Aktualisierung zur posterioren Kompositrestauration: Fokus auf Faktoren, die Form und Funktion beeinflussen

Zusammenfassung

Die Wiederherstellung von hinteren Zähnen mit kunststoffbasierten Kompositmaterialien gewinnt weiterhin an Beliebtheit unter den Klinikern, und die Nachfrage nach solchen ästhetischen Restaurationen steigt. Tatsächlich ist die häufigste ästhetische Alternative zu dentalem Amalgam das Komposit. Moderate bis große hintere Kompositrestaurationen haben jedoch höhere Ausfallraten, mehr rezidivierende Karies und eine erhöhte Häufigkeit von Ersatz. Forscher auf der ganzen Welt untersuchen neue Materialien und Techniken, die die klinische Leistung, die Handhabungseigenschaften sowie die mechanischen und physikalischen Eigenschaften von Kompositharz-Restaurationsmaterialien verbessern sollen. Trotz dieser Aufmerksamkeit haben große bis moderate hintere Kompositrestaurationen weiterhin eine klinische Lebensdauer, die ungefähr halb so lang ist wie die des dentalen Amalgams. Obwohl es zahlreiche Empfehlungen zur Präparationsgestaltung, zur Platzierung der Restauration und zur Polymerisationstechnik gibt, zeigt die aktuelle Forschung, dass die Langlebigkeit der Restauration von mehreren Variablen abhängt, die für den Zahnarzt schwer zu kontrollieren sein können. Zu diesen Variablen gehören das Kariesrisiko des Patienten, die Zahnposition, die Gewohnheiten des Patienten, die Anzahl der restaurierten Flächen, die Qualität der Zahn-Restauration-Bindung und die Fähigkeit des Restaurationsmaterials, eine versiegelte Zahn-Restauration-Schnittstelle zu erzeugen. Obwohl Kliniker dazu neigen, sich bei der Bewertung des Erfolgs und Misserfolgs von hinteren Kompositrestaurationen auf die Zahnform zu konzentrieren, muss der Schwerpunkt darauf liegen, unser Verständnis der klinischen Variablen zu erweitern, die die Bildung einer dauerhaften Versiegelung an der Restauration-Zahn-Schnittstelle beeinflussen. Dieses Papier präsentiert ein Update der bestehenden Technologie und hebt die Mechanismen hervor, die die Haltbarkeit von hinteren Kompositrestaurationen in permanenter Zähnen negativ beeinflussen.

Klinische Leistung von Komposit- versus Zahnamalgam-Restaurationen

In den Vereinigten Staaten wurden im Jahr 2005 166 Millionen zahnärztliche Restaurationen eingesetzt, und klinische Studien deuten darauf hin, dass mehr als die Hälfte Ersatz für fehlgeschlagene Restaurationen waren. Es wird erwartet, dass der Schwerpunkt auf Ersatztherapie mit der schrittweisen Abschaffung von Zahnamalgam zunehmen wird. Globale Bedenken hinsichtlich Quecksilber in der Umwelt sind der Hauptgrund für die Einstellung von Zahnamalgam. Zahnamalgam wird als eines der fünf wichtigsten Produkte mit Quecksilberzusatz identifiziert und belegt den fünften Platz hinter Batterien, Messgeräten, elektrischen Schaltern und Relais sowie quecksilberhaltigen Glühbirnen.

Resin-Komposit ist die häufigste Alternative zu Zahnamalgam, aber zahlreiche Studien berichten, dass Komposit-Restaurationen mehr wiederkehrende Karies, höhere Ausfallraten und eine erhöhte Häufigkeit von Ersatz aufweisen. Simecek et al. überprüften die zahnärztlichen Unterlagen von mehr als 3000 Patienten und kamen zu dem Schluss, dass das Risiko eines Ersatzes für hintere Komposit-Restaurationen im Vergleich zu Amalgam signifikant höher war. In einer Studie über hintere Restaurationen, die von 243 norwegischen Zahnärzten durchgeführt wurden, hatten fehlgeschlagene Amalgam-Restaurationen ein Durchschnittsalter von etwa 11 Jahren, während das Durchschnittsalter fehlgeschlagener Komposit-Restaurationen statistisch signifikant niedriger bei 6 Jahren war. Eine Studie über Komposit- und Amalgam-Restaurationen in der pädiatrischen Bevölkerung zeigte, dass der Bedarf an zusätzlicher Behandlung bei Kindern, die Komposit-Restaurationen erhielten, um 50 % höher war. Abhängig von Faktoren wie der Größe der Restauration, dem Standort des Zahns und dem Patiententyp beträgt die Lebensdauer großer bis moderater hinterer Komposit-Restaurationen etwa die Hälfte der von Zahnamalgam.

