaktionsfähigen Doppelbindungen oder ringförmigen Atomverbänden [Roulet 1987, Janda 1988, Chung 1990, Giachetti et al. 2006]. Während der radikalischen Polymerisation wird eine Doppelbindung durch ein Startradikal aufgespalten und ein aktives Zentrum entsteht. In der Wachstumsphase wird das aktive Zentrum, nachdem es mit einem weiteren Monomer reagierte, auf jenes übertragen. Gestoppt wird die Wachstumsreaktion durch die Reaktion zweier aktiver Zentren miteinander. Dies bedingt jedoch, daß ein geringer Monomeranteil unverändert in der Reaktionsmasse verbleibt, ein sogenanntes Restmonomer, welches sich zytotoxisch, insbesondere pulpenschädigend, auswirkt. Der Kontakt mit den Pulpazellen über die 2. Literatur 21___ Odontoblastenfortsätze kann zu deren Nekrose führen. Bei einer Polymerisation entfallen keine Nebenprodukte, d.h. das prozentuale Verhältnis der Zusammensetzung des Endproduktes ist dem der Ausgangsprodukte identisch. Jedoch kommt es infolge der Verringerung des intermolekularen Abstandes von 0,3-0,4 nm auf 0,154 nm zur Polymerisationsschrumpfung. Dem gegenüber steht die Vergrößerung des Bindungsabstandes von der Doppel- zur Einfachbindung. Diese beträgt 1,9 nm und kann keinen Ausgleich in der Annäherung hervorrufen. Daher beträgt die Polymerisationsschrumpfung bei den moderneren Kompositmaterialien ca. 2 bis 3 Volumenprozent [Roulet et al. 1984, Donley et al. 1990, Versluis et al. 1998, Lovell et al. 1999, Hellwig et al. 1999]. Festzustellen ist, daß mit zunehmenden Kompositvolumen die Polymerisationsschrumpfung steigt [Davidson 1984, Vanherle 1989, Giachetti et al. 2006]. Ist die Kraft durch die Polymerisationsschrumpfung größer als die Haftkraft an der Zahnhartsubstanz tritt ein Versagen der Verbindungsstelle und damit der marginalen Integrität auf. Hierdurch kann das Eindringen von Mikroorganismen und organischen Stoffen, welche zu Verfärbungen führen, durch Kapillarkräfte ermöglicht werden. Langfristig kann sich Sekundärkaries ausbilden [Verluis et al. 1998, Chen et al. 2001]. Die Fließfähigkeit des Materials endet zu dem sogenannten Gelpunkt, also dem Zeitpunkt, da die Ketten eine derartige Länge erreicht haben, dass sie nicht mehr gegeneinander verschiebbar sind. Nach Eintreten dieses Gelpunktes läuft die Polymerisation noch weiter, die Richtung der dabei stattfindenden Schrumpfung ist dann aber nicht mehr beeinflußbar [Davidson & Feilzer 1997, Gente & Sommer 1999, Ho et al. 2001]. Grundsätzlich unterscheidet man die Polymerisationsprinzipien nach Charakter ihrer Härtung. Bei der chemischen Härtung, dem Zwei-Pasten–System, werden Basis- und Katalysatorpaste zusammengemischt. Es läßt sich feststellen, daß beim Aushärten dieser Materialien eine Schrumpfung zum Mittelpunkt der Füllung stattfindet [Bausch et al. 1982, Hellwig et al. 1999]. Dies kann Spannungen im Füllungsrandbereich bedingen und dadurch, daß zwei Phasen miteinander vermischt werden müssen, kann es zu Lufteinschlüssen kommen. Beim Aushärten werden diese als Poren sichtbar, führen zu Verfärbungen und zu geringerer Abrasionsfestigkeit des Komposits [De Lange et al. 1980]. Auch der Konversionsgrad bei den chemisch härtenden Materialien ist geringer als bei den Lichthärtenden, woraus ein erhöhter Restmonomergehalt resultiert [Hellwig et al. 1999]. Die lichthärtenden Materialien, sogenannte Ein-Pasten-Systeme können in UVlichthärtende und Halogenlichthärtende unterschieden werden, wobei sich letztere 2. Literatur durchgesetzt 22___ haben [Janda 1988]. Das UV-Licht bietet eine zu geringe Tiefenpolymerisation, ungenügende Durchleuchtung des Zahnschmelzes und das Material härtet schlecht im Bereich von Unterschnitten [Reinhard & Vahl 1981, Janda 1988, Kuhlmann 1990, Hellwig et al. 1999]. Diese Nachteile können bei den modernen lichthärtenden Kompositen bei Beleuchtung mit Licht sichtbarer Wellenlänge von 400-500 nm reduziert werden, da Licht dieser Wellenlänge auch gut in Unterschnitte gelangt [Reinhard & Vahl 1981]. Der Reaktionsmechanismus lichthärtender Komposite ermöglicht die Anwendung und Herstellung als Ein-Pasten-Systeme. Dualhärtende Komposite bestehen wie auch die chemisch Härtenden aus Zwei-PastenSystemen, so daß durch das Anmischen die entsprechend gleichen Nachteile resultieren. Allerdings wird die Polymerisation durch zwei verschiedene Initiatorsysteme gestartet. Zunächst erfolgt eine Lichtbestrahlung, um eine raschere Initialhärtung zu erlangen, anschließend härtet das Material in den lichtunzugänglichen Kavitätenbereichen von selbst chemisch aus, was eine ausreichende Tiefenhärtung gewährleistet [Viohl 1982, Janda 1988]. Haupteinsatz finden die dualhärtenden Kompositmaterialien hauptsächlich zur adhäsiven Befestigung von Zahnersatz sowie zur Provisorienherstellung. Es wird beschrieben, daß bei einem in ausreichend gesunden Schmelz befindlichen Füllungsrand die Schmelz-Ätz-Technik einen effektiven Verbund zwischen Zahn und Komposit gewährleisten kann [Lösche 1988, Perdigao et al. 2000, Touati et al. 2001]. Kommt der Füllungsrand jedoch im zervikalen Dentin- bzw. Zementbereich zu liegen, ist auch mit Dentinadhäsiven der neuesten Generation keine absolut dichte Adaptation zu erzielen [Kostka 1991, Mandras 1993, Klaiber 1998, Swift et al. 2001]. Problematisch ist des weiteren der Temperaturwechsel beim Aufnehmen heißer und kalter Speisen aufgrund des unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hinsichtlich der Kompositrestaurationen. Hier kann jener zu variierender Dehnung bzw. Kontraktion von Zahnhartsubstanz und Kompositmaterial führen, deren Folge Randundichtigkeit ist [Janda 1988]. 2.1.5. Konversion Nach Initiierung der Polymerisation kommt es zur Polymerbildung durch die in der Kompositmasse vorhandenen Monomere, die sogenannte Konversion. Stehen nicht mehr ausreichend Monomermoleküle zur Verfügung stoppt diese Reaktion, wobei ein gewisser Restmonomergehalt vorliegen bleibt. Dabei beschreibt die Konversionsrate den 2. Literatur 23___ prozentualen Anteil der Monomere, die in die Polymerisation involviert wurden. Die Konversionsrate kann somit als Maß für die Vollständigkeit des Polymerisationsvorganges bezeichnet werden [Venhoven et al. 1993, Albers 1996, Cadenaro et al. 2005]. Eine hohe Konversionsrate bedingt demnach eine Positivierung der Materialeigenschaften. Die Eigenschaften der organischen Matrix werden von der molekularen Struktur und der Konversionsrate der Kohlenstoffdoppelbindungen der Acrylgruppen bestimmt. Für eine Lichtaushärtung liegt die Konversionsrate von Bis-GMA-Monomer bei 48%. Die Verwendung von Verdünnungsmittel, die zu einer Steigerung der Molekülbeweglichkeit führt, kann eine Erhöhung der Konversionsrate auf bis zu 70% bewirken. Dadurch erzielt man z. B. zunehmende Härte, erhöhte Zug- und Druckfestigkeit oder Abrasionsstabilität mit gleichzeitig abnehmender Wasserlöslichkeit. Zudem begünstigt eine Abnahme an Restmonomeren die Biokompatibilität [Asmussen 1982, Ferracane & Greener 1986, Braden 1997]. Korreliert mit der Polymerisationsschrumpfung muss ein Optimum für das Verhältnis Monomer/Verdünnungsmittel gefunden werden. Eine typische Zusammensetzung besteht aus 75 Masse % Bis-GMA und 25 Masse % TEGDMA [Cahn et al. 1992]. Versuche, die Konversionsrate zu erhöhen, implizieren die Zugabe von Monomethacrylaten mit niedriger Molekülgröße. Durch die Herabsetzung der Viskosität des gesamten Systems wird auch die Mobilität der Moleküle erhöht. Gemessen werden kann die Konversionsrate durch die Bestimmung freier, reaktiver Doppelbindungen der Restmonomere mit Hilfe der Nah-IR-Spektroskopie- und Photokalorimetriemessungen [Albers 1996, Watts 1996, Geurtsen 1999, Dickens et al. 1999, Fernanda et al. 2004]. Einige Autoren berichten über eine Modifizierung der Kompositzusammensetzung zur Verbesserung der Konversionsrate, z.B. die Zugabe von Additiven wie Propanal (Propionaldehyd) und Diacetyl-(2,3-Butandione) [Peutzfeldt & Asmussen 1996]. Ein weiterer Ansatz die Konversionsrate auf bis zu 95-100% zu erhöhen, ist die Entwicklung von Monomeren mit einem hohen Molekulargewicht auf Basis von Multiethylenglycol-dimethacrylaten [Anseth et al. 1996]. Die so hohe Umsatzrate wird durch die Reduktion der zu Verfügung stehenden C=C Doppelbindungen im gesamten System und der gleichzeitigen wesentlichen Vergrößerung des Molekulargewichtes der neuen Monomere erklärt. Jedoch führt die Nutzung dieser hochmolekularen Monomere in hoher Konzentration bedingt durch die Elastizitätsmodulen [Ferracane 1999]. geringere Vernetzungsdichte zu geringeren 2. Literatur 24___ 2.2. Verfahren zur Reduktion von Polymerisationspannungen 2.2.1. Kompositfüllungen nach der Inkrementschichttechnik Auch moderne Kompositmaterialien weisen noch immer eine polymerisationsbedingte Schrumpfung von 2-3 Vol.-% auf. Durch den Verbund zwischen Zahnhartsubstanz und Komposit muß diese Spannung aufgefangen werden. Dabei gilt grundsätzlich, daß je größer das Füllvolumen, desto größer die Schrumpfung. Um dies zumindest teilweise zu kompensieren, etablierte sich die Inkrementschichttechnik. Mehrere kleine Kunststoffportionen, sogenannte Inkremente, werden nacheinander eingebracht und separat polymerisiert [Davidson 1985, Krejci 1986, Hassan 1987, Cheung 1990, Eakle 1990, Segura & Donley 1993, Araujo et al. 2006]. Hierbei wird das gesamte Kompositvolumen durch Aushärten einzelner Kompositportionen pro Härtungsvorgang reduziert und somit das Ausmaß der Polymerisationsschrumpfung eingeschränkt [Hellwig et al. 1999, Wollmarker 1999, Haller 2000, Kultermann & Pramil 2001]. Eine Schichtdicke von 2 mm sollte dabei nicht überschritten werden, da die Durchhärtungstiefe von der Oberfläche zu den tieferen Schichten abnimmt [Breeding et al. 1991, Hellwig et al. 1991]. Eine „Sauerstoffinhibitionsschicht“ gewährleistet hierbei die Verbindung der einzelnen Inkremente [Rueggeberg 1990]. Es werden von verschiedenen Autoren Techniken vom einfachen Übereinanderschichten bis hin zu komplexeren Vorgehensweisen beschrieben [Albers 1985, Eick 1986, Krejci 1986, Hassan 1987, Hellwig et al. 1991, Tjan 1992, Verluis 1996, Araujo et al. 2006]. Diese unterschiedlichen Schichttechniken bieten – abgesehen von der Reduzierung und Steuerung der Polymerisationsschrumpfung - eine Optimierung des Polymerisationsgrades. Eine Verbesserung der Biokompatibilität wird durch die Erniedrigung des Restmonomergehaltes erzielt. Außerdem können Hohlraumeinschlüsse vermieden werden und eine bessere Farbgestaltung ist durch unterschiedlich eingefärbte Kompositmassen ermöglicht [Blunck 1988, Janda 1988]. 2.2.2. Auswirkung der Gestaltung der Kavität Die Gestaltung der Kavitätenform sehen einige Autoren als Möglichkeit, die Polymerisationsspannung zu kompensieren. Hierbei beschreibt der C-Faktor, der sogenannte „configuration factor“, das Verhältnis der gebundenen zur freien Oberfläche der jeweils zu härtenden Kompositfüllung oder Schicht. Der C-Faktor ist umso größer, je 2. Literatur 25___ mehr gebundene Oberflächen vorhanden sind. Daher wird möglichst viel freie Füllungsfläche angestrebt, denn nur freie, ungebundene Oberflächen gewährleisten ein Nachfließen des Materiales, um somit Spannungswirkungen zu reduzieren [Davidson et al 1984, Feilzer et al. 1987, Feilzer et al. 1990, Price et al 2000, Kultermann 2001, Kishikawa et al. 2005]. Ein C-Faktor über drei beschreibt einen stark erhöhten Polymerisationsstress, während ein C-Faktor unter eins deutlich geringer ausfällt [Tarle et al. 1998, Simeone et al. 2005]. Daneben bestimmt die Kavitätenform per se das Füllvolumen. Präparationsformen z. B. mit Retentionsrillen oder eine Randabschrägung im Schmelzbereich werden hinsichtlich der Randqualität als vorteilhaft erachtet [Krejci & Lutz 1991, Brännström et al 1991, Price et al. 2000]. 2.2.3. Verwendung von Lichtkeilchen Die Verwendung von Lichtkeilchen bei Klasse-II-Kavitäten beschreibt ein anderes Verfahren die negativen Folgen der Polymerisationsschrumpfung zu kompensieren [Krejci et al. 1986, Lösche et al. 1994]. Überlegung hierbei ist es, dass Kompositmaterialien zum Licht hin schrumpfen. Somit lässt sich beobachten, dass die Schrumpfungsrichtung des Kunststoffs zum zervikalen Kavitätenrand hin gerichtet werden kann. Dort wird also die Dichtigkeit der Restauration verbessert [Krejci et al. 1986, Radtke 1991, Lösche et al. 1993, Lösche et al. 1994]. 2.2.4. Verwendung vorgefertigter Inserts – als Füllkörper Als Alternative zu konventionellen, plastischen Kompositfüllungen im Seitenzahngebiet bieten sich Kompositinlays an, welche direkt (chairside, d.h. am Patienten) oder indirekt hergestellt werden können [Reinhardt und Smolka 1988, Soares et al. 2005]. Bei der direkten Herstellung erfolgt die Kompositmodellation und die anschließende Polymerisation im Mund. Danach wird das Kompositinlay aus der Kavität entfernt und kann extraoral im Lichtofen nachvergütet werden. Hierdurch können die physikalischen Eigenschaften des Komposits verbessert werden, d. h. eine größere Formstabilität und höhere Verschleißfestigkeit werden erreicht [Hellwig et al. 1999]. 