Verbundfestigkeit zu einem CAD/CAM-Komposit und zum Dentin: Einfluss verschiedener Befestigungsmaterialien, Vorbehandlungen und in-vitro Alterung

Duma, Sandra Marie (2023): Verbundfestigkeit zu einem CAD/CAM-Komposit und zum Dentin: Einfluss verschiedener Befestigungsmaterialien, Vorbehandlungen und in-vitro Alterung. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Ziele. Diese in-vitro Studie sollte den Einfluss von verwendeter Befestigungsmaterialkategorie, Vorbehandlung der Restauration (sandgestrahlt oder nicht) und in-vitro Alterung auf die Scherhaftfestigkeit und den Bruchmodus im Verbund zum Dentin und zu einem CAD/CAM kunststoff-basierten Komposit evaluieren. Material und Methode. Es wurden 400 Prüfkörper der verschiedenen Befestigungsmaterialkategorien im Verbund zu einem CAD/CAM-Komposit erstellt. Die Hälfte der CAD/CAM-Komposit-Oberflächen (n = 200) wurden mit 50 µm Aluminiumoxid und mit einem Druck von 1 bar sandgestrahlt. Weitere 200 Prüfkörper der verschiedenen Befestigungsmaterialkategorien im Verbund zu humanem Dentin wurden erstellt. Die fünf verwendeten Befestigungsmaterialkategorien waren: (1) ein provisorischer Zinkphosphatzement, (2) ein Glasionomerzement, (3) ein kunststoffmodifizierter Glasionomerzement, (4) ein konventioneller Befestigungskomposit mit selbstätzendem Primer, und (5) ein selbstätzender Befestigungskomposit. Alle Prüfkörper wurden bei 100% Luftfeuchtigkeit für 1 h und für weitere 23 h in destilliertem Wasser bei 37 °C gelagert. Die Messung der Scherhaftfestigkeiten wurde in einer Universalprüfmaschine mit einer Vorschubbewegung von 0,5 mm/min entweder nach 24 h (n = 300) oder nach zusätzlicher in-vitro Alterung (10.000 Thermozyklen zwischen 5 und 55 °C) (n = 300) durchgeführt. Die Bruchmodi wurden unter einem Lichtmikroskop und in ausgewählten Fällen in einem Rasterelektronenmikroskop untersucht. Die erhaltenen Daten wurden statistisch mit ein- und mehrfaktorieller Varianzanalysen (ANOVA), gefolgt von einem Games-Howell post-hoc-Tests (α = 0,05) ausgewertet. Nichtparametrische Pearson’s chi-quadrat Tests und Weibull-Analysen wurden durchgeführt. Ergebnisse. Die mittleren Scherhaftfestigkeiten variierten je nach verwendetem Substrat (CAD/CAM-Komposit oder Dentin), Befestigungsmaterialkategorie, Vorbehandlung der Restauration und in-vitro Alterung. Die höchsten Verbundfestigkeiten zeigten beide Befestigungskomposite, gefolgt von dem kunststoffmodifizierten und dem konventionellen Glasionomerzement. Letztere zeigten im Verbund zum Dentin vergleichbare Verbundfestigkeiten, während der kunststoffmodifizierte Glasionomerzement signifikant bessere Ergebnisse beim Verbund zum CAD/CAM-Komposit aufwies. Das schwächste Befestigungsmaterial im Hinblick auf die Verbundfestigkeiten war der provisorische Zinkphosphatzement. Das Sandstrahlen des CAD/CAM-Komposits führte zu einer signifikanten Zunahme der Verbundfestigkeiten bei allen Befestigungsmaterialien – mit Ausnahme des Zinkphosphatzements. In-vitro Alterung führte zu einer signifikanten Abnahme der Verbundfestigkeiten hauptsächlich bei den konventionellen Zementen. Weibull-Analysen zeigten, dass das zuverlässigste Befestigungsmaterial nach 24 h und nach in-vitro Alterung zum Zahn der selbstätzende Befestigungskomposit ist. Nach in-vitro Alterung im Verbund zum CAD/CAM-Komposit wies jedoch der konventionelle Befestigungskomposit höhere Zuverlässigkeit auf. Bruchanalysen unter dem Lichtmikroskop identifizierten die häufigsten Bruchmodi als “adhäsiv” und “gemischt”. Außerdem konnten lediglich bei den sandgestrahlten Prüfkörpern der beiden Befestigungskomposite deutliche Defekte im CAD/CAM-Komposit nach dem Scherfestigkeitsversuch festgestellt werden. Ein ähnlicher Defekt konnte ein mal im Dentin beobachtet werden. Schlussfolgerung. Konventionelle oder selbstätzende Befestigungskomposite zeigen die höchsten und zuverlässigsten Verbundfestigkeiten für die dauerhafte Befestigung eines CAD/CAM-Komposits zum Zahn. Das Sandstrahlen des CAD/CAM-Komposits führt zwar für die meisten Befestigungsmaterialkategorien zu höheren Verbundfestigkeiten, sorgt aber auch für Mikrorisse im CAD/CAM-Komposit, deren klinische Auswirkung noch unbekannt ist.