Die Verwendung von Kompositen zur Wiederherstellung von Form und Funktion für posterioren Zähnen, die durch Krankheit, Alter oder Trauma beschädigt wurden, gewinnt in der zahnärztlichen Gemeinschaft zunehmend an Akzeptanz. Eine Vielzahl von Faktoren kann den klinischen Erfolg von Klasse II Kompositrestaurationen beeinflussen. Klinische Parameter, einschließlich der Patientenmerkmale, der Zahnpräparation, der Matrizenverwendung und der Zusammensetzung des Komposits – Dentinbonding werden im Fokus dieses Übersichtsartikels stehen.

Patientenauswahl

Die Beliebtheit und Nachfrage nach harzbasierten posterioren Restaurationen nimmt seit der Einführung dieser Materialien in den 1950er Jahren stetig zu. Der gesellschaftliche Fokus auf Ästhetik sowie die weltweite Bewegung zur Eliminierung von Amalgam-Restaurationsmaterialien haben zu diesem Phänomen beigetragen. Leider hängt der Erfolg und/oder Misserfolg von harzbasierten Kompositrestaurationen von Variablen ab, die für den Behandler schwer zu kontrollieren sein können. Zum Beispiel haben Restaurationen, die bei Patienten mit hohem Kariesrisiko platziert werden, eine Misserfolgsrate, die doppelt so hoch ist wie die von Patienten mit niedrigem Kariesrisiko. Diese Ergebnisse wurden sowohl in der erwachsenen als auch in der pädiatrischen Zahnarztpatientenpopulation dokumentiert. Klinische Daten zeigen, dass unabhängig davon, welches Präparationsdesign gewählt wird oder welche Art von posteriorer harzbasierten Restauration verwendet wird, der Praktiker die Kariesstatus des Patienten sorgfältig berücksichtigen und die Empfehlungen für Restaurationsmaterialien entsprechend anpassen muss.

Zahnpräparation

Posterior Harzrestaurationen wurden für verschiedene Arten von Zahnpräparationen angezeigt. Insbesondere werden Harze verwendet, um die Ästhetik zu maximieren und den Verlust von Zahnsubstanz während der Präparation zu minimieren. Aufgrund der Lage der Karies und somit der Notwendigkeit, proximale Flächen bei Klasse II Restaurationen wiederherzustellen, wurden eine Reihe von Zahnpräparationsdesigns empfohlen. Das zugrunde liegende Ziel all dieser Zahnpräparationsdesigns ist eine Reduzierung des Verlusts von intakter Zahnsubstanz.

Die „Tunnel“-Technik, wie von Hunt und Knight berichtet, wurde verwendet, um proximale Karies zu entfernen, während der Randgrat intakt bleibt. Obwohl potenziell vielversprechend, schränkt das Fehlen langfristiger klinischer Studien die breite Anwendung dieser Technik ein. Die Fähigkeit, eine proximale kariöse Läsion direkt zu erreichen und wiederherzustellen, stellt die konservativste proximale Restaurationstechnik dar, die verfügbar ist. Diese Technik ist relativ erfolgreich darin, intakte Zahnsubstanz zu erhalten (Abbildungen 1 und 2).

Die Möglichkeit, proximalen kariösen Läsionen direkt zuzugreifen, ist normalerweise eingeschränkt. Minibox- oder „Slot“-Präparationen zur Restauration proximaler Läsionen in posterioren Zähnen wurden ebenfalls von Klinikern und Forschern empfohlen. Diese Präparationsdesigns wurden als minimalinvasiv und relativ erfolgreich beschrieben, mit einer berichteten Erfolgsquote von 70 % über einen Durchschnitt von 7 Jahren.

Die oben genannten Zahnpräparationsdesigns begrenzen erfolgreich die Entfernung von gesundem Zahnmaterial und nutzen geeignete Ätztechniken beim Verbinden mit intaktem Schmelz und Dentin. Abhängig von der Lage und dem Ausmaß der Karies können jedoch traditionelle Präparationsdesigns erforderlich sein, die den Zugang durch den kariösen marginalen Grat und die Entfernung von infiziertem okklusalen Schmelz und Dentin beinhalten. Diese invasiveren Präparationen sind in dieser klinischen Situation angezeigt (Abbildung 3) und gut in der Literatur dokumentiert. Wann immer möglich, sollten konservative, struktur-sparende Präparationstechniken verwendet werden. Bei der Restauration proximaler Flächen mit kunststoffbasiertem Komposit.

