Inaugural-Dissertation zur Erlangung der zahnmedizinischen Doktorwürde des Fachbereiches Humanmedizin der Freien Universität Berlin

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1 Aus der Abteilung für Experimentelle Zahnheilkunde (Leiter: Univ.-Prof. Dr. R. J. Radlanski) der Klinik und Poliklinik für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde des Fachbereiches Humanmedizin der Freien Universität Berlin Prüfung der Verbundfestigkeit zwischen zwei NEM-Legierungen nach Anwendung verschiedener Oberflächenkonditionierungsverfahren und Verwendung unterschiedlicher Kompositklebstoffe Inaugural-Dissertation zur Erlangung der zahnmedizinischen Doktorwürde des Fachbereiches Humanmedizin der Freien Universität Berlin vorgelegt von Zahnarzt Michael Sörgel aus Berlin

2 Referent: Korreferent: PD Dr. rer. nat. R. Strietzel Prof. Dr. G. Sauer Gedruckt mit Genehmigung des Fachbereiches Humanmedizin der Freien Universität Berlin Promoviert am:

3 Meinen Eltern in Dankbarkeit gewidmet

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5 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 9 2 Literaturübersicht Entwicklung und Anwendung der Klebebrückentechnik Allgemeines Historie Indikation und Kontraindikation der Adhäsivbrückentechnik zum gegenwärtigen Zeitpunkt Vor- und Nachteile von Adhäsivbrücken Das adhäsive Verbundsystem im oralen Milieu Allgemeine Grundlagen einer Klebeverbindung Prinzipien einer Klebeverbindung Mechanische Verankerung Spezifische Adhäsion Chemische Bindungen Belastung des Klebeverbundes Mechanische Beanspruchung Einflüsse auf die spezifische Adhäsion Klebstoffe Allgemeines Einteilung der Klebstoffe Das Schmelz-Metall-Kunststoff-Verbundsystem Allgemeines Der Schmelz-Kunststoff-Verbund Schmelzkonditionierung Der Metall-Kunststoff-Verbund Grundlagen für den Metall-Kunststoff-Verbund Die Oxidschicht und deren Haftmechanismen Oberflächenkonditionierung Das Abstrahlen Arten der Oberflächenkonditionierung Oberflächenkonditionierung durch Silikatisieren Haftsilane Verbundsysteme auf Basis der Haftsilane Das Silicoater-Verfahren Das Silicoater-MD-Verfahren Das Rocatec-Verfahren Haftfestigkeitsuntersuchungen Haftfestigkeitsuntersuchungen für das Verbundsystem Schmelz- Kunststoff 40

6 Inhaltsverzeichnis Haftfestigkeitsuntersuchungen für das Verbundsystem Metall- Kunststoff Die Verbundfestigkeit verschiedener Dentallegierungen in Abhängigkeit zum Oberflächenkonditionierungsverfahren Faktoren, die den Metall-Kunststoff-Verbund beeinflussen Prüfverfahren für den Verbund Metall-Kunststoff 47 3 Material und Methode Material Kompositklebstoff Legierungen Prüfkörperherstellung Konditionierung der Prüfkörperoberflächen Konditionierung der Metalloberfläche mit dem Rocatec-Verfahren Flammenpyrolytische Konditionierung der Metalloberfläche Konditionierung der Metalloberfläche mit Alloy Primer Herstellen des Metall-Kunststoff-Verbundes zwischen den Prüfkörpern Berechnung der Klebeflächen Methode Versuchsdurchführung Prüfbedingungen Trockenlagerung Wasserlagerung Temperaturwechsellast 59 4 Ergebnisse Allgemeines Einfluss unterschiedlicher Lagerungsbedingungen auf die Verbundfestigkeit zweier NEM-Legierungen nach Durchführung verschiedener Oberflächenkonditionierungsverfahren Verbundfestigkeit nach Konditionierung mit dem Rocatec- Verfahren und Klebung mit Compolute nach unterschiedlicher Lagerung Verbundfestigkeitswerte nach 24 Stunden Trockenlagerung Verbundfestigkeitswerte nach 7, 90 und 180 Tagen Wasserlagerung bei 35 C 62

