Endfassung gesamtkorr

Möglichkeiten des mikrostrukturellen
Nachweises von Füllungsimperfektionen bei
einem Hybridkomposit und deren potentieller
Einfluss auf die experimentelle Kariesauslösung
Dissertation
zur Erlangung des akademischen Grades doctor medicinae
dentariae (Dr. med. dent.)
vorgelegt dem Rat der Medizinischen Fakultät der
Friedrich-Schiller-Universität Jena
2006
von Nadine Carstensgeboren am 19.06.1975 in Heilbronn
Gutachter
1
...........................
2
...........................
3. ........................... Tag der öffentlichen Verteidigung:
Inhaltsverzeichnis
Seite
Zusammenfassung
1.Einleitung 1
2.Zielstellung 8
3.
Material und Methoden
3.1.Zahnproben 9
3.2.Füllungsmaterial 9
3.3.Präparation, Füllungsapplikation 10
3.4.Thermocycling 11
3.5.Experimentelle Kariesauslösung 12
3.6.Herstellung der Schnitte 14
3.7.POLMI-Untersuchungen 16
3.8.Replikatechnik 17
3.9.REM-Untersuchungen 18
3.10.Chronologie des Versuchsablaufes 19
3.11.Statistische Testverfahren 20
4.
Ergebnisse
4.1.POLMI-Ergebnisse 22
4.1.1.Füllungsimperfektionen 22
4.1.1.1.Okklusaler Füllungsgrenzbereich 23
4.1.1.2.Approximaler Füllungsgrenzbereich 26
4.1.2.Kariöse Läsionen 31
4.1.2.1.Okklusaler Füllungsgrenzbereich 32
4.1.2.2.Approximaler Füllungsgrenzbereich 35
4.2.REM-Ergebbisse / Vergleich mit POLMI 40
4.2.1.Füllungsimperfektionen im okklusalen Füllungsgrenzbereich 41
4.2.2.Füllungsimperfektionen im approximalen Füllungsgrenz-bereich 46
4.3.Zusammenfassung der Detailergebnisse 50
5. Diskussion
5.1. Diskussion der Methode 52
5.2. Diskussion der Ergebnisse 58
6. Schlussfolgerungen 65
7. Literaturverzeichnis 66
Anhang Anhang zu den POLMI-Ergebnissen 80 Anhang zur statistischen
Aufarbeitung 82
Zusammenfassung
Ziel der vorliegenden in-vitro Studie war es, an zweiflächigen Füllungen der
Kavitätenklasse II die okklusale und approximale Adaptation eines modifizierten,
stopfbaren Komposits an Schmelz bzw. Dentin zu kontrollieren. Es sollten mit
unterschiedlichen mikrostrukturellen Methoden Art und Häufigkeit von
Füllungsimperfektionen im Grenzflächenbereich Füllung/Schmelz bzw. Füllung/Dentin
objektiviert und deren potenzieller Einfluss auf die Kariesauslösung untersucht werden.
®
Zur Anwendung kam Solitaire2 (Heraeus Kulzer) in Kombination mit dem dafür
®
empfohlenen Adhäsiv-System Solid-Bond (Heraeus Kulzer). An 32 Molaren wurden
zweiflächige Kavitäten der Klasse II präpariert. Die Kavitätenränder verliefen bei 16
Zähnen zirkulär im Schmelz, bei 16 Zähnen befand sich die approximale Stufe im
Dentin. Alle Zähne wurden einem Thermocycling unterzogen. Danach erfolgte die
Replikation der okklusalen und approximalen Füllungsanteile der Zahnproben, deren
approximale Stufen im Schmelz lokalisiert waren für die spätere
rasterelektronenmikroskopische Untersuchung (REM). Anschließend wurden alle
Zahnproben einer Demineralisationslösung (Natriumacetat-Puffer in 3% HEC-Lösung,
pH 4,9; 37°C; Schmelz 2 Wochen, Dentin 1 Woche) ausgesetzt zur Erzeugung
experimenteller kariöser Läsionen. Für die mikrostrukturellen Untersuchungen im
Polarisationsmikroskop (POLMI) wurden Dünnschnitte (80-100 µm) angefertigt. Es
wurden 1/3 bis 2/3 des okklusalen Füllungsrandes bzw. der approximalen Stufe pro
Probe beurteilt. Bei der polarisationsoptischen Auswertung wurden die
Füllungsimperfektionen (Füllungsüberschüsse, Randspalten, Schmelz-und
Füllungsrandfrakturen) registriert und danach die kariösen Läsionen beurteilt. Für die
rasterelektronenmikroskopische Untersuchung erfolgte die Auswertung der
Füllungsimperfektionen wie bei den polarisationsoptischen Kontrollen zahn-und
flächenbezogen. Zur statistischen Auswertung wurde mittels des Programms SPSS der
2
McNemar-Test und der Chi -Test nach Pearson angewandt.
Füllungsüberschüsse konnten mit beiden Methoden häufig nachgewiesen werden
(okklusal: POLMI -62,5 %; REM -62,5 % -approximale Stufe im Schmelz: POLMI -68,8
%; REM -81,3 % -approximale Stufe im Dentin: POLMI -50,0 %). Füllungsrandfrakturen
waren ebenfalls in allen Grenzbereichen häufig zu dokumentieren (okklusal: POLMI
-37,5 %; REM -56,3 % -approximale Stufe im Schmelz: POLMI -62,5 %; REM -62,5 %
-approximale Stufe im Dentin: POLMI -43,8 %). Mit der polarisationsoptischen
Auswertung konnten zusätzlich die Fortsetzungen der Füllungsrandfrakturen in Form
von Schmelzfrakturen bzw. als Kontinuitätstrennung zwischen Füllung und
Zahnhartsubstanz dargestellt werden. Schmelzrandfrakturen konnten
polarisationsoptisch am sichersten objektiviert werden und stellten bei dieser Methode
okklusal die häufigste Imperfektion dar (okklusal: POLMI -75 %; REM -9,4 %
-approximale Stufe im Schmelz: POLMI -43,8 %; REM -0 %). Randspalten wurden am
häufigsten rasterelektronenmikroskopisch dokumentiert (okklusal: REM -78,1 %
-approximale Stufe im Schmelz: REM -43,8 %). Experimentell konnten bei allen
kontrollierten okklusalen und approximalen Füllungsgrenzbereichen im Schmelz und im
Dentin jeweils kariöse oberflächliche Läsionen erzeugt werden. Bei den registrierten
Füllungsimperfektionen wurden außerdem zahlreiche initiale Wandläsionen, die für die
Prognose von Füllungen von Bedeutung sind, beobachtet. Bei allen Imperfektionen
konnten im okklusalen Grenzflächenbereich bezüglich der Ausbildung der
Wandläsionen ein statistisch signifikanter Zusammenhang nachgewiesen werden. Für
die approximalen Stufen traf dies nur anteilig zu. Der Vorteil der Methodenkombination
REM/POLMI war es, bereits erste Deteriorationen im superfiziellen und subfiziellen
Füllungsgrenzbereich erkennen zu können, die ihrerseits bei weiterer Ausprägung
erheblichen Einfluss auf die langfristige Sicherheit von Restaurationen haben können.
1. Einleitung
Adhäsiv befestigte Komposite dominieren heute nicht nur die ästhetische
Zahnheilkunde, ihr Indikationsspektrum wurde in den letzten 10-20 Jahren erheblich
erweitert. Heute finden sie in allen Disziplinen der Zahnheilkunde vielfache
Anwendung.
Nach einer langen Zeit der Weiterentwicklung und Optimierung stehen heute universell
einsetzbare Komposite zur Verfügung. Mit den Hybridkompositen wurde eine
Materialgruppe entwickelt, die eine Kombination der Makro-und Mikrofüller-komposite
darstellt. Sie enthalten sowohl Makro-(< 10 µm) als auch Mikrofüller (< 0,15 µm) und
vereinen die positiven physikalischen Eigenschaften der Makrofüllerkomposite mit der
guten Polierfähigkeit und Ästhetik der Mikrofüllerkomposite, jedoch größtenteils ohne
deren Nachteile. Seit Ende der 80er Jahre werden Hybridkomposite auch für den
Einsatz im Seitenzahnbereich empfohlen. Die Weiterentwicklung der konventionellen
Hybridkomposite wurde durch die Reduktion der Größe der Makrofüller erreicht und
führte von den Feinpartikelhybridkompositen (mittlere Partikelgröße < 5 µm) über die
Feinstpartikelhybridkompositen (mittlere Partikelgröße < 3 µm) zu den
Submikrometerhybridkompositen mit mittleren Partikelgrößen von < 1 µm. Sie weisen
sehr gute physikalischen Eigenschaften und eine verbesserte Ästhetik auf (Ernst und
Willershausen 2003).
Da die Hybridkomposite die breiteste Front im Therapiespektrum einnehmen, haben
sich zwei Subtypen aus dieser Gruppe entwickelt: die fließfähigen (Flow-) Komposite
und die stopfbaren (packable) Komposite. Die fließfähigen Komposite weisen ein
verändertes Verhältnis von Makro-zu Mikrofüllern und einen verminderten
Füllstoffgehalt (68 Gew.-%) auf. Die Reduktion der Menge der Füllkörper wird für eine
niedrigere Viskosität und höhere Transparenz aber auch für eine niedrigere
Vickershärte, geringere Röntgenopazität und höhere Polymerisationsschrumpfung
verantwortlich gemacht. Durch eine hohe Eigenelastizität wird ihnen eine
“Stressbreaker-Funktion“ zugesprochene, die adhäsive Schrumpfungskräfte und
funktionelle Belastungen auffangen soll (Ernst et al. 2001a, Frankenberger et al. 2002).
Auf Grund ihrer Konsistenz werden sie vor allem bei Fissurenversiegelungen, bei
minimalinvasiven Restaurationen im Okklusalbereich und bei Zahnhalsfüllungen
eingesetzt. Stopfbare Komposite sind hochgefüllte und zäh-visköse Materialien. Sie
enthalten Füllstoffpartikel in einer Dichte von ca. 66 Vol.-% bzw. 82 Gew.-%, die neben
der Verbesserung der werkstoffkundlichen Parameter wie Abrasion und mechanischer
Festigkeit eine amalgamähnliche Stopfbarkeit bewirken. Sie sollen sich daher
besonders für Kavitäten der Klasse I und II eignen. Durch den hohen Füllstoffgehalt
weisen stopfbare Komposite jedoch eine geringere Eigenelastizität als klassische
Komposite auf, so dass die durch Erhöhung des Füllstoffgehaltes mögliche
Verringerung der Polymerisationsschrumpfung bisher nicht im erwarteten Maße
nachgewiesen werden konnte.
Bis Mitte der 90er Jahre wurden alle Weiterentwicklungen der Komposite durch
Variationen der anorganischen Phase (Füller) erreicht. Erst nach dieser Zeit fanden
zusätzlich Veränderungen an der organischen Matrix statt und es wurden
matrixmodifizierte Komposite entwickelt. Dieser Gruppe gehören die sogenannten
Polygläser bzw. Polyglas-Komposite sowie die Ormocere an. Polygläser bestehen in
ihrer Matrix aus einer Mischung verschiedener Akrylate. Die Füllstoffpartikel aus
Siliziumoxid sind in einem sehr hohen Volumenanteil von ca. 92 Vol.-% bei einem
geringen Gewichtsanteil (65 Gew.-%) vorhanden. Dies soll eine Reduktion der
Polymerisationsschrumpfung bewirken. Weiterhin ist der hohe Füllstoffanteil für die
Stopfbarkeit und Standfestigkeit der Materialien verantwortlich, was die Ausformung
des approximalen Kontaktpunktes und die Modellation des okklusalen Reliefs in
Füllungen der Klassen I und II erleichtert. Ormocere, sogenannte organisch modifizierte
Keramiken, enthalten anstelle der reinen Akrylatmatrix ein anorganisches
Polysiloxan-Netzwerk mit integrierten photopolymerisierbaren Methacrylat-Gruppen,
besitzen also eine organisch-anorganische Matrix. Als Füllstoffe wurden Bariumglas
und ein modifiziertes Apatit verwendet. Die 1998 auf den zahnärztlichen Markt
gekommene Materialgruppe sollte aufgrund ihrer chemischen Struktur ein besonders
großes Potenzial zur Senkung der Polymerisationsschrumpfung besitzen, dies konnte
jedoch in verschiedenen Studien nicht nachgewiesen werden (Haller und Schuster
2000, Ernst und Willershausen 2003).
Ein neuer Weg scheint sich mit aus Nanoteilchen aufgebauten Materialien
abzuzeichnen. Nachdem heute mit kommerziell verfügbaren Nanoprodukten
Milliardenumsätze in vielen Bereichen der Industrie erzielt werden, wird die
Technologie nun auch in der Zahnmedizin in Form von neuen Füllungswerkstoffen
eingesetzt. Nanokomposite enthalten Nanopartikel (Durchmesser: 20 -75 nm), die mit
einer chemisch und physikalisch funktionellen Oberflächenschicht versehen sind, um
eine unkontrollierte Zusammenballung zu vermeiden, und Nanocluster
(durchschnittliche Partikelgröße von 0,6 -1,4 µm), die aus miteinander vernetzen
Nanopartikeln bestehen. Der Füllstoffgehalt liegt bei 78,5 Gew.-% und entspricht etwa
dem eines Hybridkomposites. In-vitro Studien und entsprechende klinische Studien
weisen für das Nanokomposit Filtec Supreme (3M ESPE, Seefeld, D.) hohe
Abriebfestigkeit, eine geringe, mit bewährten Hybridkompositen vergleichbare,
Polymerisationsschrumpfung, geringe Frakturneigung und gute Polierfähigkeit auf
(Koch 2003, Danebrock 2004). So werden die optimierten mechanischen
Eigenschaften mit exzellenter Ästhetik verbunden (Bauer 2005). Ergebnisse
mittelfristiger Studien stehen jedoch noch aus.
Die Qualität und Lebensdauer einer zahnfarbenen Füllung korreliert nicht nur mit der
Wahl eines geeigneten Füllungsmaterials, sondern maßgeblich mit der klinischen
Insertion der Füllung und besonders deren Adaptation an die Zahnhartsubstanzen.
Eine wirksame Retention an Schmelz und Dentin ist erforderlich, da auch die neuesten
Entwicklungen der Komposite bei der Polymerisation schrumpfen. Im Schmelz wird, als
Vorraussetzung für eine gut benetzbare Haftfläche, mittels der Schmelz-Ätz-Technik
die Oberflächenenergie erhöht und ein mikroretentives Ätzmuster erzeugt, an dem der
Verbund zum Komposit hergestellt werden kann (Buonocore 1955). Diese adhäsive,
mikroretentive Verbindung der Komposite an der Schmelzoberfläche ist seit fast 30
Jahren klinisch etabliert.
Eine sichere Haftung des Komposites am Dentin ist wesentlich schwieriger, da dieses
durch den in den Tubuli enthaltenen Dentinliquor einen hydrophilen Charakter besitzt.
Komposite hingegen verhalten sich hydrophob. Aus diesem Grund ist es nicht einfach
einen stabilen Verbund zwischen den beiden Komponenten zu erreichen (Blunk und
Haller 1999). Diese Schwierigkeit wird durch die schon über viele Jahr stattfindende
Weiterentwicklung der Bondingsysteme dokumentiert; es befindet sich bereits die 7.
Generation auf dem Markt. Die neueste Entwicklung in diesem Bereich stellt das erste
TM
antibakterielle Adhäsiv Clearfill protect bond (Kuraray Dental, Japan) dar (Kuraray
Dental 2005). Heute unterscheiden sich die Bondingsysteme vor allem durch die
Interaktion mit der Schmierschicht, die entweder aufgelöst und in den adhäsiven
Verbund einbezogen oder entfernt wird (Manhart 2002, Haller und Blunk 2003). Trotz
der rasanten Weiterentwicklung bei den Dentinbondingsystemen sind immer noch nicht
alle Probleme des Dentin-Komposit-Verbundes gelöst.
Einen sensiblen Indikator für die Qualität einer Füllung stellen die
Grenzflächenbeziehungen zwischen Füllungsmaterial und Zahnhartsubstanz dar.
Füllungsimperfektionen, vor allem Randspalten, können in erster Linie durch
inkonsequente Anwendung der Adhäsiv-Technik und/oder Fehler bei der Applikation
der Füllungsmaterialien entstehen. Sie führen zu Verfärbungen, Sekundärkaries und in
Folge häufig zu Pulpitiden. Weitere Imperfektionen des Füllungsgrenzbereiches, die bei
der Füllungsanlage entstehen können, sind Füllungsüberschüsse, negative Stufen,
Füllungsrandabbrüche und Schmelzfrakturen. Auch diese sind häufig ursächlich für ein
Füllungsversagen verantwortlich. Das Randverhalten einer Füllung kann mit
verschiedenen Methoden beurteilt werden. Klinische Untersuchungen werden vor allem
visuell und taktil durchgeführt. Neben der makroskopischen Beurteilung sind jedoch
häufig nur mikromorphologische Untersuchungen in der Lage ein frühes
Deteriorationsrisiko durch Füllungsimperfektionen zu erkennen. Dies gelingt
größtenteils nur mit in-vitro Studien.
