www.3mespe.de 3M Deutschland GmbH Standort Seefeld 3M ESPE ESPE Platz 82229 Seefeld Germany Freecall: 0800-2 75 37 73 Freefax: 0800-3 29 37 73 info3mespe@mmm.com www.3mespe.de 3M (Schweiz) AG 3M ESPE Dental Products Eggstr. 93 CH-8803 Rüschlikon Telefon: (044) 724 93 31 Telefax: (044) 724 92 38 E-Mail: 3mespech@mmm.com Internet: www.3mespe.ch 3M Österreich GmbH Brunner Feldstraße 63 A-2380 Perchtoldsdorf Telefon: (01) 86 686 434 Telefax: (01) 86 686 330 E-Mail: dental-at@mmm.com Internet: www.3mespe.at 3M, ESPE, Adper, Filtek und Z100 sind Marken von 3M Company oder 3M Deutschland GmbH. Alle anderen Marken gehören anderen Unternehmen. 3M 2011. Alle Rechte vorbehalten. 01 (10.2011)
Universal Composite Technisches Produktprofi l
Inhaltsverzeichnis Einführung... 1 Produktbeschreibung... 2 Indikationen... 2 Zusammensetzung... 2 Farben... 2 Fluoreszenz und Opaleszenz... 4 Farbgrundlagen... 4 Farbe... 4 Betrachtungen zur Opazität... 5 Expertenmeinung... 6 Tipps zu Farbauswahl und Anwendungshinweise zu... 6 Farbrad... 7 Materialkunde... 8 Füller... 8 Mikrofüller... 8 Hybride, Mikrohybride und Nanohybride... 9 Nanocomposite... 10 Neuster Stand der Füllertechnologie bei Universal Composite... 11 Kunstharzmatrix... 12 In-vitro-Bewertungen der Handhabung... 12 Physikalische Eigenschaften... 13 Glanzbeständigkeit... 13 3-Medien-Abrasion... 18 Bruchfestigkeit... 19 Druckfestigkeit und diametrale Zugfestigkeit... 20 Biegefestigkeit und Biegemodul... 21 Volumenschrumpf... 22 Anwendungstest... 23 Handling-Akzeptanz... 24 Fragen und Antworten... 27 Quellennachweise... 28 Technische Daten... 29
Einführung Auf der Basis von über 40 Jahren Erfahrung im Bereich der restaurativen Zahnheilkunde hat 3M ESPE zu Beginn dieses Jahrhunderts eine neue Kategorie dentaler Füllungsmaterialien geschaffen das Nanocomposite. Der gezielte Einsatz von Nanotechnologie im Bereich der Füller-Architektur, ermöglichte die Entwicklung eines bahnbrechenden Füllungsmaterials, das die klinische Leistung von Universalcompositen signifikant verbesserte. Bis zur Einführung dieses Produkts griffen Zahnärzte, die bei direkten Restaurationen höchste Ästhetik anstrebten, zu Mikrofüllern. Diese galten als Goldstandard in punkto Ästhetik allerdings blieb ihre Anwendung infolge unzureichender Stabilität, Abrasionsbeständigkeit und Röntgenopazität auf ausgewählte Frontzahn-Restaurationen beschränkt. Hybridcomposite besaßen einen höheren Fülleranteil, aber die durchschnittliche Partikelgröße bewegte sich bei ihnen im Submikron-Bereich, was ihre ästhetischen Eigenschaften um einiges beeinträchtigte. Hybridcomposite bieten jedoch die Stabilität, Verschleißfestigkeit und Röntgenopazität, die für Front- und Seitenzahnrestaurationen erforderlich sind. Im Jahr 2002 brachte 3M ESPE Filtek Supreme auf den Markt. Es war das erste Produkt, das Nanotechnologie nutzte, um die Ästhetik eines Mikrofüllers mit der Festigkeit eines Hybrids zu verbinden. Alle Füllerpartikel dieses neuartigen Composites waren als Nanopartikel ausgeführt. 1 Diese Technologie bot anhaltenden Glanz, eine exzellente Handhabung und ein ähnliches Abrasionsverhalten wie Zahnschmelz. 2 Als Nachfolgeprodukt kam 2005 Filtek Supreme XT auf den Markt ein Ergebnis des Feedbacks von Zahnärzten. Die optimierten Farben ermöglichten noch lebensechtere Restaurationen durch Erhöhung von Farbwert oder Helligkeit der Farbtöne. Seit der Einführung von Filtek Supreme hat 3M ESPE den Dialog mit Zahnärzten über mögliche und wünschenswerte Verbesserungen fort gesetzt. Basierend auf diesen Gesprächen sowie auf Testgruppen und anderen Methoden der Marktforschung wurde Filtek Supreme XTE Universal Composite eingeführt. Es bietet eine Reihe weiterer Systemverbesserungen: Leichter anzuwendendes Farbsystem Farbcodierung nach Opazitäten Neue, leichter lesbare Etiketten Erweitertes Spektrum an Body-Farben Noch bessere Glanzbeständigkeit Erhöhte Fluoreszenz Überragendes Handling bei allen Opazitäten Verbesserte Transluzenz-Farben Besseres Handling In Kapseln verfügbar Modifiziertes Farbangebot Röntgenopak 1
Produktbeschreibung Universal Composite von 3M ESPE ist ein licht härtendes Composite für Front- und Seitenzahnrestaurationen. Alle Farben sind röntgenopak. Ein Dentaladhäsiv wie z. B. die entsprechenden 3M ESPE Produkte aus der Adper -Familie wird verwendet, um die Restauration dauerhaft mit der Zahnstruktur zu verbinden. Das Material steht in einer breiten Vielfalt an Dentin-, Body-, Schmelz- und Transluzenz-Farben zur Verfügung. Es ist in Spritzen oder als Einzeldosis in Kapseln erhältlich. Indikationen Filtek Supreme XTE Universal Composite ist für folgende Anwendungen indiziert: Direkte Front- und Seitenzahnrestaurationen (einschließlich okklusaler Oberflächen) Stumpfaufbau Zahnschienungen Indirekte Restaurationen (einschließlich Inlays, Onlays und Veneers) Zusammensetzung Die Kunstharzmatrix wurde in leicht modifizierter Form von den Produkten Filtek Z250 und Filtek Supreme übernommen. Es enthält bis-gma-, UDMA-, TEGDMA- und bis-ema-kunstharze. Um den Schrumpf zu begrenzen, wurde ein Teil des TEGDMA- Kunstharzes durch PEGDMA ersetzt. Die Füller sind eine Kombination von nicht agglomerierten / nicht aggregierten 20 nm großen Silizium-Füllern, nicht agglomerierten / nicht aggregierten 4 bis 11 nm großen Zirkonoxid-Füllern sowie aggregierten Zirkonoxid- / Siliziumcluster-Füllern (bestehend aus 20 nm großen Silizium- und 4 bis 11 nm großen Zirkonoxid-Partikeln). Die Dentin-, Schmelz- und Body-Farben 3 haben eine durchschnittliche Cluster-Partikelgröße von 0,6 bis 10 µm. Die Transluzenz -Farben (T-Farben) 4 haben eine durchschnittliche Cluster-Partikelgröße von 0,6 bis 20 µm. Der anorganische Fülleranteil beträgt bei den Transluzenz-Farben nach Gewicht etwa 72,5 % (nach Volumen 55,6 %); bei allen anderen Farben sind es 78,5 % nach Gewicht und 63,3 % nach Volumen. Farben Das System besteht aus vier Opazitäten hier aufgelistet in abnehmender Reihenfolge der Opazität: Dentin (sehr opak), Body, Schmelz und schließlich Transluzenz (sehr transparent). Die unterschiedlichen Opazi täten sind in Abb. 1 dar gestellt. Die Sichtbarkeit der Schrift unter den 1 mm starken Composite- Scheiben zeigt den Grad der Opazität bzw. Transparenz. Die Transluzenz-Farben sind sehr durchlässig, somit erscheint die Schrift gegenüber dem umliegenden Schriftbild nahezu unverändert. Die Schmelz-Farben weisen eine ähnliche Opazität auf wie Zahnschmelz. Die Schrift ist durch die Scheibe leicht getrübt, aber gut lesbar. Die Body-Farben sind etwas opaker, weniger transluzent als die Schmelz- Farben, um eine Verwendung für Einfarb-Restaurationen zu ermöglichen. Die Schrift ist immer noch lesbar, aber sehr verschwom men. Die Dentin-Farben haben die höchste Opazität. Bei Mehrfarb-Restaurationen werden sie verwendet, um die opakere Dentinstruktur des Zahns zu ersetzen, oder die natürliche Dentinfarbe zu modifizieren und ein Durchscheinen bei Frontzahn-Restaurationen zu verhindern. Schmelz Transluzent Dentin Abb. 1: Verfügbare Opazitäten Body 2
