Promotion

Titel:

Das submikroskopische dimensionale Verhalten der dentalen Kompositen nach Polymerisation: eine Elektronik-Speckle-Pattern-Korrelationsinterferometrie-Untersuchung.

Betreuer:

Priv.-Doz. Dr. rer. nat. W.-D. Müller
CHARITÉ- Universitätsmedizin Berlin,
CC3 Dental Materials Science and Biomaterials Research Group

In Zusammenarbeit mit

Dr. Paul Zaslansky, DMD, PhD
Department of Biomaterials
Max-Planck Institute for Colloids and Interfaces, Potsdam

Präsentationen:

• Kachrimanis N, Zaslansky P, Müller WD: Nanometer deformations of wet and dry composites determined by Speckle Interferometry, Poster, Annual Meeting of the ADM 07-09.10.2010, Trieste, Italy.

• Kachrimanis N, Zaslansky P, Müller WD: A post-cure nano-scale shrinkage study of dry and wet stored composite. Poster, 45^th Meeting of the CED-IADR with the Scandinavian Division 31.08-03.09.2011, Budapest, Hungary.

Zusammenfassung:

Das submikroskopische dimensionale Verhalten der dentalen Kompositen nach Polymerisation: eine Elektronik-Speckle-Pattern-Korrelationsinterferometrie-Untersuchung.

Die hohe Qualität der zahnärztlichen Komposite haben sich als erste Wahl für direkte Restaurationen etabliert. Doch ist ihre Lebensdauer stark abhängig von der Integrität des adhäsiven Verbunds zwischen Restauration und Zahn. Diese Grenzfläche wiederum wird durch das dimensionale Verhalten des Materials und dessen Reaktion auf die verschiedenen Bedingungen im Mund beeinflusst.

Die Kompositfüllungen müssen in einer feuchten Umgebung unter konstanten thermischen Fluktuationen bestehen. Phänomene wie Wasseraufnahme und Löslichkeit von chemischen Substanzen aus dem Material, Post-Polymerisation und Änderungen der Temperatur beeinflussen das dimensionale Verhalten des Materials und stellen eine Herausforderung an die adhäsive Grenzfläche dar.

Um in der Lage sein, die Auswirkungen dieser Phänomene auf die Dimensionen des Materials zu untersuchen, und da das Ausmaß dieser Verformungen sehr klein ist, musste eine sehr empfindliche Methode angewendet werden. Elektronic Speckle-correlation Interferomentry (ESPI) ist eine berührungslose, non-destruktive optische Methode zur Messung von kleinen Verformungen der Oberflächen, in einem Bereich von 20nm bis 2μm und ist deshalb geeignet für die Durchführung dieser Art von Messungen.

Das Ziel dieser Studie war es, die tatsächlichen Verformungen des Kunststoffes zu messen, wenn er auf 37 ° C erhitzt wird, und die unterschiedlichen Auswirkungen der Faktoren zu untersuchen, die das dimensionale Verhalten des Materials beeinflussen. Durch diese Messungen sollte das Potential von ESPI für die Durchführung kleiner Aufnahmen der Verformungen des Kunststoffes bestimmt und ein Messprotokoll erstellt werden, um dieses Verfahren zu standardisieren.

In diesem Rahmen wurden zwei Materialien gewählt: Admira (VOCO, Cuxhaven) für die vorläufigen Messungen und Grandio (VOCO, Cuxhaven) für die Hauptdeformationsmessungen. Jede Probe wurde für bestimmte Zeiträume vor der Messung trocken (Umgebungsbedingungen) oder nass (Wasser) gelagert. Die Verformungen der Probe wurden aufgenommen, wenn sie bei der Erhitzung der Probe von 26°C auf 37°C stattfanden. Jede Aufnahme dauerte 27 Min., was 400 Messungen auf der Oberfläche entspricht. Vergleiche zwischen den Verformungen der verschiedenen Gruppen wurden durchgeführt.

Die Auswirkungen der Wasseraufnahme und der Polymerisation auf das dreidimensionale Verhalten des Materials wurde mit ESPI untersucht, sowie der Zeitraum, in dem diese Phänomene ihren Einfluss ausüben. Zusätzliche Messungen in diese Richtung enthielten Mikroindentationstests und Messungen des Gewichts. Die Möglichkeit, dass bereits Wasser in den trockenen Proben vorhanden ist, wurde ebenfalls untersucht.

Durch die Messungen mit dem ESPI wurde gezeigt, dass nach einer ersten Expansion für die Dauer der Messung alle Proben schrumpften  (-0,05%≤Verformung≤-0,011%), als die Temperatur von 26°C auf 37°C stieg.

Die größte und dramatischste dimensionale Reaktion des Materials findet in den ersten 24 Stunden nach der Polymerisation statt, unabhängig vom Lagerungsmedium. 72 Stunden nach der Polymerisation zeigte das Material  die größte Stabilität. Für die Lagerung von mehr als 72 Stunden  bis zu einem Monat, begann die Schrumpfung wieder zurückzugehen.

Offensichtlich sind die ersten 24 Stunden insgesamt die wichtigsten für die Dimensionen des Materials. Die Schrumpfung als Folge des Anstiegs der Temperatur ist statistisch signifikant, auch bei einem Anstieg nur bis zur Mundtemperatur. Während dieser Zeit übt die Post-Polymerisation  den stärksten Einfluss aus. 72 Stunden nach der Polymerisation dagegen sind die Auswirkungen der Wasseraufnahme größer als die nach der Polymerisation.

Zusätzlich wurde durch diese Experimente gezeigt, dass die Messung mit ESPI Nanometerverformungen und Spannungen der Kunststoffe, die klinisch entsprechend den Bedingungen, bei denen diese Materialien verwendet werden, möglich ist. Durch die Messungen mit ESPI wurde ein Messprotokoll zur Standardisierung für zukünftige Untersuchungen erstellt.