Neue Klebstoffe und Bonding-Techniken. Warum und wann?

Zusammenfassung

Heutzutage ist die adhäsive Zahnheilkunde ein grundlegender Bestandteil der täglichen klinischen Arbeit. Die Entwicklung von adhäsiven Materialien und Techniken basiert auf dem Bedürfnis nach Einfachheit in den schrittweisen Verfahren, um langlebige direkte und indirekte Restaurationen zu erzielen. Aus diesem Grund stellen die kürzlich eingeführten universellen Multimode-Adhäsive eine einfache Option dar, um eine hybride Schicht zu erstellen, mit oder ohne die Anwendung von Phosphorsäure. Es ist jedoch wichtig, die Einschränkungen dieses neuesten adhäsiven Systems sowie die Anwendung auf koronale und radikuläre Dentin zu verstehen. Basierend auf den Erkenntnissen aus der Literatur haben universelle Multimode-Adhäsive vielversprechende Ergebnisse gezeigt, auch wenn das Problem der Degradation der hybriden Schicht aufgrund der hydrolytischen Aktivität von Matrixmetalloproteinasen (MMPs) weiterhin besteht. Daher sind Studien erforderlich, um zu verstehen, wie diese Degradation reduziert werden kann.

Klinische Forschung

Einführung

Es ist heute unmöglich, an restaurative Zahnheilkunde ohne Adhäsion zu denken. Ursprünglich wurden adhäsive Systeme hauptsächlich zur Durchführung direkter Restaurationen mit Kompositharzen bereitgestellt; jedoch hat der gestiegene Bedarf, gesunde Zahnsubstanz zu erhalten, zusammen mit dem Konzept der minimalinvasiven Zahnheilkunde die schnelle Entwicklung adhäsiver Techniken in den letzten Jahren stark gefördert.

Seit der Einführung des Konzepts der Zahnschmelzätzung im Jahr 1955 hat sich die Bonding-Technologie auf die physikalischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften konzentriert, um die klinische Langlebigkeit von bonded Restaurationen einerseits und die klinischen Indikationen andererseits zu verbessern. Heute, da adhäsive Restaurationen zum Goldstandard in der ästhetischen und restaurativen Zahnheilkunde geworden sind, wurden ernsthafte Anstrengungen unternommen, um die Anzahl der klinischen Schritte zu reduzieren, die erforderlich sind, um gute klinische Ergebnisse zu erzielen.

Aktuelle Klebstoffe werden als Ätz- und Spülverfahren (3- oder 2-Schritt) klassifiziert, die durch die Verwendung separater anorganischer Säuren (in der Regel Phosphorsäure) zur Vorbehandlung des zahnärztlichen Substrats (Abb. 1) gekennzeichnet sind, und selbstätzende Klebstoffe, die haftungsfördernde Monomere in selbstätzenden Primer-Mischungen enthalten, in Verbindung oder nicht mit dem Bonding-Agenten (2- oder 1-Schritt) (Abb. 2).

Die mehrstufigen Ätz- und Spülkleber werden oft als techniksensibel angesehen, wobei der kleinste Fehler im klinischen Anwendungsprozess entweder zu schnellem Ablösen oder frühzeitiger marginaler Degradation führt. Infolgedessen bleibt die Nachfrage nach einfacheren, benutzerfreundlicheren und weniger techniksensiblen Klebern hoch. Dies zwingt die Hersteller, neue Materialien zu entwickeln, die weniger von den Fähigkeiten des Anwenders für ein gutes klinisches Ergebnis abhängen.

Die am kürzesten entwickelten universellen oder multimodalen Kleber sind im Wesentlichen 1-Schritt-Kleber, die saure Grundierung und Haftung in einer einzigen Lösung kombinieren. Diese Kleber können nach der Vorätzung mit Phosphorsäure mittels Ätz- und Spül-, selektiver Ätzung oder Selbstätzung unscharf aufgetragen werden. Ein weiteres Merkmal universeller Kleber ist, dass sie nicht nur auf zahnmedizinischen Substraten (Zahnemail und Dentin), sondern auch auf Kompositen, Glas, Keramiken, Zirkonia und Metalllegierungen verwendet werden können. Ihre Vielseitigkeit in den meisten klinischen Situationen ist somit ihr größter Vorteil. Allerdings kann die Tatsache, dass Kliniker unterschiedliche Klebeprotokolle (Ätz- und Spül-, selektive Ätzung oder Selbstätzung) auf jede spezifische klinische Situation anwenden können, auch Verwirrung während der klinischen Klebeanwendung verursachen.