Das Farbsystem basiert auf dem VITAPAN Classical Farbsystem, mit folgenden Ausnahmen: Für gebleichte Zähne: Weiß: Dentin (WD), Body (WB), Schmelz (WE); Extra Weiß: Body (XWB), Schmelz (XWE) Für Zahnhals-Restaurationen: A6B und B5B Transluzenz-Farben: Clear, Blue, Gray, Amber Das Farbangebot wurde in modifizierter Form von Filtek Supreme XT übernommen, u. a. mit einer verringerten Zahl an Dentin- Farben (A6D, C6D, XWD entfallen). Das Angebot an Body-Farben wurde dagegen erweitert: Neu hinzugekommen sind A6B und B5B für Zahnhals-Restaurationen sowie D3B. Ebenfalls neu ist die Schmelzfarbe XWE. Außerdem wurden die Transluzenz-Farben Violet und Yellow durch Blue und Amber Transluzent ersetzt. Die Tabelle unten zeigt auch die Farbcodierung des Systems. Je dunkler der Farbcode, desto opaker ist das Composite. Universal Refill Packungen Dentin-Farben Spritzen Kapseln A1D 4910A1D 4911A1D A2D 4910A2D 4911A2D A3D 4910A3D 4911A3D A4D 4910A4D 4911A4D B3D 4910B3D 4911B3D C4D 4910C4D 4911C4D Weiß 4910WD 4911WD Body-Farben Spritzen Kapseln A1B 4910A1B 4911A1B A2B 4910A2B 4911A2B A3B 4910A3B 4911A3B A3.5B 4910A3.5B 4911A3.5B A4B 4910A4B 4911A4B Neu! A6B 4910A6B 4911A6B B1B 4910B1B 4911B1B B2B 4910B2B 4911B2B B3B 4910B3B 4911B3B Neu! B5B 4910B5B 4911B5B C1B 4910C1B 4911C1B C2B 4910C2B 4911C2B C3B 4910C3B 4911C3B D2B 4910D2B 4911D2B Neu! D3B 4910D3B 4911D3B Weiß 4910WB 4911WB Extra Weiß 4910XWB 4911XWB Schmelz-Farben Spritzen Kapseln A1E 4910A1E 4911A1E A2E 4910A2E 4911A2E A3E 4910A3E 4911A3E B1E 4910B1E 4911B1E B2E 4910B2E 4911B2E D2E 4910D2E 4911D2E Weiß 4910WE 4911WE Extra Weiß 4910XWE 4911XWE Transluzenz-Farben Spritzen Neu! Kapseln Clear 4910CT 4911CT Blue 4910BT 4911BT Grey 4910GT 4911GT Amber 4910AT 4911AT Spritzen-Refill Packungen enthalten 1 Spritze à 3 g; Kapsel-Refill Packungen: Dentin-, Schmelz- und Transluzenz-Farben-Refills enthalten 10 Kapseln à 0,2 g; Body-Farben-Refills enthalten 20 Kapseln à 0,2 g; Gebrauchshinweise. 3
Fluoreszenz und Opaleszenz Zwei weitere ästhetische Eigenschaften des natürlichen Gebisses sind Fluoreszenz und Opaleszenz. Man vermutet, dass beide Eigenschaften zum vitalen, lebensechten Aussehen der Zähne beitragen. Bei natürlichen Zähnen weist Dentin (genauer: die Hydroxylapatit-Mineralien und die organische Matrix) eine höhere Fluoreszenz auf als Schmelz. Fluoreszenz tritt auf, wenn Energie absorbiert und mit größerer Wellenlänge wieder emittiert wird. Bei Zähnen bedeutet das die Absorption von Licht im UV-Bereich (350 365 nm) und die Emission von Licht im sichtbaren Bereich (~ 400 nm). 5 Wie in Abb. 2 und 3 zu sehen ist, fluoreszieren Zähne blauweiß. Zu beachten ist, dass einige Composite stärker fluoreszieren als die natürlichen Zähne, während andere z. B. mit vergleichbarer Stärke und Farbe fluoreszieren. 6 Grandio A2 Tetric EvoCeram A2 Grandio Incisal Vit-L-Escence AT EsthetX A3 Premise A2 AT Filtek Supreme XT CT EsthetX A2 EsthetX HD A2 BT GT Filtek Supreme XTE A2B Abb. 2: Dentin-, Schmelz- oder Bodyfarben CT Abb. 3: Transluzente oder inzisale Farben Opaleszenz wiederum hängt damit zusammen, wie ein Material die kürzeren Wellenlängen des Lichts streut. Dies zeigt sich in einem bläulichen Aussehen bei Reflexion und in Orange / Braun tönen bei Transmission. 7 Natürlicher Schmelz weist einen opaleszierenden Effekt auf. Durch Modifikation der verwendeten Nanocluster wurden die Trans luzenz-farben von Filtek Supreme XTE speziell angepasst, um die in der Literatur beschriebenen Opaleszenzwerte für menschlichen Schmelz zu erzielen. 8 Farbgrundlagen Farbe Tönung Die tatsächliche Farbe des Materials. Der Balken unten zeigt die Tönung von Blau bis Gelb. VITAPAN Classical Farbskala (Tönung) A-Farben Rotbrauner Charakter B-Farben Rotgelber Charakter C-Farben Grauer Charakter (niedrigerer Farbwert) D-Farben Rotgrauer Charakter (niedrigerer Farbwert) Sättigung beschreibt die Intensität der Farbe. Je höher die Zahl (z. B. A3 vs. A1) innerhalb der Farbfamilie, desto intensiver die Farbe (A3 ist intensiver als A1). Der Farbwert (Weiß- oder Schwarzanteil) ist höher (weißer) bei den A- und B-Farben. Die C- und D-Farben haben einen niedrigeren Farbwert (grauer) als die A- und B-Farben. Sehr allgemein ausgedrückt sind die C-Farben vom Farbwert gesehen, niedrigerwertige A-Farben. Der Farbwert wird oft als wichtigster Aspekt der Farbe betrachtet. 4
Studien haben gezeigt, dass bei Zähnen von Erwachsenen die Farbe hauptsächlich durch das Dentin bestimmt wird. Die Schmelzschicht spielt für die tatsächliche Zahnfarbe nur eine sehr geringe Rolle. Bei jungen Patienten sind die Zähne heller (höherer Farbwert) und weniger transluzent. Mit zunehmendem Alter wird die Schmelzschicht dünner und lässt mehr Dentin durchscheinen, sodass die Zähne dunkler wirken, besonders im gingivalen Drittel. Die Regionen mit der höchsten Farbintensität (Sättigung) finden sich im gingivalen Bereich des Zahns. Das liegt an einer dünneren Schmelzschicht, die das Dentin stärker durchscheinen lässt. Farbbereiche Gingival oder Zervikal Zahnkörper (Body) Der Bereich des Zahnkörpers wird durch die Dentinfarbe dominiert mit einem geringfügigen Anteil durch die Farbe der Schmelzschicht sowie durch die jeweilige Oberflächenmorphologie. Die Literatur meinung besagt, dass der Bereich des Zahnkörpers um 1 bis 2 Farbtöne heller ist als der gingivale Bereich. Inzisal Der inzisale Bereich zeigt einen hohen Grad an Transluzenz, da der Dentinanteil in Richtung Inzisalkante abnimmt. Betrachtungen zur Opazität Wenn Licht auf einen Zahn trifft, geschieht Folgendes: Der Zahnschmelz streut das Licht und strahlt es ab. Wenn die Dentinschicht sehr dünn ist oder sich hinter der Schmelzschicht kein Dentin befindet (wie bei der Inzisalkante), wird ein Teil des Lichts durch den Zahn in die Mundhöhle geleitet. Ein Teil des Lichtes kann aus der Mundhöle durch den Schmelz hindurch zurückgeworfen werden. Wenn Licht auf Dentin trifft, wird ein Teil davon absorbiert und ein Teil durch den Schmelz reflektiert. Die reflektierten und gebrochenen Lichtstrahlen, die das Auge erreichen, erzeugen die Farbe des Zahns. diffuse Lichtstreuung Glanz Transmission Die Oberflächentextur eines Zahns spielt eine Rolle bei der Wahrnehmung der Farbe, d. h. eine glattere Oberfläche wird weißer erscheinen (oder einen höheren Farbwert aufweisen) als eine unregelmäßige Oberfläche. 5