2. Literatur 26___ Im Gegensatz dazu sind für die indirekte Herstellungsmethode Abdrucknahme und anschließende Modellherstellung kennzeichnend [James 1988]. Gegenüber den plastischen Füllungsmethoden der Komposite haben Kunststoffinlays den Vorteil, dass die Polymerisationsschrumpfung nur auf die schmale Klebefuge beschränkt ist [Noack 1992, Spahr et al. 2003]. Jedoch sollten Kompositinlays ausschließlich für Einzelzahnrestaurationen verwendet werden, wenn die Okklusion ausreichend auf gesunder Zahnhartsubstanz abgestützt ist. Für den Ersatz von tragenden Höckern sind Kompositeinlagerestaurationen nicht geeignet [Hellwig et al. 1999, Xu et al. 2006]. Es etablierte sich daher die Anwendung von Keramikinlays, da Keramik form- und farbstabil ist und in ihrer Härte, dem Elastizitätsmodul und thermischen Expansionskoeffizienten dem Zahnschmelz ähnlicher als Komposite sind [Jäger et al. 1990, Hellwig et al. 1999]. Eine Verbesserung der marginalen Adaptation ist durch Verwendung vorgefertigter Glaskeramikeinsätze, sogenannte Inserts, möglich. Durch Substitution von Kompositmasse durch die konfektionierten, als Riesenfüllkörper fungierenden Inserts werden die Auswirkungen von Polymerisationsschrumpfung und Temperaturwechselbelastung reduziert und so die Randqualität von Kompositfüllungen verbessert [Bowen 1986, Pust 1995]. Diese Füller verringern also somit den noch zu polymerisierenden Kompositanteil und daher auch proportional die Schrumpfung [Bowen 1987, Bott 1994, Soares et al. 2005]. Die Funktion des Komposits kann daher auf diejenige eines fugenfüllenden Klebers reduziert werden. Diese zwischen Insert und Zahnhartsubstanz bestehende Fügefuge bietet dann noch eine Risikofläche für exogene Einflüsse [Bott & Hannig 1994, Landsee & Attin 1996]. Langfristig ist deshalb eine gutes Randschlussverhalten zu beobachten [ Hofman et al. 1993, Xu et al. 2006]. 2.2.5. Verwendung vorgefertigter Inserts – als interne Lichtleiter Aufgrund der lichtleitenden und lichtstreuenden Eigenschaften der Glaskeramik ist die Verwendung von Inserts als interne Lichtleiter, sogenannte Luciserts, zur gerichteten Polymerisation des Komposits denkbar [Lösche 1992], brachte bei Gebrauch einer konventionellen Halogenlichtquelle aber keinen Vorteil im Vergleich zu Kompositfüllungen bei konventioneller Verwendung der Glaskeramikeinsätze als Füllkörper [Lösche 1993]. 2. Literatur 27___ 2.3. Testverfahren und Auswertung 2.3.1. Thermische Wechselbelastung / Thermocycling Die Thermowechsellast stellt eine übliche Methode zur Restaurationsalterung dar, um die unterschiedlichen Temperaturen in der Mundhöhle simulieren, die durch den Verzehr von heißen und kalten Speisen verursacht werden [Wendt et al. 1992]. Hierbei werden die Proben abwechselnd in zwei unterschiedlich temperierte Wasserbäder getaucht. Die Temperaturen jener Tauchbäder liegen für diese Testmethode meist zwischen 5°C und 55°C [Asmussen 1974, Soltesz 1986, Schuckar & Geurtsen 1995, Ernst et al. 2005], da diese Werte als minimal und maximal tolerierbare Temperaturen in der Mundhöhle angenommen werden [Gräf 1960, Wendt et al. 1992, Rossomando et al. 1995]. Die Temperaturdifferenz kann also bis zu 50°C betragen. Dabei können normales Leitungswasser oder aber auch diverse Farblösungen (z.B. Fuchsin oder Methylenblau), sollten gleichzeitig Farbstoffpenetrationstests durchgeführt werden, zur Anwendung kommen [Tsunekawa et al. 1992, Davidson & Abdalla 1994, Dietrich et al. 1999, Brandt et al. 2006]. Je nach Autor liegen die Eintauchzeiten zwischen 15 und 120 Sekunden pro Belastungszyklus, also dem Verweilen in Kälte- und Wärmebad [Krejci & Lutz 1991, Wendt et al. 1992, Rossomando et al. 1995, Spahr et al. 2003]. Die verwendete Zyklenanzahl kann dabei zwischen 100 und 5000 variieren, um einen Belastungszeitraum von etwa zwei Jahren im natürlichen Gebiß oder - bei höherer Zyklenzahl – eine mittlere klinische Verweildauer einer zahnärztlichen Restauration zu simulieren [Scherer et al. 1990, Bott & Hannig 1994, Davidson & Abdalla 1994, Dietschi & Herzfeld 1998, Dietrich et al. 1999, Ernst et al. 2005]. Somit werden die Proben durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Zahnhartsubstanz und Restaurationsmaterial belastet. Dabei läßt sich erkennen, daß unzureichende adhäsive Verbundsysteme aufbrechen können [Blunk 1988, Wendt et al. 1992, Schuckar & Geurtsen 1995, Friedl et al. 1997, Ho et al. 2001]. 2.3.2. mechanische Wechselbelastung / Kausimulation Als im menschlichen Gebiss auftretende Kräfte bei der Nahrungszerkleinerung werden Werte zwischen 20 und 160 N gemessen [Krejci et al. 1990, Mehl et al. 1994, Campos et al. 2005]. 2. Literatur 28___ Diverse Belastungssimulationen werden beschrieben, in welchen die Druckbelastung aus unterschiedlichen Richtungen auf die Proben erfolgen [Marx 1993]. Zur Simulation einer Kaubelastung respektive Gebrauchsperiode von ca. drei Jahren im natürlichen Gebiss erfolgt eine okklusale Belastung in achsialer Richtung von 50 N mit 50000 Zyklen [Marx 1993, Hofmann 1993]. Ein Zyklus beschreibt das Intervall zwischen Auftreffen des Stempels, Krafteinwirkung auf die Probe und Wiederauflösung der Kaubelastung. Die dabei verwendet Stempel bestehen je nach Autor aus einer Nichtedelmetalllegierung, i.e. Remanium CD [Bott & Hannig 1994], aus Keramik oder aus Speckstein. Auch die Verwendung natürlicher Schmelzhöcker im Sinne einer antagonistischen Gegenbezahnung wird beschrieben [Krejci et al. 1990]. 2.3.3. kombinierte thermomechanische Belastung Um den Anforderungen zu entsprechen, denen Restaurationen in der Mundhöhle standhalten müssen, werden bei In-vitro-Studien Verfahren zur künstlichen Restaurationsalterung herangezogen. Daher wird die Restaurationsgrenze nicht alleine nach dem Legen der Füllung untersucht, sondern die Proben werden thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die Randqualität bzw. die Veränderung der Randqualität wird erst nach Durchlaufen dieser Tests erfaßt. Um eine Gebrauchsperiode von ca. drei Jahren im natürlichen Gebiß zu simulieren, etablierte sich die kombinierte thermomechanische Belastung [Blunk 1988, Krejci et al. 1990, Mandras et al. 1990, Mehl et al. 1994, Bott & Hannig 1994, Bedran-de-Casto et al. 2004]. Hierbei werden üblicherweise beide Stressungen nacheinander durchgeführt, wobei die mechanische der thermischen Wechselbelastung folgt [Kook 1999]. Von anderen Autoren werden zudem realitätsnahe Verfahren beschrieben, die z. B. die Abrasion durch Zahnbürsten oder der Exposition chemischer Substanzen berücksichtigen [Krejci et al. 1990, Hofmann et al. 1993]. 2.3.4. Quantitative Randanalyse mit Rasterelektronenmikroskop Durch die Anwendung eines Rasterelektronenmikroskopes (REM) wird die zweidimensionale hochauflösende Abbildung der Randstruktur an der Oberfläche unter 2. Literatur 29___ mikrometergenauer Vergrößerung möglich und man erreicht ein um mehrere Zehnerpotenzen höheres Auflösungsvermögen als mit der lichtmikroskopischen Methode. Im Vergleich der Randspaltvermessung mittels Abdrucknahme und der Querschnittsmethode unter dem REM miteinander unterschieden sich die Ergebnisse nicht wesentlich voneinander [Ferrari et al. 1994]. Erfolgt die Auswertung über hergestellte Repliken, können die einzelnen Originalproben geschont werden und für gegebenenfalls nachfolgende Untersuchungen zur Verfügung stehen. Zudem bietet die Vermessung ohne vorheriges Sägen der Proben die Möglichkeit, den Randspalt kontinuierlich oder an beliebig vielen Stellen der Restaurationsgrenze zu beurteilen. Eine Beurteilung mittels REM kann qualitativ wie quantitativ erfolgen [Helbig et al. 2005]. In der Auflösungsgenauigkeit ist das Rasterelektronenmikroskop anderen Verfahren überlegen. Jedoch ist das elektronenmikroskopische Verfahren aufgrund des erheblichen Aufwandes für routinemäßige Untersuchungen nicht sonderlich geeignet. In den in der Literatur zu findenden wissenschaftlichen Untersuchungen wird sie allerdings häufig angewendet. Auch hier stehen - wie bei der lichtmikroskopischen Vermessung verschiedene Methoden zur Reproduzierung der Randspalten zur Verfügung [Taylor & Lynch 2000]. 2.3.5. Farbstoffpenetrationstest Die Farbstoffpenetration ist eine der geläufigsten Techniken und wird von einer Vielzahl von Untersuchern angewendet [Hilton 1998, Ernst et al. 2005, Amarante de Camargo et al. 2006]. Dabei wird die Möglichkeit der Diffusion einer Farblösung in den Spalt zwischen Füllung und Kavitätenwand genutzt [Pust 1995]. Bei Farblösungen kann nach dem Färbevorgang die Eindringtiefe der Farbe an Schnitten der Zähne über ein Lichtmikroskop linear beurteilt werden [Krejci & Lutz 1991, Cvitko 1991, Tsunekawa et al. 1992, Mehl et al. 1997, Brandt et al. 2006]. Es können ein einzelner Schnitt durch den Zahn und Restauration oder auch mehrfache Schnitte erfolgen, um die Farbeindringtiefe an verschiedenen Stellen zu beurteilen [Mixson et al. 1990, Krejci & Lutz 1991, Gordan et al. 1998, Ernst et al. 2000]. Nachteil bei der Anfertigung von Schnitten ist, daß eine Erfassung des gesamten Füllungsrandes nicht möglich ist [Gale 1994]. Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Mineralien aus der Zahnhartsubstanz zu lösen, um eine dreidimensionale Beurteilung der Farbstoffpenetration an der herausgelösten Füllung zu ermöglichen [Hilton & Ferracane 1999]. 2. Literatur 30___ Eine dritte beschriebene Möglichkeit ist, die infiltrierte Farbstoffmenge über spektrometrische Messungen der ausgewaschenen Farbstoffkonzentration in einer Lösung als Volumenkonzentration zu messen [Rigsby et al. 1990, Mandras et al. 1993]. Mehrere Farbstoffe sind in verschiedenen Konzentrationen beschrieben, z.B. Methylenblau [Ernst et al. 2005], Fuchsin, Tusche, Silbernitrat AgNO3, Erythrosin, Fluorescein, Kresylblau, Toluidinblau. Jedoch ist gerade durch die Wahl der unterschiedlichen Farbstoffe der Vergleich der Ergebnisse einzelner Arbeiten zueinander erschwert [Amarante de Camargo et al. 2006]. 2.3.6. Auswirkungen der Wasserlagerung Eine Belastung für die Restauration kann alleine die Lagerung der Proben über einen bestimmten Zeitraum darstellen [Haller et al. 1993, Mixson et al. 1993, Thonemann et al. 1995]. In Wasser oder wässrigen Lösungen kann es zu Quellungen oder zum Herauslösen von Bestandteilen des Füllungsmaterials oder des Adhäsivsystems kommen [Dermann 1979, Wendt et al. 1992, unterschiedliche Lösungen Ferracane 1999]. Zur Lagerung der Proben werden beschrieben, wobei die Lagerung in isotonischer Kochsalzlösung oder Ringerlösung mit Natriumacid als Konservierungsmittel weit verbreitet ist [Dietschi et al. 1992, Kunzelmann et al. 1993, Mehl et al. 1997, Manhart et al. 2001, Spahr et al. 2005]. Die Lagerung für kurze Zeiträume zwischen den Versuchsreihen erfolgt in den meisten Studien mit destilliertem Wasser oder Leitungswasser [Blunck 1988, Krejci & Lutz 1991, Dietrich et al. 1999]. In der vorliegenden Arbeit wurde zudem eine Lagerung über eine Woche bei 37°C gewählt, um den Verhältnissen in der Mundhöhle möglichst nahe zu kommen [Krejci & Lutz 1991, Davidson & Abdalla 1994, Mehl et al 1997]. 3. Zielsetzung 31 3. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit Ziel der in-vitro-Studie ist es, die Randmorphologie und Dichtheit von Kompositfüllungen bei Verwendung eines experimentellen internen Lichtleiters zu prüfen. Hierzu werden in standardisierten Black-Klasse-II-Kavitäten Kompositfüllungen eingebracht. Die Beurteilung der Randmorphologie erfolgt mittels halbquantitativer Verfahren der sogenannten Randanalyse im REM vor und nach thermo-mechanischer Wechselbelastung. Als Arbeitshypothesen werden formuliert: 1. Die Randmorphologie und Dichtheit von Kompositfüllungen, hergestellt unter Verwendung eines internen Lichtleiters unterscheidet sich nicht von der Randmorphologie von Kompositfüllungen, die nach klinisch etablierten Verfahren hergestellt werden. 2. Die Randmorphologie und Dichtheit von Kompositfüllungen, hergestellt unter Verwendung eines inaktiven Lichtleiters unterscheidet sich nicht von der Randmorphologie von Kompositfüllungen, die nach klinisch etablierten Verfahren hergestellt werden. Als Vergleich dienen Füllungen, die aus einem Inkrement hergestellt werden (negative Kontrollgruppe). Als positive Kontrollgruppe gelten nach Schichttechnik mit mindestens 8 Inkrementen hergestellte Füllungen. Die Arbeitshypothese soll mittels geeigneter statistischer Verfahren überprüft werden. 4. Materialien und Methoden 32 4. Materialien und Methoden 4.1. Versuchsdesign: 60 extrahierte menschliche Molaren Präparation zervikal-approximal dentinbegrenzter Black-Klasse-II-Kavitäten randomisierte Aufteilung der Zähne in vier Gruppen Füllung mit aktivem Lichtleiter (n = 15) Füllung mit Inkrementschichttechnik (n = 15) Füllung mit einem Inkrement (n = 15) Füllung mit inaktivem Lichtleiter (n = 15) Verblindung der Zähne durch den Versuchsleiter vierwöchige Lagerung in physiolog. NaCl-Lösung bei 37°C 1. Replikaherstellung für REM Künstliche Stressung mit 2000 Zyklen Thermowechselbelastung (5°C/55°C) und 50000 Zyklen axiale Druckbelastung der Füllungen mit 50 N 2. Replikaherstellung für REM semiquantitative Analyse der Randmorphologie mittels REM Farbstoffpenetration zerstörende Prüfung der Farbstoffeindringtiefe statistische Auswertung Abb. 4.1.: schematische Darstellung des Versuchdesigns 4. Materialien und Methoden 33 4.2. Selektion der Zähne Es wurden 60 karies- und füllungsfreie extrahierte menschliche Molaren für die Studienreihe ausgewählt. Diese Zähne wiesen keine Hartsubstanzanomalien auf und standen bereits in Kontakt zur Mundhöhle. Die Zähne wurden von mehreren niedergelassenen Kieferchirurgen und einer kieferchirurgischen Poliklinik gesammelt. Alle Zähne wurden von anhaftenden Geweberesten und Konkrementen mittels Scaler (Mat. 27) befreit und zwischen dem Zeitpunkt der Extraktion und Versuchsbeginn bei Zimmertemperatur in gesättigter Thymollösung (Mat. 39) gelagert. Die zeitliche Lagerung zwischen Extraktion und Versuchsbeginn betrug maximal 14 Tage. 4.3. Präparation standardisierter Kavitäten Damit bei allen Zähnen geometrisch hinreichend definierbare und reproduzierbare Kavitäten der Black-Klasse-II hergestellt werden konnten, erfolgte eine schrittweise Präparation. Zunächst wurde die Kavität grob mit einem zylindrischen Diamanten (Mat. 9) unter Wasserkühlung (50ml/min) bei ca. 40.000 U/min vorgezeichnet. Die anschließende okklusale Präparation wurde mit einem genormten Schleifkörper aus dem Cerafil®Instrumentensatz (Mat. 4) (Abb. 4.3.1.) vervollständigt. Abb.4.3.1.: Cerafil®-Inlaybohrer 4. Materialien und Methoden 34 Der approximale Anteil der Kavität wurde mit einer Sonotrode (Mat. 31) in Verbindung mit einem Ultraschallhandstück (Mat. 1) ausgeformt (Abb.4.3.2. u. 4.3.3.) . Abb.4.3.2.: Sonicsys®-Sonotrode in der Aufsicht Abb.4.3.3.: Sonicsys®-Sonotroden in der Seitenansicht Die zervikale Präparationsgrenze lag im Dentinbereich, alle anderen Präparationsanteile wurden von Schmelz begrenzt. Anschließend wurden die Kavitäten finiert (Mat. 10). Die vestibulo-orale Ausdehnung der Präparation betrug 3 mm, die approximale 3 mm, jedoch grenzte sie mindestens im Dentin liegend (s. Abb. 4.3.4. – 4.3.6.). 