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Ziel der Arbeit war der Einfluss verschiedener Belichtungskonzepte (16 verschiedene Belichtungsmodi) auf die Eigenschaften moderner Bulk-fill Komposite zu eruieren. Material und Methode: Sieben Bulk-Fill Materialien wurden nach Belichtung mit einer blau/violett LED Polymerisationslampe untersucht. Hierbei wurde das Inkrement unter direkten Kontakt der Lampe (Abstand 0mm) und im Abstand von 7mm ausgehärtet. Der Abstand von 7mm sollte die klinische Situation simulieren, in welcher eine direkte Platzierung der Polymerisationslampe am Inkrement nicht möglich ist. Außerdem wurde die Polymerisationszeit variiert. Die Aushärtung erfolgte bei einer Lichtintensität von 1.000mW/cm² („Standard“) für eine kurze Polymerisationszeit von 5s und eine längere Polymerisationszeit von 20s sowie 40s. Des Weiteren bei Intensität von 1.400mW/cm² („High“) für 3s, 4s, 8s und bei Intensität von 3.200/cm² („Plasma“) für eine Polymerisationszeit von 3s sowie 6s. Die Analyse wurde in einer individuellen, speziell für diese Studie angefertigten, zylindrischen Matrize, deren Kern aus einem trepanierten Molar bestand, vorgenommen. Die Polymerisation der Proben (n=5) erfolgte dabei in einen Spektrometer, was die real-time Variation der Irradianz an der Unterseite der Probe erlaubte. Die so gewonnenen Proben (n=5) der Inkrementstärke von 6mm wurden für 24 Stunden in destilliertem Wasser bei 37°C gelagert, aufbereitet und in einem Universalhärtemessverfahren in axialer Richtung hinsichtlich der Vickershärte, Intendierungsmodul, Kiechen und elastische Arbeit (Messpunktabstand 200µm) vermessen. Ergebnisse: Mit dem höheren Abstand der Polymerisationslampe (7mm) von dem Inkrement halbierte sich die einwirkende Lichtleistung sowie Gesamtenergie. Bei der Auswertung der max. Inkrementdicke zeigte sich, dass sich eine lange Polymerisationszeit (20s, 40s) bei der Lichtintensität „Standard“ (1.000mW/cm²) unter direktem Kontakt der Polymerisationslampe am günstigsten auf die Aushärtetiefe auswirkte Schlussfolgerungen: Es zeigte sich eine gute Polymerisationsgüte an der Probenoberfläche, welche in der Tiefe des Materials, besonders bei einer niedrigen applizierten Gesamtenergie, stärker abnahm. Die vom Hersteller vorgegebene max. Inkrementdicke von 4mm konnte in den Versuchen unter Einwirkung einer hohen Gesamtenergie auf die Probe zu meist übertroffen werden. Eine hohe Gesamtenergie wird durch eine lange Polymerisationszeit, hohe Lichtleistung sowie inkrementnahe Positionierung der Lampe erzielt. Im Allgemeinen können die untersuchten Bulk-Fill Komposite in einer Schichtstärke von 4mm bei einer Polymerisationszeit von 20s und einer Lichtintensität von 1.000mW/cm² suffizient gehärtet werden. Eine längere Polymerisationszeit wirkt sich günstiger auf die Aushärtetiefe aus. Aufgrund der Reziprozität zwischen Bestrahlungsdauer und Bestrahlungsstärke kann bei einer höheren Lichtintensität die Polymerisationszeit entsprechend reduziert werden.