Expertenmeinung Achtzehn Experten wurden eingeladen, ihre Ansichten zu klinischen Fällen (empfohlene Behandlung und Technik), Fortbildungsmethoden, Stärken und Schwächen aktueller Composite sowie den angebotenen Hilfestellungen zur Farbwahl zu äußern. Die wichtigsten Ergebnisse sind im Folgenden aufgeführt: Es ist wichtig, dass Zahnarzt und Patient sich über den erwünschten Grad an Ästhetik einig sind. Hilfestellungen zur Farbwahl können zu Beginn des Farbauswahlprozesses genutzt werden. Wenn es darum geht, welche Composite-Farben in Abstimmung zu den Nachbarzähnen erforderlich sind, eignen sich jedoch am besten ein sog. Mock-up, bei denen das Composite in-vivo aufgebracht wird. Die Akzeptanz des Restaurationsergebnisses kann von vielen Faktoren beeinflusst werden. Dazu zählen die ausgewählten Farben, die Farbtiefe, die Simulation des natürlichen Zahn aufbaus (z. B. durch Schichten von transluzentem Material über weniger transluzentes Material oder durch Herstellen einer adäquaten Transluzenz entlang der Inzisalkante), Oberflächen - glanz und -beschaffenheit sowie letztendlich die individuellen Vorlieben von Patient und Zahnarzt. Tipps zu Farbauswahl und Anwendungshinweise zu 1. Zunächst wird die Oberfläche zum Entfernen äußerlicher Verfärbungen mit Bimssteinmehl o. ä. gereinigt. Bestimmen Sie dann vor der Zahnpräparation oder dem Legen eines Kofferdams die zur Restauration erforderlichen Farben. Ein getrockneter Zahn ist heller als normal deshalb führt die Farbnahme von einem getrockneten Zahn, tendentiell zu helleren Ergebnissen. 2. Bei der Farbauswahl: Wenn eine Farbe verwendet wird: Wählen Sie die Body-Farbe, indem Sie die mittlere Zone des Zahns (Zahnkörper) betrachten. Nehmen Sie die Composite- Farbe, die der mittleren Farbstufe in der VITAPAN Classical Farbskala am nächsten kommt. Wenn mehr als eine Farbe verwendet werden soll, um die natürliche Zahnstruktur nach zubilden und die Lebendigkeit der fertigen Restauration zu steigern: Nutzen Sie die Farb wählscheibe (siehe nächste Seite) bzw. ermitteln Sie, welche Opazitäten zu verwenden sind. Um die richtige Farbe bei einer gegebenen Opazität zu bestimmen: Wählen Sie die Dentin- (oder Body-) Farbe durch Prüfen des freiliegenden Dentins oder des gingivalen Zahnbereichs. Nehmen Sie die Composite-Farbe, die der Zahnhals-Partie in der VITAPAN Classical Farbskala am nächsten kommt. Wählen Sie die Body-Farbe, indem Sie die mittlere Zone (Zahnkörper) des Zahns prüfen. Nehmen Sie die Composite-Farbe, die der mittleren Farbstufe in der VITAPAN Classical Farbskala am nächsten kommt. Eine Transluzenzfarbe (in der gleichen Farbfamilie) kann verwendet werden, um der Restauration hohe Transluzenz zu verleihen und den Eindruck der Tiefe zu steigern. 3. Erstellen Sie vor dem Ätzschritt ein Muster der Restauration (Mock-up). Die Farbe eines Composites wird von dessen Schichtdicke beeinflusst. Composite können beim Härten die Farbe ändern. Platzieren und härten Sie das Composite-Material in der ungefähren Schicht dicke und im ungefähren Bereich der geplanten Restauration. Beteiligen Sie den Patienten an der Farbwahl. Das Muster können Sie mit einer Zahnsonde leicht entfernen. 4. Prüfen Sie unter verschiedenen Lichtverhältnissen, ob die Farben von Skala und Muster übereinstimmen. 5. Bilden Sie beim Finieren und Polieren der Restauration die Oberflächenmorphologie der angrenzenden Zähne nach. 6
Farbrad Das zum gehörige patentierte Farbrad soll Sie bei der Farbwahl unterstützen. Nachdem mittels der VITAPAN Classical Skala eine Farbe ausgewählt wurde, gibt die Wählscheibe Empfehlungen für Einfarb-, Zweifarb- oder Mehrfarb-Restau rationen bei Front- und Seitenzahn restaurationen (Abb. 4). Abb. 4: Farbrad für Front- und Seitenzahn restaurationen Abb. 5: Farbempfehlung Abb. 5 zeigt die empfohlene Farbkombination für eine Frontzahnrestauration deren Grundfarbe nach der VITAPAN Classical Skala mit A2 bestimmt wurde. Verschiedene Optionen werden angeboten, wobei die endgültige Auswahl von der Größe und den ästhetischen Erfordernissen der Restauration abhängt. Für Restaurationen im Seitenzahngebiet ist die Farbauswahl auf eine oder oder zwei Farben begrenzt. Seitenzahnrestaurationen sind daher ein ideales Terrain, um die ästhetischen Möglichkeiten der Farbschichttechnik zu erkunden. Verwendung des Farbrads: Wählen Sie die VITAPAN Farbe: Nehmen Sie die Composite-Farbe, die der mittleren Zone des jeweiligen VITAPAN Classical Farbträgers am nächsten kommt. Wählen Sie die passende Seite der Scheibe je nach Art der Restauration z. B. Front- oder Seitenzahn (Abb. 4). Drehen Sie die Scheibe so, dass die VITAPAN-Farbe im innersten Kreis erscheint. Folgen Sie den Empfehlungen zur Farbkombination mit Filtek Supreme XTE. Sie sind für eine, zwei und mehrere Farben angegeben (Abb. 5). Zu beachten ist, dass es sich dabei nur um eine Orientierungshilfe handelt. Die endgültigen Resultate werden beeinflusst von der Dicke der Composite-Schichten, der umgebenden Zahnstruktur, den Nachbarzähnen usw. Generelle Grundsätze der Schichtung sind als Grafiken skizziert. So kann eine Transluzenzfarbe bei einer Klasse IV Kavität die Transluzenz im inzisalen Drittel erhöhen. Alternativ wenngleich nicht abgebildet lässt sich die Trans luzenzfarbe auch als letztes faziales oder okklusales Inkrement verwenden, um Tiefe zu erzeugen. Eine solche Verwendung der Trans luzenzfarbe neigt allerdings dazu, den Farbwert der Restauration insgesamt zu senken. Dieser Effekt lässt sich abmildern, indem Sie für das Inkrement die nächsthellere Farbe direkt unterhalb der Transluzenzfarbe wählen. 7