4. Materialien und Methoden 35 3mm, mind. im Dentin 3 mm Abb. 4.3.4.: schematische Darstellung der Ausdehnung der Kavitäten Abb. 4.3.5.: Aufsicht der Ausdehnung der Kavitäten 4. Materialien und Methoden 36 Abb. 4.3.6.: schematische Darstellung der Ausdehnung der Kavitäten 4.4. Herstellung der Füllungen Aus den präparierten Zähnen wurden per Zufall vier Gruppen gebildet. Alle präparierten Kavitäten wurden nach Anlegen einer Matrize (Mat. 40 u. 41) folgendermaßen vorbehandelt: Der Schmelzbereich jeder Kavität wurde mit 37%iger Phosphorsäure (Mat. 13) für 60 s geätzt, darauf folgte eine Reinigung der Kavität mit Wasserspray und Trocknung für ebenfalls 60 s. Hierauf wurde das Dentin mit dem Syntac®-classic-System (s. Abb. 4.4.1), einem Dentinhaftvermittler, versehen. Beginnend wurde der Syntac®-Primer (Mat. 37) für 15 s appliziert, die Überschüsse daraufhin mit einem Kunststoffpellet (Mat. 32) entfernt. Das Syntac®-Adhäsiv (Mat. 36) wurde für 10 s auf den Dentinbereichen belassen, danach auch dessen Überschüsse beseitigt. Im Anschluss erfolgte die Applikation von Heliobond® (Mat. 17) auf die Schmelz- und Dentinbereiche. Nachdem das Bondingagent mit einem Druckluftpüster dünn verblasen wurde, erfolgte die Aushärtung mit einer konventionellen Halogenpolymerisationslampe (Mat. 12) (Wellenlänge 468nm, Lichtintensität 400mW/cm²) für 20 s. 4. Materialien und Methoden 37 Abb. 4.4.1: Syntac®-classic-System (Säure – Primer – Adhäsiv – Bonding) Als Füllmaterial wurde Herculite® XRV, Farbe A3 (Mat. 18) verwendet. Die Kavitäten wurden wie folgt abgefüllt: Zähne der Gruppe 1 wurden unter Zuhilfenahme von Handinstrumenten (Mat. 15 und 20) mit dem Kompositmaterial beschickt, ein interner Lichtleiter bis zum Boden des approximalen Kastens eingesetzt und zunächst unter Verwendung einer Blende 40 s ausgehärtet (s. Abb. 4.4.2. – 4.4.4.). Nach Abnahme der Blende erfolgte je eine weitere Aushärtung der Füllung von okklusal und approximal für 40s. Abb. 4.4.2.: schematische Darstellung eines internen Lichtleiters 4. Materialien und Methoden 38 Mittels eines Konduktores mit einem Durchmesser von 1,0 mm (grau) wird Polymerisationsstrahlung in den Insertkörper (dunkel) geleitet, dessen Durchmesser 1,5 mm beträgt. Eine Lichtblende (schwarz) verhindert, dass seitlich des Inserts Licht auf die Füllungsoberfläche trifft. Dadurch gelingt es, die initiale Lichthärtung von der Oberfläche des Lichtleiters her in der Tiefe der Kavität zu beginnen und somit Kunststoff aus der noch inerten Kompositmasse „nachzuziehen“. Im zweiten Schritt wird die Lichtblende entfernt und die Füllungsoberfläche lichtgehärtet. Abb. 4.4.3.: Ansicht des Lichtleiters mit Blende Abb. 4.4.4: Ansicht des Lichtleiters ohne Blende 4. Materialien und Methoden 39 Die Gruppe 2 wurde nach der Inkrementschichttechnik gefüllt, jedes Inkrement wies eine maximale Schichtdicke von 0,8 mm auf und wurde 40 s gehärtet. Nach Abnahme der Matrize wurde auch von approximal für 40 s nachgehärtet. Zähne der Gruppe 3 wurden mit nur einem Inkrement gefüllt und jeweils 40 s lang von okklusal und approximal gehärtet (worst-case-szenario). In Gruppe 4 wurden die Zähne nach Einbringen von Kompositmaterial zwar mit einem internen Lichtleiter bestückt, doch diente jener hier nur als Füllkörper, indem er mit einem Schwarzstift inaktiviert wurde. Die Füllung wurde ohne Blende für je 40 s von okklusal und approximal gehärtet (s. Tab. 4.4.1.). Gruppe 1 2 3 4 Methode Inkrement + interner Lichtleiter Inkrementschichttechnik Ein Inkrement Inkrement mit inaktivem Lichtleiter Material Herculite® Bonding Syntac®-Classic n 15 Syntac®-Classic Aushärtung 40 s mit Blende, 40 s ohne Blende je Inkrement 40 s Herculite® Herculite® Herculite® Syntac®-Classic Syntac®-Classic 40 s 40 s ohne Blende 15 15 15 Tab.4.4.1.: Versuchsgruppen nach Herstellung der Füllungen Nach Entfernung der Matrize wurden grobe Kunststofffahnen mittels eines Scalers beseitigt. Alle resultierenden Füllungen wurden mit zylinder-, knospen- und flammenförmigen feindiamantbelegten Finierern (Mat. 5, 6, 7, 8 und 10) ausgearbeitet. Zudem wurde in die okklusalen Füllungsanteile eine distale Fissur mit einem Rekonturierungsdiamanten nach Kotschy (Mat. 19) für die anstehende mechanische Belastung eingearbeitet. Es schloss sich eine Politur mit rotierenden Soflex®-Scheibchen (Mat. 30) mittlerer (360er), feiner (600er) und super feiner (1200er) Körnung an. Die abgefüllten Zähne wurden bei 37°C für eine Woche in Ringer-Lösung (Mat. 26) aufbewahrt. 4.5. Verblindung Per Zufall wurde den Zähnen durch den Versuchsleiter eine Probennummer zugewiesen, welche eindeutig in die Zahnhartsubstanz graviert wurde. Der anschließende Versuchsablauf erfolgte daraufhin im verblindeten Zustand der numerierten Zähne. Dem Versuchsleiter oblag eine Liste der Probennummern zu den jeweiligen Versuchsgruppen. 4. Materialien und Methoden 40 4.6. Erste Replikaherstellung – vor Stressung Zur ersten Replikaherstellung wurden die Zahnkronen der Proben in Form eines Korrekturabdrucks mit einem additiv vernetzenden Silikon (Mat. 28 und 29) abgeformt. Als Materialträger dienten auf Zahnhalsniveau gekürzte Filmdosen. Die entstandenen Hohlformen wurden mit dem Epoxydharz Stycast® (Mat. 35) ausgegossen. Zur Vermeidung von Luftblasen wurde jenes zuvor bei 4000 U/min 10 min lang zentrifugiert (Mat. 42). Zunächst härteten die Proben für 24 Stunden bei einem Überdruck von 2,5 kp/cm² im Drucktopf aus. Eine weitere Härtung unter Normalbedingungen schloß sich für 6 Tage an. Alle Kunststoffrepliken wurden nach Entnahme aus den Hohlformen auf ihre Tauglichkeit überprüft und darauf mittels eines elektrisch leitfähigen Klebers (Mat. 21) auf einem Replikaträger (Mat. 25) aufgebracht. Vor der anschließenden Untersuchung im Rasterelektronenmikroskop wurden sämtliche Kunststoffrepliken im sputter coater (Mat. 34) mit einem Goldüberzug beschickt. 4.7. Mechanische Belastung der Proben Die einzelnen Proben wurden so in einer Apparatur zur mechanischen Belastung eingesetzt, daß die Kunststofffüllungen Okklusalfläche gravierten nach distalen oben Fissuren wies. Die wiesen in die zentral jeweiligen unter den Belastungsstempel. Zervikal wurden die Zahnwurzeln entsprechend der Zahnachse mit einem schnellhärtenden, starken Silikon (Mat. 16), welches in den Probenträger gebracht wurde, gefasst. Die so gelagerten Proben konnten nun mit 50.000 Zyklen bei einem jeweiligen Anpressdruck von 50 N bei 37°C belastet werden. Die gefüllten Zähne wurden dabei allseitig über die gesamte Dauer der mechanischen Belastung von isotoner KochsalzLösung (Mat. 26) umgeben. 4. Materialien und Methoden 41 4.8. Thermische Wechselbelastung der Proben Die Proben wurden nun einer Thermowechsellast von jeweils 2000 Zyklen unterworfen. Die gefüllten Zähne verweilten in den einzelnen Bädern mit Temperaturen von 5°C und 55°C abwechselnd 40 s lang. Die Zähne wurden gruppenweise in ein verschließbares Sieb gegeben, welches über eine Kette an einen Schwenkarm befestigt wurde. Dieser oblag einem computergesteuerten Zeitmechanismus, wodurch das Sieb abwechselnd das heiße und kalte Bad passierte. Die Haltezeit dauerte jeweils 40 s an. Nach dem zeitlichen Ablauf der 2000 Zyklen wurden die Proben in Kunststoffbehälter, welche mit Ringer-Lösung versehen waren, gelagert. 4.9. Zweite Replikaherstellung – nach Stressung Die Herstellung der Kunststoffrepliken nach mechanischer und thermischer Belastung glich der unter Punkt 4.6. beschriebenen Methode. 4.10. Semiquantitative Randanalyse Mit Hilfe des Programms „TIFF-MESS 1.8“ (Mat. 38) erfolgte die Auswertung am Rasterelektronenmikroskop (Mat. 2) bei 200facher Vergrößerung. In jedem Teilbild wurde dem Randverlauf der gelegten Füllungen fortlaufend eine der sieben Kriterien zur Beurteilung der Randqualität (Tab.4.10.1. und Abb. 4.10.1. – 4.10.4.) zugeordnet. Dabei wurden die Qualitäten der dentinbegrenzten approximalen Randbereiche getrennt von denjenigen der schmelzbegrenzten Füllungsränder erhoben. So wurde für jeden Randbereich eine Randqualität als Strecke ermittelt, diese kumuliert und sowohl als absoluter wie auch als prozentualer Anteil der Randlänge datiert. 4. Materialien und Methoden Randqualität Definition A Perfekter / kontinuierlicher Rand B Füllungsüberschuß C Füllungsunterschuss D Randspalt / -defekt (adhäsives Versagen) E Randfraktur Schmelz - Füllung (kohäsives Versagen) F Nicht beurteilbar G Aussprengung durch Sonotrode Tab. 4.10.1: Definition der Kriterien zur Randqualität Abb.4.10.1.: Beispiel für Kriterium A: perfekter Rand; S=Schmelz, F=Füllung Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (Zeiss AMR 1600), 200fach Abb.4.10.2.: Beispiel für Kriterium D: Randspalt; S=Schmelz, F=Füllung Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (Zeiss AMR 1600), 200fach 42 4. Materialien und Methoden 43 Abb.4.10.3.: Beispiel für Kriterium E: Randfraktur; S=Schmelz, F=Füllung Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (Zeiss AMR 1600), 200fach Z F perfekter Rand Z F Füllungsüberschuss Z F Füllungsunterschuss ? Z F Randspalt Z Z Randfraktur F Z nicht beurteilbar F Aussprengung durch Sonotrode Abb. 4.10.4.: schematische Darstellung der Kriterien zur Randqualität F 4. Materialien und Methoden 44 4.11. Farbstoffpenetration - nach Stressung In einem Abstand von 2 mm bis zur Füllungsgrenze wurden alle Zähne mit klarem Nagellack (Mat. 23) überzogen und etwaige Kanallumina mit Wachs (Mat. 24) geblockt. Somit wurde ein weiteres Eindringen der Farbstoffe an anderen Bereichen der Proben als an den Präparationsgrenzen verhindert. Die so vorbereiteten Proben wurden für 24 Stunden in 0,1%iger wässriger Methylenblaulösung (Mat. 22), welche selbst im Labor angesetzt wurde, bei Zimmertemperatur gelagert. Nach Abgießen der Lösung wurden alle Zähne von anhaftender Farbe unter fließendem Wasser gesäubert. 4.12. Zerstörende Untersuchung Mittels des EXAKT®-Trennschleifsystems (Mat. 14) wurden alle gefüllten Zähne in mesio-distaler Richtung durch einen Schnitt, welcher parallel zur Achsrichtung und mittig zur gelegten Füllung gesetzt wurde, getrennt (Abb. 4.12.1.). Die so zerteilten Zähne konnten nun mit je zwei okklusalen und zwei approximalen Meßpunkten analysiert werden. Insgesamt wurden also n=240 Messwerte erhoben (60 Zähne á 4 Messpunkte). Abb.4.12.1.: schematische Darstellung der Trennung der Zähne in mesio-distaler Richtung 4. Materialien und Methoden 45 Die Penetrationstiefe der Farbstofflösung wurde mittels eines Auflichtmikroskops (Mat. 3) bei 25facher Vergrößerung ausgewertet. Dabei wurden die folgenden Grade der Farbstoffpenetration definiert. (Tab.4.12.1. und Abb. 4.12.2 – 4.12.6.) Penetrationsgrad Farbstoffeindringtiefe 0 max. 0,1mm 1 max. bis Schmelz-/ Dentingrenze 2 max. zur pulpalen Wand 3 Beteiligung der Pulpenwand Tab.4.12.1.: Definition der Kriterien zur Farbstoffpenetration S 1 2 0 3 P D Abb. 4.12.2.: schematische Darstellung der semiquantitativen Bestimmung der Farbstoffpenetrationstiefen ( S=Schmelz, D=Dentin, P=Pulpa; 0-3=Grad der Penetration) 4. Materialien und Methoden Abb. 4.12.3.: Penetrationsgrad 0 (approximal) Abb. 4.12.4.: Penetrationsgrad 1(okklusal) 46 4. Materialien und Methoden Abb. 4.12.5.: Penetrationsgrad 2 (approximal) Abb. 4.12.6.: Penetrationsgrad 3 (approximal) 47 5. Ergebnisse 48 5. Ergebnisse Mit Hilfe der Statistiksoftware SPSS 11.0 wurde die statistische Auswertung vorgenommen und alle eingegeben Messdaten wurden auf Plausibilität geprüft. Dazu wurden die einzelnen Messergebnisse der quantitativen Randanalyse in eine Kontrollvariable aufsummiert und kontrolliert (korrektes Ergebnis = 100%) 5.1. Deskriptive Statistik Zunächst wurden die Mittelwerte und Standardabweichungen der prozentualen Verteilung der einzelnen Randkriterien für die experimentellen Gruppen bestimmt. Tabelle 5.1a. zeigt erläuternd die Einteilung der Versuchsgruppen zur besseren Orientierung und Tabelle 5.1b. die Definition der Kriterien zur Randqualität. Die Ergebnisse der quantitativen Randspaltanalyse wurden für den gesamten Füllungsrandverlauf ermittelt und den einzelnen Gruppen und Randspaltqualitäten vor und nach Stressung zugeordnet (Tab. 5.1c.). Gruppe 1 2 3 4 Methode Inkrement + interner Lichtleiter Inkrementschichttechnik Ein Inkrement Inkrement mit inaktivem Lichtleiter Material Herculite Bonding Syntac-Classic Syntac-Classic Aushärtung 40 s mit Blende, 40 s ohne Blende je Inkrement 40 s Herculite Herculite Herculite 15 Syntac-Classic Syntac-Classic 40 s 40 s ohne Blende 15 15 Tab. 5.1a.: Versuchsgruppen nach Herstellung der Füllungen Randqualität Definition A Perfekter / kontinuierlicher Rand B Füllungsüberschuß C Füllungsunterschuss D Randspalt / -defekt (adhäsives Versagen) E Randfraktur Schmelz - Füllung (kohäsives Versagen) F Nicht beurteilbar G Aussprengung durch Sonotrode Tab. 5.1b.: Definition der Kriterien zur Randqualität n 15 5. Ergebnisse 49 thermo- Gruppe 1 Randqualität mechanische „Aktiviertes Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4 „Inkrementschicht- „Bulkfüllung“ „inaktives technik“ Insert“ Stressung Insert“ A - 83,5% (6,7) 76,9% (7,2) 64,0% (8,7) 73,7% (8,3) A X 79,8% (7,6) 68,0% (11,5) 57,8% (11,3) 65,4% (7,7) B - 5,3% (5,6) 7,8 % (5,8) 7,0% (5,4) 7,0% (6,2) B X 5,1% (4,6) 8,1 % (5,9) 6,9% (5,6) 7,6% (5,8) C - 6,1% (5,4) 3,3% (4,5) 2,2% (3,5) 5,9%(5,7) C X 6,4% (4,6) 3,4% (4,4) 2,0% (3,0) 5,8%(4,6) D - 3,7% (4,2) 8,0% (5,0) 24,9% (6,2) 12,5% (6,6) D X 7,7% (5,8) 16,4% (9,8) 31,5% (5,9) 20,9% (9,1) E - 0,3% (0,6) 0,6% (1,4) 1,1% (1,8) 0,2% (0,9) E X 0,5% (1,0) 1,0% (1,6) 1,0% (1,7) 0,4% (1,5) F - 1,0% (2,2) 1,8% (3,2) 0,3%(1,0) 0,5% (1,1) F X 0,4% (1,5) 2,0% (6,8) 0,5%(1,3) 0,1% (0,4) G - 0,0% (0,0) 1,7% (2,5) 0,5% (1,8) 0,5 (1,3) G X 0,0% (0,0) 1,9% (3,1) 0,5% (1,8) 0,3 (0,9) Tab. 5.1c.: Randspaltanalyse des gesamten Füllungsverlaufs vor und nach thermomechanischer Stressung (Mittelwert und Standardabweichung in Prozent der jeweiligen Gruppe und Randschlußqualität) Anschließend wurden die Ergebnisse mittels Balkendiagrammen für die einzelnen Kriterien dargestellt (Kap. 5.1.1.