Fachbericht
Themen & Materialien
19.10.21
Langfristig sicher befestigen
Zemente versus Komposite
adhäsive Befestigung, selbstadhäsive Befestigung, selbstkonditionierende Befestigungsmaterialien, Zement
Zementieren, selbstadhäsiv oder adhäsiv befestigen? Welcher Werkstoff und welche Versorgung müssen und können wie befestigt werden? Durch die zunehmende Materialvielfalt, insbesondere durch den Einsatz neuer Fertigungstechnologien, sind enorme Möglichkeiten für eine optimierte Materialauswahl und gleichzeitig hoch individualisierte Behandlungsmöglichkeiten entstanden. Das vorliegende Manuskript bietet einen komprimierten und praxisgerechten Überblick über die Vielfalt der Befestigungsoptionen von zahnfarbenen dentalen Materialien.
Fragen zum Vorgehen im Praxisalltag
Welche Befestigung empfehlen Sie für zahnfarbene Versorgungen?
Dr. Thomas Strasser: Das kann man nicht pauschal sagen. Jede Restauration, jedes Material und jede klinische Situation erfordern ein gezieltes Vorgehen. Am einfachsten ist sicher die Zementierung, während man mit der adhäsiven Befestigung die höchsten Verbundwerte erzielen kann.
Was ist aus werkstoffkundlicher Sicht bei der Befestigung als Erstes zu beachten?
Prof. Dr. Dipl.-Ing. (FH) Martin Rosentritt: Als erster Schritt ist sicherlich wichtig, dass man die verschiedenen Befestigungsoptionen – zementieren, selbstkonditioniert befestigen und adhäsiv befestigen – differenzieren und für die entsprechenden Materialien und die klinische Situation richtig bewerten und einordnen kann.
Erst durch die suffiziente Befestigung wird festsitzender Zahnersatz klinisch langfristig erfolgreich. Das Behandlungsergebnis hängt von der korrekten Indikationsstellung, vom Versorgungsmaterial und der bestmöglichen Verarbeitung über den gesamten Prozess der Behandlung hinweg ab. Es ist daher wichtig, bereits vor der Präparation ein Konzept für die Eingliederung der Versorgung zu erstellen [1]. Für eine optimale Befestigung sind entscheidend:
die Art und Form der Präparation,
die Art und Verarbeitung der verwendeten Materialien sowie deren Reinigung und Konditionierung
und die entsprechende Auswahl und Anwendung des Befestigungsmaterials [2–4].
Soll das Befestigungsmaterial schnell und wirtschaftlich eingesetzt werden, sind eine einfache und sichere Handhabung wichtig. Um die Befestigungsmaterialien richtig anzuwenden, muss man die einzelnen Materialgruppen – Zement, selbstadhäsives und adhäsives Befestigungskomposit – kennen und unterscheiden können. Diese werden im Folgenden zusammen mit einigen Grundlagen kurz dargestellt.
Worauf wird befestigt?
Eine enorme Bedeutung für die erfolgreiche Befestigung hat das Substrat, auf dem befestigt werden soll. Je nachdem, ob es sich um Zahnsubstanz (Schmelz, Dentin, Wurzeldentin, Lage der Präparationsgrenze …), Aufbaumaterial (GIZ, Komposit, GFK), Abutments (Titan, Oxidkeramik, dentale Glaskeramik), Stifte (Titan, Glasfaser) oder gemischte Varianten
handelt, muss ein entsprechendes Procedere und ein geeignetes Befestigungssystem ausgewählt werden. Zudem sollten biomechanische Aspekte berücksichtigt werden, ob also die Versorgung im Seitenzahnbereich hohen Druckbelastungen oder im Frontzahnbereich vermehrt Biege- und Torsionsbelastungen ausgesetzt ist (Abb. 1). Die Geometrie des Pfeilers – großflächig unterstützt, kurze Stümpfe im Seitenzahnbereich oder spitz, kleinflächig und eventuell lange Zahnformen im Frontzahnbereich – ist bedeutsam für die Belastungssituation. Die Geometrie kann also mitentscheidend für die Auswahl und den Erfolg der Befestigung sein. Ist die Belastung höher und treten verstärkt Biege-und Torsionssituationen auf, sind adhäsive Systeme eventuell besser geeignet.
