Einfluss von Wasser auf den Verbund dentaler Komposite

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2022-04-25
Issue Year
2022
Authors
Beer, Tobias
Editor
Abstract

Summary Objectives Dental composites should not be contaminated with liquids during processing. Since pure composite is hydrophobic, water should possibly not disturb the bond between two composite increments. The aim of the present work was to test this assumption. In addition, the test specimens were examined in a fracto-graphic evaluation.

Design and Methods First of all, a suitable mold for producing the test specimens and an experi-mental apparatus for the tensile test were developed. For a series of tests, ten specimens were made under water and ten under dry conditions. A total of 160 test specimens were made from four packable and four flowable composite ma-terials from Ivoclar Vivadent (Tetric EvoCeram, Tetric EvoFlow), DMG (EcuSphere-Carat, EcuSphere-Flow), Kuraray Noritake (Clearfil Majesty ES-2, Clearfil Majesty ES Flow) and Coltene (Brilliant EverGlow, Brilliant EverGlow Flow). 126 test specimens, 64 of which were made of packable and 62 of flow-able composite, were included in the evaluation. The tensile test was carried out using a universal testing machine (Z2.5, Zwick Roell, Ulm) at a test speed of 1 mm/min. The bond strength in [MPa] was calculated from the tensile force and the fracture area of the specimens of 7.1 mm2. By means of descriptive statis-tics and a t-test (level of significance p ≤ 0.05) the bond strength between dry and under water as well as packable and flowable composites was compared. Finally, a fractographic evaluation of the fracture surfaces took place under 100-fold magnification.

Observations and Results For the test series of dry test specimens made of packable composite, the av-erage bond strength was 10.5 ± 3.1 MPa. The relative measurement deviation was 30.1%. 69.7% of the samples showed adhesive failure. 18.2% broke cohe-sively, 12.1% showed mixed fracture. An average bond of 22.1 ± 5.6 MPa could be generated for the flowable material of dry production. The relative meas-urement deviation was 25.3%. 93.3% of the samples fractured adhesively, the remaining 6.7% as mixed fractures. The test specimens made of packable material under water achieved a bond strength of 8.25 ± 2.7 MPa with a relative measurement deviation of 32.7%. 87.1% of the samples broke adhesively, 3.2% cohesively and 9.7% as mixed fractures. The flowable composites from production under water reached a bond of 21.1 ± 6.7 MPa. The relative measurement deviation was 31.1%. Ad-hesive failure occurred in 90.6% of the samples and cohesive failure in 9.4%. The comparison of samples produced under water with dry produced reference test bodies showed no significant differences in either the flowable or the pack-able composite (p > 0.05). The only exception was the packable composite from Kuraray Noritake (p ≤ 0.05). In the fractographic evaluation, abnormalities in the light reflection as well as the surface properties between the individual specimens could be determined.

Conclusions Water does not disturb the bond between composite increments. The bond strength of the test specimens produced under water was to be compared with the dry reference test specimens. To protect against saliva and blood contami-nation, composite could be inserted into subgingival cavities protected by water. The challenge of this topic consists in the bond between the composite and the hard tooth substances by conditioning, as this is absolutely sensitive to mois-ture.

Abstract

Zusammenfassung Hintergrund und Ziele Dentale Komposite sollten während ihrer Verarbeitung nicht mit Flüssigkeiten kontaminiert werden. Da reines Komposit hydrophob ist, sollte Wasser den Verbund zweier Kompositinkremente möglicherweise nicht stören. Ziel der vor-liegenden Arbeit war es, diese Annahme zu prüfen. Zusätzlich wurden die Prüf-körper in einer fraktographischen Auswertung untersucht.