-5.1.7.). Dabei wurden die jeweiligen prozentualen Anteile der Randspaltkriterien A bis G entlang des Restaurationsaußenrandes der gesamten Füllungszirkumferenz erfasst. 5. Ergebnisse 50 5.1.1. Randqualität A (kontinuierlicher Rand) Für die Gruppe 1 (Inkrement mit aktiven Lichtleiter) wurde initial ein Wert von 83,5% für den gesamten Verlauf des äußeren Randes gemessen. Nach Stressung durch thermomechanische Wechsellast reduzierte sich dieser Wert auf 79,8%. Für die Gruppe 2, also Füllungen, die mittels Inkrementschichttechnik gelegt wurden, ergab sich jeweils initial ein Wert von 76,9% und nach thermomechanischer Belastung von 68,0%. Der initiale Wert für die Gruppe 3 (jeweils ein Inkrement) betrug 64%. Nach thermomechanischer Belastung reduzierte sich der gemessene Wert auf 57,8%. Für die Gruppe 4 (Inkrement mit inaktivem Lichtleiter) konnte initial ein Wert von 73,7% und nach thermomechanischer Wechsellast eine Reduktion auf 65,4% ermittelt werden. Kontinuierlicher Rand initial nach Belastung % am Gesamtrand 100 80 60 40 20 Li ch tle ite r In ak tiv er 4. 2. In kr 1. Ak tiv em en ts ch ic er Li ch tle ht te ch ni k ite r 0 Abb. 5.1.1.: Anteil des Kriteriums A (kontinuierlicher Rand), bezogen auf die gesamte Zirkumferenz bei den vier unterschiedlichen Füllungsgruppen 5. Ergebnisse 51 5.1.2. Randqualität B (Füllungsüberschuss) Für die Gruppe 1 (Inkrement mit aktiven Lichtleiter) wurde initial ein Wert von 5,3% für den gesamten Verlauf des äußeren Randes gemessen. Nach Stressung durch thermomechanische Wechsellast reduzierte sich dieser Wert auf 5,1%. Für die Gruppe 2, also Füllungen, die mittels Inkrementschichttechnik gelegt wurden, ergab sich jeweils initial ein Wert von 7,8% und nach thermomechanischer Belastung von 8,1%. Der initiale Wert für die Gruppe 3 (jeweils ein Inkrement) betrug 7,0%. Nach thermomechanischer Belastung reduzierte sich der gemessene Wert auf 6,9%. Für die Gruppe 4 (Inkrement mit inaktivem Lichtleiter) konnte initial ein Wert von 7,0% und nach thermomechanischer Wechsellast eine Erhöhung auf 7,6% ermittelt werden. Füllungsüberschuss initial nach Belastung % am Gesamtrand 20 10 r 4. I na kt iv er Li ch tle ite k ch ic ht te ch ni nk re m en ts 2. I 1. A kt iv er Li ch tle ite r 0 Abb. 5.1.2.: Anteil des Kriteriums B (Füllungsüberschuss), bezogen auf die gesamte Zirkumferenz bei den vier unterschiedlichen Füllungsgruppen 5. Ergebnisse 52 5.1.3. Randqualität C (Füllungsunterschuß) Für die Gruppe 1 (Inkrement mit aktiven Lichtleiter) wurde initial ein Wert von 6,1% für den gesamten Verlauf des äußeren Randes gemessen. Nach Stressung durch thermomechanische Wechsellast erhöhte sich dieser Wert auf 6,4%. Für die Gruppe 2, also Füllungen, die mittels Inkrementschichttechnik gelegt wurden, ergab sich jeweils initial ein Wert von 3,3% und nach thermomechanischer Belastung von 3,4%. Der initiale Wert für die Gruppe 3 (jeweils ein Inkrement) betrug 2,2%. Nach thermomechanischer Belastung reduzierte sich der gemessene Wert auf 2,0%. Für die Gruppe 4 (Inkrement mit inaktivem Lichtleiter) konnte initial ein Wert von 5,9% und nach thermomechanischer Wechsellast eine Reduktion auf 5,8% ermittelt werden. Füllungsunterschuss initial nach Belastung % am Gesamtrand 20 10 r 4. I na kt iv er Li ch tle ite k ch ic ht te ch ni nk re m en ts 2. I 1. A kt iv er Li ch tle ite r 0 Abb. 5.1.3.: Anteil des Kriteriums C (Füllungsunterschuß), bezogen auf die gesamte Zirkumferenz bei den vier unterschiedlichen Füllungsgruppen 5. Ergebnisse 53 5.1.4. Randqualität D (Randspalt) Für die Gruppe 1 (Inkrement mit aktiven Lichtleiter) wurde initial ein Wert von 3,7% für den gesamten Verlauf des äusseren Randes gemessen. Nach Stressung durch thermomechanische Wechsellast erhöhte sich dieser Wert auf 7,7%. Für die Gruppe 2, also Füllungen, die mittels Inkrementschichttechnik gelegt wurden, ergab sich jeweils initial ein Wert von 8,0% und nach thermomechanischer Belastung von 16,4%. Der initiale Wert für die Gruppe 3 (jeweils ein Inkrement) betrug 24,9%. Nach thermomechanischer Belastung erhöhte sich der gemessene Wert auf 31,5%. Für die Gruppe 4 (Inkrement mit inaktivem Lichtleiter) konnte initial ein Wert von 12,5% und nach thermomechanischer Wechsellast eine Erhöhung auf 20,9% ermittelt werden. Randspalt / -defekt initial nach Belastung 50 % am Gesamtrand 40 30 20 10 ht le ite r iv er Li c 4. In ak t ch tte en ts ch i 2. In kr em 1. Ak tiv er L ic ht le ite ch ni k r 0 Abb. 5.1.4.: Anteil des Kriteriums D (Randspaltbildung), bezogen auf die gesamte Zirkumferenz bei den vier unterschiedlichen Füllungsgruppen 5. Ergebnisse 54 5.1.5. Randqualität E (Randfraktur) Für die Gruppe 1 (Inkrement mit aktiven Lichtleiter) wurde initial ein Wert von 0,3% für den gesamten Verlauf des äusseren Randes gemessen. Nach Stressung durch thermomechanische Wechsellast erhöhte sich dieser Wert auf 0,5%. Für die Gruppe 2, also Füllungen, die mittels Inkrementschichttechnik gelegt wurden, ergab sich jeweils initial ein Wert von 0,6% und nach thermomechanischer Belastung von 1,0%. Der initiale Wert für die Gruppe 3 (jeweils ein Inkrement) betrug 1,1%. Nach thermomechanischer Belastung reduzierte sich der gemessene Wert auf 1,0%. Für die Gruppe 4 (Inkrement mit inaktivem Lichtleiter) konnte initial ein Wert von 0,2% und nach thermomechanischer Wechsellast eine Erhöhung auf 0,4% ermittelt werden. Randfraktur initial nach Belastung % am Gesamtrand 8 6 4 2 ht le ite r iv er Li c 4. In ak t ch tte en ts ch i 2. In kr em 1. Ak tiv er L ic ht le ite ch ni k r 0 Abb. 5.1.5.: Anteil des Kriteriums E (Randfraktur), bezogen auf die gesamte Zirkumferenz bei den vier unterschiedlichen Füllungsgruppen 5. Ergebnisse 55 5.1.6. Randqualität F (nicht beurteilbarer Randverlauf) Für die Gruppe 1 (Inkrement mit aktiven Lichtleiter) wurde initial ein Wert von 1,0% für den gesamten Verlauf des äusseren Randes gemessen. Nach Stressung durch thermomechanische Wechsellast reduzierte sich dieser Wert auf 0,4%. Für die Gruppe 2, also Füllungen, die mittels Inkrementschichttechnik gelegt wurden, ergab sich jeweils initial ein Wert von 1,8% und nach thermomechanischer Belastung von 2,0%. Der initiale Wert für die Gruppe 3 (jeweils ein Inkrement) betrug 0,3%. Nach thermomechanischer Belastung erhöhte sich der gemessene Wert auf 0,5 %. Für die Gruppe 4 (Inkrement mit inaktivem Lichtleiter) konnte initial ein Wert von 0,5% und nach thermomechanischer Wechsellast eine Reduktion auf 0,1% ermittelt werden. nicht beurteilbar initial nach Belastung % am Gesamtrand 10 8 6 4 2 r 4. I na kt iv er Li ch tle ite k ch ic ht te ch ni nk re m en ts 2. I 1. A kt iv er Li ch tle ite r 0 Abb. 5.1.6.: Anteil des Kriteriums F (nicht beurteilbarer Rand), bezogen auf die gesamte Zirkumferenz bei den vier unterschiedlichen Füllungsgruppen 5. Ergebnisse 56 5.1.7. Randqualität G (Aussprengung durch Sonotrode) Für die Gruppe 1 (Inkrement mit aktiven Lichtleiter) wurde vor und nach Stressung kein Anteil für den gesamten Verlauf des äusseren Randes an diesem Kriterium gemessen. Für die Gruppe 2, also Füllungen, die mittels Inkrementschichttechnik gelegt wurden, ergab sich jeweils initial ein Wert von 1,7% und nach thermomechanischer Belastung von 1,9%.# Der initiale Wert für die Gruppe 3 (jeweils ein Inkrement) betrug ebenso wie der Wert nach thermomechanischer Belastung 0,5%. Für die Gruppe 4 (Inkrement mit inaktivem Lichtleiter) konnte initial ein Wert von 0,5% und nach thermomechanischer Wechsellast eine Reduktion auf 0,3% ermittelt werden. Aussprengung durch Sonotrode nach Belastung 8 % am Gesamtrand initial 6 4 2 r 4. I na kt iv er Li ch tle ite k ch ic ht te ch ni nk re m en ts 2. I 1. A kt iv er Li ch tle ite r 0 Abb.5.1.7.: Anteil des Kriteriums G (Aussprengung durch Sonotrode), bezogen auf die gesamte Zirkumferenz bei den vier unterschiedlichen Füllungsgruppen 5. Ergebnisse 57 5.1.8. Farbstoffpenetrationstest Die Darstellung der ermittelten Werte der Farbstoffpenetration erfolgt nach absoluter Häufigkeit. In gestapelten Balkendiagrammen sind jeweils die approximalen und okklusalen Messpunkte (n=30) abgebildet (Abb. 5.1.8a und 5.1.8b). Zur besseren Orientierung sind in Tabelle 5.1.8. die einzelnen Kriterien dargestellt. Penetrationsgrad 0 1 2 3 Farbstoffeindringtiefe Max. 0,1mm Max. bis Schmelz-/ Dentingrenze Max. zur pulpalen Wand Beteiligung der Pulpenwand Tab.5.1.8.: Definition der Kriterien zur Farbstoffpenetration Farbstoffpenetration: approximal 30 Anzahl 20 10 approximal 3 2 1 0 0 Insert aktiv iert Inkrementtechnik Bulk Insert inaktiv Abb. 5.1.8a.: Ergebnisse der Farbstoffpenetration an den approximalen Messpunkten. Jeweils zwei Messpunkte pro Probe wurden analysiert. 5. Ergebnisse 58 Farbstoffpenetration: okklusal 30 Anzahl 20 10 okklusal 3 2 1 0 0 Insert aktiv iert Inkrementtechnik Bulk Insert inaktiv Abb. 5.1.8b.: Ergebnisse der Farbstoffpenetration an den okklusalen Messpunkten. Jeweils zwei Messpunkte pro Probe wurden analysiert. 5.2. Statistische Tests 5.2.1. Statistische Tests zur quantitativen Randanalyse Die Ergebnisse der Randanalyse zeigten für alle Gruppen Normalverteilung (p>0.05) (Kolmogoroff-Smirnov-Test) bzw. Homogenität der Varianzen (Levene-Test) (p=0.600). Zur weiteren Auswertung wurde daher eine zweifaktorielle Varianzanalyse herangezogen. Dabei wurden die Kriterien A, D und E entlang des gesamten Füllungsrandes untersucht. Zu diesem Zweck wurde die GLM-Funktion (generalised linear model) der Statistiksoftware SPSS angewandt. Der Scheffe-Test mit einem Signifikanzniveau von p=0.05 wurde als post hoc Test benutzt. In Tabelle 5.2a. sind die Ergebnisse der Varianzanalyse abgebildet. In den Tabellen 5.2b. und 5.2c. sind jeweils die Ergebnisse des post hoc Test abzulesen. 5. Ergebnisse 59 Effekt A D E Gruppe < 0,001 *** < 0,001 *** 0,220 Stress < 0,001 *** < 0,001 *** 0,414 0,657 0,554 0,871 Gruppe*Stress Tab. 5.2a.: Effekte und Zusammenhänge der Varianzanalysen, p-Werte und Signifikanzniveaus (*: p<0.05; **: p<0.01; ***; p<0.001) für die Randspaltkriterien A (perfekter Füllungsrand), D (Randspalt / adhäsives Versagen) und E (Randfraktur / kohäsives Versagen). Homogene Untergruppe Gruppe N interner Lichtleiter Inkrementschichttechnik 30 30 inaktives Insert Bulk 30 30 1 81,6 % 2 3 72,4 % 69,5 % 60,9 % Tab. 5.2b.: Ergebnisse des post hoc Test für Kriterium A (perfekter Rand), in homogenen Untergruppen dargestellt. Dabei sind die Mittelwerte der Varianzanalyse angezeigt. Homogene Untergruppe Gruppe n interner Lichtleiter 30 Inkrementschichttechnik 30 12,2 % inaktives Insert 30 16,7 % Bulk 30 1 5,7 % 2 3 28,2 % Tab. 5.2c.: Ergebnisse des post hoc Test für Kriterium D (Randspalt / adhäsives Versagen), in homogenen Untergruppen dargestellt. Dabei sind die Mittelwerte der Varianzanalyse angezeigt. 5. Ergebnisse 60 Abb. 5.2.1. zeigt Boxplots der Gruppen für das Kriterium A (perfekter Rand). Eine Normalverteilung konnte für alle Gruppen mit dem Kolmogoroff-Smirnov Test (p>0.05) verifiziert werden. Im Levene-Test konnte das Vorliegen von Varianzhomogenität bestätigt werden (p=0.600). Randanalyse Gesamt Perfekter Rand (%) 100,00 75,00 50,00 25,00 0,00 Insert aktiv iert Inkrementtechnik Bulk Insert inaktiv Abb. 5.2.1.1.: Box&Whisker Plots der Gruppen vor (ohne Füllung) und nach (grau) thermomechanischer Belastung. Die Mittelstriche geben die Medianwerte an, die Boxen zeigen die mittleren 25% Quartile. Die Whisker geben die größten und kleinsten beobachteten Werte an, die von SPSS nicht als Ausreißer eingestuft werden. 5. Ergebnisse 61 Randanalyse Dentin Perfekter Rand (%) 100,00 75,00 50,00 25,00 0,00 Insert aktiv iert Inkrementtechnik Bulk Insert ohne Blend e Abb. 5.2.1.2.: Randanalyse bezogen auf den Verlauf im Dentin. Box&Whisker Plots der Gruppen vor (ohne Füllung) und nach (grau) thermomechanischer Belastung. Die Mittelstriche geben die Medianwerte an, die Boxen zeigen die mittleren 25% Quartile. Die Whisker geben die größten und kleinsten beobachteten Werte an, die von SPSS nicht als Ausreißer eingestuft werden. 5. Ergebnisse 62 Randanalyse Schmelz Perfekter Rand (%) 100,00 75,00 50,00 25,00 0,00 Insert aktiv iert Inkrementtechnik Bulk Insert ohne Blende Abb.5.2.1.3.: Randanalyse bezogen auf den Verlauf im Schmelz. Box&Whisker Plots der Gruppen vor (ohne Füllung) und nach (grau) thermomechanischer Belastung. Die Mittelstriche geben die Medianwerte an, die Boxen zeigen die mittleren 25% Quartile. Die Whisker geben die größten und kleinsten beobachteten Werte an, die von SPSS nicht als Ausreißer eingestuft werden. 