Erfolgsfaktor Präparation
Die Präparation hängt im Allgemeinen von verschiedenen Parametern, wie dem Material der Restauration oder dem Befestigungsmaterial, ab. Jedwede Restauration, ob Stift, Veneer, Inlay, Onlay, Teilkrone, Krone, Brücke oder mehrgliedrige Restauration, erfordert genauso wie die Materialgruppe eine angemessene Präparation. Soll zementiert werden, sind eine retentive Präparation mit einer Stumpfhöhe von mehr als vier Millimetern, ein Präparationswinkel von weniger als 8° sowie eine ausreichende Verbundfläche obligatorisch [5]. Um Zahnsubstanz zu schonen, kann und sollte defektorientiert präpariert werden. In besonderen Situationen kann sogar auf die Präparation verzichtet werden. Minimalinvasiv oder ohne Präparation – in diesen Fällen muss immer eine adhäsive Befestigung mit separater Konditionierung der Zahnhartsubstanz erfolgen [5]. Um den Verbund zwischen Restauration und Stumpf zu verbessern, ist in allen Fällen – auch bei adhäsiver oder selbstadhäsiver Befestigung – eine retentive Präparation hilfreich. Es ist zu beachten, dass die Präparation mit einem grobkörnigen Diamanten bei selbstkonditionierenden Adhäsiven zu einer Verschlechterung der Haftung führen kann. Passung und Oberflächenrauheit sind nicht nur für die Zementierung, bei der die Restauration mit dem Pfeiler verkeilt wird, wichtig.
Zu hohe oder zu niedrige Schichtstärken des Befestigungsmaterials können dessen Aushärtung beeinflussen oder verhindern, sodass Fugen nicht vollständig befüllt werden oder aufgrund der Schrumpfung des Befestigungsmaterials undicht werden. Manche Zemente erreichen auch keine ausreichende Festigkeit, um hohe Schichtstärken zu gewährleisten oder können dann leichter ausgewaschen oder zum Beispiel mit der Zahnbürste ausgerieben werden. Die effektiven Schichtstärken variieren über die Befestigungssysteme zwischen etwa 10 und 100 µm. Daher sollten Präparation, Passung des Zahnersatzes und Befestigungsmaterial entsprechend aufeinander abgestimmt werden [4].
Das Restaurationsmaterial
Welche Befestigung in der vorliegenden klinischen Situation ein optimales Ergebnis liefert, wird stark durch die Art und die Eigenschaften der verwendeten Materialien beeinflusst. Liegt die Biegefestigkeit des Materials über > 350 MPa, ist sie prinzipiell ausreichend, um die Restauration provisorisch zu befestigen oder zu zementieren (Abb. 2). Durch die hohe Eigenfestigkeit wird gewährleistet, dass Versorgungen unter der Kaubelastung nicht beschädigt werden oder frakturieren. Materialien mit einer niedrigeren Festigkeit können erst durch die adhäsive Befestigung die für die klinische Anwendung nötige Stabilität erreichen und dürfen deshalb auch unter normalen Umständen nicht provisorisch befestigt werden. Daher ist zwischen der Befestigung von Legierungen (EM, NEM, Titan), dentalen Glaskeramiken (Leuzit, Lithium(X)silikat),
Oxidkeramiken (3-, 4- oder 5-Y-TZP, Aluminiumoxid) und polymerbasierten Materialien (Komposit, PICN, PAEK) zu unterscheiden [6–10].
Um die Retention für den Verbund zu verbessern, sollten alle Restaurationsinnenseiten vor der Befestigung durch eine schonende Bearbeitung der Oberflächen, wie Strahlen, Schleifen oder Ätzen, aufgeraut werden [11, 12] (Abb. 3). Das Aufrauen erzeugt dank eines mikroretentiven Musters die Vergrößerung der zu verbindenden Oberflächen und eine Reinigung. Die Oberflächenspannung wird verändert, sodass die Befestigungsmaterialien sowie Primer oder Bonder leichter an der Oberfläche heranfließen können. Die Oberflächenvorbehandlung ist immer materialspezifisch durchzuführen, da ein falsches Vorgehen nicht nur den Verbund negativ beeinflussen, sondern darüber hinaus das Material entscheidend schädigen kann [7,9,10]. Die Behandlung sollte sowohl für die Zementierung als auch für die beiden adhäsiven Befestigungsvarianten vorgenommen werden.
Konditionierung ja oder nein?
