Podcasts about haftfestigkeit

Geringer Kerosinverbrauch und Effizienzverbesserung zählen zu den großen technischen Herausforderungen beim Bau von Flugzeugtriebwerken. Innovative Schutzschichten sind dazu ein Schlüssel. Gemeinsam mit dem Triebwerkshersteller Rolls Royce Deutschland im brandenburgischen Dahlewitz hat das Fraunhofer IWS Dresden eine Technologie entwickelt, die Erstaunliches leistet. Mit Hilfe eines hochpräzisen Lasers werden winzige Strukturen aus Metall erzeugt, die für eine außergewöhnliche Haftfestigkeit einer keramischen Einlaufschicht sorgen. Diese ist bei Start und Landung eines Flugzeugs extremen Temperaturwechseln von über 1000 °C ausgesetzt. Innerhalb von zwei Jahren unterstützten die Fraunhofer-Spezialisten für Werkstofftechnik und Additive Fertigung das Unternehmen dabei, die Laborergebnisse in die industrielle Serienfertigung zu bringen. So fliegt heute Hightech aus Dresden rund um die Welt – umweltschonend und kosteneffizient. https://www.ikts.fraunho

Mit der Etablierung der adhäsiv befestigten Komposite in der Zahnheilkunde wurde ein Weg hin zu minimalinvasiven Therapieansätzen eingeschlagen. Die Schonung der Zahnhartsubstanz rückte in den Mittelpunkt (Tyas et al. 2000). Allerdings weisen auch diese modernen zahnärztlichen Werkstoffe nur eine begrenzte Lebensdauer auf. Zahnärzte verbringen einen Großteil ihrer Behandlungszeit mit der Erneuerung defekter oder insuffizienter Füllungen (Fernández et al. 2011). Mit jeder Re-Restauration geht jedoch wertvolle Zahnhartsubstanz verloren, was zur Gefährdung der Integrität der Pulpa und somit zur Notwendigkeit weiterer zeitintensiver und für den Patienten ökonomisch sowie psychisch belastender Therapiemaßnahmen führen kann. Eine Möglichkeit, diese Entwicklung aufzuhalten oder zumindest zu verlangsamen ist, partiell insuffiziente Restaurationen nicht sofort zu erneuern, sondern, wenn möglich, zu reparieren (Kamann & Gängler 2000). Die vorliegende Arbeit soll zum bisherigen Wissensstand über die Kompatibilität verschiedener (methacrylatbasierter) Komposite beitragen und eine Entscheidungshilfe für oder gegen bestimmte Reparaturmaterialien- und Methoden darstellen. Als neuer Ansatzpunkt wurde der Einsatz von Schallaktivierung zur Reduzierung der Viskosität und Veränderung des Fließverhaltens der Reparaturkunststoffe untersucht. Die fünf methacrylatbasierten Komposite Grandioso Flow (Voco), Clearfil Majesty Posterior (Kuraray), Clearfil Majesty Esthetic (Kuraray), Estelite Sigma Quick (Tokuyama) und SonicFill (Kerr) fanden jeweils als Substrat- und Reparaturmaterial Verwendung. Sie wurden sowohl mit sich selbst als auch mit jedem der vier anderen Kunststoffe kombiniert. Eine Hälfte der zylinderförmigen Proben wurde auf konventionelle Art mithilfe von Handinstrumenten hergestellt, bei der anderen Hälfte kam das Handstück SonicFill zur schallaktivierten Applikation des Reparaturmaterials zum Einsatz. Als Haftvermittler dienten ein Silane Primer und ein Adhäsiv (Optibond FL, beide Kerr). Vor der Reparatur wurden die Proben zwei Monate in bidestilliertem Wasser bei 37°C einem artifiziellen Alterungsprozess unterworfen. Anschließend wurden die Oberflächen mit Siliziumkarbidpapier der Körnung 400 angeraut und mit Phosphorsäure gereinigt. Nach Auftragen der Haftvermittler und der neuen Kompositschichten erfolgte erneut eine Lagerung über zwei Monate in bidestilliertem Wasser. Um vergleichende Aussagen treffen zu können, wurden positive