5. Ergebnisse 63 5.2.2. Statistische Tests zur Farbstoffpenetration Die Werte der Farbstoffpenetration wurde nach thermomechanischer Wechsellast ermittelt, also lediglich einzeitig (zum zweiten Zeitpunkt), so daß ein Ordinalniveau und kein Intervallnivaeu vorliegt. Die Kodierung erfolgte mit den Werten von 0-3 (s. Tab. 5.1.8.). Gruppe n Schmelz Dentin (okklusal) (approximal) Aktiver Lichtleiter 30 0,43 (0,57) 1,27 (0,94) Inkrementschichttechnik 30 0,47 (0,73) 1,47 (0,90) Inaktiver Lichtleiter 30 0,80 (0,71) 1,97 (0,89) Bulk 30 1,47 (0,90) 2,73 (0,45) Tab. 5.2.2.1: Mittelwerte und Standardabweichungen der Farbstoffpenetrationstests für die jeweiligen okklusalen und approximalen Messpunkte. Nach Trennung in mesio-distaler Richtung wurden jeweils zwei Zahnhälften pro Probe gewertet. An beiden Messpunkten, also jeweils okklusal und approximal, wurden die einzelnen Gruppen mit dem Kruskal-Wallis Test (p<0.05) untersucht. Einbezogen wurden jeweils die Messpunkte an beiden Schnittstellen. Am okklusalen wie am approximalen Messpunkt ergab sich p<0.001, dies bedeutet, dass mindestens eine der Gruppen signifikant unterschiedlich zu den übrigen Gruppen ist. Die Ergebnisse der multiplen Vergleiche mittels Man-Whitney Test (p=0.05) zeigt die Tabelle 5.2.2.3. Gruppe Methode Inkrement + interner Lichtleiter 1 Inkrementschichttechnik 2 Ein Inkrement 3 Inkrement mit inaktivem Lichtleiter 4 Tab. 5.2.2.2: Gruppen nach Herstellungsmethode Gruppenvergleich Ergebnis okklusal Ergebnis approximal 1-2 0.848 0.41 1-3 <0.001 <0.001 1-4 0.04 0.005 2-3 0.001 <0.001 2-4 0.046 0.031 3-4 0.049 <0.001 Tab. 5.2.2.3: Ergebnisse des Man-Whitney Tests der approximalen und okklusalen Messpunkte 5. Ergebnisse 64 5.3. Hypothesenprüfung Die im Kapitel 3 beschriebenen Ziele der vorliegenden Arbeit können anhand der ermittelten Ergebnisse verifiziert werden. 5.3.1. Erste Hypothese „Die Randmorphologie und Dichtheit von Kompositfüllungen, hergestellt unter Verwendung eines internen Lichtleiters unterscheidet sich nicht von der Randmorphologie von Kompositfüllungen, die nach klinisch etablierten Verfahren hergestellt werden.“ Der Vergleich der Füllungen der Prüfgruppe 1 (aktiver Lichtleiter) zeigt einen höchst signifikanten (p < 0.001) Anteil des Kriteriums A (perfekter Rand) gegenüber den Gruppen „Inkrementschichttechnik“, also einer etablierten Verfahrensweise zum Legen kompositadhäsiver Füllungen und zur Prüfgruppe 4 (Füllungen mit inaktivem Lichtleiter). Die erste Hypothese ist daher zu verwerfen. Das gewählte Verfahren hat in der vorliegenden in-vitro-Studie bessere Ergebnisse erzielt, so dass das beschriebene Verfahren anderen, etablierten Füllungstechniken vorzuziehen ist. 5.3.2. Zweite Hypothese „Die Randmorphologie und Dichtheit von Kompositfüllungen, hergestellt unter Verwendung eines inaktiven Lichtleiters unterscheidet sich nicht von der Randmorphologie von Kompositfüllungen, die nach klinisch etablierten Verfahren hergestellt werden.“ Der Vergleich der Füllungen der Prüfgruppe 4 (inaktiver Lichtleiter) zeigt keinen signifikant unterschiedlichen Anteil des Kriteriums A (perfekter Rand) gegenüber der Gruppen „Inkrementschichttechnik“, aber einen höchst signifikanten Unterschied ( p < 0.001) gegenüber der negativen Kontrollgruppe. Die zweite Hypothese ist daher anzunehmen. 6. Diskussion 65 6. Diskussion 6.1. Material und Methode Ziel der vorliegenden Studie war es, das Randschlussverhalten von Kompositfüllungen unter Verwendung interner Lichtleiter zu untersuchen. Daher wurde ein praxisnahes Modell gefordert, das der realen Situation in möglichst vielen Parametern entspricht. So kann zu einem gewissen Grad Aufschluss über die Eignung als definitives, klinisch anwendbares Verfahren gegeben werden. Die Resultate sind jedoch nie unmittelbar auf die klinische Situation übertragbar, da die komplexe und vielschichtige Belastungssituation der Mundhöhle im Labor nicht umfassend nachgebildet werden kann. Sie ermöglichen nur eine relative Einschätzung [Hannig & Bott 2000]. Nichtsdestotrotz wurde darauf geachtet, die klinische Situation weitgehend zu imitieren. 6.1.1. Selektion der Zähne Zur Studie dienten extrahierte menschliche Molaren der zweiten Dentition , wobei hier besonders auf Integrität und Kariesfreiheit geachtet wurde. Die Kariesfreiheit mag an dieser Stelle aber auch als kritisch angemerkt werden, da dies klinisch selten nachzuvollziehen ist. Um jedoch Vergleiche zu anderen Studien ziehen zu können, wurde der Faktor der kariös veränderten Zahnsubstanz durch die Auswahl der Probezähne ausgeschlossen. Zwar war das „Alter“ der Zähne nicht bekannt, so dass auch altersbedingte Vorgänge zu Strukturänderungen der Testzähne geführt haben könnten. Jedoch kann durch die randomisierte Aufteilung von einer gemischten Zusammensetzung aller Gruppen ausgegangen werden. Zusätzlich konnte bereits gezeigt werden, dass sich das Alter der Zähne nicht signifikant auf die Qualität der Restaurationsränder auswirkt [Mixson et al. 1993]. 6.1.2. Kavitätenpräparation Die Kavität für diese Studie sollte standardisiert präparierbar sein, die Gegebenheiten in vivo möglichst gut simulieren, und es gleichzeitig ermöglichen, die Belastbarkeit der Materialien zu testen. Da eine Unterschnittpräparation bei einer adhäsiven Restauration 6. Diskussion 66 nicht nötig ist [Lösche 1988, Wollmarker 1999, Swift et al. 2001, Touati et al. 2001], wurde eine gut standardisierbare, leicht konische ultraschallgestützte Präparationstechnik gewählt. Da oszillierende Schall- und Ultraschallinstrumente primär als Finierinstrument zu betrachten sind, wurden die Proben zunächst mit rotierenden Instrumenten vorpräpariert. Die in dieser Versuchsreihe gewählte, standardisierte Kavitätenform entspricht nicht einer idealtypischen Kavität, sondern die in der klinischen Realität häufig anzutreffende Situation ausgedehnter Defekte, die teilweise bis in das Dentin reichen. Bereits bestehende Amalgamfüllungen oder ausgedehnte kariöse Läsionen fordern oft eine umfangreiche Klasse-II-Kavitätenform [Brännström et al. 1984]. Dies sind ungünstige Faktoren für die marginale Adaptation von Kompositfüllungen, da mit dem Kavitätenvolumen auch die Polymerisationsschrumpfung und die thermische Expansion des Komposits ansteigen [Brännström et al. 1984, Donly 1989]. Zwar wird in einigen Studien eine Anschrägung der Kavitätenränder zur Haftoptimierung durch quer angeschnittene Schmelzprismen empfohlen [Hugo et al. 1992, Lösche et al. 1993], doch lässt sich eine kontrollierte Anschrägung gerade im approximalen Bereich nur mit großem Aufwand in der Klinik erzielen. 6.1.3. Füllmaterialien und –methoden Um eine Unabhängigkeit der Studienergebnisse hinsichtlich der Kompositmassen und des Adhäsivsystems zu erlangen wurden in der vorliegenden Arbeit für alle Gruppen gängige, bestuntersuchte Systeme verwendet (Herculite®-XRV und Syntac®-Classic) [Mehl et al. 1994, Haller 1999]. Beim Syntac®-System wurde eine geringe initiale Spaltbildung und eine gute Umhüllung der freigelegten Kollagenfasern des Dentins durch Maleinsäure und daher eine langfristige Verbundfestigkeit und Randadaptation festgestellt [Haller 1994, Haller 1999]. Die Zähne der vorliegenden Studie wurden mit verschiedenen Verfahren und lichthärtenden Materialien gefüllt. Bei der Lichtpolymerisation kommt es zuerst zu einer Aushärtung der oberflächlichen Materialschichten. Durch Nachfließen aus tieferliegenden Kompositbereichen kann die Polymerisationsschrumpfung teilweise ausgeglichen werden [Krejci & Lutz 1991, Mehl et al. 1997]. In den tieferen Materialschichten kann die Schrumpfung durch die nicht vollständige Aushärtung geringer ausfallen [Blunk 1988]. 6. Diskussion 67 Dies lässt sich auf die als erstes an der Oberfläche beginnende Aushärtung mit Nachfließen aus der Tiefe erklären, so dass der Eindruck einer gerichteten Schrumpfung der Füllungsmaterialien zur Lichtquelle hin entsteht [Krejci & Lutz 1991, Hugo et al. 1992, Wollmarker 1999, Price et al. 2000]. Das Mehrschichtverfahren ist eine weit verbreitete Methode zur Reduktion der Polymerisationsschrumpfung und Verbesserung der marginalen Integrität. Durch die schichtweise Applikation wird die vollständige Aushärtung der einzelnen Segmente gewährleistet [Tjan et al. 1992]. Nachteilig wird die Inkrementtechnik hinsichtlich einer verminderten Adhäsion der einzelnen Schichten untereinander bewertet, welche durch den Kontakt jeder Schicht zum Sauerstoff in der Luft bedingt ist [Hellwig et al. 1991]. Die sogenannte „bulk“- Fülltechnik (Auffüllung der gesamten Kavität mit einer einzigen Portion Komposit) diente als „worst-case“- Szenario. Die Füllung der Kavitäten in nur einer Schicht stößt bei der in dieser Studie gewählten Größe der Kavität an die Grenzen der Materialbelastbarkeit der Komposite. Dies wurde bewusst toleriert, da auch in der klinischen Anwendung häufig an diese Grenze gegangen wird. Zudem ist die Wahl der Kompositfarbe zu berücksichtigen, da dunkle, opake Farben eine deutlich geringere Polymerisationstiefe aufweisen als helle und transparente Restaurationsmassen. Manche Autoren beschreiben, dass die mit der Polymerisation verbundene Schrumpfung einen Vektor in Richtung der Lichtquelle aufweist [Hugo et al. 1992, Gente & Sommer 1999]. Daher wurden Techniken unter Verwendung von lichtleitenden Interdentalkeilen und lichtdurchlässigen Matrizenbändern empfohlen [Krejci et al. 1986, Vanherle et al. 1989, Lösche et al. 1994, Haller 1998]. Auch der C-Faktor (= configuration factor), also das Verhältnis der gebundenen zur freien Kompositoberfläche, und die Kavitätengeometrie kann gewisse Schrumpfungsvektoren lichthärtender Komposite beeinflussen [Versluis et al. 1998]. Zusätzlich sollten materialunabhängige Faktoren wie die Wellenlänge des Lichtes, die Bestrahlungsintensität und die Einwirkungsdauer für die Durchhärtungstiefe lichthärtender Komposite berücksichtigt werden [Lovell et al. 1999]. Ein optimaler Polymerisationsgrad kann durch eine Bestrahlungsdauer von 20-40 sec. mit einer über ausreichende Intensität im aktivierenden Wellenlängenbereich verfügenden Polymerisationslampe erreicht werden [Lutz et al. 1983, Lösche & Blunck 1988, Hellwig et al. 1991]. 6. Diskussion 68 6.1.4. Wasserlagerung Um der Entstehung von Schmelzrissen und Zahnfrakturen vorzubeugen hat sich die Wasserlagerung der Proben als Standardverfahren etabliert. Dies ist durch den Aufbau von Schmelz und Dentin zu erklären, deren Wassergehalt 12 Volumenprozent bzw. 25 Volumenprozent beträgt [Schroeder 1992]. In dieser Studie wurde zusätzlich die Lagerung bei 37°C gewählt, um den Verhältnissen in der Mundhöhle möglichst nahe zu kommen [Davidson & Abdalla 1994, Krejci & Lutz 1991, Mehl et al. 1997, Chersoni et al. 2004]. Des weiteren ist die Lagerung in isotoner Kochsalzlösung vor thermomechanischer Wechsellast ein weit verbreitetes Verfahren, um eine hygroskopische Expansion des Füllungskomposites zu gewährleisten, um so eine mögliche Polymerisationsschrumpfung zu kompensieren [Bowen 1987, Feilzer et al. 1990, Mehl et al. 1997]. Als weitere in der Literatur beschriebene Lösungen für extrahierte Zähne dienen u. a. Ringerlösung [Kunzelmann et al. 1993, Manhart et al. 2001], 15%ige Chloraminlösung [Haller et al. 1993] sowie 1%ige Chloramin-B-Hydratlösung [Ernst et al. 2000]. 6.1.5. Mechanische und thermische Belastung Von entscheidender Bedeutung für eine in-vitro Studie ist der Vergleich mit der einwirkenden in-vivo Kaubelastung für die Langlebigkeit einer Restauration . So kann eine axiale Last zu einer Kavitätendeformation von 0,1-1,0 µm/kg führen. Eine über einen längeren Zeitraum wiederholt einwirkende elastische Verformung führt zu unterschiedlichen Ermüdungserscheinungen am Übergang Füllung- Zahnhartsubstanz und diese Formveränderung kann das Ablösen des Komposits von der Zahnhartsubstanz bewirken [Roulet 1987]. Die während der Nahrungszerkleinerung auftretenden physiologischen Kaukräfte liegen zwischen 20 und 530 N [Roulet 1987, Krejci et al. 1990]. Die auf einen einzelnen Zahn einwirkenden Kaukräfte konnten auf 50 N gemittelt werden [Krejci 1990]. Dieser Wert wurde für diese Studie übernommen und eine Zyklenzahl von 50.000 festgelegt. In anderen in-vitro Studien werden zu einer möglichst realitätsnahen Situation der Kaubelastung computergesteuerte Kausimulatoren eingesetzt (Münchner Modell) [Krejci 1990, Kunzelmann 1993]. Dabei bewirken Pufferungen eine Dämpfung der 6. Diskussion 69 antagonistischen Kraft sowie eine geringe laterale Abgleitbewegung, welche der ligamentären Aufhängung der Zähne im natürlichen Zahnhalteapparat entsprechen soll. In dieser Studie wurde auch das Einwirken von heißen respektive kalten Speisen und Getränken simuliert. Dabei wurde die Adhäsion des Füllungswerkstoffes an der Zahnhartsubstanz nach der Exposition der Restaurationen gegenüber Thermowechsellast rasterelektronenmikroskopisch vermessen. Durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Füllungsmaterialien und Zähnen konnte in zahlreichen, vorhergehenden Studien eine Verschlechterung der Randqualität durch Thermowechsellast nachgewiesen werden [Krejci & Lutz 1991, Airoldi et al. 1992, Kunzelmann et al. 1993]. In Abhängigkeit von der Qualität des adhäsiven Verbunds zwischen Zahn und Komposit und der Stärke der auftretenden Spannungen können so Schmelzfrakturen, Füllungsfrakturen oder Randspalten entstehen [Janda 1988]. Als realistische und kritische Beurteilungsmethode ist die thermische Wechselbelastung im Gegensatz zur alleinigen Wasserlagerung anerkannt [Roulet 1987]. Zur Simulation der Thermowechselbelastung im Mund wurden die Proben einer Temperaturdifferenz von 50°C ausgesetzt. Über 2000 Zyklen betrug die Verweildauer in 5°C kaltem bzw. 55°C warmem Wasser jeweils 40 sec. 6.1.6. Replikatechnik und semiquantitative Randanalyse In der vorliegenden Studie erfolgte die Beurteilung der Randqualität mit einer morphologischen Testmethode mittels Replikatechnik mit anschließender Randanalyse im Rasterelektronenmikroskop. Diese Technik hat sich aus