Die Probleme ergeben sich hier grundsätzlich in der Nachstellung der komplexen
Situation der Mundhöhle, die auch mit Verfahren wie dem Thermocycling und
Kausimulation nicht vollständig erreicht werden kann. Trotzdem sind in-vitro Studien
sinnvoll und notwendig. So haben sich verschiedene Methoden zur Überprüfung des
oberflächlichen Randverhaltens von Füllungsmaterialien etabliert. Häufig wird dabei die
Rasterelektronenmikroskopie (REM) angewandt. Dieses Verfahren ermöglicht es an
speziell vorbehandelten Proben die Oberflächenbeschaffenheit sowie das
Randverhalten – besonders das Auftreten von Imperfektionen wie „Randspalten“,
„Überschüsse“, „Unterschüsse“, „Schmelzrandfrakturen“ und „Füllungsrandfrakturen“ –
detailliert zu untersuchen. Da die Zahnproben jedoch durch trockene Lagerung und
durch das Vakuum im Rasterelektronenmikroskop zu Artefaktbildung neigen, wird
heute der Anfertigung detailgetreuer Replikate gegenüber der direkten Beurteilung der
Zahnproben der Vorzug gegeben. Die Methode der Replikation ermöglicht auch bei
klinisch kontrollierten Studien eine zusätzliche mikromorphologische Kontrolle.
Farbstoffpenetrationstests werden in experimentellen Studien zur Beurteilung der
Tiefenausdehnung einer Füllungsimperfektion und des Einflusses dieser Imperfektion
auf die Dichtigkeit der Füllung durchgeführt (Hahn et al. 2001). Hierzu werden
Zahnproben nach der Füllungsanlage in einer Farbstofflösung gelagert und
anschließend Schnitte angefertigt. Mikroskopisch werden undichte
Füllungsgrenzbereiche fokussiert und die Tiefenausdehnung der Farbstoffpenetration
entlang der Kavitätenwand vermessen.
Noch detailliertere Ergebnisse zur Qualität des Füllungsgrenzbereiches können mit
dem vergleichsweise wesentlich aufwendigerem Verfahren der
Polarisationsmikroskopie (POLMI) erzielt werden. Die Anwendbarkeit dieser Methode
liegt darin begründet, dass die Zahnhartsubstanzen anisotrope, doppelbrechende
Körper sind. Anisotrope Körper brechen polarisiertes Licht in zwei senkrecht
zueinander schwingende polarisierte Anteile. Diese Anteile besitzen unterschiedliche
Brech-und Absorptionszahlen. Die Verschiedenheit der Brechzahlen für die beiden
Schwingungsebenen wird Doppelbrechung genannt.
Die Doppelbrechung setzt sich aus einer negativen Eigendoppelbrechung (beruhend
auf der Kristallstruktur der Zahnhartsubstanzen) und einer positiven
Formdoppelbrechung (beruhend auf der Struktur der Poren) zusammen. Nach
Imbibition mit verschiedenen Medien (Wasser, Alkohol oder Chinolin) stellen sich diese
Poren polarisationsmikroskopisch unterschiedlich dar (Schmidt und Keil 1958).
Gesunder Schmelz hat ein Porenvolumen von 0,1 % (Silverstone et al. 1981). Dies
ergibt eine negative Doppelbrechung, der Schmelz erscheint im polarisierten Licht bei
gekreuzten Polaren hell. Kariöser Schmelz besitzt ein größeres Porenvolumen und wird
hierdurch positiv doppelbrechend, was sich als dunklere „Färbung“ im
Polarisationsmikroskop darstellt. Bei subfiziellen initialen kariösen Läsionen erscheint
unter der scheinbar intakten Oberfläche (superfizielle Zone mit einem Porenvolumen
von < 5 %) der Körper der Läsion als die Zone des größten Mineralverlustes
(Porenvolumen: 5 -25 %). Zum Dentin hin schließt sich die dunkle Zone
(Porenvolumen: 2 -4 %) und die transluzente Zone (Porenvolumen: ca. 1 %) an.
Ebenso wie im Schmelz kann auch im Dentin zwischen gesundem und „kariösem“
Gewebe unterschieden werden. Die demineralisierten Bereiche werden hier heller als
die mineralisierten Areale dargestellt. Bei der Wurzelkaries werden zwei histologische
Zonen differenziert: die tiefe fortschreitende transluzente Zone und der Körper der
Läsion (Wefel 1995). Bei der Untersuchung der Dentinläsionen muss berücksichtigt
werden, dass vor allem während der Betrachtung eine permanente Lagerung der
Schnitte in bidestilliertem Wasser notwendig ist, um eine Schrumpfung des Dentins zu
vermeiden. Aufgrund des Mineralverlustes kommt es bei Trocknung oder Anwendung
von wasserfreien Medien zu einem Kollaps der organischen Matrix, was sich in einer
beachtlichen Absenkung der Dentinoberfläche im demineralisierten Bereich äußert.
Auf der Grundlage der Polarisationsmikroskopie kann in Verbindung mit der
experimentellen Kariesauslösung neben der Beurteilung von Füllungsimperfektionen
vor allem eine Aussage über die karisprotektive Wirkung
z.B. fluoridfreisetzender Kompositsysteme getroffen werden (Steidl 2000, Xu et al.
2000, Schiffner 2001, Kraft et al. 2001, Lutz 2003).
Die hierbei angewandten experimentellen Kariesmodelle lassen sich in zwei
unterschiedliche Systeme einteilen: chemische und mikrobiologische Modelle. Die mit
diesen beiden Methoden erzeugten kariösen Läsionen sind mit natürlich entstandenen
kariösen Läsionen histopathologisch vergleichbar (Schiffner 1999, Kraft et al. 1999).
Chemische Systeme verwenden teilweise gesättigte Pufferlösungen (Mc Intyre et al.
2000) oder saure Gele (Kraft et al. 1993, Boyle et al. 1998), durch die gleichförmige
Läsionen ausgelöst werden können. Ihre Anwendung ermöglicht eine strikte Kontrolle
und Reproduzierbarkeit der experimentellen Bedingungen. Zusätzlich besteht die
Möglichkeit den Lösungen verschiedene Substanzen -zum Beispiel Fluoridionen
-beizufügen und deren Einfluss auf die Demineralisation der Zahnhartsubstanzen zu
untersuchen. Die mikrobiologischen Modelle beziehen orale Mikroorganismen in den
Demineralisationsprozess ein und simulieren somit die natürliche Kariesentstehung in
der Mundhöhle besser (Fontana et al. 1999).
2. Zielstellung
Trotz konsequenter Anwendung der Adhäsivtechnik, Verbesserung der
Bondingsysteme und Optimierung der Kompositmaterialien auch bezüglich ihres
Handlings sind besonders bei größeren Restaurationen im Seitenzahnbereich
Randkaries und Verfärbungen an Füllungsrändern immer noch relativ oft anzutreffen.
Dies führt häufig zum Ersatz der Füllung. Es ist deshalb das Ziel der vorliegenden
in-vitro Studie, an zweiflächigen Füllungen der Kavitätenklasse II die okklusale und
approximale Adaptation eines modifizierten (stopfbaren) Hybridkomposits an Schmelz
bzw. Dentin zu kontrollieren. Dabei sollen Füllungsimperfektionen im
Grenzflächenbereich Füllung/Schmelz bzw. Füllung/Dentin mit unterschiedlichen
Methoden mikrostrukturell objektiviert und deren potenzieller Einfluss auf die
Kariesauslösung untersucht werden.
Im Einzelnen sollen folgende Fragen beantwortet werden:
Welche Imperfektionen sind mikromorphologisch im Grenzflächenbereich
Schmelz/Komposit und im Grenzflächenbereich Dentin/Komposit nachzuweisen?
Ist der Nachweis von Füllungsimperfektionen an bestimmte mikrostrukturelle
Untersuchungsmethoden gebunden?
Korrelieren spezielle Füllungsimperfektionen im Grenzbereich
Restauration/Zahnhartsubstanz mit der Auslösung experimenteller Karies?
3. Material und Methoden
3.1. Zahnproben
Für die Studie wurden 32 dritte Molaren verwendet. Die Zähne waren teilweise-oder
vollständig retiniert und wurden wegen Platzmangels oder fehlendem
Antagonistenkontakt extrahiert. Bis zum Versuchsbeginn lagerten die Zähne in 0,1
%iger Thymollösung. Mit einer Kürette wurden am Zahn befindliche Gewebereste
entfernt und die gesamte Zahnoberfläche anschließend mit weichen Bürstchen unter
Wasserkühlung gereinigt. Die Zähne wurden unter dem Stereomikroskop auf initiale
kariöse Läsionen oder andere Defekte untersucht und nur in die experimentelle Studie
einbezogen, wenn sie unversehrt waren.
3.2. Füllungsmaterial
In der vorliegenden Studie kam das stopfbare Polyglas-Komposit Solitaire2
®
(Heraeus Kulzer,
®
Wehrheim/Ts., D.) zur Anwendung. Als Adhäsivsystem wurde das dafür empfohlene 2-phasige Solid-Bond (Heraeus Kulzer,
®
Wehrheim/Ts., D.) benutzt. Der lichthärtende, fluoridabgebende und radioopake Werkstoff Solitaire2 ist eine Weiterentwicklung
®
des Solitaire . Bei der Entwicklung der Polyglas-Komposite wurden sowohl Füllkörperstruktur, -größe und -menge verändert als
auch die Matrix im Vergleich zu den herkömmlichen Kompositen modifiziert. Die Matrix dieser Materialien besteht im wesentlichen
aus langkettigen, bifunktionellen Monomeren wie Urethandimethylacrylat (UDMA) und nur zu einem geringen Anteil aus
kurzkettigen Monomeren. Tetrafunktionelle Moleküle erhöhen die Vernetzungsdichte der Monomere und sollen die mechanischen
Eigenschaften des Füllungswerkstoffes verbessern. Durch das Einhalten eines ausgewogenen Mischungsverhältnis von
®
bifunktionellen zu tetrafunktionellen Molekülen verfügt Solitaire2
über wenige Doppelbindungen, was sich
positiv auf die Schrumpfungswerte auswirken soll (Rosin et al. 2001). Zusätzlich soll die
Polymerisationsschrumpfung durch die in schwammiger Struktur vorliegenden
SiO2-Füllstoffpartikel (mittlere Partikelgröße: 8 µm) reduziert werden. Neben den
porösen SiO2-Gläsern enthält das Füllstoffsystem Ba-Al-F-Si-Gläser in zwei
verschiedenen Partikelgrößen (mittlere Partikelgrößen: 0,7 µm bzw. 5 µm). Der hohe
Füllstoffgehalt wirkt sich auf das Abrasions-und Applikationsverhalten sowie auf die
Standfestigkeit des Materials aus (Ernst und Willershausen 2003). Durch diese
Eigenschaften soll es besonders für den Einsatz im Seitenzahngebiet und hier auch für
Füllungen der Kavitäten-Klasse II geeignet sein.
3.3. Präparation, Füllungsapplikation
Die 32 Molaren wurden im Sinne einer Sekundärversorgung mit zweiflächigen
okklusal-approximalen Füllungen der Klasse II versehen. Um sich der klinischen
Situation anzunähern, wurde jeder Probenzahn mit einem Nachbarzahn so in einen
Silikonblock eingebracht, dass der Approximalkontakt zu einem natürlichen Zahn zu
Stande kam. Die Kavitätenränder verliefen bei 16 Zähnen zirkulär im Schmelz, bei 16
Zähnen befand sich die approximale Stufe im Dentin.
Im okklusalen Anteil der Kavitäten wurden die Hauptfissuren einbezogen. Die
Ausdehnung betrug in oro-vestibulärer Richtung etwa 1/3 des Höckerabstandes. Die
Schmelzränder wurden gebrochen, jedoch nicht angeschrägt. Die Kavitäten waren ca.
1,5 -2 mm tief. Die approximale Stufe lag bei 16 Zähnen etwa 1 mm koronal der
Schmelz-Zement-Grenze und bei 16 Zähnen ca. 1 mm unterhalb der
Schmelz-Zement-Grenze. Die approximalen Kavitätenränder (inklusive Stufe) im
Schmelz wurden in einem Winkel von ca. 45 ° angeschrägt, im Dentin wu rde die
approximale Stufe ohne Anschrägung angelegt.
Die retentive Präparation erfolgte mit birnenförmigen Diamantschleifern der Körnung
100 µm; es schloss sich die Feinpräparation mit Finierdiamanten (Korngröße: 30 µm
und 15 µm) an. Zur Anschrägung der approximalen Schmelzränder wurden dünne
flammenförmige Diamantfinierer (Korngröße: 30 µm und 15 µm) benutzt. Auf eine
klassische Unterfüllung wurde verzichtet.
Zur optimalen Gestaltung der approximalen Füllungskonturen wurden Ivory-Matrizen
appliziert. Die Konditionierung der Zahnhartsubstanz fand im Verfahren des „total
®
etching“ mit 37 % Phosphorsäure statt. Als Haftvermittler wurde Solid bond benutzt.
®
Zuerst wurde das Dentinadhäsiv Solid bond P mit einem Pinsel 30 Sekunden lang in
das Dentin einmassiert und leicht verblasen. Danach erfolgte die Applikation des
®
Schmelzhaftvermittlers Solid bond S . Nach leichtem Verblasen wurde der
Haftvermittler für 40 Sekunden mit der Polymerisationslampe PolyLUX II (KAVO,
®
Biberach, D.) ausgehärtet Die Kavitäten wurden mit Solitaire2 inkremental gefüllt. Jede
Portion mit einer Schichtdicke von 1-2 mm wurde für 60 Sekunden polymerisiert. Die
Ausarbeitung der Füllungen wurde unter permanenter Wasserkühlung mit kugel-und
flammenförmigen Finierdiamanten bzw. mit Soflex-Disks absteigender Korngröße
durchgeführt.
3.4. Thermocycling
Für die weiteren Versuchsschritte wurden die Wurzeln der mit Füllungen versehenen
Zähne abgetrennt. Um die 32 Proben künstlich zu altern wurden sie für 4 Wochen in
destilliertem Wasser gelagert. Innerhalb dieser Zeit erfolgte zusätzlich eine thermische
Wechselbelastung mit dem bio-med THERMOCYCLER 60 (B. Braun, Biotech
International GmbH, Melsungen, D.).
Dazu wurden die Proben in Gazebeuteln so in einem Wasserbad platziert, dasseine
ständige und allseitige Umspülung des Probengutes durch das Mediumgewährleistet
war.Die Temperaturen waren auf 20 °C und 65 °C festgele gt und die Zahnprobensomit
einer Temperaturdifferenz von 45 °K ausgesetz t.Die Verweildauer betrug bei beiden
Temperaturen jeweils 20 Sekunden bei einerGesamtzyklusdauer von 4,5 Minuten.Jede
Probe durchlief 1500 Zyklen.
3.5. Experimentelle Kariesauslösung
Die Zahnhartsubstanz aller 32 Proben wurde mit einer gleichmäßigen Wachsschicht
aus blauem Lanzettwachs (hart) überzogen. Dabei wurde ein Abstand von 1 mm zur
Restaurationsgrenze eingehalten. Die Wachsschicht wurde unter dem Stereomikroskop
auf ihre Dichtigkeit kontrolliert und wenn nötig korrigiert. Die von Kraft et al. (1993)
entwickelten Demineralisationsbedingungen zur Auslösung initialer kariesähnlicher
Läsionen wurden für die in der Arbeit anstehenden Experimente durch aufwendige
Vorversuche modifiziert. Durch eine gezielte Kombination der
Demineralisationsparameter sollte neben den typischen kariösen Oberflächenläsionen
die Auslösung von Wandläsionen optimiert werden. Dabei wurden verschiedene
Konsistenzen der Pufferlösung (6%, 3%, 1,6% und wässrige
Hydroxyethylcellulose-(HEC-) Lösung) getestet, um damit eine bessere Diffusion der
Säure in die Tiefe zu erreichen. Des weiteren wurde neben der bisher üblichen
Zimmertemperatur die Läsionsbildung durch die Demineralisation bei 37°C intensiviert.
Um ausgeprä gtere Wandläsionen zu erhalten wurden weiterhin unterschiedliche
Expositionszeiten (1, 2 und 3 Wochen) gewählt. Die Demineralisation erfolgte
demzufolge in einer angesäuerten 3 % Hydroxyethylcellulose-Lösung (0,1 molarer
Natriumacetat-Puffer mit einem pH-Wert von 4,9) bei 37 °C.
Für 100 ml dieser Pufferlösung wurden 3,2 g Hydroxyethylcellulose (HEC)
+ 33,0 ml Aqua bidest.
+ 15,0 ml KCl (1 mol/l)
+ 35,0 ml Natriumacetat (0,2 mol/l)
+ 15,0 ml Essigsäure (0,2 mol/l)
+ 1,0 ml CaCl2 (150 mmol/l)
+ 1,0 ml KH2PO4 (90 mmol/l)
gemischt und bis zur Homogenität verrührt.Alle 32 Proben wurden über 14 Tage der
Demineralisationslösung ausgesetzt (s.Abb.1). Bei den 16 Zähnen mit der zervikalen
Stufe im Dentin wurde -zurVermeidung einer zu starken Demineralisation -nach 7
Tagen der approximaleBereich mit Wachs abgedeckt.Nach Abschluss der
Demineralisation wurden die Proben gründlich mit Aquabidest. abgespült und
mechanisch vom Wachs gereinigt.
Abb. 1: Darstellung der Zahnproben in der
Demineralisations-lösung
3.6. Herstellung der Schnitte
Unter dem Stereomikroskop wurde für jede der 32 Proben entschieden von welchen
okklusalen und approximalen Bereichen der Füllung Schnitte für die anschließende
polarisationsmikroskopische Auswertung angefertigt werden sollten. Ausgewählt
wurden die Anteile, welche auffällige Randimperfektionen (Füllungsüberschüsse,
Füllungsrandfrakturen, negative Stufen, Randspalten u.s.w.) aufwiesen. Um diese zu
erfassen wurden in den okklusalen Anteilen entweder bis zu 9 aufeinanderfolgende
Schnitte oder in 2-3 unterschiedlich lokalisierten Bereichen jeweils 3 Schnitte
hergestellt. Im approximalen Grenzbereich wurde nur die zervikale Stufe erfasst, da sie
das Hauptproblem bei der Randadaptation darstellt (Glockner et al. 1998 b, Purk 2004).
