DIE KLASSISCHE STANDARDVERSORGUNG - Dentsply

DIE KLASSISCHE STANDARDVERSORGUNG

VorläufigeTechnische Information 10.3.2003

Inhaltsverzeichnis 1 Einführung....................................................................................................... 3

1.1 Ziele der Projektentwicklung.................................................................................. 4 1.2 Die Technologie von Dyract eXtra ......................................................................... 4

1.2.1 Chemie der Harzmatrix....................................................................................... 4 1.2.2 Füllstoff ............................................................................................................... 5 1.2.3 Zur Chemie von Kompomeren............................................................................ 5

2 Produktbeschreibung ..................................................................................... 7

2.1 Indikationen ............................................................................................................. 7

3 Physikalische Eigenschaften von Dyract eXtra............................................ 8

3.1 Geprüfte Materialien ............................................................................................... 8 3.2 Formänderungs- und Druckfestigkeit ................................................................... 8

3.2.1 Formänderungsfestigkeit .................................................................................... 8 3.2.2 Druckfestigkeit .................................................................................................... 9

3.3 Biegefestigkeit und Biegemodul.......................................................................... 10 3.3.1 Biegefestigkeit .................................................................................................. 10 3.3.2 Biegemodul....................................................................................................... 11

3.4 Resilienzmodul...................................................................................................... 12 3.5 Polymerisationsschrumpfung.............................................................................. 13 3.6 Expansion in Wasser ............................................................................................ 14 3.7 Aushärtungstiefe................................................................................................... 16 3.8 Verschleißfestigkeit .............................................................................................. 17

3.8.1 Der ACTA Verschleißtest.................................................................................. 17 3.8.2 Der Leinfelder Verschleißtest ........................................................................... 19

3.9 Oberflächenhärte .................................................................................................. 20 3.10 Polierbarkeit .......................................................................................................... 21 3.11 Röntgenopazität .................................................................................................... 22 3.12 Fluoridfreisetzung................................................................................................. 23 3.13 Haftung................................................................................................................... 24 3.14 Verarbeitungszeit .................................................................................................. 25 3.15 Dauerbiegefestigkeit ............................................................................................. 27

4 Zusammenfassung und Schlußfolgerungen .............................................. 29

5 Referenzen..................................................................................................... 30

1 Dyract eXtra Technische Information deutsch (2003-05-22).doc Seite 2/30

EINFÜHRUNG

Die Entwicklung der Dentalkomposite ist seit den frühen 70er Jahren des 20. Jahrhunderts,

als die ersten derartigen Materialien eingeführt wurden, im Gange. Bis dahin basierten

Füllungen auf Silber-Quecksilber-Amalgamen, Gemischen aus säure-auslaugbarem Glas

und Phosphorsäure – sog. „Silikatzementen“ – oder ungefüllten polymerisierbaren Harzen.

Da jede Materialklasse gewisse Stärken, aber auch Schwächen hatte, bestand ein Ansporn

für die Entwicklung neuer Materialien. Beispielsweise gelten Amalgame im Allgemeinen als

preisgünstig, anwenderfreundlich und langlebig; ihre Nachteile sind jedoch die Toxizität des

Quecksilbers und die schwarze Farbe der Restaurationen. Silikatfüllungen waren in etwa

zahnfarben und gaben zur Verhinderung von Sekundärkaries Fluorid an die Zahnsubstanz

ab. Allerdings lösten sie sich zumeist schnell auf und zeigten keine hohe Festigkeit; deshalb

werden sie heute kaum noch verwendet. Die in den fünfziger Jahren eingeführten ungefüllten

Harze hatten einige Vorteile in Bezug auf Zähigkeit, Anwenderfreundlichkeit und Ästhetik.

Doch auch ihre Festigkeit war nicht sehr hoch, so dass sie nur in Bereichen geringer

Belastung, etwa bei Frontzähnen, verwendet werden konnten. Außerdem zeigen die

ungefüllten Harze eine starke Volumenschrumpfung, normalerweise mindestens 5 %. Dies

bewirkt eine Spaltbildung zwischen Füllung und Zahnsubstanz und damit Sekundärkaries

rund um die Restauration und darunter. Mit der Einführung der Komposite waren dann eine

verbesserte Oberflächenhärte, größere physikalische Festigkeiten, eine hohe Ästhetik, eine

geringere Schrumpfung und eine höhere Verschleißfestigkeit erzielbar. Zur Verbesserung

der Eigenschaften der Silikatzemente wurde die Phosphorsäure durch Polycarbonsäure

ersetzt, wodurch die heute als Glasionomere oder Glaspolyalkenoate bekannten Materialien

entstanden. Diese haben den Nachteil, dass sie optisch relativ opak und außerdem sehr

spröde sind. Ihre Vorteile gegenüber den Kompositen sind jedoch, dass sie dank geringer

Techniksensitivität einfach in der Anwendung sind und auch Fluoridionen freisetzen. Um die

besten Eigenschaften von Kompositen und Glasionomeren miteinander zu kombinieren,

führte Dentsply 1993 eine neue Materialklasse ein – die sog. Kompomere. Das neue

Material, Dyract®, war sofort ein Erfolg und erfreut sich auch nach zehn Jahren noch großer

Beliebtheit.


Zur Überwindung der Indikationsbeschränkungen der ersten Generation von Dyract führte

Dentsply 1997 eine zweite Generation unter dem Markennamen Dyract® AP ein. Dyract AP

war für Anwendungen auch in jenen Situationen konzipiert, in denen Abrasionsbeständigkeit

und hohe mechanische Festigkeit von besonderer Bedeutung sind. Seine verbesserte

mechanische Festigkeit verdankt Dyract AP einer optimierten Monomer-Zusammensetzung

und der Beimengung eines Submikron-Füllstoffs. Letzterer trägt auch zur hervorragenden

Polierbarkeit von Dyract AP bei.

Die zweite Generation, Dyract AP, brachte höhere Festigkeit und geringeren Verschleiß, so

dass das Material auch in bestimmten Klasse-I- und -II-Kavitäten verwendet werden konnte.

Dyract AP ist nun schon seit fünf Jahren auf dem Markt, und sein exzellentes klinisches

Leistungsvermögen wird allgemein anerkannt und geschätzt.

