Vergleichende Evaluation zur Haftfestigkeit und zum Debondingverhalten verschiedener Metall- und Keramikbrackets

• Main Author: Mihlan, Christian
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: 2012
• Subjects: Adhäsion; Brackets; Entfernung; Zahnschmelz; ddc:610
• Online Access: https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/6434; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-76130; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-76130; https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/files/6434/Doktorarbeit_2.pdf

Die kieferorthopädische Behandlung mit festsitzenden Apparaturen wirft schon immer das Problem der Ästhetik auf. Durch die Verwendung von Keramiken konnten in dieser Hinsicht große Fortschritte gemacht werden. Jedoch stellt sich in der alltäglichen Praxis die Frage, ob ein Keramikbracket einem Metallbracket in allen Belangen gleichwertig ist. Ziel dieser Untersuchung war es, handelsübliche Metall- und Keramikbrackets unter- und miteinander auf ihre Haftfestigkeit zu überprüfen. Dabei wurde auch das neu auf dem Markt erschienene Keramikbracket QuicKlear der Firma Forestadent in den Vergleich mit einbezogen. Neben den Brackets QuicKlear für den mittleren und seitlichen Oberkiefer Schneidezahn, wurden noch drei weitere Keramikbrackets für die Untersuchung verwendet: das Bracket Fascination 2 (Dentaurum), das Bracket InOvation C (GAC) und das Bracket Clarity SL (3M Unitek). Als Metallbrackets wurden, das Bracket Quick 2.0 (Forestadent), das Bracket MiniMono (Forestadent), das Bracket MiniSprint (Forestadent), das Bracket Discovery SL (Dentaurum), das Bracket InOvation R (GAC) und das Bracket SmartClip SL (3M Unitek) verwendet. Um die Versuche zu standardisieren, wurde nach Anleitung der DIN 13990-2 verfahren. Alle Brackets wurden für den Abscherversuch auf extrahierte, unbeschädigte und in Kunststoff eingebettete dritte humane Molaren geklebt. Als Adhäsiv wurde Transbond XT (3M Unitek) verwendet. Jedes Bracket wurde 24 mal an einer Materialprüfmaschine (Typ 1445 der Firma Zwick/Roell) mit einer Abschergeschwindigkeit von 1 mm pro Minute mittels eines Zugscherbügels in okklusal-gingivaler Richtung abgeschert. Um Einflüsse des Mundmilieus zu simulieren, wurden 12 der 24 Proben vor dem Abscherversuch durch Thermocycling (500 Temperaturzyklen für je 20 sek. in 5° C und 55° C temperiertem Wasser) belastet. Für jede einzelne Probe wurde die Abscherkraft in MPa gemessen und der Zahn danach mittels eines Mikroskops auf Schmelzdefekte untersucht. Die Bruchstellenlokalisation wurde dem ARI-Schema von Bishara et al. zugeordnet. Die statistische Auswertung erfolgte mit dem Programm PASW Statistics Version 18. Bei den Metallbrackets zeigten lediglich die Messergebnisse ohne Thermocycling des Brackets InOvation R mit 12,7(±4,7) MPa signifikant niedrigere Unterschiede in Haftfestigkeit und auch ARI. Bei den Ergebnissen mit Thermocycling waren weder bei den Haftfestigkeitswerten noch beim ARI signifikante Unterschiede zu sehen. Das Thermocycling hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Ergebnisse. Insgesamt erreichten die Metallbrackets zusammen einen Mittelwert von 17,8(±6,1) MPa ohne Thermocycling und 17,7(±7,8) MPa mit Thermocycling. In 12,5 % aller Proben traten nach dem Abscherversuch Schmelzdefekte auf. Bei den Keramikbrackets ohne Thermocycling gab es keine signifikanten Unterschiede innerhalb der Haftfestigkeiten. Beim ARI unterschied sich das zusätzlich zur mechanischen Retention noch durch Silanisierung chemisch haftende Bracket Fascination 2 signifikant höher als die Brackets InOvation C und Clarity SL. Bei den Werten mit Thermocycling unterschied sich in den Haftfestigkeitswerten das Bracket Fascination 2 signifikant höher als das Bracket InOvation C. Beim ARI unterschied sich Fascination 2 signifikant höher als InOvation C und Clarity SL, sowie QuicKlear für den OK 2er signifikant höher als InOvation C. Thermocycling hatte lediglich bei den Haftfestigkeitswerten des Brackets Clarity SL einen signifikant erhöhenden Einfluss. Insgesamt erreichten die Keramikbrackets im Mittel ohne Thermocycling einen Wert von 12,8(±4,5) MPa und mit Thermocycling einen Wert von 13,7(±5) MPa. Lediglich bei einer Probe (Bracket Fascination 2) war ein Schmelzdefekt nach dem Abscheren zu sehen. Metallbrackets unterschieden sich ohne und mit Thermocycling hoch signifikant höher von den Keramikbrackets, wobei der ARI bei den Metallbrackets die Tendenz zu Werten von 3 und höher hatte. Beim silanisierten Keramikbracket Fascination 2 war ein ähnlich hohes Auftreten von ARI 3 und höher zu erkennen. Die Keramikbrackets InOvation C und Clarity SL zeigten dagegen eher niedrigere ARI Werte. Alle gemessenen Brackets erreichten die in der Literatur geforderten minimalen