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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus-32521
URL: http://www.opus.ub.uni-erlangen.de/opus/volltexte/2012/3252/
Einfluss eines nanogefüllten Schutzlackes auf das Ermüdungsverhalten eines Glasionomerzementes in destilliertem Wasser und künstlichem Speichel
The influence of a nanofilled surface coating on the mechanical fatigue behavior of a glass-ionomer cement in distilled water and artificial saliva
Knöllinger, Melissa
| SWD-Schlagwörter: |
| Speichel , Schutzschicht , Mechanische Eigenschaft , Nanopartikel |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): |
| Ermüdungsverhalten , Staircase-Methode , Glasionomerzement , nanogefüllter Schutzlack , künstlicher Speichel |
| Freie Schlagwörter (Englisch): |
| mechanical fatigue behavior , glass-ionomer cement , artificial saliva , G-Coat Plus , nanofilled coating |
| Fakultät: |
| Medizinische Fakultät |
| DDC-Sachgruppe: |
| Medizin |
| Dokumentart: |
| Dissertation |
| Hauptberichter: |
| Lohbauer, Ulrich (Priv.-Doz. Dr.) |
| Sprache: |
| Deutsch |
| Tag der mündlichen Prüfung: |
| 18.04.2012 |
| Erstellungsjahr: |
| 2011 |
| Publikationsdatum: |
| 27.04.2012 |
| Kurzfassung in Deutsch: |
| Hintergrund und Ziele
Glasionomerzemente (GIZ) sind in der Zahnmedizin seit Jahrzehnten ein
bewährtes Füllungsmaterial. Die Sprödigkeit des Materials resultiert allerdings
in mangelnder mechanischer Stabilität, welches die Indikationen bisher auf nicht lasttragende Bereiche im bleibenden Gebiss limitiert.
Ein neuartiger, mit Nanopartikeln (kolloidales Siliziumdioxid)angereicherter, lichtpolymerisierbarer Schutzlack (G-Coat Plus), ergibt zusammen mit einem stopfbaren Glasionomerzement (Fuji IX GP Extra) das kürzlich auf dem Markt erschienene System EQUIA (GC Europe, Leuven, Belgien).
Ziel dieser Arbeit war es, das neue EQUIA („Easy-Quick-Unique-Intelligent-Aesthetic“) Konzept, auf sein mechanisches Ermüdungsverhalten zu testen, welches Aufschluss über die Langlebigkeit einer Füllung geben kann. Es sollte
untersucht werden inwiefern eine nanogefüllte Schutzschicht die mechanische
Festigkeit eines Glasionomerzementes zu stärken vermag.
Material und Methode
Es wurden 4 Gruppen rechteckiger Proben hergestellt und 14 Tage bei 37 °C
gelagert. Davon wurden 2 Gruppen mit einer nanogefüllten Schutzschicht
versehen. Die anderen 2 Gruppen blieben unbeschichtet. Jeweils eine
beschichtete Gruppe und eine unbeschichtete Gruppe lagerten in destilliertem
Wasser, die anderen beiden Gruppen dagegen in künstlichem Speichel. Es
wurde darauf geachtet, dass der ausgewählte Speichelersatz dem humanen
Speichel im Basisstoff und in der Mineralsalzkonzentration ähnelt.
Es wurde untersucht, inwiefern sich das Lager-/Testmedium auf das mechanische Ermüdungsverhalten des Glasionomerzementes auswirkt (destil-liertes Wasser vs. Speichelersatzstoff).
Nach 14-tägiger Lagerung wurden zunächst die Vier-Punkt-Biegefestigkeit
sowie der Elastizitätsmodul der Proben gemessen. Die initialen Biegefestigkeitswerte wurden mit der Weibull-Statistik ausgewertet und einem t-Test unterzogen. Anschließend fand die Ermüdungsuntersuchung nach der Staircase-Methode statt. Die Bruchflächen und die Mikrostruktur der Proben sowie der nanogefüllte Schutzlack und dessen Verbund zum Zement wurden unter dem Rasterelektronenmikroskop begutachtet.
Ergebnisse
Der nanogefüllte, selbsthaftende G-Coat Plus besitzt durch seine Hydrophilie
und geringe Viskosität die Fähigkeit, in Mikrorisse und Porositäten des Zemen-tes einzudringen und diese aufzufüllen. Dadurch wird eine extrem glatte und glänzende Oberfläche geschaffen, welche die Füllung vor Wasser- bzw. Speichelkontamination sowie vor Austrocknung schützen kann.