Ziele der Projektentwicklung

Die wichtigsten Ziele bei der Entwicklung der dritten Generation, Dyract eXtra, waren:

• Eine Anpassung der Konsistenz von Dyract eXtra an die der ersten Generation von

Dyract, die etwas weicher war als bei Dyract AP.

• Eine Aushärtungszeit von 10 Sekunden pro 2-mm-Schicht für alle Farben, wenn eine

leistungsstarke Halogen-Polymerisationslampe, wie z.B. Spectrum 800 von Dentsply,

verwendet wird.

• Eine ausreichende Verarbeitungszeit.

Die Technologie von Dyract eXtra

Chemie der Harzmatrix

Die Harzmatrix von Dyract eXtra ist eine Mischung aus mehreren bekannten und bewährten

Methacrylat-Harzen, unter anderem ethoxyliertes Bisphenol-A-Dimethacrylat, Urethan-Harz,

Triethylenglykol-Dimethacrylat (TEGDMA) und Trimethylolpropan-Trimethacrylat (TMPTMA).

Auch TCB-Harz ist enthalten; es verleiht dem Harzgemisch eine hohe Kohäsion, verringert

seine Hydrophobie und sorgt für eine stärkere Fluoridfreisetzung. Dyract eXtra vereint somit

eine Vielzahl exzellenter Eigenschaften in sich. Die Matrix enthält auch eine Kombination des

Photoinitiators Kampferchinon mit dem Beschleuniger Dimethylaminobenzoesäure-

Ethylester; die Konzentrationen dieser beiden Stoffe wurden sorgfältig optimiert, um eine


lange klinische Verarbeitungszeit (geringere Empfindlichkeit gegenüber Umgebungslicht)

und eine große Aushärtungstiefe zu gewährleisten.

Füllstoff

Der Füllstoff von Dyract eXtra ist dasselbe bewährte Strontiumfluorid-Glas wie in Dyract und

Dyract AP. Das Glas hat eine mittlere Partikelgröße von 0,8 µm, was die Erzielung einer

hochglänzenden Politur erleichtert. Die Partikelgrößenverteilung, gemessen mit einem Laser-

Mastersizer von Malvern, ist in Abbildung 1 dargestellt.

Partikel Durchmesser (µm.)

%

0

10

20

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0

Abbildung 1 Partikelgrößenverteilung des Füllstoffs von Dyract eXtra

Zur Chemie von Kompomeren

Die Bezeichnung „Kompomer“ entstand aus der Verschmelzung der Worte KOMPOsit und

IonoMER, in der die bei Dyract verwirklichte Kombination der Technologien von Kompositen

und Glasionomeren zum Ausdruck kommt. Die nachfolgende Tabelle bietet einen Überblick

über die wesentlichen Merkmale der verschiedenen Materialklassen.


Materialklasse 1. Merkmal 2. Merkmal 3. Merkmal

Glassionomer reaktives Fluorid freisetzendes

Glas

Polysäuren Wasser

Komposit nicht-reaktives Glas Monomer

Kompomer reaktives Fluorid freisetzendes

Glas

saures Monomer Wasser aus der

Umgebung

Tabelle 1 Wesentliche Merkmale

Ein Kompomer ist insofern eine „Kreuzung“ aus einem Glasionomer und einem Komposit,

als es sowohl ein reaktives Fluoridglas und eine Säure als auch Monomere enthält. Ein

großer und wichtiger Unterschied zwischen Glasionomeren und Kompomeren besteht darin,

dass beim Glasionomer die Säure als Polymer vorliegt, beim Kompomer jedoch in Form von

Monomeren, die sich erst bei der Aushärtung (Polymerisation) des Füllungsmaterials zu

einem Polymer verbinden. Ein weiterer Unterschied ist, dass das Kompomer kein Wasser

enthält und eine Reaktion zwischen dem Glas und den sauren Monomeren erst stattfindet,

wenn das Kompomer aus der Umgebung Wasser aufnimmt. Schon früh ergab sich ein

Missverständnis in Bezug auf Kompomere, und zwar die mitunter anzutreffende Erwartung,

dass Dyract in erster Linie Eigenschaften von Glasionomeren aufweisen würde. Bei

Betrachtung der obigen Tabelle wird jedoch klar, dass dies nicht der Fall sein kann. Die

Glasionomer-Eigenschaften entwickeln sich nämlich nur langsam, NACHDEM das Material

verwendet und wie ein Komposit ausgehärtet wurde.


PRODUKTBESCHREIBUNG Dyract eXtra ist ein mit sichtbarem Licht polymerisierbares, röntgenopakes Kompomer-

Füllungsmaterial für alle Kavitätenklassen. Es ist zur Verwendung mit einem selbstätzenden

Adhäsivsystem, z.B. Xeno® III, oder auch einem Total-Etch-Adhäsiv, z.B. Prime&Bond® NT,

vorgesehen. Das Material ist in Compules® Tips vordosiert und in zehn Farben erhältlich.

Dyract eXtra kann in 2-mm-Schichten polymerisiert werden, wobei jede Schicht 10 Sekunden

mit einer leistungsstarken Halogen-Polymerisationslampe, z.B. Spectrum 800 von Dentsply,

ausgehärtet werden sollte. Dyract eXtra übertrifft im Hinblick auf seine physikalischen

Eigenschaften Dyract AP und viele der gegenwärtig meistverwendeten Komposite.

Indikationen

Dyract eXtra ist als direktes Füllungsmaterial für alle Kavitätenklassen indiziert.


PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN VON DYRACT EXTRA

Geprüfte Materialien

Für unsere vergleichenden In-vitro-Eigenschaftsprüfungen wurden die folgenden Materialien

ausgewählt:

Material Bezeichnung Produkt Charge Hersteller

Dyract AP Dyract AP verschiedene Dentsply

Z250 Filtek™ Z250 OEF 3M™

Tetric Ceram Tetric® Ceram C16365 Vivadent

Tabelle 2 Die für die vergleichenden In-vitro-Eigenschaftsprüfungen ausgewählten Füllungsmaterialien

Formänderungs- und Druckfestigkeit

Formänderungsfestigkeit

Klinische Relevanz: Die Formänderungsfestigkeit eines zahnärztlichen Füllungsmaterials

ist von besonderer Bedeutung, da sie Aufschluss über die Kraft gibt, die das Material

aushält, bevor eine Schädigung eintritt. Formänderungs- und Druckfestigkeit werden

zusammen angegeben, da sie im selben Test ermittelt werden.

