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F. P. Nothdurft et al.: Vollkeramische Stiftaufbauten Korrosionsfreiheit und hohe Biegefestigkeit erfüllen [39]. Mit den Zirkonoxidkeramiken steht nun ein neuer Werkstoff zur Verfügung, der den bisher in der Zahnmedizin verwendeten Keramiken im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften überlegen ist [13]. Das Ziel der vorliegenden Studie war es deshalb, in einem In-vitro-Versuch die Belastbarkeit konventionell zementierter Stiftaufbauten auf ZrO 2-Basis in Abhängigkeit unterschiedlicher Präparationsvarianten zu überprüfen. 2 Material und Methode Verwendete Stiftsysteme Die Herstellung der Stiftaufbauten erfolgte mit den Zirkonoxid-Stiftsystemen Cerapost (Fa. Gebr. Brasseler, Lemgo) und Cosmopost ( Fa. Ivoclar, Schaan, Liechtenstein) sowie der Anpresskeramik IPS Empress Cosmo für den koronalen Aufbauanteil. Der rein konische Cerapost weist eine Länge von 25 mm auf und ist in drei verschiedenen Durchmessern erhältlich. Der Konuswinkel beträgt 2°. Die Einteilung erfolgt nach dem bei metallischen Stiftsystemen bewährten ER-System nach Hoffmann [29]. Der zylindrokonische Cosmopost weist eine Länge von 20,5 mm auf und ist in zwei Durchmessern, 1,4 mm und 1,7 mm, erhältlich. Auf 16 mm seiner Länge ist er parallelwandig, bevor er auf den verbleibenden apikalen 4,5 mm in eine konische Form übergeht. Herstellung der Pr fk rper Insgesamt wurden 60 identische Probekörper für die Aufnahme der vollkeramischen Stiftaufbauten und Kronen hergestellt. Als Wurzelstumpfmodell wurde ein Kunststoffzahn (Fa. KaVo, Leutkirch) verwendet (Härte: 46 HV), der bis 2,5 mm unterhalb seiner labialen Schmelz-Zement-Grenze mit einem würfelförmigen Sockel aus dem Kaltpolymerisat PalaXPress (Fa. Heraeus Kulzer, Hanau) versehen wurde. Die Krone des KaVo-Zahnes wurde auf Höhe der palatinalen Schmelz-Zement-Grenze abgetrennt. Auf diese Weise entstand 2,5 mm über der Kunststoffeinbettung ein horizontales Plateau. Die gesamte Präparation der Restzahnsubstanz wurde mit Hilfe eines Parallelfräsgerätes (Fa. Degussa, Hanau) durchgeführt. Für die Prüfungsgruppen 1 – 4 wurden 40 Zähne nach den etablierten Präparationsrichtlinien [11, 25, 31, 35] für die Aufnahme von je 10 Cerapost- und Cosmopoststiften in den beiden Durchmesserausführungen 90 und 110 bzw. 1,4 und 1,7 vorbereitet. Zunächst wurde eine zirkuläre, 1 mm breite und 1 mm hohe Stufe mit einem zylinderförmigen Präparierdiamanten präpariert. Nach der zentralen Bohrung von 11,5 mm Tiefe mit dem Normbohrer des jeweiligen Stiftsystems wurde ein 2 mm tiefer, 2 mm breiter und 3 mm langer Kasten mit einem konischen Finierdiamanten (ISO 806314172514016, Fa. Gebr. Brasseler) präpariert (s. Tab. 1 und Abb. 1). In der Prüfungsgruppe 5 wurde bei 10 Zähnen für die Restzahnhartsubstanz die gleiche Präparationsgestaltung wie bei den Gruppen 1 – 4 gewählt, wobei hier allerdings ein kurzer paralleler Stift zum Einsatz kommen sollte. Hierzu wurde der konische Anteil des Cosmopost-Normbohrers 1,7 mit einer Trennscheibe abgetrennt und eine 6 mm tiefe, rein parallele Bohrung angelegt. Für die anschließende Wachsmodellation des Aufbaues wurde ein Cosmopost-Stift 1,7 umgekehrt, d. h. mit dem rein parallelen Anteil im Wurzelkanal des Modells positioniert (s. Tab. 1 und Abb. 2). 