Methoden Zunächst wurde eine geeignete Form zur Herstellung der Prüfkörper und eine Versuchsapparatur für den Zugversuch entwickelt. Für eine Versuchsreihe wur-den jeweils zehn Prüfkörper unter trockenen Bedingungen und unter Wasser angefertigt. Insgesamt wurden 160 Prüfkörper aus vier stopfbaren und vier fließfähigen Kompositmaterialien von Ivoclar Vivadent (Tetric EvoCeram, Tetric EvoFlow), DMG (EcuSphere-Carat, EcuSphere-Flow), Kuraray Noritake (Clearfil Majesty ES-2, Clearfil Majesty ES Flow) und Coltene (Brilliant EverGlow, Brilli-ant EverGlow Flow) hergestellt. In die Auswertung konnten 126 Prüfkörper, da-von 64 aus stopfbarem und 62 aus fließfähigem Komposit, einbezogen werden. Der Zugversuch wurde mittels Universalprüfmaschine (Z2.5, Zwick Roell, Ulm) bei einer Prüfgeschwindigkeit von 1 mm/min durchgeführt. Aus der Zugkraft und der Bruchfläche der Proben von 7,1 mm2 wurde die Verbundfestigkeit in [MPa] berechnet. Mittels deskriptiver Statistik und t-Test (Signifikanzniveau p ≤ 0,05) wurde die Verbundfestigkeit zwischen trocken und unter Wasser her-gestellten sowie stopfbaren und fließfähigen Kompositen verglichen. Abschlie-ßend fand eine fraktographische Auswertung der Bruchoberflächen unter 100-facher Vergrößerung statt.

Ergebnisse und Beobachtungen Für die Versuchsreihen der trocken hergestellten Prüfkörper aus stopfbarem Komposit ergab sich eine durchschnittliche Verbundfestigkeit von 10,5 ± 3,1 MPa. Die relative Messabweichung lag bei 30,1%. 69,7% der Proben zeigten ein adhäsives Versagen. 18,2% brachen kohäsiv, 12,1% zeigten einen Mischbruch. Beim fließfähigen Material der trockenen Herstellung konnte ein durchschnittlicher Verbund von 22,1 ± 5,6 MPa generiert werden. Die relative Messabweichung betrug 25,3%. 93,3% der Proben brachen adhäsiv, die restli-chen 6,7% als Mischbruch. Die Prüfkörper aus stopfbarem Material unter Wasser erreichten eine Verbund-festigkeit von 8,25 ± 2,7 MPa bei 32,7% relativer Messabweichung. 87,1% der Proben brachen adhäsiv, 3,2% kohäsiv und 9,7% als Mischbruch. Die fließfähi-gen Komposite aus der Herstellung unter Wasser kamen auf einen Verbund von 21,1 ± 6,7 MPa. Die relative Messabweichung ergab 31,1%. Es kam bei 90,6% der Proben zum adhäsiven und bei 9,4% zum kohäsiven Versagen. Der Vergleich unter Wasser hergestellter Proben mit den trocken hergestellten Referenzprüfkörpern zeigte sowohl beim fließfähigen als auch beim stopfbaren Komposit keine signifikanten Unterschiede (p > 0,05). Einzige Ausnahme stellte das stopfbare Komposit der Firma Kuraray Noritake dar (p ≤ 0,05). In der fraktographischen Auswertung konnten Auffälligkeiten in der Lichtreflexi-on sowie der Oberflächenbeschaffenheit zwischen den einzelnen Prüfkörpern festgestellt werden.

Praktische Schlussfolgerungen und Diskussionen Wasser stört den Verbund von Kompositinkrementen nicht. Die Verbundfestig-keit der unter Wasser hergestellten Prüfkörper war mit den trockenen Refe-renzprüfkörpern zu vergleichen. Als Schutz vor Speichel- und Blutkontamination könnte Komposit in subgingivalen Kavitäten durch Wasser geschützt einge-bracht werden. Die Herausforderung dieser Thematik besteht vorrangig im Ver-bund zwischen Komposit und den Zahnhartsubstanzen durch die Konditionie-rung, da diese absolut feuchtigkeitsempfindlich ist.

DOI
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