Erhebliche Aufmerksamkeit wurde der Beziehung zwischen Kavitätstyp, Kav Größ, Anzahl der restaurierten Flächen und dem Risiko des Restaurationsversagens gewidmet. Mit zunehmender Anzahl restaurierter Flächen steigt auch das Risiko des Restaurationsversagens. Zum Beispiel, wie in der Überprüfung von Demarco et al. aus dem Jahr 2012 berichtet, sind einflächige und Klasse I-Restaurationen weniger wahrscheinlich, dass sie im Vergleich zu Mehrflächenrestaurationen und Klasse II-Restaurationen versagen. Um das Restaurationsversagen zu minimieren und die Auswirkungen der Verklebung mehrerer Zahnflächen zu mildern, haben sich die meisten klinischen Strategien auf Methoden konzentriert, um das Verhältnis zwischen der verklebten Fläche und der nicht verklebten Fläche zu verringern, auch als Kavitätskonfiguration oder C-Faktor beschrieben. Je höher der C-Faktor, desto geringer die Chance auf Entspannung der Polymerisationsschrumpfung. Einige Studien haben gezeigt, dass der Anstieg des C-Faktors auch mit einer verringerten Bindungsstärke verbunden ist. Neuere Untersuchungen haben jedoch nahegelegt, dass dieses Ergebnis möglicherweise nicht für die neueren, niedrigschrumpfenden, harzbasierten Komposite gültig ist.

Zusammen mit dem Design der Präparation und dem Umfang der Gewebeentfernung beeinflusst die Position des Zahns im Mund direkt die allgemeine klinische Leistung und Langlebigkeit der Restauration. Studien legen nahe, dass Restaurationen, die in Prämolaren platziert werden, seltener fehlschlagen als ähnliche Restaurationen, die in Molaren platziert werden. Intuitiv macht dieses Ergebnis Sinn, da die Kaudkräfte und Spannungen, die auf Restaurationen in Molaren wirken, höher sind als die, die auf Prämolaren wirken. Dennoch deuten die Ergebnisse in Bezug auf die Zahnposition und die Anzahl der restaurierten Flächen darauf hin, dass Kliniker posterioren Kompositen in Bereichen verwenden sollten, in denen Ästhetik als wesentlich erachtet wird, und so viel Zahnsubstanz wie möglich erhalten sollten. Abbildungen 4 und 5 veranschaulichen die ästhetischen Ergebnisse, die erzielt wurden, als eine proximale Amalgamrestauration durch eine kunststoffbasierte Kompositrestauration ersetzt wurde.

Polymerisation und Matrizen

Die Techniken, die verwendet werden, um harzbasierten Komposite zu füllen und zu härten, insbesondere in Bereichen mit hohen Kaubelastungen, haben erhebliche Aufmerksamkeit erhalten. Die Debatte unter Forschern sowie Praktikern über Bulk-Härtung versus inkrementelle Härtung dauert an. Inkrementelle Fülltechniken (Abbildung 6) werden seit langem empfohlen, aufgrund der mit zahnärztlichen Kompositen verbundenen Polymerisationsschrumpfung. Die Reduzierung des Volumens des Komposits, das in jeder Phase des restaurativen Verfahrens polymerisiert wird, minimiert die Schrumpfung und maximiert die Umwandlung von Monomeren zu Polymer. Dies wird teilweise erreicht, indem die Abschwächung des Härtelichts verringert wird. Während inkrementelle Fülltechniken seit Jahrzehnten gelehrt und verwendet werden, zeigen einige Studien, dass die inkrementelle Füllung von harzbasierten Kompositen höhere Schrumpfspannungen erzeugt. Im direkten Gegensatz dazu berichten neuere Studien, dass die inkrementelle Füllung im Vergleich zu Bulk-Fülltechniken niedrigere Schrumpfspannungen erzeugt. Diese unterschiedlichen und widersprüchlichen Schlussfolgerungen sind wahrscheinlich auf unterschiedliche Testmethoden zurückzuführen. Derzeit bemühen sich die Hersteller, harzbasierten Kompositsysteme zu produzieren, die weniger Polymerisationsschrumpfung (< 2%) und, was noch wichtiger ist, reduzierte Polymerisationsschrumpfspannungen aufweisen. Strategien zur Verbesserung der Schrumpfung umfassen die Verwendung neuer, niedrigschrumpfender Monomere oder solcher mit einem erhöhten Molekulargewicht. Da sich die niedrigschrumpfenden Kompositharze verbessern, könnte die inkrementelle Füllung und Härtung von posterioren Kompositen möglicherweise nicht mehr empfohlen werden. Bis jedoch der langfristige klinische Erfolg der weniger schrumpfenden Kompositharzsysteme bestätigt ist, wird empfohlen, eine inkrementelle Fülltechnik bei tiefen Kavitätenvorbereitungen zu verwenden.

