Vergleichende Untersuchungen zum SCHWICKERATH-Versuch, VOSS-Versuch und Abschrecktest

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, drei verschiedene Werkstoffprüfverfahren zum Metall-Keramik-Verbund miteinander zu vergleichen und zu untersuchen, ob es Korrelationen zwischen ihnen gibt. Zu den durchgeführten Prüfungen gehörten der Drei-Punkt-Biegeversuch nach SCHWICKERATH (beschrieben als DIN EN ISO 9693), der VOSS-Versuch und der Abschrecktest. Die Prüfkörper wurden gemäß der Arbeitsempfehlung des jeweiligen Versuches und gemäß den Herstellerangaben gefertigt. Sieben verschiedene Legierungen der Firma BEGO, die alle auf dem Dentalmarkt erhältlich sind, fanden Verwendung. Um eine möglichst breite Palette verschiedener Legierungen abzudecken, wurden Vertreter aus der Gruppe der Nickel-Chrom-, Kobalt-Chrom-, Palladium-, goldreduzierten und Goldlegierungen ausgewählt. Als korrespondierende Verblendkeramik wurde Omega 900 aus dem Hause VITA benutzt. Für jede der benannten Prüfungen wurden pro Legierung zwölf Prüfkörper hergestellt, um eine gute Reproduzierbarkeit zu erlangen. Die Gesamtanzahl betrug demnach 252. Im SCHWICKERATH-Versuch wurden im Mittel Werte zwischen 36,4 und 49,2 MPa gemessen. Die mittlere Kraft, die beim VOSS-Versuch erreicht wurde, lag zwischen 626 und 1987 N. Die Prüfkörper des Abschrecktests durchliefen die Versuchs-anordnung nahezu fehlerfrei. Es kam lediglich zu je zwei Ausfällen bei den Temperaturstufen 150 und 165 °C. Vergleicht man die eigenen Resultate mit bestehenden Literaturangaben, so lässt sich feststellen, dass sich jene mit den Angaben decken, was für die Richtigkeit der eigenen Versuche spricht. Die Herstellung der Prüfkörper gestaltete sich unterschiedlich aufwändig. Im SCHWICKERATH-Versuch herrschte eine klar definierte Geometrie, die vergleichs-weise einfach herzustellen war. Komplexer war hingegen die Modellation der Kronen für VOSS-Versuch und Abschrecktest. Sie barg ein höheres Risiko möglicher Fehlerquellen. Diese Tatsache wird auch anhand der Versuchsergebnisse deutlich –Standardabweichung und Variationskoeffizient fielen beim SCHWICKERATH-Versuch deutlich geringer aus als beim VOSS-Versuch. Auch eignen sich die einzelnen Versuche unterschiedlich gut, um Aussagen über den Metall-Keramik-Verbund zu treffen. Befasst sich der SCHWICKERATH-Versuch vornehmlich mit der Verbundzone, also mit der Schicht zwischen Metallgerüst und Opaquer, so gibt der VOSS-Versuch Aufschluss über das System als solches. Der Abschrecktest wiederum befasst sich mit thermischen Spannungen innerhalb des Gefüges. Bedingt durch die Andersartigkeit der einzelnen Versuche und ihre Aussagen war die Fragestellung von besonderem Interesse, ob es eine Korrelation zwischen ihnen gibt. Die Schlussfolgerung, wenn ein System in einem bestimmten Test günstig ab- schneidet, so müsse sich diese Tatsache auch in einem anderen Testergebnis widerspiegeln, konnte nicht gezogen werden. Zusammenfassend lässt sich erkennen, dass präklinische Prüfungen für die Vorhersagbarkeit, ob eine Materialkombination in-vivo eingesetzt werden kann, unerlässlich sind. Neue Legierungen können mit bestehenden Systemen verglichen und optimiert werden. Allerdings darf nicht eine einzige Testung isoliert betrachtet werden, um eine Empfehlung für die Praxis zu geben.

The aim of this thesis was to compare three different test methods for metal ceramic bond strength of dental ceramics fused to alloys and to investigate if there is a correlation between these tests. Implemented test methods were the crack-initiation test according to SCHWICKERATH (described in DIN EN ISO 9693), the VOSS procedure and the thermal shock test. The specimens were crafted according to the terms of advice of the particular test and manufacturer’s data. Seven different alloys by the BEGO Company, which are all available on the dental market, were used. To cover a wide range of different alloys two nickel-chrome-, two cobalt-chrome-, a palladium-, a gold-reduced- and a high-gold-alloy were chosen. The veneering ceramic was Omega 900 by the VITA Company. Twelve specimens for each alloy and each test method were compounded to obtain a high reproducibility. The total number added up to 252 test specimens. During the crack-initiation test, values between 36,4 and 49,2 MPa were measured. The samples of the VOSS procedure achieved bond strength in the range between 626 and 1987 N. The specimens of the thermal shock test passed the test almost error-free. Only two failures could be seen at a level of 150 and 165 °C. Comparing my own results with previous studies it is obvious that they are similar which proves the correctness of my results. The production of the samples differed in complexity. The samples for the SCHWICKERATH-test had a simply defined geometry. The shaping of the crowns for the VOSS procedure and the thermal shock test was more complex. According to that the manufacturing had a higher risk of error. This becomes obvious in the test results; the standard deviation and the coefficient of variation reached a lower level in the SCHWICKERATH-test than in the VOSS procedure. The three test methods are suitable to show different aspects of the metal ceramic bond. The crack-initiation test examines the compound structure which means that the layer between metal and opaquer is concerned whereas the VOSS procedure gives information on the system as a whole. The thermal shock test shows thermal tensions and incompatibilities within the microstructure. The question to be answered was if the three test methods correlate with each other. The present investigation reveals that they do not correlate. To sum up it can be said clinical testing is essential for the predictability if a combination of materials can be used in-vivo. New alloys can be compared with well-known materials. Admittedly one single test method is not sufficient to give advice for good clinical practice.