1.1 Hintergrund

Die nachfolgende Studie untersucht physikalische Eigenschaften eines Musterkomposits mit dem Initiator Ivocerin®. Das Ziel dieser Arbeit war es, verschiedene Materialeigenschaften dieses Musterkomposits zu untersuchen. Dazu wurde die initiale Biegefestigkeit, die zyklische Ermüdungsresistenz und die Wasseraufnahme getestet und anschließend mit einem herkömmlichen Komposit verglichen.

1.2 Methoden

Zur Ermittlung der Wasseraufnahme (WA, engl. water sorption), der initialen Biegefestigkeit (FS, engl. flexural strength) und der zyklischen Ermüdungsresistenz (FFL, engl. flexural fatigue limit) wurden Proben basierend auf der DIN EN ISO 4049 aus einem Musterkomposit mit dem Initiator Ivocerin® hergestellt und 10 bzw. 40 s polymerisiert. Zur Bestimmung der WA wurden runde Proben (n=46, Ø 12 mm) bei 37 °C bis zur vollständigen Trocknung gelagert und gewogen. Nach 1, 14 bzw. 56 Tagen nasser Lagerung wurden die Proben erneut gewogen, bis zur vollständigen Trocknung gelagert und abschließend gewogen. WA wurde aus der Differenz dieser Messungen berechnet. Für die Messung von FS (n=105) und FFL (n=170) wurden stäbchenförmige Proben (2 x 2 x 25 mm³) hergestellt und polymerisiert. Die Proben wurden jeweils 1 Tag trocken oder 14 bzw. 56 Tage nass bei 37 °C gelagert. FS wurde im 4-Punkt-Biegeversuch bestimmt. FFL wurde, bei selbem Versuchsaufbau, mit der Staircase-Methode (max. 105 Zyklen, 0,5 Hz) ermittelt. Mittels Inferenzstatistik wurde der Einfluss von Polymerisationszeit und Lagerungsdauer auf die Eigenschaften der Proben untersucht.

1.3 Ergebnisse

WA erreichte nach 56 Tagen Lagerung mit 6,42 µg/mm³ (WA 56/40) und 6,38 µg/mm³ (WA 56/10) ihren höchsten Wert. Nach 14 Tagen lag die Sättigung bei 6,03 µg/mm³ (WA 14/40) und 5,92 µg/mm³ (WA 14/10) und nach 1 Tag bei 2,56 µg/mm³ (WA 1/40) und 2,66 µg/mm³ (WA 1/10). Eine längere Lagerungsdauer ging mit einer höheren Wasseraufnahme der Proben einher (p<0,05), der Effekt der Polymerisationszeit war statistisch nicht signifikant. FS erreichte bei einer Polymerisationszeit von 10 s und einer Lagerung von 1 Tag Werte von 68,64 MPa (FS 1/10), nach 14 Tagen 67,11 MPa (FS 14/10) und nach 56 Tagen 65,70 MPa (56/10). Bei einer Polymerisationszeit von 40 s und einer Lagerung von 1 Tag erreichte FS 77,17 MPa (FS 1/40), nach 14 Tagen 73,21 MPa (FS 14/40) und nach 56 Tagen 77,34 MPa (FS 56/40). Es zeigte sich ein statistisch positiver Effekt der Polymerisationszeit, die Lagerungsdauer hatte hingegen keinen statistisch signifikanten Effekt. FFL erreichte den niedrigsten Wert nach 56 Tagen Lagerung mit 29,52 MPa (FFL 56/10) bzw. 31,97 MPa (FFL 56/40), nach 14 Tagen Werte von 33,45 MPa (FFL 14/10) bzw. 34,09 MPa (FFL 14/40) und nach 1 Tag von 44,11 MPa (FFL 1/10) bzw. 44,28 MPa (FFL 1/40). Der negative Effekt der Lagerungsdauer war signifikant, der positive Effekt der Polymerisationszeit erreichte kein statistisch signifikantes Niveau.

1.4 Schlussfolgerung

Zusammenfassend geht eine längere Verweildauer in wässrigem Milieu mit einer erhöhten WA und einer reduzierten FFL des Komposits einher. Die Ergebnisse der WA liegen weit unterhalb der in der DIN EN ISO 4049 festgelegten Grenzwertes von 40 µm/mm3, die Ergebnisse von FS erreichten nicht die in derselben Norm geforderten klinischen Grenzwerte, die Ergebnisse von FFL überschritten jedoch die kritische Belastungsgrenze von 20 MPa. Insgesamt schließt das experimentelle Musterkomposit im Vergleich zu herkömmlichen, kommerziellen Kompositen mit einem schlechteren Ergebnis von FS und FFL ab, dafür mit einem weit besseren Ergebnis von WA. Ivocerin® eröffnet dadurch vielversprechende Möglichkeiten, die als Bestandteil eines Komposits jedoch weiter verbessert werden müssen.