Hier wurden generell 3 bis 6 Schnitte angefertigt. Mit 3 Schnitten wird somit ein
Randbereich von ca. 1,2 mm, mit 9 Schnitten 3,6 mm erfasst. So können zwischen 1/3
und 2/3 des okklusalen Füllungsrandes bzw. der approximalen Stufe beurteilt werden.
Zur Herstellung der planparallelen, unentkalkten Dünnschnitte wurden die Proben auf
einem Träger mit dem selbsthärtenden Kunststoff Kallocryl CPGM-rot (Dr. Speier
GmbH, Münster, D.) befestigt und danach vollständig mit Kunststoff umhüllt. Mit dem
Sägemikrotom LEICA 1600 (Leica Microsysteme Vertrieb GmbH, Bensheim, D.)
wurden unter ständiger Wasserkühlung 80-100 µm dicke Sägeschnitte hergestellt.
Die vertikale Schnittrichtung war von vestibulär nach oral; der dabei abgetrennte
approximale Anteil der Füllung wurde zusätzlich in mesio-distaler Richtung geschnitten
(s. Abb. 2).
Schnittrichtung
Abb.2: Schematische Darstellung der Schnittrichtungen bei derDünnschnittherstellung
Nach jedem Schnitt wurde die freiliegende Zahn-/Füllungsfläche zur Stabilisierung
erneut mit Kunststoff abgedeckt. Die fertigen Sägeschnitte wurden mittels Chloroform
und Ethanol vom Kunststoff befreit, lose auf Objektträger aufgebracht, mit
Deckgläschen abgedeckt und mit Aqua bidest. getränkt, um eine Austrocknung der
Schnitte zu vermeiden.
3.7. POLMI-Untersuchungen
Die Auswertung der Schnitte erfolgte mit dem Polarisationsmikroskop JENAPOL
®
b (Carl Zeiss Jena GmbH, Jena, D.). Es wurden insgesamt 340 Schnitte (9-12pro
Probe) untersucht. Als Imbibitionsmedium wurde für die Auswertung imSchmelz
Ethanol (100 %) und für die Auswertung im Dentin Aqua bidest.verwendet.Es wurden 2
okklusale (vestibulär und oral) und ein approximaler (Schmelz bzw.Dentin)
Füllungsgrenzbereich unterschieden (Abb. 3).
Abb.3: Schematische Darstellung der ausgewerteten Füllungsgrenzbereiche (1 – oral, 2 –
vestibulär, 3 – approximal im Schmelz, 4 – approximal im Dentin)
Die Aussagen für einen Grenzbereich entsprechen der Summe allerausgewerteten
Schnitte der jeweiligen Probe. Dabei wurde jedeRandimperfektion, die auf einem oder
auch auf mehreren Schnitten zu erkennenwar nur einmal für diesen
Grenzflächenbereich dokumentiert.
Bei der polarisationsmikroskopischen Auswertung wurden zuerst die
Füllungsimperfektionen registriert.Zu diesen lichtmikroskopisch auswertbaren
Füllungsimperfektionen zählen„Füllungsüberschüsse“, „Schmelzrandfrakturen“,
„Füllungsrandfrakturen“,„negative Stufen“, „Randspalten“ und „Poren bzw.
oberflächliche, keilförmigeMaterialdefizite“.
Nach der Registrierung der Imperfektionen wurden die kariösen Läsionen beurteilt. Im
Füllungsgrenzbereich lassen sich Oberflächenläsionen und Wandläsionen
unterscheiden. Oberflächenläsionen entstehen durch die Säureattacke an der
ungeschützten Zahnoberfläche während der Demineralisation. In unserer Studie waren
aus diesen Gründen bei allen Proben Oberflächenläsionen zu registrieren.
Wandläsionen hingegen entstehen direkt an der Füllungsgrenze durch die Penetration
der Säure in die Tiefe. Sie erstrecken sich entlang der Kavitätenwand oder entlang
bzw. unter Füllungsimperfektionen und sind mit der klinischen Sekundärkaries
vergleichbar. Die Erfassung speziell dieser Läsionen war Hauptanliegen der
vorliegenden Arbeit.
3.8. Replikatechnik
Nach dem Thermocycling wurden in Vorbereitung der
rasterelektronen-mikroskopischen Untersuchung von den primär 32 Proben nur die 16
mit zirkulärem Füllungsrand im Schmelz mit Alkohol (96 %) gereinigt und mit dem
dünnfließenden Silikon Panasil contact plus (Kettenbach, Eschenburg, D.) abgeformt.
Die okklusalen und approximalen Anteile der Füllung wurden jeweils getrennt
voneinander abgeformt um optimale Bedingungen für die anschließende
rasterelektronenmikroskopische Auswertung zu erlangen. Die Abformungen wurden mit
dem Epoxydharz Epon 812 (Serva, Heidelberg, D.) ausgegossen. Bei den 16 Proben
mit approximalem Füllungsrand im Dentin wurde keine Abformung vorgenommen um
die häufig auftretenden Artefakte bei der Trocknung des Dentins zu vermeiden. Es
standen somit 32 Replikate zur REM-Untersuchung zur Verfügung.
3.9. REM-Untersuchung
Die 32 Replikate wurden für die rasterelektronenmikroskopische Auswertung mit einer
50-100 nm dicken Goldschicht (Hochvakuumbedampfungsanlage B30, Dresden, D.)
bedampft.
Die Füllungsränder wurden mit dem Rasterelektronenmikroskop Philips SEM 115
(Philips; Eindhoven/Holland) bei einer Kathodenspannung von 19,5-20 kV begutachtet.
Von jeder Füllung wurde ein Übersichtsbild (Vergrößerung 10-20 x) des okklusalen und
des approximalen Grenzbereiches angefertigt. Anschließend wurden die
Füllungsränder bei 200-1500facher Vergrößerung untersucht. Die Dokumentation von
Randspalten, Füllungsüberschüssen, Schmelzrandfrakturen, Füllungsrandfrakturen,
negativen Stufen und Poren bzw. oberflächlichen, keilförmigen Materialdefiziten
erfolgte zahn-und flächenbezogen (okklusal, approximal im Schmelz) über digitale
Bildaufzeichnung. Hierbei wurde -wie bei der polarisationsmikroskopischen Auswertung
-beim okklusalen Grenzflächenbereich ein vestibulärer und oraler Anteil unterschieden
und beim approximalen Grenzflächenbereich im Schmelz die zervikale Stufe
betrachtet. Jede Füllungsimperfektion wurde auch hier unabhängig von der Häufigkeit
ihres Auftretens nur einmal bewertet.
3.10. Chronologie des Versuchsablaufes
Replikation für REM16 Proben jeweils
okklusaler Anteil undapproximale Stufe
Füllung/Schmelz
Demineralisationaller 32 Proben
Dünnschnittherstellung
16 Replikate
16 Replikate
180 Schnitte:
80 Schnitte:
80 Schnitte:
approximale
je 2 okklusale
je 2 okklusale approximale approximale
Stufe
Füllungsanteile
Füllungs-
Stufe
Stufe
Füllung/Schmelz
anteile
Fülung/Schmelz
Füllung/Dentin
POLMI
REM
3.11. Statistische Testverfahren
Die statistische Auswertung der Ergebnisse erfolgte deskriptiv in Kreuztabellen.
Grundlage für die Nutzung dieser Vierfeldertafeln ist es, dass alle eingesetzten
Stichproben die gleiche Größe haben. Diese Voraussetzung war für die Berechnungen
innerhalb eines Füllungsgrenzbereiches und einer Untersuchungsmethode gegeben.
Für den Vergleich der Ergebnisse der polarisationsmikroskopischen und
rasterelektronenmikroskopischen Untersuchung wurden nur die Zähne mit der
approximalen Stufe im Schmelz einbezogen. Dementsprechend wurden nur die
polarisationsmikroskopischen Ergebnisse der Grenzbereiche der statistischen
Auswertung zugeführt, die ebenfalls rasterelektronenmikroskopisch dokumentiert
wurden, so dass die Stichprobengleichheit auch hier gegeben war. Für den Vergleich
der okklusalen und approximalen Füllungsgrenzbereiche wurden jeweils die beiden
okklusalen Füllungsanteile zusammengefasst und jede Imperfektion im Ergebnis
maximal einmal gewertet. In den Ergebnistabellen wurden jedoch unabhängig von der
statistischen Bearbeitung immer die gesamten Ergebnisse der
polarisationsmikroskopischen Untersuchung aufgeführt.
Für die statistische Auswertung wurde zum einen der McNemar-Test bei der
Berechnung des Anteilsunterschiedes einer Eigenschaft in verschiedenen Bereichen
verbundener Stichproben eingesetzt. Er wurde in der vorliegenden Arbeit
herangezogen um das Verhältnis zwischen der Inzidenz der Imperfektionen innerhalb
eines Grenzbereiches und dem Verhältnis der Imperfektionen zwischen okklusalem
und approximalem Grenzbereich und zwischen Polarisations-mikroskop und
Rasterelektronenmikroskop herauszufinden.
2
2
Zum anderen wurde der Chi -Test nach Pearson durchgeführt. Der Chi -Test ist ein globaler
Test und gibt an, ob sich überzufällige Zusammenhänge zeigen oder nicht. Er wurde zur Errechnung des Zusammenhanges zweier
Eigenschaften in einer Stichprobe und der Anteilsunterschiede nicht verbundener Stichproben
benutzt. Im einzelnen
wurden anhand dieses Testes die statistischen Zusammenhänge des Auftretens von
Imperfektionen zwischen dem okkusalen und approximalen Füllungsgrenzbereich, das
Verhältnis zwischen der Inzidenz einer Imperfektion an der approximalen Stufe im
Schmelz oder Dentin und der Zusammenhang zwischen Imperfektion und Wandläsion
im jeweiligen Füllungsgrenzbereich festgestellt. Weiterhin wurden die Zusammenhänge
zwischen den polarisationsmikroskopischen und rasterelektronen-mikroskopischen
Ergebnissen überprüft.
Für beide Tests wurden die 2-seitigen exakten p-Werte berechnet und mit 0,05
verglichen. Dies bedeutet, dass ein Unterschied bzw. Zusammenhang mit einer
Irrtumswahrscheinlichkeit von weniger als 5 % (p < 0,05) als statistisch signifikant
gewertet wird.
Das Datenmanagement und die statistische Auswertung wurde mit dem Programm
SPSS für Windows Version 11.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) durchgeführt.
4. Ergebnisse
4.1. POLMI-Ergebnisse
4.1.1. Füllungsimperfektionen
Pro Zahn wurden jeweils 2 okklusale und ein approximaler Grenzbereich(approximale
Stufe) der Füllung unterschieden, so daß insgesamt 64 okklusaleGrenzbereiche und
jeweils 16 approximale Grenzbereiche im Schmelz bzw.Dentin untersucht wurden. Für
jeden Grenzbereich wurden bis zu 9 Schnitte undsomit 1/3 bis 2/3 des okklusalen
Füllungsrandes und der approximalen Stufe (imSchmelz bzw. Dentin) ausgewertet. Die
Schnitte erfaßten unterschiedlichlokalisierte Anteile, so dass für einen Grenzbereich
zum Teil mehrereunterschiedliche Füllungsimperfektionen nachgewiesen werden
konnten.
Eine Übersicht zu den Ergebnissen aller 3 Füllungsgrenzbereiche, ist in Tabelle
1zusammengestellt.Die Resultate der statistischen Bearbeitung sind im Anhang (S.
82-86) aufgeführt.
Tab. 1: Gesamtübersicht über die Auswertung der Füllungsimperfektionen
okklusal
Anzahl
%
approximale Stufe
im Schmelz
Anzahl
%
Anzahl der Füllungen
32
Anzahl der ausgewerteten
Grenzbereiche
64
100
16
100
16
100
Füllungsüberschüsse
40
62,5
11
68,8
8
50
Schmelzrandfrakturen
48
75
7
43,8
/
/
Füllungsrandfrakturen
24
37,5
10
62,5
7
43,8
6
9,4
1
6,3
0
0
16
25
1
6,3
3
18,8
9
14,1
3
18,8
2
12,5
negative Stufen
Randspalten
Poren / oberflächliche,
keilförmige Materialdefizite
16
approximale
Stufe im Dentin
Anzahl
%
16
"perfekter" Füllungsrand im
kontrollierten Grenzbereich
1
1,6
0
0
3
18,8
4.1.1.1. Okklusaler Füllungsgrenzbereich
Bei der Untersuchung der 64 okklusalen Füllungsgrenzbereiche traten bei ¾ der
bewerteten Bereiche Schmelzrandfrakturen in unmittelbarer Nähe zur Füllung auf,
wobei sie in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle an der Zahnoberfläche direkt an
der Grenze Füllung/Schmelz begannen und dann weiter im Schmelz verliefen (Tab. 8,
S. 80). Füllungsüberschüsse traten bei etwa 2/3 der okklusalen Grenzbereiche auf.
Davon stellte die überwiegende Mehrzahl einen Füllungsmaterialüberschuss dar. Reine
Bondingüberschüsse oder die Beteiligung von sowohl Füllungsmaterial als auch
Bonding am Überschuss waren selten. Füllungsüberschüsse und
Schmelzrandfrakturen traten häufiger als alle weiteren Imperfektionen auf. Dies war
statistisch signifikant (Tab. 10, S. 82). Füllungsrandfrakturen waren okklusal bei über
1/3 der bewerteten Grenzbereiche zu finden, wobei die Hälfte davon direkt am
Übergang zu einem Überschuss verlief. Außerdem setzten sich die meisten
Frakturlinien über die Füllung hinaus fort. Sie verliefen entweder im Schmelz als
Schmelzfraktur oder entlang der Kavitätenwand als Spalt zwischen Füllungsmaterial
und Zahnhartsubstanz (Tab. 9, S. 81). Bei einem Viertel der ausgewerteten
Grenzbereiche konnten Randspalten (Kontinuitätstrennungen zwischen Schmelz und
Füllungsmaterial) festgestellt werden. Nur einer der 64 kontrollierten
Füllungsgrenzbereiche war durchgehend perfekt.
Die polarisationsoptische Bilddokumentation liegt mit Abb. 4 -11 vor.
Abb.
Okklusaler Grenzbereich
Abb. 5: Okklusaler Grenzbereich F/S
4:
Füllung/Schmelz (F/S)
-perfekter
Füllungsgrenz
bereich mit der obligaten
Oberflächenläsion (OL)
-Füllungsüberschuss (FÜ)
(Org. Vergr. 8x)
(Org. Vergr. 16x)
Abb. 6: Abb. 7:
-Füllungsrandfraktur (FRF)
am Überschuss (FÜ), mit Fort-setzung
der Frakturlinie an der Kavitätenwand
(Org. Vergr. 25x)
Abb. 8: Okklusaler Grenzbereich F/S Abb. 9: -Füllungsrandfraktur (FRF), mit
Fortsetzung der Frakturlinie im Schmelz (Org. Vergr. 25x)
-Randspalt (RS)
(Org. Vergr. 16x)
Okklusaler Grenzbereich F/S
-Negative Stufe (nS)
(Org. Vergr. 16x)
Okklusaler Grenzbereich F/S
-angeschnittene Pore (P)
(Org. Vergr. 16x)
4.1.1.2. Approximaler Füllungsgrenzbereich (approximale Stufe)
Bei der Untersuchung der approximalen Stufe im Schmelz wies die Mehrzahl der
bewerteten Füllungsgrenzbereiche einen Füllungsüberschuss auf (Tab. 1, S. 22). Der
Überschuss bestand meist aus Füllungsmaterial oder aus Bonding-und
Füllungsmaterial; in wenigen Fällen konnte eine Bondingschicht als Überschuss
dokumentiert werden. Füllungsrandfrakturen, die immer an der Füllungsgrenze am
Übergang zur Anschrägung bzw. zum Überschuss lokalisiert waren, zeigten oft eine
Fortsetzung der Frakturlinie, entweder in den Schmelz oder entlang der Kavitätenwand
(Tab. 9,
S. 81).
Schmelzrandfrakturen konnten im Vergleich zu den Füllungsrandfrakturen
wenigerhäufig beobachtet werden.Füllungsüberschüsse, Füllungsrandfrakturen und
Schmelzrandfrakturen tratenunterschiedlich häufig, aber ohne signifikanten
Unterschied in Erscheinung (Tab.11, S 83).Perfekte Grenzflächenbeziehungen in den
kontrollierten Bereichen konnten inkeinem Fall festgestellt werden.
Die polarisationsoptische Bilddokumentation liegt mit Abb. 12 -19 vor.
(Org. Vergr. 25x)
Abb. 14: Abb. 15:
-Schmelzrandfraktur (SRF) -Füllungsrandfraktur (FRF)
unterhalb eines Überschusses (Org. Vergr. 32x)(FÜ)(Org. Vergr. 25x)
-Füllungsrandfraktur (FRF),
Fortsetzung der Frakturlinie im Schmelz (Org. Vergr. 25x)
-Randspalt (RS)
(Org. Vergr. 16x)
Approximaler Grenzbereich,approximale Stufe F/S-Negative Stufe (nS),beginnende
Füllungsrandfraktur(FRF)(Org. Vergr. 20x)
-angeschnittene Pore (P),
Füllungsüberschuss (FÜ) (Org. Vergr. 16x)
An der approximalen Stufe im Dentin traten in der Hälfte der 16 kontrollierten
Grenzbereiche Füllungsüberschüsse auf (Tab. 1, S. 22). Diese bestanden meist aus
Füllungsmaterial, in seltenen Fällen aus Bondingmaterial. Im Bereich des Überganges
zu einem Füllungsüberschuss konnten fast immer Füllungsrandfrakturen festgestellt
werden. Die Frakturlinie setzte sich zum Teil direkt an der Kavitätenwand fort.