Während die Aufrauung der Restauration für alle Befestigungsvarianten nötig ist, muss zur Zementierung im Allgemeinen keine Konditionierung erfolgen. Um einen Haftverbund zwischen Befestigungskomposit und Materialoberfläche zu gewährleisten, muss diese meist zwingend konditioniert werden. Auch hier gilt, dass die Konditionierung mit Primer oder Bonding immer materialspezifisch durchzuführen ist, da ein unsachgemäßes Vorgehen den Verbund negativ beeinflussen kann [13, 2] (Abb. 4). Die entsprechenden Verarbeitungsrichtlinien der Hersteller sollten unbedingt beachtet werden, denn einige Befestigungskomposite sind chemisch mit einem Konditionierungssystem ausgestattet, das einen Haftverbund zu bestimmten Oberflächen auch ohne Konditionierung gewährleisten kann. Restaurationsoberflächen können auch über Universaladhäsive (Multi-Adhäsive) aktiviert werden, die verschiedene Konditionierungsoptionen (Silane, MDP, Schwefelsäureverbindungen) gleichzeitig enthalten. Zudem können Ätzen und die Konditionierung für einige Anwendungen verknüpft werden (zum Beispiel Etch & Prime). Auch Primer und Bonder (zum Beispiel Prime & Bond) können als Einflaschensystem in einem Schritt aufgetragen werden. Die Konditionierung ist i. A. nur kurzzeitig stabil und sollte daher direkt vor der Befestigung aufgetragen werden! Tipp: Da sich die verschiedenen Komponenten eines Befestigungssystems gegenseitig in der Reaktion unterstützen können, sollten die einzelnen Komponenten eines Herstellersystems verwendet werden.
Temporär oder permanent?
Versorgungen können für kurze Zeit oder eine Übergangsperiode mit speziellen Befestigungsmaterialien provisorisch eingesetzt werden. Diese temporäre Befestigung muss zwingend einfach und rückstandlos lösbar sein. Die Restauration darf bei der Entfernung nicht beschädigt werden – für Glas- und Oxidkeramiken kann bereits ein nicht sichtbarer Riss für ein späteres Versagen entscheidend sein. Wird die Restauration definitiv befestigt, muss sichergestellt werden, dass die Verbindung permanent und unlösbar ist. Die definitive Befestigung kann mit Zementen erfolgen, die keine oder meist nur eine sehr geringe chemische Bindung zum Zahn erzielen. Bei der definitiven Befestigung mit Befestigungskompositen (adhäsiv, selbstadhäsiv) entsteht ein je nach System mehr oder minder stark ausgeprägter adhäsiver Verbund zum Zahn.
Zementiert oder adhäsiv befestigt?
Unterschieden werden können Befestigungssysteme nach dem Typ in:
Zemente (Glasionomerzement, Phosphatzement), selbstätzende (selbstadhäsive oder Universalbefestigungssysteme) und
adhäsive Befestigungskomposite (mit Konditionierung der Zahnhartsubstanz).
Auch Kombinationen zwischen den einzelnen Gruppen sind möglich (Compomere, kunststoffmodifizierte Glasionomere) (Abb. 5).
Die Befestigungssysteme reagieren nach unterschiedlichen chemischen Reaktionen. Zemente härten in einer Säure-Base-Reaktion (Glasionomerzement, Phosphatzement), Phenolate in einer Chelat-Reaktion (Zinkoxideugenolzement) und Befestigungskomposite in einer radikalischen Polymerisationsreaktion (adhäsive/selbstadhäsive Systeme). Hierbei sind zudem Kombinationen aus Säure-Base-Reaktion und Polymerisation möglich, die je nach Anteil des Reaktionstyps zu Kompomeren oder kunststoff-modifizierten Glasionomerzementen führen.
Ist bei der Abbindereaktion eine Polymerisationsreaktion beteiligt, so können die Systeme unterschiedlich, zum Beispiel mit Licht, chemisch oder mit beidem (dualhärtend) aktiviert werden. Gerade für stark lichtdurchlässige Versorgungen wie Keramikveneers eignen sich lichthärtende Systeme sehr gut [14], da das Zeitfenster bis zum Reaktionsstart durch die Belichtung frei gewählt werden kann. Dies kann vorteilhaft sein, wenn man mehrere Restaurationen (zum Beispiel Inlays) gleitzeitig einsetzen möchte oder die Versorgung schwierig zu platzieren ist. Dabei ist zu beachten, dass bereits bei einer 1 mm dicken Versorgung aus einer dentalen Glaskeramik die Lichtintensität um circa 50 Prozent reduziert sein kann und damit auch die zur Polymerisation benötigte Lichtleistung am Befestigungsrand eventuell deutlich verringert ist. Die eingeschränkte Transmission sollte man auch beim Einsatz von opaken Befestigungsmaterialien berücksichtigen [14]. Folgerichtig sind für die meisten Indikationen chemisch- oder dualhärtende Systeme zu bevorzugen [15]. Wird mit Licht polymerisiert, ist unbedingt darauf zu achten, dass Polymerisationslampen eine ausreichende Lichtleistung besitzen und regelmäßigen Kontrollen unterzogen werden. Achten Sie darauf, dass Lichtlampe und Befestigungswerkstoffe (unterschiedliche Aktivierungssysteme) aufeinander abgestimmt sind [16,17].