Abstract

Objectives. The purpose of this in-vitro study was to evaluate the influence of luting material category, pretreatment of the restoration material (sandblasting or not) and aging on the shear bond strength (SBS) and failure mode to human dentin and a CAD/CAM resin-based composite (RBC). Methods. 400 specimens of different luting material categories bonding to a CAD/CAM-RBC were prepared. Half of the CAD/CAM-RBC surfaces (n = 200) were sandblasted with 50 µm aluminum oxide at a pressure of 1 bar. Another 200 specimens of the different luting material categories bonding to human dentin were prepared. The five categories of luting materials used were: (1) temporary zinc phosphate cement, (2) glass ionomer cement, (3) resin-modified glass ionomer cement, (4) conventional RBC with a self-etching primer, and (5) self-adhesive RBC. All specimens were stored in 100% humidity for 1 h and an additional 23 h in distilled water at 37 °C. Measurements of SBS were carried out at a crosshead speed of 0.5 mm/min either after 24 h (n = 300) or after additional aging (10,000 thermo-cycles between 5 and 55 °C) (n = 300). Failure modes were evaluated under a stereomicroscope and scanning electron microscope. The data was statistically analyzed using one‐ and three‐way analysis of variance (ANOVA) followed by Games-Howell post-hoc-test (α = 0.05). Nonparametric Pearson’s chi-square test and Weibull analysis was performed. Results. SBS varied depending on substrate (CAD/CAM-RBC or dentin), luting material category, pretreatment and aging. The highest bond strengths were recorded for both RBC luting materials, followed by the resin-modified glass ionomer cement and the conventional glass ionomer cement. Latter performed statistically similar when bonding to dentin, but the resin-modified glass ionomer cement showed stronger bond strengths to the CAD/CAM-RBC. The weakest luting material with respect to SBS was the temporary zinc phosphate cement. Sandblasting caused a significant increase in the SBS for all luting materials, except zinc phosphate cement. Aging resulted in a significant decrease in SBS primarily for the conventional cements. Weibull analysis revealed the highest bond reliability to dentin after 24 h and aging for the self-adhesive RBC luting material. However, when bonding to the CAD/CAM-RBC the conventional RBC showed more reliable bond strengths after aging. Fractographic analysis exposed the majority of failure modes as “adhesive” and “mixed” for most luting materials. Moreover, subsurface defects of the CAD/CAM-RBC were found after SBS testing in most of the sandblasted specimens of the RBC luting materials. A similar defect was observed once after SBS testing to dentin. Conclusions. Using a conventional or a self-adhesive RBC luting material leads to the highest SBS values and the highest bond reliability of a CAD/CAM-RBC to dentin. Sandblasting the CAD/CAM-RBC leads to higher SBS values for the analyzed luting materials, but also to micro-cracks in the CAD/CAM-RBC. The in-vivo consequences of these microcracks are still unknown.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: CAD/CAM-Komposit, Scherhaftfestigkeit, Befestigungsmaterialien
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 25. April 2023
• 1. Bericht­erstatter:in: Ilie, Nicoleta