Einfluss Flüssigkeitskontamination auf die Verbundfestigkeit von Wurzelkanalsealern (AH Plus und FibreFill TM )

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1 Aus der Zahnklinik 1 Zahnerhaltung und Parodontologie Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Direktor: Prof. Dr. A. Petschelt Einfluss Flüssigkeitskontamination auf die Verbundfestigkeit von Wurzelkanalsealern (AH Plus und FibreFill TM ) Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg vorgelegt von Iglika Nikolova aus Varna

2 Gedruckt mit Erlaubnis der Medizinischen Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg Dekan: Prof. Dr. med. Dr. h.c. Jürgen Schüttler Referent: Prof. Dr. R. Frankenberger Korreferent: Prof. Dr. A. Petschelt Tag der mündlichen Prüfung: 8. April 2010

3 In Dankbarkeit meiner Familie gewidmet

4 Inhaltsverzeichnis 4 1 Zusammenfassung Hintergrund und Ziele Methode Ergebnisse und Beobachtungen Praktische Schlussfolgerungen Summary Aim Method Results Conclusion Einleitung und Zielsetzung Literaturübersicht Methoden der Wurzelkanaaufbereitung Physikalisch-mechanische Methoden Chemische Methoden Thermische Methoden Wurzelkanalfüllung Anforderungen und Aufgaben von Wurzelkanalfüllmaterialien Wurzelkanalsealer Wurzelkanalfüllstifte Frakturgefahr avitaler Zähne Stabilisierung von geschwächter Zahnhartsubstanz Anatomische Überlegungen Adhäsive Stabilisierung Stabilisierung mit konventioneller Wurzelkanalfüllung Material und Methode Untersuchte Materialien Auswahl und Vorbereitung der Probenzähne Herstellen der Klötzchen Vorbereitung der Spreader Abschließende Spülung und Befestigung der Spreader Messreihe Statistische Auswertung Ergebnisse... 51

5 Inhaltsverzeichnis Ergebnisse zum Sealer AH Plus Ergebnisse zum Sealer FibreFill TM Vergleich der Haftwerte der acht Versuchsgruppen Frakturanalyse Diskussion Diskussion der Untersuchungsmethode Menschliches Dentin Einfluss der Sealereigenschaften auf den Verbund Sealer-Dentin Messung der Verbundfestigkeit Einfluss von Spüllösungen auf das Wurzelkanaldentin Natriumhypochlorit Chelatorlösungen Andere antiseptische Spüllosungen Diskussion der Ergebnisse Weitere Entwicklung Schlussfolgerung Literaturverzeichnis Anhang Versuchsergebnisse der AH Plus-Gruppen Versuchsergebnisse der FibreFill TM -Gruppen Auswertungsbögen Materialien Abkürzungsverzeichnis Nichparametrische Tests Danksagung Lebenslauf Eidesstattliche Erklärung... 97

6 1 Zusammenfassung 6 1 Zusammenfassung 1.1 Hintergrund und Ziele Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss Flüssigkeitskontamination auf die Verbundfestigkeit verschiedener Sealer zum Wurzelkanaldentin zu ermitteln. Mit der Anwendung dieser bislang nicht weit verwendeten Testmethode wurde die Haftkraft des epoxidharzbasierten Sealers AH Plus und des methacrylatbasierten Sealers FibreFill TM untersucht. 1.2 Methode 80 einwurzelige Zähne wurden zufällig auf acht Gruppen (n=10) verteilt. Nach Abtrennen der Zahnkrone erfolgte die chemomechanische Wurzelkanalaufbereitung. Die Zähne von den ersten vier Gruppen, die mit AH Plus gefüllt wurden, wurden mit NaOCl (3%), Zitronensäure (40%) und anschließend mit Ethanol (70%) gespült. Die mit FibreFill TM zu füllenden Restzähne wurden nach Herstellerempfehlung mit NaOCl (3%), EDTA (17%) und Chlorhexidinlösung (2%) gespült. Nach der finalen Aufbereitung auf.02/#60 und einer Arbeitslänge von 8 mm wurden die Wurzeln in Methacrylat eingebettet. Nach Kontamination mit einer der drei Spüllösungen (NaOCl, Zitronensäure und Ethanol) erfolgte das Einbringen der jeweiligen Sealer (AH Plus und FibreFill TM ) und experimenteller Stahl-Spreader. Jeweils eine der jedem Sealer vier zugeteilten Gruppen diente als Kontroll- und Vergleichsgruppe. Nach einer 10-Tage Lagerung (37 C / 100% Luftfeuchtigkeit) wurden die Einzelproben in eine Universal- Prüfmaschine eingespannt und einem Pull-out-Test unterzogen. 1.3 Ergebnisse und Beobachtungen AH Plus und FibreFill TM zeigten signifikante Unterschiede in ihren Haftwerten in Abhängigkeit vom Spülprotokoll. Die Flüssigkeitskontamination mit Natriumhypochlorit, Zitronensäure und Ethanol führte bei AH Plus zu Verschlechterung der Werte. Dagegen wurde bei FibreFill TM ein positiver Einfluss der ersten zwei Spüllösungen beobachtet. AH Plus (Mittelwert: 8,84 MPa) haftet unabhängig vom Spülprotokoll an der Wurzelkanalwand signifikant besser als FibreFill TM (Mittelwert: 4,66 MPa).

7 1 Zusammenfassung 7 Die Haftfestigkeit von den beiden getesteten Wurzelkanalfüllmaterialien am Wurzelkanaldentin scheint von einer Abschlussspülung mit Alkohol nicht zu profitieren. Die Kontamination mit Ethanol führte immer im Vergleich zu der Kontrollgruppe sowie bei AH Plus (Mittelwert: 6,14 MPa) als auch bei FibreFill TM (Mittelwert: 0,81 MPa) zu niedrigeren Haftwerten. Natriumhypochlorit (Mittelwert: 3,95 MPa) und Zitronensäure (Mittelwert: 2,89 MPa) reduzierten signifikant die Verbundfestigkeit von AH Plus. Die zuletzt genannte Spülung führte zu den niedrigsten Werten innerhalb der AH Plus-Gruppe. Eine signifikante Haftwertsteigerung gegenüber der Kontrollgruppe konnte bei FibreFill TM nach zweiminütiger Kontamination mit Natriumhypochlorit (Mittelwert: 5,36 MPa) und Zitronensäure (Mittelwert: 4,70 MPa) festgestellt werden. Die größte Reduktion der Haftwerte innerhalb der FibreFill TM -Gruppe verursachte Ethanol. Die anschließende fraktografische Untersuchung ergab kohäsive als auch adhäsive Brüche bei den beiden Sealern. 1.4 Praktische Schlussfolgerungen Flüssigkeitskontamination mit einer Spüllösung ist für AH Plus von Nachteil. Unter den Bedingungen dieser Studie weist AH Plus eine signifikant bessere Dentinverbundfestigkeit auf als FibreFill TM. Vor der Anwendung von AH Plus ist ein möglichst trockener Wurzelkanal empfehlenswert.

8 1 Summary 8 1 Summary 1.1 Aim The aim of this study was to investigate the influence of different irrigation protocols on the bond strength of two endodontic sealers to root canal dentin. Testing the shear bond strength of AH Plus, an epoxy-resin based sealer, and FibreFill TM, a methacrylate-based sealer, was carried out using a quiet new method. 1.2 Method Eighty single-rooted teeth were random divided into 8 groups (n=10). After separation of the tooth crown the teeth were chemo-mechanically prepared. The teeth of the first four groups, which should be filled with AH Plus, were chemomechanically instrumented with sodium hypochlorite (3%), citric acid (40%) and ethanol (70%). The rest teeth were rinsed according to the manufacturer s recommendation for FibreFill TM with sodium hypochlorite (3%), EDTA (17%) and a chlorhexidine solution (2%). After final preparation up to.02/#60 and to a depth of 8 mm the teeth were embedded in chemically cured methacrylate resin. After final irrigation with some of the three solutions (sodium hypochlorite, citric acid and ethanol) the root canals were obturated with sealer and an experimental spreader was adjusted to working length. One of the four according to the sealer used groups served as a comparison and a control group. After 7-day storage (37 C / 100 % moistury) the specimen were subjected to a pull out test using a universal testing machine. 1.3 Results The bond strength values of AH Plus and FibreFill TM were significantly different depending on the different irrigation protocol. The irrigation with sodium hypochlorite, citric acid and ethanol resulted in degradation of the AH Plus values. Whereas, there was a positive influence of the last two irrigations in the FibreFill TM groups. AH Plus (mean: 8,84 MPa) revealed significantly higher bond strength values independently to root canal dentin than FibreFill TM (mean: 4,66 MPa). The bond

9 1 Summary 9 strength values of the both tested root canal fill materials don t profit from the final irrigation with ethanol. The contamination with ethanol always led to lower bond strength values among AH Plus (mean: 6,14 MPa) as well as FibreFill TM (mean: 0,81 MPa) in comparison to the both control groups. Sodium hypochlorite (mean: 6,16 MPa) and citric acid (mean: 2,89 MPa) reduced significantly the bond strength of AH Plus. The lowest values within the AH Plus groups were achieved by the last named irrigation. Nevertheless, sodium hypochlorite (mean: 5,36 MPa) and citric acid (mean: 4,70 MPa) influenced significantly positive the bond strength values of FibreFill TM.. Ethanol changed for the worse FibreFill TM values. The following test of all fracture surfaces showed cohesive as well as adhesive fractures among the groups. 1.4 Conclusion AH Plus doesn t profit from the contamination with a final irrigation. Under the conditions of this study, AH plus showed significantly higher bond strength to root canal dentin than FibreFill TM. It is strongly recommended before the use of AH Plus as dry as possible root canal.

10 2 Einleitung und Zielsetzung 10 2 Einleitung und Zielsetzung Die geschichtliche Betrachtung der Wurzelkanalbehandlung zeigt eine Entwicklung von einer begleitenden Maßnahme im Rahmen der konservierenden Zahnheilkunde zu einem nahezu eigenständigen Spezialgebiet. Während zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Therapie einer Pulpitis noch meist in einer Extraktion des Zahnes bestand, wurden die Möglichkeiten der Pulpitistherapie im Verlauf des 20. Jahrhunderts deutlich erweitert. Die Fortschritte begründeten sich vor allem auf neuen Erkenntnissen in der Mikrobiologie der infizierten Zahnpulpa und des infizierten apikalen Gewebes. So erkannte man die Bedeutung der Reinigung und Desinfektion des Wurzelkanals und die Wichtigkeit des hermetischen Verschlusses des Kanalsystems für eine erfolgreiche endodontische Therapie. Es wurde nachgewiesen, dass durch die rein instrumentelle Wurzelkanalaufbereitung etwa ein Drittel der Wurzelkanaloberfläche nicht erfasst wird [63]. Das Ziel einer endodontischen Therapie ist die Toleranz eines pulpatoten Zahnes durch den Organismus und damit die funktionstüchtige Erhaltung des Zahnes. Die systematische Wurzelkanalbehandlung wird heute in zwei Behandlungssäulen eingeteilt: die Wurzelkanalaufbereitung und die Wurzelkanalfüllung. Ziel der Wurzelkanalaufbereitung ist eine effiziente Reinigung und Desinfektion des Wurzelkanals, die Erweiterung des Kanals zur Entfernung der intrakanalären Keimflora sowie des nekrotischen infizierten Kanalinhaltes. Im Vordergrund steht hier die Entfernung von Geweberesten, Endotoxinen und Bakterien. Grundsätzlich kann man zwischen verschiedenen Verfahren differenzieren. So unterscheidet man die chemische und thermische Desinfektion von physikalischen und mechanischen Reinigungsverfahren, zu denen u. a. der rein mechanische Abtrag von infiziertem Dentin gehört. Durch die rein mechanische Bearbeitung des Endodonts kann zwar die Keimzahl drastisch reduziert werden; dies scheint aber nicht ausreichend zu sein, um die Bedingungen für die Heilung bzw. Prävention einer apikalen Parodontitis zu schaffen [63]. In der Regel werden jedoch Kombinationen der einzelnen Verfahren angewendet. In den letzten Jahren wurde eine Vielzahl von neuen Verfahren vorgestellt, zu denen maschinelle Aufbereitungssysteme mit NiTiNOL-Instrumenten, Lasersysteme und Desinfektionsverfahren wie Ultraschall-Systeme und hydrodynamische Spülsysteme

11 2 Einleitung und Zielsetzung 11 gehören. Solche Neuentwicklungen versuchen, sich einem Kernziel der Endodontie, der effizienten Reinigung des Wurzelkanalsystems, anzunähern. In den vergangenen Jahren haben sich die wissenschaftlichen Untersuchungen insbesondere auf die Spüllösungen konzentriert, somit auf den chemischen Reinigungs- und Desinfektionsweg. Allen voran sind Natriumhypochlorit (NaOCl), EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) und Wasserstoffperoxid zu nennen, wobei NaOCl aufgrund seiner Fähigkeit, organisches Material aufzulösen und den Wurzelkanal zu desinfizieren, zum Standardmittel geworden ist [58]. Ziel dieser Studie war es, die am häufigsten verwendeten Spülflüssigkeiten noch genauer bezüglich ihres Einflusses auf die Verbundfestigkeit des Wurzelkanalfüllmaterials zu untersuchen. Es bestand die Möglichkeit, einen direkten Vergleich zwischen den zwei Sealern AH Plus und FibreFill TM zu machen, von welchen der letzte eine adhäsive Wurzelkanalfüllung ermöglicht, was in letzter Zeit vermehrt an Bedeutung gewinnt.