Dosierung und Applikation
Die Befestigungssysteme werden als Pulver-Flüssigkeit, Paste-Paste mit Mischkanüle oder in Kapseln angeboten. Pulver-Flüssigkeitssysteme können frei dosiert werden, ermöglichen durch die Adaption der Viskosität die Modifikation der Verarbeitungseigenschaften und erleichtern dadurch in manchen Fällen die klinische Arbeit. Im Fall von Falschdosierung bergen sie jedoch das Risiko, Eigenschaften wie Härte, Festigkeit oder den Säuregehalt (Überdosierung Säure) unkontrollierbar negativ zu beeinflussen [18,19]. Kapsel- oder Mischkanülensysteme können besonders in Kombination mit Applikationshilfen beim Einbringen des Materials helfen sowie Lufteinschlüsse und Materialanhäufungen reduzieren, und somit die Qualität der Befestigungsfuge deutlich verbessern. Sie sind daher trotz eines hohen Anteils an Abfall frei dosierbaren Systemen vorzuziehen.
Schmierschicht ja oder nein?
Für die Art der Befestigung auf dentinbegrenzten Präparationen spielt die Schmierschicht auf dem Zahn eine entscheidende Rolle. Die Befestigungssysteme lassen sich daher nach dem Verbleib der Schmierschicht einteilen. Für die Zementierung kann die Schmierschicht auf dem Zahn verbleiben (Abb. 6). Für eine optimale selbstadhäsive Befestigung muss die Schmierschicht sogar auf dem Zahn vorhanden sein. Ein selbstadhäsives oder besser selbstkonditionierendes Befestigungskomposit ätzt (daher auch der alternative Begriff selbstätzendes Befestigungsmaterial oder „self-etching“) die vorhandene Schmierschicht an und infiltriert sie. Mit und über diese Hybrid- oder Infiltrationsschicht entsteht der Verbund. Die Säure verbleibt und muss in der Reaktion des Befestigungsmaterials oder Adhäsivsystems neutralisiert werden. Die Ätzwirkung und damit die Auswirkung auf den Verbund ist dabei von Art und Grad der im selbstadhäsiven Befestigungsmaterial enthaltenen Komponenten und damit der Art und Dicke der entstandenen Schichten abhängig [13].
Bei einer rein adhäsiven Befestigung wird die Schmierschicht aktiv mit Säure oder entsprechenden Präparaten entfernt oder zumindest modifiziert. Die Säure wird abgespült („etch & rinse“). Durch die Ätzung liegen Dentinstrukturen wie Hydroxylappatit und Tubili frei und es können sich sogenannte Kunststoffzapfen („resin tags“) ausbilden, die die mechanischen Verankerungen und damit den Verbund zum Zahn deutlich erhöhen. Bei der adhäsiven Befestigung stehen verschiedene Konzepte zur Auswahl. Je nach Art der Befestigung und Aufwand zur Befestigung ergeben sich somit unterschiedliche Verbundfestigkeiten zur Zahnhartsubstanz, wobei die mehrstufige adhäsive Befestigung meist die höchsten Werte erzielt (Abb. 7).
Bekanntermaßen führt die Ätzung von Schmelz zu einem retentiven Muster, das bei schmelzbegrenzten Präparationen den Haftverbund deutlich verbessert. Da selbstadhäsive Systeme meist im Vergleich zur Phosphorsäure über schwächere Säuren verfügen, ist eine zusätzliche selektive Schmelzätzung hier oft sinnvoll, um den Haftverbund weiter zu verbessern. Aus bereits genannten Gründen ist dabei darauf zu achten, dass das Dentin nicht versehentlich geätzt wird.
Trocken oder feucht?
Eine adhäsive Befestigung kann nur unter absolut trockenen Bedingungen erfolgreich sein. Kofferdam oder zumindest eine partielle Trockenlegung sind daher Grundvorausetzung. Auf der Dentinseite wiederum ist eine gewisse Feuchtigkeit notwendig, da sonst die Dentinstrukturen kollabieren und deshalb nicht ausreichend benetzt und penetriert werden können. Hier ist gegebenenfalls eine erneute Benetzung mit Feuchtigkeit („rewetting“) erforderlich, um den Haftverbund zu ermöglichen [20].