Die Formänderungsfestigkeit eines Materials ist definiert als die Belastung, bei der das

Spannungs-Verformungs-Verhältnis des Materials nicht-linear wird. Da dieses nicht-lineare

Verhalten auf plastisches Fließen oder Rissbildung im Material zurückzuführen ist, ist die

Formänderungsfestigkeit gleichbedeutend mit der stärksten Belastung, der ein Material

ausgesetzt werden kann, bevor eine bleibende Verformung und eine strukturelle Schädigung

eintreten. Dies ist eine sehr wichtige Eigenschaft zahnärztlicher Füllungsmaterialien, da

weder ein Fließen noch eine Rissbildung erwünscht sind und man wissen muss, bei welcher

Belastung diese Vorgänge beginnen – und nicht, wie bei der Messung der Druckfestigkeit, wann sie katastrophal enden. Daher ist einleuchtend, dass die Formänderungsfestigkeit


eines Materials höher als die bei seiner Verwendung auftretenden Belastungen sein sollte

und die Druckfestigkeit in dieser Hinsicht nur von sekundärer Bedeutung ist.

Wie aus Abbildung 2 ersichtlich, ist die Formänderungsfestigkeit bei Dyract eXtra um 28 % höher als bei Tetric Ceram, aber es besteht kein signifikanter Unterschied zu den Werten von Filtek Z250 oder Dyract AP.

115

151140

149

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Dyract eXtra Dyract AP Z 250 Tetric Ceram

Abbildung 2 Formänderungsfestigkeiten

Druckfestigkeit

Klinische Relevanz: Die klinische Bedeutung der Druckfestigkeit ist umstritten, und die

Werte können irreführend sein, wenn das Fließen des Materials unberücksichtigt bleibt.

Die Druckfestigkeit eines Materials ist die Druckbelastung, bei der ein Totalversagen eintritt.

Es gilt seit langem als gesichert, dass Dentalkomposite unter klinischen Druckbelastungen

nicht versagen1 (siehe z.B. Brosh T, Ganor Y, Belov I, Pilo R, Dent Mater. 1999

May;15(3):174-9); die Prüfung der Druckfestigkeit ist auch in der ISO-Spezifikation 4049 für

Komposite nicht enthalten. Allerdings wird mit Hilfe der Druckfestigkeitsmessung häufig auf

einfache Weise kontrolliert, ob der Glasfüllstoff korrekt silanisiert und die Paste gleichförmig

und frei von Luftblasen oder anderen Unregelmäßigkeiten ist. Es wurde festgestellt, dass die

mittlere Druckfestigkeit verschiedener Chargen von Dyract eXtra zwischen etwa 320 MPa

und 340 MPa variiert, was einer Schwankungsbreite von rund 6 % entspricht.


Die Druckfestigkeiten verschiedener Dentalkomposite schwanken zwischen etwa 250 MPa

und 400 MPa (ohne Berücksichtigung des Materialflusses); Dyract eXtra liegt also auch in

diesem Bereich.

Während des Druckversuchs nimmt der Durchmesser einer Kompositprobe zu, was aber

normalerweise ignoriert wird. Die bei Verwendung des ursprünglichen Probendurchmessers

berechneten Werte sind nachfolgend dargestellt:

Dyract eXtra 339 ± 20 MPa COV=6%

Dyract AP 326 ± 15 MPa COV=3.6

Tetric Ceram 360 ± 15 MPa COV=4.2%

Filtek Z250 380 ± 45 MPa COV=11.8%

Es ist nochmals zu betonen, dass anhand dieser Druckfestigkeitswerte nur geprüft wird, ob

die Festigkeit einer bestimmten Charge eines Materials in dem für dieses Material üblichen

Bereich liegt. Da der Materialfluss hierbei nicht berücksichtigt wird, sollten keine Vergleiche

mit anderen Materialien angestellt werden.

Biegefestigkeit und Biegemodul

Biegefestigkeit

Klinische Relevanz: Die Biegefestigkeit eines zahnärztlichen Materials ist eine wichtige

Eigenschaft, da ein solches Material möglicherweise in dünnen Schichten oder an schlecht

abgestützten Kanten verwendet wird, an denen Biegekräfte auftreten.

Die Biegefestigkeit wurde nach ISO 4049 bei Proben mit Nennmaßen von 2 mm im Quadrat

und 25 mm Länge gemessen. Da allerdings Materialüberschüsse durch Abschmirgeln

entfernt werden mussten, konnten Kratzer und Formänderungen entstehen, die eventuell

verfälschte Werte und eine große Variationsbreite zur Folge haben. Deshalb wurde die

Biegefestigkeit auch nach einem in der Literatur beschriebenen Verfahren gemessen, bei

dem die Proben in Glasröhrchen mit 3 mm Durchmesser2 hergestellt werden. Auf diese

Weise entstehen absolut defektfreie zylindrische Proben, und die ermittelten Werte sind hier

ein wenig höher und zeigen eine geringere Variationsbreite als beim ISO-Verfahren.


Jedoch gibt es, wie aus Abbildung 3 ersichtlich, keine statistisch signifikanten Unterschiede

zwischen den nach zwei verschiedenen Methoden bestimmten Biegefestigkeiten von

Dyract eXtra, Dyract AP und Tetric Ceram, während der Wert für Z250 möglicherweise

geringfügig höher ist. Allerdings liegen alle Biegefestigkeiten im normalen Bereich für

Komposite, und alle Materialien übertreffen ohne weiteres den ISO-Mindestwert von 80 MPa.

0

50

100

150

200

Dyract eXtra Dyract AP Tetric Ceram Filtek Z250

3 mm round samples ISO samples

Abbildung 3: Biegefestigkeiten

Biegemodul

Klinische Relevanz: Bei einem zu hohen Biegemodul ist ein Material relativ spröde, bei

einem zu niedrigen Modul ist es dagegen zu flexibel.

