Oberflächenhärte

SCIENTIFIC REPORT
Grandio – Oberflächenhärte
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VOCO hat im Jahr 2003 neue Maßstäbe in der Komposit-Technologie gesetzt und mit Grandio ein universelles NanohybridKomposit auf dem Markt etabliert, das durch herausragende physikalische Eigenschaften überzeugt. Als hochklassiges Qualitätsprodukt unterliegt Grandio der ständigen Beobachtung des Marktes und ist Bestandteil aktueller Forschungsstudien hinsichtlich neuer Entwicklungen auf dem Gebiet der Komposite. Kürzlich wurde eine Studie durchgeführt, in der die Oberflächenhärte in Abhängigkeit des Abstandes der verwendeten Polymerisations-Lampen vom Füllungsmaterial untersucht wurde.[1]
Eine vollständige Polymerisation des verwendeten Kompositmaterials ist maßgeblich für eine stabile und langlebige Restauration.
Dabei sind nicht nur die Strahlungsintensität und die Belichtungsdauer von Relevanz, sondern auch der Abstand der Polymerisations-Lampe vom zu härtenden Füllungsmaterial. Da die Intensität der Strahlung mit zunehmendem Abstand der Lampe vom
Komposit abnimmt, sollte eine möglichst geringe Distanz zum Füllungsmaterial sichergestellt sein. Aufgrund der Beschaffenheit
bestimmter Kavitäten ist die Nähe von Lampe und Komposit nicht immer möglich, dadurch ist eine vollständige Lichthärtung des
Kompositmaterials unter Umständen nicht gewährleistet. Dennoch muss der Zahnarzt Vertrauen in das Material besitzen können,
um so die Gewissheit zu haben, dass seine Arbeit die vom Patienten erwartete Qualität erfüllt. Unvollständig polymerisierte Füllungsmaterialien sind instabil und können nicht als dauerhaft intakte Füllungen angewendet werden. Weiterhin führt eine unvollständige Polymerisation und die daraus resultierende geringe Stabilität zu erhöhter Wasseraufnahme sowie erhöhter Wasserlöslichkeit, was zu Verfärbungen und Randspaltbildungen bis hin zur Sekundärkaries führen würde.
Untersuchung der Qualität der Polymerisation anhand der Mikrohärte nach Vickers
An der Universität Ankara wurde von Cekic-Nagas et al. der Grad der Polymerisation nach der Lichthärtung mit Halogen-, LEDund Plasma-Lampen bei verschiedenen Abständen der Lampen vom Füllungsmaterial anhand der Oberflächenhärte untersucht. [1]
Für die Untersuchungen wurden neben Grandio die vier lichthärtenden Universalkomposite Simile (Jeneric/Pentron), Aelite Aesthetic Enamel (Bisco Inc.), Clearfil AP-X (Kuraray) und Filtek Z250 (3M ESPE) verwendet. Um den Einfluss der Farbgebung während der Polymerisation möglichst gering zu halten, wurden alle Komposite in der Farbe A2 verwendet. Zur Aufnahme der Probekörper wurden Teflon-Formen mit einem Film aus Polyethylen beschichtet, anschließend wurden die nach Herstellerangaben
scheibenförmig präparierten Probenkörper (6 mm im Durchmesser und 2 mm stark) in die Teflon-Form gebracht und an der
Oberfläche zur Vermeidung der Ausbildung der Sauerstoffinhibitionsschicht erneut mit einem Polyethylen-Film überzogen. Zusätzlich wurde die Teflon-Form mit einem 1 mm starken Glasplättchen abgedeckt, um den Überschuss von Kompositmaterial
sowie den Einschluss von Luftblasen auszuschließen. Mit einer Halogen- (1000 mW/cm²) und einer LED-Lampe (1200 mW/cm²)
wurden die Komposit-Testkörper dann jeweils 20 s lichtgehärtet, mit einer energiereicheren Plasma-Lampe (2200 mW/cm²)
wurde 10 s belichtet. Mittels Metallringen definierter Stärke wurde der Abstand der Lampen zu den Kompositmaterialien so eingestellt, dass er entweder 2 mm oder 9 mm betrug. Anschließend wurden die Probekörper 24 h bei 37° C in der Dunkelheit
gelagert, bevor die Mikrohärte-Tests nach Vickers durchgeführt wurden. Über die Messung der Oberflächenhärte kann indirekt
eine Aussage über die Konversion von Doppelbindungen getroffen werden. Der direkte Zusammenhang zwischen dem Polymerisationsgrad und der Härteentwicklung während des Prozesses der Polymerisation wurde in vergangenen Studien gezeigt.[2-7]
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SCIENTIFIC REPORT
Die Graphik 1 zeigt die nach Vickers gemessenen Oberflächenhärten der fünf Universalkomposite. Grandio sticht dabei zusammen mit Clearfil AP-X von Kuraray mit Härten von etwa 115 VHN heraus. Die Präparate Simile, Aelite Aesthetic Enamel und
Filtek Z250 der übrigen Mitbewerber liegen in einem Härten-Bereich von etwa 72 VHN bis 105 VHN, damit besitzen sie eine
weichere und somit instabilere Oberfläche als Grandio oder Clearfil AP-X. Alle gezeigten Messdaten sind Mittelwerte aus jeweils
50 Messungen, und es fällt auf, dass für das Grandio Komposit mit 122.5 VHN (2 mm Abstand, LED-Lampe) insgesamt die
größte Härte gemessen wurde. Die äußerst harte Oberfläche mit der daraus resultierenden großen Stabilität der Grandio Komposite ist nur eine von vielen herausragenden physikalischen Eigenschaften des VOCO Komposits, die in der Fachwelt hinlänglich
bekannt und geschätzt sind.
