Zahnerhaltung


Stress bei der Füllungstherapie – und wie er vermieden werden kann


Seit 2010 ist das Thema Bulkfüllmaterialien mit reduziertem Polymerisationsstress in aller Munde – sei es in der akademischen Welt, auf Fortbildungen, in der täglichen Praxis oder im eigentlichen Wortsinn als Teil oder Ganzes von meist Seitenzahnfüllungen. Welche Rolle der bei der Aushärtung von polymerisierenden Füllungsmaterialien entstehende Stress spielt, wie er gemessen werden kann und welche Eigenschaften noch eine wichtige Rolle spielen, um „stressfrei“ zu einer guten Seitenzahnversorgung zu gelangen, soll im Folgenden beschrieben werden.

Die am häufigsten verwendete Materialklasse für die Füllungstherapie in deutschen Zahnarztpraxen sind Komposite [1] – eine Kombination von Glasfüllern und polymerisierenden Harzen; meist basierend auf der seit Jahrzehnten bewährten Methacrylat-Chemie. Damit die aus Monomeren bestehenden Materialien aushärten (polymerisieren) können, müssen die reaktiven Gruppen räumlich zueinander finden. Erfolgt die Aushärtung ohne Restriktion von außen, kommt es zur Schrumpfung der polymerisierenden Masse. Diese Volumenschrumpfung kann zum Beispiel bei der Herstellung von Provisorien beobachtet werden und ist hier sogar nützlich, da sich das Provisorium dadurch leichter von der Präparation abheben lässt.

Ziel der Füllungstherapie ist dagegen ein möglichst dichter Verschluss der Kavität. Somit ist eine zentrale Aufgabe des Adhäsivs, nicht nur Retentionsverlusten vorzubeugen, sondern auch die Schrumpfung des Füllungsmaterials in der Kavität zu verhindern – dies führt zwangsläufig zur Entstehung von Spannungen: dem Polymerisations- oder Schrumpfungsstress. Dieser ist umso größer, je mehr Flächen des Füllungsmaterials nicht frei schrumpfen können, sondern durch ein Adhäsiv daran gehindert werden – dies wird als Konfigurationsfaktor (C-Faktor) bezeichnet [2]. In einer flachen Klasse?V?Füllung entsteht somit wesentlich weniger Stress als in einer tiefen Klasse?I?Füllung.

Eine wesentliche Rolle, wie hoch der Stress bei einer gegebenen Situation ist, spielt die Zusammensetzung des Füllungsmaterials. Die Monomere und entstehenden Polymere weisen ein komplexes Verhaltensmuster auf. Dabei können visköse Vorgänge (vereinfacht als Nachfließen zu bezeichnen) die Entstehung von Schrumpfungsstress wesentlich reduzieren [3]. Somit ist auch verständlich, dass Messungen der freien Volumenschrumpfung nicht immer Anhalt für den zu erwartenden Schrumpfungsstress ergeben. Ebenso spielt der Aufbau – vor allem die Nachgiebigkeit – einer Messapparatur eine zentrale Rolle. Dies erklärt, warum für ein Material verschiedene Messwerte publiziert und beim Vergleich mehrerer Materialien die Reihenfolge zwischen den Materialien methodenbedingt unterschiedlich sein können.

Schrumpfungsstress direkt messen – unterschiedliche Messmethoden

  • Abb. 1: Schrumpfungsstress (Kunzelmann und Nyamaa, 2012).

  • Abb. 1: Schrumpfungsstress (Kunzelmann und Nyamaa, 2012).
An der Universität München wird Schrumpfungsstress mit einer Messapparatur gemessen, in der eine elektronische Steuerung aufkommende Deformationen ausgleicht und somit als maximal steife Messeinheit verstanden werden kann. Eine Übersicht von erhobenen Daten zeigt Abbildung 1.

Der sehr niedrige Wert von SDR (Dentsply) geht unter anderem darauf zurück, dass ein spezielles Monomer zum Einsatz kommt. Sobald Spannungen entstehen, reagiert dies mit eher viskösem (fließendem) als elastischem (starrem) Verhalten, wodurch die Ausrichtung der Monomere während des Aushärtens weniger Stress entstehen lässt.

  • Abb. 2: Isochromatische Ringe unterschiedlicher Ordnung in Araldit B.

