Marginale Füllungsrandqualität in Klasse-V-Kavitäten unter Verwendung vorgewärmter Komposite in Kombination mit einem Self-Etch-Adhäsiv
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Introduction: The restorative dentistry provides direct composite materials of different viscosity for varied indications. One major concern thereby is the adaption to the tooth substrate. Highly viscous composites generally show weak adaptation characteristics compared with materials of reduced viscosity. One possible approach to improving the flowability of composites with a high filler fraction is pre-heating of the uncured pastes. However, processing at increased temperatures usually is accompanied by material contraction upon cooling. The impact of a thermally induced shrinkage on the marginal fit of the filling still has to be resolved. The aim of this study was to evaluate the marginal fit and dye penetration behaviour of pre-heated composites in class V cavities by using one self-etch-adhesive. Materials and methods: In this study, 60 extracted human molars have each been restored with cervical fillings, located equally in enamel and dentine. The restored teeth were subdivided in six testing groups (n=10). The adhesive system used was the self-etch-adhesive G- Bond™ in combination with the composites Grandio®, Tetric® Evo Ceram and Tetric® Evo Flow, all showing a different viscosity. All composites were processed at 23°C and 60°C. Subsequently, the restored teeth were exposed to 10.000 temperature cycles (5°C/55°C). Before and after thermocycling, the marginal fit of a replica of the restored teeth was analysed using a lightmicroscope. Furthermore, a dye penetration with 5% methylene blue solution was applied on the thermocycled teeth to further examine the marginal leakage. After a period of 24 hours, the cervical fillings were vertically cut prior to dye penetration analysis under a lightmicroscope. Results: When using the condensable composite Grandio®, best marginal fit of 99.7% perfect margins could be observed in enamel after pre-heating up to 60°C and subsequent thermocycling. Reduced values of 82.6% perfect margins were registered with Grandio® in dentine. In this location, a marginal fit of 98.6% could be achieved when using the inhomogeneous microfillercomposite Tetric® Evo Ceram, again upon a processing temperature of 60°C and after thermocycling. The flowable composite Tetric® Evo Flow led to a reduced marginal fit of only 76.6% perfect margins. Tetric® Evo Ceram at 60°C obtained the least marginal leakage after thermocycling in enamel with 0.01 mm and in dentine with 0.02 mm dye penetration depth. The highest penetration depth of 0.38 mm after thermocycling in the enamel was gained when using Tetric® Evo Flow at 60°C. In dentine, Grandio® at 60°C produced the highest penetration value of 0.78 mm. In general, the study showed a high correlation between the results of the marginal fit and dye penetration analysis. Conclusions: The results clearly show that the marginal fit to enamel and dentine can be significantly improved by pre-heating highly viscous composites with a high filler loading. However, when using flowable composites, this method can be considered problematic. In addition to the increased polymerisation shrinkage of low viscous composites, the thermal shrinkage during the cooling process from the pre-heating temperature contributes to an additional stress of the interface. In return, this leads to an increased development of marginal gaps after thermocycling. The processing of pre-heated condensable composites is currently still complex and difficult to realize under common conditions in the dental practice. More clinical research is yet required to assess the suitability of this method for the daily clinical practice.
Abstract
Hintergrund und Ziele: In der restaurativen Zahnheilkunde werden Komposite unterschiedlicher Viskosität für verschiedene Indikationen bereitgestellt. Eine Schwachstelle ist dabei deren Adaptation an die Zahnhartsubstanz. Hochviskose Komposite weisen generell schlechtere Adaptationseigenschaften auf als niedrigviskose Kunststoffe. Ein Ansatz, das Anfliessverhalten stopfbarer Komposite zu verbessern, stellt die Methode der Kompositvorwärmung dar. Allerdings geht mit einer Verarbeitung bei erhöhter Temperatur auch eine Materialkontraktion bei Abkühlung einher. Ungeklärt jedoch ist die Auswirkung der thermisch bedingten Schrumpfung auf den Füllungsrandschluss. Ziel der Studie war die Untersuchung des Randschluss- und Farbstoffpenetrationsverhaltens vorgewärmter Komposite in Klasse-V-Kavitäten unter Verwendung eines Self-Etch-Adhäsivs. Materialien und Methoden: In dieser Studie wurden 60 extrahierte menschliche Molaren mit je einer zu 50% schmelz- und dentinbegrenzten zervikalen Füllung versorgt. Die Einteilung der Probenzähne erfolgte in sechs Versuchsgruppen (n=10). Als Adhäsivsystem fand das Self-Etch-Adhäsiv G-Bond™ in Kombination mit den unterschiedlich viskosen Kompositen Grandio®, Tetric® Evo Ceram und Tetric® Evo Flow Verwendung. Die drei untersuchten Komposite wurden jeweils bei 23°C und 60°C verarbeitet. Anschließend erfolgte für die Probenzähne eine 10.000fache Thermowechselbelastung (5°C/55°C). Replikas der Probenzähne wurden vor und nach Thermocycling einer Randschlussanalyse im Lichtmikroskop unterzogen. Zusätzlich wurde der marginale Randschluss an den Probenzähnen durch Farbstoffpenetration mit 5%iger Methylenblaulösung untersucht. Nach 24 Stunden erfolgte ein vertikaler Sägeschnitt durch die zervikalen Füllungen und anschließend eine Farbstoffpenetrationsanalyse im Lichtmikroskop. Ergebnisse und Beobachtungen: Bei Verwendung des hochviskosen Komposits Grandio® konnten im Schmelz nach Vorwärmung auf 60°C und anschließender Thermowechselbelastung sehr gute Randschlusswerte von 99,7% perfektem Rand erzielt werden. Im Dentin hingegen wurden für Grandio® reduzierte Werte von 82,6% perfektem Rand verzeichnet. Dort konnten mit dem inhomogenen Mikrofüllerkomposit Tetric® Evo Ceram bei 60°C Verarbeitungstemperatur und nach Thermocycling Randschlusswerte von 98,6% perfektem Rand erreicht werden. Das niedrigviskose Komposit Tetric® Evo Flow erzielte im Schmelz eine reduzierte marginale Randschlussqualität von nur 76,6% perfektem Rand. Die niedrigste Farbstoffpenetrationstiefe nach Thermowechselbelastung zeigte im Schmelz Tetric® Evo Ceram 60°C mit 0,01 mm und im Dentin Tetric® Evo Ceram 60°C mit 0,02 mm Penetrationstiefe. Den höchsten Penetrationswert nach Thermocycling wies im Schmelz Tetric® Evo Flow 60°C mit 0,38 mm, im Dentin Grandio® 60°C mit 0,78 mm Penetrationstiefe auf. Generell konnte eine sehr gute Korrelation der Ergebnisse aus Randschluss- und Farbstoffpenetrationsanalyse festgestellt werden. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse zeigen, dass durch das Vorwärmen hochviskoser füllstoffreicher Komposite im Schmelz und im Dentin eine Verbesserung der Randschlusswerte erzielt werden kann. Problematisch ist die Methode bei Verwendung niedrigviskoser Kunststoffe zu sehen. Neben der erhöhten Polymerisationsschrumpfung fließfähiger Komposite trägt die thermische Schrumpfung bei Abkühlung der Vorwärmtemperatur zur weiteren Belastung des Randschlusses bei und führt zu einer erhöhten Randspaltbildung nach Thermowechselbelastung. Eine Verarbeitung vorgewärmter füllstoffreicher Komposite unter Praxisbedingungen ist momentan noch sehr aufwendig und schwer durchführbar. Es bedarf weiterer Studien um einen zukünftigen klinischen Einsatz zu bewerten.