Der Biegemodul, auch Elastizitätsmodul genannt, ist ein Maß für die Elastizität eines

Materials und damit eine wichtige Größe, da ein Füllungsmaterial weder zu elastisch noch zu

starr sein sollte. Erfahrungsgemäß zeigen Materialien mit einem Biegemodul zwischen 6.000

und 12.000 MPa zufriedenstellende Resultate. Ein Biegemodul von mehr als 15.000 MPa

führt demgegenüber zu einer zu hohen Sprödigkeit.


Die folgenden Werte wurden bei Dentsply in Konstanz ermittelt:

Material Elastizitäts-modul MPa

Standardabweichung MPa

Variations-Koeffizient %

Dyract eXtra 7676 118 MPa 1.5

Dyract AP 7094 300 MPa 4.2

Tetric Ceram 9067 517 MPa 5.7

Filtek Z250 10308 254 MPa 2.4

Tabelle 3 Biegemodul

Bei allen oben genannten Materialien liegt der Biegemodul demnach in einem brauchbaren,

akzeptablen Bereich.

Resilienzmodul

Klinische Relevanz: Der Resilienzmodul eines Materials ist ein Maß für die Energiemenge,

die es absorbieren kann, bevor eine Schädigung eintritt. Der Resilienzmodul sollte so hoch

wie möglich sein.

Der vielleicht nützlichste Aspekt der Formänderungsfestigkeit und des Elastizitätsmoduls ist,

dass aus ihnen mit der nachfolgenden Formel der Resilienzmodul berechnet werden kann.

Resilienzmodul = (Formänderungsfestigkeit)² / (2 x Elastizitätsmodul)

Anhand der auf den vorhergehenden Seiten angegebenen Werte wurden für die einzelnen

Materialien die folgenden Resilienzmodulwerte errechnet:


Material Resilienzmodul

Dyract eXtra 1.43

Dyract AP 1.38

Tetric Ceram 0.73

Z250 1.11

Tabelle 4 Resilienzmodul

Die Variationskoeffizienten für die Resilienz können aus denen der Formänderungsfestigkeit

und des Elastizitätsmoduls berechnet werden. Vorausgesetzt, dass diese Messungen

unabhängig voneinander erfolgten und mögliche Messfehler rein zufällig sind, erhält man

einen mittleren Gesamt-Variationskoeffizienten von rund 8 %.

Der Resilienzmodul von Dyract eXtra ist signifikant höher als bei Tetric Ceram oder Z250;

dies lässt auf eine längere klinische Lebensdauer schließen.

Polymerisationsschrumpfung

Prüfer: Watts, University of Manchester

Klinische Relevanz: Eine übermäßige Polymerisationsschrumpfung nach dem Aushärten

eines Füllungsmaterials trägt zu Mikroundichtigkeit an den Füllungsrändern und Spannungen

im Bereich der Zahnhöcker bei. Beides kann zu postoperativer Sensitivität führen, und im

Extremfall kann der Spannungsaufbau eine Zahnfraktur zur Folge haben.

Die Polymerisationsschrumpfung zahnärztlicher Kompositmaterialien ist leicht messbar; es

werden dazu verschiedene Methoden angewandt.3-8 Die Schrumpfung von Dyract eXtra

wurde von Watts mit Hilfe der in Manchester entwickelten Methode mit gebondeten Scheiben

sowie bei Dentsply DeTrey mit einem Verfahren auf der Grundlage des Archimedischen

Prinzips gemessen.


Watts, Manchester Dentsply DeTrey Literaturwerte8

Dyract eXtra 2.48 (0.06) % 2.65 (0.05) %

Dyract AP 2.79 (0.08) %

Tetric Ceram 2.66 (0.2) % 2.75 (0.05) % 2.9 %

Filtek Z250 2.00 (0.05) % 2.2 %

Tabelle 5 Schrumpfungswerte

Die genannten Literaturwerte wurden nach einem deutlich anderen Verfahren mit Hilfe eines

Laser-Inferometers gemessen (E. A. Fogleman et al., Dental Materials 18 (2002) 324-3308).

Eine Schrumpfung von rund 2,5 bis 3,5 % ist bei Materialien mit dem üblichen Füllstoffanteil

von etwa 50 Vol. % normal, und die obigen Materialien zeigen in dieser Hinsicht keine

ungewöhnlichen Resultate. Es besteht eine sehr hohe Übereinstimmung zwischen den bei

Dentsply DeTrey nach dem Archimedischen Verfahren und den extern gemessenen Werten,

was darauf hindeutet, dass die Zahlen korrekt und verlässlich sind.

Expansion in Wasser

Klinische Relevanz: Eine geringfügige Ausdehnung kann zwar hilfreich sein, da sie zur

Relaxation der Polymerisationsspannung beiträgt, aber im Übermaß kann die Ausdehnung

eine nach außen gerichtete Kraft auf die Zahnhöcker erzeugen, die von postoperativen

Schmerzen begleitet ist.

Dass Komposite bei der Polymerisation schrumpfen, ist allgemein bekannt, aber dass sie

sich infolge der Absorption von Wasser auch verschieden stark ausdehnen, mag für den

einen oder anderen neu sein7,8. Die ISO-Spezifikation 4049 7.12 bezieht sich auf eine

Messung der „Wasseraufnahme“, aber die direkte Messung der Ausdehnung ist wohl die

sinnvollere und nützlichere Methode.

Die nachfolgenden Ausdehnungswerte wurden bei Dentsply DeTrey mit Hilfe eines Laser-

Mikrometers ermittelt, das den Durchmesser einer Scheibe in einer leichten Abwandlung des

von Martin und Jedynakiewicz beschriebenen Verfahrens misst9. Es wurden Scheiben des

Materials mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 1 mm angefertigt, und

ungefähr in der Mitte wurde ein kleines Loch gebohrt, damit die Scheibe im Mikrometer

befestigt werden konnte. Anschließend wurden die Scheiben 24 Stunden trocken gelagert,


um ein Nachhärten zu ermöglichen. Mit dem Laser-Mikrometer, das mit einem Schrittmotor

ausgestattet ist, der die Scheibe in festgelegten Schritten dreht, wurde daraufhin der

Durchmesser an hundert Punkten entlang des Umfangs der Scheiben gemessen.