Der Einfluss des Matrizen Typs auf die Qualität des proximalen Kontakts und die Einfachheit der Platzierung von Klasse II Harzrestaurationen wurde ebenfalls bewertet. Die Fähigkeit, einen angemessenen, funktionalen, proximalen Kontakt mit einer Klasse II Harzrestauration zu reproduzieren, ist wichtig, um Nahrungsimpaktionen zu minimieren und somit gesunde parodontalen Gewebe zu erhalten. Darüber hinaus kann eine schlecht angepasste und fertiggestellte proximale Restauration einen „offenen Rand“ aufweisen, durch den orale Flüssigkeiten, z.B. Speichel, Enzyme, Wasser und kariogene Bakterien eindringen können. Diese marginale Undichtigkeit kann zu wiederkehrenden Karies führen, die häufig als Grund für das Versagen von Kompositrestaurationen angeführt wird.

Hersteller haben verschiedene Arten von Matrizen auf den Dentalmarkt eingeführt, um die Richtung der Schrumpfung von Kompositen während der Polymerisation zu beeinflussen. Die Literatur unterstützt das Konzept der „gerichteten Polymerisation“ nicht mehr, aber diese Matrizen existieren weiterhin. Obwohl es eine Vielzahl von verschiedenen Formen und Größen gibt, fallen die meisten Matrizen in eine von zwei grundlegenden Typen: (1) Metallmatrizen, die gerade oder zirkumferentiell/vorkonturiert sind, und (2) transparente Matrizen, die entweder gerade oder zirkumferentiell/vorkonturiert sind. Trotz der Theorie, dass transparente Matrizen die Polymerisation am gingivalen Rand verbessern, deutet die aktuelle Literatur darauf hin, dass die Wahl der Matrix den klinischen Erfolg von Klasse II posterioren Harzen nicht beeinflusst.

Zusätzlich zum Matrizen-Typ gibt es zahlreiche Produkte und Techniken zur Zahntrennung (Keilen). Dazu gehören Holzkeile und Trennringe. Die Literatur legt nahe, dass der Typ des Matrizenmaterials/Keils die klinische Leistung von Klasse II Kompositrestaurationen nicht beeinflusst. Allerdings zeigt die Literatur, dass keine Matrix/Keil-Kombination einen intakten proximalen Oberflächenkontakt an der genauen Stelle des natürlichen intakten Zahns genau reproduzieren kann.

Fehler bei Kompositrestaurationen

Forscher und die Industrie setzen ihre Bemühungen fort, Kompositharz-Restaurationsmaterialien zu modifizieren, um deren Handhabungseigenschaften, mechanische und physikalische Eigenschaften sowie klinische Leistung zu verbessern. Die Mehrheit der aktuellen Harzkomposite weist mechanische Eigenschaften auf, die sie für den Einsatz in allen Bereichen des Mundes geeignet machen. Die Funktionalität dieser Restaurationen in Bereichen mit hoher Kaubelastung ist jedoch weiterhin ein Anliegen. Harzrestaurationen, die in Bereichen mit hoher Funktion platziert werden, sind trotz der Fortschritte bei den aktuellen Materialien anfälliger für übermäßigen Verschleiß und/oder Randfrakturen. Kliniker müssen Vorsicht walten lassen, wenn sie große harzbasierten Kompositrestaurationen in Bereichen mit hoher Funktion platzieren. Die Langlebigkeit von posterioren Harzrestaurationen, die bei Patienten mit einer Vorgeschichte von Zähneknirschen oder -pressen eingesetzt werden, kann besonders eingeschränkt sein.

