4  MATERIAL UND METHODE

	Abb. 4.1 Übersicht zum Versuchsablauf

Das Flußdiagramm in Abbildung 4.1 zeigt einen Überblick des Studienablaufs. Die einzelnen Schritte werden im Folgenden näher erläutert.

Für die Untersuchung wurden 120 menschliche extrahierte Zähne der zweiten Dentition benötigt. Zur Auswahl kamen 84 obere Frontzähne und 36 Prämolaren, die im Bereich der zu legenden Klasse V Füllungen karies- und füllungsfrei sein mußten und ebenfalls keine keilförmigen Defekte aufweisen durften.

Die Wurzeloberfläche und der Kronenrandbereich mußten zunächst unter Zuhilfenahme von Küretten¹ und Scalern² von Zahnstein und Geweberesten befreit werden, anschließend folgte eine Politur mit fluoridfreier Polierpaste³ und Bürste⁴.

Die Lagerung der Zähne erfolgte stets in 0,5 %iger Chloramin-B-Hydrat Lösung, um eine Austrocknung zu vermeiden.

An jedem Zahn wurde an der vestibulären Seite eine ovale Klasse-V Kavität präpariert. Die Ausdehnung der Kavität betrug in koronal-apikaler Richtung 4 mm, in mesial-distaler Richtung 3 mm, die Tiefe 2 mm. Jeweils die Hälfte der Kavität lag im koronalen Bereich (Schmelz) und im Zahnhalsbereich (Dentin). Die [Seite 43↓]Präparation erfolgte mit einem abgerundeten zylindrischen Diamanten⁵ unter ständiger Wasserkühlung bei ca. 160.000 U/min. Anschließend wurde die Kavität mit einem Finierdiamanten⁶ geglättet und der Schmelzrand mit einem knospenförmigen Diamanten⁷ angeschrägt (Schmelzanschrägung nur bei Präparationen für Kompositfüllungen, sonst Stufenpräparation).

In dem Versuch wurden 4 verschiedene Füllungsmaterialien mit 3 verschiedenen Bohrern bearbeitet. Durch diese Anforderung ergeben sich 12 Gruppen. In jeder Gruppe sollten sich eine gleiche Anzahl an Frontzähnen (7) und Prämolaren (3) befinden. Die Aufteilung der Zähne erfolgte willkürlich unter Berücksichtigung des oben geforderten Verhältnisse.

Zur Identifizierung wurden die Zähne im apikalen Wurzelbereich mit fortlaufenden Nummern versehen.

Die Kavitäten wurden mit 4 verschiedenen für Zahnhalsfüllungen gebräuchlichen Füllwerkstoffen versorgt. Aus der Gruppe der Komposits kam das Mikrofüllerkomposit Silux Plus und das Hybridkomposit Prodigy zum Gebrauch. Außerdem wurden das Kompomer Dyract und der lichthärtende Glasionomerzement Fuji LC verwendet.

Die Applikation erfolgte nach den Empfehlungen des Herstellers unter Verwendung der dazugehörigen Haftvermittler (siehe Tabelle 4.1 und 4.2).

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Tab. 4.1: Verarbeitung der Kompositmaterialien

Tab. 4.2: Verarbeitung des Kompomers und Glasionomerzements

Der erste Bearbeitungsschritt, das Konturieren bzw. Trimmen, erfolgte mit den jeweils gröberen Körnungen der verwendeten Bohrersysteme (Komet 25 µm¹⁹, Composhape 40 µm²⁰, Kombifinierer²¹ rechtsdrehend) bei einer Drehzahl von [Seite 45↓]etwa 20000 U/min bei konstanter Wasserkühlung (ca. 50 ml/min). Die Bohrer wurden mit leichtem Andruck so geführt, daß alle Überschüsse an den Kavitätenrändern entfernt wurden und eine gleichmäßig glatte Oberfläche entstand. Gegen Ende des Konturierens wurde der Bohrer senkrecht zur Zahnachse geführt, so daß die Oberfläche von einheitlich verlaufenden Schliffspuren gekennzeichnet war.

Vor der ersten Replikaherstellung wurden die Zähne für 21 Tage bei Raumtemperatur in Wasser gelagert. Hierdurch wurde den Füllungen die Möglichkeit zur hygroskopischen Ausdehnung gegeben.

Um die Oberfläche der Füllungen und die Randbereiche mit dem Rasterelektronenmikroskop²² (REM) auswerten zu können, mußten goldbeschichtete Replikas der entsprechenden Bereiche hergestellt werden.

Hierzu wurden zunächst die Zähne im Füllungsbereich mit einer Zahnbürste von möglichen Verunreinigungen befreit und anschließend sorgfältig mit Wasserspray gespült und mit dem Luftbläser getrocknet.

Die Abformung erfolgte mit einer dünnfließenden addionsvernetzenden Silikonabformmasse²³, die auf die Labialfläche der Zähne aufgebracht wurde und unter einem Luftstrom unter Vermeidung von Blasenbildung verteilt wurde.