452 Gruppe Kastentiefe Kastenbreite Kastenlänge Stiftlänge (in mm) (in mm) (in mm) (in mm) Stiftdurchmesser 1 2 2 3 11,5 Cosmopost 1,7 2 2 2 3 11,5 Cosmopost 1,4 3 2 2 3 11,5 Cerapost 110 4 2 2 3 11,5 Cerapost 90 5 2 2 3 6 Cosmopost 1,7, parallel 6 9 — — 10,5 Cosmopost 1,7 Tabelle 1 Überblick über die Stiftpräparationen in den Prüfungsgruppen 1 – 6 Abbildung 1 Schema der Probekörper in den Versuchsgruppen 1 – 4 Abbildung 2 Schema der Probekörper in Versuchsgruppe 5 In Gruppe 6 wurde ein tief zerstörter Zahn simuliert. Da hier keine Restzahnhartsubstanz gefasst werden sollte, wurde das Plateau 1 mm unter der Schmelz-Zementgrenze angelegt. Die Bohrung mit dem Cosmopost-Normbohrer 1,7 von 10,5 mm wurde auf einer Länge von 9 mm so erweitert, dass auf Plateauhöhe eine zirkuläre Restdentinstärke von 1 mm erhalten blieb (s. Tab. 1 und Abb. 3). Nach Platzierung eines genormten Keramikstiftes des jeweils zu untersuchenden Stiftsystems wurde der Aufbau direkt auf dem isolierten KaVo-Zahn mit einem Modellierwachs an den Keramikstift anmodelliert. Durch die Anwen- Abbildung 3 Schema der Probekörper in Versuchsgruppe 6 Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift 58 (2003) 8
F. P. Nothdurft et al.: Vollkeramische Stiftaufbauten dung eines Parallelometers und eines um 2° gewinkelten Schabinstrumentes konnte ein reproduzierbarer Konuswinkel der Aufbauten gewährleistet werden. Die Einbettung und das Anpressen des individuellen Keramikaufbaues erfolgte genau nach den Herstellerangaben. Die aufgepassten Stiftaufbauten wurden mit Aceton gereinigt und getrocknet. Das Zementieren erfolgte mit dem Glasionomerzement Ketac Cem ( Fa. 3M ESPE, Seefeld ). Die Nachpräparation erfolgte mit einem konischen Finierdiamanten (ISO 806314172514016, Fa. Gebr.Brasseler) im Parallelfräsgerät, um einen stufenlosen Übergang vom Probestumpf zum Aufbau zu gewährleisten. Die Palatinalfläche wurde mit einem olivenförmigen Präparierdiamanten (ISO 806314277514023, Fa. Gebr. Brasseler) konkav gestaltet, finiert und mit einem Silikonpolierer poliert. Die getrockneten Teststümpfe wurden einzeitig-zweiphasig mit Permadyne/Impregum (Fa. 3M ESPE, Seefeld ) abgeformt und nach einer Stunde Rückstellzeit mit dem Superhartgips ResinRock (Fa. Frankonia Dental, Erlangen-Eltersdorf) ausgegossen. Nach der Entformung wurden die Gipsmodelle mit Stumpf- und Distanzlack überzogen. Die rationelle Herstellung von 60 IPS-Empress-Kronen mit den, vom Hersteller geforderten Schichtstärken, gelang mit Hilfe eines Wachsspritzgerätes (Fa. Karl Fischer, Pforzheim) und einer individuell hergestellten Form. Die Kronenränder wurden bei jeder Krone mit einem Zervikalwachs (Thowax, Fa. Yeti, Engen) individuell nachmodelliert. Das Einbetten und Pressen mit einem IPS-Empress-Rohling TC 3 (Fa. Ivoclar AG) für die Maltechnik erfolgte