Kontrollgruppen für alle Restaurationsmaterialien hergestellt. Zur Evaluierung der Haftfestigkeit des Verbundes wurde ein Makro-Scherversuch durchgeführt. Es stellte sich heraus, dass verschiedene Materialkombinationen zu sehr unterschiedlichen Haftfestigkeitswerten führten. Mehrere Kombinationen überschritten den in der Literatur genannten Richtwert von 18-20 Megapascal (Puckett et al. 1991) und könnten möglicherweise somit intraoral erfolgreich für Reparaturen eingesetzt werden. Der Einfluss des Reparaturmaterials auf die Scherhaftfestigkeit (partielles Eta-Quadrat = 0,219) war höher als der des Substratmaterials (partielles Eta-Quadrat = 0,126) und des Schalleinsatzes bei der Verarbeitung des Reparaturwerkstoffes (partielles Eta-Quadrat = 0,015). Dies bedeutet für den behandelnden Zahnarzt die Möglichkeit, den Erfolg einer Reparatur selbst beeinflussen zu können. Insgesamt erwies sich Clearfil Majesty Posterior als das Reparaturmaterial, welches sowohl relativ zur Kontrollgruppe gesehen als auch in absoluten Zahlen die höchsten Werte erzielte. Es war gleichzeitig das am höchsten gefüllte der untersuchten Materialien. Diese Beobachtung steht in Widerspruch zu den Ergebnissen einer früheren Studie, wonach hochgefüllte Komposite aufgrund schlechterer Benetzungsfähigkeit zu niedrigeren Haftfestigkeiten führten (Baur & Ilie 2012), jedoch in Übereinstimmung mit der Untersuchung von Boyer et al. (Boyer et al. 1984). Betrachtet man die Frakturmuster der abgescherten Proben, fällt auf, dass es hauptsächlich zu adhäsiven Brüchen kam. Gemischte und kohäsive Brüche traten vor allem in Zusammenhang mit hohen Haftfestigkeitswerten auf. Sie häuften sich bei den Proben der positiven Kontrollgruppen. Außerdem fiel auf, dass gleich hohe Haftfestigkeitswerte nicht immer auch zu identischen Frakturverläufen führten, wie auch Maneenut et al. schon beobachtet hatten (Maneenut et al. 2011). Im Einklang mit den Ergebnissen anderer Autoren (Gregory et al. 1990; Maneenut et al. 2011) schnitten in der vorliegenden Untersuchung homotype Reparaturen insgesamt nicht besser ab als heterotype. Die bei homotypen Reparaturen erzielten Haftfestigkeitswerte variierten zwischen 41,6 % und 72,5 % der kohäsiven Mittelwerte. Bei der Verarbeitung der Materialien ließ sich feststellen, dass nicht alle Materialien gleichermaßen durch die Schallaktivierung beeinflusst wurden. Clearfil Majesty Posterior zeigte kaum eine Veränderung der Viskosität. Da sich SonicFill von Clearfil Majesty Posterior den Füllstoffgehalt nach Herstellerangaben betreffend im Vergleich mit den anderen drei Materialien am meisten unterscheidet, könnte der Füllstoffgehalt eines Komposits bei der Verwendung von Schall zur Viskositätsveränderung eine größere Rolle spielen als die Zusammensetzung und Gestalt der Füllkörper. Nur Estelite Sigma Quick zeigte als Reparaturmaterial insgesamt bessere Ergebnisse nach schallaktiviert durchgeführter Reparatur. Möglicherweise lässt sich diese Beobachtung auf den Aufbau der Füllerfraktion zurückführen. Die Füllkörper wiesen eine nahezu einheitliche Größe und kugelrunde Form auf, wodurch sich Estelite Sigma Quick stark von den anderen Materialien unterschied. Auch SonicFill, ein Material, das für den Einsatz mit dem SonicFill-Handstück entwickelt wurde, lieferte höhere Haftfestigkeitswerte bei konventioneller Verarbeitung. Dies lässt sich eventuell darauf zurückführen, dass für die vorliegende Studie eine plan geschliffene Substratoberfläche