12 3 Literaturübersicht 12 3 Literaturübersicht 3.1 Methoden der Wurzelkanalaufbereitung Der Erfolg einer Wurzelkanalbehandlung hängt neben einer suffizienten Aufbereitung vor allem von der Desinfektion des Wurzelkanalsystems und von der Dichtigkeit der Wurzelfüllung und der koronalen Restauration ab. Wenngleich in den letzten Jahren zahlreiche neue Instrumente, Geräte und Arbeitstechniken die Wurzelkanalaufbereitung vereinfacht haben, so bleibt die vollständige Erschließung bis zum Foramen apicale eine Herausforderung. Nachfolgend werden die Methoden der Wurzelkanalreinigung- und -desinfektion beschrieben, deren Ziel die möglichst vollständige Bearbeitung endodontischer Hohlräume ist Physikalisch-mechanische Methoden Zunächst ist als physikalisch-mechanische Methode die Aufbereitung an sich zu nennen, die durch Entfernung des luminalen Dentins ebenfalls eine Reinigung des Wurzelkanals erreicht. Hier unterscheidet man zwischen manueller und maschineller Aufbereitung. Die manuelle Wurzelkanalaufbereitung ist heute die Standardmethode zur Wurzelkanalreinigung und desinfektion. Es stellt ein abwechselndes Feilen und dynamisches Spülen mit einer Einwegspritze dar, die mit einer zierlichen Spülkanüle bestückt ist. Der Druck erfolgt dabei gleichmäßig und ohne Verkeilen am Apex. Hierfür sollten Spülflüssigkeiten wie NaOCl, Zitronensäure, EDTA, CHX oder Aqua dest. angewendet werden. Es gibt zahlreiche Methoden der Wurzelkanalaufbereitung, bei denen maschinengetriebene Instrumente angewendet werden. Am weitesten verbreitet sind neben den maschinellen Aufbereitungssystemen Ultraschall-, Schallsysteme und Kombinationen dieser mit Handinstrumenten [29]. Insbesondere bei der Aufbereitung gekrümmter und enger Kanäle ergeben sich oftmals Probleme. So kann es beispielsweise zu Komplikationen wie Kanalbegradigung, Verlust der Arbeitslänge oder Instrumentenfraktur kommen, die häufig auf einen Verlust der Fingerkontrolle zurückzuführen sind und es dadurch zu einem unkontrollierten Abtragen von Dentin kommt. Moderne Entwicklungen von maschinengetriebenen Instrumenten, die auf der Grundlage der

13 3 Literaturübersicht 13 winkelbegrenzten Rotation arbeiten, sollen diese Probleme reduzieren. Der Einsatz maschineller drehmomentgesteuerter Nickel-Titansysteme ist besonders in der Therapie stark gekrümmter Kanäle unverzichtbar geworden [150]. Dalton et al. (1998) erklärten, dass moderne maschinelle Instrumentierungsmethoden die Wurzelkanalaufbereitung erleichtern, jedoch keine erhöhte Keimreduktion gegenüber Handinstrumenten garantieren [29]. Aufgrund der Komplexität des Kanalsystems werden nur etwa 50% der Kanalwände von rotierenden Ni-Ti-Instrumenten mechanisch gereinigt [29]. Schall- und Ultraschallsysteme, die durch Vibrationen unterschiedlicher Frequenzen entstehen und longitudinale Wellen erzeugen, gehören zu den moderneren Geräten der Wurzelkanalbehandlung. Sie werden in der Praxis häufig bei stark gekrümmten oder engen Kanälen eingesetzt. Im Anschluss an jede Aufbereitungsgröße wird in größtmöglicher Tiefe im Wurzelkanal drucklos gespült, die Flüssigkeit wird bis ins apikale Drittel transportiert, es kommt zu einem besseren und schnelleren Flüssigkeitsaustausch im Kanal und zu einer Erwärmung der Spülung [78]. Das Prinzip der diversen Methoden beruht auf dem Einsatz von Lösungen, die mittels physikalischer Aktivierung durch unterschiedliche Systeme eine Entfernung von Geweberesten und Debris erreichen sollen. Im weiteren Sinne gehört zu den physikalischen Methoden ebenfalls der Einsatz chemischer Spül- und Desinfektionsmittel, die im Folgenden näher beschrieben werden Chemische Methoden Die Spülung des Wurzelkanals mit antibakteriell wirksamen und gewebeauflösenden Wirklösungen stellt einen wesentlichen Bestandteil der mechanischen Wurzelkanalaufbereitung dar, die daher als chemo-mechanische Präparation bezeichnet wird. Die alleinige mechanische Aufbereitung ist nicht ausreichend, um alle Bereiche des Endodonts effektiv zu reinigen, es verbleiben immer unterschiedlich ausgedehnte nicht instrumentierte Wandbereiche [78]. Bis Mitte des 20. Jahrhunderts wurde am häufigsten Wasser zur endodontischen Desinfektion benutzt, vereinzelt wurden aber auch Lösungen mit antimikrobiellen Eigenschaften wie 50%ige Schwefelsäure verwendet. Wegen zunehmender

14 3 Literaturübersicht 14 mikrobiologischer Kenntnisse und einer biologischen Orientierung der Wurzelkanalbehandlung wurde eine Vielzahl unterschiedlicher Spül- und Desinfektionslösungen für eine Wurzelkanalbehandlung empfohlen und in vivo und in vitro getestet: NaOCl, H 2 O 2, verschiedene Säuren und EDTA-Präparate, Kombinationspräparate wie MTAD, Lokalanästhetika, Oxidanzien (z.b. Gly-Oxide) und viele andere mehr [172]. Die Ziele einer Spülung des Wurzelkanalsystems werden folgend angegeben [172]: Desinfektion des Endodonts durch antibakterielle Wirkung Auflösung des organischen und anorganischen Kanalinhaltes, auch in den Bereichen des komplexen endodontischen Systems, die der instrumentellen Bearbeitung nicht zugänglich sing Inaktivierung bakterieller Liposaccharide Abtransport der Dentinspäne und hierdurch Verhindern einer Blockade des Wurzelkanals Entfernung der Schmierschicht Gleitmittel für die Wurzelkanalinstumente Vereinzelt wird auch eine Bleichwirkung auf die koronalen und radikulären Zahnsubstanzen gefordert Die Vielfalt der aufgelisteten Ziele lässt es als sehr unrealistisch erscheinen, dass eine einzige Spülung alle Aufgaben erfüllen kann. Diejenigen Spülungen, die ganz oder teilweise diese Ziele verfolgen, sind allerdings auch in der Lage, das periradikuläre Gewebe zu schädigen. Eine Spülung sollte bei möglichst stärker antibakterieller Wirkung gleichzeitig möglichst wenig zytotoxisch wirken [172]. Bei der Spülung des Wurzelkanals kommt primär die oberste Schicht des Biofilms mit einer ausreichenden Menge und Konzentration der Spüllösung in Kontakt. Die extrazelluläre Matrix verhindert eine Penetration der Lösung in die Tiefe des Biofilms und dessen chemische Auflösung. Um die Mikroorganismen effektiv zu beseitigen, sind eine mechanische als auch eine chemische Auflösung des Biofilms in Bezug auf Art, Menge, Einwirkung und Konzentration der Lösung anzustreben [120]. Als Folge der instrumentellen Bearbeitung des Dentins bleibt eine 1-5 μm dicke Schmierschicht zurück [144]. Diese Schmierschicht entsteht durch die Präparation

15 3 Literaturübersicht 15 des Wurzelkanals. Sie enthält anorganische und organische Bestandteile, welche Teile von Odontoblastenfortsätzen, nekrotisches Gewebe, Dentin und Prädentin, Reste der Spüllösung und im Falle eines infizierten Kanals, Mikroorganismen und deren Produkte beinhalten [125, 157]. Der größte Anteil der Schmierschicht besteht jedoch aus anorganischen Bestandteilen wie zermahlenem Dentin oder auch Gewebsresten, denn NaOCl übt nur einen geringen Effekt auf die Entfernung der Schmierschicht aus [77]. Die Frage nach der Entfernung der Schmierschicht wird in der Literatur kontrovers diskutiert. Einige Autoren sehen im Belassen der Schmierschicht den Vorteil, dass so eine physikalische Barriere für Bakterien und deren Produkte besteht [144, 129]. Allerdings können umgekehrt Bakterien in Dentinkanälchen und akzessorischen Kanälen durch die Schmierschicht vor desinfizierenden Agenzien geschützt werden [127]. Die Entfernung der Schmierschicht wird ferner für notwendig gehalten, da sie nekrotisches Pulpagewebe und Bakterien enthält und sogar eine Vermehrung der Bakterien und ihrer Produkte ermöglicht. White et al. (1984) beschrieben die Schmierschicht als eine poröse und schwach haftende Schicht zwischen Füllungsmaterial und Dentinwand [164]. Vertreter dieser Lehrmeinung verstehen die Schmierschicht als eine durchlässige Barriere, die lediglich die Penetration der Bakterien verlangsamt [37]. Diese Barriere verhindert unter Umständen sogar die Penetration der desinfizierenden Lösung und der späteren Füllmaterialien, insbesondere des Sealers in die Dentintubuli [55]. Daher sagen einige Autoren, dass die Dichtigkeit der späteren Füllung durch die Entfernung der Schmierschicht deutlich erhöht werden kann [119, 120], was allerdings noch nicht abschließend geklärt ist. Im chemischen Debridement kommen Spüllösungen oder Pastensysteme zum Einsatz. Bei der Wahl einer Spül- bzw. Desinfektionslösung sind bezüglich weiterhin Interaktionen unter den Spüllösungen und der Auswirkung der verwendeten Substanzen auf die Zahnhartsubstanzen folgende Anforderungen zu berücksichtigen [140]: Möglichst gute Gewebeverträglichkeit, niedrige Zytotoxizität Keine gegenseitige Neutralisierung der eingesetzten Substanzen Keine Veränderung der Eigenschaften der Zahnhartsubstanzen Keine negative Beeinflussung der postendodontischen Restaurationen

16 3 Literaturübersicht 16 Natriumhypochlorit Natriumhypochlorit (NaOCl) wurde erstmals zur endodontischen Anwendungen 1915 beschrieben [28]. Es gehört zu den anerkanntesten Spülmitteln in der Endodontie mit einer guten Wirkung auf die große Mehrzahl der endodontisch relevanten Mikroorganismen [19]. Dies beruht auf der Tatsache, dass es die Fähigkeit besitzt, organisches Material aufzulösen und den Wurzelkanal effektiv zu desinfizieren [11]. Die Wirkung von NaOCl beruht auf seiner Reaktion mit Proteinen unter Bildung von Chloramin, wobei die Proteine zerfallen [11]. So können auch Pus und nekrotisches Gewebe durch NaOCl gelöst werden [78]. Seit vielen Jahren wird kontrovers diskutiert, welche Konzentration (0,5%-5,0%) des NaOCl zur Wurzelkanaldesinfektion zu bevorzugen ist. So stellten Bystrom und Sundqvist (1985) fest, dass die Effektivität von NaOCl in Konzentrationen von 0,5% bis 5,0% vergleichbar ist [19]. Lösungen in Konzentrationen von 5,25 % lösten nicht nur nekrotisches Gewebe, sondern auch vitales Gewebe auf, wobei höhere Konzentrationen (5,25%) nekrotisches Gewebe schneller auflösen als niedrig konzentrierte Lösungen (0,5%, 1%, 2,6%) [171]. Jedoch ist NaOCl in keiner der empfohlenen Konzentrationen (0,5%-5,0%) in der Lage, die dem Dentin aufliegende Schmierschicht alleine zu entfernen [156, 158]. Bezüglich der benötigten Einwirkzeiten von NaOCl gibt es in der Literatur diverse Angaben. Konzentrationen ab 0,25% zeigen ab einer Einwirkzeit von 1 min Effektivität bei der Desinfektion von Guttaperchastiften [21]. Eine andere Studie beschreibt eine effektive Desinfektion ab einer Zeit von 5 min [145]. Jedoch sind 5 min in diesem Fall die kürzest getestete Zeit und das lässt somit nicht den Rückschluss zu, dass eine Wirkzeit von 1 min keine ausreichende Desinfektion erzielen würde. Im Vergleich von NaOCl mit anderen desinfizierenden Lösungen bezüglich ihrer Effektivität sind die Autoren unterschiedlicher Meinung. So fanden Ringel et al. (1982), dass NaOCl effektiver als Chlorhexidin (CHX) ist [132], wohingegen andere Studien feststellten, dass NaOCl und CHX eine vergleichbare desinfizierende Wirkung zeigen [82, 120]. Die Penetration von NaOCl in die Dentintubuli ist gegeben, jedoch ist die Fähigkeit zur Desinfektion des Wurzelkanals abhängig von den im Kanal gefundenen