Haftwerte für eine klinische Anwendung. Die rein mechanisch haftenden Keramikbrackets waren dabei mit niedrigeren Haftfestigkeitswerten und keinem Auftreten von Schmelzdefekten den Metall- und chemisch haftenden Keramikbrackets überlegen. Auch das neu auf dem Markt erschienene Bracket QuicKlear ordnet sich in die Werte anderer handelsüblicher Keramikbrackets ein und kann als potentielle Alternative angesehen werden. Das silanisierte Keramikbracket Fascination 2 zeigt durch höhere Abscherkräfte und ARI-Werte ein schlechtes Verhältnis zwischen ausreichendem Haftverbund und sicherer Entfernbarkeit. === The orthodontic treatment with tight apparatuses always raises the problem of the aesthetics. Big progress could be made in this regard by the use of ceramics. However, the question in practice is whether a ceramic bracket and a metal bracket is equivalent in all interests. The aim of this study was to check customary metal and ceramic brackets for their bonding strength. Besides, the new available ceramic bracket QuicKlear designed by Forestadent was also incorporated in the testing. Beside the brackets QuicKlear for the middle and lateral upper jaw incisor, another three other ceramic brackets were used for the investigation: the bracket Fascination 2 (Dentaurum), the bracket InOvation C (GAC) and the bracket Clarity SL (3M Unitek). As metal brackets were used, the bracket Quick 2.0 (Forestadent), the bracket Minimono (Forestadent), the bracket Minisprint (Forestadent), the bracket Discovery SL (Dentaurum), the bracket InOvation R (GAC) and the bracket Smart clip SL (3M Unitek). To standardize the attempts, the DIN 13990-2 was used. All brackets were bonded on extracted, intact third human molars. Trans-Bond XT (3M Unitek) was used as adhesive. Each bracket was sheared 24 times with a material testing machine (type 1445 by Zwick/Roell) with a shearing speed of 1 mm per minute occlusal gingival direction. To simulate influence of the oral environment, 12 of 24 tests were loaded before the shear test by thermocycling (500 temperature cycles for 20 sec. in 5 ° C and 55 ° C tempered water). For every single test the bonding strength was measured in MPa. Afterwards each tooth was examined for enamel defects under a microscope. The crack localization became assigned to the ARI pattern by Bishara et al. The statistical evaluation was collected with the program PASW Statistics version 18. Within the metal brackets merely the results of the bracket InOvation R without thermocycling (12.7 (±4.7) MPa) showed significantly lower differences in bonding strength and ARI. No significant differences between the results after thermocycling could be found for bonding strength and for ARI. The thermocycling had no significant influence on the results. All together the metal brackets reached an average from 17.8 (±6.1) MPa without thermocycling and 17.7 (±7.8) MPa after thermocycling. In 12.5% of all tests enamel defects appeared after shearing. The ceramic brackets without thermocycling showed no significant differences for bonding strength. For ARI the bracket Fascination 2 with its mechanical and chemical retention differed significantly higher than the brackets InOvation C and Clarity SL. The values of bond strength for the bracket Fascination 2 after thermocycling differed significantly higher to the values of the bracket InOvation C. For ARI Fascination 2 differed significantly higher than InOvation C and Clarity SL, as well as QuicKlear (OK 2nd) significantly higher than InOvation C. Thermocycling had an increasing influence on the bond strength values of the bracket Clarity SL. All together the ceramic brackets reached on average a value from 12.8 (±4.5) MPa without thermocycling and after thermocycling a value of 13.7 (±5) MPa. Only one enamel defect could be found after shearing test (bracket Fascination 2). Metal brackets differed without and after thermocycling significantly higher from the ceramic brackets. The ARI of metal brackets showed the trend towards values of 3 and higher. The ceramic bracket Fascination 2 showed as well an ARI value of 3 or higher. In contrast the ceramic brackets InOvation C and Clarity SL showed lower values of ARI. All measured brackets reached the minimum values demanded in the literature for clinical use. Besides, the mechanically bonded ceramic brackets showed lower bonding strength values and no appearance of enamel defects compared to the metal brackets and chemically bonded ceramic brackets. Also the bracket QuicKlear adjusts itself to the values of other customary ceramic brackets and can be seen as a potential alternative. The ceramic bracket Fascination 2 showed a bad relation between sufficient bonding and safe debonding caused by higher bond strength and ARI values.