Einfluss verschiedener Präparationsmethoden auf die Zugfestigkeit eines Dentin-Komposit-Verbundes und die Auswirkungen auf das Frakturverhalten in vitro

Abstract

Problemstellung: Durch die Einführung von Dentallasern stehen verschiedene Präparationsarten für Dentinkavitäten zur Verfügung. Der Einfluss der Er:YAG- Laserpräparation auf den Haftverbund von adhäsiv verankerten Kompositrestaurationen, die Hybridschicht und das Frakturverhalten wurden mit unterschiedlichen Ergebnissen untersucht. Zielsetzung: Das Ziel dieser in- vitro-Studie war, die Auswirkungen unterschiedlicher Präparationsarten mit zwei gängigen Adhäsivsystemen auf den Dentin-Adhäsiv-Verbund im Zugversuch zu analysieren. Darüber hinaus sollten durch eine Auswertung mit dem konfokalen Laser-Raster-Mikroskop die Hybridschicht und das Frakturverhalten untersucht werden. Material und Methoden: Die okklusale Oberfläche 50 humaner Weisheitszähne wurde bis zur Freilegung der Dentinoberfläche entfernt. Diese wurde poliert und in fünf Gruppen mit unterschiedlicher Präparationstechnik bearbeitet (Gruppe 1: Schleifpapier Körnung #600; Gruppe 2: Schleifpapier Körnung #4000; Gruppe 3: Hartmetallbohrer; Gruppe 4: Diamantschleifer; Gruppe 5: Er:YAG-Laser). Aus den Zähnen wurden Probenzylinder (n = 140) entnommen und entweder mit Phosphorsäure (37 %) und dem Etch-and-Rinse-Adhäsiv Excite (Gruppe A) oder dem Self-Etch-Adhäsiv Xeno III (Gruppe B) behandelt. Auf die Adhäsivschicht wurde ein Kompositzylinder modelliert. Die Proben wurden vertikal geteilt und vor sowie nach dem Zugversuch mit dem konfokalen Laser- Raster-Mikroskop untersucht. Ergebnisse: Die Hybridschicht der Gruppe A1 war signifikant dünner [3,6 (2,1) µm] als in den Gruppen B3, A4, B4, A5 und B5 (Ein-Weg-Anova-Test, Post-hoc-Test nach Tukey), die der Gruppe A3 war signifikant dünner [3,4 (1,6) µm] als in den Gruppen B1, A2, B3, A4, B4, A5 und B5. Die Er:YAG-Laserpräparation hatte einen signifikanten Einfluss auf die Schichtdicke, diese war in Gruppe A5 signifikant grösser [17,9 (10,8) µm] als in allen Gruppen, außer B5. Diese hatte signifikant größere Hybridschichten [16,7 (8,2) µm] als alle Gruppen mit Ausnahme von B3 und A5. Die Hybridschicht war in allen Gruppen meist nur teilweise ausgebildet (65 %). Die Zugfestigkeitswerte waren in den Gruppen B1 [7,60 (4,54) MPa] und B5 [7,90 (4,65) MPa] signifikant höher als in den Gruppen B2, A3, A4 und B4. Die Grenze zwischen Dentin und Adhäsiv war in allen Gruppen außer in Gruppe A5 die häufigste (60 %), innerhalb des Komposits immer die geringste Frakturlokalisation (1 %). Schlussfolgerungen: Die Wahl der Präparationstechnik hatte bei Anwendung von Excite® keine Auswirkungen auf die Zugfestigkeit. Bei der Verwendung von Xeno III® konnte die Zugfestigkeit durch eine Präparation mit dem Er:YAG-Laser gesteigert werden. Klinische Bedeutung: Die Wahl der Präparationsart kann bei selbstätzenden Adhäsiven einen Einfluss auf die Festigkeit des Dentin-Komposit-Verbundes haben. Die größte Schwachstelle des Verbundes ist die Grenze zwischen Adhäsiv und Dentin. Durch den Einsatz des Er:YAG-Lasers kann eine Verbesserung der Haftwerte erreicht werden.

Statement of problem: With introduction of laser treatment, various methods for dentin preparation are available. The influence of Er:YAG laser preparation on microtensile bond strength of composite resin bonded to dentin, the hybrid layer and fracture characteristics were examined with different results. Objectives: The aim of this in-vitro study was to evaluate the influence of different preparation techniques and two adhesive systems on composite resin bonded to dentin by means of microtensile bond strength (µTBS). Hybrid layer and fracture characteristics were examined using confocal laser-scanning microscopy (CLSM). Materials and methods: The occlusal surface of 50 human third molars were ground flat to expose dentin surface. All teeth were polished and randomly divided into five groups with different preparation procedures (group 1: abrasive paper grit #600; group 2: grit #4000; group 3: tungsten carbide bur; group 4: diamond bur; group 5: Er.YAG Laser). Dentin surfaces of the micro-shaped cut specimen (n = 140) were bonded either by phosphoric acid (37 %) combined with etch-and-rinse adhesive Excite (group A) or by self-etch adhesive Xeno III (group B). Resin composite cylinders were incrementally built up. Specimens were perpendicularly cut and CLSM-examined before and after microtensile bond strength tests. Results: Hybrid layers in group A were significantly thinner [3,6 (2,1) µm] than in groups B3, A4, B4 and B5, those in group A3 [3,4 (1,6) µm] than in B1, A2, B3, A4, B4, A5 and B5 (one-way Anova, post-hoc Tukey). Er:YAG laser preparation had significant influence on hybrid layer thickness; group A5 [17,9 (10,8) µm] had significantly thicker hybrid layer than all other groups except B5, where they [16,7 (8,2) µm] were significantly thicker than in all groups except B3 and A5. All groups had mostly partial hybrid layers (65 %). µTBS values in group B1 [7,6 (4,54) MPa] and B5 [7,9 (4,65) MPa] were significantly higher than in group B2, A3, A4 and B4. Dentin-adhesive interface was the most frequent fracture location (60 %) except in group A5, fractures within composite resin were infrequent (1 %). Conclusions: Different preparation techniques had no influence on bond strength when Excite® was used. With Xeno III®, bond strength data were higher when Er:YAG laser was used. Clinical significance: The choice of preparation technique could have influence on bond strength of composite resin bonded to dentin. The dentin-adhesive interface is shown to be the weakest part. Er:YAG laser application could improve bond strength values.