17 3 Literaturübersicht 17 Bakterien [17]. Die Desinfektionswirkung von NaOCl nimmt im Wurzelkanal von koronal nach apikal und von zentral nach peripher ab [17]. Probleme bei der Anwendung von NaOCl ergeben sich durch seine zytotoxischen Eigenschaften. Die häufigste Komplikation ist die versehentliche Injektion ins periapikale Gewebe [76]. Erfolgt eine apikale Extrusion von NaOCl, so kann dies zu postoperativer Schwellung, Schmerzen und Nekrosen führen [76]. Ebenso können Paresen von Nerven durch die unsachmäßige Anwendung von NaOCl entstehen [129]. Bei Überfüllung besteht die Gefahr der Entstehung eines Emphysems und zusätzlich besteht ein allergisches Potential [143, 144]. Die Bandbreite der Reaktionen reicht von einer milden Antwort mit einer vollständigen Heilung bis hin zu Sensibilitätsverlusten in entsprechenden Gebieten [70]. Angesichts dieser Punkte ist eine ausreichende Vorsicht bei der Verwendung von NaOCl indiziert [83]. Zu beachten ist, dass eine Wirkung von NaOCl auf vitale Gewebe bei Konzentrationen ab 1% zu erwarten ist [78]. In Konzentrationen von 0,5% ist Natriumhypochlorit nicht toxisch gegenüber vitalen Geweben und wird sofort durch zirkulierendes Blut weggespült [10]. Trotzdem muss eine apikale Extrusion von NaOCl insbesondere von Konzentrationen ab 1% unbedingt vermieden werden. Chelatoren Chelatoren sind aus chemischer Sicht großmolekulare Komplexbildner, die in der Lage sind, selektiv Calciumionen aus dem Dentin an sich zu binden und so zu komplexieren. Man verspricht sich durch die Lösung der Calciumionen eine Demineralisierung des Dentins und damit eine Erweichung des Dentins sowie eine Erleichterung der Aufbereitung enger und/oder stark kalzifizierter Kanäle [78]. Der Einsatz von Chelatoren dient hauptsächlich der Entfernung der Schmierschicht [118]. Chelatoren sind im Allgemeinen effektiv in der Beseitigung der Schmierschicht. In diversen Studien wurde diesbezüglich die Effektivität von EDTA untersucht [11, 19, 20, 168]. EDTA öffnet Dentintubuli und führt zu einer sauberen Wurzelkanaloberfläche [20, 118, 136]. Die Effektivität wird von einigen Autoren vor allem im koronalen und mittleren Drittel des Wurzelkanals bestätigt, wohingegen das apikale Drittel schlechter gereinigt wird [118, 136]. Der alleinige Einsatz von EDTA entfernt nur den anorganischen Teil der Schmierschicht und belässt den organischen Anteil [11,

18 3 Literaturübersicht ]. Aus diesem Grund wird der Einsatz von EDTA in Kombination mit NaOCl empfohlen. In mehreren Studien wurde die Effektivität dieser Kombination bestätigt [11, 118, 168]. Sowohl die Reinigungswirkung als auch der antimikrobielle Effekt sind größer, wenn die Spülungen kombiniert und nicht einzeln angewendet werden [19, 168]. Beim Einsatz von EDTA konnte gezeigt werden, dass die Adhäsion des Sealers zum Dentin erhöht werden kann, wobei die Verwendung eines Er:YAG- Lasers bessere Ergebnisse lieferte [131]. Die Konzentration des verwendeten EDTA sollte über 15 % liegen, um eine akzeptable Entfernung der Schmierschicht und eine Kollagenexposition innerhalb einer akzeptablen Zeit zu erreichen [136]. Nachteile von EDTA sind die begrenzten antibakteriellen Effekte und die destruktive Wirkung auf das Wurzelkanaldentin [158]. Die Destruktivität von EDTA entwickelt sich vor allem bei einer Einwirkzeit von mehr als 1 min [156]. Die Auswirkung äußert sich in der Demineralisation des intertubulären Dentins und in einer Vergrößerung der Dentintubuli [136]. Zusätzlich erfolgt eine Denaturierung der Kollagenfasern [20]. Neben Untersuchungen zu EDTA gibt es Untersuchungen, die den Einsatz von MTAD (4-Methyl-1,2,4-Triazolin-3,5-Dion) beurteilen. MTAD ist eine neue Lösung, bestehend aus einem Tetracyclin-Isomer (Doxycyclin, Fa. Sigma-Aldrich Company), einer Säure (Zitronensäure, Fa. Sigma-Aldrich Company) und einem Detergens (Tween-80, Fa. Sigma Aldrich Company) [158]. In-vitro-Studien von Torabinejad et al. (2003) zeigten, dass dieses Präparat anscheinend weniger destruktiv als EDTA, dennoch in Kombination mit NaOCl die gleiche Effektivität bezüglich der Entfernung der Schmierschicht aufweist wie EDTA und NaOCl [156, 158]. Allerdings müssen noch weitere Studien durchgeführt werden, um seine Effektivität und in vivo Tauglichkeit zu bestätigen. Chelatoren stehen als Spüllösungen zur Verfügung. Mit zunehmendem Einsatz maschineller Aufbereitungssysteme in Verbindung mit Nickel-Titan-Feilen wird die Verwendung in Pastenform von Herstellern der maschinellen Aufbereitungssysteme empfohlen. In diesem Fall dient die Chelatorpaste jedoch hauptsächlich als Gleitmittel, um ein Verklemmen der Instrumente und ein eventuelles Frakturieren zu verhindern. Der Einsatz von Chelatoren während der Wurzelkanalpräparation kann empfohlen werden, wobei ein vorsichtiger Einsatz indiziert ist, um eine Verletzung der periapikalen Gewebe zu verhindern. Allerdings können Chelatoren nicht den Einsatz

19 3 Literaturübersicht 19 von NaOCl als Standardmittel ersetzen [77]. Yamashita et al. (2003) konnten wie vorher schon andere Autoren (1987, 1995) zeigen, dass Kombinationen aus 2,5% NaOCl und EDTA die Kanäle fast gänzlich von Geweberesten befreien und die Dentintubuli freilegen konnten [12, 144, 168]. Als eine weitere Spülflüssigkeit, die der EDTA-Lösung zu überlegen ist, ist die Zitronensäure zu nennen. Eine Spülung mit 50%iger Zitronensäure oder die Kombination von Zitronensäure mit 5,25%igem NaOCl kann die Schmiersicht effektiv entfernen und wird von Baumgartner et al. (1984) als Alternative zur EDTA- Anwendung diskutiert [9]. Es wird immer noch über die sinnvollste und effektivste Konzentration (5%-50%) geschrieben [51]. Kombination mit 0,5-5 %iger Natriumhypochloritlösung und %igem Alkohol werden verwendet, um das Gewebe aufzulösen und die Wurzeloberfläche zu reinigen und zu desinfizieren, da die antimikrobielle Wirkung schwächer als die von 2,5%igem oder 5,25%igem NaOCl ausfällt [51]. In höheren Konzentrationen (bis zu 30%) wird jedoch nicht nur die Schmierschicht aufgelöst, sondern es werden auch Teile des peritubulären Dentins angegriffen [8]. Chlorhexidindigluconat Chlorhexidin ist eine starke basische Substanz, die im Wasser nur gering löslich ist. Es wird an der Zellwand der Mikroorganismen adsorbiert und führt einen Austritt intrazellulärer Komponenten herbei. Chlorhexidindiazetat, Chlorhexidindigluconat und Chlorhexidindihydrochlorid bilden stabile Salze. Substanzten mit niedrigem Molekulargewicht treten bei niedrigen Konzentrationen aus, vor allem Kalium und Phosphor, was einen bakteriostatischen Effekt bewirkt. Bei höherer CHX- Konzentration tritt ein bakterizider Effekt auf, der auf der Präzipitation oder Koagulation des Zellzytoplasmas beruht. Chlorhexidin verfügt über ausgesprochene gute Gewebeverträglichkeit und niedrige Toxizität, ist aber nicht in der Lage, Gewebe aufzulösen. Yesilsoy et al. (2001) bewiesen einer 0,12%igen CHX-Lösung eine schwächere oder ähnlich antibakterielle Wirkung wie 2,5- bis 5%iges NaOCl bei vergleichbarer mäßig entzündlicher Gewebereaktion [169]. In einigen Studien wird von einer besseren und längeren antimikrobiellen Wirkung von 2%igem CHX, insbesondere gegenüber E.

20 3 Literaturübersicht 20 faecalis, als von 1%igem oder 5,25%igem NaOCl bei geringer Toxizität gesprochen [30, 43]. Es wird sogar 20%ige CHX-Lösung angeboten (Brenntag Nordic A/S, Denmark). Die gewebeauflösende und reinigende Wirkung ist andererseits im Vergleich zu NaOCl als schlechter zu bewerten [168]. Die Kombination von 2,5% NaOCl und 0,2% CHX als Spüllösung zeigte sich gegenüber der alleinigen Anwendung dieser Lösung bezüglich der Keimreduktion überlegen, was auf die Bildung von hochwirksamem Chlorhexidindichlorid zurückzuführen wird [88]. Andere Substanzen Neben den oben genannten Wirklösungen stehen weitere Spülflüssigkeiten zur Verfügung. Dazu zählen u. a. Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) und eine Wechselspülung mit NaOCl und Wasserstoffperoxid, die erstmals 1943 von Grossmann propagiert wurde [58]. Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) ist schwach sauer und zerfällt in wässriger Lösung in Wasser und Sauerstoff. Bei Kontakt mit Gewebe, Blut oder Eiter kommt es zu einer starken Schaumwirkung, da durch die Enzyme Katalase und Glutathion-Peroxidase H 2 O 2 in molekularen Sauerstoff umgewandelt wird. Die gewebeauflösenden Eigenschaften sind jedoch deutlich geringer als die von NaOCl [78]. Im Kanal verbleibendes H 2 O 2 kann sich mit der Peroxidase des Blutes verbinden und zu freiem Sauerstoff werden, der wiederum zu Schmerzen und Schwellung und/oder zu einem Emphysem führen kann [13]. Es konnte kein Vorteil durch alternierende Spülungen mit NaOCl und Wasserstoffperoxid zur Erzeugung naszierenden Sauerstoffs nachgewiesen werden. Demgegenüber stehen die Nachteile bei der Verwendung von H 2 O 2. Alkohole (Isopropylalkohol, Ethylalkohol) werden zur Spülung des Endodonts benutzt [150]. Aufgrund ihrer niedrigen Oberflächenspannung kann eine gute Diffusion auch in Seitenkanälchen und enge Kanalabschnitte erfolgen. Der Haupteffekt ist die Austrocknung des Wurzelkanals. Eine Alkoholspülung vor Einbringen des Sealers soll die Adhäsion des Sealers und die Penetration in die Dentintubuli fördern wirken [165].

21 3 Literaturübersicht 21 Jodkaliumjodidlösung wird seit langem in 2%iger Konzentration zur Desinfektion während der endodontischen Behandlung verwendet. Viele Fälle berichten über die Verwendung von Jodkaliumjodidlösung als Spülflüssigkeit [63]. Eine niedrige Zytotoxizität und sehr gute antimikrobielle Wirkung zeichnen diese Lösung aus. Zu berücksichtigen sind jedoch das allergene Potenzial und die möglichen Zahnverfärbungen. Aus den 70er Jahren stammen die Empfehlungen und Studien über die Verwendung von Ozon (O 3 ) zur Desinfektion des Endodonts [69]. Ozon wirkt antibakteriell auf planktonische Mikroorganismen (E. faecalis), aber es zeigt bei dreiminütiger Anwendung keine Wirkung, wenn diese Bakterien in einem Biofilm integriert sind. NaOCl (0,5%) erwies sich als signifikant effektiver [69] Thermische Methoden Zu den thermischen Systemen zählt die Laser-Technologie. Heute machen sich die Weiterentwicklung von Lasern und insbesondere graziler Lichtleiter, die hohe Energien übertragen können, soweit bemerkbar, dass ein Einsatz in der Endodontie möglich geworden ist [60]. Laser können nicht nur zur Wurzelkanalreinigung, sondern darüber hinaus auch zur Präparation der Zugangskavität, zur Exstirpation der Pulpa und zur Wurzelkanalaufbereitung eingesetzt werden. In diesen Bereichen ist eine Praxistauglichkeit jedoch noch nicht erreicht. Zur Wurzelkanalreinigung können gepulste Nd:YAG- und Diodenlaser genutzt werden, um nach der Wurzelkanalaufbereitung infizierte Pulpa- und Gewebereste zu entfernen [60, 153]. Ist das Kanallumen bereits erweitert, kann auch der Er:YAG-Laser oder Er, Cr:YSGG- Laser verwendet werden [153]. In einem in vitro Versuch ließ sich eine hochsignifikante Keimreduktion nach einer Nd:YAG-Laserbehandlung gegenüber der ungelaserten Kontrollgruppe nachweisen [60]. Auch die antibakterielle Wirkung eines Er:YAG-Laser konnte bestätigt werden [141]. Andere Untersuchungen zeigen, dass ein antibakterieller Effekt des Nd:YAG-Lasers zwar feststellbar ist, allerdings der Effekt von NaOCl nicht übertroffen werden konnte [130]. Die Ergebnisse von Le Goff et al. (1999) belegten die oben genannte Situation für den CO 2 -Laser [90]. Eine Kombination mit Spüllösungen ist daher angezeigt, um die Reinigungswirkung des Lasers zu verstärken [87]. Es gibt jedoch Untersuchungen, die eine antibakterielle