Während die Harzzusammensetzung, das Design der Zahnpräparation und die Matrizensysteme die Lebensdauer posteriorer Kompositrestaurationen beeinflussen können, ist der Hauptfaktor für das klinische Versagen von moderaten bis großen Kompositrestaurationen sekundäre Karies an den Rändern der Restaurationen. Als Beispiel berichteten die Forscher in einer Studie über Röntgenaufnahmen von 459 Erwachsenen im Alter von 18–19 Jahren, dass unter interproximalen Restaurationen die Ausfallrate aufgrund von sekundärer oder rezidivierenden Karies 43 % für Komposit im Vergleich zu 8 % für Amalgam betrug. In einer separaten Studie über Amalgam- und Kompositrestaurationen, die bei 8–12-jährigen Kindern eingesetzt wurden, war der Hauptgrund für das Versagen beider Materialien sekundäre Karies, wobei die sekundäre Karies bei Kompositrestaurationen 3,5-mal höher war.

Ein Anstieg der sekundären Karies an den Rändern von Kompositrestaurationen deutet darauf hin, dass der Dichtungsbereich an der Komposit-Zahn-Schnittstelle nicht ausreichend ist, um den physikalischen, chemischen und mechanischen Belastungen im Mund standzuhalten. Das Versagen von moderaten bis großen Kompositrestaurationen wurde mit der Degradation der Bindung an der Zahnoberfläche-Kompositmaterial-Schnittstelle und einer Erhöhung der Konzentration des kariogenen Bakteriums Streptococcus mutans am Rand dieser Materialien in Verbindung gebracht. Die Degradation der Bindung an der Schnittstelle zwischen Zahn und Komposit wurde mit dem Versagen von Klebstoffen in Verbindung gebracht, die keinen wasserdichten Dichtungsbereich mit dem Dentin bilden können. Das Versagen der Kleber/Dentin (a/d) Bindung führt zu offenen Poren an der Komposit-Zahn-Schnittstelle, und bakterielle Enzyme, orale Flüssigkeiten und sogar Bakterien können in diese offenen Poren eindringen. Daten aus in vivo und in vitro Studien zeigen, dass das Eindringen dieser Substanzen in die Hohlräume zwischen Zahn und Komposit zu rezidivierenden Karies, Überempfindlichkeit und pulpa-entzündlichen Prozessen führen wird. Ergebnisse aus klinischen Studien zeigen einen Verlust der Retention, schlechte marginale Anpassung und marginale Verfärbung, wenn die a/d-Schnittstelle der Mundhöhle ausgesetzt ist. Eine effektive mechanische Bindung zwischen der Kompositrestauration und dem behandelten Zahnschmelz wurde durch geeignete Säure-Ätzprotokolle erreicht, aber das Versagen der Bindung an der a/d-Schnittstelle gefährdet das langfristige klinische Überleben moderater bis großer posteriorer Kompositrestaurationen.

Bonding-Fehler wurden häufig am Zahnfleischrand von Klasse II Kompositrestaurationen festgestellt. Eine Trennung zwischen dem Kompositmaterial und der Zahnoberfläche wurde am Zahnfleischrand beobachtet. Bei Klasse II Kompositrestaurationen steht in der Regel wenig Zahnschmelz für die Haftung am Zahnfleischrand zur Verfügung; daher hängt die Bindung an dieser Stelle von der Integrität des mit Dentin gebildeten Versiegelung ab. Lücken am Zahnfleischrand wurden auf unzuverlässige Dentinbindung zurückgeführt. In einer Studie, die die Mikrotensil- a/d-Bondstärke der gingivalen und proximalen Wände von Klasse II Kompositrestaurationen verglich, war die adhäsive Bindung an der gingivalen Wand signifikant schwächer. Eine ergänzende spektroskopische Studie berichtete von einem zweifachen Unterschied im Ausmaß der Dentin-Demineralisierung an den proximalen und gingivalen Rändern. Der Unterschied in der Demineralisierung deutet auf weniger mineralisiertes Dentin am Zahnfleischrand hin. Der kumulative Effekt von weniger Mineral, erhöhter Dichte und Größe der Tubuli würde eine schnellere und tiefere Ätzung am Zahnfleischrand im Vergleich zur proximalen Wand bedeuten. Obwohl die Ätzung am Zahnfleischrand tiefer war, gab es erheblich weniger adhäsive Infiltration der demineralisierten Dentinmatrix am Zahnfleischrand. Die Diskrepanz zwischen Ätztiefe und adhäsiver Infiltration führte zu einer großen Fläche von freiliegendem Kollagen am Zahnfleischrand.

