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Einfluss der Lichtpolymerisation auf chemische und mechanische Eigenschaften – aktuelle Forschungsarbeiten der Werkstoffkunde der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik an der LMU

Mit dem Raman-Spektroskop wurde die Konversionsrate der Materialien gemessen. Bild: LMU München

Die Verwendung dualhärtender Stumpfaufbaumaterialien ist aufgrund ihrer schnellen Verarbeitungsweise bei vielen Zahnärztinen und Zahnärzten etabliert und beliebt. Vor allem bei der Restauration großer Zahnhartsubstanzdefekte, häufig nach endodontischer Behandlung, spielen sie eine wichtige Rolle. Je nach Behandlungskonzept werden aufgebaute Zähne nicht sofort präpariert und prothetisch versorgt, sie verweilen oft über einen längeren Zeitraum in direktem Kontakt zur Mundhöhle. Die chemischen Eigenschaften sind in dieser Phase von besonderer Bedeutung, zum Beispiel ist der Restmonomergehalt für die Biokompatibilität relevant. Auch die mechanischen Eigenschaften tragen maßgeblich zum Erfolg einer prothetischen Rehabilitation bei und sollten in diesem Kontext genau berücksichtigt werden.

Rein chemische Polymerisation oder zusätzliche Lichtpolymerisation?

Ein dual-härtendes Stumpfaufbaumaterial kann laut Hersteller rein chemisch aushärten, oder aber zusätzlich mit Licht polymerisiert werden. Dentale Füllungsmaterialien bestehen grundsätzlich aus einer organischen Polymermatrix, (vorwiegend) anorganischen Füllkörpern, Haftvermittlern (für den Verbund organischer und anorganischer Komponenten), Initiatoren, Inhibitoren, Akzeleratoren und anderen Zusätzen. Dualhärtende Füllungsmaterialien beinhalten sowohl chemische als auch Lichtinitiatoren, wodurch ihr Anwendungsgebiet deutlich erweitert wird. Eine zusätzliche Lichtpolymerisation ist allerdings immer mit einem höheren Aufwand verbunden und es herrscht Uneinigkeit über die Frage, ob die zusätzliche Lichtpolymerisation einen Vorteil bringt.

Methodik der Untersuchung

Ziel der Untersuchung war, die Frage nach der Notwendigkeit einer zusätzlichen Lichtpolymerisation zu beleuchten. Der entsprechende Artikel wurde in der Fachzeitschrift „Clinical Oral Investigations“ im März 2022 veröffentlicht.

Chemische Eigenschaften wurden mit Hilfe des Raman-Spektroskops untersucht. Hiermit kann die Konversionsrate (Anzahl umgesetzter C=C-Doppelbindungen) gemessen und so Rückschlüsse getroffen werden, wie viele eluierbare Substanzen und Restmonomere nach Polymerisation im Werkstoff verblieben sind. Zur Beurteilung des Einflusses auf mechanische Eigenschaften wurde die Martenshärte (HM), das elastische Eindringmodul (EIT) und die biaxiale Biegefestigkeit (BFS) bestimmt. HM und EIT geben Auskunft über die Oberflächeneigenschaften eines Werkstoffes, BFS über die Widerstandsfähigkeit unter Lasteinwirkung. Insgesamt wurden 96 Prüfkörper aus Materialien von vier Herstellern direkt nach chemischer Polymerisation und nach zusätzlicher Lichtpolymerisation untersucht.

Zusätzliche Lichtpolymerisation zeigt signifikanten Einfluss auf Materialeigenschaften

Bei allen untersuchten Stumpfaufbaumaterialien führte die Lichtpolymerisation mindestens zu gleichen, meist aber zu signifikant höheren Werten der Konversionsrate, der Martenshärte, des elastischen Eindringmoduls und der biaxialen Biegefestigkeit im Vergleich zur rein chemischen Polymerisation. Anhand dieser Ergebnisse wird die zusätzliche Lichtpolymerisation empfohlen; sie verbessert die Biokompatibilität, Oberflächeneigenschaften und Biegefestigkeit von dualhärtenden Stumpfaufbaumaterialien.

Quelle: Werkstoffkundeforschung der Poliklinik für zahnärztliche Prothetik an der LMU Zahnmedizin Restaurative Zahnheilkunde med.dent.magazin

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