22 3 Literaturübersicht 22 Wirkung sowohl des Lasers als auch einer NaOCl Lösung feststellen, allerdings eine Infektion der apikalen 3 mm in 70% der Fälle nachweisen [128]. Somit wird die Desinfektionswirkung der unterschiedlichen Lasersysteme zwar von verschiedenen Autoren bestätigt, dennoch wurde ebenfalls eine alleinige Anwendung ohne den Einsatz zusätzlicher Spülsysteme in Frage gestellt. Einige Autoren (2004) beschrieben das Problem einer erhöhten Undichtigkeit von Füllungsmaterialien nach dem Einsatz verschiedener Lasersysteme, andere (2002) beschrieben einen deutlichen Temperaturanstieg nach Lasereinsatz [5, 48]. Daher verbleibt die Aufgabe, die Systeme auf ihre Praxistauglichkeit zu überprüfen. Insbesondere besteht ein Klärungsbedarf bezüglich der Entfernung abgebrochener Faserfragmente aus dem Wurzelkanal. Eine weitere Studie zeigte, dass nach Laserbehandlung eine verstärkte Farbpenetration in das Dentin zu erwarten war [59]. Damit bleibt der risikolose Einsatz der Laserbehandlung zu klären [59]. Neue Untersuchungen bestätigen eine nur minimale Beschädigung periapikaler Gewebe beim Einsatz von Lasern, vorausgesetzt der Einsatz erfolgt unter angemessenen Bedingungen. Daher scheint die laseraktivierte Wurzelkanalspülung eine sehr hohe Effizienz zu bieten [113]. 3.2 Wurzelkanalfüllung Ziel einer Wurzelkanalfüllung ist es das gesamte Wurzelkanalsystem dauerhaft hermetisch und biokompatibel zu verschließen, um die Passage von Flüssigkeiten und Mikroorganismen im Wurzelkanal von apikal und von koronal zu verhindern [140]. Guttapercha ist das weltweit gebräuchlichste und bekannteste Wurzelkanalfüllmaterial. Guttapercha ist jedoch alleine nicht in der Lage, den Wurzelkanal dauerhaft dicht zu verschließen. Skinner und Himel (1987) haben nachgewiesen, dass unabhängig von der Obturationstechnik (Einzelstift, warme und kalte laterale oder warme Kondensation sowie verschiedene thermoplastische Verfahren) ohne die Anwendung einer Wurzelkanalfüllpaste (Wurzelkanalfüllpaste = Sealer) stets unzureichend abgedichtete Wurzelkanalbereiche zu beobachten waren [149]. Gleichzeitig sind Sealer als alleiniges Wurzelkanalfüllmaterial bislang ebenfalls nicht in der Lage, den Wurzelkanal dauerhaft bakteriendicht und hermetisch

23 3 Literaturübersicht 23 auszufüllen, da fast alle Wurzelkanalfüllpasten, insbesondere bei größerem Volumen, kontrahieren und somit eine ungenügende Wanddichtigkeit resultiert [167]. Demzufolge sollte eine Wurzelkanalfüllung hauptsächlich aus einem volumenstabilen Kernmaterial in Form eines (oder mehrerer) Wurzelkanalfüllstifte(s) und einer erhärtenden Wurzelkanalfüllpaste bestehen [140]. Weichbleibende Wurzelkanalfüllpasten sind zum definitiven Verschluss eines Wurzelkanals weder alleine noch in Kombination mit einem oder mehreren Wurzelkanalfüllstiften geeignet, weil diese Pasten löslich sind und von vitalem Gewebe resorbiert werden, was eine Reinfektion des Wurzelkanalsystems ermöglicht [122]. Grundsätzlich wirken alle Wurzelkanalfüllpasten bei direktem Kontakt mit Nervengewebe mehr oder weniger stark ausgeprägt neurotoxisch [52]. Im Rahmen der endodontischen Behandlung stellt die Überfüllung von Wurzelkanalfüllmaterialien in den Mandibularkanal die häufigste Ursache von Nervenschäden dar [86]. Zur Vermeidung und rechtzeitigen Erkennung derartiger, unter forensischen Aspekten relevanter Komplikationen sind die exakte Bestimmung und Dokumentation der Arbeitslänge vor der Wurzelkanalaufbereitung sowie die röntgenologische Kontrolle nach der Wurzelkanalfüllung von entscheidender Bedeutung. Desweiteren wird auf die Aufgaben und Anforderungen an den Sealern, die verschiedenen Wurzelkanalfüllpasten, besonders AH Plus und FibreFill TM, sowie auf die verschiedenen Wurzelkanalfüllstifte gesondert eingegangen Aufgaben und Anforderungen von Wurzelkanalfüllmaterialien Ein wesentliches Ziel einer Wurzelkanalbehandlung ist die vollständige und dichte Obturation des Wurzelkanals [140]. Hierfür soll ein volumenstabiles Kernmaterial in Kombination mit kleinen Mengen eines dauerhaft erhärtenden Sealers benutzt werden, dessen Aufgabe darin besteht, die Inkongruenzen zwischen der Wurzelkanalwand und dem Kernmaterial auszufüllen [140]. Der bakteriendichte Verschluss sollte durch das Füllmaterial gewährleistet werden, um eine Passage von Mikroorganismen und bakteriellen Toxinen in das endodontische System und ein Vordringen bis in den Periapex zu verhindern [140].

24 3 Literaturübersicht 24 Neben den vielen Aufgaben werden auch die Anforderungen an Wurzelkanalsealer in drei Gruppen unterteilt [140], wie aus der folgenden Tabelle ersichtlich ist: biologische Anforderungen biokompatibel bakteriostatisch/ bakterizid nicht resorbierbar physikalische Anforderungen dimensionsstabil porenfrei unlöslich in Gewebeflüssigkeiten undurchlässig für Flüssigkeiten Haftung an der Zahnhartsubstanz praktische Anforderungen ausreichende Verarbeitungszeit leicht applizierbar leicht entfernbar radioopak keine Verfärbung der Zahnhartsubstanz Tabelle 1: Anforderungen an Sealer

25 3 Literaturübersicht Wurzelkanalsealer Auf dem Markt wird eine Reihe von verschiedenen Wurzelkanalfüllmaterialien angeboten. Die Vielfacht ist sehr groß, wie aus Tabellen 2 und 3 zu sehen ist: Basis Präparate und Hersteller Komponente A Zusammensetzung Komponente B Zinkoxid- Eugenol Aptal-Harz (Speiko, Münster) -ZnO 60% -Silber 10% -Thymol 2% -p-chlor-m-kresol 1% -Eugenol 60% -Perubalsam 40% Hermetic (Lege Artis, Dettenhausen) -ZnO 60% -Zirkonoxid 30% -Zinkacetat 2% -Eugenol 89% -Perubalsam 11% Epoxidharz AH26 (DeTrey Dentsply, Konstanz) -Wismut-(III)-oxid 60% -Hexamethylentetramin 25% -Silber 25% -Titandioxid 5% -Bisphenol-Adiglycidylether 100% AHPlus (DeTrey Dentsply, Konstanz) -Epoxybisphenol -Kalziumwolframat - Zirkonoxid -Amino-Adamantan -N,N-Dibenzyl-5- oxanonan -Zirkonoxid - -Kalziumwolframat Methakrylat Hydron (Hydron Canada) -2-Hydroxyethylmethakrylat Polyketon Diaket (Espe, Seefeld) -Wismutphosphat 3% -Dichlorophen 0,5% -ZnO 97% -Triethanolamin 0,2% - Vinyl-Kopolymer 23,3% -Propionylacetophenon 76% Glasionomer -Zement Ketac-Endo (Espe, Seefeld) -Kalzium-Lanthan- Natrium -Fluorophosphor- Aluminium-Silikat -Polyacrylsäure - Weinsäure Tabelle 2: Auswahl einiger Produkte aus den verschiedenen Gruppen erhärtender WF-Pasten sowie deren prozentuale Zusammensetzung

26 3 Literaturübersicht 26 Basis Präparate und Hersteller Komponente A Zusammensetzung Komponente B Glasionomer -Zement Endion (Voco, Cuxhaven) -Fluorosilikatglas 22% -Polyacrylsäure 10% -Kontrastmittel 63% -Wasser 100% Kalzium salicylat Apexit (Vivadent, Ellwangen) - Kalziumhydroxid 32% -Kolophoniumhydrat 31,5% -SiO2 8% -CaO 5,6% -ZnO 5,5% -Trikalziumphosphat 4% -Polydimethylsiloxan 2,5% -Zinkstearat 2,3% -Trimethylhexandioldisalicylat 25% -Wismutkarbonat 18% -Wismutoxid 18% -SiO2 15% -1,3-Butandioldisalicylat 11% -Kolophoniumhydrat 5,4% -Trikalziumphosphat 5% -Zinkstearat 1,4% Sealapex (Kerr, Karlsruhe) -Kalziumhydroxid 25% - ZnO 6,5% -Polymethylensalicylat 33% -Bariumsulfat 19% -Titandioxid 5% Guttapercha Kloroperka N-O (N-O Therapeutics, Oslo, Norwegen) -Guttapercha 19,6% -Kanada-Balsam 17% -Kolophonium 14% -ZnO 49,4% -Chloroform 100% Medikament enzusätze Paraformald ehyd N2 Normal / Universal (Hager & Werken, Duisburg) - no 63% -Wismutnitrat 15% -Wismutkarbonat 10% -Paraformaldehyd 7% -Titandioxid 3,6% -Eugenol 77% -Erdnussöl 20% -Rosenöl 1,8% -Lavendelöl 1,2% Kortikosteroide Endomethasone N (Pharma-Dental, Bonn) -Hydrocortisonacetat 1% - Dijodthymol 25% - Bariumsulfat 15% -ZnO 49% -Magnesiumstearat 10% -Eugenol 91% Tabelle 3: Auswahl einiger Produkte aus den verschiedenen Gruppen erhärtender WF-Pasten sowie deren prozentuale Zusammensetzung Neben den aufgelisteten Sealern werden immer mehr neuartige Materialien für die Wurzelkanalfüllung vorgestellt. So ist Epiphany, welcher auch als RealSeal oder Next verkauft wird, sowie EndoREZ und FibreFill TM, die mit Hilfe adhäsiver

27 3 Literaturübersicht 27 Technologien am Wurzelkanaldentin haften und auf diese Weise eine bessere Versieglung des Endodonts erzielen sollen. AH Plus, eins von den in dieser Studie verwendeten Sealern, ist ein Wurzelkanalsealer auf Epoxidharz-Amin-Polymer-Basis, der laut Hersteller frei von Formaldehydzusätzen oder Kortikosteroiden ist, und wurde 1995 als Nachfolgeprodukt von AH 26 auf dem Markt eingeführt. Bis jetzt wurden die beiden Materialien in zahlreichen Studien untersucht und in manchen Untersuchungen als Goldstandard zum Vergleich bei der Bewertung neuer Wurzelkanalfüllmaterialien herangezogen [134, 146]. AH Plus stellt ein Paste-Paste-System dar, bei dessen Zubereitung die beiden Komponenten im Volumenverhältnis von 1:1 angemischt werden. Die Paste A enthält als Hauptbestandteil das Epoxidharz Araldit, während die Paste B als Aminobausteine Amino-Adamantan und ein disekundäres Diamin aufweist. Beide Pasten bestehen zusätzlich aus Kalziumwolframat und Zirkoniumoxid, die als röntgenopake Füllstoffe dienen. Die Härtungsreaktion beruht auf einer thermischen Epoxid-Amin-Additionspolymerisation und führt im Gegensatz zur Kondensationsreaktion des AH 26 nicht zu einem Polymernetzwerk, sondern zu linearen Polymeren, die thermoplastisch und im organischen Lösungsmittel löslich sind. Die Polymerisation beginnt unmittelbar nach dem Vermischen der beiden Pasten und verläuft sehr langsam die Aushärtezeit unter Mundbedingungen beträgt ca. vier Stunden laut Hersteller. Der für die Folmaldehydfreisetzung verantwortliche Inhaltsstoff des AH 26 Hexamethylentetramin, ist in AH Plus nicht mehr erhalten. Während Wurzelkanalfüllmaterialien als biokompartible Materialien keine gewebetoxische Reaktion auslösen dürfen, wäre ein antimikrobieller Effekt wünschenswert, da die Wurzelkanalfüllung nicht als Nährmedium für Mikroorganismen dienen darf. Die Anzahl der tierexperimentellen Untersuchungen der Gewebereaktion bei Kontakt mit AH Plus ist sehr begrenzt und die Ergebnisse sind sehr widersprüchlich. Leonardo et al. (1999) konnten 90 Tage nach der endodontischen Behandlung vitaler Hundeprämolaren unter Verwendung von AH Plus als Sealer in 14 von 16 Proben eine Hartgewebeneubildung apikal des Materials feststellen [96]. Die histologische Untersuchung zeigte regelrecht angeordnete Fibroblasten und Kollagenfasern; Entzündungszellen oder nekrotische Zonen wurden nicht beobachtet. Eine ähnliche Untersuchung wurde an nekrotischen Hundeprämolaren mit chronischer Parodontitis apicalis durchgeführt [14]. Im

