Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik (Direktor: Prof. G. Handel) Klinikum der Universität Regensburg Regensburg

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1 Abschlußbericht zur vergleichenden Untersuchung der Bleichwirkung von Zahnaufhellungsprodukten Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik (Direktor: Prof. G. Handel) Klinikum der Universität Regensburg Regensburg Ziel 2 Material und Methode 2 Materialien 2 Farbmessung im L*a*b*- Farbraum 2 Subjektive Farbänderung analog Vita-Farbenstab 2-3 Ergebnisse 3 Subjektive Farbanalyse 4 Farbmessung im L*a*b*- Farbraum 5 Diskussion /2405

2 Ziel Ziel dieser Studie war ein Vergleich der Bleichwirkung verschiedener Bleichprodukte in unterschiedlicher Applikationsform. Der Bleicheffekt wurde an humanen Frontzähnen anhand von Vitafarben visuell beurteilt sowie anhand einer Farbmessung im L*a*b*- Farbraum bestimmt. Material und Methode Materialien Zur Durchführung der Untersuchung wurden insgesamt 35 extrahierte humane obere Frontzähne verwendet. Nach Reinigung und Lagerung in einer 0,5% Chloraminlösung wurden die Zähne in 5 Gruppen randomisiert aufgeteilt. Bei der Anwendung der verschiedenen Bleichmaterialien wurden anwendungsspezifische Eigenschaften berücksichtigt, um eine möglichst realistische Untersuchung zu gewährleisten. Für die Materialien Visalys 13,5% und Opalescence Xtra Boost wurde ein In-Office-Bleaching, für Visalys 7,5%, White Strips und Paint on ein Home-Verfahren simuliert. Hieraus ergaben sich unterschiedliche Anwendungszeiten der Bleichmaterialien (Tab.2). Während die Materialien Visalys 7,5% und Visalys 13,5% eine Schiene als Träger benötigen, konnten die Materialien Opalescence Boost, White Strips und Paint on ohne weiteren technischen Aufwand direkt appliziert werden. Analog dem Vorgehen in einem Patientenfall wurden individuelle Kunststoffkappen für jeden Zahn hergestellt, um einen dauerhaft innigen Kontakt zwischen der Zahnoberfläche und dem Bleichmittel zu erreichen. Hierzu wurde als Platzhalter für das Bleichgel Modelierwachs (Sommerwachs, Bego, D) flächig (circa Ø 6 mm 2 ) auf jeden Zahn (oral/lingual) mit einer Schichtstärke von circa 1 mm aufgetragen. Dies entspricht dem Auftrag von lichthärtendem Kunststoff auf das Gipsmodell bei der Herstellung von Trägerschienen für einen Patienten. Von den Zähnen wurde nach der Abformung (Position Penta, 3M Espe, D) Gipsmodelle (Superstone, Heraeus-Kulzer, D) hergestellt und das Wachs rückstandslos entfernt. Eine weiche Kunststoffschiene (Wandstärke 2 mm, Erkodent, D) wurde mit Hilfe eines Tiefziehgerätes (Erkopress, Erkodent, D) über die Gipsmodelle gezogen. Die Schienen wurden adaptiert und mit den Materialien Visalys 7,5% und Visalys 13,5% beschickt. Die Überschüsse wurden entfernt. Opalescence Xtra Boost, White Strips und Paint on wurden direkt auf die Zahnoberflächen aufgetragen. Während des Bleichvorganges wurden die Zähne in einer feuchten Kammer bei 37 C gelagert. Ansonsten erfolgte die Lagerung in Wasser ebenfalls bei 37 C. Material Hersteller Konzentration Visalys Kettenbach, D 7,5% H Visalys Kettenbach, D 13,5% H Opalescence Xtra Boost Ultradent, USA 38 % H White Strips blend-a-med, GB Keine Angaben Paint on Ivoclar, FL Keine Angaben Tab. 1: Untersuchte Bleichmaterialien Farbmessung im L*a*b*- Farbraum Um auf allen Zahnoberflächen reproduzierbare Meßpunkte für die Farbmessung zu gewährleisten, wurden für jeden Zahn individuelle Fixierungen auf dem Spectrophotometer (CM 3500d, Minolta, D) mit Fließsilikon (Futar D, Kettenbach, D) geschaffen. Somit konnte stets der gleiche Messpunkt der Zahnoberflächen reproduzierbar vermessen werden. Die Farbänderungen wurden im CIE-L*a*b* Farbraum klassifiziert. Veränderung auf der L*, a* und b* -Achse wurden analysiert, E berechnet [DIN 6174] und die Mittelwerte sowie die maximalen Änderungen bestimmt. Subjektive Farbänderung analog Vita-Farbenstab Zu Beginn der Untersuchung (Nullmessung) und nach einer definierten Anzahl von Bleichvorgängen (Tab. 2) wurde die Farbwirkung der Facialfläche des betrachteten Zahnes mit Hilfe des Lumin Vacuum Shade Guide Farbenstabes (Vita Zahnfabrik, D) von fünf Betrachtern (4 Zahnärzte, 1 Zahntechniker) beurteilt. Hierbei war das mittlere Drittel der Facialfläche des jeweilig betrachteten Zahnes von Interesse. Alle Messungen sind zu gleichen Lichtbedingungen (Tageslicht vormittag, Ostseite hinter Fensterglass) durchgeführt worden. Um sinnvolle, statistisch auswertbare Messvariablen zu erhalten, wurden die 16 Farbmuster (Shades) des Farbenstabes von dunkel nach hell eingeordnet und von 1-16 nummeriert (Tab. 3). Ein ähnliches Vorgehen ist in der Literatur [Browning 2003] beschrieben. Für jeden Einzelzahn 2