Die neuesten Studien bestätigen, dass der Goldstandard für Dentinbonding-Systeme das 3-stufige Ätzen und Spülen oder die 2-stufigen Selbstätzenden Klebstoffe bleibt. Tatsächlich sind diese Systeme durch einen letzten Schritt einer unlöslichen hydrophoben Schicht gekennzeichnet, die eine langfristige Stabilität des Klebers ermöglicht. Es wurde nachgewiesen, dass die hydrophobe Eigenschaft des Klebers entscheidend für die Erhaltung der Verbindung über die Zeit ist, um das Eindringen von Wasser in die Kleberschicht zu vermeiden. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, dass wir klinische Verfahren vereinfachen, um neue Techniken zu entwickeln, die in der Lage sind, gute klinische Ergebnisse zu liefern. Ziel des vorliegenden Artikels ist es, die Leistungen vereinfachter Klebersysteme basierend auf Erkenntnissen aus der Literatur, sowohl für koronales als auch für radikuläres Dentin, zu aktualisieren.

Multimodale universelle Klebersysteme

Die meisten der Formulierungen von kürzlich entwickelten universellen Klebstoffen beinhalten eine chemische Bindungsfähigkeit aufgrund funktioneller Monomere zu Hydroxylapatit, was sich als wichtig für die Stabilisierung der Verbindung über die Zeit erwiesen hat. Unter den derzeit verwendeten funktionellen Monomeren hat 10-Methacryloyloxydecyl-Dihydrogenphosphat (10-MDP) eine sehr effektive und dauerhafte Bindung an Dentin gezeigt. Yoshida et al. berichteten, dass MDP ionisch an Calcium (Ca++)-Ionen binden und stabile MDP-Ca-Salze bilden kann, gemäß dem Konzept der Haftung-Entkalkung. Diese Salzablagerungen an der Kleberoberfläche bilden selbstorganisierte Nanolagen. Wenn der MDP-haltige Kleber auf das Dentin aufgetragen wird, das mit einer Schmierschicht bedeckt ist, wird die Oberfläche bis zu einem Nanometer in der Tiefe teilweise demineralisiert. Ca++-Ionen, die durch die partielle Auflösung des Dentins freigesetzt werden, diffundieren innerhalb der hybriden Schicht und bilden MDP-Ca selbstorganisierte Nanolagen.

Klinische Forschung

In vitro-Studien haben gezeigt, dass die Verwendung eines multimodalen Universaladhäsivs im Ätz- und Spül- oder Selbstätzmodus nicht zu signifikant unterschiedlichen Haftstärken zu Dentin führte. Im Gegensatz dazu profitieren diese Adhäsive aufgrund ihres höheren pH-Werts von selektivem Zahnschmelzätzen.

Basierend auf Beobachtungen mit der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) können multimodale Adhäsive als milde oder ultra-milde Selbstätzadhäsive klassifiziert werden, wenn sie im Selbstätzmodus verwendet werden, wodurch hybride Schichten entstehen, die etwa 0,5 bis 0,2 mm dick sind. Durch die Mischung weniger saurer Harzmonomere in der Adhäsivformulierung scheint das Problem des Anwendungsmodus bei 1-Schritt-Selbstätzadhäsiven gelöst zu sein. Eine von Muñoz et al durchgeführte Studie berichtete jedoch, dass die Anwendung von All-Bond Universal (Bisco Dental) und Peak Universal Adhesive (Optident) im Selbstätzmodus auf Dentin zu signifikant niedrigeren Mikrozughaftstärken führte, verglichen mit der Anwendung dieser Adhäsive im Ätz- und Spülmodus, während Scotchbond Universal (3M ESPE) in der Lage war, unabhängig vom Anwendungsmodus eine ähnliche Haftstärke zu Dentin zu erzeugen. Dies könnte darauf hindeuten, dass eine adhäsivabhängige Technik in Bezug auf die klinische Situation angewendet werden sollte (Abb. 3).