28 3 Literaturübersicht 28 Hinblick auf die Heilung periapikaler Läsionen bei Hundezähnen konnte nach 15- tätiger intrakanalärer Kalziumhydroxideinlage sowie Wurzelkanalfüllung mit Guttapercha und AH Plus in über 88% der Fälle festgestellt werden, dass eine teilweise oder vollständige Anlagerung apikalen Hartgewebes erfolgte [14]. Bei Überfüllung in die periapikale Region wurde fibröses Gewebe ohne Anzeichnen einer Entzündung nachgewiesen [98]. Koulaouzidou et al. (1998) ermittelten eine deutlich geringere zytotoxische Aktivität von Top-Seal und AH Plus (welches im Prinzip dasselbe Material darstellt) gegenüber Pulpazellen der Ratte und Hautfibroblasten von Mäusen im Vergleich zu AH 26 [85]. Die Studien bezüglich der Gewebetoxizität von AH Plus lieferten übereinstimmende Ergebnisse, wohingegen bei der Untersuchungen im Hinblick auf mutagene Effekte von AH Plus unterschiedliche Resultate erzielt wurden. Die Arbeitsgruppe um Leyhausen (1999) konnte in verschiedenen Tests zwar eine Beeinträchtigung von Zellen, jedoch keinen Nachweis für ein mutagenes Potenzial von AH Plus erbringen [100]. Andere Autoren (1999, 2008) lieferten im Ames-Test an Salmonella typhimutium und bei einer anderen in vitro-testmethode den Beweis für die Mutagenität von AH Plus [95, 97]. Huang et al. (2002) überprüften die Genotoxizität unterschiedlicher Sealer anhand einer schnellen und sensitiven Methode zur Bestimmung von DNA-Schäden (Comet Assay) [73]. Die Ergebnisse belegten, dass alle drei untersuchten Sealer auf Epoxidharzbasis (AH Plus, TopSeal, AH26) dosisabhängige DNA-Schäden hervorrufen. Nach der Abbindezeit von 24 Stunden konnten allerdings keine mutagenen Effekte mehr nachgewiesen werden. Es ist wahrscheinlich, dass sich die initiale Mutagenität auf noch nicht vollständig polymerisiertes Epoxidharz aus der Paste A zurückzuführen ist. Weiterhin wurde nachgewiesen, dass AH Plus zytotoxische Effekte auf orale Krebszelllinien ausübt. AH Plus enthält laut Herstellerangaben kein Hexamethylentetramin. Dennoch konnte mit Hilfe der Infrarotspektroskopie eine geringe Formaldehydfreisetzung aus diesem Sealer nachgewiesen werden [95]. Zu dem gleichen Ergebnis kamen auch Cohen et al. (1998), die mit Hilfe der Hochleistungsflüssigkeitschromografie mit einer unteren Nachweisgrenze von 0,25 ppm eine geringere Formaldehydfreisetzung von AH Plus im Bereich von 3,9 ppm fanden [25]. Im Vergleich dazu lagen die Werte für AH 26 bei 1347 ppm. Da die im AH Plus ablaufende Additionspolymerisation durch eine quantitative Addition der Monomere ohne Freisetzung von Molekülen abläuft, liegt der für AH Plus ermittelte Folmaldehydrelease wahrscheinlich im Rahmen der

29 3 Literaturübersicht 29 Genauigkeit der Bestimmungsmethode und beruht wahrscheinlich auf der Reaktion von Epoxidharz mit Amin. In verschiedenen Untersuchungen zur Dichtigkeit von Sealern wurde mit AH Plus unterschiedliche Ergebnisse ermittelt. Heikel et al. (1999) verglichen die Dichtigkeit von AH Plus mit derjenigen von zwei anderen Wurzelkanalfüllpasten. AH Plus zeigte ein geringfügig besseres Dichtigkeitsverhalten als die anderen beiden Materialien [65]. In einem mit Hilfe von Unterdruck durchgeführten Farbstoffpenetrationstest konnten De Almeida et al. (2000) eine signifikante bessere apikale Dichtigkeit für AH Plus im Vergleich zu Ketac-Endo und Fill Canal nachweisen [33]. Dem steht die Untersuchungen von Cobankara et al. (2002) gegenüber, bei der für AH Plus, RoekoSeal und Ketac-Endo keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Dichtigkeit im Flüssigkeitstransporttest ermittelt wurden [24]. Für AH 26 und AH Plus ergaben sich ähnliche Farbstoffpenetrationstiefen hinsichtlich der koronalen und apikalen Kondensationstechnik, der Hybridkondensation und Thermafil [35]. Zu solchen Ergebnissen kamen Schäfer und Olthoff (2002) [138]. Ebenso wurden bei der Bestimmung der Dichtigkeit von AH 26, AH Plus, Ketac-Endo, Apexit und Diaket anhand eines Flüssigkeitstransportmodells keine Differenzen ermittelt [110]. Nach einer einjährigen Lagerung in Kochsalzlösung wurden die Proben erneut getestet. Dabei fiel auf, dass Apexit eine größere Undichtigkeit im Vergleich zu AH Plus und Ketac- Endo aufwies, sich aber zwischen AH Plus, AH 26, Diaket und Ketac-Endo keine signifikanten Unterschiede ergaben [112]. Zmener et al. (1997) gelangten bezüglich der Dichtigkeit von AH 26 und AH plus zu anderen Ergebnisse [175]. Er konnte zeigen, dass AH 26 eine bessere Dichtigkeit als AH Plus aufweist [175]. Dies wird durch die kürzere Abbindezeit von AH Plus erklärt, wodurch ein größerer Schrumpfungstest das Ablösen des Sealers von der Wurzelkanalwand begünstigt. Miletic et al. (2002) konnten zeigen, dass eine Passage von Bakterien (S. mutans, S. mitis, P. melaninogenica, L. accidophilus) und C. albicans entlang einer Wurzelkanalfüllung durch AH Plus nicht verhindert wird [111]. Bezüglich der Löslichkeit des Wurzelkanalfüllmaterials AH Plus im destillierten Wasser und künstlichen Speichel (ph-werte: 4,5-7,0) erwies sich das Material als wenig löslich und es konnte ein Gewichtsverlust von 0,1% bis 0,2 5 ermittelt werden [139].

30 3 Literaturübersicht 30 Insgesamt kann eine Empfehlung für die Verwendung von AH Plus ausgesprochen werden. In den dargestellten wissenschaftlichen Studien sind die Bewertungen von AH Plus als überwiegend positiv zu bezeichnen. FibreFill TM, das zweite in dieser Studie verwendete Material, ist ein Sealer auf Methacrylatbasis, der in Kombination mit einem selbsthärtenden Primer (Primer A und B) verwendet wird (s. Tabelle 7). Hinsichtlich der Biokompartibilität von FibreFill TM wurden bei einer Untersuchung anhand von Mäusefibroblasten lediglich geringere zytotoxische Effekte festgestellt, die im Vergleich mit Bioseal und Acroseal ähnlich waren [50]. Bei der In-vitro-Untersuchung der koronalen Dichtigkeit nach unterschiedlichen Wurzelkanalfülltechniken mit Hilfe eines mikrobiellen Markers (S. mutans) kamen Shipper und Trope (2004) zu dem Ergebnis, dass eine Kombination der SimpliFillund FibreFill TM -Obturation die besten Ergebnisse erzielte [147]. Die Studie berücksichtige folgende Techniken: laterale, vertikale oder Obtura-II-Kondensation, FibreFill TM und Kombinationen aus SimpliFill und Obtura II oder SimpliFill und FibreFill TM. Weiterhin wurde die apikale Dichtigkeit von Wurzelkanalfüllungen mit Guttapercha und FibreFill TM oder Calcibiotic Root Canal Sealer (Kalziumhydroxidsealer) mit Hilfe eines Flüssigkeitstransportmodels überprüft. [39]. Die Dichtigkeit der Proben wurde sowohl nach sieben Tagen als auch nach einem und zwei Monaten kontrolliert [39]. Die FibreFill TM -Gruppen wiesen unabhängig von der Schmierschicht signifikant geringere Undichtigkeiten als die CRCS-Gruppen auf [39]. Auch wenn die Unterschiede nicht signifikant waren, zeigten die Proben mit demselben Sealer nach Entfernung der Schmierschicht geringere Undichtigkeiten [39]. Weitere klinische Untersuchungen wurden nicht durchgeführt, obwohl es sich um ein viel versprechendes Sealersystem handelt. Allerdings hat der Hersteller es bereits nach kurzer Marktpräsenz zurückgenommen Wurzelkanalfüllstifte Wurzelkanalfüllstifte sind weniger plastisch als Wurzelkanalfüllpasten. Sie dienen bei der Wurzelkanalfüllung zur Kondensation von Sealern und bestehen entweder

31 3 Literaturübersicht 31 aus Guttapercha, Metall oder Kunststoff. Grundsätzlich weisen Wurzelkanalfüllstifte folgende Vorteile auf [137]: Sie weisen im Gegensatz zu den meisten Wurzelkanalfüllpasten keine Aushärtungsschrumpfung auf. Feste Materialien wie Wurzelkanalfüllstifte sind im Allgemeinen biologisch inerter als die meisten Wurzelkanalfüllpasten. Aufgrund ihrer Festigkeit wurden die Stifte in zwei Gruppen aufgeteilt: halbfeste und feste Wurzelkanalfüllstifte [137]. Halbfeste Wurzelkanalfüllstifte bestehen aus Guttapercha (20 45 Massen%), Zinkoxid (33 61,5 m%), Wachsen und Kunststoffen als Weichmacher (1,0 4,1 m%), Schwermetallsulfaten als Röntgenkontrastmittel (1,5 31,2 m%), Farbstoffen zur ISO-Kodierung (1,5 3,4 m%) sowie aus einigen Spurenelementen (unter 1 m%: u.a. Cd, Cu Fe, S, Ti) [57]. Guttapercha-Stifte bestehen aus der Beta-Guttapercha. Beta-Guttapercha weist die gleichen mechanischen Eigenschaften wie die natürlich vorkommende Alpha-Form auf, besitzt jedoch einen um 9 C niedrigeren Schmelzpunkt. Bei beiden Guttapercha-Formen handelt es sich um Trans-isomers Polyisopren (trans-1,4- Polyisopren). Wird Alpha-Guttapercha über den Schmelzpunkt hinaus erhitzt und sehr langsam wieder abgekühlt (0,5 C/h), so rekristallisiert erneut die Alpha-Form, bei normaler oder schneller Abkühlung wandelt es sich in die Beta-Form um. Die Biokompatibilität von Guttapercha-Stiften ist insgesamt als gut zu bewerten, wobei jedoch offensichtlich zwischen der Gewebeverträglichkeit des reinen Guttaperchas und jener von dentalen Guttapercha-Stiften zu unterscheiden ist [124]. Während reines Guttapercha nach Untersuchungen von Spångberg und Pascon (1990) als ein Material mit äußerst geringer Toxizität anzusehen ist, wiesen dentale Guttaperchaspitzen sowohl eine geringe antimikrobielle Wirkung als auch eine teilweise länger andauernde Zytotoxizität bei direktem Zellkontakt auf [16, 124]. Als äußerst seltene Komplikation bei der Anwendung von Guttapercha im Rahmen einer Wurzelkanalfüllung ist der Literatur eine Kasuistik einer allergischen Reaktion auf Guttapercha-Stifte zu entnehmen [16]. In dem geschilderten Fall lag bei dem Patienten eine bekannte Latex-Allergie vor. Bei der Wurzelkanalfüllung ist es zu einer Überfüllung der palatinalen Wurzel eines oberen Molars mit Guttapercha gekommen, welche unmittelbar eine diffuse Urtikaria zur Folge hatte [16].

32 3 Literaturübersicht 32 Vermutlich können Patienten, welche eine Sensibilisierung gegenüber Naturlatex (cis-polyisopren) aufweisen, unter Umständen auch allergisch auf das chemisch ähnliche Guttapercha (trans-polyisopren) reagieren [16]. Insgesamt erfüllen Guttapercha-Stifte in einem hohen Masse die Anforderungen, die unter den Aspekten Gewebeverträglichkeit, Abdichtungsverhalten, Handhabung und ggf. notwendige Entfernbarkeit an Wurzelkanalfüllstifte zu stellen sind. Festen Wurzelkanalfüllstiften (Silberstiften, Titanstiften und Kunststoffstiften) wird der Vorteil nachgesagt, dass sie aufgrund ihrer Steifigkeit besser zur Füllung enger und gekrümmter Wurzelkanäle geeignet sein sollen als Guttapercha-Stifte. Diesem Vorteil stehen indes erhebliche Nachteile gegenüber: Da feste Stifte im Gegensatz zu Guttapercha-Stiften keine Kompressibilität aufweisen und somit nicht im Wurzelkanal kondensiert werden können, erhöht dies aufgrund der den meisten Wurzelkanalfüllpasten eigenen Abbindekontraktion die Wahrscheinlichkeit von Randundichtigkeiten. Dies gilt umso mehr, als es praktisch nicht möglich ist, den Wurzelkanal über seine gesamte Länge kreisrund aufzubereiten, sodass er weitgehend den Dimensionen eines festen Wurzelkanalfüllstiftes entspricht. Es wurde in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass diese erforderliche kreisrunde Aufbereitung insbesondere bei der Instrumentierung gekrümmter Wurzelkanäle also jener Kanäle, bei denen die Anwendung der festen Wurzelkanalfüllstifte teilweise empfohlen wird in den allerseltensten Fällen gelingt. Darüber hinaus ist bei einer möglicherweise indizierten Revision einer Wurzelkanalfüllung, deren Entfernung durch feste Stifte erschwert, teilweise sogar unmöglich. Kommen Wurzelkanalfüllstifte aus Silber mit Gewebeflüssigkeit in Kontakt, so korrodieren sie in unterschiedlichem Ausmaß bis hin zur Desintegration der Stifte, wobei zytotoxische Produkte (Silbersulfide, -chlorid, -sulfate und -karbonate) entstehen [137]. Die Titanstifte korrodieren praktisch nicht und sind weitgehend als biologisch inert zu bezeichnen [137]. Sie weisen bei der Abdichtung jedoch die gleichen Nachteile wie die Silberstifte auf. Die Röntgensichtbarkeit der Wurzelkanalfüllstifte aus Titan ist deutlich geringer als jene der Silberstifte [137]. Die mit Alpha-Guttapercha ummantelten Kunststoffstifte (aus Polysulfon [26]) erreichen bei nur gering gradiger Erwärmung der Guttapercha eine gute Abdichtung des Wurzelkanals [137]. Es konnte aber gezeigt werden, dass bei alleiniger