3 wurde so die individuelle Farbänderung quantifiziert. Die Summe der Farbdifferenzen/-änderungen wurde über das verwendete Bleichmaterial sowie die Gruppe der Betrachter summiert und der Mittelwert bzw. die maximale Änderung berechnet. Anwendungen Material Messungen nach...tagen täglich Tage gesamt Verfahren Visalys 7,5% 0, 1, 3, 7, 10, 12, 14 2 x 30 min. 14 Home Visalys 13,5% 0, 1, 2, 3, 4 1 x 30 min. 4 In-Office Opal. Xtra Boost 0, 1, 2, 3, 4 1 x 30 min. 4 In-Office White Strips 0, 1, 3, 7, 10, 12, 14 2 x 30 min. 14 Home Paint on 0, 1, 3, 7, 10, 12, 14 1 x 30 min. 14 Home Tab. 2: Materialien, Messtermine und Anwendungen Vita Farbmuster C4 A4 C3 B4 A 3,5 B3 D3 A3 D4 C2 C1 A2 D2 B2 A1 B1 Wertung Tab. 3: Bewertung Farbenstab Lumin Vacuum Shade Guide Auswertung Zur Auswertung wurden die Ausgangswerte und die maximale Farbänderung der Zähne, ermittelt mit dem Vita Farbenstab herangezogen. Ebenso wurde die maximale Änderung von E berechnet. Ergebnisse Die folgenden Grafiken zeigen die Ergebnisse der Untersuchung aufgeteilt nach der visuellen Beurteilung (Überblick Abb.: 1; Visuelle Änderungen Abb.: 2) sowie der subjektiven Farbanalyse im L*a*b*- Farbraum (Abb.: 3). 1. Überblick der visuellen Beurteilung Die untersuchten Bleichagenzien zeigten ausgehend von einer mittleren Vita Farbe A3,5 bzw. D3 deutliche Bleicheffekte bis hin zu D2, B2 und A1. Die größte mittlere Bleichwirkung wurde bei allen Materialien bereits nach der ersten Anwendung festgestellt. Subjektive Farbanalyse 0: Ausgangsmessung 1-6: Anwendungen 3