Materialkunde Füller Mikrofüller Traditionelle Mikrofüller werden aus pyrogener Kieselsäure hergestellt. Ihre durchschnittliche Partikelgröße beträgt 0,04 µm. Typischerweise tendieren die ursprünglichen Partikel zur Aggre gation (der Aggregationsgrad variiert dabei je nach dem verwendeten Füller). Die aggregierten Partikel in kleinere Einheiten aufzubrechen, ist schwierig, wenn nicht unmöglich. Die Struktur dieser Aggregate führt zu einem relativ niedrigen Fülleranteil. In der REM-Aufnahme (Abb. 6) mit freundlicher Genehmi gung von Dr. Jorge Perdigao 9 wurde die umgebende Kunstharzmatrix mit einem Lösungsmittel entfernt 10. Der Ausschnitt dieser REM-Aufnahme enthielt keine der präpolymerisierten Füller, sondern konzentrierte sich auf die einzelnen Siliziumdioxid-Aggregate. Beachten Sie, dass die Partikelgröße als Ergebnis der Aggregation im Bereich von 0,1 µm liegt, also signifikant mehr als 0,04 Mikrometer. Die meisten Hersteller von Mikrofüllern fügen präpolymerisierte gefüllte Partikel der Kunstharzmatrix hinzu, um den Fülleranteil zu steigern. Präpolymerisierter Füller wird durch Beigabe der pyrogenen Kieselsäure zu Kunstharz hergestellt. Zur Bildung von Partikeln wird die Mischung Abb. 6: Durafill VS polymerisiert und dann gemahlen. Diese gemahlenen Partikel werden zu weiterem Kunstharz und pyro gener Kieselsäure hinzu gefügt. Selbst bei diesem Verfahren haben Mikro füller noch einen deutlich geringeren Fülleranteil als Hybride, was zu geringerer Stabilität und Verschleißbeständigkeit führt. Verbleibende Methacrylatgruppen binden die präpolymerisierten Partikel an die Kunstharzmatrix. Die Effektivität dieser Bindung wird durch den Anteil verbleibender Doppelbindungen an der Oberfläche dieser Partikel beeinflusst. Diese Polymerisationsreaktion der präpolymerisierten Füller ist nicht vollständig. Somit ist die Bindung der präpolymerisierten Füller partikel an das Kunstharz schwächer als gewünscht, und es kommt häufig zu Bruchstellen an diesen Grenzflächen. Außerdem sind traditionelle Mikrofüller, die nur Siliziumfüller enthalten, nicht röntgenopak. Diese Eigenschaften schränken den Nutzen von Mikrofüllern, besonders im Seitenzahnbereich ein. Das AFM 11 (Abb. 7) ist ein 3D-Bild der Oberfläche eines Mikrofüllers nach 6.000 Zyklen Zahnbürstenabrasion. Mikrofüller haben gezeigt, dass sie ihren Glanz (Oberflächen- Reflexionsvermögen) über einen längeren Zeitraum behalten. Die präpolymerisierten Füllerpartikel sind geringfügig verschleißfester als die umgebende Matrix, sodass es zu kleinen Unregelmäßigkeiten der Oberfläche kommt. Abb. 7: Durafill VS 8
Hybride, Mikrohybride und Nanohybride Hybride, Mikrohybride und Nanohybride enthalten Partikel mit breiter Größenverteilung. Ein solch breites Spektrum der Partikelgrößen kann einen höheren Fülleranteil und damit hohe Stabilität und Verschleißfestigkeit bewirken. Diese Composite enthalten einen kleinen Anteil an Füllerpartikeln im Größenbereich von Nanopartikeln (kleiner als 0,1 µm bzw. 100 nm), aber auch wesentlich größere Füllerpartikel. Dadurch werden die optischen Eigenschaften beeinflusst und die Glanzbeständigkeit beeinträchtigt (Abb. 8). Die durchschnittliche Partikelgröße von Hybriden, Mikrohybriden und Nanohybriden liegt typischerweise unter 1 µm, jedoch über 0,2 µm. Die größeren Partikel können gut über 1 µm erreichen. Sie werden üblicherweise durch Zermahlen größerer Füller zu kleineren Partikeln hergestellt. Nanohybride weisen Partikel im Größenbereich von Nanofüllern auf, d. h. unter 100 Nanometer (0,1 µm), sie enthalten aber auch Partikel im Sub mikron-bereich (0,2 bis 1 µm). # Abb. 8: EsthetX HD Grandio Tetric EvoCeram Wenn ein solches Material der Abrasion ausgesetzt ist, verschleißt zunächst der Kunstharz zwischen den Partikeln und um sie herum, sodass Füllerpartikel hervorstehen und Unebenheiten entstehen. Irgendwann bricht dann der gesamte Füllerpartikel aus der Oberfläche und hinterlässt dort einen Krater. Diese Unebenheiten und Krater können eine raue Oberfläche verursachen, die zu einem Verlust an Reflexionsvermögen (d. h. verringerter Glanzbeständigkeit) der Composite-Oberfläche führt. Die Rasterkraft - mikroskop-aufnahmen 12 (Abb. 9) zeigen das Einflußverhalten kleiner und großer Partikel sowie die Zahl der Partikel größen, nachdem die Oberfläche mit einer Zahnbürste abradiert wurde. Das ganz rechts abgebildete Material enthält präpoly merisierte Füller, die üblicherweise größer sind als die typischen anorganischen Füller. Beachten Sie die vielen Gipfel und Täler, an denen die Rauigkeit klar zu erkennen ist. Die Materialien in den oben abgebildeten REM-Aufnahmen entsprechen den Materialien in den Rasterkraftmikroskop-Aufnahmen darunter. Abb. 9: EsthetX HD Grandio Tetric EvoCeram 9
Nanocomposite 3M ESPE stellt viele seiner Füller mithilfe eines Sol-Gel-Prozesses her. Der Sol-Gel-Prozess ist ein Verfahren, in dem Füller aus flüssigen Vorläufern gebildet werden, einem so genannten Sol. Aus diesen Flüssigkeiten entstehen durch chemische und mechanische Prozesse einzelne Partikel. Ein Teilaspekt dieses Verfahrens ist die Sinterung, bei der sich die ursprünglichen Partikel gewissermaßen zusammenlagern und größere Füller partikel bilden. Sintern kann als eine Art Schmelzprozess be trachtet werden, bei dem die Partikel weicher werden und eine Oberfläche ausbilden, die sich an Nachbarpartikel anheften kann mit dem Ergebnis einer Bindung der Partikel untereinander. Der Sinterprozess kann hochverdichte und kompakte Füller erzeugen, so wie sie in Z100 MP Restaur ationsmaterial und Filtek Z250 Universal Composite zu finden sind (Abb. 10). Abb. 10: Filtek Z250 Universal Composite Im Jahr 2002 hat 3M ESPE einen Weg gefunden, den Sinterprozess so zu modifizieren, dass lose agglomerierte Nanopartikel gebildet werden, d. h. Nanocluster. Obwohl sich diese strukturell von verdichteten Partikeln unterscheiden, sorgen sie ebenso wie die verdichteten Partikel in anderen Compositen für einen hohen Fülleranteil. Dieses Verhalten führte zu einem Material mit der Festigkeit und dem Verschleiß von Hybriden, wobei sich Glanzbeständigkeit und optische Eigenschaften signifikant verbessert haben. Dieser Technologievorsprung wurde bei Filtek Supreme Universal