Randspalten und Poren bzw. oberflächliche, keilförmige Materialdefizite traten seltener
in Erscheinung. In keinem Fall konnten negative Stufen beobachtet werden. 3 der 16
kontrollierten Bereiche zeigten in allen Schnitten durchgehend perfekte
Grenzflächenbeziehungen. Innerhalb dieses Grenzbereiches konnten meist keine
signifikanten Unterschiede zwischen der Häufigkeit des Auftretens der
Füllungsimperfektionen festgestellt werden (Tab. 12, S. 84).
Die polarisationsoptische Bilddokumentation liegt mit Abb. 20 -24 vor.
-perfekter Füllungsgrenz--Füllungsüberschuss (FÜ) bereich (Org. Vergr. 16x) (Org. Vergr.
16x) -Füllungsrandfraktur (FRF) -Randspalt (RS)
am Überschuß (FÜ); Bonding (Org. Vergr. 16x)(B); Zement (Z); Pore (P)(Org. Vergr. 16x)
Abb. 24:
-angeschnittenen Pore (P)
(Org. Vergr. 16x)
4.1.2. Kariöse Läsionen
Bei allen kontrollierten okklusalen und approximalen Füllungsgrenzbereichen
(approximale Stufe) konnten im Schmelz bzw. Dentin jeweils Oberflächenläsionen
erzeugt werden. Häufig wurden zusätzlich initiale Wandläsionen beobachtet. Die
Oberflächenläsionen gingen dabei meist in Wandläsionen über. Die Erfassung der
Wandläsionen und ihre Beziehung zu Füllungsimperfektionen werden in diesem
Abschnitt besonders berücksichtigt.
4.1.2.1. Okklusaler Füllungsgrenzbereich
Im okklusalen Füllungsgrenzbereich wurden Wandläsionen am häufigsten bei den
dokumentierten Randspalten festgestellt. Bei negativen Stufen konnten bei der Hälfte
der dokumentierten Imperfektionen Wandläsionen nachgewiesen werden. Ähnlich
häufig entstanden Wandläsionen bei Füllungsrandfrakturen. Hier traten sie meistens an
der Fortsetzung der Frakturlinie in Erscheinung. An Schmelzrandfrakturen wurden
Wandläsionen bei etwa einem Viertel dieser Imperfektionen festgestellt. Die
demineralisierten Bereiche stellten sich als trichterförmige Erweiterung der
Oberflächenläsion oder als polarisationsoptische Aufhellung am Ende der Frakturlinie
dar. Ebenso häufig entwickelten sich Wandläsionen an Füllungsüberschüssen (Tab. 2).
Der Zusammenhang zwischen dem Auftreten der Läsionen an den genannten
2
Imperfektion stellte sich nach dem Chi -Test als signifikant dar (Tab. 14, S. 86).
Tab. 2: Korrelation von Wandläsionen und Füllungsimperfektionen im okklusalen
Grenzbereich
Imperfektionen
(Anzahl)
Wandläsionen
(Anzahl)
Füllungsüberschüsse
40
10
Schmelzrandfrakturen
48
13
Füllungsrandfrakturen
24
11
6
3
16
9
9
1
negative Stufen
Randspalten
Poren / oberflächliche,
keilförmige Materialdefizite
Die polarisationsoptische Bilddokumentation liegt mit Abb. 25 -31 vor.
(Org. Vergr. 16x)
Abb. 27: Okklusaler Grenzbereich F/S Abb. 28: Okklusaler Grenzbereich F/S -Wandläsion (WL) an
einer -Wandläsion (WL) an der Schmelzrandfraktur (SRF); Fortsetzung der Frakturlinie
Übergang der Oberflächen-einer Füllungsrandfraktur läsion (OL) in Wandläsion (FRF) (Org.
Vergr. 20x) (Org. Vergr. 16x)
Abb. 29: Okklusaler Grenzbereich F/S -Wandläsion (WL) an einer negativen Stufe (nS), die
Oberflächenläsion (OL) setzt sich an der Kavitätenwand als Wandläsion fort (Org. Vergr. 25x)
Abb. 31: -Wandläsion (WL) an einem oberflächlichen, keilförmigen Materialdefizit (MD), die
Oberflächenläsion (OL) setzt sich an der Kavitätenwand als Wandläsion fort (Org. Vergr. 16x)
Abb. 30: Okklusaler Grenzbereich F/S -Wandläsion (WL) an einem Randspalt (RS); Übergang der
Oberflächenläsion (OL) in Wandläsion (Org. Vergr. 25x)
4.1.2.2. Approximaler Füllungsgrenzbereich (approximale Stufe)
An der approximalen Stufe im Schmelz entstanden Wandläsionen häufig in
Verbindung mit Füllungsüberschüssen. Dieser Zusammenhang war statistisch
signifikant (Tab. 14, S. 86). Lagen die Überschüsse dem Schmelz nicht an, traten in
jedem Fall Wandläsionen auf. Bei Schmelz-und Füllungsrandfrakturen sowie an den
negativen Stufen und Randspalten wurde jeweils eine Wandläsion festgestellt (Tab. 3).
Tab. 3: Korrelation von Wandläsionen und Füllungsimperfektionen im approximalen
Grenzbereich Füllung/Schmelz
Imperfektionen
(Anzahl)
Wandläsionen
(Anzahl)
Füllungsüberschüsse
11
9
Schmelzrandfrakturen
7
1
Füllungsrandfrakturen
10
1
negative Stufen
1
1
Randspalten
1
1
Poren / oberflächliche,
keilförmige Materialdefizite
3
0
Die polarisationsoptische Bilddokumentation liegt mit Abb. 32 -35 vor.
Abb. 32: Approximaler Grenzbereich, Abb. 33: Approximaler Grenzbereich,
approximale Stufe F/S approximale Stufe F/S -Wandläsion (WL) unter
-Wandläsion (WL) unter einem einem Füllungsüberschuss Bondingüberschuss
(BÜ); im (FÜ) Schmelz entwicklungsbedingte (Org. Vergr. 16x) Hypomineralisation
(HM) (Org. Vergr. 16x)
-Wandläsion (WL) an einer -Wandläsion (WL) an einem negativen Stufe (nS) Randspalt
(RS)
(Org. Vergr. 20x) (Org. Vergr. 16x)
An der approximalen Stufe im Dentin traten Wandläsionen am häufigsten unterden
Füllungsüberschüssen auf.Bei mehr als der Hälfte der Füllungsrandfrakturen wurden
Wandläsionenfestgestellt. Meist entwickelten sie sich an der Fortsetzung der
Frakturlinienentlang der Kavitätenwand.Bei den vorhandenen Randspalten traten in
jedem Fall Wandläsionen auf (Tab. 4).Es konnte ein signifikanter Zusammenhang
zwischen dem Auftreten vonWandläsionen und den genannten Imperfektionen
festgestellt werden (Tab. 14, S.86).
Tab. 4: Korrelation von Wandläsionen und Füllungsimperfektionen im approximalen
Grenzbereich Füllung/Dentin
Imperfektionen
(Anzahl)
Wandläsionen
(Anzahl)
Füllungsüberschüsse
8
6
Füllungsrandfrakturen
7
4
negative Stufen
0
0
Randspalten
3
3
Poren / oberflächliche,
keilförmige Materialdefizite
2
1
Die polarisationsoptische Bilddokumentation liegt mit Abb. 36 -40 vor.
Abb. 36: Approximaler Grenzbereich, Abb. 37: Approximaler Grenzbereich,approximale Stufe F/D
approximale Stufe F/D-Wandläsion (WL) unter einem -Wandläsion (WL) an einerFüllungsüberschuss
(FÜ); Füllungsrandfraktur (FRF);Übergang der Oberflächenläsion Füllungsüberschuss (FÜ); Pore(OL)
in Wandläsion (P)(Org. Vergr. 25x) (Org. Vergr. 16x)
-Wandläsion (WL) an einer -Wandläsion (WL) an einem
Füllungsrandfraktur (FRF), Randspalt (RS); Übergang der
Bondingüberschuss (BÜ); Oberflächenläsion (OL) in
Zement (Z) Wandläsion; Zement (Z)
(Org. Vergr. 16x) (Org. Vergr. 16x)
Abb. 40: Approximaler Grenzbereich, approximale Stufe F/D -Wandläsion (WL) an einem
oberflächlichen, keilförmigen Materialdefizit (MD) mit Bondingüberschuss (BÜ); Zement (Z)
(Org. Vergr. 16x)
4.2. REM-Ergebnisse / Vergleich mit POLMI
An den Replikaten der 16 okklusal-approximalen Füllungen mit zirkuläremFüllungsrand
im Schmelz wurden entsprechend der POLMI-Auswertung jeweils 2okklusale
(vestibulär und oral) und ein approximaler Grenzbereich (approximaleStufe) der Füllung
bewertet. Insgesamt konnten so 32 okklusale und 16approximale Grenzbereiche
Füllung/Schmelz in die Untersuchung eingehen.Die in den jeweiligen Grenzbereichen
auftretenden Imperfektionen wurdenunabhängig von der Häufigkeit ihres Auftretens
jeweils nur einmal gewertet.
Eine Übersicht zu den Ergebnissen beider Füllungsgrenzbereiche ist in Tabelle
5dargestellt.Die Resultate der statistischen Bearbeitung sind im Anhang (S. 87-90)
aufgeführt.
Tab. 5: Gesamtübersicht über die Auswertung der Füllungsimperfektionen im REM
Anzahl % 16 32 100
62,5 okklusal
20
Anzahl % 16 16 100
13 81,3 approximale
Stufe im Schmelz
Anzahl der Proben Anzahl der
ausgewerteten Grenzbereiche
Füllungsüberschüsse
Schmelzrandfrakturen
3
9,4
0
0
Füllungsrandfrakturen
18
56,3
10
62,5
6
18,8
2
12,5
25 18
78,1 56,3
73
43,8
18,8
negative Stufen
Randspalten Poren /
oberflächliche, keilförmige
Materialdefizite
4.2.1. Füllungsimperfektionen im okklusalen Füllungsgrenzbereich
Bei den okklusalen Füllungsgrenzbereichen wurden Randspalten am häufigsten
dokumentiert. Sie stellten sich an 25 der 32 untersuchten Grenzbereiche dar. Sie
konnten häufiger als alle übrigen Füllungsimperfektionen festgestellt werden. Dieser
Unterschied war gegenüber fast allen Imperfektionen statistisch signifikant (Tab. 15, S.
87). Füllungsüberschüsse, Füllungsrandfrakturen und Poren bzw. oberflächliche,
keilförmige Materialdefizite traten in jeweils mehr als der Hälfte der kontrollierten
Füllungsgrenzbereiche auf, jedoch ohne signifikanten Unterschied.
Die rasterelektronenmikroskopische Bilddokumentation liegt mit Abb. 41-46 vor.
Abb.
42:
Okklusaler Grenzbereich,
-Randspalt (RS)
(Org. Vergr. 400x)
Abb. 43:
Okklusaler Grenzbereich,
-Randspalt (RS), der sich im
Füllungsmaterial als Füllungs
randfraktur (FRF) fortsetzt
(Org. Vergr. 100x)
Abb.
45:
Okklusaler Grenzbereich,
-Füllungsüberschuss (FÜ) mit
Füllungsrandfraktur (FRF) an der
Füllungsgrenze, Randspalt (RS)
(Org. Vergr. 80x)
Abb. 46:
Okklusaler Grenzbereich,
-Füllungsüberschuss (FÜ) mit
Füllungsrandfraktur (FRF) an
der
Füllungsgrenze, Randspalt
(RS)
(Org. Vergr. 250x)
Im Vergleich der beiden Methoden POLMI und REM zeigte sich im okklusalen
Füllungsgrenzbereich, dass die Füllungsüberschüsse mit beiden Methoden gleich
häufig festgestellt wurden. Schmelzrandfrakturen stellten die einzige Gruppe der
Imperfektionen dar, die im POLMI häufiger als im REM dokumentiert wurden. Dieser
Unterschied war statistisch signifikant (Tab. 18, S. 90). Füllungsrandfrakturen und
negative Stufen konnten im REM häufiger beobachtet werden als im POLMI, was
jedoch statistisch nicht signifikant war. Randspalten und Poren bzw. oberflächliche,
keilförmige Materialdefizite traten im REM ebenfalls häufiger als im POLMI auf; der
Unterschied zwischen dem Auftreten dieser beiden Imperfektionen im REM und POLMI
war nach dem McNemar-Test für abhängige Stichproben statistisch signifikant.
Die
Ergebnisse
beider
Methoden
bezüglich
Füllungsimperfektionen im okklusalen Grenzbereich
der
kontrollierten
sind in Tabelle
6
zusammengefasst.
Tab. 6: Füllungsimperfektionen im POLMI und REM im okklusalen Füllungsgrenzbereich
Anzahl 32
64
40 POLMI
Anzahl der Proben Anzahl
der ausgewerteten
Grenzbereiche
Füllungsüberschüsse (FÜ)
REM
% 100
62,5
32 20
%
100
62,5
3
9,4
Anzahl 16
Schmelzrandfrakturen (SRF)
48
75
Füllungsrandfrakturen (FRF)
24
37,5
18
56,3
negative Stufen (nS)
6
9,4
6
18,8
Randspalten (RS) Poren /
oberflächliche,
keil-förmigeMaterialdefizite
(MD)
16 9
25
14,1
25 18
78,1
56,3
Die grafische Darstellung im Diagramm verdeutlicht noch einmal die Ergebnisse der
beiden Methoden (Abb. 47)
4.2.2.
Füllungsimperfektionen im approximalen Füllungsgrenzbereich (approximale
Stufe)
An den approximalen Stufen im Schmelz stellten Füllungsüberschüsse diehäufigste
Randimperfektion dar. Sie wurden an 13 der 16 kontrolliertenGrenzbereiche
dokumentiert.Füllungsrandfrakturen und Randspalten wurden ebenfalls häufig
festgestellt.Statistisch konnte kein signifikanter Unterschied zwischen dem Auftreten
dieserdrei Imperfektionen festgestellt werden (Tab. 16, S. 88).Negative Stufen und
Poren bzw. oberflächliche, keilförmige Materialdefizite
zeigten sich nur an 2 bzw. 3 Füllungsgrenzbereichen.
Schmelzrandfrakturen wurden an keiner der Proben festgestellt.
Die rasterelektronenmikroskopische Bilddokumentation liegt mit Abb. 48-50 vor.
Abb.
49:
Approximaler Grenzbereich,
Abb. 50:
Approximaler Grenzbereich,
approximale Stufe F/S
-negative Stufe (nS)
approximale Stufe F/S
-Füllungsrandfraktur (FRF)
(Org. Vergr. 180x)
(Org. Vergr. 60x)
Im Vergleich der beiden Methoden POLMI und REM zeigte sich an derapproximalen
Stufe im Schmelz, dass Füllungsrandfrakturen und Poren bzw.oberflächliche,
keilförmige Materialdefizite mit beiden Methoden gleich häufigdokumentiert werden
konnten.Die Schmelzrandfrakturen wurden nur in der POLMI-Auswertung festgestellt.
Füllungsüberschüsse stellten sich im POLMI und im REM vergleichbar dar.
Randspalten wurden im REM wesentlich häufiger als im POLMI dokumentiert.Dieser
Unterschied war statistisch nicht signifikant (Tab. 18, S. 90).
Die Ergebnisse beider Methoden bezüglich der kontrollierten Füllungsimperfektionen
an der approximalen Stufe im Schmelz sind in Tabelle 7 zusammengefasst.
Tab. 7:Füllungsimperfektionen im POLMI und REM im approximalen Grenzbereich
Füllung/Schmelz
POLMI
REM
%
Anzahl
%
Anzahl
Anzahl der Proben
16
16
Anzahl der ausgewerteten
Grenzbereiche
16
100
16
100
Füllungsüberschüsse (FÜ)
11
68,8
13
81,3
Schmelzrandfrakturen (SRF)
7
43,8
0
0
Füllungsrandfrakturen (FRF)
10
62,5
10
62,5
negative Stufen (nS)
1
6,3
2
12,5
Randspalten (RS)
1
6,3
7
43,8
Poren / oberflächliche,
keil-förmige
Materialdefizite(MD)
3
18,8
3
18,8
Die grafische Darstellung im Diagramm verdeutlicht noch einmal die Ergebnisse der
beiden Methoden (Abb. 51)
%
80
81,3
60
40
20
0
68,8
62,5
62,5
43,8
0
43,8
12,5 6,3
6,3
18,8 18,8
Abb. 51: Korrelation der Füllungsimperfektionen im POLMI und REM an der zervikalen Stufe im
Schmelz
FÜ SRF FRF nS RS MD
4.3. Zusammenfassung der Detailergebnisse
Füllungsüberschüsse
Füllungsüberschüsse stellten im okklusalen Füllungsgrenzbereich unabhängig von der
Bewertungsmethode (POLMI/REM) eine der häufigsten Imperfektionen dar. An der
approximalen Stufe im Schmelz stellten Füllungsüberschüsse unabhängig von der
Bewertungsmethode die häufigste Imperfektion dar. Die Füllungsüberschüsse an der
approximalen Stufe im Dentin, die nur polarisationsoptisch kontrolliert wurde, waren
ebenfalls häufig zu erkennen. Zwischen dem Auftreten von Füllungsüberschüssen und
der Entstehung von kariösen Wandläsionen konnte in allen Füllungsgrenzbereichen
ein signifikanter Zusammenhang nachgewiesen werden.