zweierlei Gründen etabliert. Zum einen kann auf eine Zerstörung der Proben verzichtet werden, so dass dieselben Proben weiteren Untersuchungen unterzogen und in verschiedenen Zustandsänderungen betrachtet werden können. Zum anderen kann der Entstehung von Artefakten, welche durch eine Trocknung der Proben entstehen können, vorgebeugt werden [Blunck 1988, Chung 1990, Hugo et al. 1992, Hashimoto et al. 2001]. Die genaue Abformung der Füllungsoberflächen und -ränder wurde mit einer hochpräzisen additionsvernetzenden Silikonabformmasse (Silaplast® und Silasoft®, Mat. 28 und 29) in Form einer Korrekturabformung durchgeführt. Die hohe Zeichengenauigkeit und das gute Anfliessverhalten sowohl der Abformmasse wie auch des benutzten Epoxidharzes 6. Diskussion 70 (Stycast® 1266, Mat. 34) für die Replikaherstellung sorgten für eine detailgenaue Kopie der Probenzähne [Roulet 1987, Krejci et al. 1992]. Allgemein lassen sich Methoden zur Beurteilung der Randqualität von dentalen Restaurationen zwischen funktionellen und oberflächenmorphologischen Tests unterscheiden. Dabei führen im Gegensatz zu funktionellen Analysen morphologische Untersuchungen nicht zu einer Zerstörung der Proben. Sie sind also nicht nur für Untersuchungen in vitro geeignet, sondern auch für in-vivo-Untersuchungen sowie im Rahmen von Verlaufsstudien. Die rasterelektronenmikroskopische Auswertung ermöglicht eine quantitative Erfassung der marginalen Adaptation und damit der Randqualität. Rasterelektronenmikroskopische Randspaltvermessungen haben sich als genaue und zuverlässige Standardmethode zur Erhebung der Randqualitäten in Zusammenhang mit adhäsiven Füllungsgrenzen erwiesen [Krejci & Lutz 1991, Airoldi et al. 1992, Kunzelmann et al. 1993, Krejci et al. 1999, Dietrich et al. 1999, Hashimoto et al. 2001, Manhart et al. 2001]. In der vorliegenden Studie wurden die Grenzflächen Füllungsmaterial/Zahnhartsubstanz bei 200-facher Vergrößerung im Rasterelektronenmikroskop ausgewertet. Die visuelle Abtastung des kompletten Füllungsrandes und die Unterteilung in kleinste Segmente mit einer Vielzahl an Messpunkten macht die quantitative Beurteilung auch bei relativ kleinen Gruppengrößen möglich [Blunck 1988, Roulet et al. 1989]. Dabei ist anzufordern, dass der Elektronenstrahl senkrecht auf das Objekt trifft. In der vorliegenden Studie war dieses jedoch nur begrenzt möglich, da die Okklusaloberfläche eines Molaren meist stark zerklüftet ist. Das bedeutet, dass der Einfallswinkel auf das Objekt nicht an allen Abschnitten identisch war und somit die Beurteilung des Randspaltes im Ergebnis zu korrigieren ist. Mit Hilfe einer Analysesoftware (SPSS 11.0, SPSS Inc., Chicago IN 60611 USA), welche die vom REM dargestellte Oberfläche vermessen und in vom Benutzer frei benennbare Teilabschnitte einteilen kann, ist eine Quantifizierung der Ergebnisse und somit eine statistische Auswertung möglich. Diese Methode stellt im Vergleich zum Mikropenetrationstest eine echte quantitative Methode zur Beurteilung des Füllungsrandes adhäsiver Rekonstruktionen dar [Krejci & Lutz 1991, Mehl et al. 1994]. Ein Nachteil dieser Methode besteht in der ausschließlichen Bewertung der oberflächlichen Randqualität. Weiterhin werden zur Messung der Randspaltbildung entlang der Kavitätenwand in die Tiefe in der Literatur eine Vielzahl von Testmöglichkeiten angegeben. Diese reichen über 6. Diskussion 71 bakterielle, chemische oder radioaktive Testsubstanzen, die man in die Spalten penetrieren lässt und anschließend die Eindringtiefe oder Farbstoffkonzentration bestimmt [Retief 1992, Mandras et al. 1993, Taylor & Lynch 1992]. 6.1.7. Farbstoffpenetrationstest Um die Verbundfestigkeit und Randabdichtung der Restaurationen nicht nur oberflächlich, wie es mittels der REM-Analyse geschieht, sondern auch in die Tiefe gehend bewerten zu können, wurde nach thermomechanischer Stressung zusätzlich eine Farbstoffpenetration durchgeführt. Die Farbstoffpenetration ist ein etabliertes Verfahren, in welchem die Eindringtiefe von Farblösungen nach Zerschneiden der Proben unter Vergrößerung beurteilt wird [Tsunekawa et al. 1992, Krejci & Lutz 1991, Davidson & Abdalla 1994]. Die Eindringtiefe der Penetrationsflüssigkeit (selbstangesetzte 0,1%ige wässrige Methylenblaulösung) wurde direkt nach dem Anfertigen der Sägeschnitte beurteilt. Dabei scheint die Auswahl des Farbstoffes die Ergebnisse nicht zu beeinflussen [Hilton 1998]. Beim Schneiden der Proben kam es vereinzelt zu Aussprengungen der Füllungen, jedoch hatte das für die Beurteilung der Eindringtiefe keine Konsequenzen, da diese hierdurch nicht verändert wurde und dennoch abgelesen werden konnte. In der vorliegenden Studie wurde ein Sägeschnitt in der Mitte der Restauration durchgeführt. Ein einmaliger Schnitt durch die Restauration scheint ausreichende Informationen über die Farbstoffpenetrationstiefen geben zu können [Mixson et al. 1990]. Um jedoch die Zahl der Messpunkte zu erhöhen und so eine vermeintlich umfassendere Beurteilung der Randintegrität an mehreren Stellen zu erhalten, beschreiben einige Autoren eine Zerschneidung der Proben in mehrere Fragmente. Eine alleinige Beurteilung der gesamten Randverhältnisse mittels Farbstoffpenetration ist aufgrund der geringen Zahl der Messpunkte nur eingeschränkt möglich, da Faktoren wie Lufteinschlüsse oder Imperfektionen im Füllungsrandbereich zu einer schlechteren Bewertung des Materials führen können. Dies zeigt auch eindrücklich, dass eine REM-Auswertung auf jeden Fall mit einem Farbstoffpenetrationstest einhergehen sollte. Kombiniert man also beide Methoden zur Randspaltanalyse, ergänzen sich die Ergebnisse der quantitativen Randspaltvermessung und der Mikroleakageanalyse zu einer genaueren Information über die Qualität der gesamten adhäsiven Klebefläche der Restauration [Krejci 6. Diskussion 72 & Lutz 1991, Schuckar & Geurtsen 1995, Friedl et al. 1997]. Allerdings kommt es in manchen Fällen zur Abweichung der Ergebnisse von der REM-Randspaltvermessung und der Farbstoffpenetration. Die teilweise von der REM-Auswertung abweichenden Farbstoffpenetrationswerte könnten durch Eindringen der Farbe über sehr kleine Eintrittsspalten in die Tiefe und nachfolgender flächiger Ausdehnung erklärt werden. Auch die Quellung des Kunststoffes während der Wasserlagerung, die zwar eine scheinbare Verbesserung des Randschlusses bewirkt, könnte sich negativ auf die Haftung an der Zahnhartsubstanz auswirken. Des weiteren könnten oberflächlich verlaufende Risse der Verbundschicht, die nicht in die Tiefe reichen und sich deshalb im Farbstoffpenetrationstest kaum auswirken, für diese Beobachtung verantwortlich sein. 6.2. Ergebnisse In dieser Untersuchung wurde der Einfluss einer vereinfachten Füllungstechnik auf die Randqualität von Kompositfüllungen untersucht. Dabei wurde die Qualität des Füllungsrandes jeder Einzelprobe im Schmelz und Dentin vor und nach einer Thermowechselbelastung bewertet. Mit Hilfe einer geeigneten Computersoftware konnte anschließend die quantitative Ermittlung des prozentualen Anteils jeder Randqualität erfolgen. Durch hohe Anteile von Kriterium A „perfekter Rand“ wird eine gute Randqualität charakterisiert. Klinische Misserfolge d. h. insuffiziente Ränder wurden durch die Kriterien D „Randspalt“ und E „Randfraktur“ zum Ausdruck gebracht. Hier ist festzustellen, dass die Adhäsionskräfte zwischen Komposit und Zahn der Polymerisationsschrumpfung nicht widerstehen konnten. 6.2.1. Ergebnisse der quantitativen Randanalyse Im Rahmen der Randspaltanalyse zeigte sich bei allen vier Gruppen ein Unterschied der Randspaltintegrität vor und nach thermo-mechanischer Wechsellast. In der Varianzanalyse zeigte sich diese Tatsache als signifikant (p<0.05). Das bedeutet, dass allein die Tatsache der Stressaussetzung Unterschiede vor und nach Belastung offenbart. 6. Diskussion 73 Die schlechtesten Ergebnisse zeigten sich in der negativen Kontrollgruppe (Bulk-Füllung), in welcher der Anteil des Kriteriums A „perfekter Füllungsrand“ nur ca. 60% betrug. In diesem Fall kam es zum Verlust des Adhäsivverbundes. Das lag zum einen an Polymerisationsspannungen des Materiales, welche durch die thermomechanische Wechsellast an der Oberfläche der Restauration hervorgerufen wurde, und zum anderen an den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Zahnhartsubstanz und Füllungswerkstoff [Lambrechts et al. 1987]. Das Zusammenwirken respektive die Addition jener Faktoren führte zu einer zunehmenden Lösung des Adhäsivverbundes zwischen Schmelz und Füllungskomposit. Dieses lag hauptsächlich an einem Adhäsionsverlust der Restauration (Anteil von 25-30% an Kriterium D) während es in nur ca. 1% der Fälle zu einem Verlust des Kohäsionsverbundes (Kriterium E) kam, welche durch Frakturen in der Zahnhartsubstanz hervorgerufen wurde. Bessere Ergebnisse konnten in der positiven Kontrollgruppe (Füllungen nach der Inkrementschichttechnik) mit ca. 70-75% Anteil an Kriterium A „perfekter Rand“ beobachtet werden. In anderen Studien wurden Anteile von über 90% an kontinuierlichem Rand an schmelzbegrenzten Klasse-II-Restaurationen unter Verwendung der konventionellen Ätztechnik beschrieben [Dietschi et Herzfeld 1998]. Dieses galt im Prinzip auch für die Gruppe der Füllungen, welche mittels eines inaktiven Lichtleiters gelegt wurden (65-75% perfekter Rand). Bei beiden Gruppen wurde die Polymerisationsspannung entweder durch die Volumenreduktion (Insert) oder mittels Verteilung der Polymerisationsspannung auf mehrere kleine Inkremente reduziert. Dieses sind im Vergleich zur Bulk-Füllung effektive Techniken. Im Gegensatz zu einigen theoretischen Betrachtungen [Versluis et al. 1998] war es möglich zu zeigen, dass die Richtung der Lichtleitung einen starken Einfluss auf die Schrumpfungsdynamik des Kompositmateriales ausübt [Gente et Sommer 1999]. Wird ein interner Lichtleiter angewandt, so wird das einstrahlende Licht direkt in Richtung Kavitätenboden fortgeleitet. Der Polymerisationsstart erfolgt somit in diesem Bereich, während die peripheren Bereiche der Füllungen noch weich respektive geleeartig vorliegen. Diese noch nicht vollständig ausgehärteten Bereiche sorgen dafür, dass teilweise Material nachfließen kann, und somit die Schrumpfung ausgleicht. Zudem werden so Spannungen entlang des Füllungsrandes reduziert. Die untersuchte Gruppe der Füllungen mit einem aktiven Lichtleiter erzielte ein signifikant besseres Ergebnis mit einem Anteil von über 80% an Kriterium A „perfekter Rand“ im Schmelzbereich (p<0.05) als die anderen Testgruppen. Im Dentinbereich konnte ein der 6. Diskussion positiven Kontrollgruppe (Füllungen 74 mit Inkrementschichttechnik) vergleichbares Ergebnis erzielt werden (kein signifikanter Unterschied, p=0.05). 6.2.2. Ergebnisse der Farbstoffpenetration Die Messung der Farbstoffpenetration erfolgte nach Durchführung eines Längsschnittes in mesio-distaler Richtung der einzelnen Proben nach Thermowechsellast. Ermittelt wurden pro Zahn vier Messpunkte, jeweils zwei im okklusalen und zwei im zervikalen Anteil. Durch die mehr oder weniger zufällig gewählte Schnittführung und damit der Festlegung der ausgewerteten Flächen stellt diese Untersuchungstechnik nur ein Indiz für die Randdichtigkeit einer Füllungsrestauration dar [Pust 1995], welche einen Hinweis auf die klinische Anwendung gibt. Zu diskutieren ist, dass bei einer in-vitro Studie die Simulation der klinischen Bedingungen nur begrenzt möglich ist. Insbesondere die vorherige Säuberung der Proben und die Ausarbeitung der Restaurationen sind gerade in-vivo im approximalen dentinbegrenzten, oftmals subgingivalen Bereichen erschwert, was eine vermehrte Freilegung von Dentintubuli zur Folge haben könnte, in die wiederum mehr Farbstoff penetrieren könnte. Die Eindringtiefen wurden auf die Gesamtzahl der ausgewerteten Schnittebenen, unabhängig von Ihrer Zugehörigkeit zu den einzelnen Zähnen, für jede Gruppe ausgewertet. Dabei war festzustellen, dass die Farbstoffpenetration eine deutliche Abhängigkeit von dem untersuchten Randbereich aufweist. Der Anteil an dichten Rändern ist im Schmelz höher als im Dentin. Dies lag zum einen an der Tatsache, dass die zervikalen Anteile dentinbegrenzt waren. Die Ergebnisse der Farbstoffpenetrationstests in der vorliegenden Studie spiegeln diejenigen der Randspaltanalyse in gleicher Tendenz wider. Die ermittelten Werte der positiven Kontrollgruppe (Inkrementschichttechnik) und die der Gruppe von Füllungen mit einem internen Lichtleiter sind in ihren okklusalen Anteilen vergleichbar. Im Gegensatz dazu konnten in der Messreihe der approximalen Werte eindeutig bessere Werte für die Lichtleitergruppe festgestellt werden. In jedem der Tests fallen die Ergebnisse der Gruppe „aktiver Lichtleiter“ signifikant bessern aus als für die Gruppen, welche mit einem inaktiven Lichtleiter versehen waren, so dass der Lichteinfall von außen stattfand. 6. Diskussion 75 Die Ergebnisse zeigen, dass der Modus des Lichteinfalles einen signifikanten Effekt besitzt (p=0.05). 