Yoshiyama et al. schlugen vor, dass die erhöhte Anzahl von Tubuli pro Flächeneinheit am Zahnfleischrand eine effiziente adhäsive Infiltration an diesem Rand fördern würde. Allerdings stören andere Variablen, einschließlich des Wassergehalts, die effiziente adhäsive Infiltration am Zahnfleischrand. Der Wassergehalt ist im Dentin am Zahnfleischrand im Vergleich zur proximalen Wand höher. Der Wassergehalt ist erhöht aufgrund des Wassers, das in der demineralisierten Dentinsmatrix und in den offenen Tubuli vorhanden ist, die eine große Menge an dentinaler Flüssigkeit enthalten. Das Vorhandensein dieser Flüssigkeit trägt zur Kontamination der vorbereiteten Oberfläche bei. Das erhöhte Wasser führt zu einer reduzierten adhäsiven Infiltration und einer geringeren Monomer/Polymer-Umwandlung des Adhäsivs am Zahnfleischrand im Vergleich zur proximalen Wand. Die Auswirkungen von Wasser auf die Effektivität der Haftung werden durch in vitro-Untersuchungen weiter unterstützt, die zeigen, dass adhäsive Monomere oder Oligomere und ungeschütztes Kollagen am Zahnfleischrand von Klasse-II-Kompositrestaurationen nach 90 Tagen der wässrigen Lagerung einer hydrolytischen Zersetzung unterliegen.

Feuchte Bonding-Techniken wurden Anfang der 1990er Jahre eingeführt, um die Probleme zu bekämpfen, die mit dem Kollaps von Kollagen nach dem Trocknen der demineralisierten Dentinmatrix verbunden sind. Feuchtes Bonding bedeutet, dass die demineralisierte Dentinmatrix während des gesamten Bonding-Protokolls vollständig hydratisiert ist. Bei diesem Verfahren werden die Kanäle zwischen den demineralisierten Dentin-Kollagenfibrillen mit Wasser, Lösungsmittel, Conditioner und/oder oralen Flüssigkeiten gefüllt. Der Kleber muss in die mit Flüssigkeit gefüllten Räume des Substrats und entlang der Kollagenfibrillen diffundieren. Idealerweise sorgt das Lösungsmittel in Kombination mit hydrophilen Monomeren, z.B. Hydroxyethylmethacrylat (HEMA), dafür, dass das Kollagen während der Kleberinfiltration expandiert bleibt. HEMA, ein Hauptbestandteil vieler Einflaschen-, kommerzieller Dentin-Kleber, kann jedoch die Verdampfung von Wasser dramatisch reduzieren. Hydrophobe Monomere, wie 2,2-bis[4(2-hydroxy-3-methacryloyloxy-propyloxy)-phenyl]propan (BisGMA), würden es widerstehen, in diese Bereiche zu diffundieren, in denen noch Wasser vorhanden ist.

In der in vivo-Situation kann es wenig Kontrolle über die Menge an Wasser geben, die auf dem Zahn verbleibt. Daher ist es möglich, die Dentinoberfläche so nass zu lassen, dass der Kleber physisch in hydrophobe und hydrophile Phasen getrennt wird. Tatsächlich zeigen Ergebnisse aus Laboruntersuchungen, dass überschüssige Feuchtigkeit die Bildung einer undurchlässigen, strukturell integrierten a/d-Bindung am zervikalen Rand von Klasse II-Kompositrestaurationen verhinderte.

Unter klinischen Bedingungen müssen Zahnärzte routinemäßig versuchen, an natürlich nassen Substraten zu binden, z. B. an kariösem Dentin oder tiefem Dentin. Der Wassergehalt von kariösem Dentin ist 2,7-mal höher als der von normalem Dentin. Exponierte Tubuli machen 22 % der Oberfläche im tiefen Dentin aus. Im Gegensatz dazu machen exponierte Tubuli nur 1 % der Oberfläche des Dentins in der Nähe der Dentin-Schmelz-Grenze aus. Der große Anstieg der exponierten Tubuli im tiefen Dentin bedeutet, dass die pulpaire Flüssigkeit zusätzliche Feuchtigkeit zu der bereits in der demineralisierten Dentinmatrix vorhandenen beitragen wird. Angesichts der Empfindlichkeit unserer aktuellen Kleber gegenüber überschüssiger Feuchtigkeit ist es offensichtlich, dass das Binden an diesen klinisch relevanten Substraten eine gewaltige Herausforderung darstellt. Diese Schwierigkeit hebt die potenziellen Einschränkungen bei der Verwendung von harzbasierten Kompositen zur Wiederherstellung großer, tiefer kariöser Läsionen hervor.