33 3 Literaturübersicht 33 Anwendung derartiger Stifte eine erheblich schlechtere Abdichtung resultierte als bei einem kombinierten Einsatz mit einem Wurzelkanalsealer [80]. Bei einer später ggf. notwendigen Revision erschweren die Kunststoffstifte mitunter die Entfernung der Wurzelkanalfüllung [26]. 3.3 Frakturgefahr avitaler Zähne Hartgewebefrakturen treten an wurzelkanalbehandelten Zähnen anscheinend häufiger auf als an vitalen Zähnen. Tatsächlich sind wurzelkanalbehandelte Zähne lediglich zentral geschwächt, wodurch die Resthartsubstanz frakturanfälliger wird. Es konnte gezeigt werden, dass wurzelkanalbehandelte Zähne nur minimal weniger Feuchtigkeit enthalten [75]. Adolphi et al. (2007) zeigten, dass Hartgewebefrakturen bei wurzelkanalbehandelten Zähnen zehnmal häufiger auftreten als bei vitalen Zähnen mit gleich oder ähnlich großen Kompositversorgungen [1]. Des Weiteren ist bekannt, dass vertikale Frakturen zu den häufigsten Gründen für die Extraktion endodontisch behandelter Zähne gehören. Für dieses Phänomen können verschiedene Ursachen aufgelistet werden, die für sich allein oder in Kombination bei Kaubelastung zu einer verminderten Stabilität wurzelkanalbehandelter Zähne führen: Entfernung der Pulpa: Hannam et al. (1968) zeigten, dass starke Biegebelastung des Dentins, z. B. beim unerwarteten Beißen auf einen harten Nahrungsbestandteil zu sofortiger Mundöffnung führt [67]. Instrumenteller Dentinabtrag: Außer der Pulpaexstirpation und der damit verbundenen reduzierten Wahrnehmung des Zahns wirkt sich das Opfern vom gesunden Dentin direkt auf die mechanischen Zahneigenschaften aus. Der geradlinige Zugang zum Wurzelkanalsystem zeichnet sich mit einem übermäßigen Dentinabtrag. Demzufolge lassen sich Zähne mit einer endodontischen Zugangskavität im Laborversuch signifikant leichter biegen als solche mit intaktem Pulpadach [87]. Dagegen scheint die mechanische Aufbereitung der Wurzelkanäle, falls keine Stiftpräparation erfolgt, keine weitere Schwächung des Zahns nach sich zu ziehen [87, 135].

34 3 Literaturübersicht 34 Chemische Wurzelkanalaufbereitung: Zusätzlich zu der körperlichen Veränderung des Zahns durch den mechanischen Substanzabtrag kann die chemische Behandlung des Dentins dazu beitragen, dass die Zähne bruchanfälliger werden. Aufgrund aller dieser Risiken gibt es wissenschaftlich fundierte Literatur, die die endodontische Behandlung mit anschließender Restauration unterstützt, sie als nötig beschreibt, sogar als Voraussetzung für eine Zahnerhaltung ansieht [61]. 3.4 Stabilisierung von geschwächter Zahnhartsubstanz Die Versorgung schwer zerstörter Zähne steht nun im Vordergrund und nicht mehr primär die Extraktion. Die Konsequenz ist eine restaurative Lösung. Stiftaufbauten avancierten zu einer Routinemethode für die Restauration endodontisch behandelter Zähne Anatomische Überlegungen Wenn ein Stiftaufbau das Mittel der Wahl ist, müssen folgende anatomische Überlegungen berücksichtigt werden [61]: Wurzellänge Länge und Form der verbleibenden Wurzel entscheiden über die Stiftlänge [72]. Sind kurze Wurzeln vorhanden, muss klinisch entschieden werden, ob ein längerer Stift oder die empfohlenen 5 mm Wurzelfüllung belassen und ein kürzerer, paralleler Stift eingesetzt wird [31]. Eine suffiziente Präparation und Wurzelkanalfüllung bis mindestens 2 mm vor dem Apex ist notwendig [31]. Höhere Retention für die Aufbaurestauration kann bei Molaren mit kürzeren Wurzeln durch das Inserieren von mehreren Stiften erreicht werden [71]. Zahnanatomie, Kanalkonfiguration und Stiftanpassung Jeder Zahn besitzt eine unterschiedliche Anatomie, aus der individuelle Eigenschaften resultieren. Sie können das Setzen eines Stiftes verhindern. Ein Kompromiss zwischen Wurzelgröße, Form und Länge ist wichtig, da falsch gewählte Stifte und deren Präparation durch zu große Durchmesser Risiken der apikalen

35 3 Literaturübersicht 35 Perforation mit sich bringen. So kann z.b. die Wurzelkurvatur zu Läsionen und folglich zu einem Misserfolg führen [31]. Nach Zillich und Yaman (1985) weisen insbesondere Oberkieferprämolaren eine Vielzahl von Problemen auf [174]: 1. dünne und rasche verjüngende Kanäle 2. proximale Invagination 3. Kanalverzweigung 4. distale apikale Wurzelkurvatur 5. faciale Kurvatur der palatinalen Wurzel. Diese Faktoren können ebenfalls das Setzen eines Stiftes verhindern oder eine Schwächung der Wurzel zur Folge haben, die einen Misserfolg vorprogrammieren. Die Kanalkonfiguration beeinflusst die Auswahl zwischen individuellen- und maschinell-hergestellten Stiften. Wenn der ausgewählte Stift annähernd konform mit der Form und Weite des Kanallumens ist, kann eine Dentinhartsubstanz schonende Therapie erfolgen. Damit wird die Frakturanfälligkeit des Zahnes reduziert und die Retention des Stiftes verbessert [151]. koronale Struktur Ebenso ausschlaggebend für die Wahl eines Stiftes ist die koronale Struktur. Die verbleibende Zahnhartsubstanz oberhalb der Restaurationsgrenze sollte mindestens 1,5-2 mm aufweisen, um eine ausreichende Widerstandsform zu geben [101]. Halle et al. (1984) empfehlen, dass 1 mm gesundes Dentin den Stift circulär umgeben sollte [64]. Stiftdesign Es gibt eine Vielzahl von Empfehlungen in der Dentalliteratur bezüglich der Länge. Es wurde vorgeschlagen, die Wurzellänge in Erwägung zu ziehen für die Auswahl der idealen Stiftlänge: - Der Stift sollte auf der Hälfte der Strecke zwischen Wurzelspitze und Alveolarkammknochen enden [71]. - Der Stift sollte so lang wie möglich sein, ohne den apikalen Bereich zu irritieren [71]. -Der Stift sollte länger sein als die Krone [337].

36 3 Literaturübersicht 36 Holmes et al. (1996) zeigten, dass je größer die Stiftlänge, desto besser die Retention und die Kraftverteilung ist [319]. Es ist nicht immer möglich, einen längeren Stift zu verwenden, gerade wenn die Wurzel sehr kurz oder gekrümmt ist. Stifte mit ¾ der Länge der Wurzel besitzen den größten Widerstand bei geringerer Frakturgefahr verglichen mit kürzeren Stiften [91]. Isidor et al. (1999) wiesen darauf hin, dass der cervicale Dentinkragen wichtiger sei als die Stiftlänge in Bezug auf die Frakturfestigkeit eines überkronten Zahnes [81]. Formen Die verfügbaren Stifte können in Bezug auf Form und Oberfläche unterteilt werden. Sie können parallel, konisch oder parallel-konisch sein. Ihre Oberflächeneigenschaften sind aktiv oder passiv [114]. Die aktiven Stifte werden mechanisch am Dentin verankert (meist Schraubenform), während die passiven Stifte durch Zement und die dichte Adaptation zur Kanalwand haften. Aktive Stifte könnten Grund für das Versagen eines Stiftkernaufbaus darstellen. Passive Stifte ähneln der natürlichen Anatomie der Zahnwurzel und der Kanalkonfiguration, schonen so den Zahnhartsubstanzabtrag und stellen daher einen sinnvollen Kompromiss dar. Dieses Design besitzt jedoch eine keiltreibende Wirkung und erzeugt eine Belastungskonzentration an dem koronalen Ende der Wurzel. Parallelwandige Stifte weisen eine erhöhte Retention auf und erzeugen eine gleichmäßig verteilte Belastung der entstehenden Dreh-, Scher-, und Dehnkräfte über die gesamte Stiftlänge [81]. Die maximale Belastungskonzentration tritt im apikalen Bereich an der Spitze des Stiftes auf. Besonders bei engen und konischen Wurzelkanälen ist die Belastungskonzentration kritisch. Durchmesser des Stiftes Einige Studien beschäftigen sich mit der Korrelation zwischen der verbleibenden Zahnhartsubstanz und der Frakturfestigkeit [62, 159]. Der Stiftdurchmesser und die noch bestehende Zahnhartsubstanz wurden als Ursache der vertikalen Wurzelfraktur in die Diskussion gebracht [163]. Mit der Erhöhung des Stiftdurchmessers ist es allerdings nicht möglich, die Retention zu steigern [79]. Vielmehr muss der Durchmesser des Stiftes in Bezug auf den Wurzeldurchmesser gewählt werden, um möglichst viel radikuläres Dentin zu erhalten [159]. Daten verschiedener Studien zeigen, dass der Durchmesser des Stiftes an der Spitze 1 mm nicht überschreiten

37 3 Literaturübersicht 37 sollte [56]. Die Kanalpräparation sollte nur minimal größer sein als die interne Anatomie des Wurzelkanals [53]. Daher ist der Stiftdurchmesser so klein wie möglich zu wählen, denn nur so ergibt sich der beste Kompromiss bezogen auf die Festigkeit [133]. Nergiz et al. (2002) kamen zu dem Ergebnis, dass die retentive Kraft des Stiftes zu 60% vom Durchmesser und zu 100% von der Länge des Stiftes abhängt [117] Adhäsive Stabilisierung In der Endodontie gewinnen adhäsive Sealer gegenüber konventionellen Sealern immer mehr an Popularität. Eine Hybridisierung zwischen Kollagen (Wurzelkanaldentin) und Kunststoff (Sealer auf Methacrylatbasis) mit (RealSeal, Epiphany, FibreFill TM ) bzw. ohne (EndoREZ) Primer soll zum einen den bakteriendichten Verschluss des Wurzelkanalsystems ermöglichen, zum anderen wird wie in koronalen Kavitäten eine Erhöhung der mechanischen Widerstandsfähigkeit durch den adhäsiven Verbund diskutiert. Eine Vermeidung von Undichtigkeiten ist nur dann möglich, wenn die Verbindung des Sealers mit dem Wurzelkanalfüllmaterial als auch mit der Zahnhartsubstanz gewährleistet ist [155]. Teixeira et al. (2004) zeigten, dass einwurzelige Zähne, die mit dem Resilon-System gefüllt worden waren, eine höhere Frakturresistenz aufwiesen als Zähne, die konventionell mit Guttapercha/AH26 gefüllt worden waren [155]. Diese Beobachtungen wurden von Ulusoy et al. (2007) bestätigt [160]. Es stellt sich daher die Frage, ob Sealer auf Kunststoffbasis und adhäsive Wurzelkanalfüllungsmaterialien, die in Anlehnung an die Erfolge der Adhäsivtechnik in der restaurativen Therapie entwickelt worden sind, eine Alternative zur Guttapercha/Sealer-Technik darstellen. Basierend auf der Idee von Michael Buonocore im Jahr 1955, Schmelzhaftung durch einfaches Ätzen zu erzeugen, hat sich in den folgenden Jahrzehnten die zahnärztliche Adhäsivtechnik entwickelt [18]. Zidan und ElDeeb benutzen bereits im Jahr 1985 einen Dentinhaftvermittler als Sealer, um die Undichtigkeiten entlang der Wurzelkanalfüllungen zu verringern [173]. Auch Leonard et al. (1996) versuchten, die Dentinhaftvermittler als Sealer im Wurzelkanal einzusetzen, um eine optimale Versiegelung der Kanalwände zu erreichen [94].

38 3 Literaturübersicht 38 Die Mechanismen, die zum Verbund zwischen den Zahnhartsubstanzen und Adhäsiven führen, sind heute weitgehend bekannt. Im Bereich des Zahnschmelzes werden durch Phosphorsäureätzung Mikroretentionen erzeugt, die hochfeste und dauerhafte Verbunde mit den Adhäsiven ermöglichen. Im Gegensatz zur Schmelzhaftung sind durch die Morphologie (tubuläre Mikrostruktur) und die chemische Zusammensetzung (intrinsische Feuchtigkeit, höherer organischer Anteil) des Dentins für den Haftverbund deutlich ungünstige Voraussetzungen vorhanden [41]. Wie beim Schmelz auch beim Dentin stellt die mikromechanische Verzahnung des Adhäsivs mit der demineralisierten Kollagenstruktur des Dentins und einer makromechanischen Retention durch Kunststoffzapfen und laterale Anastomosen in den Dentintubuli und deren Seitenkanälchen den überwiegenden Verbundmechanismus dar [46]. Im Prinzip ist die Zusammensetzung der Adhäsiv-Systeme untereinander sehr ähnlich. In der Regel enthalten alle Produkte hydrophobe, hydrophile sowie amphiphile Monomere. Mögliche hydrophobe Monomere sind beispielsweise Bis- GMA oder UDMA oder ähnliche, wie sie üblicherweise für die Kompositmaterialien verwendet werden. Bei den hydrophilen Monomeren handelt es sich fast immer um HEMA, das nahezu in sämtlichen Produkten zu finden ist, oder um HPMA. Bei amphiphilen Monomeren ist der hydrophobe und hydrophile Charakter ähnlich stark vertreten. Die hydrophilen oder amphiphilen Monomere werden häufig mit sauren Monomeren kombiniert, die in ihrer Säurestärke sehr unterschiedlich sein können. Bei den sauren Monomeren handelt es sich um Carbonsäuren oder um methacrylierte oder acrylierte Phosphorsäureester. Diese Monomerklasse spielt insbesondere bei den selbstätzenden Adhäsiven eine wesentliche Rolle. Weiterhin enthalten die Adhäsive meistens auch Lösungsmittel (Wasser, Aceton, Ethanol) sowie manchmal auch Füllstoffe und in jedem Fall immer Initiatoren und Stabilisatoren. In der Regel sind nahezu alle Dentaladhäsive lichthärtend. Es gibt einige Ausnahmen, die selbsthärtend sind und zur adhäsiven Befestigung von Wurzelstiften eingesetzt werden können. Grundsätzlich unterschiedlich sind Adhäsive jedoch in der Anzahl der Verarbeitungsschritte, d. h. darin, wie viele Komponenten notwendig sind, um den Haftungsaufbau zu erreichen (Abbildung 1). Eine andere sehr beliebte Art der Klassifikation, die von der Industrie eingeführt wurde, ist die nach Generationen (Tabelle 4).