wiederum genau nach den Herstellerangaben. Insgesamt wurden je zwei Malbrände und Glanzbrände im Keramikbrennofen Programat X1 (FA. Ivoclar) durchgeführt. Die fertigen Kronen wurden mit Aceton gereinigt und getrocknet. Das Zementieren erfolgte wieder mit dem Glasionomerzement Ketac Cem. Alterungssimulation Nach der Zementierung der Kronen lagerten die Probekörper 180 Tage lang bei einer Temperatur von 37° C in Wasser. Während der Einlagerungszeit erfolgte die Alterung durch Thermowechsellast, wobei 10000 Zyklen bei Wasserbadtemperaturen von 5° C und 55° C ausgeführt wurden. Für jede Temperatur betrug die Verweildauer jeweils 30 Sekunden. Wegen der Wechselzeit ergab sich ein Gesamtzyklus von ca. 80 Sekunden. Nach der Alterungssimulation wurden alle Kronen im Auflicht auf eventuell aufgetretene Sprünge kontrolliert. Statischer Bruchversuch Die Bruchversuche wurden in der Universalprüfmaschine Zwick 1445 (Fa. Zwick, Ulm) durchgeführt. Die Probekörper konnten über den Kunststoff-Sockel exakt und unverschiebbar in den schwenkbaren Spezialschraubstock des Prüfgerätes eingespannt werden. Die Belastung der Kronen erfolgte mit einem schneidezahnförmigen Prüfstempel aus Stahl, von inzisal in einem 45°-Winkel zur Zahnachse, bei einem Vorschub von 0,5 mm/s. Der Kraftangriffspunkt lag dabei 2 mm unter der Schneidekante auf der palatinalen Kronenfläche. Zur Vermeidung punktförmiger Belastungen wurde eine 0,5 mm starke Polycarbonatfolie zwischen Keramikkrone und Prüfstempel eingelegt (s. Abb. 4). Die Belastung erfolgte bis zum Bruch. Die Bruchabschaltschwelle lag bei 60 % Kraftabfall. Der Kraft- und Wegverlauf wurde parallel in einem Diagramm aufgezeichnet. Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift 58 (2003) 8 Abbildung 4 Statischer Bruchversuch Statistische Auswertung Die statistische Auswertung der Bruchversuche erfolgte mit dem Statistikprogramm SPSS für Windows, Version 7.5 ( Fa. SPSS Software, München). Für jede Gruppe wurde der Mittelwert und die Standardabweichung aus den zehn Einzelmessungen ermittelt. Als nonparametrisches Testverfah- ren wurde der U-Test von Mann, Whitney und W ilcoxon verwendet. Hiermit wurden die Gruppen paarweise miteinander verglichen. 3 Ergebnisse Nach dem Thermocycling konnten im Auflicht an den 60 Vollkeramikkronen keine Sprünge festgestellt werden. Die Ergebnisse des anschließenden statischen Bruchversuches sind in Abbildung 5 und Tabelle 2 dargestellt. Abbildung 5 Box-Plot-Darstellung der Bruchlastwerte in [N] Mit dem non-parametrischen Mann-Whitney-U-Rangsummentest für unabhängige Stichproben wurden die Differenzen der Festigkeitsunterschiede innerhalb der Gruppen untersucht. Das Signifikanzniveau wurde bei p = 0,05 festgelegt. In Tabelle 3 sind die Ergebnisse der Signifikanztests dargestellt. Besonders auffällig zeigt sich hier der bruchlastreduzierende Einfluss eines starken Zahnhartsubstanzverlustes. Bei Betrachtung der Bruchmodi in den einzelnen Versuchsgruppen konnten im Zusammenhang mit dem Stift- 453
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