Befestigung von PMMA-Restaurationen

Befestigung von PMMA-Restaurationen

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PMMA-Chips für den Ober- und Unterkiefer (Bild: Dr. Reza Saeidi Pour, ZTM Otto Prandtner). 

Welchen Einfluss hat die Vorbehandlung mit Argon-Plasma?

PMMA-Chips auf den Modellen (Bild: Dr. Reza Saeidi Pour, ZTM Otto Prandtner). 
PMMA-Chips auf den Modellen (Bild: Dr. Reza Saeidi Pour, ZTM Otto Prandtner).

Soll im Rahmen einer prothetischen Versorgung die vertikale Okklusion angehoben werden, dienen zunächst häufig temporäre Restaurationen (langzeitprovisorische okklusale Veneers) zum Testen der angestrebten Bisserhöhung. Als Material der Wahl werden gern CAD/CAM-Rohlinge aus PMMA verwendet. Deren Vorteile sind u. a. gute mechanische und optische Eigenschaften. Bezüglich der Befestigung sind einige werkstoffkundlichen Details zu beachten.

PMMA-Chips im Oberkiefer auf dem Modell (Bild: Dr. Reza Saeidi Pour, ZTM Otto Prandtner). 
PMMA-Chips im Oberkiefer auf dem Modell (Bild: Dr. Reza Saeidi Pour, ZTM Otto Prandtner).

Durch die industrielle Polymerisation der PMMA-Rohlinge liegen kaum freie Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen an der Oberfläche vor, die an weitere Kunststoffe (z. B. Befestigungskomposite) anbinden können. Um die PMMA-Oberfläche zu aktivieren, sind daher entsprechende Vorbehandlungsmethoden notwendig. In der hier vorgestellten in-vitro-Studie der LMU München untersuchten die Wissenschaftler den Einfluss der Argon-Plasmavorbehandlung in Kombination mit

  • verschiedenen Adhäsiven und
  • selbstadhäsiven Befestigungsmaterialien

auf die Verbundfestigkeit von PMMA-Restaurationen. Des Weiteren wurden nach den hier geprüften Vorbehandlungen noch zwei wichtige Parameter, die für einen guten Verbund entscheidend sind untersucht:

  • die Oberflächenspannung und
  • die Rauigkeit des CAD/CAM-Kunststoffes (PMMA).

Ablauf der Untersuchung

Vorbehandlung der Prüfkörper, Konditionierung, Befestigung und künstliche Alterung

Plasma-Vorbehandlung der PMMA-Prüfkörperoberfläche
Plasma-Vorbehandlung der PMMA-Prüfkörperoberfläche

Für die Studie sind insgesamt 260 PMMA-Prüfkörper hergestellt worden. Diese wurden maschinell poliert und mit Aluminiumoxidpulver (50 µm) für 5 Sekunden mit einem Druck von 0,5 bar im Abstand von 10 mm vorsichtig korundgestrahlt. Von diesen Prüfkörpern wurden 20 für die Messung der Oberflächenenergie und der Rauheit ausgewählt und davon jeweils 10 mit Argon-Plasma aus einem einfach anzuwendenden Handstück vorbehandelt. Die restlichen 240 Prüfkörper dienten zur Messung der Verbundfestigkeit. Während 120 Prüfkörper mit Argon-Plasma vorbehandelt wurden (Abb. 1), blieben die restlichen 120 unbehandelt.

Die Vorbereitung zum Einsetzen erfolgte wie folgt: (i) ohne Konditionierung, (ii) visio.link (bredent), (iii) VP connect (Merz Dental). Danach wurden die Prüfkörper entweder mit Clearfil SA Cement (Kuraray Noritake) oder mit RelyX Unicem Automix (3M) befestigt und so verklebt im Thermolastwechsel 5000-mal zwischen 5 °C und 55 °C thermisch gealtert. Jede Gruppe bestand aus jeweils 20 Prüfkörpern. Nach der künstlichen Alterung der Prüfkörper wurden die Verbundfestigkeiten gemessen und deren Bruchbilder beurteilt (siehe Abb.2).

Statistische Auswertung der Daten

Plasma 2 (3 von 1)
Verschiedene Bruchbilder nach abgeschlossenem Zugversuch (4.2: kohäsiver Bruch; 1.16P: adhäsiver Bruch der Abzugshülse)

Insgesamt konnte beobachtet werden, dass die Plasmabehandlung von PMMA die gemessene Oberflächenenergie signifikant erhöhte, jedoch keinen Einfluss auf die Oberflächenrauigkeit hatte. Allerdings zeigten Gruppen ohne Plasmabehandlung höhere Verbundfestigkeiten als plasmabehandelte Gruppen. Ausnahme bildete die Vorbehandlung mit VP connect in Kombination mit RelyX Unicem Automix. Hier stiegen die Verbundfestigkeiten nach der Plasmavorbehandlung signifikant. Generell zeigte Clearfil SA Cement höhere Verbundfestigkeiten zu PMMA-Kunststoff als das selbstadhäsive Befestigungskomposite RelyX Unicem Automix. Nach der Konditionierung mit visio.link zeigten beide selbstadhäsive Befestigungsmaterialien die höchsten Verbundfestigkeiten. Innerhalb der mit Clearfil SA Cement befestigten Gruppe zeigte die Konditionierung mit VP Connect vergleichbare Verbundfestigkeiten zu visio.link.

Fazit

Eine Plasmabehandlung von PMMA-Restaurationen erhöht zwar die Oberflächenspannung, jedoch nicht die Verbundfestigkeiten zu selbstadhäsiven Befestigungsmaterialien. Somit ist festzuhalten, dass die Benutzbarkeit nach der Plasmavorbehandlung verbessert wird, wobei die Verbundfestigkeit nicht beeinflusst wird. Was genau eine Plasma-Vorbehandlung ist und wie sie funktioniert, beschreiben wir in diesem Artikel auf dem EADT-Newsblog!

Veröffentlicht in: Liebermann A, Keul C, Bähr N, Eichberger M, Edelhoff D, Roos M, Stawarczyk B. Impact of plasma treatment of PMMA-based CAD/CAM blanks on surface properties as well as on adhesion to self-adhesive resin cements. Dent Mater 2013;29(9):935-944.

Autoren: Anja Liebermann, Annett Kieschnick, Bogna Stawarczyk

  • Oberflächenspannung beschreibt die Oberflächeneigenschaft „Benetzbarkeit“, d. h. wie gut lässt sich die Oberfläche mit dem Befestigungsmaterial benetzen. Dieser Wert beeinflusst unteranderem den Verbund.
  • Oberflächenenergie (Grenzflächenspannung) ist die Arbeit, die aufgewendet werden muss, um die Oberfläche einer Phase zu vergrößern. Bestimmt wird dieser Wert beispielsweise durch den Kontaktwinkel. Je kleiner dieser Winkel ist, desto besser ist die Benetzung dieser Oberfläche, weil die Flüssigkeit sich einfacher auf der Oberfläche verteilen lässt.
  • Verbundfestigkeit beschreibt die Haftung von zwei Materialien. Sie ergibt sich aus der Kraft, die verwendet wird bis die zwei Werkstoffe auseinanderbrechen sowie der Klebefläche zwischen den Werkstoffen, d.h. Kraft (N) / Klebefläche (mm2) = MPa.