Composite erstmals genutzt. Bei der Formulierung von Filtek Supreme wurden sowohl individuelle Nanopartikel- als auch Nanocluster-Füller verwendet. Das Hinzufügen individueller Nanopartikel zu Formulierungen, die Nanocluster enthalten, reduziert den Abstand zwischen den einzelnen Füllerpartikel und führt so zu höheren Fülleranteilen. Die gefüllte Matrix (Kunstharz plus individuelle Nanopartikel) ist härter und verschleißbeständiger als Kunstharz allein. Der Abb. 11: Filtek Supreme XT Filtek Supreme XT (T-Farben) gesteigerte Fülleranteil bewirkt bessere physikalische Eigenschaften und höhere Verschleißfestigkeit. Die Füller der DSB-Farben (Abb. 11) von Filtek Supreme wiesen eine andere Zusammensetzung auf als die der T-Farben (Abb. 11). Die Nanocluster in den DSB-Farben bestanden aus Zirkonoxid und Siliziumdioxid (dadurch entstand ein röntgenopakes Material), während die T-Farben reine Siliziumcluster enthielten (= keine Röntgenopazität). Das Verhältnis von Nanoclustern zu individuellen Nanopartikeln war bei den DSB-Farben ein anderes als bei den T-Farben von Filtek Supreme. Nanocluster machten bei den DSB-Farben etwa 90 % der Füller aus, bei den T-Farben aber nur 50 %. Die Rasterkraftmikroskop-Aufnahmen 13 zeigen die Oberflächen nach Zahnbürstenabrasion. Die Z-Skala ist in diesen Bildern kleiner als bei den zuvor gezeigten Rasterkraftmikroskop-Aufnahmen, was die Vergrößerung der Oberfläche effektiv erhöht. Während der Abrasion ähneln Grad und Muster der Abnutzung stärker dem Verschleißverhalten der umgebenden Füllermatrix, besonders bei den Transluzenz-Farben von Filtek Supreme XT (Abb. 12). Dies erhöht die Glanzbeständigkeit des gehärteten Composites im Vergleich zu traditionellen Hybridcomposites. Filtek Supreme XT Abb. 12: Nach Abrasion Filtek Supreme XT (T-Farben) 10
Neuster Stand der Füllertechnologie bei Universal Composite Die innovative Füllertechnologie wurde nochmals verbessert. Der Herstellungsprozess, in dem die Cluster gebildet werden, wurde so modifiziert, dass er ein geringeres Sintern bewirkt. Wie bereits bewährt werden die Nanocluster in einer Vielzahl verschiedener Größen produziert, sodass ein höherer Fülleranteil möglich ist. Da die Partikel jedoch nicht stark gesintert werden, läßt sich die Bandbreite der Clustergrößen erweitern (gegenüber Filtek Supreme XT), ohne dadurch Eigenschaften wie die Glanzbeständigkeit zu beeinträchtigen. Diese Nanocluster besitzen immer noch die nötige strukturelle Integrität, um Stabilität, Bruch- und Verschleißbeständigkeit zu bieten. Beachten Sie bei den REM-Aufnahmen (Abb. 13) 14, dass die Form der ur sprünglichen Nanopartikel in den Clustern immer noch zu erkennen ist. Beide Materialien (DSB- und T-Farben) enthalten Zirkonoxid-/Siliziumdioxidcluster (Abb. 14), sowie individuelle Silizium-Nanopartikel und Zirkonoxid-Nanopartikel. Abb. 13: Nanocluster in 30.000facher Vergrößerung (T-Farben) Abb. 14: Nanocluster in 100.000facher Vergrößerung (T-Farben) Das Verhältnis von Nanoclustern zu Nanopartikeln ist bei beiden Formulierungen gleich. Auch die Zusammensetzung beider Cluster ist identisch. Um den hohen Grad an Transluzenz und Opaleszenz zu erzielen, den die T-Farben erfordern, ist der Herstellungsprozess etwas unterschiedlich. Sowohl die DSB-Farben als auch die T-Farben sind röntgenopak. Während der Abrasion ähneln Grad und Muster der Abnutzung stärker dem Verschleißverhalten der nanogefüllten, die Cluster umgebenden Matrix als bei den DSB- und T-Farben von Filtek Supreme XT. Beachten Sie bei den Rasterkraftmikroskop-Aufnahmen (Abb. 15), dass die Z-Skala anders ist als bei den zuvor gezeigten Rasterkraftmikroskop-Aufnahmen, was zu einer stärkeren Vergrößerung dieser Oberflächen führt. Diese stärkere Vergrößerung überhöht die ganz leichten Unregelmäßig keiten der Oberflächen. Abb. 15: Nach Abrasion (T-Farben) 11
Kunstharzmatrix Die mit Filtek Z250 eingeführte und bei Filtek Supreme XT verwendete Kunstharzmatrix bestand bereits zum größten Teil aus Komponenten des heutigen Kunstharzsystems von. Die Matrix besteht aus drei Hauptkomponenten. TEGDMA (wie beim Z100 Composite-System) wurde größtenteils durch eine Mischung aus UDMA (Urethandimethacrylat) und Bis-EMA(6) (Bisphenol-A-Polyäthylen glykol-diäther-dimethacrylat) ersetzt. UDMA- und Bis-EMA(6)-Harze haben ein höheres Mole kulargewicht als TEGDMA und weisen daher weniger Doppelbindungen pro Gewichtseinheit auf. Die Substanzen mit hohem Molekulargewicht beeinflussen auch die messbare Viskosität. Das höhere Molekulargewicht des Kunstharzes führt jedoch zu weniger Schrumpf, langsamerem Altern und einem etwas weicheren Harz. TEGDMA und PEGDMA werden in geringeren Mengen verwendet, um die Viskosität zu regulieren. Zur Reduktion des Schrumpfes wurde bei Filtek Supreme XTE ein Teil des TEGDMA durch PEGDMA ersetzt. In-vitro-Bewertungen der Handhabung Während all der Jahre, in denen Filtek Supreme auf dem Markt war, haben sich Zahnärzte positiv über die Handhabung der Dentin-, Schmelz- und Body-Farben geäußert. Als Zahnärzte und Meinungsführer gebeten wurden Eigenschaften zu nennen, die bei einer Neu entwicklung verbesserungswürdig wären, war für sie damit klar, dass diese guten Eigenschaften bestehen bleiben mussten. Zugleich ließen sie durchblicken, dass die Handhabung der Transluzenz-Farben optimiert werden sollte. Die Handhabung von Composites wird sowohl durch das Kunstharz als auch durch die Füller beeinflusst. Während sich die Füller bei den Dentin-, Schmelz- und Body-Farben von Filtek Supreme XTE ähnlich zusammensetzen wie beim Vorgängerprodukt, haben die Cluster eine andere Morphologie. Sowohl die Zusammensetzung der Füller als auch die Morphologie wurden modifiziert, um die neue Formulierung der Transluzenz-Farben zu erzielen. Deshalb war der gesamte Entwicklungsprozess von zahlreichen Handling-Bewertungen mit Zahnärzten begleitet. Um die Handhabung unter möglichst realitätsnahen Bedingungen zu testen, wurden Blindbewertungen von Front- und Seitenzahnrestaurationen an Phantomköpfen durchgeführt, die auf Körpertemperatur erwärmt wurden. Im Anschluss wurden den Zahnärzten Fragen zur Handhabung des Materials gestellt. Insgesamt gab es über 500 Bewertungen dieser Art. Filtek Supreme XT wurde dabei zum Blindvergleich mit einbezogen. Insgesamt erreichte oder übertraf