Schließlich wurden die Scheiben bei 37°C in Wasser gelagert, und ihr Durchmesser wurde in

geeigneten Intervallen erneut gemessen, bis keine weitere Durchmesseränderung mehr

auftrat. Danach konnte die lineare Ausdehnung berechnet und in eine Volumenausdehnung

umgerechnet werden.

Abbildung 4 Messung der Ausdehnung einer Scheibe mit einem Laser-Mikrometer

Material Volumenausdehnung % in Wasser

Dyract eXtra 1,20 (0,05)

Tetric Ceram 1,00 (0,05)

Filtek Z250 0,99 (0,05)

Tabelle 6 Volumenausdehnung


Aushärtungstiefe

Klinische Relevanz: Füllungen werden heute allgemein in der Schichttechnik eingebracht,

wobei eine Schichtdicke von 2 mm gegenwärtig die Standardempfehlung ist. Das Material

sollte in der angegebenen Polymerisationszeit mindestens bis zu dieser Tiefe aushärten.

2,6

2,32,1 2,1

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Dyract eXtra Dyract AP Tetric Ceram Z 250

Dur

chhä

rtet

iefe

(mm

)

Abbildung 5 Aushärtungstiefe (ISO 4049) bei 800 mW/cm² und einer Aushärtunszeit von

10 Sekunden

Die A2-Farben aller drei oben genannten Füllungsmaterialien können in 10 Sekunden bis zu

einer Tiefe von mindestens 2 mm ausgehärtet werden und erfüllen damit die entsprechenden

Anforderungen an ein modernes Komposit-Füllungsmaterial.

Die Verbesserungen bei Dyract eXtra gehen sogar noch einen Schritt weiter. Abgesehen von

den opaken Einfärbungen können neben der A2 nun alle Farben bei 500 mW/cm2 innerhalb

von 10 s in 2 mm Schichtstärke ausgehärtet werden. Für die opaken Farben (O-A2 und O-

B3) werden 20 s Belichtungszeit für 2 mm benötigt. Die notwendigen Belichtungszeiten von

Dyract eXtra im Vergleich zu Dyract AP sind in Abbildung 6 dargestellt.


0

10

20

30

40

50

60

A2 A3 A3.5 A4 B1 B3 C2 C3 OA2 OB3

Farbe

Belic

htun

gsze

it (s

)

Dyract eXtra Dyract AP

Abbildung 6 Belichtungszeiten für Dyract eXtra im Vergleich zu Dyract AP

Verschleißfestigkeit

Prüfer: DeGee, ACTA, Amsterdam

Klinische Relevanz: Eine niedrige Verschleißrate bedeutet, dass die Füllungsränder im

Schmelz und die Kontaktpunkte auf dem korrekten Niveau bleiben und kein massiver

Materialverlust auftritt. Selbstverständlich ist eine niedrige Verschleißrate bei einem

modernen Komposit unerlässlich.

Die Verschleißrate von Dyract eXtra wurde bei ACTA nach dem dort entwickelten

Verfahren10 sowie bei Dentsply DeTrey in einer leichten Abwandlung der von Leinfelder

entwickelten Methode gemessen.

Der ACTA Verschleißtest

Beim ACTA-Test werden die Materialproben auf einem Rad befestigt, das in Gegenwart

einer breiigen Masse aus gemahlenem Reis und Mohnsamen mit einer Drehzahl von einer

Umdrehung pro Sekunde gegenläufig zu einem anderen Rad, einem sog. Antagonisten,

rotiert. Der Druck zwischen den beiden Rädern wird auf 15 Newton eingestellt, der Schlupf

zwischen dem Rad mit dem Testmaterial und dem Antagonisten auf 15 %. Auf diese Weise

wird die organische Masse zwischen die beiden Räder befördert und entfaltet dort ihre

abrasive Wirkung. Der Materialverlust wird mit einem Profilometer in Intervallen von


200.000 Zyklen sowie in zeitlichen Abständen von 1 Tag bis 1 Monat nach der Anfertigung

(d.h. Polymerisation) der Probe gemessen.

0

20

40

60

80

100

120

1 day 4 days 1 week 1 month

Dyract eXtraTetric CeramDyract AP

Abbildung 7 Verschleißrate, gemessen bei ACTA

Wie in Abbildung 6 dargestellt, unterscheidet sich Dyract eXtra bezüglich der Verschleißrate

nicht signifikant von Tetric Ceram. Außerdem wird deutlich, dass die Verschleißrate von

Dyract eXtra gegenüber Dyract AP, der zweiten Kompomer-Generation, weiter verringert

werden konnte.


Der Leinfelder Verschleißtest

In einem leicht abgewandelten Leinfelder-Verfahren11 wurde bei Dentsply DeTrey die

Verschleißrate von Dyract eXtra bestimmt und mit den Werten von Tetric Ceram und Filtek

Z250 verglichen. Bei diesem Test werden die Kompositmaterialien zuerst in einen harten

Silikonkitt eingebettet. Man lässt die Proben eine Woche lang in Wasser altern und platziert

sie dann unter einen Stahlkolben in einer Masse aus Polymerkügelchen. Der Kolben wird auf

und ab bewegt und dreht sich dabei, so dass der Gesamteffekt ein anfänglicher Stoß, gefolgt

von einer Mahlbewegung zwischen dem Testobjekt und dem Stahlkolben ist, wobei die

Polymerkügelchen die Nahrung simulieren. Die vom Kolben angewandte Kraft wird exakt

zwischen 115 N und 120 N reguliert, und der Test läuft üblicherweise in 200.000 Zyklen ab.