Ein besseres Verständnis der klinischen Wirksamkeit von multimodalen Klebstoffen könnte durch prospektive randomisierte klinische Studien gewonnen werden, aber da diese Klebstoffe erst kürzlich auf den Markt gebracht wurden, fehlt es an mittel- bis langfristigen In-vivo-Studien. Eine 18-monatige klinische Studie von Perdigão et al. zeigte, dass die Retention von Kompositmaterial der Klasse V, das mit Scotchbond Universal verklebt wurde, nicht von der Bonding-Strategie beeinflusst wurde, auch wenn diese Ergebnisse aufgrund des kurzen Follow-up-Zeitraums nicht als klinisch relevant angesehen werden konnten.

Haftung an radikulärem Dentin

Der Einsatz von adhäsiven Verfahren wurde auf endodontisch behandelte Zähne ausgeweitet, was mehrere Vorteile mit sich bringt, wie das Vermeiden von metallischen Stiften und das Erhalten so viel gesunder Zahnsubstanz wie möglich. Diese Vorteile sind direkt mit der Reduzierung des Risikos von radikulären und koronalen Frakturen verbunden. Die Haftung an radikulärem Dentin könnte jedoch leicht unterschiedlich sein, abhängig von der Gewebekomposition und dem betroffenen Teil des Wurzelkanals.

Es wurde vorgeschlagen, dass endodontisch behandelte Zähne spröder sind und leichter brechen können als vitale Zähne. Dies könnte auf die leichte Veränderung der Gewebekomposition zurückzuführen sein, die nach der Durchführung der endodontischen Behandlung auftritt.

Interessanterweise wurde eine Veränderung des Wassergehalts beobachtet. 1972 zeigten Helfer et al bereits, dass das verkalkte Gewebe von pulpenlosen Zähnen 9% weniger Feuchtigkeit enthält als das verkalkte Gewebe von Zähnen mit vitalen Pulpen. Der Verlust von Feuchtigkeit wurde auf eine Veränderung des freien Wassers, jedoch nicht des gebundenen Wassers, zurückgeführt. 1992 bestätigten Huang et al, dass Dehydration an sich den Zahn in Bezug auf Druck- und Zugfestigkeit nicht schwächt, aber die Steifigkeit beeinflusst und die Flexibilität von Dentin verringert, wodurch der junge Modul von endodontisch behandelten Zähnen betroffen ist.

Eine negative Auswirkung auf die Dentinzusammensetzung und die strukturelle Integrität ist auch auf Natriumhypochlorit (NaOCI)-Spülungen zurückzuführen, die während der endodontischen Behandlung verwendet werden und die Proteingehalte des Dentins stark beeinflussen. Es wurde gezeigt, dass eine 5,25%ige Lösung von NaOCl die Biegefestigkeit und den elastischen Modul des Dentins reduziert, obwohl die schädlichen Auswirkungen von NaOCl auf Dentin konzentrations- und zeitabhängig sind und nicht mit der Demineralisierung in Verbindung stehen, die durch die Verwendung von Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) als endgültigem aktiven Spülmittel verursacht wird. Allerdings haben alle oben genannten Veränderungen mehr Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Dentins als auf die adhäsive Leistung.

Strategien zur Haftung von Faserstiften

Es gibt mehrere Harzmaterialien und verschiedene Methoden, um Faserstifte in Wurzelkanäle zu zementieren. Derzeit gibt es keine Einigung über die beste Strategie zum Verkleben von Faserstiften. Zuverlässige Haftung wird als ein großes Problem bei allen Arten von Stiften angesehen, insbesondere bei Glasfaserstiften, da sie adhäsiv an radikulärem Dentin verklebt werden. Rasimick et al. zeigten, dass die am häufigsten berichtete Ursache für das Versagen das Ablösen war, was aus mehreren Gründen auftreten kann. Erstens ist der Wurzelkanalraum lang und schmal, was es extrem schwierig macht, die Feuchtigkeit vollständig zu entfernen. Zweitens ist die Lichtzugänglichkeit ein ernstes Problem, das zu einem Herausfallen der Krone sowie des Stifts und des Kerns führen kann. Infolgedessen zeigt die suboptimal polymerisierte Haftschicht eine schwächere Bindungsstärke. Drittens variiert der C-Faktor (das Verhältnis der gebundenen zu den ungebundenen Oberflächen) in koronalen Restaurationen von 1 bis 5, während er im dreidimensionalen (3D) Umfeld des Wurzelkanals höher als 200 sein kann.