Filtek Supreme XTE bei der Hand habung der DSB-Farben die Akzeptanz von Filtek Supreme XT. Bei den T-Farben fand die Handhabung von Filtek Supreme XTE eine höhere Akzeptanz als diejenige von Filtek Supreme XT. In einer der In-vitro-Studien wurden Zahnärzte um die Bewertung einer Reihe von Formulierungen gebeten, die sich im Handling unterschieden. Darunter verschiedene Chargen Filtek Supreme XTE sowie zwei Chargen Filtek Supreme XT (Abb. 16). Etwa ein Drittel der Befragten waren zu diesem Zeitpunkt Anwender von Filtek Supreme XT. Die Materialien wurden in randomisierter Reihenfolge bei der Füllung einer Klasse-II- und einer Klasse-IV-Präparation in Phantomköpfen bei Körpertemperatur bewertet. Die Handling-Akzeptanz der DSB-Farben ist in Abb. 16 dargestellt. Mehr als 70 % der Zahnärzte, die diese Materialien testeten, waren von der Handhabung angetan und bewerteten die verschiedenen Kriterien entsprechend. Zusätzlich zur Gesamtakzeptanz wurden folgende Handling-Eigenschaften beurteilt: Viskosität, Kleben am Instrument, Fließvermögen, Formbeständigkeit bzw. Widerstandsfähigkeit gegen Zusammensacken, Einfachheit von Verblendungen (nur bei Frontzahn-Restaurationen), Anpassung an Kavitäten und Ränder sowie Stopfbarkeit (nur bei Seitenzahn-Restaurationen). In allen Fällen wurden die Filtek Supreme XTE Materialien gegenüber den Filtek Supreme XT Materialien als gleich gut oder besser beurteilt. Eine Untersuchung, bei der die beiden Formulierungen der Transluzenz-Farben verglichen wurden, brachte noch bessere Ergebnisse. Dabei wurde ähnlich vorgegangen, jedoch mit drei Chargen der Filtek Supreme XTE Transluzenz-Farben jeweils mit unterschied lichen Handlingseigenschaften sowie einer Charge der Filtek Supreme XT Transluzenz-Farben. 12
Im Vergleich zu Filtek Supreme XT waren bei Filtek Supreme XTE doppelt so viele Zahnärzte mit der Handhabung der Transluzenz-Farben- Chargen zufrieden (Abb. 16). Darüber hinaus wurden auch bei den einzelnen Handling-Eigenschaften signifikante Verbesserungen festgestellt: Viskosität, Kleben am Instrument, Fließmögen, Formbeständigkeit bzw. Widerstandsfähigkeit gegen Zusammensacken sowie Einfachheit von Verblendungen. % der Befragten, die mit der Handhabung der DSB-Farben zufrieden waren 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Filtek Supreme XT % der Befragten, die mit der Handhabung der T-Farben zufrieden waren 100 80 60 40 20 0 Filtek Supreme XT Seitenzahn Frontzahn Abb. 16: Handling-Akzeptanz Quelle: interne Untersuchungen durch 3M ESPE Physikalische Eigenschaften Glanzbeständigkeit Zahnbürstenabrasion Composite-Materialien wurden zu Plättchen geformt und komplett ausgehärtet. Die Oberflächen wurden mittels einer Schleif- und Poliermaschine mit variabler Geschwindigkeit nass poliert, um die Sauerstoffinhibitionsschicht zu entfernen und eine gleichmäßige Oberfläche sicherzustellen. Sie wurden 24 Stunden lang in 37 C warmem Wasser gelagert. Der Glanz wurde gemessen. Die Proben wurden einer simulierten Alterung mittels einer automatischen Zahnbürstenmaschine unterzogen. Glanzmessungen erfolgten nach 500 Zyklen und dann alle 1.000 Zyklen. Nach 6.000 Zyklen wurde der Test beendet. 100 Glanzbeständigkeit 90 80 70 Glanzeinheiten 60 50 40 30 20 10 (T-Farben) Renamel Microfill Durafill VS Filtek Supreme XT 0 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 Zahnbürsten-Abrasionszyklen Abb. 17: Glanzbeständigkeit im Vergleich zu Mikrofüllern Quelle: interne Untersuchungen durch 3M ESPE 13
In diesem Test war die Glanzbeständigkeit der DSB-Farben von schon nach nur 500 Zahnbürsten- Abrasionszyklen statistisch signifikant höher als bei den Mikro füller-produkten Durafill VS und Renamel Microfill sowie bei den Hybridcompositen CeramX, Estelite Sigma Quick, EsthetX HD, Gradia Direct X, Grandio, Herculite XRV Ultra, Premise, Tetric EvoCeram, TPH 3 und Venus. Sämtliche untersuchten Farbvarianten (DSB- und T-Farben) von Filtek Supreme XTE wiesen nach 2.000 Zahnbürsten- Abrasionszyklen einen besseren Glanz auf als diejenigen von Filtek Supreme XT. Nach 6.000 Zyklen war der Glanz der T-Farben von Filtek Supreme XTE besser als bei Durafill VS, Renamel Microfill, CeramX, Estelite Sigma Quick, EsthetX HD, Gradia Direct X, Grandio, Herculite XRV Ultra, Premise, Tetric EvoCeram, TPH3 und Venus. Nach 6.000 Zyklen war der Glanz der DSB-Farben von Filtek Supreme XTE statistisch besser als bei Durafill VS, Renamel Microfill, CeramX, EsthetX HD, Gradia Direct X, Grandio, Herculite XRV Ultra, Premise, Tetric EvoCeram, TPH3 und Venus. 100 90 Glanzbeständigkeit Zahnbürsten-Abrasionszyklen Initial 500 2000 6000 80 70 Glanzeinheiten 60 50 40 30 20 10 0 (T-Farben) Filtek Supreme XT CeramX Mono Estelite Sigma Quick EsthetX HD Gradia Direct X Herculite XRV Ultra Grandio Premise Tetric EvoCeram TPH 3 Venus Abb. 18: Glanzbeständigkeit im Vergleich zu anderen Universal Compositen Quelle: interne Untersuchungen durch 3M ESPE Mikroskopische Oberflächenanalyse Diese Bilder wurden mittels eines Wyko Optical Profiler erstellt. Diese Methode ermöglicht ein größeres Blickfeld als die vorher gezeigten Rasterkraftmikroskop-Aufnahmen. Der Balken rechts von dem gescannten Bild gibt die Höhen- bzw. Tiefenabweichungen um den Nullpunkt an. Die Rauigkeit der Oberfläche wird in Form von Farbunterschieden wiedergegeben. Blau steht für Vertiefungen und Rot für Erhebungen bezüglich der Ebene. Der grüne Bereich entspricht einer sehr geringen Rauhigkeit. DSB-Farben Poliert: Universal Composite T-Farben Beide Abbildungen auf dieser Seite sind Bestandteil interner Untersuchungen von 3M ESPE. 14
DSB-Farben Poliert: Filtek Supreme XT Universal Composite T-Farben Beachten Sie die Glattheit der Oberfläche nach dem Polieren. In allen oben gezeigten Bildern gibt es nur wenige Farbabweichungen, die Rauigkeit anzeigen (Ra 15 ~<20 nm). DSB-Farben Nach Zahnbürstenabrasion: Universal Composite T-Farben Nach 6.000 Zahnbürsten-Abrasionszyklen wurden Wyko-Bilder aufgenommen und der Maßstab zu einer etwas geringeren Vergrößerung verschoben. Die Oberfläche der DSB-Farben (Ra ~129 nm) und T-Farben (Ra ~70 nm) zeigt bei den - Proben durchgehend sehr geringe Farbabweichungen. Die Bilder unten zeigen die ursprünglichen DSB- und T-Farben (Ra ~148 nm) von Filtek Supreme XT nach Zahnbürstenabrasion. Beachten Sie die wenigen dunkelblauen Bereiche, an denen Material abgetragen wurde, wahrscheinlich Cluster während der Zahnbürstenabrasion. DSB-Farben Nach Zahnbürstenabrasion: Filtek Supreme XT Universal Composite T-Farben Alle Abbildungen auf dieser Seite sind Bestandteil interner Untersuchungen von 3M ESPE. 15
