Originalarbeit - Experimentelle Untersuchung

Die Zugfestigkeit von Bracketklebungen in Abh ingigkeit von der Kleberschichtst irkeeine In-vitro-Untersuchung A. Schiffer, R-G. Jost-Brinkmann, R.-R. Miethke Freie Universit~it Berlin, Polikliniken Nord, Abteilung ftir Kieferorthop~idieund Kinderzahnheilkunde, (Leiter: Prof. Dr. R.-R. Miethke)

Zusammenfassung: Ziel dieser Untersuchung war es zu kl/iren, ob die Schichtst~irke des Adh~isivs zwischen Bracketbasis und Schmelzoberfl~iche Einflug auf die Verbundfestigkeit einer Bracketklebung nimmt. Dazu wurden in vitro Stahlbrackets mit retentiver Netzbasis auf Rinderz~ihne geklebt. Mit Hilfe eines Drei-WegeLineartisches wurden Kleberschichtstarken zwischen 0,0mm und 0,8mm erzeugt. Untersucht wurden acht verschiedene orthodontische Adhasive bzw. deren Kombinationen; letztere, um die Technik des indirekten Klebens nachzuempfinden. Die Ergebnisse zeigen, dab hochgeftillte Komposits die gr6gten Zugfestigkeiten erreichen. Eine ansteigende Kleberschichtst~irke nimmt bei den Paste-Paste-Komposits keinen signifikanten Einflug auf die Zugfestigkeit.Bei den lichth~irtenden Klebern wird die h6chste Zugfestigkeit bei einer Schichtst~ke yon 0,2mm erreicht; hier f~illt dem besseren Lichtzutritt wahi'scheinlich eine entscheidende Rolle zu. Druckpolymerisierende Komposits erweisen sich als sehr empfindlich gegeniiber ver~aaderten Kleberschichtst~irken; belastbare Klebungen konnten nur bis zu einer Schichtst~irke von 0,2mm erzeugt werden. Vermutlich ist der Diffusionsweg des Katalysators in die Basispaste hinein der limitierende Faktor. Zweizeitig hergestellte Bracketklebungen zeigen kein grundsatztich anderes Verhalten, das heigt, die Zugfestigkeit wird durch die zus~itzliche Zwischenschicht nicht beeinflul3t. Sollen im Rahmen einer kieferorthop~idischen Behandlung unterschiedliche Kleberschichtstarken erzeugt werden (zum Beispie! beim indirektem Kleben - besonders in der Lingualtechnik - zum Herstellen yon Uberkorrekturen oder zum Ausgleich atypischer Zahnformen), empfiehlt es sich, ein chemisch h~irtendes Komposit mit einem hohen Anteil an Makroftillern zu verwenden.

D e p e n d e n c e of bond strength on adhesive layer thickness - an in vitro study

Summary: The purpose of this study was to determine the influence of the thickness of the adhesive layer between bracket base and enamel surface on tensile bond strength. Stainless steel brackets with retentive net bases were bonded to bovine incisors with adhesive layers varying in thickness from a minimum of 0.0 nun to a maximum of 0.8 mm. Eight different orthodontic adhesives were investigated; in order to simulate the procedure of indirect bonding, combinations of two different adhesives were also tested. It was found that the highly filled composites provided greatest bond strength. Increasing the thickness of the adhesive layer had no significant influence on tensile bond strength. In the case of light-cured composites, maximum tensile bond strength was achieved at a thickness of the adhesive layer of 0.2 mm. This is probably due to better penetration of light at this thickness. In the case of chemically curing no-mix adhesives, it was impossible to produce effective adhesive layers thicker than 0.2 mm, presumably because curing at the primerpaste interface becomes a problem at greater thickness. The influence of cement thickness on tensile bond strength was basically identical whether brackets were bonded with one or two adhesives. Thus, an additional adhesive-adhesive interface has no influence on bond strength. If adhesive layer thickness of more than 0.2 mm are required, a chemically cured, highly filled paste-paste system should be used.

O Urban & Vogel Fortschr. Kieferorthop. 53 (1992), 297 -303 (Nr. 5)

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Schiffer, Jost-Brinkmann, Miethke : Zugfestigkeit yon Bracketklebungen

Einleitung Da allgemein angenommen wird, dab die h6chste Belastbarkeit yon Bracketklebungen erreicht wird, wenn die Kleberschicht zwischen Bracketbasis und Schmelzoberflache m6glichst dtinn gehalten wird [1, 4, 6, 15], werden Brackets normalerweise mit einer minimalen Adh~isivschicht geklebt. Andrews [2] weist femer darauf hin, dab die Vorzfige yon programmierten Brackets nur dann voll ausgenutzt werden, wenn diese der Zahnoberfl~iche m6gtichst dicht anliegen. Andererseits setzen einige kieferorthop~idische Techniken aber gerade eine variable KIeberschichtst~irke voraus. So treten beispie|sweise bei der Lingualtechnik [5], beim indirekten Kleben nach Set-up [9, 10, 20] oder wenn eine Bracketpositionierungslehre (zum Beispiel die Slot-machinel) [3, l 1] benutzt wird, teilweise erheblich dicke Adh~isivschichten anf. Eine groge Kleberschicht wird aber auch benutzt, um eine atypis c h e Zahnkronenmorphologie auszugleichen [5, 8]. SchlieNich kann ein Standard-Edgewise-Bracket durch eine individuell aus Adh~isivkunststoff hergestellte Basis in ein Straight-wire-Bracket fiberftihrt werden [18]. Aus diesem Grund sollte geklgrt werden, welchen EinfluB die Kleberschichtstarke anf die Verbundfestigkeit yon Bracketklebungen nimmt.