7 Inhaltsverzeichnis Verbundfestigkeitswerte nach 5000 und Zyklen Temperaturwechsellast Zusammenfassender Vergleich der Verbundfestigkeitswerte Verbundfestigkeit nach flammenpyrolytischer Konditionierung und Klebung mit Compolute nach unterschiedlicher Lagerung Verbundfestigkeitswerte nach 24 Stunden Trockenlagerung Verbundfestigkeitswerte nach 7, 90 und 180 Tagen Wasserlagerung bei 35 C Verbundfestigkeitswerte nach 5000 und Zyklen Temperaturwechsellast Zusammenfassender Vergleich der Verbundfestigkeitswerte Verbundfestigkeit nach Konditionierung mit Alloy Primer und Klebung mit PANAVIA F nach unterschiedlicher Lagerung Verbundfestigkeitswerte nach 24 Stunden Trockenlagerung Verbundfestigkeitswerte nach 7, 90 und 180 Tagen Wasserlagerung bei 35 C Verbundfestigkeitswerte nach 5000 und Zyklen Temperaturwechsellast Zusammenfassender Vergleich der Verbundfestigkeitswerte Verbundfestigkeit nach flammenpyrolytischer Konditionierung und Klebung mit PANAVIA F nach unterschiedlicher Lagerung Verbundfestigkeitswerte nach 24 Stunden Trockenlagerung Verbundfestigkeitswerte nach 7, 90 und 180 Tagen Wasserlagerung bei 35 C Verbundfestigkeitswerte nach 5000 und Zyklen Temperaturwechsellast Zusammenfassender Vergleich der Verbundfestigkeitswerte Vergleich der Verbundfestigkeitswerte verschiedener Oberflächenkonditionierungsverfahren unter Berücksichtigung der Lagerungsart Vergleich der Verbundfestigkeit nach 24 Stunden Trockenlagerung Vergleich der Verbundfestigkeit nach 7 Tagen Wasserlagerung bei 35 C Vergleich der Verbundfestigkeit nach 90 Tagen Wasserlagerung bei 35 C Vergleich der Verbundfestigkeit nach 180 Tagen Wasserlagerung bei 35 C Vergleich der Verbundfestigkeit nach 5000 Zyklen Temperaturwechsellast 86

8 Inhaltsverzeichnis Vergleich der Verbundfestigkeit nach Zyklen Temperaturwechsellast Zusammenfassender Vergleich der Abscherfestigkeiten der untersuchten Verbundsysteme 90 5 Diskussion Fragestellung Diskussion und Messfehler Herstellung der Prüfkörper Konditionierung der Prüfkörperoberflächen Herstellen des Klebeverbundes Berechnung der Klebeflächen Die Verbundfestigkeitsprüfung Abscherversuch Auswertung der Klebeflächen Diskussion der Messergebnisse Vergleich der Haftfestigkeitswerte der untersuchten Verbundsysteme nach unterschiedlicher künstlicher Alterung Oberflächenkonditionierung mit dem Rocatec-Verfahren und Klebung mit Compolute Flammenpyrolytische Oberflächenkonditionierung und Klebung mit Compolute Flammenpyrolytische Oberflächenkonditionierung und Klebung mit PANAVIA F Oberflächenkonditionierung mit Alloy Primer und Klebung mit PANAVIA F Diskussion des Verfahrens Klinische Bedeutung Zusammenfassung Zusammenfassung Summary Literaturverzeichnis Tabellenanhang 125

9 Danksagung 149 Danksagung Mein Dank gilt Herrn Priv. doz. Dr. R. Strietzel für die Überlassung des Themas und die freundliche, ausdauernde Unterstützung bei allen anstehenden Problemen. Herrn Prof. Dr. Radlanski, Leiter der Abteilung Experimentelle Zahn-, Mundund Kieferheilkunde und seinen Mitarbeitern danke ich für die Zusammenarbeit. Mein Dank gilt hier insbesondere Frau Bölling für die Hilfe bei der Einstellung, Programmierung und Bedienung der Instron-Universalprüfmaschine sowie der Versuchsdurchführung. Den Firmen BEGO, ESPE und KURARAY danke ich für die großzügige Überlassung der Materialien. Herrn Dipl.-Met. Heiko Bellmann möchte ich meinen Dank für die Unterstützung bei der statistischen Auswertung der Daten aussprechen. Ebenso danke ich dem Dentallabor PETRA HARSDORF GmbH in Berlin für die Bereitstellung der Geräte und Frau Anja Richter für die Unterstützung bei der Prüfkörperherstellung.

10 Lebenslauf 150 Lebenslauf Name: Michael Sörgel Geburtsdatum: Geburtsort: Berlin Eltern: Hans-Jürgen Sörgel, Chemieingenieur Ulrike Sörgel, geb. Schreier, Chemieingenieur Schule: Ausbildung: Studium: Realschule, Berlin Gymnasium, Berlin 1992 Erlangung der allgemeinen Hochschulreife Berufsausbildung zum Zahntechniker Abschluss als Geselle der Zahntechnik April 1996 Zulassung zum Studium der Zahnmedizin an der Freien Universität Berlin naturwissenschaftliche Vorprüfung zahnärztliche Vorprüfung Staatsexamen an der Freien Universität Berlin Approbation: Beruf: Dissertation: seit Tätigkeit in einer Berliner Zahnarztpraxis Übernahme des Dissertationsthemas Durchführung der praktischen Versuche