6.3. Abschließende Bewertung der Ergebnisse In der vorliegenden Studie war es möglich, in allen Gruppen einen Unterschied hinsichtlich der Randqualität vor und nach thermomechanischer Wechsellast zu ermitteln. Dieser Qualitätsunterschied zeigte sich als signifikant in der Varianzanalyse (p<0.05). Dabei ist anzunehmen, dass die Einwirkung einer thermomechanischen Belastung diese Unterschiede hervorruft. Diese ist daher prinzipiell als Modell für eine Funktionsbelastung geeignet. Die schlechtesten Ergebnisse zeigten sich in der Gruppe drei (Einfachfüllung) mit einem perfekten Randanteil von nur ca. 60%. Hier führten einerseits die thermomechanische Wechsellast, welche okklusal auf den Füllkörper wirkte und andererseits die verschiedenen thermischen Expansionskoeffizienten von Zahnhartsubstanz und Füllungsmaterial zu einem Bruch am Übergang zwischen Zahnhartsubstanz und Füllkörper [Lambrechts et al. 1987]. Die Ursache für diese Defekte waren hier hauptsächlich Fehler seitens der Adhäsion (ca. 25-30% des Kriteriums D) und nur zweitrangig Kohäsionsfehler (nur ca. 1% des Kriteriums E), welche durch Randfrakturen in der Zahnhartsubstanz hervorgerufen wurden. Eindeutig bessere Ergebnisse konnten in der Gruppe zwei (Füllungen mittels Inkrementschichttechnik) als positiver Vergleichsgruppe nachgewiesen werden (70-75% Anteil am Kriterium „perfekter Füllungsrand“). Dasselbe galt im Ansatz auch für Füllungen, die unter der Verwendung eines inaktiven Inserts gelegt wurden (Gruppe drei) mit einem Anteil an Kriterium A (perfekter Randschluss) von 65-75%. In jenen beiden Gruppen konnte die Polymerisationsspannung entweder durch die Reduktion des Gesamtvolumens bei Insertverwendung oder durch eine Aufteilung der Polymerisationsspannung in mehrere kleinere Inkremente gemindert werden. Im Vergleich zu Einfachfüllungen sind diese Techniken also wirksam. Im Gegensatz zu theoretischen Annahmen konnte in der vorliegenden Arbeit nachgewiesen werden, dass die Richtung der eintreffenden Lichthärtung [Versluis et al. 1998] einen ausgesprochen positiven Einfluss auf die Schrumpfdynamik des Kompositmateriales haben [Gente et Sommer 1999]. Unter Verwendung eines internen Lichtleiters ist es möglich, die Lichtquelle in der Tiefe der Füllung zu lenken, also die Lichthärtung am Kavitätenboden 6. Diskussion 76 beginnen zu lassen. Die peripheren Füllungsanteile sind zu diesem Zeitpunkt noch weich. Dieses noch elastische Material kann die Schrumpfung teilweise dadurch ausgleichen, dass es in die tieferen Schichten nachfliesst. Dadurch kann die Spannung am Übergang von Zahnhartsubstanz und Füllungsmaterial reduziert werden. Die Proben der Gruppe eins (Füllungen unter Verwendung aktiver Lichtleiter) erzielten einen Anteil von mehr als 80% am Kriterium A (perfekter Randschluss) im Schmelzbereich, also ein signifikant besseres Ergebnis als die Vergleichsgruppen (p=0.05). Im Dentinbereich der Proben konnte ein der Gruppe zwei (Inkrementschichttechnik) vergleichbares Ergebnis erzielt werden kein signifikanter Unterschied, p=0.05). Dieselbe Tendenz zeigte sich im Farbstoffpenetrationstest. Hier wiesen beide Gruppen an den jeweiligen okklusalen Kontrollpunkten ein vergleichbares Resultat auf. An den approximalen Messpunkten zeigte sich bei Füllungen mittels aktiven Lichtleitern ein deutlich besseres Ergebnis als bei Füllungen unter Anwendung der Inkrementschichttechnik (Gruppe zwei). In allen durchgeführten Versuchen wiesen Füllungen unter Verwendung von internen Lichtleitern signifikant bessere Ergebnisse auf als diejenigen der Füllungen mit inaktiven Lichtinserts, bei welchen das Polymerisationslicht äusserlich auf die Füllungsoberfläche trifft. Als das Resultat dieses Ergebnisvergleiches kann angenommen werden, das die Art und Weise der Lichteinwirkung einen signifikanten Effekt hat (p=0.05). 7. Klinische Schlussfolgerung 77 7. Klinische Schlussfolgerung In der vorliegenden Studie war es möglich zu demonstrieren, dass unter Verwendung interner Lichtleiter bessere oder gleich befriedigende Ergebnisse im Vergleich zur positiven Kontrollgruppe erreicht werden konnten. Betrachtet man die im Zusammenhang mit der Anwendung der Inkrementschichttechnik erforderliche Polymerisationszeit und den Arbeitsaufwand, so erscheint die Verwendung von internen Lichtleitern eine interessante, weniger zeitaufwendige Alternative. Der schon von Lösche beschriebene positive Effekt lichtleitender Inserts gilt daher nicht nur für grossvolumige Keramikinserts, deren Vorteil die Einnahme eines prozentual höheren Kavitätenvolumens ist, sondern ebenfalls für in Hinblick auf das Kavitätenvolumen kleinere Kunststoffinserts, solange diese zusätzlich als interner Lichtleiter dienen. Hinsichtlich der Oberflächenausarbeitung einer Füllung unter Anwendung eines internen Lichtleiters muss festgestellt werden, dass diese weder zeitaufwendiger noch kostenintensiver ist als die Ausgestaltung der Oberfläche einer mittels Inkrementschichttechnik gelegten Füllung. Zudem fordert sie deutlich weniger Zeit als die Ausarbeitung und Konturierung eines keramischen Inserts. Da es sich bei der vorliegenden Arbeit um eine in-vitro-Studie mit Klasse-II-Kavitäten handelt, müssen weitere Untersuchungen erfolgen, um die klinische Anwendungsbreite und Effektivität sowie den Langzeiterfolg von Füllungen unter Verwendung interner Lichtleiter zu überprüfen. 8. Zusammenfassungen 78 8. Zusammenfassungen 8.1. Zusammenfassung (vierseitig) 8.1.1. Einleitung und Ziel der Studie Als Folge der rasch fortschreitenden Entwicklung neuer Füllungswerkstoffe und – techniken ist eine Vielzahl von therapeutischen Möglichkeiten zur Seitenzahnrestauration denkbar. Dentale Komposite sind relativ einfach wie kostengünstig zu verarbeiten und bieten die Möglichkeit einer ästhetisch anspruchsvollen Versorgung. Durch die Entwicklung der Adhäsivtechnik kann eine zahnhartsubstanzschonende Präparation erfolgen und auf eine Retentionsform verzichtet werden. Damit jedoch dentale Kunststofffüllungen in größeren dentinbegrenzten Klasse-II-Kavitäten routinemäßig eingesetzt werden können, müssen sowohl Materialeigenschaften als auch klinische Verarbeitungstechniken weiter optimiert werden. Die von der Polymerisationsschrumpfung von Kompositmaterialien verursachte Randspaltbildung ist bis dato noch immer ein ungelöstes Problem. In der Praxis haben sich verschiedene Verfahren zur Reduktion des Randspaltes etabliert, wie z.B. die Schichttechnik, bei der mehrere Inkremente eingebracht und einzeln ausgehärtet werden. Ein weiteres klinisches Verfahren zur Minderung der Randspaltbildung ist die Verwendung vorgefertigter Inserts, wodurch das Kompositvolumen reduziert, die Belastung der Füllungsränder durch die Polymerisationsschrumpfung daher minimiert wird. Ein neuer Ansatz zur Reduktion der Randspaltbildung liegt bei entsprechenden Lichthärtungstechniken, mit denen die Polymerisationsschrumpfung von Kompositmaterialien gezielt gesteuert werden kann, z.B. in Richtung Kavitätenwand. Dabei können auch interne Lichtleiter mit lichtstreuenden und –leitenden Eigenschaften, die in der Füllung verbleiben können, Anwendung finden. Ziel der in-vitro Studie war es, die Randmorphologie und Dichtheit von Kompositfüllungen unter Verwendung eines experimentellen internen Lichtleiters zu prüfen. Hierzu wurden in standardisierten Black-Klasse-II-Kavitäten Kompositfüllungen eingebracht. Die Beurteilung der Randmorphologie erfolgte mittels halbquantitativer Verfahren der sogenannten Randanalyse im REM vor und nach thermo-mechanischer Wechselbelastung. Als Vergleich dienten Füllungen, die aus einem Inkrement hergestellt 8. Zusammenfassungen werden (negative 79 Kontrollgruppe). Als positive Kontrollgruppe galten nach Schichttechnik mit mindestens 8 Inkrementen hergestellte Füllungen. 8.1.2. Material und Methode An 60 extrahierten, kariesfreien menschlichen Molaren wurden, nachdem anhängendes Gewebe und Konkremente entfernt wurden, mit Hilfe rotierender Instrumente und ultraschallunterstützter Sonotrode standardisierte, zervikal dentinbegrenzte Klasse-IIKavitäten präpariert. Die Zähne wurden in vier randomisierte Gruppen aufgeteilt. Der Schmelzbereich jeder Kavität wurde mit 37%iger Phosphorsäure für 60 s geätzt, und die einzelnen Zähne im Anschluss mittels des Syntac-Classic-System behandelt. Als Füllmaterial wurde Herculite XRV, Farbe A3 verwendet. Die Kavitäten wurden wie folgt abgefüllt (Tab. 8.1): Zähne der Gruppe 1 wurden mit dem Kompositmaterial beschickt, ein interner Lichtleiter bis zum Boden des approximalen Kastens eingesetzt und zunächst unter Verwendung einer Blende 40 s ausgehärtet. Nach Abnahme der Blende erfolgte je eine weitere Aushärtung der Füllung von okklusal und approximal für 40s. Die Gruppe 2 wurde nach der Inkrementschichttechnik gefüllt, jedes Inkrement wies eine maximale Schichtdicke von 0,8 mm auf und wurde 40 s gehärtet. Nach Abnahme der Matrize wurde auch von approximal für 40 s nachgehärtet. Zähne der Gruppe 3 wurden mit nur einem Inkrement gefüllt und jeweils 40 s lang von okklusal und approximal gehärtet (worst-case-Szenario). In Gruppe 4 wurden die Zähne nach Einbringen von Kompositmaterial zwar mit einem internen Lichtleiter bestückt, doch diente jener hier nur als Füllkörper, indem er mit einem Schwarzstift inaktiviert wurde. Die Füllung wurde ohne Blende für je 40 s von okklusal und approximal gehärtet. Gruppe 1 2 3 4 Methode Inkrement und interner Lichtleiter Inkrementschichttechnik ein Inkrement Inkrement und inaktiver Lichtleiter Material Herculite Bonding Syntac-Classic Herculite Syntac-Classic Herculite Herculite Syntac -Classic Syntac-Classic Tabelle 8.1.: Einteilung der Gruppen nach Fülltechnik Aushärtung 40 s mit Blende, 40 s ohne 40 s je Inkrement n 15 40 s 40 s ohne Blende 15 15 15 8. Zusammenfassungen 80 Die Proben wurden abgeformt, mit einem Epoxidharz doubliert und zur rasterelektronischen Untersuchung mit einer Goldschicht gesputtert. Im Anschluss wurden die Proben einer vertikalen mechanischen Kraft von 50 N mit n = 50000 Zyklen ausgesetzt. Hierauf folgte eine Thermowechselbelastung mit n = 2000 Zyklen bei 5°C und 55°C. Nach thermomechanischer Wechsellast erfolgte eine erneute Doublierung. Unter dem Rasterelektronenmikroskop fand bei 200-facher Vergrößerung eine quantitative Randspaltanalyse statt (Tab. 8.2.). Randqualität Definition A Perfekter Füllungsrand B Füllungsüberschuss C Füllzungsunterschuss D Randspalt (adhäsives Versagen) E Randfraktur (kohäsives Versagen) F Nicht beurteilbar G Sonotrodenaussprengung Tabelle 8.2: Kriterien der Randspaltanalyse Die Proben wurden zur Farbstoffpenetrationstestung für 24 Stunden in 0,1%iger wässriger Methylenblaulösung bei Zimmertemperatur gelagert. Alle gefüllten Zähne wurden in mesio-distaler Richtung durch einen Schnitt, welcher parallel zur Achsrichtung und mittig zur gelegten Füllung gesetzt wurde, getrennt. Die so zerteilten Zähne konnten nun mit je zwei okklusalen und zwei approximalen Messpunkten analysiert werden. Insgesamt wurden also 60 Zähne á 4 Messpunkte ausgewertet. Die Penetrationstiefe der Farbstofflösung wurde mit Hilfe eines Auflichtmikroskopes bei 25facher Vergrößerung ausgewertet. 8.1.3. Ergebnisse Zunächst wurden die Mittelwerte und Standardabweichungen der prozentualen Verteilung der einzelnen Randkriterien für die experimentellen Gruppen bestimmt. Alle Gruppen zeigten einen ausgeprägten Unterschied bezüglich der Randspaltintegrität im Rahmen der Randspaltanalyse vor und nach Wechsellast. In der Varianzanalyse zeigte sich diese Tatsache als signifikant (p<0.05). Das bedeutet, dass allein die Tatsache der 8. Zusammenfassungen 81 Stressaussetzung Unterschiede vor und nach Belastung offenbart. Umgekehrt dazu fielen erwartungsgemäß die Ergebnisse hinsichtlich des Kriteriums D „Randspalt“ aus. Hierbei zeigte der zervikale Füllungsrand die schlechteste Randschlussqualität. Die untersuchte Gruppe der Füllungen mit einem aktiven Lichtleiter erzielte ein signifikant besseres Ergebnis mit einem Anteil von über 80% an Kriterium A „perfekter Rand“ im Schmelzbereich (p<0.05) als die anderen Testgruppen. Im Dentinbereich konnte ein der positiven Kontrollgruppe (Füllungen mit Inkrementschichttechnik) vergleichbares Ergebnis erzielt werden (kein signifikanter Unterschied, p=0.05). Die Ergebnisse der Farbstoffpenetrationstests spiegeln diejenigen der Randspaltanalyse in gleicher Tendenz wider. Die ermittelten Werte der positiven Kontrollgruppe (Inkrementschichttechnik) und die der Gruppe von Füllungen mit einem internen Lichtleiter sind in ihren okklusalen Anteilen vergleichbar. Im Gegensatz dazu konnten in der Messreihe der approximalen Werte eindeutig bessere Werte für die Lichtleitergruppe festgestellt werden. In jedem der Tests fallen die Ergebnisse der Gruppe „aktiver Lichtleiter“ signifikant bessern aus als für die Gruppen, welche mit einem inaktiven Lichtleiter versehen waren, so dass der Lichteinfall von außen stattfand. Die Ergebnisse zeigen, dass der Modus des Lichteinfalles einen signifikanten Effekt besitzt (p=0.05). 8.1.4. Diskussion und klinische Schlussfolgerung Der Vergleich der Füllungen der Prüfgruppe 1 (aktiver Lichtleiter) zeigt einen höchst signifikanten (p < 0.001) Anteil des Kriteriums A (perfekter Rand) gegenüber den Gruppen „Inkrementschichttechnik“, also einer etablierten Verfahrensweise zum Legen kompositadhäsiver Füllungen und zur Prüfgruppe 4 (Füllungen mit inaktiven Lichtleiter). Das gewählte Verfahren hat in der vorliegenden in-vitro-Studie bessere Ergebnisse erzielt, so dass das beschriebene Verfahren anderen, etablierten Füllungstechniken vorzuziehen ist. Der Vergleich der Füllungen der Prüfgruppe 4 (inaktiver Lichtleiter) zeigt einen nicht signifikanten Anteil des Kriteriums A (perfekter Rand) gegenüber der Gruppen „Inkrementschichttechnik“, aber einen höchst signifikanten Unterschied gegenüber der negativen Kontrollgruppe( p < 0.001) . Da die vorliegende Studie eine in-vitro Untersuchung ist, sind weitere Tests zur klinischen Anwendung der beschriebenen Lichtleiter notwendig. 