Analyse der Haftkraft eines experimentellen Calciumphosphat-Sealers in Kombination mit verschiedenen Lösungsmitteln
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Philipps-Universität Marburg
Abstract
Hintergrund und Zielsetzung:
Als Endodontologie wird der Bereich der Zahnheilkunde bezeichnet, welcher die Erkrankungen des Pulpa-Dentin-Komplexes sowie der periradikulären Strukturen umfasst. Das Ziel der Endodontologie ist es, Zähne langfristig als funktionsfähige Kaueinheit zu erhalten. Im Zuge einer Wurzelkanalbehandlung werden die Wurzelkanäle in der Regel mit Guttaperchapoints und einer Wurzelkanalfüllpaste (Sealer) in Kompaktionstechnik abgefüllt. Dabei sollte der Sealer eine Vielzahl an Anforderungen erfüllen. Obwohl mittlerweile eine große Menge unterschiedlicher Sealer auf dem Markt erhältlich ist, gibt es bislang noch keinen Sealer, der sowohl klinisch als auch materialtechnisch alle Kriterien erfüllt. In dieser In-vitro-Studie wurde der Einfluss verschiedener Lösungsmittel auf den Haftverbund eines experimentellen Sealermaterials auf der Basis von α-TCP untersucht.
Material und Methode:
Dafür kamen 60 extrahierte, einwurzelige, humane Zähne zum Einsatz. Sie wurden in sechs Gruppen à zehn Zähne eingeteilt. Anschließend erfolgte die Dekapitation der Zahnkronen und die maschinelle Aufbereitung mit F360-Feilen auf 8 mm Arbeitslänge. Alle Wurzelkanäle wurden mit demselben Spülprotokoll (3 % Natriumhypochlorit, 15 % EDTA, 3 % Natriumhypochlorit) gespült und mit zwei Papierspitzen getrocknet. Das benötigte Pulver des experimentellen Sealers wurde manuell abgewogen und mit der geforderten Menge Lösungsmittel im Silamat angemischt. In allen Gruppen wurde das identi-sche Pulver auf der Basis von α-TCP verwendet, welches nebst α-TCP teilweise hydrolysiertes Calciumoxid, Natriumfluorid sowie Quervernetzer enthielt. Dabei unterschied sich die Gruppe 6 im Mahlgrad von den anderen Gruppen. Als Lösungsmittel kam Glycerintriacetat (Gruppe 1), Dipropylenglycolmethylether (Gruppe 2), Polyethylenglycol (400 g/mol) (Gruppe 3), Methoxy-2-Propanol (Gruppe 4) und Aqua dest. (Gruppe 5 und 6) zum Einsatz. Unverzüglich nach dem Anmischvorgang erfolgte die Insertion des Sealermaterials sowie eines vorbehandelten Stahlspreaders. Die gefüllten Wurzeln wurden 28 Tage bei 37 °C in einer Dunkelkammer in feuchtem Milieu gelagert. Im Anschluss wurden die Haftwerte durch den Pull-Out-Versuch bestimmt.
Ergebnisse:
Die ermittelten Medianwerte der Gruppen 1 bis 4 lagen zwischen 0,63 (Gruppe 1) und 1,39 MPa (Gruppe 4). Die Gruppe 5 wies einen Medianwert von 5,68 MPa auf und Gruppe 6 lieferte mit 5,75 MPa den höchsten Medianwert. Anhand des Games-Howell-Tests konnte ein signifikanter Unterschied der Medianwerte der Gruppen 1 bis 4 zu den Gruppen 5 und 6 festgestellt werden (p < 0,001). Allerdings zeigten letztere auch ein höheres Interquartil, wobei jedoch auch die niedrigsten Haftverbundwerte signifikant höher ausfielen als in den Lösungsmittelgruppen.
Die Auswertung der Frakturmodi ergab keine signifikante Korrelation zwischen den Frakturmustern und Haftwerten. Insgesamt war Kategorie B mit einem kohäsivem Haft-verbundverlust innerhalb des Sealermaterials der häufigste Frakturmodus, wohingegen in Gruppe 6 die Kategorie D (Kombination aus adhäsivem und kohäsivem Versagen) vor-ranging auftrat. In der Gruppe 5 war der Frakturmodus auf die Kategorien B und D mit je 50 % gleich verteilt.