Aufgrund des Problems des häufigen Ablösens haben mehrere Studien die Retention von Faserstiften untersucht und versucht zu verbessern, einschließlich verschiedener Vorbehandlungen von Stiften und Dentin oder der Verwendung verschiedener Zementierungsmittel. Die Silanisierung wird als zuverlässige Methode angesehen, um die Haftung von zementierten Faserstiften zu verbessern, da es sich um ein schnelles Verfahren am Behandlungsstuhl handelt. Es wurde jedoch berichtet, dass die Verwendung eines Silan-Kopplungsagents allein oder in Kombination mit Sandstrahlen die Bindungsstärken nicht signifikant erhöhte, wenn selbstadhäsive Zementierungsmittel verwendet wurden.

Bezüglich der Wahl des Klebersystems, das auf dem Wurzelkanaldentin verwendet werden soll, wurde bestätigt (wie für die koronalen Bereiche vitaler Zähne), dass sowohl die 3-stufige Ätz- und Spültechnik als auch die 2-stufige Selbstätztechnik der Goldstandard sind.

Die Begründung für die Verwendung aktueller Klebersysteme basiert auf demselben Prinzip der dentalen Demineralisierung und der gleichzeitigen Infiltration durch Methacrylatmonomere. Allerdings unterscheidet sich das Dentin im Wurzelkanal und im Pulpenraum vom koronalen Dentin, da es weniger dentinale Tubuli sowie unterschiedliche Kollagenvernetzungen in den verschiedenen dentinalen Bereichen aufweist. Das Potenzial möglicher Haftung variiert ebenfalls in Bezug auf die koronalen Bereiche des Zahns und unterscheidet sich entlang der verschiedenen Mechanismen der Klebersysteme.

Mazzoni et al. verglichen Faserstifte, die mit herkömmlichen dualhärtenden, harzbasierten Zementen in Kombination mit Ätz- und Spül- oder Selbstätzadhesiven zementiert wurden, mit den neueren selbstadhäsiven Zementen. Interessanterweise zeigten die Ergebnisse dieser Studie, dass kein Unterschied in der Haftfestigkeit oder dem Ausdruck von interfacialer Nanoleckage zwischen den Zementierungsstrategien beobachtet wurde. Eine weitere Studie von Bitter et al. kam zu dem Schluss, dass trotz einer gleichmäßigeren hybriden Schicht und der Penetration von dentinalen Tubuli, die mit Ätz- und Spültechniken erzielt wurde, selbstadhäsive Harzzemente eine höhere Haftfestigkeit zum Wurzelkanaldentin förderten. Diese Ergebnisse unterstützen die Verwendung von selbstadhäsiven Materialien, da sie die am stärksten vereinfachten und am wenigsten technikempfindlichen Materialien sind. Die Verwendung von selbstadhäsiven Zementen wurde auch in einer aktuellen systematischen Überprüfung unterstützt, die zu einer höheren Haftfestigkeit zum Dentin führte, aufgrund einer effektiven chemischen Wechselwirkung zwischen den selbstadhäsiven Harzzementen und dem Wurzelkanal-Hydroxyapatit. Das Hauptziel der Einführung selbstadhäsiver Harzzemente war es, die Nachteile anderer Zementarten zu überwinden, die zur Zementierung indirekter Restaurationen an Zahnpräparationen verwendet werden. Diese Materialkategorie erfordert kein Säureätzen, keine Grundierung oder Verklebung, die als technikempfindliche Schritte gelten, die die Bildung sekundärer Reaktionen zwischen dem selbstadhäsiven Harz und Hydroxyapatit durch chemische Bindungen ermöglichen. Dieser Bindungsmechanismus stellt ein wichtiges Merkmal im Vergleich zu anderen Harzzementen dar, die mikromechanisch an den Zahnhartgeweben gebunden sind.

