Vergleichende Untersuchung zum Einfluss der Position des Brenngutes auf die Verbundfestigkeit

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der Brennposition auf die Verbundfestigkeit von Metall-Keramik-Restaurationen untersucht. Dazu wurden in drei verschiedenen Keramikbrennöfen (Vacumat® 300, Programat® P90, Vario Press® 300) je sechs Serien von SCHWICKERATH-Plättchen auf dem Brenngutträger Wabe und je sechs Serien von SCHWICKERATH-Plättchen auf dem Brenngutträger Keramik hergestellt. Die Serien wurden entsprechend ihrer Position beim Keramikbrand (hinten, rechts, vorne, links, Mitte) benannt: Serie hinten, Serie rechts, Serie vorne, Serie links, Serie Mitte 1 und Serie Mitte 2. Eine Serie bestand dabei aus sechs Prüfkörpern, wobei diese jeden der einzelnen Brennvorgänge an derselben Brennposition durchliefen. Realisiert wurde das durch eine entsprechende Markierung der Prüfkörper, die ein Verwechseln ausschloss. Es wurden zusätzlich zwei Serien in der Position Mitte 1 im Brennofen Programat® P90 angefertigt, die nicht, wie alle anderen Serien, nach Herstellerangaben gebrannt wurden, sondern um +20 °C bzw. um -20 °C bei allen Bränden von den Herstellerangaben abwichen. Entsprechend wurden die Serien als Serie +20 °C bzw. als Serie -20 °C benannt. Zur Prüfung der Verbundfestigkeit kam der SCHWICKERATH-Test zum Einsatz, der in der DIN EN ISO 9693 [DIN, 2000] verankert ist und sich im deutschsprachigen Raum als geeignete Methode zur Bestimmung der Verbundfestigkeit durchgesetzt hat [DÖRFLER et al., 1995]. Alle ermittelten Scherverbundfestigkeitswerte, auch die, bei denen die Brenntemperaturen von den Herstellerangaben abwichen, lagen ohne Ausnahme oberhalb der Mindestanforderung von 25 MPa. Die meisten Serien unterschieden sich nicht signifikant. Die signifikanten Unterschiede ließen sich nicht durch die unterschiedliche Brennposition erklären. Die Ursache lag vielmehr in der mit der Zeit routinierteren Prüfkörperherstellung und damit erhöhten Scherverbundfestigkeit bei gleichzeitig geringer Standardabweichung. Beim Vergleich der Brennöfen untereinander ergab sich nur jeweils zum Ofen Programat® P90 mit Brenngutträger Keramik ein signifikanter Unterschied, der sich, wie oben beschrieben, erklären ließ. Zusammenfassend kann also festhalten werden, dass die Brennposition im Ofen keinen Einfluss auf die Verbundfestigkeit hatte. Genauso wenig zeigte der verwendete Brenngutträger oder der verwendete Ofen Einfluss auf die Verbundfestigkeit. Neben der Scherverbundfestigkeit wurde visuell der Einfluss auf das ästhetische Erscheinungsbild der Keramik abgeschätzt. Hierbei ergab sich, dass die von den Herstellerangaben abweichenden Brennbedingungen eine Veränderung im Glanzverhalten der Keramik bewirkten. Die Serie +20 °C zeigte ein ausgeprägteres Glanzverhalten der Keramik, die Serie -20 °C ein geringeres Glanzverhalten mit einem stumpferen Aussehen, als die nach Herstellerangaben gebrannten Serien. Die nach Herstellerangaben gebrannten Prüfkörper der verschiedenen Brennpositionen, Öfen und Brenngutträger zeigten visuell keine Unterschiede. Vor einem klinischen Einsatz von bewusst am Ofenrand gebrannten Metall-Keramik-Restaurationen sollte zusätzlich der Einfluss der Brennposition auf die Festigkeit der Keramik untersucht werden. Weiterhin sollte der Einfluss der Brennposition auf den Metall-Keramik-Verbund unter Temperaturwechselbelastung und nach Lagerung in einer korrosiven Lösung bekannt sein, bevor der klinische Einsatz empfohlen werden kann.

This study investigated the influence of firing positions on the bonding strength of metal ceramic restorations. For this purpose a series of six SCHWICKERATH discs was prepared on the honeycomb firing tray and a series of six SCHWICKERATH discs on the ceramic firing tray in three different ceramic furnaces (Vacumat® 300, Programat® P90, Vario Press® 300). The series was labelled according to position (rear, right, front, left, middle): rear series, right series, front series, left series, middle 1 series, middle 2 series. A series, therefore, consisted of six test specimens whereby each of them underwent the separate firing processes in the same firing positions. This was achieved by appropriately labelling the test specimens so that any confusion was eliminated. In addition, two series in position middle 1 in the furnace Programat® P90 were prepared which, unlike all the other series, were not fired according to the manufacturer‘s instructions, but fired with +20 °C or -20 °C respectively, from all of the firings according to the manufacturer‘s instructions. The bond strength was tested using the SCHWICKERATH-test which is defined in DIN EN ISO 9693 [DIN, 2000] and is established as a suitable method of determining the bond strength in the German speaking world [DÖRFLER et al., 1995]. All of the tested shear bond strength values, including those that deviated from the firing temperatures in the manufacturer‘s instructions were, without exception, above the minimum specification of 25 MPa. Most of the series did not vary significantly. The significant variations could not be explained by the different firing positions. The cause was rather more to do with practice in manufacturing test specimens and associated greater shear bond strength, along with the concomitant decrease in standard deviation. Each time a comparison of the furnaces revealed a significant variation only in furnace Programat® P90 with the ceramic tray, as described above. In summary, it can be asserted that the firing position in the furnace had no influence on the bonding strength. Similarly, the type of firing tray or furnace used had no effect on the bond strength. The visual impact on the aesthetic appearance was also assessed along with the bond strength. This showed that the firing conditions which differed from the manufacturer‘s instructions had an effect on the gloss characteristics of the ceramic. Series +20 °C showed a more pronounced gloss characteristic of the ceramic, series 20 °C less gloss characteristic with a duller appearance, than the series fired according to the manufacturer’s instructions. The test specimens fired according to the manufacturer‘s instructions for the various firing positions, furnaces and firing trays showed no visual variations. Prior to the clinical application of known furnace fired metal ceramic restorations, the influence of the firing position on the bonding of the ceramic should be investigated. Furthermore, the influence of the firing position on the metal ceramic bonding under varying temperature conditions and after storage in a corrosive solution should be ascertained before clinical use can be recommended.