39 3 Literaturübersicht 39 Dentinadhäsive Total-Etch-Technik Self-Etch-Technik 3-Schritt- Adhäsive 2-Schritt- Adhäsive 2-Schritt- Adhäsive 1-Schritt- Adhäsive 1.H 2 PO 4 2.Primer 3.Adhäsiv. 1.H 2 PO 4 2.Primer/Adhäsiv Abbildung1: Klassifikation nach Verarbeitung 1.Säure/Primer 2. Adhäsiv Säure/Primer/Adhäsiv 1.Generation 1. Dentinätzung, Entfernung Smear Layer 2. Universaladhäsiv (hydrophob=schmelzbonding) 2.Generation 1. Smear Layer belassen, infiltrieren mit Primer 2. Adhäsiv (hydrophile Monomere z.b. HEMA) 3.Generation 1. Smear Layer modifizieren, infiltrieren mit leicht sauren Primern (z.b. Maleinsäure mit hydrophilen Monomeren, z.b. HEMA) 2. Universaladhäsiv (hydrophob=schmelzbonding) 4.Generation 1. Schmelz-, Dentinätzung in einem Schritt (Total-Etch-Technik) 2. Primer (amphiphile Monomere = hydrophober und hydrophiler Charakter 3. Universaladhäsiv (hydrophob = Schmelzbonding) 5.Generation 1. Schmelz-, Dentinätzung in einem Schritt (Total-Etch-Technik) 2. Primer-Adhäsiv-Kombinationsprodukt 6.Generation 1. Schmelz-, Dentinätzung in einem Schritt mit saurem Primer 2. Adhäsiv (amphiphile Monomere = hydrophober und hydrophiler Charakter) 7.Generation 1. Kombinationsprodukt: Ätzen, Primer, Adhäsiv Tabelle 4: Klassifizierung nach Generationen

40 3 Literaturübersicht 40 Dentinadhäsive ab der dritten Generation lösen teilweise bis vollständig die Schmierschicht und demineralisieren oberflächlich das angrenzende Dentin. Die amphiphilen Moleküle (HEMA, TEGDMA) vom Primer imprägnieren die kollagenen Fasern des intertubulären Dentins und somit wird das Umfließen mit einem konventionellen Bondingharz um die Fasern vorbereitet. Das Bondingharz dringt in die nanoskopischen Zwischenräume des Kollagennetzwerkes und bildet somit eine Mischzone aus demineralisiertem Dentin und Kunststoff. Die entmineralisierte, kunststoffinfiltrierte Zone des Dentins wird Hybridschicht genannt und als essentieller Faktor für die Dentinhaftung angesehen [45]. Die Kunststoffzapfen, Resin tags genannt, wird durch die Penetration des Bondings in die Dentintubuli und Seitenkanälchen ausgebildet. Die Integration dieser Zapfen in die Hybridschicht ist für die Kunststoffabdichtung und die Retention unverzichtbar. Bei Eindringen der Monomere in Anastomosen zwischen den einzelnen Dentinkanälchen konnte in vitro ebenfalls eine Zunahme der Haftkraft nachgewiesen werden [22]. Die adhäsiv befestigten Stiftsysteme (Karbonfaserstifte, Glasfaserstifte) verringern das Risiko von Wurzelfrakturen im Vergleich zu anderen Stifttypen. Des Weiteren erreichen sie bei der Testung der Bruchfestigkeit Werte, die im Bereich intakter Zähne lagen [106]. Als Grund für diese guten Ergebnisse wird das fast dem Wurzeldentin ( MPa [152]) entsprechender Elastizitätsmodul insbesondere von den Karbonfaserstiften angegeben [103]. Karbonfaserstifte bestehen aus Hochleistungskarbonfasern, die gebündelt axial parallel ausgerichtet in eine Epoxidharzmatrix eingebettet sind. Klinische Nachuntersuchungen von restaurierten Zähnen mit Karbonfaserstiften ergaben sehr gute Werte für deren Haltbarkeit [47]. Die chemische Zusammensetzung der Glasfaserstiftsysteme ist kompatibel mit den Bis-GMA-basierten Kompositen, die in der Regel in der Adhäsivtechnologie verwendet werden [162]. Die Forderung nach einem fast ähnlichem E-Modul wie diesen des Wurzeldentins soll von den Glasfaserstiften nahezu auch erfüllt werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass adhäsive Obturationsmaterialien eine interessante und innovative Alternative zu den konventionellen Wurzelkanalfüllmaterialien bieten. Allerdings werden in der Literatur adhäsive Techniken zur Obturation des Wurzelkanalsystems derzeit kontrovers diskutiert.

41 3 Literaturübersicht Stabilisierung mit konventioneller Wurzelkanalfüllung Die Frage, ob Sealer die Resistenz gegenüber vertikalen Wurzelkanalfrakturen erhöhen können, wurde immer wieder gestellt. Lertchirakarn et al. (2002) gingen der Frage nach, indem sie Frontzähne untersuchten, die mit Hilfe der lateralen Kondensation von Guttapercha und Sealer (AH Plus, Tubliseal oder Ketac-Endo) gefüllt wurden [99]. Anschließend wurde vertikale Kraft ausgeübt, bis es zu einer Fraktur kam. Für Ketac-Endo wurde die signifikant höchste Frakturresistenz ermittelt, die sich nicht von derjenigen der Kontrollgruppe mit nicht instrumentierten Zähnen unterschied. AH Plus und Tubliseal wiesen vergleichbar geringere Frakturresistenzen auf. Im Gegensatz dazu konnte bei der Bestimmung der Frakturresistenz von Oberkieferzähnen kein Unterschied bei der Verwendung von Ketac-Endo und AH 26 festgestellt werden [24]. Die Entfernung der Schmierschicht hatte auch keinen Einfluss auf die Frakturresistenz. Dennoch waren die wurzelkanalgefüllten Zähne signifikant frakturbeständiger als die instrumentierten, aber nicht obturierten Zähne. Die unterschiedlichen Werte bei den zwei Studien von Lertchirakarn et al. (2002) sowie Cobankara et al. (2002) lassen sich wahrscheinlich auf die verschiedenen Arten der Kraftapplikation zurückführen [24, 99]. Es wird angenommen, dass Sealer sowohl mit Dentin als auch mit Guttapercha reagieren und einen Haftverbund eingehen. Insgesamt ist die Adhäsion endodontischer Sealer aber gering, verglichen mit den Haftkräften der adhäsiven Befestigungsmaterialien.

42 Spülprotokoll Spülprotokoll 4 Material und Methode 42 4 Material und Methode 4.1 Untersuchte Materialien In der vorliegenden Studie wurden 80 einkanälige, nicht vorbehandelte, kariesfreie humane Zähne mit abgeschlossenem Wurzelwachstum verwendet und auf 8 Gruppen mit jeweils 10 Zähnen verteilt. Nach Abtrennen der Krone in Höhe des Pulpakammerbodens erfolgte eine maschinell Aufbereitung der Zähne bis.02/#60 bei einer Arbeitslänge von 8 mm. Den beiden Sealern wurden 40 Zähne zugeordnet. Es erfolgte eine weitere Aufteilung von jeweils 10 Zähnen für jedes Spülprotokoll. Sealer AH Plus NaOCl (3%)+ Zitronensäure (40%)+ Ethanol (70%) Kontroll- und Vergleichsgruppe NaOCl (3%)+ Zitronensäure (40%)+ Ethanol (70%) NaOCl (3%) als Kontaminationsflüssigkeit NaOCl (3%)+ Zitronensäure (40%)+ Ethanol (70%) Zitronensäure (40%) als Kontaminationsflüssigkeit NaOCl (3%)+ Zitronensäure (40%)+ Ethanol (70%) Ethanol (70%) als Kontaminationsflüssigkeit Ia Ib Ic Id Tabelle 5: Einteilung der Versuchsgruppen Ia-Id Sealer NaOCl (3%)+ EDTA (17%)+ Chlorhexidinlösung (1%) Kontroll- und Vergleichsgruppe NaOCl (3%)+ EDTA (17%)+ Chlorhexidinlösung(2%) NaOCl (3%) als Kontaminationsflüssigkeit NaOCl(3%)+ EDTA (17%)+ Chlorhexidinlösung(2%) Zitronensäure (40%) als Kontaminationsflüssigkeit NaOCl (3%)+ EDTA (17%)+ Chlorhexidinlösung (2%) Ethanol (70%) als Kontaminationsflüssigkeit FibreFill TM IIa IIb IIc IId Tabelle 6: Einteilung der Versuchsgruppen IIa-IId

43 4 Material und Methode 43 In der Gruppe I wurde als standardisiertes Spülprotokoll NaOCl, Zitronensäure und Ethanol verwendet. Bei der Gruppe II wurde, wie vom Hersteller empfohlen, mit NaOCl, EDTA und Chlorhexidin gespült. Nach Trocknung des Kanals erfolgte bei den Versuchsgruppen B, C und D eine zweiminütige Kontamination mit der für jede Gruppe entsprechenden Flüssigkeit. Gruppe B wurden mit NaOCl, Gruppe C mit Zitronensäure und Gruppe D mit Ethanol erneuert befeuchtet. Gruppe A diente als Kontroll- und Vergleichsgruppe. Nach mäßiger Trocknung des Kanals und Nachweis vorhandener Kontamination mithilfe nicht 100-prozentiger trockener Papierspitze wurden die Sealer AH Plus und FibreFill TM mit nachfolgendem Einsetzen eines Stiftes in den Kanal gebracht. Die zur Befestigung der Spreader an der Wurzelkanalwand benutzten Sealer FibreFill TM und AH Plus setzen sich aus den in Tabellen 7 und 8 aufgeführten Bestandteilen zusammen: Material FibreFill TM Wurzelkanalfüllmaterial FibreFill TM Primer A Zusammensetzung Mischung von UDMA, PEGDMA HDDMA und Bis-GMA, Barium-Borosilikatglas, Barium Sulfate Kieselsäure, Calciumhydroxid Calciumphosphat, Initiatoren Stabilisatoren, Farbstoffe, Benzoyl-Peroxide Mischung von Aceton und aktiven Monomer NTG-GMA Magnesium Anwendung Primer A und Primer B 1:1 mischen, den Kanal befeuchten, 5 Sekunden trocknen lassen, Überschüsse mit Papierspitze entfernen, Paste- Paste-System mit selbstmischender Doppelspritze, 40 Sekunden mit Licht aushärten FibreFill TM Primer B Mischung von Aceton und Methacrylat- Epoxide von PMGDMA, HEMA Initiator, Stabilisator und Wasser Tabelle 7: Zusammensetzung von FibreFill TM

44 4 Material und Methode 44 Material Zusammensetzung Anwendung AH Plus Paste A Bisphenol-A Epoxidharz, Bisphenol-F Epoxidharz, Calciumwolframat, Zirkoniumoxid, Hochdisperses Siliciumdioxid, Eisenoxid Dibenzyl-Diamin, Aminoadamantan Tricyclodekan-Diamin, Paste-Paste-System mit selbstmischender Doppelspritze, direkte Applikation AH Plus Paste B Calciumwolframat, Zirkoniumoxid Hochdisperses Siliciumdioxid, Silikonöl Tabelle 8: Zusammensetzung von AH Plus 4.2 Auswahl und Vorbereitung der Probenzähne Die Versuche fanden an 80 kariesfreien, einkanäligen, ausgewachsenen, nicht endodontisch behandelten Ober- und Unterkieferzähnen, die nach Extraktion für maximal 10 Tage im Kühlschrank in 0,5%iger Chloramin-T-Lösung gelagert wurden, statt. Nach Säuberung der Wurzeln mit Scaler und Skalpell und Abtrennung der Zahnkrone in Höhe des Pulpakammerbodens an der Schmelz-Zement-Grenze (Abbildung 2), folgte die Aufbereitung des Wurzelkanals mit FlexMaster- Instrumenten (Abbildung 3) unter regelmäßiger Spülung mit 3%iger NaOCl-Lösung und 40%-iger Zitronensäure (1ml zwischen jeder Instrumentengröße). Abb. 2: Abtrennen der Zahnkrone Abb. 3: Aufbereitung der Zähne Nach der erfolgreichen Aufbereitung wurde jede Gruppe mit den vorbereiteten Spreadern (s. Kapitel 4.4) geröntgt, um eine exakte Passung des Stiftes zu sichern und das Kanallumen zu visualisieren (Abbildung 4, 5).