Schmelzrandfakturen
Schmelzrandfrakturen stellten im okklusalen Füllungsgrenzbereich methoden-bedingt
die häufigste Imperfektion in der polarisationsmikroskopischen Auswertung dar. Dies
war statistisch signifikant. An der approximalen Stufe im Schmelz wiesen etwa die
Hälfte der Proben Schmelzrandfrakturen auf (POLMI). Der Zusammenhang zwischen
dem Auftreten von kariösen Wandläsionen an Schmelzrandfrakturen war im
okklusalen Füllungsgrenzbereich statistisch signifikant.
Füllungsrandfrakturen
Füllungsrandfrakturen traten im okklusalen Füllungsgrenzbereich bei über 1/3 der
Füllungen auf (POLMI/REM). Sie fanden häufig ihre Fortsetzung in
Schmelzrandfrakturen (s. Abb. 8, S. 25). An den approximalen Stufen stellten sowohl
im Schmelz als auch im Dentin bewertungsunabhängig (POLMI/REM)
Füllungsrandfrakturen die zweithäufigste Imperfektion dar. Im okklusalen
Füllungsgrenzbereich und an der approximalen Stufe im Dentin war der
Zusammenhang zwischen Füllungsrandfrakturen und kariösen Wandläsionen
signifikant.
Negative Stufen
Negative Stufen traten sowohl im okklusalen Füllungsgrenzbereich als auch an den
approximalen Stufen im Schmelz und Dentin selten auf (POLMI/REM).
Randspalten
Randspalten stellten im okklusalen Füllungsgrenzbereich die häufigste Imperfektion in
der rasterelektronenmikroskopischen Auswertung dar. Methodenbedingt wurden nur
etwa 1/3 dieser Randspalten polarisationsoptisch erfasst. Randspalten wurden im
okklusalen Füllungsgrenzbereich häufiger dokumentiert als an den approximalen
Stufen (POLMI/REM). Dieser Unterschied zwischen okklusalem Grenzbereich und
approximaler Stufe im Schmelz war statistisch signifikant. Es wurde ein statistisch
signifikanter Zusammenhang zwischen Randspalten und kariösen Wandläsionen
festgestellt.
Poren bzw. oberflächliche, keilförmige Materialdefizite
Poren bzw. oberflächliche, keilförmige Materialdefizite wurden okklusal bei überder
Hälfte der bewerteten Grenzbereiche festgestellt (REM).Methodenbedingt wurden
polarisationsoptisch nur etwa ein Viertel dieserFüllungsimperfektionen erfasst.Ein
Zusammenhang zwischen dem Auftreten dieser Imperfektion und denkariösen
Wandläsionen konnte statistisch nicht gesichert werden.
5. Diskussion
5.1. Diskussion der Methode
Als Zahnproben kamen in der vorliegenden Arbeit dritte Molaren zur Anwendung. Die
Proben wurden in der Zeit zwischen Extraktion und Versuchsbeginn (maximal ½ Jahr)
in 0,1 %iger Thymollösung aufbewahrt, da sich hieraus keine Veränderungen des
Verbundes zwischen Zahnhartsubstanz und Füllungsmaterial nach der späteren
Füllungsanlage ergeben (Haller 1992, Hilton 1998).
Vor der Kavitätenpräparation und Füllungsanlage wurden je zwei Zähne in ein
Silikonmodell mit Approximalkontakt eingebracht, um sich so in etwa der klinischen
Situation anzunähern. Die 32 Zahnproben wurden mit zweiflächigen Füllungen der
Kavitätenklasse II im Sinne der klinisch häufig vorzufindenden Sekundärversorgung
versehen. Dabei lag die approximale Stufe bei 16 Zähnen koronal und bei 16 Zähnen
unterhalb der Schmelz-Zementgrenze. Die okklusalen Kavitätenränder wurden
entsprechend den Ergebnissen verschiedener Studien nur „gebrochen“, da dünne
Kompositschichten an einer Anschrägung im okklusalen Grenzbereich unter der
Kaubelastung frakturieren können (Ferracane 1999, Schmeiser und Hannig 1999). Die
axialen approximalen Kavitätengrenzen und die im Schmelz befindlichen approximalen
Stufen wurden angeschrägt, um einen optimalen Schmelz/Komposit-Verbund zu
erhalten und die Randqualität von Klasse-II-Füllungen an der approximalen Stufe zu
verbessern (Meyer et al. 1992, Hugo et al. 1992, 1999, Lösche et al. 1993, Opdam et
al. 1998 a und b, Hilton und Ferracane 1998). Dietschi et al. (1995) empfehlen eine
Anschrägung nur, wenn die zervikale Kavitätengrenze mindestens 1 mm koronal der
Schmelz-Zement-Grenze liegt. Dieser Voraussetzung entsprachen in unserer Studie
alle approximalen Stufen im Schmelz. Die approximalen Stufen im Dentin wurden nicht
angeschrägt.
Die Notwendigkeit der Applikation einer Unterfüllung wird seit längerem kontrovers
diskutiert. Einerseits wird der Dentinhaftung und der Versiegelung der Dentintubuli
durch das Bonding eine große Rolle beigemessen, andererseits reduziert die Anlage
einer Unterfüllung die Menge an schrumpfendem Komposit und wird nach wie vor auch
als Pulpaschutz angesehen. In verschiedenen Studien konnte kein signifikanter
Unterschied hinsichtlich der Grenzflächensicherheit bei totaler Bonding-Technik bzw.
der Anwendung einer konventionellen Unterfüllung gefunden werden (Haller und
Trojanski 1998, Dietrich et al. 1999). Obwohl letzteres nicht abschließend geklärt ist,
wurde in unserer Studie auf eine klassische Unterfüllung auch verzichtet, um aus
experimenteller Sicht die Stabilität der Füllung nicht zu beeinträchtigen und bei der
Dünnschnittherstellung die Gefahr einer Fraktur der Schnitte zu vermeiden.
®
Als Füllungsmaterial verwendeten wir Solitaire2 . Die Auswahl des Komposites erfolgte
vor allem unter dem Aspekt der Stopfbarkeit. Die „kondensierbaren“
Komposit-Materialien zeigen meist ein besseres Handling, sind im Seitenzahnbereich
besser applizierbar und es kann durch die Verwendung der stabileren Metallmatrizen
zumindest primär eine günstigere approximale, initiale Kontaktsituation geschaffen
werden (Balkenhol 1997, Leinfelder et al. 1999, Kelsey et al. 2000). Die stopfbaren
Komposite haben durch die Erhöhung des Fülleranteils eine höhere Viskosität, aber
gleichzeitig führt dies zu einem Verlust der Eigenelastizität des Materials. Dies kann
dazu führen, dass Polarisationsschrumpfungskräfte weniger kompensiert werden
können. Dies sind gleichzeitig Vor-und Nachteile für ein definitives Füllungsmaterial
®
und waren für uns die Gründe zur Materialauswahl. Solitaire2 stellt das verbesserte
®
Nachfolgepräparat des Solitaire dar, welches nach kurzer Zeit wieder vom Markt
genommen wurde, da es unter anderem die ADA-Kriterien nicht erfüllte (Ernst et al.
2001 b, Klier 2003).
Nach der Füllungsanlage wurden die Zahnproben in der vorliegenden Studie für 4
Wochen in bidestilliertem Wasser gelagert und in diesem Zeitraum einem
Thermocycling ausgesetzt.
Durch Wasseraufnahme kann es zur Verringerung der Elastizität des
Kompositmaterials und einer Expansion der Bondingschicht und / oder des Komposites
kommen (Kullmann 1990, Manhart et al. 1999, Göhring et al. 2005). Dies kann im
Füllungsgrenzbereich unter Belastung zu Frakturen und zur Desintegration führen und
somit einen wichtigen Faktor bei der Entstehung von Sekundärkaries darstellen
(Hannig und Bott 2000, Manhart et al. 2001b). Die zusätzlichen
Temperaturschwankungen durch das Thermocycling, denen die Proben ausgesetzt
wurden, sind denen der Mundhöhle vergleichbar. In der vorliegenden Studie wurden
1500 Zyklen bei Grenztemperaturen zwischen 20 und 65 °C durchgeführt, wie es in
ähnlicher Weise von Sc ott et al. (1992) und Glockner et al. (1998a, b) empfohlen
wurde. Die Alterung der in-vitro applizierten Füllungen entspricht nach 1500 Zyklen
Temperaturwechselbelastung im Kausimulator ca. 6 Monaten nach Füllungsapplikation
in der Mundhöhle (Krejci et al. 1990).
Im Anschluss an das Thermocycling wurden an den Füllungsgrenzbereichen artifizielle
kariöse Läsionen erzeugt. Das in der vorliegenden Arbeit verwendete chemische
System zur experimentellen Kariesauslösung geht auf die Gelmethode von ten Cate
und Arends (1978) zurück, die von Kraft et al. (1993) modifiziert wurde. Wir wählten
dieses experimentelle Modell aufgrund der Vorteile, dass die
Demineralisationsparameter relativ sicher zu handhaben, exakt zu kontrollieren und zu
variieren sind. Bei den Veränderungen der Demineralisationsbedingungen musste
neben dem Ziel, Wandläsionen und Oberflächenläsionen zu erhalten, vor allem auch
die unterschiedliche Säureanfälligkeit von Schmelz und Dentin beachtet werden. In
umfangreichen Vorversuchen haben wir die Konsistenz der Pufferlösung, die Dauer der
Demineralisation und die Temperatur den aktuellen Anforderungen angepasst. Hierzu
wurden wässrige, 1,6 %ige, 3 %ige und 6 %ige Hydroxyethylcellulose (HEC)-Lösungen
getestet. In wässriger oder 1,6 %iger HEC-Lösung war die Säureattacke so stark, dass
die Oberflächenläsionen im Schmelz bei der Dünnschnittherstellung zerstört wurden.
Mit der 6 %igen HEC-Lösung hingegen konnten nur selten initialen Wandläsionen
provoziert werden. Aus diesen Gründen wurde für die vorliegende Aufgabenstellung die
3 %ige Lösung zur experimentellen Kariesauslösung gewählt.
Weiterhin wurden die Proben über 1, 2 oder 3 Wochen demineralisiert. Die längeren
Säureattacken sollten die Diagnose „initiale Wandläsion“ untermauern. Tatsächlich
konnten durch die längeren Demineralisationszeiten jedoch keine ausgeprägteren
Wandläsionen festgestellt werden. Im Gegensatz dazu wurden die
Oberflächenläsionen im Schmelz mit zunehmender Demineralisationsdauer tiefer (1
Woche: ca. 110 µm, 2 Wochen: ca. 190 µm, 3 Wochen: ca. 290 µm) und frakturierten
bei 3 wöchiger Demineralisation häufig während der Dünnschnittherstellung. Für den
Hauptversuch wurden deshalb 2 Wochen als Demineralisationszeit gewählt. Im Dentin
konnten bereits innerhalb von einer Woche genügend stark ausgeprägte
Oberflächen-und Wandläsionen erzielt werden. Als dritte Komponente der
Demineralisationsparameter wurde die optimale Temperatur getestet. Die Vorversuche
ergaben, dass die Auslösung von Wandläsionen bei einer Umgebungstemperatur von
37 °C günstiger als bei der bisher in den Experimenten zur artifiziellen Karies üblichen
Zimmertemperatur erreichbar ist.
Um die demineralisierten Füllungsgrenzbereiche polarisationsoptisch untersuchen zu
können, mussten Dünnschnitte angefertigt werden. Häufig werden
Füllungsgrenzbereiche an Hand nur eines Längsschnittes durch die Restauration
beurteilt (Hilton 1998, Kournetas et al. 2004). Um jedoch repräsentativere Anteile der
Füllung erfassen zu können, wurden in der vorliegenden Studie vom okklusalen Anteil
jeder Füllung 6 bis 9 und von der approximalen Stufe 3 bis 6 Schnitte hergestellt und
damit etwa 1/3 – 2/3 des okklusalen Grenzbereiches bzw. der approximalen Stufe
bewertet. Bei der Herstellung der Dünnschnitte wurden unter dem Stereomikroskop
markante Stellen des Füllungsrandes, wie Füllungsüberschüsse,
Füllungsrandfrakturen, negative Stufen und Randspalten, ausgewählt. Die
Schnittherstellung selbst erfolgte unter ständiger Wasserkühlung. Zwischen den
einzelnen Schnitten musste die Oberfläche der Zähne zur Stabilisierung der Schnitte
mit selbsthärtendem Kunststoff abgedeckt werden. Obwohl bei allen Proben die
Trocknungszeiten während der einzelnen Bearbeitungsschritte (Aufblocken auf die
Objektträger, Ablösen des stabilisierenden Kunststoffes etc.)
der Schnittherstellung so gering wie möglich gehalten wurden, waren Artefaktenicht
ganz zu vermeiden.Für eine optimale Bewertung der Schnitte war es von nicht geringer
Bedeutung,dass die Schnittrichtung beim Sägen senkrecht zum Füllungsrand
gewähltwurde, da sonst Unschärfen durch Überlagerungen die
Auswertunginsbesondere von Randspalten erschweren.
Zur polarisationsmikroskopischen Auswertung des
GrenzbereichesFüllung/Schmelz wurde Ethanol als Imbibitionsmedium verwendet, da
Ethanolaufgrund seiner geringen Oberflächenspannung schnell in die Poren
desSchnittes diffundieren kann. Im Grenzbereich Füllung/Dentin wurde
bidestilliertesWasser benutzt, da das Dentin bei Imbibition mit Alkohol schrumpft und
sichdabei Artefakte entwickeln können (Ruben und Arends 1993). Wasser besitztzwar
eine höhere Oberflächenspannung, hat aber eine kleinere Molekülgröße alsAlkohol.
Hierdurch benötigt es länger zur Diffusion, ist aber in der Lage allePoren auszufüllen
(Schmidt und Keil 1958)Die Beurteilung der einzelnen Schnitte ergab, dass ein
bestimmter Grenzbereicheiner Füllung bei der Bewertung fast immer mehrere
Randimperfektionen zeigte.
Daher
war
die
Anzahl
Randimperfektionen
der in den Ergebnissen
größer als
die
Anzahl
der
dokumentierten
ausgewerteten
Füllungsgrenzbereiche.
Für die mikromorphologische Untersuchung im Rasterelektronenmikroskop mussten
vor der Demineralisation Replikate der Zähne hergestellt werden. Es wurden nur die
Füllungen, deren approximale Stufe koronal der Schmelz-Zementgrenze lag von
okklusal und approximal abgeformt. Die Proben mit zervikalem Füllungsrand im Dentin
wurden nicht repliziert, da bei diesem Vorgang die Proben mehrmals getrocknet
werden müssen und es dabei häufig zur Schrumpfung des Dentins kommt.
Bei
der
rasterelektronenmikroskopischen
Dokumentation
der
Füllungsimperfektionen
Untersuchung
ebenso
wie
erfolgte
bei
die
der
Polarisationsmikroskopie zahn-und flächenbezogen unabhängig von der Häufigkeit
ihres Auftretens.
Damit unterscheidet sich diese experimentelle Untersuchung von Methoden, die bei
klinisch kontrollierten Studien angewandt werden und häufig eine quantitative bzw.
semiquantitative Aussage zu Imperfektionen in Bezug zum gesamten Füllungsumfang
geben (Kosa et al. 1991, Hoyer et al. 1993, Langer 1996, Gängler et al. 2001, Hoyer
und Montag 2002). In diesem Zusammenhang ist die in unserer Studie gewählte
Methodenkombination vorteilhaft, weil damit wichtige Informationen zum
Grenzflächenverhalten, die für die klinische Sicherheit und langfristige Prognose von
Restaurationen von großer Bedeutung sind, nur so erhalten werden können.
5.2. Diskussion der Ergebnisse
Die Verteilung der Randimperfektionen in den verschiedenen Grenzbereichen der 32
okklusal-approximalen Kompositfüllungen stellte sich abhängig von der
Bewertungsmethode (POLMI / REM) different dar.
Im okklusalen Füllungsgrenzbereich stellten bei beiden Methoden (POLMI / REM)
Füllungsüberschüsse eine der häufigsten Imperfektionen dar. Loher et al. (1997)
erklärten in ihrer klinischen Studie mit verschiedenen zahnfarbenen
Füllungsmaterialien, dass das gehäufte Auftreten von Überschüssen gerade an
Kompositfüllungen durch die gute Farbanpassung zustande kommt.
Füllungsüberschüsse können sowohl mit der polarisationsoptischen als auch
rasterelektronenmikroskopischen Auswertung eindeutig bewertet werden. Der Vorteil
der Rasterelektronenmikroskopie liegt darin, dass dabei der gesamte
Füllungsgrenzbereich beurteilt werden kann. Die Polarisationsmikroskopie hat
gegenüber der Rasterelektronenmikroskopie jedoch den Vorteil, dass auch der klinisch
wichtige Bereich unterhalb des Füllungsüberschusses beurteilt werden kann und so die
Verbindung zur Zahnhartsubstanz, die Stärke des Überschusses und eventuelle
weitere Imperfektionen unterhalb des Füllungsüberschusses festgestellt werden
können. Zwischen dem Auftreten von Füllungsüberschüssen und der Entstehung von
initialen kariösen Läsionen konnte in allen drei untersuchten Füllungsgrenzbereichen
ein statistisch signifikanter Zusammenhang nachgewiesen werden. Besonders häufig
traten diese Läsionen an Füllungsüberschüssen in den approximalen
Füllungsgrenzbereichen auf. Ursache für den Zusammenhang von
Demineralisationszeichen und Füllungsüberschüssen ist, dass der Verbund des
Materials mit der unkonditionierten Zahnoberfläche ungenügend ist. Sorgfältigste,
zahnhartsubstanzschonende Nachbearbeitung der Füllungsränder in allen
Grenzbereichen ist für die therapeutische Sicherheit von Kompositfüllungen
-insbesondere zur Kariesprävention -von größter Bedeutung.