Der resultierende Verschleiß kann nach verschiedenen Methoden ermittelt werden; die

nachfolgend angegebenen Resultate stellen den durchschnittlichen Durchmesser der nach

200.000 Zyklen in der Materialprobe geschaffenen Vertiefung dar.

Material Durchmesser der Verschleiß-Vertiefung

Dyract eXtra 1.19 (0.03) mm

Dyract AP 1.30 (0.04) mm

Tetric Ceram 1.21 (0.05) mm

Filtek Z250 0.98 (0.05) mm

Tabelle 7 Durchmesser der durch Verschleiß geschaffenen Vertiefung


0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

Dyract eXtra Dyract AP Tetric Ceram Z 250

Abbildung 8 Relative Verschleißraten aus dem Leinfelder-Test Dem bei Dentsply DeTrey durchgeführten Leinfelder-Test zufolge ist also die Verschleißrate

bei Dyract eXtra nicht signifikant verschieden von der bei Tetric Ceram und geringer als bei

Dyract AP, was auch die ACTA-Resultate bestätigt. Allerdings ist die Verschleißrate von

Z250 noch geringfügig niedriger als bei Dyract eXtra und Tetric Ceram.

Oberflächenhärte

Klinische Relevanz: Die exakte klinische Bedeutung der Oberflächenhärte ist zwar schwer

zu definieren, aber es liegt auf der Hand, dass eine harte Oberfläche weniger stark durch

Abrasion geschädigt wird als eine weiche und daher, bei ansonsten vergleichbaren

Eigenschaften, ein Komposit mit einer harten Oberfläche besser ist als eines mit einer

weichen Oberfläche.

Es gibt mehrere Verfahren zur Messung der Oberflächenhärte eines Materials, von denen jede

unter speziellen Bedingungen ihre Vorteile hat. Die einfachste Methode ist wohl die

Bestimmung der sog. Barcol-Härte, bei der eine federbelastete Nadel in das Testmaterial

gedrückt wird. Die Härte ist hier proportional zur Eindrucktiefe der Nadel und kann direkt an

einer Skala abgelesen werden. Dieses Verfahren ist zwar sehr schnell, aber die Messwerte

können bei Kompositmaterialien variieren, falls die Nadelspitze eine ähnliche Größe wie die

Füllstoffpartikel hat oder noch feiner ist. Das Problem ist durch die Anwendung der Vickers-

Härteprüfung weitgehend lösbar, bei der eine Diamantpyramide mit einer festgelegten

Belastung in die Oberfläche des Testmaterials gedrückt wird. Die Größe des entstandenen

Eindrucks wird gemessen und mit Hilfe von Tabellen in Härtewerte umgerechnet. Bei


Dentsply in Konstanz wurde deshalb die Vickers-Methode angewandt. Die folgenden

Härtewerte wurden bei einer Belastung von fünf Kilogramm (49,03 Newton) gemessen und

werden daher üblicherweise als „HV5-Werte“ bezeichnet. Der Fehler liegt jeweils in einer

Größenordnung von einer Einheit.

Material Vickers-Härtewerte (HV5)

Dyract eXtra 64.1

Dyract AP 56.5

Tetric Ceram 62.0

Filtek Z250 95.0

Tabelle 8 Vickers-Härtewerte (HV5)

Bei Dyract eXtra liegt die Vickers-Härte demnach im selben Bereich wie bei Tetric Ceram,

aber beide haben eine geringere Härte als Filtek Z250. Im Vergleich zu Dyract AP wurde die

Oberflächenhärte bei Dyract eXtra um ca. 14 % erhöht.

Polierbarkeit

Prüfer: Watts, University of Manchester, England

Klinische Relevanz: Die Rautiefe einer Füllung ist eine wichtige Eigenschaft, da sie sich

nicht nur auf das Aussehen der Restauration auswirkt, sondern auch einen Einfluss darauf

hat, wie leicht sich Plaque an die Oberfläche anlagert. Außerdem ist von Bedeutung, dass

sich eine Füllung mit ungenügender Oberflächenglätte auf der Zunge häufig rau anfühlt und

damit für den Patienten unangenehm ist.

Proben der einzelnen Testmaterialien wurden zunächst 40 Sekunden bei 600 mW/cm² in

Teflon-Formen ausgehärtet. Die Oberfläche einiger Proben wurde dann leicht mit einem

extrafeinen Bohrer (Hi-Di 651XF) angeschliffen und nachfolgend mit dem Enhance-System

poliert, während andere Proben unbehandelt blieben. Nach einer Lagerung in Wasser über

24 Stunden wurde mit einem Profilometer die Rautiefe jeder einzelnen Probe gemessen.

Anschließend wurde jede Probe 14.000 Zahnbürstenbewegungen mit Zahnpasta ausgesetzt,

und die Rautiefe wurde nochmals gemessen. Die Resultate sind im Folgenden aufgelistet,

wobei Ra die durchschnittliche Rautiefe in µm und Rmax die maximale gemessene Rautiefe


bezeichnet.

Material Ra vor dem

Finieren mit

einem Bohrer

Ra nach dem

Finieren mit

einem Bohrer

Ra nach dem

Finieren mit einem

Bohrer und Zahn-

bürstenabrasion

Rmax nach dem

Finieren mit einem

Bohrer und Zahn-

bürstenabrasion

Dyract eXtra 0.09 (0.02) 0.06 (0.02) 0.13 (0.05) 1.53 (0.94)

Dyract AP 0.11 (0.03) 0.06 (0.01) 0.13 (0.04) 2.70 (0.97)

Tetric Ceram 0.87 (0.02) 0.14 (0.03) 0.21 (0.09) 4.20 (2.80)

Tabelle 9 Rauheitswerte Ra und Rmax

Aus Tabelle 9 geht klar hervor, dass sowohl Dyract eXtra als auch Dyract AP unter allen

Behandlungsbedingungen deutlich glättere Oberflächen haben als Tetric Ceram. Nach dem

Polieren weisen Dyract eXtra und Dyract AP zwar noch eine ähnliche durchschnittliche

Glätte auf, aber nach der Zahnbürstenabrasion zeigt sich der Effekt der festeren Harzmatrix

von Dyract eXtra. Nach 14.000 Zahnbürstenbewegungen beträgt die maximale Rautiefe von

Dyract eXtra noch immer nur 1,53 µm, die von Dyract AP dagegen 2,7 µm. Unter denselben

Bedingungen stieg die maximale Rautiefe von Tetric Ceram auf 4,2 µm.

Röntgenopazität

Klinische Relevanz: Die Röntgenopazität eines Füllungsmaterials muss die von Schmelz

und Dentin übersteigen, damit es bei Standard-Röntgenaufnahmen sichtbar ist. Allgemein

gilt: Je höher die Röntgenopazität eines Füllungsmaterials ist, desto leichter lässt es sich als

solches erkennen.