Dennoch zeigten die Messergebnisse der Proben mit nanogefülltem Schutzlack
keine signifikante Steigerung der initialen 4-Punkt-Biegefestigkeit (p > 0,05).
Das Ermüdungsverhalten dagegen unterschied sich zwischen fast allen
Gruppen signifikant (p < 0,05). Eine beschichtete, in künstlichem Speichel gelagerte Gruppe erzielte dabei die höchste Ermüdungsresistenz. Diese Gruppe wies zudem den höchsten Elastizitätsmodul auf und unterschied sich
damit von allen anderen Gruppen signifikant (p < 0,05).
Schlussfolgerungen
In Anbetracht aller Gruppenvergleiche scheint sich ein nanogefüllter Schutzlack nicht auf das Ermüdungsverhalten auswirken zu können. Dies lässt den
Schluss zu, dass eine oberflächliche G-Coat Plus Beschichtung keinen Einfluss
auf das Ermüdungsverhalten eines Glasionomerzementes hat. Ergo muss die
Indikationseinschränkung, den kaulasttragenden Seitenzahnbereich betreffend
(in Form einer definitiven Füllung), weiterhin bestehen bleiben.
Der Vergleich der Lagermedien dagegen deutet daraufhin, dass künstlicher Speichel das Ermüdungsverhalten eines Glasionomerzementes verbessern kann. In der Praxis sollte bei Verwendung eines Speichelersatzstoffes vor allem Wert auf dessen Mineralsalzkonzentrationen gelegt werden, damit Remineralisationsvorgänge an Hartsubstanzoberflächen stattfinden können. |
| Kurzfassung in Englisch: |
| Objectives
Glass-ionomer cements (GIC) have been a proven restorative material in
dentistry for decades. However, the brittleness of the material results in poor
mechanical stability, which previously limited the indications to non load-bearing applications in permanent dentition.
A novel, light-cured protective coating enriched with nanoparticle (colloidal silica) called G-Coat Plus, coacts with a condensable glass-ionomer cement (Fuji IX GP Extra). GC Europe has lately brought this system called EQUIA (GC Europa, Leuven, Belgium) to market.
The aim of this work was to test the mechanical fatigue behavior of the novel
EQUIA („Easy-Quick-Unique-Intelligent-Aesthetic“) concept. This property will provide information about the longevity of a filling material. It was aimed here to investigate in what extent a nanofilled protective coating is able to sustain the mechanical strength of a glass-ionomer cement.
Materials and Methods
Four groups of rectangular specimens were produced and stored for 14 days at
37 °C. Thereof two groups were provided with the nanofilled protective coating.
The other two groups remained uncoated. Each one coated group and one uncoated group were stored in distilled water, whereas the other both groups were stored and tested in artificial saliva. Attention was payed to the similarity of
the chosen artificial saliva to human saliva concerning the base and the mineral salt content.
Furthermore, the effects of the storage and the test medium were investigated in relation to the mechanical fatigue behavior of the glass-ionomer cement(distilled water vs. artificial saliva).
After 14 days of storage the four-point fracture strength and the elastic modulus of the specimens were measured. The initial flexural strength data were
analyzed using Weibull statistics and were subjected to a t-Test. Afterwards the fatigue-testing was made by the Staircase method. The fracture surface and the microstructure of the specimens, as well as the nanofilled protective coating and its compound to the cement surface were investigated under a scanning electron microscope (SEM).
Results
The nanofilled, self-adhesive G-Coat Plus has the ability to penetrate into micro cracks and porosities because of its hydrophilicity and low viscosity. It creates an extremely smooth and glossy surface, which is able to protect the filling against water and oral fluids contamination, as well as against desiccation.
Nevertheless, the test results of the specimens showed no significant increase
in flexural strength (p > 0,05). But the fatigue behavior differed significantly (p < 0,05) between all groups. One coated, in artificial saliva stored group achieved the highest fatigue flexural limit. This group showed also the best performance concerning the elasticity modulus and thus differed significantly from all other groups (p < 0,05).
Conclusions
Considering all group comparisons it seems like a nanofilled coating cannot
influence the fatigue behavior. This leads to the conclusion that a G-Coat Plus
surface coating has no influence on the mechanical fatigue behavior of a glass-ionomer cement. Accordingly, the restriction of the indications concerning load-bearing areas (permanent class II restorations) must persist furthermore.
But the comparison of the two different storage media indicates that artificial
saliva could affect the fatigue behavior of a glass-ionomer cement in a positive way. In consequence, it should be set great value on the mineral salt content of a chosen artificial saliva, in order that remineralization processes can take place on hard tissue surfaces. |
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