Vergleich der Scherhaftfestigkeiten von Adhäsiven für kieferorthopädische Befestigungselemente nach DIN 13990-1/ -2: eine Untersuchung verschiedener Adhäsive unter unterschiedlichen Ätzbedingungen

Abstract

Für den Kliniker ist die Scherhaftfestigkeit eines Adhäsivs ein wichtiger Parameter, da ein ungewollter vorzeitiger Bracketverlust in der Praxis ein unerwünschtes nicht planbares Ereignis ist. Andererseits darf es beim Entfernen von Brackets nicht zu Schmelzausrissen kommen. Es wird angenommen, dass unterschiedliche Ätzmodi sich auf die Scherhaftfestigkeit auswirken. DIN 13990-1/-2 soll die Scherhaftfestigkeit von kieferorthopädischen Adhäsiven einheitlich und reproduzierbar testen. Die Ziele der vorliegenden Studie waren: 1\. die Praktikabilität von DIN 13990-1/-2 für den Anwender zu untersuchen 2\. die Scherhaftfestigkeit der Adhäsive Transbond XT, Beauty Ortho Bond und Fuji Ortho LC unter unterschiedlichen Ätzbedingungen zu bestimmen Methode Die Schmelzoberfläche wurde im ersten Versuchsteil nach Herstellerangaben konditioniert. Im zweiten Versuchsteil wurde die Scherhaftfestigkeit nach zusätzlichem Ätzen oder nach Verwendung eines aggressiveren Ätzmittels bestimmt. Die Studie umfasste 600 Versuche. Dafür wurden 480 bovine bleibende Schneidezähne und 120 Brackets eingebettet. Jedes Adhäsiv wurde im Einzelverbund Schmelz-Adhäsiv, Adhäsiv-Bracket (DIN 13990-1) und im Gesamtverbund Schmelz-Adhäsiv-Bracket (DIN 13990-2) untersucht. Das Abscheren der Brackets bzw. Prüfkörper erfolgte nach Lagerung für 15 min, 24 h und 24 h mit anschließendem Thermocycling. Jeweils 10 Proben wurden hinsichtlich Adhäsiv, Verbundsituation, Konditionierungsmodus und Lagerung gleich behandelt. Die Brackets bzw. Prüfkörper wurden in einer Universalprüfmaschine (Zwick Z010, Ulm) bei einer Traversengeschwindigkeit von 1 mm/min in okklusogingivaler Richtung abgeschert. Anschließend wurde mit 10-facher Vergrößerung die Bruchfläche bewertet und das Frakturmuster bestimmt. Die statistische Auswertung und grafische Darstellung der Scherversuche erfolgte mit Hilfe des Statistikprogramms SPSS für Windows (Version 19.0). Die einfaktorielle ANOVA wurde unter Berücksichtigung der Einflussfaktoren Adhäsiv, Verbundsituation, Konditionierungsmodus und Lagerung angewendet. Zudem wurden t-Tests für unabhängige Stichproben durchgeführt. Ergebnisse • Die Prüfung der Scherhaftfestigkeit nach DIN 13990-1/-2 ist ein praktikables Verfahren, das reproduzierbare Ergebnisse liefert. • Die Scherhaftfestigkeiten der Adhäsive sind in absteigender Reihenfolge am höchsten bei Transbond XT, Beauty Ortho Bond, Fuji Ortho LC. • 500 Zyklen Thermocycling bewirken bei den untersuchten Produkten keinen signifikanten Unterschied der Scherhaftfestigkeit. • Aggressiveres Konditionieren führt zu signifikant höheren Scherhaftfestigkeiten als Konditionieren nach Herstellerangaben. • Die Wahl des Adhäsivs wirkt sich auf die Anzahl der Schmelzausrisse aus. Die meisten Schmelzausrisse traten bei Transbond XT auf. Bei Fuji Ortho LC waren zwei Schmelzausrisse zu verzeichnen. Beauty Ortho Bond ließ keinerlei Schmelzausrisse erkennen. Schlussfolgerung Die in dieser Studie untersuchten Adhäsive Transbond XT und Beauty Ortho Bond eignen sich für den klinischen Einsatz. Fuji Ortho LC erfüllte nicht in allen Versuchskonstellationen die – willkürlich festgesetzten – Minimalanforderungen.

High bond strength is desirable; however, enamel damage during debonding must be avoided. At the same time premature loss of brackets during orthodontic treatment is undesirable. Therefore, adhesive bond strength is an important parameter for clinicians. Different types of enamel conditioning are supposed to affect bond strength. DIN 13990-1/-2 describes standardized tests intended to ensure comparability of results. The aims of this study were: 1\. to get information about the suitability of DIN 13990-1/-2 and its recommendations 2\. to test the bond strength of the adhesives Transbond XT, Beauty Ortho Bond and Fuji Ortho LC with various conditioning regimes Material and Methods In the first part of the study the enamel surface conditioning was performed as recommended by the manufacturers. In the second part of the study shear bond strength was tested after additional conditioning or after using a stronger etching substance. A total of 600 experiments were carried out, with groups of 10 specimens each subjected to identical treatments. Shear bond strengths of all adhesives were evaluated separately at the bracket-adhesive and adhesive- enamel interface (DIN 13990-1), as well as at the total (enamel-adhesive- bracket) interface (DIN 13990-2). Shear bond strength (SBS) was tested after storage for 15 min, after storage in distilled water at 37 °C for 24 h and after 24 h followed by thermocycling. After storage, the bonded specimens were tested for SBS using a universal testing machine (Zwick Z010; Ulm, Germany) at a crosshead speed of 1 mm/min in occluso-gingival direction. After debonding the fracture pattern was determined using an optical microscope at 10x magnification and the failure pattern was assessed. Statistical software (SPSS, v.19.0; IBM, Armonk, NY, USA) was used for analysis and graphical presentation of the shear experiments. Analysis of variance (ANOVA) was performed. Consideration was given to the different adhesives, enamel conditioning, interface types and storage modes. T-tests for independent samples were used. Results • DIN 13990-1/-2 is suitable to test shear bond strength. Results are reproducible. • The highest shear bond strengths were measured with Transbond XT, followed by Beauty Ortho Bond and Fuji Ortho LC. • 500 cycles thermocycling did not have a significant influence on the adhesives tested. • Shear bond strength after stronger etching than recommended by the manufacturer led to significantly higher shear bond strengths. • Most enamel damages occurred with Transbond XT. Conclusion Transbond XT and Beauty Ortho Bond are suitable adhesives for clinical needs. Fuji Ortho LC does not meet our (arbitrarily defined) minimum requirements.