Empfindlichkeit des Klebers gegenüber feuchten Bonding-Bedingungen

Wasserblasen, die sich in Klebstoffen bilden, die auf übermäßig feuchten Oberflächen aufgetragen werden, und die Phasentrennung des Klebers, die zu einer sehr begrenzten Infiltration des kritischen, aber hydrophoben Dimethacrylatbestandteils führt, sind zwei Beispiele für die Empfindlichkeit unserer aktuellen Klebstoffe gegenüber überschüssiger Feuchtigkeit. Die optimale Menge an Feuchtigkeit variiert in Abhängigkeit vom Klebersystem. Es ist unmöglich, gleichzeitig eine gleichmäßige Feuchtigkeit an allen Wänden der Kavitätenpräparation zu erreichen. Kurz gesagt, feuchtes Bonding ist ein sehr technikempfindliches Verfahren. Optimales Bonding mit unseren aktuellen kommerziellen Dentin-Klebstoffen erfolgt über einen sehr engen Bereich von Bedingungen, z.B. Wassergehalt.

Strategien zur Förderung der Bindung von harzartigen Materialien an intrinsisch feuchte Dentin-Substrate umfassen die Einbeziehung von ionischen und hydrophilen Monomeren in den Kleber.

Diese Klebstoffe ätzen und grundieren gleichzeitig, wodurch die Probleme des Kollagenkollapses angesprochen und das Bonding-Protokoll vereinfacht werden. Die Hydrophilie dieser Klebstoffe erhöht die Wasseraufnahme, was zu hydrolytischem Abbau im Mund führen kann. Bei diesen Systemen fehlt der gebundene Schnittstelle eine nicht gelöste hydrophobe Harzbeschichtung. Die hybriden Schichten, die mit diesen Klebersystemen hergestellt werden, verhalten sich wie semipermeable Membranen; Wasser wird durch die gebundene Schnittstelle übertragen, selbst nach der Polymerisation des Klebers. Der Anstieg der Konzentration hydrophiler Monomere in diesen Systemen wurde mit einer verringerten strukturellen Integrität an der a/d-Schnittstelle in Verbindung gebracht. Eine Verschlechterung der a/d-Bindung, die mit diesen Systemen gebildet wurde, wurde nach 1 Jahr in vivo Alterung festgestellt. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Hydrophilie und hydrolytische Stabilität von Harzmonomeren im Allgemeinen antagonistisch sind.

Auswirkungen von Funktion, Ermüdung und Degradation

Bei sofortiger Messung gelten Dentin-Komposit-Bindungen im Allgemeinen als ausreichend, um den Bedingungen im Mund standzuhalten, aber diese Bindungen verschlechtern sich im Laufe der Zeit. Die beiden Hauptmechanismen der Verschlechterung sind Ermüdung und Hydrolyse. Ermüdung wurde mit den Spannungen in Verbindung gebracht, die durch okklusale Kräfte, thermische Ausdehnung und Kontraktion sowie die Polymerisationsschrumpfung des Komposits auf die Bindung übertragen werden. Die chronische Verschlechterung der Dentin-Komposit-Bindung steht auch im Zusammenhang mit Hydrolyse und Auswaschung des Klebers, der in die Zahnstruktur eingedrungen ist.

Untersuchungen zur Ermüdung haben gezeigt, dass das zeitabhängige Verhalten der Komposit-Zahn-Schnittstelle eine komplexe Funktion der einzelnen Materialphasen ist. Zum Beispiel haben mikroendliche Finite-Elemente-Analysen gezeigt, dass jede Materialphase an der a/d-Schnittstelle unterschiedlichen Spannungs-Konzentrationen bei funktionalen Lasten ausgesetzt ist. Das Gesamtversagen der Bindung an der a/d-Schnittstelle wird nicht durch die schwächste Komponente bestimmt, sondern durch die Komponente, deren Spannungs-Konzentration ihrer Versagensfestigkeit am nächsten kommt. In ähnlicher Weise wird die gesamte Ermüdungslebensdauer der a/d-Schnittstelle von der Materialkomponente mit der kürzesten Ermüdungslebensdauer unter einer gegebenen Belastungsbedingung bestimmt.