Auswirkung verschiedener Polymerisationskonzepte von Halogen- bzw. LED-Lampen auf die Kontraktionsspannung im Komposit Mit dieser Untersuchung soll das Ziel verfolgt werden, Aussagen über die statische Kontraktionsspannung in ein und demselben Komposit, unter dem Einfluss verschiedener Polymerisationskonzepte diverser Lichtquellen, zu treffen. Dabei ist es wichtig, eine möglichst vollständige Durchhärtung in allen Schichten, eine hohe Konversionsrate des Monomers bei möglichst geringen Spannungszuständen im Komposit, in einer für die Praxis vernünftigen Belichtungszeit, zu erreichen. Somit wurden im ersten Teil dieser Studie die Lichtkonzepte zweier verschiedener sich auf dem Markt befindlichen Halogen-Lampen (Astralis 10 und Elipar Trilight), sowie zweier verschiedener LED-Lampen (Elipar Freelight und GC e-light) verglichen, wobei letztere einen Prototyp darstellte. Es wurden zunächst alle Konzepte in einem statischen Polymerisationsschrumpfverfahren über 300 s ohne Kompensation untersucht. Es stellte sich heraus, dass die Konzepte mit der größten Lichtintensität – beide Halogen-Lampen - auch die höchsten Spannungen im Komposit aufwiesen. Die niedrigsten Spannungen wiesen die verschiedenen Konzepte der LED-GC e-light auf. Trotz einer weiteren Belichtung der Konzepte dieser Lampe von 40 s mit 400mW/cm², wurden nach insgesamt 460 gemessenen Sekunden nochmals eine deutliche Steigerung der Spannungswerte erbracht, wobei aber die Werte der Halogen-Lampe Astralis 10 nicht erreicht werden konnten. Eine Belichtung mit sehr hoher Intensität von Anfang an bewirkt demnach eine sehr große Schrumpfung und Spannungsbildung im Komposit, das auf den adhäsiven Verbund negative Auswirkungen hat. Auffallend ist, dass alle Lampen, deren Konzepte einen exponentiellen Verlauf haben, die niedrigsten Werte aufwiesen. Durch die daher herabgesetzte Polymerisationsgeschwindigkeit wird das Nachfließen des Materials verlängert, wodurch bis zum Erreichen des Gelpunktes innere Spannungen im Komposit - bei einem höheren Vernetzungsgrad - abgebaut werden können. Ein spannungsreduzierender Effekt wurde somit nachweisbar. Der zweite Teil der Studie beschäftigte sich sowohl mit der Durchhärtung an der Oberfläche, als auch der Härte in 2 mm Tiefe, da dieser Wert als ideale Schichtstärke angesehen wird. Um die Durchhärtungswerte zu bestimmen, wurde als indirektes Maß die Härtemessung nach Vickers durchgeführt. Die Versuche zeigten eine Abhängigkeit des Polymerisationsgrades der Proben von der Polymerisationsdauer, sowie Intensität innerhalb der vergleichbaren Konzepte und der Art der Polymerisationsgeräte. Dabei erreichten beide LED-Lampen die geringsten Härtewerte. Das beste Ergebnis für eine relativ kurze Belichtungszeit von 24 s bei einer geringen Schrumpfspannung und einer guten Aushärtung - selbst an der Unterseite der Probe - zeigte das Pulse 10.2-Konzept der GC e-light. Einzig eine Ausnahme im Vergleich zu den übrigen Lampen bildet das Soft A-Konzept der GC e-light. Allein durch die Belichtungzeit von 40 s war hier eine ausreichende Tiefenaushärtung gewährleistet. Der Vergleich beider Halogen-Lampen zeigt bei der Astralis 10 generell größere Durchhärtungsergebnisse als bei vergleichbaren Konzepten der Elipar Trilight, was auf die sehr hohe Anfangsintensität zurückzuführen ist. Die Werte an der Ober- bzw. Unterseite verhielten sich signifikant untereinander. Aufgrund der höheren Schrumpfspannungen aber auch der größeren Tiefendurchhärtung der Halogen-Lampen im Vergleich zu den LED-Lampen, ist zum jetzigen technischen Entwicklungszeitpunkt dieser hier verwendeten Lampen keine Empfehlung für einen bestimmten Lampentyp auszusprechen.