Die Röntgenopazität von Dyract eXtra und den Konkurrenzmaterialien wurde nach ISO 4049,

Abschnitt 7.14, im Verhältnis zu Aluminium gemessen. Die Transmission in jedem Bereich

des belichteten und entwickelten Films wurde bei 500 nm mit einem Spektrometer für

sichtbares Licht gemessen, und die Röntgenopazität der einzelnen Materialien wurde aus

der resultierenden Eichlinie berechnet.

Die Röntgenopazität von Dyract eXtra entspricht 3 mm Al, ähnlich wie bei Tetric Ceram, so dass eine ausreichende Sichtbarkeit bei Röntgenaufnahmen gewährleistet


ist. Im Gegensatz dazu liegt die Röntgenopazität von Z250 mit knapp über 2 mm sehr nahe bei der von Zahnschmelz.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

Dyract eXtra Tetric Ceram Z 250

Figure 9 Röntgenopazität

Fluoridfreisetzung

Klinische Relevanz: Eine langfristige Freisetzung von Fluoridionen ist wünschenswert im

Hinblick auf den Beitrag des Fluorids zur Hemmung des Bakterienwachstums, die Absorption

durch die Zahnsubstanz und die Verringerung oder Vermeidung von Sekundärkaries.

Die Fluoridfreisetzung von Dyract eXtra und den Konkurrenzprodukten wurde anhand von

scheibenförmigen Materialproben mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von

1 mm bestimmt. Die Scheiben wurden bei 37°C in je 25 ml vollentsalztem Wasser gelagert,

das einmal pro Woche erneuert wurde. Der Fluoridgehalt des Wassers wurde dann in

Gegenwart des Puffers TISAB IV mittels einer selektiven Fluoridionen-Elektrode gemessen.

Wie aus Abbildung 9 ersichtlich, zeigt Dyract eXtra über einen Zeitraum von mindestens

20 Wochen eine fast lineare Fluoridfreisetzungsrate von ca. 0,8 µg/cm² pro Woche. Dagegen

gibt Tetric Ceram 0,3 µg Fluorid / cm² pro Woche ab, und Z250 lediglich 0,06 µg/cm².


02468

1012141618

0 5 10 15 20

Wochen

Dyract eXtraTetric CeramZ 250

Abbildung 10 Fluoridfreisetzung

Haftung

Klinische Relevanz: Eine starke Haftung am Zahnsubstrat ist zur Vermeidung von

Mikroundichtigkeit und, in der heute vorherrschenden konservativen Zahnmedizin, zur

Retention des Füllungsmaterials in Abwesenheit einer mechanischen Verzahnung

erforderlich.

Es wurden Haftungsproben mit Dyract eXtra und Xeno III bzw. Prime&Bond NT gemäß den

jeweiligen Gebrauchsanleitungen angefertigt. Diese Proben wurden über Nacht bei 37°C in

Wasser gelagert und anschließend 1.800 Thermozyklen zwischen 5 und 55°C ausgesetzt.

Xeno III Prime&Bond NT

Dentin 16.4 (1.3) MPa 15.6 (2.3) MPa

Schmelz 19.8 (2.0) MPa 26.6 (3.6) MPa

Tabelle 10 Haftwerte von Dyract eXtra

Die Haftung ist in Verbindung mit beiden Adhäsivsystemen zufriedenstellend, sowohl auf

Dentin als auch auf Schmelz.


Verarbeitungszeit

Die Verarbeitungszeit eines lichthärtenden Füllungsmaterials bezeichnet den Zeitraum, in

dem es unter den Lichtverhältnissen einer Zahnarztpraxis potentiell verwendbar bleibt. Bei

der für ISO 4049 entwickelten Methode wurde ursprünglich eine Standard-Helligkeit von

10.000 Lux gewählt, die man aber später auf 8.000 Lux reduzierte. Die Materialien in diesem

Bericht wurden unter den härteren Bedingungen bei 10.000 Lux geprüft.

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Dyract AP

Dyract eXtra

Tetric Ceram

Z 250

Sekunden

Abbildung 11 Verarbeitungszeit bei 10.000 Lux

Die Verarbeitungszeit muss ausreichen, um das Füllungsmaterial in Ruhe applizieren und

formen zu können. Darüber hinausgehende Zeiten haben keinen praktischen Nutzen.

ISO 4049 sieht eine Mindestverarbeitungszeit von 60 Sekunden bei 8.000 Lux vor, aber eine

etwas längere Spanne wäre wünschenswert, damit auch bei stärkerer Beleuchtung noch

genügend Zeit zur Verarbeitung bleibt. Daher ist sowohl bei Dyract eXtra als auch bei Tetric

Ceram die Verarbeitungszeit ausreichend, während sie bei Filtek Z250 etwas kurz ausfällt.

Auch im Vergleich zu Dyract AP bietet Dyract eXtra einen deutlichen Zeitvorteil durch rund

25 Sekunden zusätzliche Verarbeitungszeit.

Die Verbesserung von Dyract eXtra gegenüber Dyract AP hinsichtlich der Verarbeitungszeit

ist in Abbildung 12 dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Verlängerung der

BVerarbeitungszeit bei gleichzeitiger Erhöhung der Durchhärtetiefe gelungen ist. (s.

Abschnitt 3.7). Diese beiden Eigenschaften haben normalerweise gegensätzlichen Einfluß


aufeinander. Bei der Entwicklung von Dyract eXtra konnte die Verbesserung beider

Eigenschaften durch spezielle Optimierungstechniken erzielt werden.