Schmelzrandfrakturen stellten im Polarisationsmikroskop im okklusalen
Füllungsgrenzbereich die häufigsten Randimperfektionen dar. An den approximalen
Stufen im Schmelz waren sie mit dieser Methode bei ca. 50 % zu erkennen.
Schmelzrandfrakturen wurden größtenteils an exakten Füllungsgrenzen diagnostiziert,
was auf einen primär akzeptablen Verbund zwischen Schmelz und Komposit schließen
lässt. Schmelzrandfrakturen sind ein Anzeichen dafür, dass die Elastizität des
Schmelzes einerseits und die Eigenelastizität es Füllungsmaterials andererseits nicht
ausreichen, um die auftretenden Spannungen auszugleichen (Sakaguchi et al. 2005).
Tantbirojn et al. (2004) untersuchten in-vitro wie sich die Verformung von Zähnen nach
der Anlage verschieden großer Kompositfüllungen (von kleinen Klasse I-bis hin zu
dreiflächigen Klasse II-Füllungen) darstellt. Sie konnten dokumentieren, dass in den
Arealen des Füllungsrandes, in denen besonders hohe Spannungen gemessen
wurden, auch ein gehäuftes Auftreten von Schmelzrandfrakturen zu beobachten war.
Mit dem Rasterelektronenmikroskop konnten in unserer Studie seltener
Schmelzrandfrakturen dokumentiert werden als im Polarisationsmikroskop. Dies liegt
zum größten Teil daran, dass die Imperfektionen an der Zahnoberfläche genau an der
Kontaktstelle Schmelz/Komposit ihren Ursprung haben und somit als
Schmelzrandfrakturen nicht objektiviert werden konnten. An den approximalen Stufen
waren Schmelzrandfrakturen zum Teil auch unter der Schmelzrandanschrägung
lokalisiert und hatten somit keine Verbindung zur Oberfläche. Ebenso wie in
vorliegender Studie konnte Klier (2003) in einer in-vitro Studie mittels REM-Analyse
auch bei Klasse-II-Füllungen mit Solitaire
®
(dem bereits aus dem Handel genommenen Vorgängerprodukt von
®
Solitaire2 ) deutlich weniger Schmelzrandfrakturen im approximalen als im okklusalen Füllungsgrenzbereich nachweisen. Dietschi
und Herzfeld (1998) konnten Schmelzrandfrakturen im Rasterelektronenmikroskop vor allem an nicht angeschrägten
Füllungsrändern feststellen. Bei in-vitro Studien sind nach Krejci et al. (1993) und Lutz et al. (2000) besonders bei Verwendung
eines Kausimulators Schmelzrandfrakturen zu finden und werden der mechanischen Belastung zugeschrieben. In vorliegender
Arbeit konnten an ca. 1/4 der Schmelzrandfrakturen im okklusalen Grenzbereich initiale kariöse Läsionen ausgelöst werden. Häufig
wurden im Polarisationsmikroskop entlang der Schmelzrandfrakturen Läsionen festgestellt,
die noch keinen
Kontakt zur Zahnoberfläche aufwiesen. Erst ein Fortschreiten der Demineralisierung
lässt diese Läsionen am Füllungsrand sichtbar werden. Approximal traten in unserem
Experiment seltener kariöse Läsionen an den Schmelzrandfrakturen auf. Wir führen
dies darauf zurück, dass diese Frakturen häufig unter der intakten Füllungsoberfläche
lokalisiert waren und so nicht immer mit der Pufferlösung in Kontakt kommen konnten.
Es kann nicht mit Sicherheit gesagt werden, ob alle Schmelzrandfrakturen rein
materialbedingt (Polymerisationsschrumpfung, künstliche Alterung) oder
möglicherweise auch anteilig als Artefakte bei der Schnittherstellung entstanden sind.
Ein Indikator für die materialbedingte Entstehung der Frakturen ist jedoch die
Auslösung von initialen kariösen Läsionen an immerhin 1/4 der insgesamt
beobachteten Schmelzrandfrakturen im okklusalen Grenzbereich, die die Entstehung
vor der Schnittherstellung voraussetzt.
Sowohl mit der Polarisationsmikroskopie als auch der Rasterelektronenmikroskopie
traten Füllungsrandfrakturen im okklusalen Füllungsgrenzbereich bei über 1/3 der
Füllungen auf. Sie entstanden häufig in Bereichen, in denen Füllungsüberschüsse
festgestellt wurden. Hier ändert sich die Schichtdicke des Komposits sehr stark und
auftretende Spannungen im Material finden in diesem Bereich eine Schwachstelle. Bei
der rasterelektronenmikroskopischen Auswertung wurden im Vergleich zum
Polarisationsmikroskop mehr Füllungsrandfrakturen dokumentiert. Das liegt darin
begründet, dass für die polarisationsoptische Auswertung bei der Schnittherstellung
nicht jeder Bereich der Füllung und somit nicht alle Frakturen erfasst werden können.
Besonders bemerkenswert ist jedoch, dass mit dieser Methode an fast allen
Füllungsrandfrakturen Fortsetzungen der Frakturlinien im darunter liegenden Schmelz
oder in Form von Kontinuitätstrennungen von Füllung und Schmelz festgestellt werden
konnten. Diese entstehen offensichtlich aufgrund von Spannungen im
Füllungsgrenzbereich und führen zu einer Schwächung des adhäsiven Verbundes und
damit auch der Füllung bzw. der Zahnhartsubstanz. Über Fortsetzungen von
Frakturlinien kann mit der rasterelektronen-mikroskopischen Auswertung keine
Aussage getroffen werden. Kournetas et al. führten 2004 in einer in-vitro Studie einen
Vergleich des Randverhaltens dreier Materialien (2 Ormocere und ein Hybridkomposit)
an schmelzbegrenzten Klasse-II-Füllungen durch und konnten im
Polarisationsmikroskop bei den beiden Ormoceren das Auftreten von Frakturlinien im
Füllungsmaterial nach Belastung in einem Kausimulator dokumentieren, nicht aber bei
den Füllungen mit einem Hybridkomposit. Das schlechtere Resultat bei den Ormoceren
führen die Autoren auf die mit dem jeweiligen Material verwendeten Bondingsysteme
und hierbei auf die bei den Ormocer-Füllungen häufig angetroffenen dicken
Bondingschichten an den Kavitätenwänden zurück. Mit beiden
Untersuchungsmethoden konnten in unserer Studie die Füllungsrandfrakturen am
häufigsten an der approximalen Stufe im Schmelz beobachtet werden. Das
Kompositmaterial frakturierte hier entweder senkrecht zur Oberfläche an der
Anschrägung oder am Füllungsüberschuss, da sich hier die Schichtstärke und so die
Stabilität des Materials änderte. In der Hälfte der Fälle setzten sich die
Füllungsrandfrakturen im Schmelz oder an der Kavitätenwand fort. Haller und Schuster
(2000) untersuchten die Randqualität eines Ormocers und eines Feinhybridkomposites
in Klasse-II-Füllungen in-vitro anhand der REM-Randanalyse und der
Farbstoffpenetration und fanden ebenso Füllungsrandfrakturen hauptsächlich an den
schmelzbegrenzten approximalen Stufen der Füllungen. An der dentinbegrenzten
approximalen Stufe traten die Füllungsrandfrakturen in unsere Studie immer in
Verbindung mit Füllungsüberschüssen auf. Fortsetzungen der Frakturen äußerten sich
als Kontinuitätstrennungen zwischen Füllung und Dentin. Hennig et al. (2002, 2004)
berichteten in klinischen Studien über eine Zunahme von Füllungsrandfrakturen über
einen Kontrollzeitraum von 0, 6 und 12 Monaten an Ormocer-Füllungen der
Kavitätenklasse V besonders im Dentinrandbereich. Ähnliche Ergebnisse wurden 2002
von Helbig et al. in einer klinischen Studie über das Komposit-Adhäsivsystem Point4
TM
/
TM
OptiBond Solo Plus
veröffentlicht. Es kam dabei ebenfalls zunehmend zu Füllungsrandfrakturen im Dentinrandbereich. Die
Ergebnisse der klinischen Studien von Hennig et al. (2002, 2004) und Helbig et al. (2002) korrelieren somit nicht mit den
Resultaten der vorliegenden in-vitro Studie sowie den von Haller und Schuster (2000) festgestellten Ergebnissen. Dies ist mit
großer Wahrscheinlichkeit auf die höhere mechanische Belastung in-vivo zurückzuführen. Ernst et al. 2000 und 2001 (c)
®
dokumentierten in einer klinischen Studie mit Solitaire2 ein halbes und ein Jahr nach Füllungsanlage keine
Füllungsrandfrakturen. Diese Ergebnisse könnten darin begründet sein, dass primär
vorhandene Füllungsrandfrakturen an Überschüssen und Anschrägungen unter
klinischen Bedingungen schon nach wenigen Wochen oder Monaten zum Abbrechen
dünner Füllungsausläufer führen und bei klinischen Kontrollen als positive bzw.
negative Stufen registriert werden. Im okklusalen Füllungsgrenzbereich und an der
approximalen Stufe im Dentin war der Zusammenhang zwischen Füllungsrandfrakturen
und kariösen Läsionen in unserer Studie signifikant. Diese entstanden größtenteils an
der Fortsetzung der Frakturlinie. Da sich diese Läsionen unterhalb des
Füllungsmaterials befinden, ist klinisch eine frühzeitige Defektdiagnostik schwierig.
Im Rasterelektronenmikroskop stellten lokalisierte, oberflächliche
Kontinuitätstrennungen (Randspalten) im okklusalen Füllungsgrenzbereich die
häufigste Imperfektion dar. Diese lokalen Randspalten wurden mit dem
Rasterelektronenmikroskop dreimal häufiger detektiert als mit dem
Polarisationsmikroskop, da bei der Schnittherstellung nicht alle Randspalten erfasst
werden konnten. An der approximalen Stufe im Schmelz wurde bei etwa der Hälfte der
Proben anteilig Randspalten festgestellt (REM). Frankenberger und Tay (2005)
untersuchten in ihrer in-vitro Studie den Einfluss verschiedener Bondingmethoden auf
die marginale Integrität von Kompositfüllungen vor und nach thermomechanischer
Belastung und konnten im Rasterelektronenmikroskop sowohl an der Füllungsgrenze
im Schmelz als auch im Dentin einen deutlichen Anstieg der vorgefundenen
Randspalten nach der Belastung feststellen. Dies entspricht im Vergleich der
verwendeten Bondingsysteme unseren Ergebnissen. Im Grenzbereich Füllung/Dentin
konnten von Frankenberger und Tay (2005) maximal 70 % der Grenzbereiche als
randspaltfrei dokumentiert werden. Im Gegensatz hierzu konnten Leevailoj et al. (2001)
in ihrer in-vitro Studie mit fünf unterschiedlichen Komposit-und Bondingsystemen
mittels Autoradiographie häufiger Randspalten an den approximalen Füllungsrändern
im Dentin als okklusal feststellen. Sie führten dieses Ergebnis auf die geringere
Haftung des Füllungsmaterials am Dentin als am Schmelz zurück. Alonso et al. (2004)
untersuchten die Auswirkungen verschiedener Polymerisationsmethoden und die
zusätzliche Verwendung von fließfähigen Kompositen als Linern auf den marginalen
Verbund von Komposit und Dentin in-vitro im Stereomikroskop und kamen ebenfalls zu
dem Ergebnis, dass ein sicherer Verbund im Füllungsgrenzbereich im Dentin kaum
möglich ist. Zum gleichen Ergebnis kamen Miguez et al. (2004), die den Unterschied
von inkremental und bulk-filled Klasse-I-Kompositfüllungen und die Kombination dieser
Methoden bei zusätzlicher Anwendung fließfähiger Komposite als Liner in einer in-vitro
Studie im Rasterelektronenmikroskop untersuchten. Sie konnten mit der bulk-fill
Methode ohne Liner bei der Hälfte der Proben Randspalten feststellen. Klier (2003)
untersuchte in einer in-vitro Studie das Oberflächen-und Randverhalten dreier
modifizierter Komposite (Solitaire
®
®
®
, Arabesk Top , Tetric ) mittels REM und Farbstoffpenetrationstest. Ebenso wie
®
in unserer Studie mit dem Nachfolgeprodukt Solitaire2 konnte sie bereits für Solitaire
®
im okklusalen
Füllungsgrenzbereich oberflächliche Kontinuitätstrennungen als häufigste Imperfektion
feststellen. Im Gegensatz zu unseren Ergebnissen konnten Rosin et al. (2002) in einem
in-vitro Vergleich verschiedener Kompositsysteme mit der Materialkombination
Solitaire2
®
und Solid Bond bei Farbstoffpenetrationstests die wenigsten Randspalten beobachten. In dieser Studie von Rosin
et al. wurden 5 verschiedene Komposits in Kombination mit den dazugehörigen Bondingsystemen in 160 rein dentinbegrenzte
Kavitäten eingebracht. Die Zähne wurden nach der Füllungsanlage dem Thermocycling zugeführt (2000 Zyklen bei 5°-55 °C) und
im Anschluss mittels Farbstoffpenetrat ionstest auf mögliche Randspaltbildung hin untersucht. Der Unterschied zu den Ergebnissen
der vorliegenden Studie lässt sich methodisch erklären, da die von uns gewählte mikromorphologische Methodenkombination eine
wesentlich diffizilere Auswertung der Proben ermöglicht. Zusätzlich wurde in der Studie von Rosin et al. mit drei verschiedenen
Methoden das Ausmaß der Polymerisationsschrumpfung der 5 unterschiedlichen Kompositmaterialien gemessen. Dabei wurden
®
für Solitaire2 die höchsten Werte im Vergleich der Materialien festgestellt, was nicht mit den dokumentierten Ergebnissen
bezüglich der Randspalten in derselben Studie in Korrelation zu bringen ist. Komplett randspaltfreie Restauration sind heute weder
okklusal noch approximal möglich (Szep et al. 2001). Manhart et al. (1999) und Haller und Schuster (2000)
weisen darauf
hin, dass Füllungsränder besonders nahe bzw. unterhalb der Schmelz-Zementgrenze
eine größere Tendenz zur Spaltbildung zeigen. In allen Füllungsgrenzbereichen traten
in unserer Studie kariöse Läsionen am häufigsten im Zusammenhang mit lokalen
Randspalten in Erscheinung. Die Diffusion von Flüssigkeiten bzw. Pufferlösungen
findet entlang des Randspaltes und, wie Yu et al. (1992) und Haller et al. (1993)
nachgewiesen haben, auch durch die Bondingschicht an der Kavitätenwand statt. Die
enge Beziehung zwischen Randspalten, d.h. partiellen Öffnungen des adhäsiven
Verbundes von Zahnhartsubstanz und Füllung, und kariösen Läsionen wird auch in
klinischen Studien belegt (Gängler et al. 2002 und 2004). Verschiedene in-vitro Studien
(Chen et al. 2001, Leevailoj et al. 2001, Manhart et al. 2001a&c) und in-vivo Studien
(Manhart 2006, Manhart et al. 2000) zeigten bereits, dass die leichtere Applikation der
stopfbaren Komposite nicht die erwartete Optimierung im Grenzbereich erbrachte.
6. Schlussfolgerungen
-Die wichtigsten Füllungsimperfektionen (Füllungsüberschüsse, Schmelzrand-frakturen,
Füllungsrandfrakturen, Randspalten) waren grundsätzlich sowohl
rasterelektronenmikroskopisch als auch polarisationsmikroskopisch nachweisbar. Es
bestand okklusal ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Auftreten dieser
Imperfektionen und der Entstehung von experimentellen kariösen Wandläsionen.
-Der Vorteil der Methodenkombination (REM/POLMI) ist es, bereits erste
Deteriorationen im superfiziellen und subfiziellen Füllungsgrenzbereich erkennen zu
können, die ihrerseits bei weiterer Ausprägung erheblichen Einfluss auf die
langfristige Sicherheit von Restaurationen haben können.
-Für die Klinik lässt sich ableiten, dass die sorgfältigste Applikation und
Nachbearbeitung (Lupenbrille!) generell bei allen Kompositfüllungen für die
langfristig sichere Prognose der Restaurationen von größter Bedeutung ist.
7. Literaturverzeichnis
Alonso RCB, Cunha LG, Correr GM, De Goes MF, Correr-Sobrinho L, Puppin-Rontani
RM, Sinhoreti MAC (2004)Association of photoactivation methods and low modulus
liners on marginaladaptation of composite restorations.Acta Odontol Scand 62:
298-304.
Balkenhol M (1997)Neue Wege für die zahnfarbene
Seitenzahnversorgung.Sonderdruck aus Wehrmedizin und
Wehrpharmazie 3.
Bauer M (2005)10
-9
Nanokomposite.Zahnärztl Prax 8
(9): 464-465.
Blunk U und Haller B (1999)Klassifikation
von Bondingsystemen.Quintessenz 50:
1021-1033.
Boyle EL, Higham SM, Edgar WM (1998)The production of subsurface
artificial caries lesions on third molar teeth.Caries Res 32: 154-158.
Buonocore MG (1955)A simple method of increasing the adhesion of acrylic filling
materials to enamelsurface.J Dent Res 34: 849-853.
ten Cate JM and Arends J (1978)Remineralization of Artificial Enamel Lesions in vitro.