8. Zusammenfassungen 82 8.2. Zusammenfassung (einseitig) Randmorphologie und Dichtheit von Kompositfüllungen bei Verwendung von experimentellen Lichtleitern in Klasse-II-Kavitäten. Palichleb, M. Ziel: Ziel der in-vitro-Studie war es, die Randmorphologie und Dichtheit von Kompositfüllungen unter Verwendung eines experimentellen internen Lichtleiters zu prüfen. Hierzu wurden in standardisierten Black-Klasse-II-Kavitäten Kompositfüllungen eingebracht. Die Beurteilung der Randmorphologie erfolgte mittels halbquantitativer Verfahren der sogenannten Randanalyse im REM vor und nach thermo-mechanischer Wechselbelastung. Als Vergleich dienten Füllungen, die aus einem Inkrement hergestellt werden (negative Kontrollgruppe). Als positive Kontrollgruppe galten nach Schichttechnik mit mindestens 8 Inkrementen hergestellte Füllungen. Material & Methode: Insgesamt n=60 extrahierte menschliche Molaren wurden mit Hilfe rotierender und oszillierender Instrumente so präpariert, dass dentinbegrenzte Black-Klasse-IIKavitäten entstanden. Die Probezähne wurden randomisiert auf vier gleichgroße Gruppen verteilt. Zwei Gruppen wurden mit der zu untersuchenden Methode des internen Lichtleiters gefüllt, wobei in einer Gruppe der Lichtleiter inaktiv, also nur als Füllkörper verwandt wurde. Die positive Kontrollgruppe wurde mit mindestens acht Inkrementen nach der etablierten Schichttechnik versorgt, eine negative Kontrollgruppe wurde einfach mit Komposit ohne Inkrementtechnik hergestellt. Alle Gruppen wurden zur rasterelektronischen Mikroskopuntersuchung abgeformt, passierten n=50000 Zyklen einer mechanischen und n=2000 Zyklen einer Thermowechsellast und wurden im Anschluss erneut zur REM-Untersuchung abgeformt. Darauf wurde der Randverlauf bzw. dessen Qualität der einzelnen Proben bei 200facher Vergrößerung analysiert. Die verwendeten Zähne wurden zudem für einen Farbstoffpenetrationstest in 2%-Methylenblau gelagert. Die einzelnen Proben wurden in mesio-distaler Richtung getrennt. Bewertet wurde der Penetrationsgrad an jeweils vier Messpunkten pro Zahn. Ergebnisse: Alle Gruppen zeigten einen ausgeprägten Unterschied bezüglich der Randspaltintegrität im Rahmen der Randspaltanalyse vor und nach Wechsellast. In der Varianzanalyse zeigte sich diese Tatsache als signifikant (p<0.05). Das bedeutet, dass allein die Tatsache der Stressaussetzung Unterschiede vor und nach Belastung offenbart. Umgekehrt dazu fielen erwartungsgemäß die Ergebnisse hinsichtlich des Kriteriums D „Randspalt“ aus. Hierbei zeigte der zervikale Füllungsrand die schlechteste Randschlussqualität. Die untersuchte Gruppe der Füllungen mit einem aktiven Lichtleiter erzielte ein signifikant besseres Ergebnis mit einem Anteil von über 80% an Kriterium A „perfekter Rand“ im Schmelzbereich (p<0.05) als die anderen Testgruppen. Im Dentinbereich konnte ein der positiven Kontrollgruppe (Füllungen mit Inkrementschichttechnik) vergleichbares Ergebnis erzielt werden (kein signifikanter Unterschied, p=0.05). Die Ergebnisse der Farbstoffpenetrationstests spiegeln diejenigen der Randspaltanalyse in gleicher Tendenz wider. Die ermittelten Werte der positiven Kontrollgruppe (Inkrementschichttechnik) und die der Gruppe von Füllungen mit einem internen Lichtleiter sind in ihren okklusalen Anteilen vergleichbar. Im Gegensatz dazu konnten in der Messreihe der approximalen Werte eindeutig bessere Werte für die Lichtleitergruppe festgestellt werden. In jedem der Tests fallen die Ergebnisse der Gruppe „aktiver Lichtleiter“ signifikant bessern aus als für die Gruppen, welche mit einem inaktiven Lichtleiter versehen waren, so dass der Lichteinfall von außen stattfand. Die Ergebnisse zeigen, dass der Modus des Lichteinfalles einen signifikanten Effekt besitzt (p=0.05). Schlussfolgerung: Es konnte gezeigt werden, dass mit dem beschriebenen Verfahren zur Anwendung interner Lichtleiter eine durchaus signifikant bessere Randspaltintegrität erzielt werden kann. Insofern kann empfohlen werden, diese in der beschriebenen Form klinisch zu verwenden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Verwendung inaktiver Lichtleiter als bloßer Füllungskörper keine wesentliche Verbesserung der Randdichigkeit bedeutet. Klinisch sollte daher bei entsprechend großen Kavitäten die Inlayversorgung gewählt werden. 8. Zusammenfassungen 83 8.3. Zusammenfassung (einseitig, englisch) On the Effect of an Internal Light Conductor on the Marginal Integrity of Class-II Composite Fillings. Palichleb, M. Aim of the study: The aim of this study was to examine the marginal behaviour of class II double surface fillings. The newly constructed light inserts were used for the initial curing of the fillings. The intention was to discover whether these exert a positive influence on the quality of the filling margin and whether this influence is a result of the volume reduction of the composite or a result of the direction of the light into the depths of the cavity. Fillings in incremental layer technique served as a positive control group while fillings done with a single increment (bulk method) were used as a negative control group. Material & Method: A total of n=60 human molars were prepared using rotating and ultrasonic instruments to get class-II cavities so that the cervical margin was in dentine. The teeth were divided to groups of 15 each. Two groups were filled by using an internal light conductor. In one of these groups the light conductor was used inactive wich means just as an classical insert. The group for positive control was filled by using the established increment technique, eight increments at least. The negative group was treated with just a single increment (bulk-filling). First replicas were manufactured for examination under electron scanning microscope. After subjection to alternating mechanical and thermal stress, replicas of the teeth were made once again. A quantitative analysis of the replica margins under the electron scanning microscope and with a 200-fold magnification was carried out using the method described by Roulet. In order to facilitate dye penetration the teeth were then placed at room temperature for 24 hours in 0,1% watery methylene blue solution.The teeth were divided into mesio-distal direction, so that the penetration depth on four measuring points each could be analysed. Results: All groups showed a considerable difference at the margin analysis for the margin integrity before and after thermocycling. This was significant for the variance analysis (p<0.05), which means that already the matter of being stressed reveals a difference before and after thermocycling. As expected were the results for criteria D adhesive failure in reverse.The control group with activated light insert achieved perfect margins of over 80% in the enamel, a significantly better result (p=0.05) than the other test groups and a comparable result in the dentine (not significantly different, p=0.05) to the positive control group (increment method). The results of the dye penetration also reveal the same tendency. Whereas the results of the positive control group and the activated light insert are comparable at the occlusal measuring point, it was possible to find a clearly better result for the activated light insert at the approximal measuring point. In all the tests the results for the activated light insert are significantly better than those for the non-activated light insert where the entry of the polymerization light is external. These results show that the type of light introduction has a significant effect (p=0.05). Conclusions:It was possible to demonstrate that better or equally satisfactory results in comparison to the positive control group were achieved by using the light insert. If the extra work involved in the layering technique in relation to the necessary polymerization time required for each insert is taken into consideration, then the light insert appears to be an interesting and less time- consuming alternative to the layering technique. Since this experimental study with dental cavities was performed in vitro, further tests will be necessary to prove the clinical viability and effectiveness of fillings done with light inserts. 9. Literaturverzeichnis 84 9. Literaturverzeichnis 1. 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AMR 1600 T Rasterelektronenmikroskop Ernst Leitz Wetzlar GmbH, D-35576 Wetzlar 3. Auflichtmikroskop Stemi SV6 Zeiss, D-73447 Oberkochen 4. Cerafil-Inlaybohrer ISO Nr.8980.204.040 Komet, Gebr. Brasseler GmbH, D-32631 Lemgo 5. Diamantfinierer, flamm., fein ISO Nr.8862.314.010 Komet, Gebr. Brasseler GmbH, D-32631 Lemgo 6. Diamantfinierer, flamm., extrafein ISO Nr.862EF.314.010 Komet, Gebr. Brasseler GmbH, D-32631 Lemgo 7. Diamantfinierer, knosp., fein ISO Nr.8368.204.016 Komet, Gebr. Brasseler GmbH, D-32631 Lemgo 8. Diamantfinierer, knosp., extrafein ISO Nr.368EF314.016 Komet, Gebr. Brasseler GmbH, D-32631 Lemgo 9. Diamantschleifer, zylindrisch ISO Nr.837KR.314.012 Komet, Gebr. Brasseler GmbH, D-32631 Lemgo 10. Diamantschleifer, zylindrisch, rot ISO Nr.8837KR.314.012 Komet, Gebr. Brasseler GmbH, D-32631 Lemgo 11. Einmalskalpell Feather safety Razor Co., Ltd. Medical Division, Japan 12. Elipar II ESPE GmbH & Co. KG, D-88069 Tettnang 13. Email Preparator GS Vivadent Dental GmbH, D-73431 Ellwangen 14. Exakt Trennschleifsystem Exakt Apparatebau, D-22875 Norderstedt 15. Füllspatel DE 408 AESCULAP AG D-78532 Tuttlingen 10. Materialverzeichnis 104 16. Futar D Kettenbach, D-35713 Eschenburg 17. Heliobond S Vivadent Dental GmbH, D-73471 Ellwangen 18. Herculite XRV, A3 Kerr GmbH D-76158 Karlsruhe 19. Kotschy-Rekonturierungsdiamant ISO Nr.833A.314.025 Komet, Gebr. Brasseler GmbH, D-32631 Lemgo 20. Kugelfüllinstrument AESCULAP AG D-78532 Tuttlingen 21. Leit-C nach Göcke G. Neubauer Chemie, D-48153 Münster 22. Methylenblaukristalle E. Merck GmbH, D-64271 Darmstadt 23. Nagellack, Nivea Beiersdorf AG D-20245 Hamburg 24. Periphery Wax Heraeus Kulzer, Inc. Dental Products Div., South Bend IN 46614 USA 25. Replikaträger Plano, D-35043 Marburg 26. Ringer-Lösung B. Braun Melsungen AG, D-34209 Melsungen 27. Scaler S204S Hu Friedy, D-69181 Leimen 28. Silaplast DETAX GmbH & Co KG, D-76256 Ettlingen 29. Silasoft DETAX GmbH & Co KG, D-76256 Ettlingen 30. Sof-Lex Pop on, 360er, 600er, 1200er Körnung 3M Deutschland GmbH D-63303 Dreieich 31. Sonicsys approx Nr.3 KaVo GmbH & Co. D-88400 Biberach / Riß 10. Materialverzeichnis 105 32. Spezial Schaumstoff-Pellets ERKODENT Erich Kopp GmbH D-72285 Pfaffenweiler 33. Sputter Coater S 150B Edwards, GB-RH102LW Crawley 34. Stycast 1266, part A+B Grace N.V., B-2660 Westerlo 35. Syntac Adhesive Vivadent Dental GmbH, D-73471 Ellwangen 36. Syntac Primer Vivadent Dental GmbH, D-73471 Ellwangen 37. TIFFMESS 1.8 Küppers, D- Erlangen 38. Thymolkristalle E. Merck GmbH, D-64271 Darmstadt 39. Tofflemire Matrize ORBIS-Dental GmbH, D-60314 Frankfurt a.M. 40. Tofflemire Matrizenhalter ORBIS-Dental GmbH, D-60314 Frankfurt a.M. 41. Zentrifuge Christ, D-45623 Osterode / Harz 11. Verzeichnis der akademischen Lehrer 11. Verzeichnis der akademischen Lehrer Meine akademischen Lehrer in Marburg waren die Damen und Herren Professoren und Dozenten: Aumüller, Austermann Bruchmann Cetin, Coca Dibbets, Dobbelstein Feek, Feuser, Flores de Jacoby, Folz Gente, Gudermann Helliger, Höffken Lammel, Lehmann, Löffler, Lotzmann Kern, König, Koolmann Mengel, Mittag Neumüller Pieper Radsak, Ramaswamy, Röhm Seitz, Stachniss, Stelzel, Stoll, Sundermeyer Umstadt Wagner Weihe 107 12. Danksagung 108 12. Danksagung Besonderen Dank möchte ich Herrn PD Dr. R. Stoll für die Themenstellung und die intensive Unterstützung bei der Entstehung dieser Arbeit aussprechen. Bei Herrn Prof. Dr. V. Stachniss, Direktor der Abteilung für Zahnerhaltung der PhilippsUniversität Marburg , der die Durchführung dieser Studie ermöglicht hat, möchte ich mich herzlich für die Überlassung des Dissertationsthemas bedanken. Herrn Prof. Dr. M. Gente gilt mein ganz besonderer Dank für seine zu jeder Zeit konstruktive, engagierte Art und Unterstützung bei der Arbeit im Forschungslabor und während der experimentellen Phase dieser Untersuchung. Bei meinen Eltern, die mir sowohl eine fundierte Schulausbildung als auch mein Studium ermöglicht haben und auf deren moralische Unterstützung ich stets zählen konnte, möchte ich mich herzlich bedanken. Schließlich sei Frau Dr. Maria-Theresia Muhle für die bisherige Zeit und alle liebevolle, emotionale Unterstützung während der Promotion gedankt. 13. Curriculum vitae 109 13. Curriculum vitae Mario Palichleb 12.07.1976 geboren in Melle Eltern: Klaus und Ute Palichleb 1984 – 1990 Grundschule und Orientierungsstufe, Melle 1990 – 1996 Gymnasium, Melle 22.05.1996 Abiturprüfung Oktober 1996 – August 1997 Zivildienst, Evangelisches Krankenhaus, Melle Oktober 1997 – November 2002 Studium der Zahnheilkunde, Philipps - Universität Marburg 02.12.2002 Approbation Januar 2003 – August 2003 Tätigkeit als Assistenzzahnarzt in oralchirugischer Praxis in Friedrichshafen September 2003 – Dezember 2004 Tätigkeit als Assistenzzahnarzt in kieferchirurgischer Praxis in Fulda Januar 2005 – Mai 2006 Weiterbildungsassistent zum Oralchirurgen in kieferchirurgischer Praxis in Fulda Juni 2006 – dato Weiterbildungsassistent zum Oralchirurgen in oralchirurgischer Praxis in Aschaffenburg 14. Ehrenwörtliche Erklärung 110 14. Ehrenwörtliche Erklärung Ich erkläre mich ehrenwörtlich, dass ich die dem Fachbereich Humanmedizin der PhilippsUniversität Marburg zur Promotionsprüfung eingereichte Arbeit mit dem Titel: Randmorphologie und Dichtheit von Kompositfüllungen unter Verwendung von internen Lichtleitern in Klasse-II-Kavitäten. im Medizinischen Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde unter Leitung von Prof. Dr. V. Stachniss und der Betreuung von Oberarzt PD. Dr. R. Stoll ohne jegliche Hilfe selbst durchgeführt und bei der Abfassung der Arbeit keine anderen als die in der Dissertation angeführten Hilfsmittel benutzt habe. Ich habe bisher an keinem in- und ausländischen medizinischem Fachbereich ein Gesuch um Zulassung zur Promotion eingereicht, noch die vorliegende oder eine andere Arbeit als Dissertation vorgelegt. Frankfurt am Main,