4 Änderung von bis Maximale einzelne Bei Bleich- Änderung auf (= Stufen) anwendung Nr. Visalys 7,5 A 3,5 B2 (14,1) A3 (= 3,0) 1 Visalys 13,5 D3 D2 (12,9) C1 (= 3,5) 1 White strips D3 A1 (14,7) D4 (= 2,6) 1 Paint on D3 D2 (13,0) D4 (= 1,7) 1 Opal. Xtra Boost A 3,5 D2 (13,4) D4 (= 4,0) 1 Abb.: 1: Überblick der visuellen Beurteilung (Mittelwerte) von Ausgangswert (1) bis 4 bzw. 6-maliger Bleichanwendung (#5 bzw. #7). 2. Visuelle Änderungen zwischen den einzelnen Bleichvorgängen aufsummiert Subjektive Farbanalyse 1-6: Bleichanwendungen Abb.: 2: Visuelle Änderungen zwischen den einzelnen Bleichvorgängen (1-6) aufsummiert; die Änderungen beziehen sich jeweils auf die vorhergehende Beurteilung Die größten Farbänderungen im Bezug zu dem Vita Farbenstab wiesen Visalys 7,5, gefolgt von Opalescence Xtra Boost und White strips auf. Geringer fielen die Werte für die Materialien Paint on und Visalys 13,5 aus. Die Tabelle veranschaulicht die durchschnittliche Bleichwirkung der einzelnen Substanzen pro Bleichgang. E visuell Visalys 7,5 3,1 1,5 Visalys 13,5 2,5 1,0 White strips 2,5 1,3 paint on 3,7 1,4 Opal. Xtra Boost 3,0 2,0 Tab. 4: Mittlere Bleichwirkung pro Bleichgang 4

5 3. Delta E Auswertung zwischen den einzelnen Bleichvorgängen aufsummiert Farbmessung im L*a*b*- Farbraum 1-6: Bleichanwendungen Abb.: 3: E-Auswertung zwischen den einzelnen Bleichvorgängen (1-6) aufsummiert; die Änderungen beziehen sich jeweils auf die vorhergehende Farbmessung Visalys 13,5 und Opalescence Xtra Boost wiesen nach viermaliger Anwendung eine Änderung von E um ca Einheiten auf. Für die Homebleachingverfahren waren insgesamt stärkere E-Änderungen bis max. ca. 23 Einheiten festzustellen, wobei die Bleichwirkung für White strips am größten war, gefolgt von Visalys 7,5 und Paint on. Diskussion Die Abb. 2 und 3 verdeutlichen den Bezug zwischen max. E und der maximalen Farbänderung bezogen auf den Vita Farbstab: In beiden Systemen konnten deutliche Bleicheffekte festgestellt werden, allerdings war keine direkte Korrelation der Werte untereinander abzuleiten. Das subjektive Farbempfinden der einzelnen Beobachter schwankte bereits bei der Beurteilung der Zahngrundfarbe eines Zahnes maximal bis zu 3 Farbstufen. Bei der Farbmessung traten trotz Justiervorrichtung, u.a. aufgrund der leicht gekrümmten Zahnflächen sowie der Reflektion des Zahnes, ebenfalls Standardabweichungen bis zu ca. 3 Einheiten, gerade im Helligkeitsbereich (L*), auf. Unterschiede zwischen den Produkten in der maximalen Farbänderung können allerdings durchaus durch unterschiedliche Ausgangswerte der einzelnen Gruppen begründet sein. Die für das menschliche Auge erkennbare Farbänderung von 2 Farbmustern (Shades) bei Verwendung eines Farbenstabes bzw. einer E- Veränderung von 3-4 Einheiten (American Dental Association, ADA) wurden im Gesamtergebnis bei allen Materialien erreicht, waren aber durch die einzelnen Bleichschritte nicht immer zu erzielen. Für alle Produkte wurde spätestens nach der 3. Anwendung eine sichtbare Bleichwirkung erzielt. Die In-Office Bleaching Materialien zeigten vermutlich aufgrund ihrer höheren Konzentration bereits nach 4-maliger Anwendung ähnliche Bleichwirkung wie die Home- Produkte nach simulierter 14-tägiger Anwendung. Bei der für den Anwender interessanteren subjektiven Beurteilung der Farbveränderung schnitt das Material Visalys 7,5 am besten ab. Zusammenfassend gilt, - dass durch alle Materialien eine gute Bleichwirkung zu erzielen war, und - dass sowohl durch visuelle Beurteilung als auch durch Farbmessung die Bleichwirkung einzelner 5

6 Substanzen dargestellt werden kann, wobei allerdings Unterschiede in der subjektiven Beurteilung und der Farbmessung festzustellen waren. Regensburg, Januar 2005 Dr. T. Plein Dr. R. Lang Dipl. Ing. (FH) M. Rosentritt 6