Unter der Kaustfunktion sind die Materialkomponenten an der Schnittstelle zwischen Komposit und Zahn sowohl chemischen als auch mechanischen Belastungen ausgesetzt. Das Zusammenspiel dieser Belastungen kann im Laufe der Zeit zu einer Verschlechterung der Eigenschaften des Materials führen. Das Brechen von kovalenten Bindungen durch die Zugabe von Wasser zu Esterbindungen wird als einer der Hauptgründe für die Verschlechterung des Klebers an der Schnittstelle zwischen Komposit und Zahn angesehen. Interessanterweise produziert der Abbau von Methacrylatestergruppen Carbonsäuren – die gleiche funktionelle Gruppe, die für die durch Milchsäure verursachten Zahnkaries verantwortlich ist. Die Veränderung der mechanischen Eigenschaften der Materialien kann auf eine Vielzahl von Mechanismen zurückgeführt werden, die die Proliferation von Oberflächen- und Unterflächenfehlern umfassen. Diese Fehler in Kombination mit den chemischen und biochemischen Belastungen, die im Mund vorhanden sind, können dann zu einem Versagen der Restauration führen.

Zusammenfassend kann die a/d-Bindung die erste Verteidigung gegen Substanzen sein, die eindringen und letztendlich den Zahnfleischrand bei Kompositrestaurationen in vivo untergraben können. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass der in vivo Abbau der Bindung an der a/d-Schnittstelle einer Kaskade von Ereignissen folgt, die beginnt, wenn das Dentin mit Säure geätzt wird. Die Störung der Zahnstruktur durch Säureätzung legt proteolytische Enzyme frei und aktiviert diese, z. B. Matrixmetalloproteinasen (MMPs), die die exponierte Kollagenkomponente der hybriden Schicht abbauen können.

Die folgenden Faktoren hemmen die Bildung einer dauerhaften a/d-Bindung: (1) Wassersorption und Hydrolyse des adhäsiven Harzes; (2) unzureichende Monomer/Polymer-Umwandlung des infiltrierenden Adhäsivs; (3) unvollständige Harzinfiltration der demineralisierten Dentinmatrix; (4) unvollständige Lösungsmittelverdampfung; und (5) enzymatische Herausforderungen innerhalb der Kavitätenpräparation durch Exposition gegenüber oralen Flüssigkeiten. Obwohl dauerhafte a/d-Bindungen entscheidend für die Aufrechterhaltung einer Dichtung an der Zahn-Komposit-Schnittstelle sind, sind die Eigenschaften der Materialien nur ein Teil eines äußerst komplexen Problems.

Zusammenfassung

Die Restauration von hinteren Zähnen mit kunststoffbasierten Kompositmaterialien gewinnt weiterhin an Beliebtheit unter Zahnärzten, und die Nachfrage nach solchen ästhetischen Restaurationen steigt. Die Hersteller arbeiten intensiv daran, Kompositmaterialien zu verbessern, indem sie Komponenten modifizieren, um die Polymerisationsschrumpfung zu verringern, die mechanischen und physikalischen Eigenschaften zu verbessern und die Handhabungseigenschaften zu optimieren. Die beiden Hauptursachen für das Versagen von hinteren Kompositrestaurationen sind Sekundärkaries und Frakturen (Restauration oder Zahn). Eine Überprüfung und Aktualisierung von hinteren Harzkompositen in Bezug auf das Präparationsdesign, die Matrixwahl und die Harzsysteme zeigt das begrenzte Ausmaß, in dem diese Faktoren die gesamte klinische Lebensdauer von Harzen, die in hinteren Zähnen platziert werden, beeinflussen. Klinische und patientenbezogene Faktoren, einschließlich Kariesrisiko, Kavitätengröße, Kavitätstyp, Anzahl der restaurierten Flächen und Position des Zahns im Mund, müssen bei der Auswahl eines restaurativen Materials, einschließlich Kompositharzen, sorgfältig berücksichtigt werden.

Während Kliniker dazu neigen, sich bei der Bewertung des Erfolgs und Misserfolgs von posterioren Harzen auf die Form und Funktion der Zähne zu konzentrieren, muss der Schwerpunkt darauf liegen, unser Verständnis und Wissen über die komplexen und komplizierten Eigenschaften der Restauration-Zahn-Schnittstelle zu erweitern. Dieses Papier präsentiert ein Update der bestehenden Technologie und hebt die Mechanismen hervor, die die Haltbarkeit von posterioren Kompositen in bleibenden Zähnen negativ beeinflussen.

Autoren: Brenda S Bohaty, Qiang Ye, Anil Misra, Fabio Sene, Paulette Spencer

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