  • Abb. 2: Isochromatische Ringe unterschiedlicher Ordnung in Araldit B.
Eine andere Methode kommt an der Universität Mainz zum Einsatz [4]. In einer Ringscheibe aus dem Kunststoff Araldit B, dessen E?Modul niedriger als der üblicher Füllungsmaterialien ist, wird eine kreisförmige Kavität gefüllt. Unter polarisiertem Licht kann dann der induzierte Stress anhand von isochromatischen Ringen unterschiedlicher Ordnung beobachtet und vermessen werden (Abb. 2).

Die so erhobenen Werte unterscheiden sich im Wert von den in Abbildung 1 gezeigten Werten, da es durch die geringere Steifigkeit der simulierten Kavität zu einer höheren Verformung kommt. So wurden für SDR (Dentsply) 3,4 MPa und Filtek Supreme XT flow (3M Espe) 7,8 MPa gemessen [5]. Einen Mittelweg stellt eine Apparatur dar, die im Auftrag der ADA (Amerikanische Zahnärztegesellschaft) entwickelt wurde. Zwischen zwei Quarzstäben, deren Durchmesser und Abstand zueinander variiert werden kann, wird das zu testende Komposit ausgehärtet. Der untere Quarzstab ist dabei fest mit der Basisplatte verbunden, der obere dagegen mit einem Hebel, der sich durch die Polymerisationsspannung verbiegt. Diese Biegung des Hebelarms wird gemessen und hängt auch davon ab, an welcher Stelle des Hebelarms der obere Quarzstab fixiert ist. Somit können die Nachgiebigkeit des Systems verändert und mögliche Auswirkungen auf das Schrumpfungsverhalten des Komposits studiert werden [6].

Mit jeder dieser Methoden wird der Stress gemessen, der in der speziellen Konfiguration entsteht. Deshalb können Messwerte einer Methode nicht mit Messwerten einer anderen Methode verglichen werden.

Was Schrumpfungsstress bewirken kann

Wie oben erwähnt, kommt es beim Aushärten des Füllungsmaterials zum Gegenspiel zwischen Adhäsiv auf der einen Seite (Kavitätenwand und -boden) und dem Füllungsmaterial auf der anderen Seite, das, bedingt durch die Polymerisation der einzelnen Monomere, beginnen möchte zu schrumpfen. Die BioMat-Arbeitsgruppe der Universität Leuven (Belgien) unter Leitung von Prof. Bart Van Meerbeek wollte wissen, ob es Unterschiede in der Adhäsion am Kavitätenboden zwischen konventionellen und sogenannten Bulkfüllmaterialien gibt. Hierfür wurde die Mikrozughaftfestigkeit in Abhängigkeit der Kavitätenkonfiguration (Abb. 3) gemessen. In einer ersten Testreihe zeigte sich, dass bei Verwendung des gleichen Adhäsivs auf einer flachen Dentinoberfläche keine Unterschiede der Haftkraft zu finden waren. Auch nach Füllen einer 2,5 mm tiefen Kavität in drei dünnen Schichten konnten keine Unterschiede in der Haftkraft zum Kavitätenboden gefunden werden. Wenn die gleiche Kavität (2,5 mm tief) in Einem gefüllt wird, war überraschend, dass bei Verwendung eines herkömmlichen Komposits mit einer Durchhärtungstiefe von 2,5 mm keine Haftkraft mehr gemessen werden konnte, da alle Proben bereits vor der Messung auseinanderfielen. Dass Kavitäten mit 4 mm Tiefe nicht mehr mit konventionellen Materialien gefüllt werden können und in diesen Gruppen alle Proben auseinanderfielen, überrascht dagegen nicht. Mit SDR hingegen konnte in allen vier Konfigurationen eine jeweils vergleichbar hohe Haftkraft zum Kavitätenboden erreicht werden. Zudem kam es bei keiner Probe zu einem vorzeitigen Versagen [7].

  • Abb. 3: Geometrie und Füllungstechnik zur Messung der Haftkraft am Kavitätenboden.
  • Abb. 4: Mikrozughaftfestigkeit am Kavitätenboden [MPa] mit Standardabweichung sowie Anzahl Versager und Probenzahl [8].
  • Abb. 3: Geometrie und Füllungstechnik zur Messung der Haftkraft am Kavitätenboden.
  • Abb. 4: Mikrozughaftfestigkeit am Kavitätenboden [MPa] mit Standardabweichung sowie Anzahl Versager und Probenzahl [8].