Die Bilder unten stammen von zwei Mikrofüller-Compositen nach Zahnbürstenabrasion. Beachten Sie in beiden Proben die erhabenen Bereiche eine Folge der präpolymerisierten Füllerpartikel, die ein anderes Abrasionsverhalten aufweisen als die umgebende Kunstharz matrix (Ra ~135 nm). Beachten Sie auch die dunkelblauen Bereiche, wo Material abgetragen wurde, ähnlich wie bei den Filtek Supreme XT Materialien. Durafill VS Nach Zahnbürstenabrasion: Mikrofüller Renamel Microfill Das CeramX -Bild unten zeigt eine signifikante Rauigkeit aufgrund der ausgefranst wirkenden Bildränder und der gelb-orange getönten Oberfläche (Ra ~240 nm). Das EsthetX HD-Bild zeigt einen weniger einheitlichen Orangeton der Oberfläche (Ra ~187 nm). Dies deutet auf größere und umfangreichere Konzentrationen der erhabenen Bereiche hin. Beide haben eine messbar höhere Oberflächenrauigkeit als Composite-Materialien. CeramX Mono Nach Zahnbürstenabrasion: Universal Composite EsthetX HD Gradia Direct X Grandio Gradia Direct X weist nach Zahnbürstenabrasionen eine sehr raue Oberfläche auf (Ra ~287 nm). Das Wyko-Bild lässt orange farbene Erhebungen und tiefblaue Senken auf der Oberfläche erkennen. Die Grandio-Oberfläche zeigt eine etwas gleichmäßigere Oberfläche (Ra ~226 nm) als Gradia Direct X, ist aber immer noch sehr rau (die Farbe ist nicht bei der gesamten Probe gleich mäßig). Alle Abbildungen auf dieser Seite sind Bestandteil interner Untersuchungen von 3M ESPE. 16
Herculite XRV Ultra Nach Zahnbürstenabrasion: Universal Composite Premise Bei beiden oben gezeigten Materialien weist die Oberfläche eine signifikante Zahl von Höckern (Erhebungen) auf. Diese könnten von Füllerpartikeln herrühren, die nach dem Abtragen der umgebenden Kunstharzmatrix hervorstehen (Herculite XRV Ultra Ra ~280 nm, Premise Ra ~266 nm). Außerdem hat Premise mehrere große Vertiefungen dort, wo großflächig Material abgetragen wurde. Die präpolymerisierten Füllerpartikel (orangefarbene Überstände) bei Tetric EvoCeram sind mit dieser Oberflächenanalyse-Technik leicht zu erkennen (Ra ~542 nm). Die Farbabweichungen bei der Tetric EvoCeram-Probe erstrecken sich über das gesamte Spektrum dieser Analyse (+/-1,5 µm). TPH3 wiederum zeigt stärkere Vertiefungen (großer Partikelverlust), jedoch diffusere Bereiche mit Erhebungen (Orangetöne) (Ra ~248 nm). Tetric EvoCeram TPH 3 Das Abrasionsmuster der Venus -Probe ähnelt dem von CeramX. Man erkennt einen deutlichen Orangeschimmer, der auf zahlreiche aus der Oberfläche ragenden Erhebungen hindeutet (Ra ~147 nm). Außerdem zeigen sich mehrere dunkelblaue Streifen, die durch den Zahnbürsten-Abrasionstest verursacht wurden. Venus Alle Abbildungen auf dieser Seite sind Bestandteil interner Untersuchungen von 3M ESPE. 17
3-Medien-Abrasion Der Abnutzungsgrad (Abrasion) wurde in-vitro durch einen 3-Medien-Abrasions-Test ermittelt. Bei diesem Test wird eine Drehscheibe mit Composite (erste Masse) beschickt. Sie hat Kontakt zu einer anderen Drehscheibe, die als Antagonist (zweite Masse) fungiert. Die beiden Scheiben drehen sich gegenläufig, wobei sich Abrasionsbrei (dritte Masse) zwischen ihnen befindet. Der Abnutzungsgrad bei 156.000 Umdrehungen wird in regelmäßigen Abständen (d. h. jeweils nach 39.000 Umdrehungen) profilo metrisch ermittelt. Da der Verschleiß bei dieser Methode typischerweise nach einem linearen Muster verläuft, werden die Daten mit linearer Regression aufgezeichnet. Der jeweilige Abnutzungsgrad d. h. die Neigungswinkel der Linien werden ermittelt und verglichen. Dieses Verfahren reduziert um einiges die Schwankungsbreite, die mit der Vor bereitung der Proben verbunden ist, und erlaubt Vorhersagen zum weiteren Verschleiß auch über die tatsäch liche Testdauer hinaus. µm/200.000 Zyklen 35 30 25 20 15 10 5 Abnutzungsgrad (Abrasion) 0 (T-Farben) Filtek Supreme XT CeramX Mono Estelite Sigma Quick Durafill VS EsthetX HD Gradia Direct X Herculite XRV Ultra Grandio Premise Renamel Microfill Tetric EvoCeram TPH 3 Venus Abnutzungsgrad Quelle: interne Untersuchungen durch 3M ESPE Je geringer der Abnutzungsgrad, desto höher die Verschleißfestigkeit. Der Abnutzungsgrad der DSB- und T-Farben von Filtek Supreme XTE ist vergleichbar mit dem 3-Medien-Verschleiß von Filtek Supreme XT. Der 3-Medien-Verschleißgrad ist statistisch signifikant geringer (verschleißfester) als bei den Mikrofüllern Durafill VS und Renamel Microfill. Außerdem ist er statistisch geringer als bei den Universal Composites CeramX Mono, Estelite Sigma Quick, EsthetX HD, Gradia Direct X, Grandio, Herculite XRV Ultra, Premise, Tetric EvoCeram, TPH 3 und Venus. 18
Bruchfestigkeit Die Werte zur Bruchfestigkeit (K1c) beziehen sich auf die Energie, die notwendig ist, um eine vorhandene Bruchstelle zu vergrößern. Bei diesem Test wird ein kurzes zylinderförmiges Stäbchen des Materials gehärtet. In diesen Zylinder wird eine Kerbe geschnitten. Der Zylinder wird auf einer festen Unterlage platziert, die ihn an beiden Enden abstützt, und der Amboss wird oberhalb der Kerbe positioniert. Dieses Verfahren ähnelt dem 3-Punkt-Biegetest (Aufbau der die Daten zu Biege festigkeit und Biegeelastizitätsmodul liefert). Instron-Halterung Amboss Probe Kerbe Unterlage Bruchfestigkeit 2,5 2 1,5 K1c 1 0,5 0 (T-Farben) Filtek Supreme XT CeramX Mono Durafill VS Estelite Sigma Quick EsthetX HD Gradia Direct X Grandio Herculite XRV Ultra Premise Renamel Microfill Tetric EvoCeram Bruchfestigkeit Quelle: interne Untersuchungen durch 3M ESPE Die Bruchfestigkeit von ist vergleichbar mit der von Filtek Supreme XT. Filtek Supreme XTE besitzt eine statistisch signifikant höhere Bruchfestigkeit als die Mikrofüller Durafill VS und Renamel Microfill. Die Bruchfestigkeit von Filtek Supreme XTE ist außerdem statistisch signifikant höher die von Gradia Direct X und Tetric EvoCeram. 19