Zur Stabilisierung der ersten Silikonschicht, wurde nach ihrem Abbinden eine zweite dickere Schicht aus dem gleichen Material aufgebracht.

Anschließend wurden diese Präzisionsabformungen in ein knetbares kondensationsvernetzendes Silikonabformmaterial²⁴ eingebettet.

24 Stunden nach der Abformung erfolgte die Reinigung und Entfettung der Silikonabformungen mittels 70 %igem Alkohol und Chloroform. Nach dem Abtrocknen der Oberflächen wurden die Abformungen mit einem flüssigen Epoxidharz²⁵ ausgegossen. Die Objektträger für die Installation im REM konnten anschließend auf das noch nicht abgebundene Harz fixiert werden.

Die abschließende Beschichtung der Epoxidharzpositive mit einer 20 nm dünnen Goldschicht wurde nach weiteren 24 Stunden in einer Sputteranlage²⁶ vorgenommen.

Insgesamt wurden von jedem Zahn 2 Replikas in verschiedenen Phasen der Füllungsbearbeitung hergestellt.

1. Replikaherstellung: nach dem Finieren der Füllungen im Anschluß an die dreiwöchige Wasserlagerung.

2. Replikaherstellung: nach erfolgter Temperaturwechselbelastung.

Als Messvorrichtung für die Oberflächenrauhigkeit diente ein Präzisionsprofilometer²⁷. Die Tastspitze (Diamant) dieses Gerätes wurde mit einer konstanten Geschwindigkeit horizontal über die Füllungsoberfläche bewegt und die vertikalen Änderungen in den angeschlossenen Mikroprozessor übertragen. Es wurden 5 parallele Oberflächeneinzelmessungen der Füllungen senkrecht zur letzten Polierrichtung, also auch senkrecht zum Verlauf der Schleifspuren durchgeführt. Der Mittenrauhwert Ra, bzw. die gemittelte Rauhtiefe Rz wurden als Durchschnittswert von jeweils 5 Messungen [Seite 47↓]vom Computer berechnet und ausgedruckt. Es bestand auch die Möglichkeit, die Profilkurve einer Einzelmessung grafisch darzustellen und auszudrucken.

Der technische Ablauf des Finierens erfolgte, wie unter 4.6 (Konturieren der Füllungen) beschrieben, mit dem Unterschied, daß die jeweils feinere Körnung der Diamantinstrumente (Komet 15 µm²⁸, Intensiv 15 µm²⁹) und der Kombifinierer im Linkslauf verwendet wurden.

Im Anschluß an die Wasserlagerung wurden die Proben einer thermischen Belastung unterzogen. Hierzu wurden die Zähne von einem Thermocycling-Gerät³⁰ für 2000 Zyklen abwechselnd in ein 5°C kaltes und 55°C warmes Wasserbad eingetaucht.

Die Verweildauer in den Wasserbädern betrug jeweils 30 Sekunden pro Zyklus, die Transferzeit zwischen den Bädern 12 Sekunden.

Im Anschluß an die Temperaturwechselbelastung erfolgten erneut die Arbeitsschritte 4.8 und 4.9.

Die Quantitative Randanalyse gibt Aufschluß über das Randverhalten der Füllungsmaterialien in verschiedenen Phasen der Bearbeitung. Die in den Replikas doublierten Füllungsränder wurden nach einer von ROULET et al. beschriebenen Methode im Rasterelektronenmikroskop (REM) bei 200-facher Vergrößerung analysiert und den in Tabelle 4.3 dargestellten Berwertungskriterien zugeordnet (siehe auch Abb. 4.2 - 4.6) [13], [133].

Die Auswertung der Füllungsränder wurde für Dentin- und Schmelzabschnitte getrennt vorgenommen. Es wurde jeweils segmentweise analysiert, d.h. daß Randabschnitte gleicher Randqualität vom Bewerter auf dem Computerbildschirm des REM markiert wurden und mit Hilfe eines Computerprogramms³¹ ausgemessen und der entsprechenden Gruppe zugeordnet wurden. Auf diese Weise wurde der gesamte Füllungsrand vermessen und qualitativ ausgewertet. Das Computerprogramm errechnete abschließend den prozentualen Anteil eines einzelnen Bewertungskriteriums an der Gesamtfüllungsrandlänge.

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Tab. 4.3: Bewertungskriterien der quantitativen Randanalyse

	Abb. 4.2 REM – Aufnahme (2OOX), Note A, Perfekter Rand, Füllung rechts, Zahn links

	Abb. 4.3 REM - Aufnahme (2OOX), Note C, Randunregelmäßigkeiten, Zahn oben, Füllung unten

	Abb. 4.4 REM – Aufnahme, (200X), Note B, Randspalt, Zahn oben, Füllung unten

	Abb. 4.5 REM – Aufnahme, (200X), Note D, Füllungsrandfraktur, Zahn oben, Füllung unten

	Abb. 4.6 REM – Aufnahme, (200X), Note E, Schmelzrandfraktur, Zahn links, Füllung rechts

Die Oberflächencharakteristik der Proben wurde sowohl nach dem Konturieren als auch nach dem Finieren im REM auf charakteristische Schliffspuren und Oberflächenstrukturen untersucht und als digitales Bild auf dem Computer zu dokumentarischen Zwecken gespeichert.