II Determination ofActivation Energy and Reaction Order.Caries Res 12: 213-222.
Chen HY, Manhart J, Hickel R, Kunzelmann KH (2001)Polymerization
contraction stress in light-cured packable composite resins.Dent Mater 17:
253-259.
Danebrock M (2004)Nanotechnologie – neue
Chancen für Composite.Zahnärztl Prax 7: 144-145.
Dietrich T, Lösche AC, Lösche GM, Roulet JF (1999)Marginal adaptation of direct
composite and sandwich restorations in Class IIcavities with cervical margins in
dentine.J Dent 27: 119-128.
Dietschi D and Herzfeld D (1998)In vitro evaluation of marginal and internal adaptation
of class II resin compositerestorations after thermal and occlusal stressing.Eur J Oral
Sci 106: 1033-1042.
Dietschi D, Scampa U, Campanile G, Hotz J (1995)Marginal adaptation and seal of
direct and indirect Class II composite resinrestorations: an in vitro
evaluation.Quintessenz Int 26: 127.
Ernst CP und Willershausen B (2003)Eine aktuelle Standortbestimmung
zahnärztlicher Füllungskomposite.Zahnärztl Mitt 93 (7): 30-40.
Ernst CP, Willershausen B, Buhtz C (2000)Klinische Studie zu Solitaire2: Bessere
Ergebnisse als das Vorgängermaterial.Pressegespräch bei Heraeus Kulzer, Hanau, 13.
April 2000.
Ernst CP, Cortain G, Spohn M, Buhtz Ch, Rissing C, Willershausen B
(2001a)In-vitro-und in-vivo-Untersuchungen zur Randqualität eines
stopfbarenKompositmaterials in Klasse-II-Kavitäten bei zusätzlicher Verwendung
einesFlow-Komposites.ZWR 110. Jahrg. 2001 (6): 401-410.
Ernst CP, Martin M, Stuff S, Willershausen B (2001b)Clinical performance of a
packable resin composite for posterior teeth after 3years.Clin Oral Investig 5: 148-155.
Ernst CP, Rissing C, Willershausen B (2001c)Clinical performance of
Solitaire2 in posterior teeth: one-year results.J Dent Res 80: 151.
Ferracane JL (1999)Status of research on new fillers and new resins for dental
composites in„advances adhesive dentistry“.3rd intern. Symposium: 3-29.
Fontana M, Gonzàles-Cabezas C, Wilson ME, Appert C (1999)In vitro evaluation of a
„smart“ dental material for its efficacy in preventingsecondary caries using a microbial
artificial mouth model.Am J Dent 12: 8-9.
Frankenberger R und Tay FR (2005)Self-etch vs etch-and-rinse adhesives: effect of
thermo-mechanical fatigue loadingon marginal quality of bonded resin composite
restorations.Dent Mater 21: 397-412.
Frankenberger R, Strobel WO, Oberschachtsiek H, Petschelt A, Krämer N,Lohbauer U
(2002)Kompositreparatur im Seitenzahnbereich.ZWR 111. Jahrg. 2002 (10): 517-522.
Gängler P, Hoyer I, Montag R (2001)Clinical evaluation of posterior composite
restorations: The 10-year-report.J Adhes Dent 3: 185-194.
Gängler P, Hoyer I, Montag R, Glockmann E (2002)Longitudinal Micromorphological 13
Year Results of Posterior GIC/CompositeRestorations.J Dent Res 81 (Spec Iss B)
Abstr. 26; B-236.
Gängler P, Hoyer I, Montag R, Gäbler P (2004)Micromorphological evaluation of
posterior composite restorations – a 10-yearreport.J Oral Rehabil 31: 991-1000.
Glockner K, Reich ME, Kos S, Ebeleseder K, Keil C, Städtler P
(1998a)Marginale Randadaptation von zahnfarbenen
Klasse-II-Versorgungen.ZWR 107: 679-685.
Glockner K, Reich ME, Kos S, Ebeleseder K, Keil C, Städtler R (1998b)Randadaptation
von verschiedenen zahnfarbenen Klasse-II-Versorgungen. Einein-vitro Studie mit 10
verschiedenen Materialien.Dtsch Zahnärztl Z 53: 775-780.
Göhring TN, Gallo L, Lüthy H (2005)Effect of water storage, thermocycling, the
incorporation and site of placement ofglass-fibers on the flexural strength of veneering
composite.Dent Mater 21: 761-772.
Hahn P, Attin T, Grofke M, Hellwig E (2001)Influence of resin cement viscosity on
microleakage of ceramic inlays.Dent Mater 17 (3): 191-196.
Haller B (1992)Untersuchung zum Mechanismus und zur Wirksamkeit von
Komposit-Dentinhaftmitteln.Habilitationsschrift, Würzburg.
Haller B and Trojanski A (1998)Effect of multi-step dentin bonding systems and
resin-modified glass ionomercement liner on marginal quality of dentin-bonded resin
composite Class IIrestorations.Clin Oral Investig 2: 130-136.
Haller B und Schuster P (2000)Randqualität eines Ormocers (Admira) und eines
Feinhybridkomposits (ArabeskTop) in Klasse-II-Kavitäten.Dtsch Zahnärztl Z 5: 331-335.
Haller B und Blunk U (2003)Übersicht und Wertung der
aktuellen Bondingsysteme.Zahnärztl Mitt 93 (7) (808):
48-58.
Haller B, Hofmann N, Klaiber B, Pfannkuch A (1993)Beständigkeit des
Komposit-Dentinverbundes bei künstlicher Alterung.Dtsch Zahnärztl Z 48:
100-104.
Hannig M und Bott B (2000)Randschlußverhalten von plastischen zahnfarbenen
Füllungen indentinbegrenzten Klasse-II-Kavitäten.Dtsch Zahnärztl Z 55 (2): 134-138.
Helbig EB, Klimm HW, Haufe E, Natusch I, Schreger IE (2002)Erste
TM
klinische Erfahrungen mit dem Frontzahnkomposit Point 4 .
ZWR 111. Jahrg. (1/2): 27-31.
Hennig AC, Helbig EB, Klimm HW, Haufe E, Richter G (2002)Klinische Studie mit
einem Ormocer (Admira) in Klasse-V-Mischkavitäten.Einjahresergebnisse.Dtsch
Zahnärztl Z 57: 462-468.
Hennig AC, Helbig EB, Haufe E, Richter G, Klimm HW (2004)Die Versorgung von
®
®
Klasse-V-Kavitäten mit dem Ormocer -basierendenFüllungssystem Admira .
Schweiz Monatsschr Zahnmed 114: 104-114.
Hilton TJ (1998)Can modern restorative procedures and materials reliably seal
cavities? In vitroinvestigations.OSAF Dental Investigations Service, Trans Aca Dent
Mater: 21-71.
Hilton TJ and Feracane JL (1998)Cavity preparation factors and mikroleakages of class
II composite restorationsfilled at intraoral temperatures.Am J Dent 11: 123-130.
Hoyer I und Montag R (2002)Klinische Bewertung des hochviskösen
Komposit-Füllungsmaterials Arabesk Top(VOCO) mit dem Glasionomerzement Aqua
Ionofil (VOCO) alsUnterfüllungsmaterial für die Restaurationen von Klasse I und II
Kavitäten über 2Jahre.VOCO GmbH Cuxhaven: Forschungs-Endbericht (6/2002).
Hoyer I, Gängler P, Montag R, Wucherpfennig G, Langer K (1993)Longitudinal
5-year-study of posterior GIC/Composite restaurations using CPM-criteria.J Dent Res
72: 259 (Abstr.).
Hugo B, Lussi A, Hotz P (1992)Die Präparation der Schmelzrandschrägung bei
approximalen Kavitäten.Schw Monatsschr Zahnmed 102: 1181-1188.
Hugo B, Hofmann N, Klaiber B, Kim S, Stassinakis A (1999)
Randqualität
von
kleinen
und
unterschiedlichem
Kavitätenra
Restaurationsmaterialien.
großen
ndwinkel
Klasse-II-Kompositfüllungen
und
bei
unterschiedlichen
13. Jahrestagung der DGZ, Saarbrücken (Abstr. Band).
Kelsey WP, Latta MA, Shaddy RS, Stanislav CM (2000)Physical properties of three
packable resin-composite restorative materials.Oper Dent 25: 331-335.
Klier B (2003)Vergleichende mikrostrukturelle Untersuchungen zum
Oberflächen-undRandverhalten modifizierter Komposite bei
Klasse-II-Restaurationen.Zahnmedizinische Dissertation, Jena.
Koch (2003)Wie der Zwerg ins Komposit gelangte.Zahnärztl Prax 6: 282-284.
Kosa W, Gängler P, Wucherpfennig G (1991)Klinische Qualität von Amalgamfüllungen
nach zehnjähriger Funktionszeit (CPM-Kriterien).Dtsch Stomatol 41: 53-58.
Kournetas N, Chakmakchi M, Kakaboura A, Rahiotis C, Geis-Gerstorfer J
(2004)Marginal and internal adaptation of class II ormocer and hybrid resin
compositerestroations before and after load cycling.Clin Oral Investig 8: 123-129.
Kraft U, Hoyer I, Wucherpfennig G, Gaengler P (1993)The reactivity of
sound and polished enamel to in vitro demineralization.Caries Res 27; 218,
Abstr. 41.
Kraft U, Montag R, Hoyer I (1999)Effect of fluoride released from filling materials on the
formation of artificial enameland dentine lesions.Caries Res 33; 306, Abstr. 75.
Kraft U, Bechmann H, Hoyer I, Glockmann E (2001)Investigations of the caries
inhibiting effects of various restorative materials.Caries Res 35: 305.
Krejci I, Reich T, Lutz F, Albertoni M (1990)In-vitro-Testverfahren zur
Evaluation dentaler Restaurationssysteme.Schweiz Monatsschr Zahnmed
100: 953-960.
Krejci I, Glauser R, Saegesser D, Lutz F (1993)Marginale Adaptation und
Verschleissfestigkeit eines Feinhybridkomposit-Inlays invitro.Schweiz Monatsschr
Zahnmed 103: 973-978.
Kullmann (1990)Sorptions-und Lösungsvorgänge bei selbst-und lichthärtenden
Komposit-Kunststoffen.Dtsch Zahnärztl Z 45: 286.
Kuraray Dental (2005)Erstes antibakterielles Adhäsiv. Weltweit.Supplement der ZWR,
114. Jahrg., Heft 1-2: 1-4.
Langer K (1996)Longitudinale klinische und mikromorphologische Kontrolle eines
Hybrid-Komposites im Seitenzahnbereich.Zahnmedizinische Dissertation, Jena.
Leevailoj C, Cochran MA, Matis BA, Moore BK, Platt JA (2001)Microleakage of
posterior packable resin composites with and without flowableliners.Oper Dent 26 (3):
302-307.
Leinfelder KF, Bayne SC, Swift EJ Jr. (1999)Packable
composites: overview and technical considerations.J Esthet Dent
11: 234-249.
Loher C, Kunzelmann K-H, Hickel R (1997)Klinische Studie mit
Hybridglasionomerzement-, Kompomer-undKompositfüllungen in
Klasse-V-Kavitäten.Dtsch Zahnärztl Z 52: 525-529.
Lösche GM, Neuerburg CM, Roulet JF (1993)Die adhäsive
Versorgung konservativer Klasse-II-Kavitäten.Dtsch Zahnärztl Z
1: 26-30.
Lutz C (2003)Der Einfluß modifizierter Komposite auf das Demineralisationsverhalten
vonSchmelz und Wurzeldentin im Füllungsgrenzbereich -eine experimentelle
Studie.Zahnmedizinische Dissertation FSU Jena.
Lutz F, Besek M, Göhring T, Krejci I (2000)Amalgamersatz – klinisches Potential. Eine
in-vitro Analyse.Acta Med Dent Helv 5: 21-30.
Manhart (2002)Versorgung von Klasse-V-Defekten. Eine Fallpräsentation mit
einemselbstätzenden Adhäsivsystem.ZWR 111. Jahrg. 2002 (12): 682-685.
Manhart (2006)Charakterisierung direkter zahnärztlicher Füllungsmaterialien für
denSeitenzahnbereich. Alternativen zum Amalgam?Quintessenz 57 (5): 465-481.
Manhart J, Hollwich B, Mehl A, Kunzelmann KH, Hickel R (1999)Randqualität von
Ormocer-und Kompositfüllungen in Klasse-II-Kavitäten nachkünstlicher
Alterung.Dtsch Zahnärztl Z 54: 89-95.
Manhart J, Kunzelmann KH, Chen HY, Hickel R (2000)Mechanical properties and wear
behavior of light-cured packable compositeresins.Dent Mater 16: 33-40.
Manhart J, Chen HY, Hickel R (2001a)The suitability of packable resin-based
composites for posterior restorations.J Am Dent Assoc 132 (5): 639-645.
Manhart J, Chen HY, Mehl A, Weber K, Hickel R (2001b)Marginal
quality and microleakage of adhesive class V restorations.J Dent 29 (2):
123-130.
Manhart J, Ilie N, Mueller W, Chen HY, Kunzelmann KH, Hickel R (2001c)Fractur
toughness of packable and hybrid composites.J Dent Res 80 (Special Issue): 204.
Mc Intyre JM, Featherstone JD, Fu J (2000)Studies of dental root surface caries 2: The
role of cementum in root surfacecaries.Aust Dent J 45: 97-102.
Meyer G, Podehl M, Douglas WH, Hampel AT (1992)Randschluß
verschiedener Füllungsmaterialien im Zahnhalsbereich.Dtsch Zahnärztl
Z 47: 685-688.
Miguez PA, Pereira PNR, Foxton RM, Walter R, Nunes MF, Swift Jr. EJ
(2004)Effects of flowable resin on bond strength and gap formation in
classrestorations.Dent Mater 20: 839-845.
Opdam NJM, Roeters JJM, Burgersdijk RCW
(1998a)Microleakage of Class II box-type composite
restorations.AM J Dent 11: 160-168.
Opdam NJM, Roeters JJM, Kujis R, Burgersdijk RCW
(1998b)Necessity of bevels for box only Class II composite
restorations.J Prosthet Dent 80: 274-281.
Purk JH, Dusevich V, Glaros A, Spencer P, Eick JD (2004)In vivo versus in vitro
microtensile bond strength of axial versus gingival cavitypreparation walls in Class II
resin-based composite restorations.J Am Dent Assoc 135: 185-193.
Rosin M, Urban A, Gärtner Ch, Splieth Ch, Meier G
(2001)Polymerisationsschrumpfung und Microleakage von 5
Restaurationsmaterialien.J Dent Res 80; 1288, Abstr. 158.
Rosin M, Urban A, Gärtner Ch, Splieth Ch, Meier G (2002)Polymerization shrinkage
strain and microleakage in dentin-bordered cavities ofchemically and light-cured
restorative materialsDent Mater 18: 521-528.
Ruben J and Arends J (1993)Shrinkage prevention of in vitro demineralized human
dentine in transversalmikroradiography.Caries Res 27: 262-265.
Sakaguchi RL, Wiltbank BD, Murchison CF (2005)Cure induced stresses and damage
in particulate reinforced polymer matrixcomposites: a review of the scientific
literature.Dent Mater 21: 43-46.
Schiffner U (1999)Inhibition of enamel and root dentin demineralization by Ariston
pHc: An artificialmouth study.Am J Dent 12: 10-12.
Schiffner U (2001)In vitro-Studie über die Auswirkung des Liners auf die
Sekundärkarieshemmungeines ionenfreisetzenden Komposits.
15. Jahrestagung der DGZ, Köln (2001) (Abstr. Band).
Schmeiser R und Hannig M (1999)Randqualität approximaler Kompositfüllungen in
sonoabrasiv bearbeiteten “Mikro“-Kavitäten.Dtsch Zahnärztl Z 54: 127-132.
Schmidt WJ und Keil A (1958)Die gesunden und die erkrankten Zahngewebe des
Menschen und der Wirbeltiereim Polarisationsmikroskop.Carl Hanser Verlag, München.
Scott JA, Saunders WP, Strang R
(1992)Microleakage of a composite inlay
system.Am J Dent 5: 177-180.
Silverstone LM, Johnson NW, Hardie JM, Williams RDA
(1981)Dental caries. Aethiologie, Pathologie and
PreventionMacmillian Press Ltd., London.
Steidl F (2000)Zur Inhibition artifizieller Karies im Grenzflächenbereich Restauration
–Schmelz/Dentin.Zahnmedizinische Dissertation FSU Jena.
Szep S, Kessle B, May A, Langner N, Gerhart T, Schriever A, Becker J,Heidemann D
(2001)Haftkraft und Randschlussverhalten moderner Dentinhaftvermittler bei
simuliertemLiquordruck in vitro.Dtsch Zahnärztl Z 9: 532-538.
Tantbirojn D, Versluis A, Pintado MR, DeLong R, Douglas WH
(2004)Tooth deformation patterns in molars after composite
restoration.Dent Mater 20: 535-542.
Wefel JS (1995)
Working Group Report 2: In situ caries models, Saliva, mikrobiology and
statisticalconsiderations.Adv Dent Res 9: 335-337.
Xu X, Burgess JO, Al-Owyyed IS, Wethersby J (2000)Artificial caries with
fluorid-releasing and non-fluoride-releasing restorativematerials.J Dent Res 79; 284,
Abstr. 1121.
Yu XY, Davis EL, Yoynt RB, Wieckowski G (1992)Origination and progression of
microleakage in a restoration with a smear-layer-mediated dentinal bonding
agent.Quintessence Int 23: 551-554.
Anhang zu den Ergebnissen der polarisationsmikroskopischen
Auswertung.
