Einfluss unterschiedlicher Adhäsiv-Komposit-Kombinationen auf die Zugfestigkeit des Schmelzverbundes selbstätzender Adhäsive und ihre Korrelation mit dem Penetrations- und Frakturverhalten in vitro

Abstract

Problemstellung: Selbstätzende Adhäsive zeigen geringere Haftwerte als konventionelle Produkte und deren Frakturmodus wurde unzureichend untersucht. Zielsetzung: Diese In-vitro-Studie untersuchte die Eindringtiefe selbstätzender Adhäsive bei humanem Schmelz sowie die Zugfestigkeit mit unterschiedlichen Komposit-Kombinationen. Mit dem Konfokalen Laser-Raster- Mikroskop (CLSM) wurde die Adhäsivpenetration und die Frakturlokalisation bestimmt. Material und Methoden: Von 120 humanen Molaren wurden die bukkalen und oralen Glattflächen plan poliert und ein mit Rhodamin-B-Isothiocyanat gefärbtes Adhäsiv appliziert (A: AdheSE®, Ivoclar Vivadent; B: Futurabond NR®, VOCO; C: Adper Prompt L-Pop™, 3M/Espe). Jedes Adhäsiv wurde mit den Kompositen (1: Tetric Evo Ceram®, Ivoclar Vivadent; 2: Grandio®, VOCO; 3: Filtek Supreme XT™, 3M/Espe) kombiniert. Die Untergruppe 4 (gesonderte Konditionierung, 37 %ige Phosphorsäure) wurde nur mit dem Hersteller-Komposit untersucht. Die Kontrollgruppen blieben ungefärbt, während die Referenzproben aus Komposit oder Schmelz bestanden. Auf das Adhäsiv wurde ein Kompositblock (3 mm) aufgebracht, aus dem Probenzylinder präpariert (ø 3 mm; N = 252) wurden. Nach Einschleifen des Sollbruchbereichs (1 mm) wurden die Proben in einer fluoresceinisothiocyanathaltigen Lösung gelagert (24 h, 20 °C). Die Verbundzone wurde mit dem CLSM vor und nach der Zugfestigkeitsprüfung (Prüfgeschwindigkeit: 0,5 mm/min) untersucht. Ergebnisse: Die Adhäsive A1 - 3 [1,3 (0,4) µm] und B1 - 3 [1,5 (0,9) µm] zeigten gleiche Penetrationstiefen (p > 0,05; Kruskal-Wallis); C2 [3,1 (0,9) µm] unterschied sich signifikant von den Gruppen A1 -3 und B1 - 3 (p < 0,05). Die Phosphorsäure-Konditionierung führte im Vergleich zu ihren korrespondierenden Untergruppen 1 - 3 zu signifikant höheren Penetrationstiefen in den Gruppen A und B [A4 3,9 (1,1) µm; B4 3,9 (1,6) µm; p < 0,05] nicht jedoch C [C4 4,9 (1,9) µm; p > 0,05]. Die Zugfestigkeit unterschied sich zwischen den Gruppen nicht signifikant (p > 0,05); lediglich die zusätzliche Konditionierung führte in der Gruppe C4 [8,1 (3,9) N/mm2] zu signifikant höheren Haftwerten im Vergleich zu A1 [2,0 (1,9) N/mm2] (p < 0,05). Die Kontrollgruppen unterschieden sich nicht signifikant von ihren korrespondierenden Hauptgruppen. Frakturen lokalisierten sich in den Untergruppen 1 - 3 am häufigsten innerhalb der Adhäsivschicht (69 %); hierbei handelte es sich überwiegend um Frakturen an der Grenzfläche Adhäsiv-Schmelz (67 %). Das Komposit stellte die geringste Schwachstelle dar (13 %). Nach zusätzlicher Konditionierung konnte in allen Gruppen eine deutliche Reduktion der Adhäsivfrakturen (30 %) beobachtet werden. Schlussfolgerungen: Die Adhäsive zeigten unterschiedliche Penetrationstiefen. Die Zugfestigkeiten verhielten sich unabhängig von den Penetrationstiefen des Adhäsivs, diese konnte jedoch durch Phosphorsäure-Konditionierung gesteigert werden.

Statement of problem: Self-etching adhesives reveal lower bond strengths compared to conventional products. Furthermore, the zone of fracture has been rarely examined. Objectives: This in-vitro-study evaluated the penetration depth of self-etching adhesives in human enamel as well as the bond strengths of various composite combinations. Adhesive penetration and site of fracture have been determined by means of a confocal-laser-raster-microscope (CLSM). Materials and methods: The oral and buccal surfaces of 120 human molars were polished and applicated with an Rhodamin-B-Isothiocyanat tinctured adhesive (A: AdheSE®, Ivoclar Vivadent; B: Futurabond NR®, VOCO; C: Adper Prompt L-Pop™, 3M/Espe). Each adhesive was combined with the following composites (1: Tetric Evo Ceram®, Ivoclar Vivadent; 2: Grandio®, VOCO; 3: Filtek Supreme XT™, 3M/Espe). Subgroup 4 (separate conditioning with 37% phosphoric acid) was studied with the respective composite. The adhesives of the control groups revealed uncoloured to eliminate negative effects of fluorescence dies on bond strength; in addition reference specimens were build only from the respective composite or from enamel. Up the adhesive a composite-block was build (3 mm) and light cured. Following, a cylinder was prepared from each specimen (ø 3 mm; n=252), and the predetermined breaking point grinded (1 mm). Subsequently, the specimens were stored in a fluoresceinisothiocyanat containing solution for 24 hours at room temperature. The interlocking surface was studied using a CLSM before and after bond strength testing (crosshead speed: 0.5 mm/min). Results: The adhesives A1 - 3 [1.3 (0.4) µm] and B1 - 3 [1.5 (0.9) µm] showed similar penetration depths (p > 0.05; Kruskal-Wallis); C2 [3.1 (0.9) µm] differed significantly from groups A1 - 3 and B1 - 3 (p < 0.05). Phosphoric acid conditioning revealed (in comparison to the respective subgroups 1 - 3) a significant higher penetration depth in groups A and B [A4 3.9 (1.1) µm; B4 3.9 (1.6) µm; p < 0.05] but not in group C [C4 4.9 (1.9) µm; p > 0.05]. No significant differences could be observed between the groups with regard to the variable bond strength (p > 0.05). Additional conditioning resulted in significantly higher bond strengths values in group C4 [8.1 (3.9) N/mm2] compared to A1 [2.0 (1.9) N/mm2] (p < 0.05). The control groups did not differ significantly compared to their corresponding groups. In subgroups 1 - 3, fractures were predominantly observed inside the adhesive layer (69%), whereas most fractures were located at the adhesive-enamel interface (67%). The composit-resin itself revealed the least weekness (13%). After additional etching a reduction of adhesive fractures (30%) could be evaluated in all groups. Conclusions: The adhesives showed different penetration depths. The bond strengths did not correspond to the penetration depth of the adhesives. However, penetration depths increased with additional phosphoric acid conditioning.