0

20

40

60

80

100

120

140

A2 A3 A3,5 A4 B1 B3 C2 C3 AO2 OB3

Farbe

Vera

rbei

tung

szei

t (s)

Dyract eXtraDyract AP

Abbildung 12 Verarbeitungszeit bei 10.000 Lux


Dauerbiegefestigkeit

Prüfer: Braem, Antwerp

Klinische Relevanz: Bei zahlreichen Prüfungen von Materialeigenschaften, wie etwa Druck-

oder Biegefestigkeit, wird einfach die Belastung eines Prüfkörpers so lange erhöht, bis ein

Materialversagen eintritt. Da jedoch die häufig sehr starken Kräfte im Laborversuch unter

klinischen Bedingungen nur selten auftreten, ist es sinnvoller, herauszufinden, wie sich ein

Material unter wiederholten Belastungen verhält, die schwächer sind als jene, die ein

sofortiges Totalversagen zur Folge haben. Die Prüfung der Dauerfestigkeit ist ein solches

Verfahren zur Ermittlung der Bruchfestigkeit eines Materials bei wiederholter Belastung auf

einem Niveau, das nicht zu sofortigem Bruch führt.

Methode: Die Dauerfestigkeit eines Materials kann im Wesentlichen auf zwei Arten bestimmt

werden. Bei der ersten Variante werden Materialproben wiederholt einer festen Belastung

ausgesetzt, bis sie brechen. Um statistisch signifikante Resultate zu erhalten, ist jedoch eine

große Zahl von Proben erforderlich, und je nach der gewählten Kraft und der Dauerfestigkeit

des Materials werden möglicherweise auch sehr viele Lastzyklen benötigt. Bei der zweiten

Variante ist die Anzahl der Lastzyklen für jede Versuchsreihe festgelegt, und die Belastung

wird in sukzessiven Versuchen erhöht, bis 50 % der getesteten Proben bei der gewählten

Anzahl von Zyklen brechen. Dieses zweite Verfahren wurde bei der vorliegenden Prüfung

angewandt, bei der die Proben in je 10.000 Zyklen verschiedenen Belastungen ausgesetzt

wurden.

Einzelheiten des Tests: Die Proben bei dieser Dauerprüfung waren 1,2 mm hohe, 5 mm

breite und 40 mm lange Materialstreifen. Diese wurden vor dem Test 30 ± 2 Tage bei 37°C in

Wasser gelagert und auch während des Tests bei 37°C feucht gehalten. Zur Prüfung wurden

die Proben zwischen zwei parallelen, 30 mm voneinander entfernten Haltevorrichtungen

eingespannt, und in der Mitte des Streifens befestigte Elektromagnete sorgten für eine

zweiseitig gerichtete Belastung. Diese Belastung erfolgte mit einer Frequenz von 2 Hz, bis

ein Materialbruch eintrat oder 10.000 Lastzyklen erreicht waren. Wenn während dieses

Zeitraums weniger als 50 % der Prüfkörper brachen, wurde der Versuch mit einer um 4 %

erhöhten Belastung wiederholt.


Material Dauerbiegefestigkeit MPa

Dyract eXtra 70.8 (11.7)

Dyract AP 67.2 (5.1)

Tetric Ceram 64.6 (3.7)

Silux Plus 54.6 (3.4)

Tabelle 11 Resultate der Prüfung der Dauerbiegefestigkeit

Die obigen Resultate zeigen, dass die Dauerbiegefestigkeit bei Dyract eXtra mindestens so

hoch ist wie bei Dyract AP und Tetric Ceram. Die höhere Standardabweichung bei

Dyract eXtra ist durch Lufteinschlüsse bedingt, die beim manuellen Abfüllen der Dyract eXtra

Spritzen versehentlich zustande kamen. Wenn keine Luftblasen vorhanden sind, ist eine

noch höhere Dauerbiegefestigkeit zu erwarten.


ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUßFOLGERUNGEN

Die 1993 eingeführte Originalversion von Dyract brachte eine Vielzahl interessanter neuer

Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten mit sich. Dass auch zehn Jahre nach der

Markteinführung noch eine große Nachfrage nach dem Original-Dyract besteht, ist ein klarer

Beweis für das Vertrauen der Zahnärzteschaft in dieses Produkt. Das erste Dyract wird

insbesondere bei Kindern verwendet, weil es eine einfache Handhabung sowie eine

Fluoridfreisetzung bietet und seine Verschleißrate der von Schmelz bei Kinderzähnen sehr

nahe kommt.

Da natürlich die erste Generation eines Materials noch nicht perfekt sein kann, arbeitete

Dentsply an einer verbesserten Version von Dyract. Die zweite Generation, Dyract AP, bot

eine höhere Festigkeit und Verschleißbeständigkeit und konnte deshalb in bestimmten

Klasse-I- und -II-Kavitäten angewandt werden. Dyract AP ist nun schon seit fünf Jahren auf

dem Markt, und sein exzellentes klinisches Leistungsvermögen wird allgemein anerkannt

und geschätzt.

Trotz dieser großen Beliebtheit und der Verbesserungen durch Dyract AP gab es immer

noch Kritikpunkte, vor allem wenn man die Handhabungseigenschaften der zweiten und der

ersten Generation miteinander verglich.

Dentsply setzte sich mit dieser Kritik auseinander und sorgte für weitere Verbesserungen.

Die Vorzüge von Dyract eXtra im Überblick:

• Dieselbe cremige Konsistenz wie beim Original-Dyract (einfache Handhabung).

• Schnelle Aushärtung in Kombination mit einer ausreichenden Verarbeitungszeit.

• Leichte Polierbarkeit wie bei Dyract AP.

• Höhere Beständigkeit gegenüber Verschleiß und Zahnbürstenabrasion im Vergleich zu

Dyract AP.

• Die physikalischen Eigenschaften eines guten Komposits.


REFERENZEN

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composite resin, J. Dent Res. 73:SI;126/196

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development of setting shrinkage stress in traditional and resin-modified glass-ionomer

cements, Dent Mater 11:186-190, (1995)

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feuchter Umgebung, Dtsch Zarnärtzl Z 48, 431-435 (1993)

7. Attin T, Buchalla W, Keilbassa AM, Hellwig E, Curing shrinkage and volumetric changes

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9. Martin N, Jedynakiewicz NM, Measurement of Hygroscopic expansion of composite

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10. de Gee AJ, Pallav P., Occlusal wear simulation with the ACTA wear machine, J Dent

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11. Leinfelder KF, Suzuki S., In vitro wear device for determining posterior composite wear J

Am Dent Assoc 1999 Sep;130(9):1347-53


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DIE KLASSISCHE STANDARDVERSORGUNG - Dentsply

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