Das Ziel dieser In-vitro-Untersuchung war es die Randqualität von lichthärtenden kompositbasierten Füllungsmaterialien in Klasse-II-MOD Füllungen im approximalem Bereich zu überprüfen. In 80 extrahierten, menschlichen Molaren wurden standardisierte MOD-Inlay- Kavitäten präpariert. Bei einer approximalen Extension lag der zervikale Präparationsrand 1mm koronal der Schmelz-Zement-Grenze (SZG) und bei der anderen approximalen Extension 1mm apikal der SZG. Die Probenzähne wurden randomisiert in 10 Gruppen verteilt. In den Gruppen APB842, AKJ842, BPB842, BKJ842 wurde die präparierte Zahnoberfläche im Sinne der Total-etch-Technik vorbehandelt und anschließend wurde ein azetonbasierter Einkomponentenhaftvermittler (Prime & Bond NT oder KJ7-101-07) appliziert. Nach der Polymerisation erfolgte das Erstellen der Restaurationen aus ormocerbasierten Kompositmaterialien (experimentelles Material A und B) mittels konventioneller Verarbeitungstechnik. In den Gruppen QX812, QX814, QX524 und QFX814 wurde ein selbstkonditionierender Haftvermittler (XenoIII) auf die präparierte Zahnoberfläche aufgetragen. Der Lichtpolymerisation des Haftvermittlers folgte das Anfertigen der Restaurationen aus dem Material Quixfil. Das konventionelle Verarbeitungskonzept wurde nach den Angaben des Herstellers modifiziert. Die Polymerisationszeit wurde verkürzt und in den Gruppen QX814, QX524 und QFX814 wurde im dentinbegrenztem Kasten eine 4 mm Schicht appliziert. In der Gruppe QFX814 wurde ein Liner aus fließfähigem Komposit benutzt. Als Referenzgruppen wurden Restaurationen aus Material Tetric Ceram mit Syntac classic (TSC842) und aus Material Surefil mit Prime&Bond NT (SPB844) herangezogen. Nach dem Ausarbeiten und Politur der angefertigten Restaurationen wurden die Proben einer künstlichen Alterung unterzogen (Thermowechselbad 5/55°C, 2000 Zyklen, Kausimulator – okklusale Belastung 50 N, 50 000 Zyklen). Bei der morphologischen Untersuchung wurden Epoxyharzreplika von beiden approximalen Seiten einer quantitativen Randspaltanalyse im Rasterelektronenmikroskop bei 200-facher Vergrößerung unterzogen. Bei dem Farbpenetrationstest wurden die Probenzähne in Methylenblaulösung eingetaucht (5%, 15 Min.), geschnitten und auf die Tiefe der Farbpenetration untersucht. Statistische Analyse der Ergebnisse (Kruskal-Wallis H-test, Mann-Whitney U-test) zeigte signifikante Unterschiede zwischen den untersuchten Gruppen. Der adhäsive Verbund zwischen Komposit und Dentin war anfälliger für das Auftreten von Randspalten als der Verbund zum Zahnschmelz. Im Dentin variierte der prozentuale Anteil an perfektem Rand zwischen 87,9% (BKJ842) und 56,9% (SPB842), im Schmelz zwischen 97,2% (TSC842) und 77,4% (SPB842). In der Gruppe BKJ842 konnte teilweise signifikant bessere Randqualität erreicht werden als in der Gruppe BPB842. Die Ergebnisse der Gruppen APB842, AKJ842, BPB842, BKJ842 waren mit der Referenzgruppe TCS842 vergleichbar. In den Gruppen QX812, QX814, QX524 und QFX814 hat sich das variieren der Lichtpolymerisation und der Schichtstärke auf die Qualität der marginalen Adaptation nicht signifikant ausgewirkt. Mit einem Liner aus fließfähigem Komposit wurde die Randdichtigkeit dentinbegrenzter Füllungsränder erhöht. Die Randqualität der Restaurationen aus Material Quixfil war vor allem in der Randdichtigkeit (außer QFX814) mit der Referenzgruppe SPB844 vergleichbar.