Dentaler 3D-Druck … die fortschreitenden Innovationen im Bereich der additiven Fertigung eröffnen immer mehr klinische Einsatzmöglichkeiten in der Zahnheilkunde. Die Technologie des 3D-Drucks verspricht mittlerweile ästhetische zahnfarbene Versorgungen, welche schnell und materialsparend hergestellt werden können.
Valerie Lankes, LUM München
Dentaler 3D-Druck: Befestigung gedruckter Langzeitprovisorien
Heutzutage bietet die additive Fertigung von Langzeitprovisorien durch verbesserte Materialeigenschaften zunehmend eine Alternative zum konventionellen Verfahren. Doch für einen erfolgreichen klinischen Einsatz festsitzender 3-D-gedruckter Restaurationen ist deren intraorale Befestigung ein entscheidender Faktor. Der geringe Restmonomergehalt, die hohe Konversionsrate und die stark vernetzte Dichte an Kohlenstoffverbindungen können eine Herausforderung für den Verbund zu adhäsiven Befestigungsmaterialen darstellen.
In vitro-Untersuchung: Reinigungsmethode und mechanische Vorbehandlung
Das Ziel dieser in vitro-Untersuchung war es zu erforschen, ob die Reinigungsmethode und die mechanische Vorbehandlung der Klebefläche die Verbundfestigkeit zu einem konventionellen Befestigungskomposit beeinflusst. Ebenso wurden die Auswirkungen einer thermo-mechanischen Alterung und der verwendeten Testmethode (Scher-oder Zugversuch) untersucht.
Abb. 1 Studiendesign
Material und Methoden
Es wurden 900 Prüfkörper (printodent GR-17.1 temporary lt, Fa. Pro3dure medical GmbH, Iserlohn) additiv hergestellt. Von den gedruckten Prüfköpern wurden je 300 chemisch mittels Isopropanol [ISO] (100%, SAP LP) oder einer Butyldiglycol-haltigen Lösung [BUT] (InovaPrint wash, HPdent GmbH) gereinigt oder durch Zentrifugieren [CEN] (Abb.2) von überschüssigem Monomer befreit. Die mechanische Vorbehandlung erfolgte anschließend durch die Strahlmittel (mittlere Korngröße 50 µm) Aluminiumoxid (Strahlkorund, Orbis) oder Glasperlen (Perlablast micro, Bego). Die Prüfkörper wurden für 10 s mit je 0.1 MPa oder 0.4 MPa abgestrahlt (Abb.3). Die Kontrollgruppe wurde mit Aluminiumoxid (0.1 MPa) korundgestrahlt und zusätzlich mit visio.link (bredent GmbH) konditioniert. Anschließend wurde auf die vorbehandelten Oberflächen mit Hilfe von vorgefertigten Hülsen ein konventioneller Befestigungskomposit (Panavia V5, Kuraray Noritake) mit definierter Klebefläche befestigt (Abb. 4).
Abb. 2 bis 4: Prüfkörper nach Zentrifugation mit überschüssigem Harz. Korundgestrahlter 3-D-gedruckter Prüfkörper. Mit Befestigungskomposit (Hülse) verbundener Prüfkörper (unten) und Polymerisationslampe
Die Hälfte der Prüfkörper wurden einer künstlichen Alterung im Thermolastwechsler (10 000 Zyklen, 5/55°C) ausgesetzt. Die Verbundfestigkeit (MPa) [= Bruchlast (N) / Klebefläche (mm2)] wurde anschließend im Scher-oder Zugversuch ermittelt.
Abb. 6 und 7 Prüfkörper im Zugversuch mit Kraftrichtung N und Prüfkörper im Scherversuch mit Kraftrichtung N
Abb. 5 Boxplot: Scherfestigkeit
Abb.6 Boxplot: Zugfestigkeit
Ergebnisse
Den größten Effekt auf die Verbundfestigkeit zeigte die Testmethode (Scher-oder Zugversuch). Für die Scherfestigkeit wurden höhere Werte als für die Zugfestigkeit erzielt. Es wurde eine Korrelation zwischen Scher- und Zugfestigkeit beobachtet. Weiter beeinflusste die Reinigungsmethode die Verbundfestigkeit. Das Zentrifugieren steigerte im Vergleich zur chemischen Reinigung den Verbund zum Befestigungskomposit. Die Vorbehandlung mit Glasperlen mit 0.1 MPa zeigte die niedrigsten Verbundfestigkeiten, Aluminiumoxid mit 0.4 MPa die höchsten. Die Kontrollgruppe erzielte ebenso hohe Verbundfestigkeiten wie Aluminiumoxid (0.4 MPa). Die künstliche Alterung zeigte eher einen positiven Einfluss auf die Verbundfestigkeit.
Schlussfolgerung
Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass die Reinigungsmethode und die mechanische Vorbehandlung der Klebefläche die Verbundfestigkeit von 3-D-gedruckten Harzen zu einem konventionellen Befestigungskomposit beeinflussen. Hinsichtlich einer Befestigungsstrategie erzielte das Strahlen mit Aluminiumoxid mit 0.4 MPa oder das zusätzliches Konditionieren mit visio.link die höchsten Verbundfestigkeiten jedoch unabhängig der chemischen oder mechanischen Reinigungsmethode.