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Einfluss der Vorbehandlung und Alterung auf die Scherfestigkeit (SBS)

Abschervorrichtung mit Prüfkörper und justiertem Abscherstempel zum Abscheren mit einer Universalprüfmaschine.

(c) Jungbauer, Uni Regensburg/LMU München

Im kieferorthopädischen Alltag wird eine immer größere Zahl erwachsener Patienten behandelt. Im Gegensatz zur Behandlung von Kindern und Jugendlichen kommen einige dieser Patienten mit bestehenden keramischen Restaurationen. Dementsprechend braucht es zuverlässige Klebe-Protokolle, um Brackets oder auch Attachments auf keramischen Restaurationen, in vielen Fällen Silikatkeramiken, zu befestigen. Diese sollen einen ausreichend hohen Haftverbund über die Dauer der Behandlung gewährleisten. Auf der anderen Seite ist eine Beschädigung der Restauration bei der Entfernung der Apparatur unbedingt zu vermeiden.

Chemische, mechanische oder tribochemische Vorbehandlung?

Nach wie vor weit verbreitet ist die intraorale Vorbehandlung keramischer Oberflächen mittels Flusssäure (HF)-Ätzung. Hierbei sind die unterschiedlichen Ätzzeiten für Leuzit- und Lithiumsilikat-Keramiken von 60 beziehungsweise 20 bis 30 Sekunden zu beachten. Außerdem ist die Verwendung von HF in der Regel für den intraoralen Gebrauch, mit Ausnahme spezieller gepufferter Produkte, nicht zugelassen. HF ist sehr giftig und kann verschiedene gefährliche Auswirkungen sowohl für Patienten als auch für Behandelnde und Assistenz haben. Bei Monobond Etch&Prime handelt es sich ebenfalls um eine chemische Vorbehandlung auf Basis einen Ammoniumpolyfluorids, das ein geringeres Gefährdungspotenzial für alle Beteiligten aufweist und auch für die intraorale Anwendung zugelassen ist. Eine weitere Möglichkeit besteht im mechanischen Aufrauen der keramischen Oberfläche, beispielsweise durch Silizium-Carbid-Schleifer (SiC), die auch bei der intraoralen Anwendung keine Gefährdung darstellen. Schließlich kann die Keramik auch mittels tribochemischer Verfahren (zu, Beispiel intraoral mittels CoJet) vorbehandelt werden. Bislang unklar ist, ob diese Verfahren für die Befestigung von Brackets auf Silikat-Keramik als gleichwertig anzusehen sind.

Methodik der Untersuchung

Ziel einer gemeinsamen Untersuchung der Poliklinik für Kieferorthopädie des Universitätsklinikums Regensburg und der Werkstoffkundeforschung der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik des Klinikums der LMU war es, die Scherfestigkeit (SBS) zwischen keramischen Restaurationen und keramischen Brackets nach verschiedenen Vorbehandlungen zu untersuchen. Der entsprechende Artikel wurde in der Fachzeitschrift „Clinical Oral Investigations“ im November 2021 veröffentlicht (DOI:10.1007/s00784-021-04260-5).

Untersuchte Vorbehandlungsmaterialien: Porc-Etch und Porcelaine Conditioner (Reliance), Silizium-Carbid-Schleifer und Cimara Silan (Voco), Monobond Echt&Prime (Ivoclar), CoJet Sand und RelyX Cermic Primer (3M).
Untersuchte Vorbehandlungsmaterialien: Porc-Etch und Porcelaine Conditioner (Reliance), Silizium-Carbid-Schleifer und Cimara Silan (Voco), Monobond Echt&Prime (Ivoclar), CoJet Sand und RelyX Cermic Primer (3M).

Leuzit-Prüfkörper (LEU, Vita VM 13, Vita) und Lithiumdisilikat-Prüfkörper (LiSi, IPS e.max CAD A2/C14, Ivoclar) wurden mit (1) 4 Prozent Flusssäure + Silan (HF), (2) Silizium-Carbid-Schleifer + Silan (SiC), (3) Monobond Etch&Prime (MEP), oder (4) mittels Silikatisierung + Silan (CoJet) vorbehandelt. Die keramischen Brackets wurden mit TransbondXT Adhesive (3M) auf die Prüfkörper geklebt. Die Polymerisation erfolgte nach Entfernung der Überschüsse für 3 Sekunden zentral durch das Bracket (1.600 mW/cm2, Ortholux luminous curing light, 3M). Die maximale Kraft bis zur Ablösung des Brackets wurde nach 24 Stunden in destilliertem Wasser bei 37 Grad Celsius, 500 Thermozyklen (5/55 Grad Celsius) und 90 Tagen in destilliertem Wasser bei 37 Grad Celsius mit einer Universalprüfmaschine gemessen und die SBS anhand der Formel: 𝑅 (N/mm2) = (F (N))/(A (〖mm〗^2)) berechnet.

Einflüsse von Vorbehandlung und Alterung auf den Haftverbund

Der Haftverbund zwischen LEU und den Brackets war nach MEP-Vorbehandlung geringer als nach HF, CoJet oder SiC. Mit MEP vorbehandeltes LiSi führte zu einer niedrigeren initialen SBS als mit HF oder SiC Vorbehandlung. Nach dem Thermocycling führte die Vorbehandlung mit MEP zu einer niedrigeren SBS als mit CoJet. In der LiSi-Gruppe führte die Vorbehandlung mit SiC nach 90 Tagen zu den niedrigsten SBS-Werten.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die intraorale Anwendung von HF für kieferorthopädische Befestigung von Brackets nicht erforderlich ist. Sowohl CoJet als auch MEP sind gute Alternativen für das Kleben von Keramikbrackets auf Silikatkeramik. SiC-Schleifer sollten allerdings nur für die Vorbehandlung von LEU verwendet werden.

Quelle: Uni Regensburg, LMU München Zahnmedizin Kieferorthopädie Interdisziplinär

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