Zum Einfluss der Opakerschichtstärke auf den Verbund zwischen Kompositen und Dentallegierungen nach Thermocycling im Scherversuch

Abstract

Ziel dieser Untersuchung war es das Verhalten der Haftfestigkeitswerte im Scherversuch von verschiedenen Verblendsystemen bei unterschiedlichen Opakerschichtstärken von 65 µm, 128 µm und 240 µm, nach 15000 Zyklen Thermocycling zu beurteilen. Für die untersuchten Verblendsysteme Dialog (Schütz Dental), GC-Gradia (GC), Solidex (Shofu), sowie Sinfony (3M ESPE) wurden insgesamt 144 Prüfkörper erstellt, wobei jeweils 36 Prüfkörper pro Verblendsystem und 12 Prüfkörper pro untersuchter Opakerschichtstärke untersucht wurden. Die Scherversuche erfolgten an der Universalprüfmaschine Zwick 1454 in Anlehnung an die ISO-NORM 10477, wobei die Vorschubgeschwindigkeit 1mm/min betrug. Es wurde bei den Scherversuchen ein Scherstempel der Firma Wolhaupter mit einem genormten Spanwinkel von 10° eingesetzt, welcher einen definierten Abstand von 0,5 mm zur Metalloberfläche hatte. In einem Kraft-Wege Diagramm wurden die Kräfte festgehalten, die zum Bruch führten und anschließend mit dem Mikroskop bei 6,3 facher Vergrößerung die Verbundfläche bestimmt und anhand dieser die Haftfestigkeit des Prüfzylinders errechnet, sowie der Bruchmodus bestimmt. Da die ISO-NORM 10477 lediglich vorschreibt, dass die mit dem Prüfzylinder bedeckte Fläche in die Berechnung mit einfliest, jedoch nicht geklärt ist, welchen Einfluss der zusätzliche Abbruch des über die Fläche des Prüfzylinders hinaus aufgetragenen Opakers auf den Verbund hat, wurden die Kraftwerte auf die theoretisch bedeckte Fläche des Prüfzylinders, sowie die tatsächliche bedeckte Fläche des Prüfzylinders und die Gesamtfläche des Abbruchs bezogen. Die Versuche zeigten, dass bei den untersuchten Verblendsystemen eine Abhängigkeit der Haftfestigkeitswerte von der Opakerschichtstärke besteht. Die untersuchten Verblendsysteme erreichten alle die von der ISO-NORM geforderten 5 N/mm² Haftfestigkeit. Die höchsten Werte mit 25,85 N/mm² (Opakerschichtstärke: 240 µm) erreichte hierbei das System GC-Gradia von der Firma GC. Die geringsten Werte wurden beim System Solidex der Firma Shofu mit 6,24 N/mm² gemessen. Die Scherversuche haben jedoch gezeigt, dass sich die Verblendsysteme hauptsächlich bei der größten hier untersuchten Schichtstärke von 240 µm voneinander unterscheiden. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass bei manchen Systemen die Werte bei großen Schichtstärken abfallen (Dialog; Sinfony) und bei anderen Systeme konstant bleiben bzw. sogar noch steigen (Solidex; GC-Gradia). Bei der Einteilung der Bruchmodi konnte kein einheitliches Bild festgestellt werden. Es wurde jedoch kein kohäsives Bruchverhalten beobachtet und es ist aufgefallen, dass Systeme mit hohen Haftfestigkeitswerten wie GC-Gradia oder Dialog häufig einen Mischbruch aufweisen Die Studie hat gezeigt, dass sich eine mittlere Opakerschichtstärke von 105 -140 µm als optimal erwiesen hat, da die hier untersuchten Systeme in diesem Bereich konstante und hohe Haftfestigkeitswerte aufweisen und da diese Schichtstärke annähernd erreicht wird, wenn man versucht den Opaker dünn und deckend, wie von den Herstellern empfohlen aufzubringen. Eine weitere Feststellung war, dass es einer besseren Definierung der Fläche bedarf, auf welche die Kraftwerte des Schertests bezogen werden. In dieser Untersuchung wurde gezeigt dass ein rapider rechnerischer Haftfestigkeitsabfall zu beobachten ist, wenn die Kraft auf die theoretische und tatsächliche Abbruchfläche des Zylinders, sowie auf die gesamte Abbruchfläche im Opaker bezogen wird. Da nicht geklärt ist welchen Einfluss die Opakerfläche, welche sich über die vom Prüfzylinder bedeckte Fläche hinaus erstreckt, auf den Verbund hat, sollte es hier weitere Untersuchungen geben und die ISO-NORM 10477 dementsprechend abgeändert werden.

Objectives: Depending on the dental technician and the application procedure used, the thickness of opaque resins may vary between 50 and 250 µm. The goal of this study was to investigate the role of opaque thickness on the resulting metal-composite bond strength.

Conclusions: *Shear bond strength depends on kind of opaque resin application, thickness and related fracture surface. *The largest differences in bond strength values between the material systems was found with 240 µm opaque resin thickness. *Relatively constant high bond strength values were found at 128 µm opaque resin thickness which corresponds to the range of thin layers attainable by dental technicians (105-140 µm).

Materials and Methods: As substrates CoCr30Mo5 Microlit C (Schuetz Dental, Germany) metal plates (20X10X2 mm) were used. After sandblasting and silan modification of the surfaces with the rocatec system the veneering materials Dialog (Schuetz Dental), Gradia (GC), Solidex (Shofu) and Sinfony (3M Espe) were applied according to the manufacturer recommendations with a diameter of 5 mm and 2 mm thick. Opaquer resin thickness was varied from 65 µm, 128 µm, to 240 µm with punched foils. After polymerisation of the samples in a two layer technique 15,000 thermocycles (+5/+55°C) were performed. Shear strength tests were conducted with application of the force at a distance of 0.5 mm from the surface of the metal plate (cutting angle 10°) with a constant cross head speed of 1mm/min. All measurements were repeated 12 times.