ohne Möglichkeit zur Makroretention verwendet wurde. Andererseits reicht die manuelle Bearbeitung eines Komposits durch Edelstahlinstrumente möglicherweise bereits aus, um die thixotropen Eigenschaften des Materials schon in ausreichendem Maße zu aktivieren und die Fließeigenschaften sowie die Benetzung der Oberfläche optimal zu modifizieren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass einige Komposite das Potential zur Viskositätsverringerung durch den Einsatz eines Schallhandstücks aufweisen. Die Empfehlung, diese Methode zur Reparatur einzusetzen, kann jedoch nur eingeschränkt und teilweise für das Material Estelite Sigma Quick oder die schallaktivierte Reparatur von Füllungen aus Estelite Sigma Quick und SonicFill mit Clearfil Majesty Posterior erfolgen. In den meisten Fällen ist Clearfil Majesty Posterior (konventionell verarbeitet) als Reparaturmaterial zu empfehlen. Weitere Studien an Zahnhartsubstanz und Kavitäten, die die Möglichkeit zur Makroretention aufweisen und bessere Fließeigenschaften des Reparaturmaterials verlangen, sollten folgen. Ebenso sollte näher untersucht werden, welche physikalischen und chemischen Auswirkungen die Schallaktivierung auf Dentalkunststoffe hat.

Ziel der Studie war es, die Reparaturfähigkeit der siloranbasierenden Kompositen und deren Kombinierbarkeit mit methacrylatbasierenden Kompositen zu Reparaturzwecken mittels Scherversuch zu untersuchen. Im ersten Teil der Studie wurden Proben aus siloranbasierendem Komposit und methacrylatbasierendem Komposit polymerisiert, teils gealtert durch Lagerung in Aqua dest. bei 37°C für eine Woche oder für einen Monat inklusive Thermowechselbad (5000 Zyklen zwische 5° und 55°C), teils ohne Alterung repariert. Die Proben wurden vor der Reparatur angeraut (Silikonkarbidpapier), angeätzt (37% Phosphorsäure), gründlich mit Wasser gespült und getrocknet. Das Adhäsiv (Heliobond oder Silorane System Adhesive Bond) wurde aufgetragen und polymerisiert, dann wurde die Reparaturfüllung (siloranbasierendes Komposit oder methacrylatbasierendes Komposit) aufgetragen. Die Reparaturen wurden wieder teils der Alterungsprozedur unterzogen. In Teil zwei wurden die Füllungsproben (siloranbasierendes Komposit und metacrylatbasierendes Komposit) für eine Woche in Aqua dest. bei 37°C gelagert und vor der Reparatur wieder wie in Teil eins angeraut und gereinigt. Als Haftvermittler wurden verschiedene Materialien getestet, darunter ein experimentelles siloranbasierendes fließfähiges Komposit, zwei metacrylatbasierende fließfähige Komposite, die beiden auf Methacrylat basierenden Adhäsive Silorane System Adhesive Bond und Heliobond, ein Silan in Kombination mit einem Adhäsiv und ein Reparaturset für methacrylatbasierendes Komposit. Als Reparaturfüllung wurde siloranbasierendes Komposit und methacrylatbasierendes Komposit benutzt. Die reparierten Proben wurden wiederum für eine Woche gelagert und dann im Scherversuch bis zum Bruch belastet. Die Reparaturen von siloranbasierendem Komposit mit demselben Material unter Anwendung eines siloranbasierenden fließfähigen Komposits resultierten in einer sehr guten Haftfestigkeit, vergleichbar mit der Haftfestigkeit von Reparaturen mit methacrylatbasierendem Komposit und methacrylatbasierendem fließfähigem Komposit und der Haftfestigkeit von methacrylatbasierendem Komposit an Dentin. Die Reparatur von siloranbasierendem Komposit mit methacrylatbasierendem Komposit unter Applikation eines Silans