Klinik für Zahnärztliche Prothetik. Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde. OÄ Dr. med. dent.

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1 Klinik für Zahnärztliche Prothetik Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. med. dent. Heike Rudolph testxpo, 24. Fachmesse für Prüftechnik, Fa. Zwick, Ulm, 14. Oktober 2015

2 Seite 2 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Dynamische Thermowechsellastprüfung in der Zahnheilkunde Anwendungsbeispiel 1: Einfluss der Krafteinwirkung auf die Frakturfestigkeit keramischer Restaurationen Autoren: Heike Rudolph, Timo Weihard, Valerie von Koenigsmarck, Katharina Kuhn, Ralph G. Luthardt Anwendungsbeispiel 2: Belastung primärstabiler Implantate im Kausimulator Autoren: Heike Rudolph, Matthias C. Moldan, Sebastian Quaas, Stephanie C. Rupf, T. Böckers, H. Wilke, Ralph G. Luthardt

3 Seite 3 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Anwendungsbeispiel 1: Frakturfestigkeit keramischer Restaurationen

4 Seite 4 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Frakturfestigkeit keramischer dentaler Restaurationen Mit in-vitro Untersuchungen zur Langlebigkeit von Restaurationen soll durch unterschiedlichen Verfahren die Alterung von Restaurationen nach Eingliederung nachgestellt werden. Maßnahmen hierfür sind beispielsweisekurz- oder Langzeit-Wasserlagerung Wiederholte Temperaturwechsel (thermocycling) Lastwechsel (Kausimulation, cyclic loading)

5 Seite 5 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Frakturfestigkeit keramischer dentaler Restaurationen In der Literatur finden sich unterschiedlichste Angaben zu Thermozyklierung und zyklischer Belastung Zyklenzahlen von bis sind für die Thermozyklierung beschrieben Kauzyklen variieren von bis 4,2 Mio. Einheitliche Parameter gibt es derzeit nicht Kern M, Strub JR, et al.: Wear of composite resin veneering materials in a dual-axis chewing simulator. J Oral Rehabil 1999;26(5): Gale MS and Darvell BW: Thermal cycling procedures for laboratory testing of dental restorations. J Dent 1999;27(2):89-99 Rosentritt M, Behr M, et al.: Influence of stress simulation parameters on the fracture strength of allceramic fixed-partial dentures. Dent Mater 2006;22(2): Naumann M, Sterzenbach G, et al.: Evaluation of load testing of postendodontic restorations in vitro: linear compressive loading, gradual cycling loading and chewing simulation. J Biomed Mater Res Part B 2005;74(2):829-34

6 Seite 6 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Frakturfestigkeit - Fragestellung Um die tatsächlich in die Proben eingehende Kraft beurteilen zu können, ist eine Anordnung der Kraftmessdosen unterhalb der Proben erforderlich. Entwicklung eines entsprechenden Kausimulators in Zusammenarbeit mit dem Hersteller*, Basis: AMSLER HC25, Fa. Zwick/Roell, Ulm Welchen Einfluss hat die tatsächliche Belastung auf die Frakturfestigkeitsmessung nach der Thermowechselbelastung? *Förderkennzeichen DFG: INST40/345-1 FUGG

7 Seite 7 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Frakturfestigkeit - Material & Methode

8 Seite 8 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Frakturfestigkeit - Material & Methode 90 standardisierte monolithische Kronen aus Lithiumdisilikatkeramik (IPS e.max press, e.max Ceram, Ivoclar) 3 Gruppen à 30 Stück: 1. Unbehandelt 2. Beschliffen 3. Beschliffen & poliert auf EMF-Stümpfen (Wirobond 280, Bego) zementiert mit Vivaglass Cem, Ivoclar

9 Seite 9 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Frakturfestigkeit - Material & Methode Belastung mit 2,4 Mio. Zyklen, 50N, 20Hz Temperaturwechsel zwischen 5 und 55 C Konstante Erfassung der tatsächlich eingehenden Kräfte je Probe

10 Seite 10 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Frakturfestigkeit - Material & Methode Mit einer Universalprüfmaschine (Z010, Zwick/Roell) wurden die Kronen im Anschluss bis zum Versagen belastet. Die statistische Auswertung erfolgte mittels univariater ANOVA (α=0,05, IBM SPSS 20.0).