Eine einfache Schlussfolgerung über die Wahl des Zementtyps könnte sein, dass, wenn Kliniker nach einem vereinfachten Zementationssystem suchen, wahrscheinlich die selbstadhäsiven Zemente am besten sind. Tatsächlich erfordert die Anwendung von Lösungen des adhäsiven Bindesystems auf Wurzelkanälen eine lange operative Zeit und klinische Aufmerksamkeit aufgrund der mühsamen Entfernung von Phosphorsäure, der unkontrollierbaren Feuchtigkeitspräsenz, der Ansammlung von Primer und Bindemittel in dieser tiefen Kavität und der Schwierigkeiten, eine vollständige Lichtpolymerisation zu erreichen. Allerdings könnte die Vorbehandlung der Wurzelkanaldentin entscheidend für die Bindungsstärke bei selbstadhäsiven Ansätzen sein. Eine aktuelle Studie kam zu dem Schluss, dass eine 0,9%ige Kochsalzlösung und 2,5%ige Natriumhypochlorit in Verbindung mit ultrasonischer Aktivierung angemessene Lösungen zur Reinigung des Wurzelkanals vor der Zementierung von Faserstiften mit selbstadhäsivem Harzzement zu sein scheinen, während chelatierende Lösungen wie 17% EDTA, QMix (Dentsply) und SmearClear (Kerr Dental) zu einer Verringerung der Bindungsstärke führen, aufgrund ihrer Wirkung auf Calcium, das für chemische Wechselwirkungen grundlegend ist. Multimodale universelle Adhäsivsysteme könnten ebenfalls auf radikulärem Dentin verwendet werden, aber es gibt nur wenige Informationen über ihre Bindungsstärke zu radikulärem Dentin. Eine aktuelle Studie von Oskoee et al. verglich universelle Adhäsivsysteme, die in einem Ätz- und Spül- sowie einem Selbstätzansatz verwendet wurden, in Kombination mit einem selbstadhäsiven oder dualhärtenden Harzzement hinsichtlich der Push-out-Bindungsstärke zu intraradikulärem Dentin. Die Ergebnisse zeigten keine Unterschiede in der Bindungsstärke zwischen den beiden getesteten Zementen, wenn sie in Verbindung mit einem universellen multimodalen Adhäsiv angewendet wurden, das eine grundlegende Rolle bei der Retention von Faserstiften spielt. Interessanterweise hatte der Modus der Adhäsivanwendung (Ätz- und Spül- und Selbstätzen) keinen Einfluss auf die Bindungsstärke mit dem dualhärtenden Zement, während der selbstadhäsive Zement seine Bindungsstärke in Verbindung mit einem Selbstätzansatz mit dem universellen Adhäsivsystem verbesserte. Leider gibt es derzeit keine weiteren Studien in der Literatur zur Bindungsstärke von Faserstiften zu radikulärem Dentin unter Verwendung multimodaler universeller Adhäsive. Ihre Wirksamkeit muss daher weiterhin analysiert und bewertet werden.

Abbau der hybriden Schicht

Unabhängig vom verwendeten Klebesystem (Ätzen und Spülen, Selbstätzung oder Multimode) ist ein großes Problem die Begrenzung des Abbaus der hybriden Schicht über die Zeit. Es ist allgemein bekannt, dass der Prozess der zahnärztlichen Haftung auf der Schaffung einer angemessenen und kompakten hybriden Schicht beruht, die durch die Imprägnierung des Dentinuntergrunds mit Harzmischungen entsteht. Somit ist die hybride Schicht eine Mischung aus Dentin, Hydroxylapatit, Harzmonomeren und verbleibenden Lösungsmitteln, und ihre Stabilität hängt letztendlich von der Widerstandsfähigkeit der einzelnen Komponenten gegenüber Abbauphänomenen ab. Im Allgemeinen gilt: Je kompakter und homogener die hybride Schicht, desto besser ist die Stabilität der Verbindung.

Die Einbeziehung von hydrophilen und sauren Harzmonomeren in vereinfachte Klebstoffe hat die anfängliche Haftung zeitgenössischer Ätzen-und-Spülen- und Selbstätzkleber an intrinsisch nassen zahnärztlichen Substraten erheblich verbessert; jedoch führte dies zu Problemen, die mit den hydrophilen Gruppen in den Formulierungen verbunden sind, was zu einem Versagen führte.