Die statistische Auswertung erfolgte unter Zuhilfenahme des Statistikprogramms SPSS³² für Windows [24].

Die Auswertung der Rauhigkeitsmessungen erfolgte mit t-Tests für gepaarte Stichproben und mit einfaktoriellen Varianzanalysen (ANOVA) mit Post-Hoc-Mehrfachvergleich nach Bonferroni [43].

Die paarweise Auswertung der Ergebnisse der quantitativen Randanalyse zur Bestimmung der Auswirkungen der Temperaturwechselbelastung wurde mit dem Wilcoxon-Test durchgeführt. Der Vergleich der Gruppen erfolgte mit dem Bonferroni-Test.

Fußnoten und Endnoten

¹ Kürette M 23 A
Deppeler S.A., CH-1180 Rolle

² Scaler M23
Deppeler S.A., CH-1180 Rolle

³ Pell-ex Zahnreinigungspaste
Hawe-Neos Dental, CH-6925 Gentilino

⁴ ZR Bürstchen, Nr. 831 RA/PA
Hawe-Neos Dental, CH-6934 Bioggio

⁵ Präparierdiamant Artikel-Nr.: 8837KR.314.014
Gebr. Brasseler GmbH & Co. KG, D-32631 Lemgo

⁶ Diamantfinierer Artikel-Nr.: 837KREF.314.014
Gebr. Brasseler GmbH & Co. KG, D-32631 Lemgo

⁷ Diamantfinierer Artikel-Nr.: 368EF.314.021
Gebr. Brasseler GmbH & Co. KG, D-32631 Lemgo

⁸ Prodigy, Artikel-Nr.: 25887, D2, Chargen-Nr.: 706175
KERR GmbH, D-76158 Karlsruhe

⁹ Silux Plus, Artikel-Nr.: 5702DG, Chargen-Nr.: 19980914
3M Dental Products, St. Paul, USA

¹⁰ Ätzgel, Artikel-Nr.:707583
KERR GmbH, D-76158 Karlsruhe

¹¹ Ätzgel, Artikel-Nr.: 7523
3M Dental Products, St. Paul, USA

¹² Optibond FL, Artikel-Nr.: 25881 (Primer), Chargen-Nr.: 709332
Optibond FL, Artikel-Nr.: 25882 (Adhäsiv), Chargen-Nr.: 709126
KERR GmbH, D-76158 Karlsruhe

¹³ 3M Scotchbond 1, Artikel-Nr.: 4242, Chargen-Nr.: 19981017
3M Dental Products, St. Paul, USA

¹⁴ Spectrum Curing Light
Dentsply DeTrey GmbH, D-78467 Konstanz

¹⁵ Dyract AP, Artikel-Nr.: 606.04.203, Chargen-Nr.: 9807000503
Dentsply DeTrey GmbH, D-78467 Konstanz

¹⁶ GC Fuji II LC, Artikel-Nr.: A3, Chargen-Nr.:310787
GC Corporation, Tokyo, Japan

¹⁷ Prime&Bond NT, Artikel-Nr.: 606.67.240, Chargen-Nr.: 9807000863
Dentsply DeTrey GmbH, D-78467 Konstanz

¹⁸ GC Cavity Conditioner GC Corporation, Tokyo, Japan

¹⁹ Diamantfinierer Artikel-Nr.: 8862.314.012
Gebr. Brasseler GmbH & Co. KG, D-32631 Lemgo

²⁰ Composhape Diamantfinierer, Artikel-Nr.: 4205L
Intensiv SA, CH-6916 Grancia

²¹ Kombifinierer Artikel-Nr.: H48LB.314.012
Gebr. Brasseler GmbH & Co. KG, D-32631 Lemgo

²² Rasterelektronenmikroskop 1810
AMRAY Bedford Massachusetts 01730 USA

²³ Silagum light body normalhärtend
DMG, D-22547 Hamburg

²⁴ Silaplast
Detax, D-76275 Ettlingen

²⁵ Stycast 1266 Part A+B
Emmerson & Cumming, N-2431 Westerlo-Oevel

²⁶ Sputteranlage SCD 030
Balzer Union, FL-9496 Balzers

²⁷ Perthometer S8P
Feinprüf GmbH, D-37079 Göttingen

²⁸ Diamantfinierer Artikel-Nr.: 862EF.314.012
Gebr. Brasseler GmbH & Co. KG, D-32631 Lemgo

²⁹ Composhape Diamantfinierer, Artikel-Nr.: 5205L
Intensiv SA, CH-6916 Grancia

³⁰ Thermocycling-Gerät
G.Altaner, D-14057 Berlin

³¹ Win-Mes für MS Windows 3.1 / Version 2.03
Stefan Küppers, D-91054 Erlangen

³² SPSS für Windows, Version 8.0
SPSS GmbH, D-81669 München