11 Seite 11 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Frakturfestigkeit - Ergebnisse

12 Seite 12 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Frakturfestigkeit - Ergebnisse unzensiert N=90 >10% Abweichung zensiert N=56 * p = 0,002 p = 0,054

13 Seite 13 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Diskussion Die hohen Frakturfestigkeitswerte resultieren aus der Messung des Verbundes Krone Zement EMF-Stumpf Trotz der servohydraulischen Steuerung der Maschine kommt es zu Über- und Unterbelastung einzelner Proben. Die Erfassung der tatsächlich auf die Proben einwirkenden Kräfte sollte möglichst aufgezeichnet und berücksichtigt werden Durch den Ausschluss von über- oder unterbelasteten Proben kommt es zu einer Harmonisierung der Ergebnisse

14 Seite 14 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Anwendungsbeispiel 2: Belastung primärstabiler Implantate im Kausimulator

15 Seite 15 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Belastung primärstabiler Implantate im Kausimulator Die Überlebensrate dentaler Implantate liegt bei über 98% Misch CE, Misch-Dietsh F, Silc J, Barboza E, Cianciola LJ, Kazor C. Posterior implant singletooth replacement and status of adjacent teeth during a 10-year period: a retrospective report. J Periodontol Dec;79(12): Ein wichtiger Faktor für die erfolgreiche Einheilung eines dentalen Implantats ist die Primärstabilität Um möglichst nah an der klinischen Realität prüfen zu können, werden anatomische Präparate verwendet Rupf S, Rudolph H, Moldan M, Böckers T, Luthardt RG. Simulation and Testing of Oral Implants with an Innovative Chewing-Simulator. IADR 2011, San Diego

16 Seite 16 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Belastung von Implantaten Material & Methode Menschliche Unterkiefer Spende für wissenschaftliche Zwecke Fixation nach Thiel: wässrige Salzlösung mit Ethylenglycol Implantatinsertion analog der klinischen Vorgehensweise 10 Implantate - CAMLOG ScrewLine, Ø 4,3mm & Länge 9 mm Digitale Volumentomographie & Positionsplanung Verwendung einer Bohrschablone

17 Seite 17 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Belastung von Implantaten Material & Methode Unterkiefer Segmentierung Anatomische Prüfexemplare (AP) Fixierung der AP in den Prüfkörperaufnahmen Versiegelung mit Silikon Polymerisation in Acrylharz (Orthocryl, Dentaurum, Mannheim, Germany) Abbindezeit: ~ 45 min.

18 Seite 18 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Belastung von Implantaten Material & Methode Je fünf Exemplare wurden in den Kausimulator eingebracht Über Universalabutments wurden die Implantate axial belastet Parameter der zyklischen Belastung: Gesamtkraft 250 N, Frequenz 2 Hz, Zyklen, inkrementell ansteigende Belastung

19 Seite 19 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Belastung von Implantaten Material & Methode Messung der Implantatstabilität mit zwei unterschiedlichen Messverfahren Resonanzfrequenzmessung Osstell ISQ (Neoss, Köln) Elektromechanische Messung Periotest (Gulden, Modautal) Nach Implantatinsertion (Primärstabilität) Nach 500, 2.000, und bis zu ) Osstell ISQ Periotest

20 Seite 20 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Belastung von Implantaten Ergebnisse Osstell

21 Seite 21 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Belastung von Implantaten Ergebnisse Periotest

22 Seite 22 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Belastung von Implantaten Diskussion Als Fixationsmaterial für zyklisch belastete Exemplare erwies sich Acrylharz (PMMA) als besser geeignet gegenüber Epoxydharz Die vorbereiteten Exemplare müssen in Thiel-Lösung gelagert werden, die Verwendung physiologischer Kochsalzlösung führte zu Volumenänderungen im Knochen durch Osmose Die ansteigenden Osstell-Werte korrelieren mit klinischen und tierexperimentellen Studien Sim CP, Lang NP. Factors influencing resonance frequency analysis assessed by Osstell mentor during implant tissue integration: I. Instrument positioning, bone structure, implant length. Clin Oral Implants Res Jun;21(6): doi: /j x. Al-Nawas B, Wagner W, Grötz KA. Insertion torque and resonance frequency analysis of dental implant systems in an animal model with loaded implants. Int J Oral Maxillofac Implants Sep-Oct;21(5):

23 Seite 23 Dynamische Thermowechsellastprüfung: Anwendungsbeispiele in der Zahnheilkunde OÄ Dr. H. Rudolph Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!