Zu 4.1.1. Füllungsimperfektionen
Tab. 8: Schmelzrandfrakturen und deren Lokalisation an der Zahnoberfläche in der
polarisationsmikroskopischen Auswertung.
Schmelzrandfrakturen
insgesamt
Schmelzrandfrakturen
direkt an der Grenze
Füllung / Schmelz
Schmelzrandfrakturen
nahe des
Füllungsrandes
Schmelzrandfrakturen
unterhalb der
Anschrägung
okklusalerFüllungsgrenzbereich
approximale
Stufe
imSchmelz
48
7
39
4
9
1
/
2
Die Schmelzrandfrakturen waren an der Zahnoberfläche zum größten Teil direkt an der
Grenze Füllungsmaterial/Schmelz, zum Teil in unmittelbarer Nähe dazu lokalisiert. An
der approximalen Stufe im Schmelz waren sie zusätzlich auch unterhalb des
Füllungsmaterials an der Anschrägung zu beobachten. Eine Übersicht darüber gibt
Tabelle 8.
Tab. 9: Füllungsrandfrakturen und deren Fortsetzungen im Schmelz oder als Randspalt in
der polarisationsmikroskopischen Auswertung.
Füllungsrandfrakturen
Fortsetzung der
Füllungsrandfrakturen
als Schmelz(-bzw.
Dentin)fraktur
Fortsetzung der
Füllungsrandfrakturen
als Randspalt
okklusalerFüllungsgrenzbereich
approximale
Stufe
imSchmelz
approximale
Stufe
imDentin
24
10
7
10
3
0
12
2
2
An den Füllungsrandfrakturen wurden in der polarisationsmikroskopischen Auswertung
Fortsetzungen der Frakturlinien im Schmelz und, in Form von Kontinuitätstrennungen
zwischen Füllungsmaterial und Schmelz bzw. Dentin, als Randspalten beobachtet.
Eine Übersicht über die Häufigkeit deren Auftretens gibt Tabelle 9.
Anhang zu der statistischen Aufarbeitung der Ergebnisse
Zu 4.1.1. Füllungsimperfektionen (POLMI-Ergebnisse)
Anhand des McNemar-Tests wurden die Anteilsunterschiede der
Füllungsimperfektionen im okklusalen Füllungsgrenzbereich berechnet. Zwischen
welchen Imperfektionen ein signifikanter Unterschied (gelb) festgestellt werden konnte
2
ist der Tabelle 10 zu entnehmen. Die Prüfung mittels des Chi -Tests ergab, dass
zwischen dem Auftreten der verschiedenen Imperfektionen kein Zusammenhang
besteht, der statistisch gesichert werden konnte.
Tab.
11: Verhältnis zwischen dem Auftreten zweier Imperfektionen in der
polarisationsmikroskopischen Auswertung an der approximalen Stufe im Schmelz
(McNemar-Test).
Poren / oberflächliche, keilFÜ > FRF FÜ > SRF
förmige Materialdefizite (MD)
Füllungsüberschüsse (FÜ) p = 1,0 p = 0,344
SRF < FRF
Schmelzrandfrakturen (SRF) p = 0,508
Randspalten (RS)
Füllungsrandfrakturen (FRF) Negative Stufen (nS)
Negative Stufen (nS)
Füllungsrandfrakturen (FRF)
Schmelzrandfrakturen (SRF)
FÜ > MD
FÜ > RS
FÜ > nS p = 0,008
p = 0,006
p = 0,006 SRF > MD
SRF > RS
SRF > nS p = 0,219
p = 0,031
p = 0,031 FRF > MD
FRF > RS
FRF > nS p = 0,065
p = 0,004
p = 0,004 nS < MD
nS = RS p = 0,625
p = 1,0 RS < MD p = 0,625 Randspalten (RS)
Anhand des McNemar-Tests wurden die Anteilsunterschiede der
Füllungsimperfektionen an der approximalen Stufe im Schmelz berechnet. Zwischen
welchen Imperfektionen ein signifikanter Unterschied (gelb) festgestellt werden konnte
2
ist der Tabelle 11 zu entnehmen. Die Prüfung mittels Chi -Tests ergab, dass sich an
der approximalen Stufe im Schmelz bei der polarisationsmikroskopischen Auswertung
zwischen keinen Imperfektionen ein statistisch signifikanter Zusammenhang feststellen
ließ.
Tab.12:
Verhältnis
zwischen
dem
Auftreten
zweier
Imperfektionen
in
der
polarisationsmikroskopischen Auswertung an der approximalen Stufe im Dentin
(McNemar-Test).
Anhand des McNemar-Tests wurden die Anteilsunterschiede der
Füllungsimperfektionen an der approximalen Stufe im Dentin berechnet. Zwischen
welchen Imperfektionen ein signifikanter Unterschied (gelb) festgestellt werden konnte
2
ist der Tabelle 12 zu entnehmen. Mittels des Chi -Tests wurde geprüft, ob zwischen
dem Auftreten der verschiedenen Imperfektionen ein Zusammenhang besteht, der
statistisch gesichert werden kann. Dies war an der approximalen Stufe im Dentin bei
der polarisationsmikroskopischen Auswertung nur zwischen Füllungsüberschuss und
Füllungsrandfraktur (p = 0,041) der Fall.
Tab. 13: Verhältnis zwischen dem Auftreten einer Imperfektionen in der
polarisationsmikroskopischen Auswertung im Vergleich
der
drei
Füllungsgrenzbereiche (McNemar-Test und Chi2-Test).
approximale
Stufe imSchmelz
(S) /
approximaleStufe
im Dentin
(D)(Chi2 -Test)
okklusal (O) /
approximaleStufe
im Schmelz
(S)(McNemar-Test)
okklusal (O) /
approximaleStufe
im Dentin
(D)(McNemar-Test)
Füllungsüberschüsse
O < S p = 1,0
O > D p = 0,008
S > D p = 0,473
Schmelzrandfrakturen
O > S p = 0,008
Füllungsrandfrakturen
O < S p = 0,727
O < D p = 1,0
S > D p = 0,479
Negative Stufen
O > S p = 1,0
O > D p = 0,125
S > D p = 1,0
Randspalten
O > S p = 0,016
O > D p = 0,219
S < D p = 0,6
Poren /
oberflächliche,
keil-förmige
Materialdefizite
O < S p = 0,508
O > D p = 1,0
S > D p = 1,0
Anhand des McNemar-Tests wurde das Verhältnis zwischen dem Auftreten einer
Füllungsimperfektion im okklusalen Füllungsgrenzbereich und an der approximalen
2
Stufe im Schmelz bzw. Dentin berechnet. Mittels des Chi -Tests wurde geprüft, bei
welchen Füllungsimperfektionen ein Unterschied zwischen den beiden approximalen
Füllungsgrenzbereichen statistisch gesichert werden kann. In Tabelle 13 sind die
statistisch signifikanten Unterschiede gelb unterlegt.
Zu 4.1.2. Kariöse Läsionen (POLMI-Ergebnisse)
Tab. 14: Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Imperfektionen und Wandläsionen an
diesen Imperfektionen in der polarisationsmikroskopischen Auswertung in den drei
2
Füllungsgrenzbereiche (Chi -Test).
Wandläsionen im
okklusalenFüllungsgrenzbereich
Wandläsionen
an
derapproximalen
Stufe
imSchmelz
Wandläsionen
an
derapproximale
Stufe im Dentin
Füllungsüberschüsse
p = 0,01
p = 0,005
p = 0,007
Schmelzrandfrakturen
p = 0,027
p = 0,437
Füllungsrandfrakturen
p = 0,000
p = 1,0
p = 0,019
Negative Stufen
p = 0,000
p = 0,062
/
Randspalten
p = 0,000
p = 0,062
p = 0,002
Poren /
oberflächliche,
keil-förmige
Materialdefizite
p = 0,141
/
p = 0,125
2
Mittels des Chi -Tests wurde geprüft, ob zwischen dem Auftreten einer Imperfektionen
und der Entstehung einer Wandläsion an dieser Imperfektion ein Zusammenhang
besteht, der statistisch gesichert werden kann. Bei welchen Füllungsimperfektionen ein
signifikanter Zusammenhang (gelb) festgestellt werden konnte ist der Tabelle 14 zu
entnehmen.
Zu 4.2. REM-Ergebnisse
15: Verhältnis zwischen dem Auftreten zweier
Tab. rastelektronenmikroskopischen Auswertung
Füllungsgrenzbereich (McNemar-Test).
Imperfektionen in der
im okklusalen
Poren / oberflächliche, keil-förmige Materialdefizite (MD)
FÜ > MD
Randspalten (RS)
Füllungsüberschüsse (FÜ) p = 0,791 SRF < MD
Schmelzrandfrakturen (SRF) p = 0,000
Negative Stufen (nS)
FRF = MD
Füllungsrandfrakturen (FRF) p = 1,0 nS < MD
Negative Stufen (nS) p = 0,008
Füllungsrandfrakturen (FRF)
RS > MD FÜ > SRF p = 0,000
Schmelzrandfrakturen (SRF)
FÜ < RS
FÜ > nS
FÜ > FRF p = 0,332
p = 0,001
p = 0,754 SRF < RS
SRF < nS
SRF < FRF p = 0,000
p = 0,453
p = 0,000 FRF < RS
FRF > nS p = 0,065
p = 0,012 nS < RS p = 0,000
Randspalten (RS)
p = 0,143
Anhand des McNemar-Tests wurden die Anteilsunterschiede der
Füllungsimperfektionen im okklusalen Füllungsgrenzbereich berechnet. Zwischen
welchen Imperfektionen ein signifikanter Unterschied (gelb) festgestellt werden konnte
2
ist der Tabelle 15 zu entnehmen. Mittels des Chi -Tests konnte zwischen dem Auftreten
der verschiedenen Imperfektionen statistisch kein Zusammenhang gesichert werden.
Anhand des McNemar-Tests wurden die Anteilsunterschiede der
Füllungsimperfektionen an der approximalen Stufe im Schmelz berechnet. Zwischen
welchen Imperfektionen ein signifikanter Unterschied (gelb) festgestellt werden konnte
2
ist der Tabelle 16 zu entnehmen. Die Prüfung mittels Chi -Tests ergab, dass sich an
der approximalen Stufe im Schmelz bei der rasterelektronenmikroskopischen
Auswertung zwischen keinen Imperfektionen ein statistisch signifikanter
Zusammenhang feststellen ließ.
Tab.
17:
Verhältnis
zwischen
dem
Auftreten
einer
Imperfektion
in
der
rastelektronenmikroskopischen Auswertung im okklusalen und approximalen
Füllungsgrenzbereich im Schmelz (McNemar-Test).
okklusal (O) / approximale
Stufe im Schmelz (S)
(McNemar-Test)
Füllungsüberschüsse
O < S p = 1,0
Schmelzrandfrakturen
O > S p = 0,25
Füllungsrandfrakturen
O < S p = 1,0
Negative Stufen
O > S p = 0,375
Randspalten
O > S p = 0,008
Poren / oberflächliche,
keil-förmige Materialdefizite
O > S p = 0,003
Anhand des McNemar-Tests wurde das Verhältnis zwischen dem Auftreten einer
Füllungsimperfektion im okklusalen Füllungsgrenzbereich und an der approximalen
Stufe im Schmelz berechnet. Bei welchen Füllungsimperfektionen zwischen den
Füllungsgrenzbereichen ein signifikanter Unterschied (gelb) festgestellt werden konnte
2
ist der Tabelle 17 zu entnehmen. Die Prüfung mittels Chi -Tests ergab, dass sich
zwischen dem Auftreten einer Imperfektion im okklusalen Füllungsgrenzbereich und an
der approximalen Stufe im Schmelz bei der rasterelektronenmikroskopischen
Auswertung kein statistisch signifikanter Zusammenhang feststellen ließ.
Tab.
18: Verhältnis zwischen dem Auftreten einer Imperfektionen im okklusalen
Füllungsgrenzbereich und an der approximalen Stufe im Schmelz in der
rastelektronenmikroskopischen und polarisationsmikroskopischen Auswertung
(McNemar-Test).
okklusaler
Füllungsgrenzbereich
POLMI / REM
(McNemar-Test)
approximale Stufe im
Schmelz POLMI / REM
(McNemar-Test)
Füllungsüberschüsse
POLMI = REM p = 1,0
POLMI < REM p = 0,5
Schmelzrandfrakturen
POLMI > REM p = 0,000
POLMI > REM p = 0,016
Füllungsrandfrakturen
POLMI < REM p = 0,774
POLMI = REM p = 1,0
Negative Stufen
POLMI < REM p = 0,289
POLMI < REM p = 1,0
Randspalten
POLMI < REM p = 0,000
POLMI < REM p = 0,07
Poren / oberflächliche,
keil-förmige Materialdefizite
POLMI < REM p = 0,008
POLMI = REM p = 1,0
Anhand des McNemar-Tests wurde das Verhältnis zwischen dem Auftreten einer
Füllungsimperfektion in der polarisationsmikroskopischen und
rasterelektronenmikroskopischen Auswertung berechnet. Bei welchen
Füllungsimperfektionen zwischen den Methoden ein signifikanter Unterschied (gelb)
festgestellt werden konnte ist der Tabelle 18 zu entnehmen. Die Prüfung mittels
2
Chi -Tests ergab für die Ergebnisse im okklusalen Füllungsgrenzbereich, dass
zwischen der polarisationsmikroskopischen und rasterelektronenmikroskopischen
Auswertung kein statistisch signifikanter Zusammenhang festzustellen war. An der
approximalen Stufe im Schmelz konnte zwischen den beiden Auswertungsmethoden
nur bei der Imperfektion „Füllungsüberschüsse“ ein signifikanter Zusammenhang
gesichert werden (p = 0,018).
Ehrenwörtliche Erklärung
Hiermit erkläre ich, dass mir die Promotionsordnung der Medizinischen Fakultät der
Friedrich-Schiller-Universität bekannt ist,
ich die Dissertation selbst angefertigt habe und alle von mir benutzten Hilfsmittel,
persönlichen Mitteilungen und Quellen in meiner Arbeit angegeben sind,
mich folgende Personen bei der Auswahl und Auswertung des Materials sowie bei
der Herstellung des Manuskripts unterstützt haben:
Frau Prof. Dr. med. habil. I. Hoyer,
Frau Dr. U. Kraft,
Frau S. Schön,
Herr Dr. R. Volland,
Herr Dipl.-phys. W. Dietz,
die Hilfe eines Promotionsberaters nicht in Anspruch genommen wurde und dass Dritte
weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte Leistungen von mir für Arbeiten erhalten
haben, die im Zusammenhang mit dem Inhalt der vorgelegten Dissertation stehen,
dass ich die Dissertation noch nicht als Prüfungsarbeit für eine staatliche oder andere
wissenschaftliche Prüfungen eingereicht habe und
dass ich die gleiche, eine in wesentlichen Teilen ähnliche oder eine andere Abhandlung
nicht bei einer anderen Hochschule als Dissertation eingereicht habe.
Ort, Datum Unterschrift des Verfassers
Lebenslauf
Persönliche Daten
Name geboren am in Familienstand
Schulausbildung
08/ 1982 -06/ 1986 08/ 1986 -06/ 1992
08/ 1992 -06/ 1995
Hochschulausbildung
10/ 1995 -03/ 1998
04/ 1998 -07/ 2000
07/ 2000 -01/ 2001
Berufliche Tätigkeit
01/ 2002 -02/ 2004
03/ 2004 -02/ 2005
03/ 2005 – 02/2007
Karlsruhe, 22.08.2006
Nadine Carstens 19.06.1975 Heilbronn ledig
Grundschule Heilbronn-Neckargartach Heinrich-von-Kleist Realschule Heilbronn,
Abschluß: Mittlere Reife ErnährungswissenschaftlichesGymnasiumHeilbronn,
Abschluß: Abitur
Vorklinisches Studium der Zahnmedizin an der Friedrich-Schiller Universität Jena
Klinisches Studium der Zahnmedizin an der Friedrich-Schiller Universität Jena
Staatsexamen an der Friedrich-Schiller Universität Jena
Assistenzzahnärztin in der prothetischen Abteilung der Zahnklinik der FSU Jena;
Direktor: Prof. Dr. H. Küpper Weiterbildungsassistentin in der kieferorthopädischen
Abteilung der Zahnklinik der FSU Jena; kommissarischer Leiter: PD OA Dr. U.
Langbein Weiterbildungsassistentin in der kieferorthopädischen Praxis Dr. F. Schierle
und Dr. W. Grüner in Karlsruhe
Danksagung
Mein besonderer Dank gilt Frau Prof. Dr. med. habil. I. Hoyer für die Überlassung des
Themas, sowie für Ihre großzügige Unterstützung bei der Erarbeitung und Verfassung
der Promotionsarbeit. Ihre ständige Ansprechbarkeit und kritischen Anregungen waren
mir eine sehr große Hilfe.
Weiterhin möchte ich mich herzlich bei Frau Dr. U. Kraft für Ihren fachlichen Rat bei
Erstellung
des
Studiendesigns
und
bei
der
Auswertung
der
polarisations-mikroskopischen Untersuchungen bedanken.
Ebenfalls danke ich der MTLA Frau S. Schön für Ihre unermüdliche Unterstützung bei
der Herstellung der polarisationsmikroskopischen Schnitte und der Eponreplikate,
Herrn Dipl.-phys. W. Dietz für seine Hilfe bei der rasterelektronenmikroskopischen
Auswertung, und Herrn Dr. R. Volland für die Ratschläge zur statistischen
Aufarbeitung der Ergebnisse.
Abschießend möchte ich meinen Eltern dafür danken, dass sie mir durch ihre stetige
Unterstützung die Möglichkeit und die Kraft gegeben haben meine Ziele zu erreichen.