Die genauen Mechanismen, die für die Degradation der hybriden Schicht verantwortlich sind, sind nicht vollständig aufgeklärt; jedoch kann die Degradation der hybriden Schicht in zwei Hauptprobleme unterteilt werden: 1) hydrolytische Degradation des adhäsiven Harzes und 2) hydrolytische Degradation der Kollagenmatrix innerhalb der hybriden Schicht

Okklusale Kräfte, saure chemische Agenzien sowie Expansions- und Kontraktionsspannungen, die durch Temperaturänderungen im Mundraum verursacht werden, beeinflussen die Stabilität des Harzes. Je hydrophiler das Adhäsiv ist, desto anfälliger ist es für diese Art der Degradation.

Darüber hinaus führen unvollständige Harzpenetration in die demineralisierte Dentinmatrix oder das Auslaugen suboptimal polymerisierter Harzmonomere zur Bildung von mit Wasser gefüllten, exponierten Kollagenfibrillen, die ungeschützt vor Denaturierungsherausforderungen sind und von endogenen und exogenen Kollagenolytischen Enzymen gespalten werden können.

Es wurden verschiedene Strategien vorgeschlagen, um die Haltbarkeit der Harz-Dentin-Bindung zu verlängern. Primär sollte die Infiltration sorgfältig durchgeführt werden, ebenso wie die Polymerisation, um den Kollagenschutz zu erhöhen. Darüber hinaus wurde die Hemmung der oben genannten Proteasen empfohlen, indem MMP-Inhibitoren wie Chlorhexidin, quartäre Ammoniummethacrylate oder Benzalkoniumchlorid verwendet werden.

Ein anderer Ansatz ist die Verwendung von Kollagenquervernetzern, um die 3D-Kollagenstruktur zu stärken und gleichzeitig dentinale MMPs zu inaktivieren.

Während mehrere Studien, sowohl in vitro als auch in vivo, zur Verwendung von Chlorhexidin durchgeführt wurden, wird die Verwendung von Kollagenquervernetzern in vivo noch untersucht.

Selbst im Wurzelkanaldentin wurde der Abbau von freiliegendem Kollagen durch MMPs und Cystein-Cathepsine an der adhäsiven Schnittstelle bestätigt. Gute Ergebnisse werden in der Literatur für die Verwendung von Chlorhexidin als Vorbehandlung des Postraums gezeigt, was seinen positiven Effekt auf die Erhaltung der Bindungsstärke nach 1 Jahr Lagerung bestätigt. Allerdings scheinen, wie beim koronalen Dentin, alternative Techniken mit Kollagenquervernetzern vielversprechende Ergebnisse bei der Erhaltung der radikulären Hybridschicht über die Zeit zu zeigen.

Fazit

Zusammenfassend berichten die derzeit verfügbaren Studien, dass:

• Der Goldstandard für die Haftung an koronalen Dentin sind die 3-stufigen Ätz- und Spül- sowie die 2-stufigen Selbstätzadhäsive, auch wenn multimodale universelle Adhäsive ihre Haftfähigkeiten erheblich verbessert haben und eine wertvolle Alternative mit reduzierter Technik-Betreiber-Empfindlichkeit darstellen können.
• Die Haftung an radikulärem Dentin bleibt eine schwierige Aufgabe, und da kein Unterschied zwischen verschiedenen Zementierungsansätzen gefunden wurde, wird die Verwendung von selbstadhäsiven Zementen aufgrund ihrer intrinsischen Einfachheit und reduzierten Betreiber-Technik-Empfindlichkeit unterstützt.
• Der Abbau der adhäsiven Schnittstelle ist nach wie vor ein großes Problem in der adhäsiven Zahnheilkunde; jedoch kann die Verwendung von Chlorhexidin als zusätzliches therapeutisches Primer eine einfache klinische Möglichkeit sein, die Bindungsstabilität über die Zeit zu verbessern.

Autoren: Nicola Scotti, Giovanni Cavalli, Massimo Gagliani, Lorenzo Breschi

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