45 4 Material und Methode 45 Abb. 4: Röntgen der Spreader Abb. 5: Röntgenkontrolle der Spreader Nach abschließender Spülung wurden die Zähne im destillierten Wasser Thermoschrank gelagert (Abbildungen 6, 7), um eine Austrocknung zu vermeiden. im Abb. 6, 7: Vorbereitung für Lagerung im Thermoschrank 4.3 Herstellen der Klötzchen Es wurde für eine bessere Retention der Zähne ins obere und mittlere Wurzeldrittel mit einem Diamant-Bohrer jeweils Vertiefungen von 0,5 mm vestibulär und oral gebohrt, wie Abbildungen 8 und 9 zeigen: Abb. 8, 9: Erstellung der Retentionsrillen

46 4 Material und Methode 46 Der aufbereitete Kanal wurde senkrecht zu einer planen Unterlage mithilfe eines Parallelometers ausgerichtet (Abbildung 10). Abb. 10: Ausrichtung des Kanals Eine FlexMaster-Masterfeile (.02/#60) diente als Verbindungselement zwischen Parallelometer und Zahn, wobei der Griff der Feile in den Schreibkopf des Parallelometers gespannt wurde und das Arbeitsende den Zahn hielt. Die am Parallelometer fixierte Wurzel wurde zügig bis zu ihrem koronalen Rand in flüssiges, selbsthärtendes Epoxidharz getaucht, ohne den Kanaleingang mit dem Harz zu kontaminieren. Silikonstopper an der Feile verhinderten eine eventuelle Kontamination (Abbildung 11, 12): Abb. 11: Versenkte Zahnwurzel und Erhärten des Epoxidharzes Abb. 12: Fertig gestellte Klötzchen

47 4 Material und Methode Vorbereitung der Spreader Experimentelle Stahl-Spreader (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Schweiz) der Größe.02/#50 wurden mit Hilfe einer Messlehre und einer Trennscheibe auf 8 mm (Abbildung 13) gekürzt und an der Trennstelle mit Sandpapier entgratet. Abb. 13: Kürzen der Spreader auf 8mm mit Trennscheibe Die geröntgten und für jeden Zahn bestimmten Spreader wurden mit Aluminiumoxid silikatisiert, um den adhäsiven Verbund zu fördern und somit ein adhäsives Versagen am Interface Stift / Zement auszuschließen (Abbildung 14, 15). Abb. 14: Sandstrahlgerät Sandmaster Abb. 15: Aliminiumoxidbehälter Unmittelbar vor dem Einzementieren wurden die Stifte in 70%-igem Ethanol getaucht und bei Raumtemperatur trocknen lassen. 3.5 Abschließende Spülung und Befestigung der Spreader Die Durchführung jedes Spülprotokolls (Tabellen 5, 6) erfolgte an jeweils 10 Klötzchen. Der Wurzelkanal wurde mit 2 ml-spritzen und aufgesteckter stumpfer Endokanüle für Sekunden pro Spülung unter leichter Aufwärts- und Abwärtsbewegung gespült und anschließend mit Papierspitzen (#40, #60) getrocknet. Je nach Material und Herstellerangaben benutzte man zum Abfüllen der Wurzelkanäle entweder eine Stahlspirale oder Papierspitze. Anschließend wurde der

48 4 Material und Methode 48 zuvor bearbeitete Stift bis auf maximale Aufbereitungstiefe unter leichtem Druck eingebracht und die am Kanaleingang überstehenden Sealerreste mit Microbrush entfernt. FibreFill TM wurde für 40 Sekunden am Wurzelkanaleingang mit Hilfe einer Halogen-Lampe (PolyLUX, KaVo, Biberach) ausgehärtet. Zum Schluss stellte man alle Versuchsklötzchen für 10 Tage bei 37 C in den Thermoschrank, um eine ausreichende Aushärtung der Wurzelkanalsealer sicherzustellen. 4.6 Messreihe Mit einer universalen Prüfmaschine (Zwick/Materials Testing Ulm, Deutschland) wurden die Versuche durchgeführt. Die Einleitung der Zugkraft (MPa) erfolgte entlang der Achse des Spreaders Der Spreader löste sich aus dem Wurzelkanal mit zunehmender Auszugkraft. Es ergab sich ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Als Verbundfestigkeit wird die Kraft, die bezogen auf die geometrische Verbundfläche zum Bruch des Verbundes führt, definiert. Da senkrecht auf die Klebefläche wirkende Kräfte den Haftverbund zum Versagen führen, kann von einem Pull-out-Test gesprochen werden. Kraftanwendung Spreader Zahnwurzel Sealer Klötzchen Halt des Klötzchens Abbildung 16: Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus Folgende Einstellungen der Prüfmaschine wurden vorgenommen:

49 4 Material und Methode 49 LE-Geschwindigkeit Prüfgeschwindigkeit Kraftabschaltschwelle Kraftschwelle für Bruchuntersuchung Obere Kraftgrenze Messlänge Standardweg 300 mm/min. 1 mm/min. 50% Fmax 0,1% Fnom 2000 N 50 mm Tabelle 9: Einstellungen der Prüfmaschine 4.7 Statistische Auswertung Die statistische Analyse der Daten erfolgte mit dem Programmpaket SPSS für Windows, Version 16.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Es wurden folgende statistische Testverfahren angewendet: Kolmogorov-Smirnov Test Kruskal-Wallis Test Mann-Whitney Test einfaktorielle ANOVA Post-Hoc-Tests 1. Der Kolmogorov-Smirnov-Test untersucht, ob zwei Stichproben (Datenreihen) aus derselben Verteilung stammen. Üblicherweise wird er auch angewendet, um zu testen, ob eine Zahlenreihe normal verteilt ist. 2. Der Kruskal-Wallis-Test ist ein parameterfreier statistischer Test, mit dem im Rahmen einer Varianzanalyse verglichen wird, ob sich verschiedene unabhängige Stichproben (Gruppen) hinsichtlich einer ordinalskalierten Variable unterscheiden. 3. Der Mann-Whitney-Test ist ein parameterfreier statistischer Test. Der U-Test ist ein Homogenitätstest. Er dient zur Überprüfung der Signifikanz der Übereinstimmung zweier Verteilungen, also ob zwei unabhängige Verteilungen A und B (zum Beispiel eine unbeeinflusste und eine beeinflusste) zu derselben Grundgesamtheit gehören.

50 4 Material und Methode Bei einer einfaktoriellen Varianzanalyse (ANOVA) untersucht man den Einfluss einer unabhängigen Variable (Faktor) mit k verschiedenen Ausprägungen auf eine abhängige Variable, welche die Messwerte enthält. 5. Mit Post-Hoc-Spannweiten-Tests können paarweise multiple Vergleiche untersucht werden, welche Mittelwerte sich unterscheiden, sobald es festgestellt wurde, dass es Abweichungen zwischen den Mittelwerten gibt. Spannweitentests ermitteln homogene Untergruppen von Mittelwerten, die nicht voneinander abweichen.

51 5 Ergebnisse 51 5 Ergebnisse Nach einer zehntägigen feuchten Lagerung der Proben im Brutschrank bei 37 C wurden die Haftwerte der getesteten Materialien durch einen Pull-out-Test ermittelt. Der Versuch bezweckte eine Dezementierung des Stiftes durch senkrecht auf die Klebefläche wirkende Kräfte. Die Auswertung der Versuche zur Ermittlung der Haftkraft der Sealer erfolgte computergestützt, bei der für jeden Zugversuch ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm erstellt wurde. Die jeweils zehn Spannungs- Dehnungs-Diagramme einer Versuchsgruppe wurden statistisch ausgewertet und zusammenfassend als ein Balken in einem Balkendiagramm dargestellt. 5.1 Ergebnisse zum Sealer AH Plus Die Haftfestigkeit von AH Plus am Wurzelkanaldentin wurde in vier Gruppen untersucht. Es konnte die höchsten Werte für die Kontrollgruppe Ia (Mittelwert 8,84) ermittelt werden, jedoch die Werte für die Gruppe mit Alkohol Id wichen nicht viel von den höchsten Werten ab (Mittelwert 6,14). Die Ergebnisse zeigen einen relativ positiven Einfluss der Abschlussspülung gegenüber den anderen Kontaminationsflüssigkeiten. NaOCl und Zitronensäure reduzierten sehr stark die Haftfestigkeit von AH Plus im Vergleich zur Kontrollgruppe. Im Allgemeinen zeigte sich, dass alle drei Spüllungen NaOCl, Zitronensäure und Alkohol einen negativen Einfluss auf die Verbundfestigkeit des Sealers AH Plus hatten. Jedoch wurde die größte Verschlechterung der Werte mit Zitronensäure erzielt (Mittelwert 2,89 MPa). Abschließende Alkohol-Spülung führte zu keiner Steigerung der Verbundfestigkeit (Tabelle 10): Gruppe Probenanzahl Mittelwert Standardabweichung Ia 10 8,84 5,82 Ib 10 3,95 3,04 Ic 10 2,89 1,44 Id 10 6,14 2,35 Tabelle 10: Ergebnisübersicht (AH Plus)

52 5 Ergebnisse Ergebnisse zum Sealer FibreFill TM Innerhalb der FibreFill TM Gruppen zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den verschiedenen Spülprotokollen mit Ausnahme der Alkohol-Gruppe IId. Bei dieser wurden die niedrigsten Werte für die Verbundfestigkeit von FibreFill TM ermittelt (Mittelwert 0,81 MPa). Die Kontamination mit den anderen zwei Flüssigkeiten NaOCl und Zitronensäure führten zu einer Steigerung der Haftwerte. Die NaOCl-Spülung erbrachte die höchsten Haftwerte (Mittelwert: 5,36 MPa) im Vergleich zu diesen der Kontrollgruppe (Mittelwert 4,66 MPa). Sogar die Zitronensäure-Gruppe IIc zeigte bessere Ergebnisse als die Kontrollgruppe (Mittelwert 4,70 MPa). Zusammenfassend führten die Kontaminationsflüssigkeiten zu keiner Verschlechterung der Haftwerte von FibreFill TM bis auf Alkohol (Tabelle 11): Gruppe Probenanzahl Mittelwert Standardabweichung IIa 10 4,66 2,67 IIb 10 5,36 3,25 IIc 10 4,70 1,61 IId 10 0,81 0,66 Tabelle 11: Ergebnisübersicht (FibreFill TM ) 5.3 Vergleich der Haftwerte der acht Versuchsgruppen Aus dem durch die computergestützte Auswertung erstellten Spannungs-Dehnungs- Diagramm ergibt sich für jede Probe eine maximale Kraft F. Die jeweils zehn Ergebnisse einer Versuchsgruppe wurden statistisch ausgewertet und sind in den Diagrammen 1 und 2 dargestellt (s. S. 53). Die aus der Untersuchung gewonnenen Daten wurden auf statistisch signifikante Unterschiede hin verglichen. Der Kolmogorov-Smirnov-Anpassungstest zeigte eine Normalverteilung der Ergebnisse in allen Gruppen. Ferner ergaben sich signifikante Unterschiede zwischen den untersuchten Gruppen (Oneway-ANOVA, p < 0,05). Die Differenz der Mittelwerte ist mit einigen Ausnahmen auf dem Niveau p < 0,05 signifikant, ersichtlich aus dem Post-Hoc-Test. Der Test für Mittelwerte für homogene Untergruppen (Student-Newman-Keuls- Prozedur) war nicht monoton. Der Test zeigt für die jeweiligen Gruppen keine signifikanten Unterschiede (p > 0,05). Detaillierte Informationen der Werte können aus dem Anhang unter 8.6 entnommen werden.

53 5 Ergebnisse 53 Diagramm 1: Scherhaftkraft bei verschiedenen Flüssigkeitskontaminationen Diagramm 2: Scherhaftkraft der verschiedenen Versuchsgruppen

54 5 Ergebnisse Frakturanalyse Nach den Versuchen wurde eine Frakturanalyse der Proben aus allen Versuchsgruppen durchgeführt. Die Auswertungen der Bruchflächen durch visuelle Kontrolle unter einem Lichtmikroskop (Zeiss Stemi, SV6, Oberkochen, Deutschland) sollte klären, um welchen Bruchmechanismus es sich bei den Prüfkörpern handelte. Die Stiftoberflächen wurden jeweils aus vier Perspektiven betrachtet. Die Wertung des Bruchmodus erfolgte durch visuelle Begutachtung der Klebeflächen nach dem Bruch. Als Kriterium galt das Vorhandensein von Sealer auf der Metalloberfläche nach dem Debonding. Haftete auf den Prüfkörperoberflächen nach dem Abscheren Material, handelte es sich um einen kohäsiven Bruch. War nach dem Abscheren eine freiliegende Metalloberfläche zu beobachten, lag ein adhäsives Bruchversagen der Klebeverbindung vor. Der adhäsive Bruch wurde noch genauer unterteilt d.h. zwischen der Kanalwand und dem Zement, zwischen dem Zement und der Stiftoberfläche Der adhäsive Bruch führt zu einem Verlust der Haftung des Befestigungsmaterials am Metall, ein kohäsiver Bruch dagegen ist durch ein Materialversagen des Sealers gekennzeichnet: Abb. 17: Schematische Darstellung der Bruchqualitäten

55 Mittelwert Scherfestigkeit (MPa) 5 Ergebnisse 55 Zusammenfassend ergaben sich die in Diagrammen 3 und 4 gezeigten Balken: Diagramm 3: Verteilung der Frakturmodi 6,00 Frakturmodus adhesive sealer cohesive adhesive tooth 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 AH+ Sealer Diagramm 4: Verteilung der Frakturmodi FibreFill TM