Abrasionsbeständigkeit konventioneller und lichthärtender Glasionomerzemente
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Objectives The discussion about amalgam and the increased awareness of aesthetic appeal required the application of improved restorative materials in dentistry. Alternative materials to amalgam, like tooth coloured composites or glass-ionomer cements (GIC) are constantly refined and merchandised. Glassionomer cements play an important role in the restorative dentistry for several decades. To resist the daily stresses in oral environment as long as possible there are high demands on these materials. The purpose of this study was to investigate the behaviour of wear of conventional and light curing glassionomer cements. The obtained values for these materials will be presented in comparison to amalgam as reference material. Materials and methods For the in-vitro determination of wear behaviour the three-medium-wear test machine ACTA was chosen. Seven conventional and five light curing glassionomer cements were tested with this arrangement and amalgam was applied as reference material. Altogether 13 ACTA-wheels were fabricated. After a four week water storage every wheel performed a run of 200.000 cycles in the ACTA-machine. Afterwards replicas of the test wheels were taken and the depth of wear was evaluated with the confocal laser scanning microscope. Additionally the behaviour of the wear of conventional Fuji® IX GP Extra and its further development Equia™ (Fuji® IX GP Extra with a nano-filled coat G-Coat® Plus) was compared. For this purpose, the values of abrasion after each 10.000 cycle were recorded. By using the ANOVA test and a pairwise comparison with a following Post-Hoc-test (p < 0.05) a statistical evaluation of the values was carried out. Before and after running the test the sample surfaces were analysed in respect to morphological aspects both with the stereo and the scanning electron microscope. Results In this test series a light curing glass-ionomer cement, which was prepared by mixing of a paste-paste system and which showed the minimal porosity, achieved the lowest values of the abrasion (32.89 µm ± 7.27 µm). In comparison to amalgam the wear depths are still higher. Conventional as well as light curing glassionomer cements are located in the middle range with values of the abrasion from 70.26 µm ± 21.25 µm up to 97.16 µm ± 22.69 µm. The lowest resistances of abrasion were offered by three conventional glassionomer cements with values from 106.90 µm ± 25.31 µm up to 206.82µm ± 46.64 µm, whereupon the hand mixed version of these three materials showed at least the highest values of abrasion. Furthermore it was found out that the hand mixed cement showed the highest porosity. The comparison of Fuji® IX GP Extra and its coated version Equia™ showed nearly equal results up to 90.000 cycles, but after 200.000 cycles Equia™ is inferior. Conclusions This study showed that there are considerable disparities in the abrasion behaviour for the tested materials. Nevertheless, the tested cements with the highest resistance of wear underlay considerably in respect to the values of amalgam. One aspect is the cements porosity, which could be influenced by the type of mixing. Encapsulated and paste-paste systems showed less porosity than a hand mixed cement. With regard to the obtained results glassionomer cements are not qualified for the application in occlusal contact areas in posterior teeth as a permanent filling material. The glassionomer cements are mainly used in paediatric dentistry and as a temporary filling material for smaller defects in the permanent dentition. New technologies like light activated curing and nano-fillers seem to have a positive effect on abrasion. Even though the use of a coating has no protective effect on the longterm abrasion, the coating offers protection of the surface within the first period.
