Veränderung der Fluoridfreisetzung, des Biege- und Bruchverhaltens, der linearen Dimension sowie der Oberflächenstruktur eines Autopolymerisates mit Fluoridzusatz während 36-wöchiger Wasserlagerung

Abstract

Ziel dieser In-vitro-Untersuchung war die Bestimmung und Beurteilung der Fluoridfreisetzung, des Biege- und Bruchverhaltens, der linearen Dimensionsstabilität sowie der Oberflächenstruktur von Orthocryl® während 36 Wochen Lagerung in deionisiertem Wasser. Nach einer anfänglichen Steigerung der Fluoridfreisetzung (Konzentration im Eluat), die in der 8. Woche mit 3,8 ppm ihr Maximum erreichte, fiel diese danach zwar wieder, betrug aber auch in der 36. Woche noch 0,5 ppm. Die Kurve der ermittelten Fluoridwerte gegen die Zeit lässt vermuten, dass noch über einen längeren Zeitraum Fluoridionen freigesetzt worden wären. Es ist davon auszugehen, dass kieferorthopädische Apparaturen aus Orthocryl® Plus bis Ende ihrer Tragezeit Fluoridionen - wenn auch in abnehmender Menge - abgeben. Während der 36 Wochen Wasserlagerung kam es anfänglich zu einer geringfügigen Expansion der Prüfkörper um etwa 0,35 %. Ab der 8. Woche blieb die Länge der Prüfkörper nahezu unverändert. Die Ergebnisse der Profilometrie zeigen, dass sich die Oberflächenmorphologie von Orthocryl® Plus während der 36 Wochen Wasserlagerung nicht signifikant verändert hat. So lag der Mittenrauwert Ra während des gesamten Versuchszeitraums zwischen 1,20 μm und 1,50 μm. Die mittlere maximale Rautiefe Rmax erreichte Werte zwischen 11,75 μm und 13,39 μm, die gemittelte Rautiefe Rz 8,70 μm bis 9,50 μm, die maximale Rautiefe Rt 12,59 μm bis 14,30 μm und der Mittenrauwert Rq 1,72 μm bis 1,91 μm. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liegen mit einer höchsten mittleren Biegefestigkeit von 90 MPa nach einer Woche Wasserlagerung und der niedrigsten mittleren Biegefestigkeit von 81 MPa nach 20 Wochen über den gesamten Versuchszeitraum deutlich über 50 MPa. Der Biegemodul von Orthocryl® Plus liegt während der 36 Wochen Wasserlagerung bei durchschnittlich 2.863 MPa (28. Woche) bis 3.202 MPa (1. Woche). Die Durchbiegung bei einer Belastung von 15 N wurde während der 36 Wochen Wasserlagerung 10-mal im 3-Punkt-Biegeversuch ermittelt. Der Mittelwert lag zwischen 0,31 mm und 0,35 mm nach 12 Wochen. Auch bei einer Belastung mit 50 N änderte sich die Durchbiegung im Untersuchungszeitraum kaum (im Mittel 1,48 mm nach 20 Wochen und 1,33 mm nach 36 Wochen). Während des gesamten Versuchszeitraumes erfüllte Orthocryl® gemäß DIN EN ISO 20795-2 [49] die mechanischen Anforderungen.

The intention of this in vitro study was to determine and evaluate the fluoride release, the bending and fracture behavior, the linear dimensional stability and surface structure of Orthocryl® Plus containing 10 % CaF2 during a period of 36 weeks stored in double-distilled water. After fluoride release (concentration in the eluate) reaches its maximum of 3.8 ppm in the eighth week, it subsequently fell, but was still 0.5 ppm in the 36th week. The graph of fluoride concentration versus the time suggests, that fluoride ions would have been released still for a long time. During the 36 weeks of water storage, initially there was a minor expansion of the specimens of approximately 0.35%. After 8 weeks, however, an equilibrium was reached and the length of the specimens remained almost unchanged. The results of profilometric examination show us, that the surface morphology of Orthocryl® Plus does not change significantly during the 36 weeks of water storage. Thus, the value of the roughness (Ra) was between 1.20 μm and 1.50 μm during the entire experimental period. The average value of maximum roughness (Rmax) was 11.75 μm to 13.39 μm, of roughness (Rz) 8.70 μm to 9.50 μm, of maximum roughness (Rt) 12.59 μm to 14.30 μm and of the middle-roughness (Rq) 1.72 μm to 1.91 μm. The results of the tests are ranging between 90 MPa after one week water storage as highest and 81 MPa after 20 weeks as lowest medium flexural- strength, over the entire test period significantly higher than 50 MPa. The flexural modulus of Orthocryl® Plus averages during the 36 weeks water storage between 2.863 MPa and 3.263 MPa, which was always significantly higher than 1.500 MPa. The deflection at a load of 15 N was determined 10 times during 36 weeks storage in water in 3-point bending test. With an average maximum value of 0.35 mm after 12 weeks and a minimum value of 0.31 mm after 36 weeks water storage, there were no significant changes of deflection during the study. Even with a load of 50 N fluctuated the deflection between a mean maximum value of 1.48 mm after 20 weeks and a mean minimum value of 1.33 mm after 36 weeks by only a small amount. Over the entire test period there was no degradation of the mechanical properties considering to DIN EN ISO 20795-2.