Bedeutend an der vorliegenden Studie sind nun zum einen die verwendeten Lampen unterschiedlicher Intensität sowie zum
anderen die unterschiedlichen Abstände, die die Lampen während der Lichthärtung zu den Kompositen hatten. Zunächst ist aus
den Daten abzuleiten, dass die Verwendung von LED-Lampen generell die sauberste Polymerisation und somit die größten Oberflächenhärten erzeugt. Die Härten, die aus der Polymerisation mit einer LED-Lampe resultieren, sind durchschnittlich um etwa
6 VHN größer als die Härten, die mit Halogen- oder Plasma-Lampen erhalten wurden. Nach der Belichtung mit Halogen- oder
Plasma-Lampen sind nur sehr geringe Unterschiede in der Härte der Komposite zu erkennen, so dass gefolgert werden kann, dass
neben der LED-Lampe als bestes Mittel zur Polymerisation auch die Plasma-Lampe solide Resultate bei nur halber Belichtungszeit erzielen kann. Dennoch darf keinesfalls außer Acht gelassen werden, dass eine Zeitersparnis für den behandelnden Zahnarzt
nicht zu Lasten einer unvollständigen Polymerisation gehen darf.
Oberflächenhärte [VHN]
125
100
75
50
25
Grandio
Simile
Aelite Aesthetic
Enamel
Abstand der Lampe: 2 mm
Clearfil AP-X
Plasma
LED
Halogen
Plasma
LED
Halogen
Plasma
LED
Halogen
Plasma
LED
Halogen
Plasma
LED
Halogen
0
Filtek Z250
Abstand der Lampe: 9 mm
Abbildung 1: Oberflächenhärte nach Vickers [VHN] nach Dunkellagerung für 24 h bei 37 °C
Bezüglich der Abhängigkeit des Abstands der Lampen von den Kompositen während der Polymerisation ist aus der vorliegenden
Untersuchung der Trend zu erkennen, dass die finalen Oberflächenhärten abnehmen, wenn die Lampen während der Belichtung
einen größeren Abstand zum Komposit hatten. Die Ausnahmen bilden Grandio und Filtek Z250 (lichtgehärtet mit einer PlasmaLampe) sowie Aelite Aesthetic Enamel (lichtgehärtet mit einer Halogen-Lampe). Bei allen drei Messungen sind die finalen Härten, die nach der Polymerisation im Abstand von 9 mm erzielt wurden, größer als die Endhärten, die nach der Polymerisation im
Abstand von 2 mm erhalten wurden. Herauszustellen ist ferner, dass die Oberflächenhärte des Clearfil AP-X signifikant um etwa
15 VHN abnimmt, wenn - unabhängig von der verwendeten Lampe - im Abstand von 9 mm lichtgehärtet wurde. Beim Grandio
hingegen beträgt die Abnahme der Härte bei steigendem Abstand nur lediglich etwa 3 VHN, bei Anwendung einer Plasma-Lampe
steigt die Stabilität des lichtgehärteten Komposits wie bereits erwähnt sogar.
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SCIENTIFIC REPORT
Für den anwendenden Zahnarzt bedeutet diese unabhängige Festigkeit des Grandio Füllungsmaterials eine hohe Flexibilität während der Behandlung auch bei schwer zugänglichen Kavitäten, bei denen der direkte Kontakt mit dem Material nicht immer gewährleistet ist. Dadurch dass Grandio auch nach der Lichthärtung mit einem Abstand von 9 mm eine herausragende Oberflächenstabilität besitzt, sind die Risiken, die zur Wasseraufnahme oder Wasserlöslichkeit führen und Verfärbungen oder Folgeerkrankungen wie Sekundärkaries verursachen könnten, minimiert. Der behandelnde Zahnarzt kann Grandio flexibel einsetzen und
dem Patienten gegenüber eine dauerhafte, intakte Restauration gewährleisten.
Fazit: Grandio zeigt keine Beeinflussung in der Stabilität und punktet durch gewohnt große Oberflächenhärten, sowohl wenn
das Material mit verschiedenen Lampen als auch aus größeren Distanzen bis knapp unter 1 cm lichtgehärtet wird. Die große
Oberflächenhärte steht in direktem Zusammenhang mit einem hohen Polymerisationsgrad, gleichzeitig einhergehend mit einer
geringen Wasseraufnahme und geringer Wasserlöslichkeit. Dadurch werden Verfärbungen oder Randspalten minimiert. Weiterhin gestattet Grandio dem Zahnarzt auch in schwer zugänglichen Kavitäten die gewohnte Flexibilität und gewährleistet eine
dauerhafte, intakte Restauration.
[1] Cekic-Nagas I, Ergun G, Eur. J. Dent. 2010, 4, 440-446.
[2] David JR, Gomes OM, Gomes JC, Loguercio AD, Reis A; J. Oral. Sci. 2007, 49, 19-24.
[3] Bouschlicher MR, Rueggeberg FA, Wilson BM; Oper. Dent. 2004, 29, 698-704.
[4] Reges RV, Moraes RR, Correr AB, Sinhoreti MA, Correr-Sobrinho L, Piva E, Nouer PR, J. Biomat. Appl. 2008, 23, 85-96.
[5] Sinhoreti MA, Manetta IP, Tango RN, Iriyama NT, Consani RL, Correr-Sobrinho L, Braz. Dent. J. 2007, 18, 305-308.
[6] Santos GB, Medeiros IS, Fellows CE, Muench A, Braga RR, Oper. Dent. 2007, 32, 79-83.
[7] Kurachi C, Tuboy AM, Magalhaes DV, Bagnato VS, Dent. Mater. 2001, 17, 309-315.
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