Schlussfolgerung
Die verwendeten Lösungsmittel reduzieren den Haftverbund des experimentellen Sealermaterials signifikant, was eine Vielzahl von Gründen haben kann: So könnten die Lösungsmittel die Quervernetzter in ihrer Funktion hemmen oder die Mischzeit und der Anmischvorgang sind möglicherweise unzureichend, um die Pulverpartikel zu homogenisieren. Des Weiteren ist ein zu schnelles Abbinden des Materials an der Grenzschicht oder eine Hemmung des gewünschten Austauschprozesses des Lösungsmittels mit Was-ser, sowie eine Hemmung des abschließenden Abbindevorgangs denkbar.
Es sollte daher untersucht werden, ob eine genaue Vordosierung der Komponenten in einem Kapselsystem und/oder eine Verbesserung des Anmischvorgangs zu einer gewünschten Steigerung der Haftwerte führen.
Alternativ ist Aqua dest. das beste Lösungsmittel, wobei auch in diesem Falle eine exakte Vordosierung im Rahmen einer Kapselapplikation von Vorteil wäre.
Background and aim:
Endodontology is the field of dentistry that covers diseases of the pulp-dentine complex and periradicular structures. The aim of endodontology is the long-term preservation of teeth as a functional chewing unit. In case of root canal treatment, the root canals are usually filled with guttapercha points and a root canal filling paste (sealer) using a compaction technique. The sealer should fulfill a variety of requirements. Although many different sealers are now available on the market, there is still no sealer that fulfills all criteria in terms of both clinical and material properties. In this in-vitro study, the influence of different solvents on the adhesive bond of an experimental sealer material based on α-TCP was investigated.
Material and methods:
For this purpose, 60 extracted, single-rooted, human teeth were used. They were divided into six groups of ten teeth each. The teeth were then mechanically prepared to a working length of 8 mm using F360 files and the crowns were decapitated. All root canals were rinsed with the same rinsing protocol (3 % sodium hypochlorite, 15 % EDTA, 3 % sodium hypochlorite) and dried with two paper points. The required powder of the experimental sealer was manually weighed and mixed with the required amount of solvent in the Silamat. In all groups, the identical α-TCP-based powder was used, which, in addition to α-TCP, contained partially hydrolysed calcium oxide, sodium fluoride and crosslinkers. Group 6 differed from the other groups in the degree of grinding. The solvents used were glyceryl triacetate (group 1), di(propylene glycol)methyl ether (group 2), polyethylene glycol (400 g/mol) (group 3), methoxy-2-propanol (group 4) and distilled water (groups 5 and 6). Immediately after mixing, the sealer material and a pre-treated steel spreader were inserted. The filled roots were stored for 28 days at 37 °C in a darkroom in a humid environment. The adhesion values were then determined using the pull-out test.
Results:
The median values determined for groups 1 to 4 ranged from 0.63 MPa (group 1) to 1.39 MPa (group 4). Group 5 had a median value of 5.68 MPa and group 6 had the highest median value with 5.75 MPa. Using the Games-Howell test, a significant difference of the adhesion was found between groups 1 to 4 and groups 5 and 6 (p < 0.001). However, the latter showed a higher interquartile, with the lowest values also being significantly higher than in the solvent groups.
The evaluation of the fracture modes did not show any significant correlation between the fracture patterns and adhesion values. Overall, category B with a cohesive loss of adhesion within the sealer material was the most frequent fracture mode. In contrast, cat-egory D (combination of adhesive and cohesive failure) was the most common in group 6. In group 5, the fracture mode was equally distributed between categories B and D with 50 % each.
Conclusion:
The solvents used significantly reduce the adhesive bond of the experimental sealer material. There may be a variety of reasons for this: For example, the solvents could inhibit the function of the crosslinkers, or the mixing time and mixing process may be insufficient to homogenise the powder particles. It is also conceivable that the material sets too quickly at the boundary layer or that the desired exchange process of the solvent with water and the final setting process is inhibited.
Therefore, it should be investigated whether a precise pre-dosing of the components in a capsule system and/or an improvement of the mixing process would lead to the desired increase in the adhesion values.
Alternatively, distilled water is the best solvent, although in this case an exact predosing in a capsule application would also be advantageous.
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