Druckfestigkeit und diametrale Zugfestigkeit Druckfestigkeit ist besonders praxisrelevant in Bezug auf die Kaukräfte. Aus dem Material werden kleine Stäbchen geformt und die gegenüberliegenden Enden der Probe gleichzeitig einwirkenden Kräften ausgesetzt. Das Brechen der Probe ist ein Ergebnis von Scher- und Dehnkräften. Die Druckfestigkeit von ist vergleichbar mit den T-Farben und Filtek Supreme XT. besitzt eine statistisch signifikant höhere Druckfestigkeit als Gradia Direct X. Druckfestigkeit 450 400 350 300 MPa 250 200 150 100 50 0 (T-Farben) Filtek Supreme XT CeramX Mono Durafill VS Estelite Sigma Quick EsthetX HD Gradia Direct X Grandio Herculite XRV Ultra Premise Renamel Microfill Tetric EvoCeram TPH 3 Venus Druckfestigkeit Quelle: interne Untersuchungen durch 3M ESPE Die diametrale Zugfestigkeit wird mit einer ähnlichen Vorrichtung gemessen. Die Druckkräfte werden auf die Seiten der Probe aus geübt, nicht auf die Enden, bis es zum Bruch kommt. Die diametrale Zugfestigkeit von Filtek Supreme XTE ist vergleichbar mit der von Filtek Supreme XT. Die diametrale Zugfestigkeit ist statistisch signifikant höher als bei den Mikrofüllern Durafill VS und Renamel Microfill. Außerdem ist sie statistisch höher als bei CeramX Mono Estelite Sigma Quick, EsthetX HD, Gradia Direct X, Premise, Tetric EvoCeram, TPH 3 und Venus Universal. Diametrale Zugfestigkeit 100 MPa 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 (T-Farben) Filtek Supreme XT CeramX Mono Durafill VS Estelite Sigma Quick EsthetX HD Gradia Direct X Grandio Herculite XRV Ultra Premise Renamel Microfill Tetric EvoCeram TPH 3 Venus Diametrale Zugfestigkeit Quelle: interne Untersuchungen durch 3M ESPE 20
Biegefestigkeit und Biegemodul Die Biegefestigkeit wird im selben Test ermittelt wie der Biegemodul. Biegefestigkeit ist der Wert, den man erhält, wenn die Probe bricht. Dieser Test verbindet Druck- und Zugkräfte miteinander. Die Biegefestigkeit der DSB-Farben von ist vergleichbar mit den T-Farben und Filtek Supreme XT. Die Biegefestigkeit von Filtek Supreme XTE ist signifikant höher als bei den Universal Compositen CeramX Mono, Estelite Sigma Quick, EsthetX HD, Gradia Direct X, Grandio, Herculite XRV Ultra, Premise, Tetric EvoCeram, TPH 3 und Venus. Biegefestigkeit 200 180 160 140 120 MPa 100 80 60 40 20 0 (T-Farben) Filtek Supreme XT CeramX Mono Durafill VS Estelite Sigma Quick EsthetX HD Gradia Direct X Grandio Herculite XRV Ultra Premise Renamel Microfill Tetric EvoCeram TPH 3 Venus Biegefestigkeit Quelle: interne Untersuchungen durch 3M ESPE Der Biegemodul ist eine Methode zur Bestimmung der Steifigkeit eines Materials. Ein niedriger Modulus weist auf ein flexibles Material hin. Der Biegemodul wird gemessen, indem man einer Materialprobe, die an beiden Enden gestützt wird, einer Last aussetzt. Der Biegemodul der DSB-Farben von Filtek Supreme XTE zeigt einen statistischen Unterschied zu den T-Farben, CeramX Mono, Durafill VS, Estelite Sigma Quick, EsthetX HD, Gradia Direct X, Grandio, Herculite XRV Ultra, Premise, Renamel Microfill, Tetric EvoCeram, TPH3 und Venus. Er entspricht dem von Filtek Supreme XT. 25.000 Biegemodul 20.000 MPa 15.000 10.000 5.000 0 (T-Farben) Filtek Supreme XT CeramX Mono Durafill VS Estelite Sigma Quick EsthetX HD Gradia Direct X Grandio Herculite XRV Ultra Premise Renamel Microfill Tetric EvoCeram TPH 3 Venus Biegemodul Quelle: interne Untersuchungen durch 3M ESPE 21
Volumenschrumpf Eine Methode zum Ermitteln des Polymerisationsschrumpfs wurde von Watts und Cash beschrieben (Meas. Sci. Technol. 2(1991) 788-794). Bei dieser Methode wird eine scheiben förmige Probe ungehärteten Materials zwischen zwei Glasplatten gepresst und durch die untere, starre Platte hindurch licht gehärtet. Die flexible obere Platte verbiegt sich während der Polymerisation der Probe. Je weniger sie sich verbiegt, desto geringer der Schrumpf. Der Grad der Verbiegung wird gemessen und als Messfühler Deckplatte Glasplatte Licht Auslenkung Zeitfunktion festgehalten. Obwohl dieser Prozess eigentlich den linearen Schrumpf misst, ist ihm der Volumenschrumpf dicht angenähert. Das liegt daran, dass die Dimensionsveränderungen auf die Dicke beschränkt sind. Je niedriger der Wert, desto geringer der Schrumpf. In diesem Test wurden die Proben 60 Sekunden lang mit einer Visilux 2 Polymerisationslampe von 3M ESPE belichtet. Der finale Schrumpf wurde 4 Minuten nach Ende der Belichtungszeit ermittelt. 3 2,5 2 Volumenschrumpf % 1,5 1 0,5 0 (T-Farben) Filtek Supreme XT CeramX Mono Durafill VS Estelite Sigma Quick EsthetX HD Gradia Direct X Grandio Herculite XRV Ultra Premise Renamel Microfill Tetric EvoCeram TPH 3 Venus Volumenschrumpf Quelle: interne Untersuchungen durch 3M ESPE Der Volumenschrumpf der DSB-Farben und T-Farben von weist einen statistischen Unterschied auf. Bei den DSB-Farben von Filtek Supreme XTE ist er statistisch niedriger als bei EsthetX HD, Herculite XRV Ultra, TPH 3 und Venus. 22
Anwendungstest Um die In-vitro-Handhabung zu bestätigen und das klinische Ergebnis unter ästhetischen Gesichtspunkten zu bewerten, wurde ein Anwendungstest mit 256 Zahnärzten in drei Ländern durchgeführt (USA, Deutschland, Italien). Den beteiligten Zahnärzten wurden entweder Kapseln oder Spritzen zur Verfügung gestellt, je nach individueller Präferenz. Zusätzlich wurden sie nach ihrer bevorzugt angewandten Composite-Farbtechnik befragt. Zahnärzte, die Restaurationen vorwiegend in der Einfarbtechnik erstellen, erhielten eine Auswahl an Body-Farben. Zahnärzte, die vorwiegend mehrere Farben und Opazitäten bei einer Restauration verwendeten, erhielten eine Auswahl aller Opazitäten. 83 Zahnärzte verwenden gegenwärtig Filtek Supreme XT Universal als meistgenutztes Composite. Weitere 74 verwenden es in ihrer Praxis. 102 Zahnärzte bevorzugten die Einfarbtechnik, 154 die Mehrfarbtechnik (bei einer Einzelrestauration). Insgesamt gab es 25.858 Anwendungen: 12.606 bei Frontzahn- und 13.252 bei Seitenzahnrestaurationen. Frontzahn, eine Farbe 8.905 Frontzahn, mehrere Farben 3.701 Direkte Verblendungen, 390 Diastema 223 Direkte Verblendungen, 247 Diastema 148 Klasse V, 2.540 Klasse III, 3.599 Klasse V, 499 Klasse III, 1.514 Klasse IV, 2.153 Klasse IV, 1.293 Seitenzahn, eine Farbe 11.026 Seitenzahn, mehrere Farben 2.226 Klasse V, 1.728 Mehrere Oberflächen Molar, 3.308 Indirekt, 204 Klasse V, Indirekt, 7 160 Prämolar, 2.818 Okklusale Oberfläche Molar, 2.968 Mehrere Oberflächen Molar, 866 Prämolar, 749 Okklusale Oberfläche Molar, 444 23