In-vitro-Untersuchung von Adhäsivapatitpasten als Material für Fissurenversiegelungen

Abstract

Fissurenversiegelungen stellen eine etablierte prophylaktische Maßnahme dar, um das Kariesrisiko an den Kauflächen der Seitenzähne zu reduzieren. Aufgrund der spezifischen Anatomie der Fissuren sind diese besonders schwer zu reinigen und anfällig für die Akkumulation von Biofilm, wodurch ideale Bedingungen für die Entstehung einer Karies geschaffen werden. Bei einer Karies kommt es zur Destruktion von Zahnhartsubstanz. Die Ameloblasten, die den Zahnschmelz bilden, haben nach der Entwicklung keine regenerative Kapazität mehr. Vor diesem Hintergrund ist der präventive Erhalt des Zahnschmelzes besonders bedeutsam. Eine Herausforderung für einen Adhäsiven Verbund von Füllungsmaterialen und Zahnschmelz stellen die prismenfreien Bereiche in den Fissuren dar. Für einen langfristig erfolgreichen Verbund der Fissurenversiegelungen an der Schmelzoberfläche gilt die Entfernung der prismenfreien Bereiche als obligat. Im Rahmen dieser in vitro Untersuchung wurden Adhäsivapatitpasten (AAP), die zuvor durch Hennrich (2021) getestet worden waren, hinsichtlich ihrer Eignung für Fissurenversiegelungen evaluiert. Hierzu wurden die AAP aus dem Adhäsiv Clearfil Universal Bond Quick entweder mit einem Nanohydroxylapatit oder mit einem Nanofluorapatit kombiniert und zu einer homogenen Paste verarbeitet. Es wurden zwei verschiedene Nanohydroxylapatite mit unterschiedlichen Partikelformen verwendet, sodass drei verschiedene AAP für diese Untersuchung verwendet wurden. Eine Anpassung der Mischungsverhältnisse war nötig, um die Applikation in die Tiefe der Fissur zu ermöglichen. Als Prüfkörper wurden humane, karies-freie Oberkiefer Weisheitszähnen verwendet. Die Schmelzoberfläche wurde zunächst gereinigt und anschließend mit 37,5%iger Phosphorsäure konditioniert. Nachdem die Apatit-Partikel homogen in das Adhäsiv eingearbeitet waren, ließ sich die AAP mithilfe einer Paro-Sonde WHO in die Fissur einbringen. Eine Politur der Oberfläche erfolgte mit Silikonpolieren und Kunststoffbürstchen. Der Schwerpunkt dieser Studie lag darin, den dauerhaften adhäsiven Verbund der AAP zur Schmelzoberfläche zu untersuchen. Dafür durchliefen die Zähne einen künstlichen Alterungsprozess, bei dem die Prüfkörper abwechselnd in warmes und kaltes Wasser eingetaucht wurden und anschließend erfolgte eine rasterelektronenmikroskopische Untersuchung. Eine Beurteilung der Oberflächenintegrität und der Verbundzonen erfolgte mit einem hochauflösenden Digitalmikroskop. Referenzproben wurden mit Tetric EvoFlow angefertigt und untersucht. Die Untersuchung von Hennrich (2021) kam zu dem Ergebnis, dass die AAP aus Clearfil Universal Bond Quick und dem Nanofluorapatit, oder dem Nanohydroxylapatit einen spalt-freien Verbund zu der Schmelzoberfläche eingeht, der auch nach dem Thermocycling stabil bleibt. In dieser Untersuchung konnten die Ergebnisse bestätigt werden. Der Verbund der AAP zu der Schmelzoberfläche zeigte sich als spaltfrei bei einer maximalen Vergrößerung von 10.000x. Bei der thermischen Wechselbelastung konnte kein signifikanter Materialverlust festgestellt werden. Die Proben mit dem Hydroxylapatit zeigten dabei nur ein geringes Rissverhalten der AAP. Die Referenzproben mit dem Tetric EvoFlow führten zu vergleich-baren Ergebnissen. Da die Menge des Apatits und des Adhäsivs gravimetrisch bestimmt und manuell vermischt wurden, ist es für zukünftige Untersuchungen erforderlich, die Materialverarbeitung weiter zu optimieren, um die klinische Anwendbarkeit des Materials sicherzustellen.

Fissure sealants represent an established prophylactic measure to reduce the risk of caries on the occlusal surfaces of posterior teeth. Owing to the specific anatomy of fissures, these sites are particularly difficult to clean and highly susceptible to biofilm accumulation, thereby creating ideal conditions for the development of carious lesions. Caries leads to the destruc-tion of dental hard tissue. Ameloblasts, which form the enamel, no longer possess regenerati-ve capacity once tooth development is complete. Against this background, the preventive preservation of enamel is of particular importance. A specific challenge for achieving a durable adhesive bond between restorative materials and enamel are the aprismatic areas fre-quently found in fissures. For longterm adhesion of fissure sealants to the enamel surface, the removal of these aprismatic areas is considered essential. In this in vitro study, adhesive apatite pastes (AAP), previously tested by Hennrich (2021), were evaluated regarding their suitability for use in fissure sealants. The AAP were prepared by combining the adhesive Clearfil Universal Bond Quick with either nanohydroxyapatite or nanofluoroapatite and processed into homogeneous pastes. Two different nanohydroxyapati-tes with distinct particle morphologies were employed, resulting in three different AAP tested in this study. Adjustment of the mixing ratios was necessary to ensure application into the depth of the fissure. Human, caries free maxillary third molars served as test specimens. The enamel surface was first cleaned and subsequently conditioned with 37.5% phosphoric acid. After homogenous incorporation of the apatite particles into the adhesive, the AAP could be introduced into the fissure using a WHO periodontal probe. Surface polishing was performed with silicone polishers and nylon brushes. The primary focus of this study was to investigate the longterm adhesive bond of AAP to the enamel surface. For this purpose, the teeth underwent an artificial aging process by repeated immersion in hot and cold water, followed by scanning electron microscopic analysis. Surface integrity and the adhesive inter-face were additionally assessed with a high-resolution digital microscope. Reference specimens were prepared and examined using Tetric EvoFlow. The study by Hennrich (2021) demonstrated that AAP composed of Clearfil Universal Bond Quick and either nanofluoroapatite or nanohydroxyapatite achieved a gapfree bond to the enamel surface, which remained stable after thermocycling. These results were confirmed in the present investigation. The adhesive interface between AAP and enamel appeared gap-free under magnifications up to 10,000×. No significant material loss was observed after thermal cycling. The hydroxyapatite containing specimens showed only minor crack formation within the AAP. The reference samples with Tetric EvoFlow produced comparable results. Since the quantity of apatite and adhesive was determined gravimetrically and mixed manually, further optimization of material processing is required in future studies in order to ensure the clinical applicability of this material.