Reinigung
Eine gute und langanhaltende Befestigung kann nur gelingen, wenn die zu verbindenden Oberflächen sauber und fettfrei sind [15]. Temporäre Zemente, Speichel oder Blut sollten sowohl auf der Restauration als auch am Stumpf vollständig entfernt werden [21]. Für die Einprobe sind wasserlösliche Stoffe auf Glyceringel- oder Hydrogelbasis zu verwenden [2,3].
Versäuberung
Die bestmögliche Versäuberung erhöht die Langlebigkeit der Versorgung und reduziert mögliche Entzündungen des marginalen Parodonts [22]. Nicht allein die Verbundfestigkeit entscheidet über die Langlebigkeit der Versorgung. Fast wichtiger ist die Versiegelung der Zahnhartsubstanz. Überschüssiges Befestigungsmaterial kann bereits vor der Polymerisation mit einem Pellet entfernt und die Fuge vorab versäubert werden. Weiches Befestigungsmaterial darf dabei nicht aus der Fuge gewischt werden. Alternativ kann überschüssiges Befestigungsmaterial nach einer kurzen Belichtungsphase (2 bis 3 Sekunden Tack-cure oder Anblitzen) oder einer Abbindephase (2 bis 3 Minuten chemische Härtung) abgesprengt werden. Dabei darf bereits polymerisiertes Material nicht aus der Fuge herausgebrochen werden. Im Anschluss wird Sauerstoffinhibitionsgel aufgetragen und bei autopolymerisierenden oder dualhärtenden Materialien die Aushärtung abgewartet [2]. Bei licht- und dualhärtenden Materialien kann die Polymerisation mittels Polymerisationslampe erfolgen. Nach dem Versäubern und dem vollständigen Aushärten des Befestigungsmaterials erfolgt die Politur möglichst senkrecht zur Fuge, damit das Befestigungsmaterial nicht aus der Fuge gewischt wird.
Nachsorge, Kontrolle und Wiederbefestigung
Auch unter optimalen Bedingungen befestigte Restaurationen können dezementieren oder bei adhäsiver oder selbstadhäsiver Befestigung debonden. Bestimmte Bereiche wie der distale Pfeilerzahn einer Brückenkonstruktion im Seitenzahnbereich sind prinzipiell stärker gefährdet. Daher sollten beispielsweise auch Zirkonoxid-Brücken, die prinzipiell zementiert werden könnten, besser adhäsiv befestigt werden. Ist gewährleistet, dass die Versorgung unversehrt ist, kann sie eventuell nach erneuter Reinigung, Aufrauung und Vorbehandlung der Material- und Pfeileroberflächen erneut befestigt werden. Vorab sollten allerdings die Fehlerursachen analysiert und bewertet werden sowie unter Umständen eine alternative adhäsive Befestigung in Betracht gezogen werden [4].
Welches Befestigungsmaterial soll ich verwenden?
Aufgrund der enormen Auswahl an Möglichkeiten muss sich diese Frage der einzelne Behandler selbst beantworten. Hierbei kann es helfen, sich die Entscheidungskriterien und Anforderungen zu notieren und eventuell in einem Diagramm zu visualisieren (Abb. 8). Sogenannte Befestigungsguides oder -kompasse bieten darüber hinaus herstellerspezifische Entscheidungshilfen an.
Zusammenfassung
Ein langfristiger klinischer Erfolg kann nur unter Kenntnis und Unterscheidung der verschiedenen Befestigungsoptionen erreicht werden. Entscheidende Aspekte sind dabei folgende:
Bereits vor der Präparation ein Konzept für die Eingliederung erstellen.
Verbundfestigkeiten sind von der Art der Befestigung abhängig. Höchste Werte werden mit einer rein adhäsiven Befestigung erzielt.
Eine Zementierung (und idealerweise auch die selbstadhäsive Befestigung) erfordert eine retentive Präparation.
Eine adhäsive Befestigung ermöglicht eine minimalinvasive Präparation.
Unter einer Festigkeit der Restaurationsmaterialien von 300 MPa muss adhäsiv befestigt werden.
Oberflächen müssen materialspezifisch und restaurationsschonend aufgeraut, gereinigt und bei adhäsiver Befestigung zusätzlich konditioniert werden.
Hier finden Sie die Literatur: tw_2020_04_Rosentritt_lit.pdf (teamwork-media.de)
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19.10.21
Langfristig sicher befestigen
Zemente versus Komposite
adhäsive Befestigung, selbstadhäsive Befestigung, selbstkonditionierende Befestigungsmaterialien, Zement
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