In einer zweiten Testreihe wurden nur noch zwei Konstellationen (flach und 4 mm Kavität, Abb. 3) herangezogen, um SDR mit anderen Bulkfüllmaterialien und derselben Kontrolle zu vergleichen. Die ermittelten Haftwerte zum Kavitätenboden, die Anzahl der vorzeitigen Versager und die Gesamtzahl an Proben pro Gruppe sind in Abbildung 4 dargestellt. Erneut zeigte sich auf flachem Dentin kein Unterschied zwischen den Füllungsmaterialien. In der 4 mm tiefen Klasse-I-Kavität dagegen konnte für die negative Kontrollgruppe erneut keine Haftkraft gemessen werden, da alle Proben vorzeitig versagten. Auch bei zwei Bulkfüllmaterialien (Filtek Bulk Fill/3M Espe und Tetric EvoCeram Bulk Fill/Ivoclar Vivadent) kam es überwiegend zu vorzeitigem Versagen von Proben. Nur bei SDR gab es keine Versager und die Haftkraft war vergleichbar hoch zur Messung auf einer flachen Dentinoberfläche.

Keinen Stress mit der Füllung

Die oben erwähnten Resultate zur Haftung am Kavitätenboden müssen nicht zwangsläufig zum Verlust der Füllung führen, da tiefe Klasse-I- und -II-Füllungen meist Unterschnitte aufweisen und zudem im Randbereich genügend Haftung erreicht wird, um einen Retentionsverlust zu verhindern. Allerdings kann das Auftreten von postoperativen Überempfindlichkeiten ein deutlicher Hinweis auf nicht erfolgte Anhaftung des Füllungsmaterials am Kavitätenboden sein.

Ein anderer Grund für das Auftreten von postoperativen Überempfindlichkeiten ist eine unzureichende Versiegelung des Dentins. Bei Verwendung eines modernen, leistungsfähigen Adhäsivs kommt es praktisch zu keinen Überempfindlichkeiten, wie in einer groß angelegten Untersuchung in deutschen Zahnarztpraxen mit Xeno Select (Dentsply) gezeigt werden konnte. 132 Zahnärzte legten über 6.000 Füllungen. In weniger als 0,4 % kam es hierbei zu postoperativen Überempfindlichkeiten.

Möchte man sich den Stress, der mit postoperativen Überempfindlichkeiten im Seitenzahnbereich assoziiert ist, ersparen, sind die sorgfältige Anwendung des Adhäsivs und die Wahl eines für die jeweilige Technik geeigneten Füllungsmaterials ausschlaggebend.

Das Ende der Schichtarbeit

Gerade bei Studienanfängern wird verständlicherweise seitens der Hochschule aus didaktischen Gründen auf das Erlernen der komplexen Schichttechnik mit pastenförmigen Kompositen bestanden. Es gibt aber Indikationen, für die sich die Bulkfülltechnik geradezu anbietet – die postendodontische Versorgung oder der sekundäre Endoverschluss.

Die Qualität der koronalen Füllung hat großen Einfluss auf den Langzeiterfolg der Wurzelkanalbehandlung [9] und verdient entsprechende Aufmerksamkeit. Wie oben bereits gezeigt, kann die Haftung am Kavitätenboden in tiefen Klasse-I-Kavitäten nicht mit allen Bulkfüllmaterialien zuverlässig erreicht werden. Nach Einführung von SDR im Jahr 2010 war es zuerst eine Arbeitsgruppe der Universität Erlangen um OA Dr. Ebert, die untersuchte, ob sich ein geringerer Polymerisations-stress auch positiv auf die koronale Versiegelung von Wurzelkanalfüllungen auswirkt. Die entsprechenden Farbstoffpenetrationsversuche bestätigten dies [10].

Schlussfolgerungen für die Praxis

Eine stressfreie Versorgung von Seitenzahnkavitäten kann in der Bulkfülltechnik erfolgen. Hierfür sollte aber ein Material eingesetzt werden, das nicht nur die notwendige Durchhärtungstiefe aufweist, sondern auch bei ungünstiger Kavitätenkonfiguration (tiefe Klasse-I-Kavitäten oder Endo-Kavität) zuverlässig eine Haftung am Kavitätenboden ermöglicht. Diese Fähigkeit konnte in einer Studie der BioMat-Arbeitsgruppe der Universität Leuven für das Bulkfüllmaterial SDR eindrucksvoll nachgewiesen werden.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dr. Frank Pfefferkorn

Bilder soweit nicht anders deklariert: Dr. Frank Pfefferkorn