Material und Methode Ffir diese Untersuchung wurden Stahlbrackets 2 mit retentiver Netzbasis (13,44 mm 2) auf Rinderschneidezahne geklebt [13, 14]. Die Zfihne wurden in einer Zweikomponenten-Polyurethangiel3masse eingebettet und die Schmelzoberflache im Bereich der vorgesehehen Klebung an einer Tellerschleifmaschine zun~ichst mit einer 300er und anschliel3end mit einer 800er K6rnung plan geschliffen. Die unterschiedlichen Kleberschichten wurden mit einem Drei-Wege-Lineartisch 3 (Abb.la und lb) in 0,2 mm Schritten bis auf eine maximale St~irke von 0,8 mm gesteigert. Als Anfangsschicht von 0,0 mm wurden die Klebungen angesehen, bei denen die retentive Netzbasis direkt der Schmelzoberfl~che anlag. Insgesamt wurden acht verschiedene Kompositmaterialien untersucht (Tab.l): Als chemisch h~irtendes Vortrag, gehalten auf der wissenschaftlichenJahrestagung der Deutschen Gesellschaftfar Kieferorthopadie,Berlin, 20. bis 24. Mai 1992. Endg~iltigeAnnahme des Manuskripts: 17.7. 1992. 298

Paste-Paste-System wurde Concise ~ benutzt. Heliosit ~ und Transbon& reprgsentierten lichthfirtende Komposits, w~ihrend als druckhfirtendes Komposit System1 7 benutzt wurde. Um die Technik des indirekten Klebens nachzuempfinden, wurden die Adh~isive Phase IP/ ExceP und Durafill flowl~ ponfic C ~ miteinander kombiniert. Bei den zuletzt genannten Materialien wurde, wie beim klinischen Vorgehen, die ansteigende Kleberschichtst~irke aus Phase II bzw. Durafill flow hergestellt. Bei Phase II und Excel handelt es sich um Paste-Paste-Kleber, wahrend Durafilt flow lichtgeh~irtet wird. Microfill pontic C ist ein Dualzement, das heigt, die Polymerisation wird sowohl chemisch als anch physikalisch fiber Lichteinwirkung ausgel6st. Vor den Klebungen wurde der Schmelz mit 37%iger Phosphors~iure ftir 60 Sekunden ge~itzt und mit einem modifizierten F6n ftir 45 Sekunden getrocknet. Jedes Komposit wurde streng nach Herstellerangaben verarbeitet, Die Dauer der Lichtexposition '2 wurde einheitlich auf 60 Sekunden festgelegt. Nach einer Lagerzeit yon einer Woche in isotonischer Kochsalzl6sung wurde die Zugfestigkeit mit einer Prfifmaschine ~3bei einer Vorschubgeschwindigkeit yon 4 mm/min getestet. Die Zugkraft beim Blaach der Klebung wurde automatisch dutch einen Maximalwertspeicher festgehalten. Die Versuche wurden pro Adhfisiv und Kleberschicht zehnmal wiederholt [19]. Die statistische Auswertung der Ergebnisse erfolgte mit dem SPSS-System ftir Personalcomputer j4. Die Variablen wurden dem H-Test nach I~-uskat-Watlis unterzogen. Ftir den multiplen paarweisen Vergleich der Megdaten wurde der Nemenyi-Test benutzt, der, im Gegensatz zum U-Test nach Mann und Whitney, die a-Adjustierung impliziert. Ffir die deskriptive Statistik wurden der Mittelwert, die Standardabweichung, der mittlere Fehler des Mittelwertes, der Median, das

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Slot-machine*:CreekanoreEnterprises, Houston, Texas, USA. Ultratrimm*:Edgewise Brackets, Dentaurum,D-7530 Pforzheim. Lineartische:Hahn und Kolb, D-7000 Stuttgart. Conciseorthodonticbonding'~:3M-Unitek,D-4040 Neuss. Heliosit-Orthodontic| Vivadent, FL-9494 Schaan. Transbond Light Cured OrthodonticAdhesive| Urfitek, CH-8000 Zfifich. 7 SystemP: Ormco, D-8998 Lindenbmg. '~ PhaseII, Sealant/Paste System| RelianceOrthodontic Products, Inc., Itasca, Ill. USA. Excel, Indirect Bonding Adhesive| RelianceOrthodontic Products, Inc., Itasca, Ill. USA. ~0 Durafill flow*:Kulzer & Co., D-6940 Weinheim. u Microfillpontic C*: Kulzer & Co., D-6940 Weinheim. ,2 Heliomat*:Vivadent, FL-9494 Schaan. ~ Erichsen: Modell 4641/500N, D-5600 Wuppertat. ,4 SPSS/PC+, Version 3.0: SPSS GmbH,D-8000 Miinchen.

9 Urban & Vogel Fortschr. Kieferorthop. 53 (I992), 297 -303 (Nr. 5)

Schiffer, Jost-BHnkmann, Miethke : Zugfestigkeit von Bracketklebungen 9 5 % i g e V e r t r a u e n s i n t e r v a l l , das 25. und 75. Perzentil u n d d e r V a r i a t i o n s k o e f f i z i e n t der Mef3daten berechnet. D a s S i g n i f i k a n z n i v e a u w u r d e e i n h e i t l i c h a u f