Abstract
Hintergrund und Ziele Diskussionen über gesundheitliche Risiken durch Amalgam und das gestiegene ästhetische Bewusstsein der heutigen Patienten fordern den Einsatz verbesserter Restaurationsmaterialien in der Zahnmedizin. Alternativmaterialien zu Amalgam, wie die zahnfarbenen Komposite oder Glasionomerzemente (GIZe), werden ständig weiterentwickelt und neu vermarktet. Die Glasionomerzemente sind seit Jahrzehnten ein fester Bestandteil in der konservierenden Zahnheilkunde. An diese Materialien werden hohe mechanische Anforderungen gestellt, damit sie den alltäglichen Belastungen in der Mundhöhle möglichst lange standhalten. Ziel dieser Studie war die Untersuchung des Abrasionsverhaltens von konventionellen und lichthärtenden Glasionomerzementen sowie ein Vergleich der gewonnenen Werte mit Amalgam als Referenzmaterial. Material und Methode Zur in-vitro Bestimmung des Abrasionsverhaltens wurde die Drei-Medien-Abrasionsanordung der ACTA-Maschine gewählt. Mit Hilfe der Versuchsanordnung wurden sieben konventionelle Glasionomerzemente und fünf lichthärtende GIZe getestet, wobei Amalgam als Referenzmaterial diente. Insgesamt wurden 13 ACTA-Räder hergestellt. Nach einer vierwöchigen Wasserlagerung durchlief jedes Rad 200.000 Abrasionszyklen in der ACTA-Maschine. Anschließend wurden Replikas der Prüfräder erstellt, an denen die Abrasionstiefen am konfokalen Laser-Raster-Mikroskop ermittelt wurden. Zusätzlich wurde das Abrasionsverhalten vom konventionellen GIZ Fuji® IX GP Extra und dessen Weiterentwicklung Equia™ (Fuji® IX GP Extra mit dem nanogefüllten Lack G-Coat® Plus) verglichen. Hierzu wurden nach jeweils 10.000 Zyklen die Abrasionstiefen ausgewertet. Die statistische Auswertung erfolgte mittels ANOVA und einem paarweisen Vergleich der Werte mit Hilfe eines nachgeschalteten Post-Hoc-Tests (α < 0,05). Vor und nach Durchlauf des Tests wurden die Probenoberflächen stereo- und rasterelektronenmikro-skopisch nach morphologischen Gesichtspunkten analysiert. Ergebnisse In dieser Testreihe erzielte ein lichthärtender Glasionomerzement, der als Paste-Paste-System angemischt wurde und die geringste Porosität aufzeigte, die niedrigsten Abrasionswerte (32,89 ± 7,27 µm). Dennoch sind die Werte der Abrasionstiefen verglichen mit Amalgam deutlich höher. Im Mittelfeld fin-den sich mit Werten von 70,27 µm ± 21,25 µm bis 97,16 µm ± 22,69 µm sowohl lichthärtende als auch konventionell härtende Glasionomerzemente. Die geringste Abrasionsresistenz wiesen drei konventionell härtende Glasiono-merzemente mit Werten von 106,90 µm ± 25,31 µm bis 206,82 µm ± 46,64 µm auf, wobei von diesen Materialien ein von Hand angemischter Zement am schlechtesten abschnitt. Zusätzlich zeigte der per Hand gemischte Zement von allen Zementen die höchste Porosität. Der Vergleich von Fuji® IX GP Extra und Equia™ mit aufgetragenem Lack zeigte, dass die Abrasion bei beiden Materialien bis 90.000 Zyklen etwa gleich verläuft. Nach 200.000 Zyklen jedoch unterliegt Equia™. Schlussfolgerungen Diese Studie hat gezeigt, dass es zwischen den getesteten Materialien deutliche Unterschiede im Abrasionsverhalten gibt. Dennoch sind auch die getesteten Zemente mit der höchsten Abrasionsresistenz den Werten von Amalgam deutlich unterlegen. Ein Aspekt hierfür ist die Porosität der Zemente, die durch die Art des Anmischens beeinflusst werden kann. Es zeigte sich, dass bei Kapselsystemen und einem Paste-Paste-Präparat geringere Porositäten auftraten als bei einem handgemischten Zement. Im Hinblick auf diese gewonnenen Ergebnisse sind Glasionomerzemente für eine Verwendung als permanentes Füllungsmaterial im kaulasttragenden Seitenzahnbereich nicht indiziert. Der Haupteinsatzbereich der Glasionomerzemente liegt in der Kinderbehandlung und der provisorischen Versorgung kleinerer Defekte im permanenten Gebiss. Neue Technologien wie lichtinduzierte Aushärtung und Nanofüllkörper scheinen einen positiven Effekt auf das Abrasionsverhalten zu haben. Die Verwendung eines Schutzlackes hat keinen protektiven Einfluss auf das langfristige Abrasionsverhalten, bietet jedoch Oberflächenschutz in der ersten Tragephase.