und eines Adhäsivs zeigt Haftfestigkeitwerte, die ebenfalls statistisch nicht signifikant geringer waren als die Werte der Reparaturen mit methacrylatbasierendem Komposit und methacrylatbasierendem fließfähigem Komposit, welche als Referenz dienten. Die Kombination von siloranbasierendem Komposit mit methacrylatbasierendem fließfähigem Komposit oder Phosphat-Methacrylat-Adhäsiv zur Reparatur mit methacrylatbasierendem Komposit führt zu Scherhaftfestigkeit, die sich statistisch nicht signifikant unterscheidet von der Haftfestigkeit von methacrylatbasierendem Komposit an Dentin. Die Reparaturhaftfestigkeit von siloranbasierendem Komposit mit siloranbasierendem fließfähigem Komposit zu methacrylatbasierendem Komposit erweist sich als sehr gering, gefolgt von siloranbasierendem Komposit mit methacrylatbasierendem Adhäsiv an methacrylatbasierendem Komposit. Beide unterscheiden sich signifikant von der Methacrylat- Kontrollgruppe M+M+TF (Methacrylat+Methacrylat+TetricEvoFlow). Die Reparaturhaftfestigkeit der Proben steigt mit der Alterung des Verbunds und verringert sich mit Alterung der Füllungsoberfläche. Es kann geschlussfolgert werden, dass siloranbasierendes Komposit mit gängigen, für die Reparatur methacrylatbasierender Komposite üblichen Methoden repariert werden kann. Ebenso können siloranbasierende Komposite für Reparaturzwecke mit methacrylatbasierendem Komposit kombiniert werden. Hierfür sollte um zuverlässige Resultate zu erzielen ein Silan vor der Applikation eines Adhäsivs benutzt werden. Ein siloranbasierendes fließfähiges Komposit sollte ausschliesslich zur Reparatur von siloranbasierendem Komposit mit siloranbasierendem Komposit verwendet werden, hierfür können gute Haftwerte erzielt werden. Reparierte Füllungen sollten in den ersten Stunden nach der Reparatur wenig belastet werden.

Ziel dieser Arbeit war es, die existierende Infrastruktur und Messmethodik für die Beurteilung von Zahnrestaurationsmaterialien zu verbessern und zu erweitern, mit der Intention eine komplexe Materialcharakterisierung unter simulierten klinischen Bedingungen durchzuführen, die eine Interpretation des Materialverhaltens, sowie die Optimierung der Werkstoffe erlauben soll. Für die Konkretisierung der Messverfahren wurden in dieser Arbeit, aus einer in den letzten drei Jahren angelegten Materialdatenbank, acht Zahnrestaurationsmaterialien ausgewählt. Hierfür wurden sowohl physikalische Materialeigenschaften (Festigkeit und E-Modul im Biege-, Druck und diametralen Zugversuch, Bruchzähigkeit, mechanische Eigenschaften gemessen in einem Univer-salhärteversuch, Kriechverhalten, Härte, Polymerisationsschrumpfung) als auch der Einfluss der Polymerisationsquelle und Alterung durch Wasserlagerung und der Verbund zwischen Restaurationsmaterial und Zahnhartsubstanz, präsentiert. Als neue Untersuchungsmethoden wurden die indirekte Beurteilung der Polymerisationsgüte und Alterung, die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften im Universalhärteversuch sowie ein Mikrozug-Prüfverfahren für die Beurteilung der Haftfestigkeit zwischen Zahnhartsubstanz und Restauration evaluiert. Korreliert mit Messungen der Polymerisationsschrumpfung, erlauben die neuen Methoden eine komplexe Charakterisierung der gesamten Restauration. Für die Abhängigkeit der Härte von der Belichtungsart und Alterung kann zusammenfassend abgeleitet werden, dass die 80% Reduktion der Vickershärte durch die Polymerisation mit LED-Lampen in den Programmen, die entweder eine geringere Intensität oder einen langsamen Anstieg der Lichtintensität aufweisen, in eine zunehmende Tiefe erreicht wird. Die Halogenlampen und eine schnelle Polymerisation schnitten entscheidend schlechter ab. Hingegen wurde die höchste Vickershärte mit der Halogenlampe und den Pulse-Programm der LED-Lampe GC erreicht. Die Polymerisation mit der Plasmalampe und den Lichtofen, sowie mit der niedrig energe-tischen LED Lampe Freelight 1, verursachten schlechtere Ergebnisse. Weiterhin zeigte sich, dass, mit Ausnahme des Pulse Programms der Lampe GC, die Lichtdosis eine entscheidende Rolle für die Qualität der Polymerisation spielt. Die Polymerisation mit der Lampe GC im Fast Cure Programm wird durch die unzureichende Härte und Dicke der polymerisierbaren Schicht nicht empfohlen. Für die Polymerisation mit der Plasmalampe Easy Cure wird eine längere Belichtungszeit empfohlen, da nach 6 s der 80%-Härtewert schon in einer Tiefe von 1,7 mm erreicht wurde. Für eine Reduktion der Belichtungszeit (12 s) bei gleichzeitiger hoher Härte und geringer Polymerisationsschrumpfung erwies sich die Lampe GC im Pulse-Programm als sehr effektiv. Weiterhin ist zu beachten, dass die geringeren Polymerisationsspannungen durch die LED-Lampen erreicht wurden, während die Plasma- und die Halogenlampe zwei bis drei mal höheren Spannungen verursachten. In der Studie der Haftfestigkeit an Dentin, zeigten alle Materialien eine auszureichende Polymerisation in den tiefen Klasse 1 Kavitäten. Die Härte an der Grenze zum Dentin ist wesentlich höher als der 80 % Wert der maximalen Härte und korreliert gut mit der Polymerisationsspannung. Eine hohe Polymerisationsspannung und ein hoher E-Modul (bzw. Vickershärte) wirkten sich negativ auf die Haftfestigkeit aus. Ein niedriger E-Modul bewirkte nur bedingt eine hohe Haftfestigkeit, jedoch einen reduzierten Verlust bei der Herstellung der Proben für den Mikrozugversuch. Bei einer ausreichenden Polymerisation an der Grenze zum Dentin, zeigten die getesteten Materialien eine gute Korrelation der Polymerisationsspannung mit der Haftfestigkeit. Für alle acht dargestellten Hybrid- und mikrogefüllten Kompositen wurden die Anforderungen der ISO 4049 und der American Dental Association Specifications erfüllt. Bezogen lediglich auf die Monomermatrixzusammensetzung, wirkte sich die Modifikation der Matrix durch Zugabe von UDMA auch in dieser Studie positiv auf die Biegefestigkeit aus. Außerdem zeigte die Weibullanalyse auch hohe Weibullparameter für diese Materialien, was auf eine gute Zuverlässigkeit zurückschließen läst. Die Schlussfolgerung der Asmussen Studie (1998) nach der auch die diametrale Zugfestigkeit mit dem Anteil an UDMA im Monomergemisch signifikant steigt, konnte in dieser Studie jedoch nur partiell bewiesen werden, wohingegen die Annahme, dass der E-Modul mit dem UDMA Gehalt sinkt, bestätigt wurde. Eine nichtparametrische Korrelationsanalyse der Festigkeiten, gemessen in den drei Belastungsarten ergab, dass zwischen der Biege- und Druckfestigkeit keine Korrelation existiert, die Biege- und diametrale Zugfestigkeit korrelieren nur schwach miteinander. Zwischen Druckfestigkeit und diametraler Zugfestigkeit ist jedoch die Korrelation auf dem Niveau von 0,01 zweiseitig signifikant. So kann zwischen Zug-, Biege- und Druckfestigkeit keine eindeuti-ge Abhängigkeit festgestellt werden. Die E-Moduli gemessen in allen vier Belastungsarten korrelie-ren gut miteinander.