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01.04.03 / 00:12
Heft 07/2003 Titel
Fortbildungsteil 1/2003

Übersicht und Wertung der aktuellen Bondingsysteme




Einleitung

Die Nachfrage nach zahnfarbenen Restaurationen hat der Entwicklung von Bondingsystemen in den vergangenen zehn Jahren einen enormen Auftrieb gegeben. Da auch moderne Komposite bei der Polymerisation um zwei bis drei Volumenprozent schrumpfen [Soltész 1998; Soltész 1999], ist eine wirksame Verankerung an Schmelz und Dentin erforderlich, um Spaltbildungen an Füllungsrand und Kavitätenboden zu verhindern. Bondingsysteme sorgen außerdem für eine verbesserte Retention der Füllung sowie für eine Stabilisierung von Restauration und Restzahnsubstanz. Nicht zuletzt eröffnet eine effektive Dentinhaftung auch neue Wege bei der Versorgung der Dentinwunde. Die Adhäsivtechnik hat sich klinisch bewährt und ist aus der restaurativen Therapie nicht mehr wegzudenken. Allerdings sind die Bondingtechniken seit Einführung der Dentinhaftung komplexer, zeitaufwändiger und fehleranfälliger geworden. Seit einigen Jahren hat sich die Zielrichtung bei der Entwicklung neuer Bondingsysteme geändert. Stand früher die Optimierung der Dentinhaftung im Mittelpunkt, so gilt heute das Interesse vorrangig der Vereinfachung der Anwendung, der Herabsetzung der Techniksensitivität und der Verkürzung der Applikationsdauer. Der expandierende Markt für zahnfarbene Füllungsmaterialien und Bondingsysteme ist heftig umkämpft und die Zahnärzte werden verstärkt mit viel versprechenden Werbeaussagen und aggressivem Marketing konfrontiert. Ziel dieses Beitrags ist daher eine Standortbestimmung und eine Orientierungshilfe bei der Auswahl und beim Einsatz moderner Bondingsysteme.

Grundlagen der Adhäsion

Die Haftung an den Zahnhartsubstanzen kommt in erster Linie durch eine mechanische Retention an Mikroporositäten und rauen Oberflächen zustande. Dazu wird ein Adhäsiv benötigt, das genügend dünnfließend sein und gute benetzende Eigenschaften besitzen muss, um die Rauigkeiten der Oberfläche auszufüllen. Somit muss das Ziel jeglicher Vorbehandlung von Zahnhartsubstanz für einen dauerhaften Erfolg darin liegen, eine möglichst große, retentive und gut benetzbare Haftfläche zu erzielen. Die Problematik des Aufbaus einer Haftung an der Zahnhartsubstanz liegt im unterschiedlichen Aufbau von Schmelz und Dentin. Im relativ gleichförmig aufgebauten Schmelz kann durch Einsatz von Phosphorsäure ein retentives Ätzmuster (Abbildung 1) erzeugt werden, so dass die oben beschriebenen Grundprinzipien der Adhäsion erfüllt sind [Buonocore 1955]. Durch den Ätzvorgang wird gleichzeitig die Oberflächenenergie des Schmelzes erhöht, so dass die mit Säuren vorbehandelte und getrocknete Schmelzoberfläche in ihrer Benetzbarkeit stark verbessert wird [Jendresen et al. 1981, Ruyter 1995].

Der Grund für die wesentlich schwieriger aufzubauende Haftung am Dentin liegt in dessen heterogenem Aufbau. Ein typisches Merkmal des Dentins sind die Tubuli, die einen direkten Zugang zur Pulpa ermöglichen. Der Dentinliquor, eine extrazelluläre Flüssigkeit aus der Pulpa, füllt zusammen mit den Odontoblastenfortsätzen die Tubuli aus [Pashley et al. 1981]. Das Dentin ist daher hydrophil, so dass ein hydrophobes Material wie Komposit nicht in innigen Kontakt mit der Dentinoberfläche kommen kann. Erst der Einsatz von hydrophilen Primern hat den entscheidenden Durchbruch im Aufbau einer stabilen Haftung zum Dentin gebracht.

Ein weiteres Hindernis zum Aufbau einer stabilen Haftung liegt in der Schmierschicht (Abbildung 2). Wurde sie zunächst noch als Isolator betrachtet, um die Dentintubuli zu schließen und den Mikroorganismen den direkten Zugang zur Pulpa zu erschweren, erwies sie sich für den Aufbau einer stabilen Haftung als Hindernis, indem sie den Kontakt des Komposits mit dem kompakten Dentin erschwert. Daher hat sich die Auflösung der Schmierschicht als Standard der effektiven Bondingsysteme entwickelt.

Aus Angst, die Phosphorsäure-Ätzung, wie sie sich am Schmelz bewährt hatte, könnte die Pulpa schädigen, wurde die Schmierschicht zunächst mit weniger aggressiven Methoden aufgelöst. So wurde beim Gluma-System (damals Bayer) eine EDTALösung eingesetzt, um nach selektiver Ätzung des Schmelzes mit Phosphorsäure das Dentin schonend zu konditionieren, bevor ein hydrophiler Primer und danach ein Adhäsiv appliziert wurde.

Zur Vereinfachung der Anwendung wurden dann Primer mit Zusätzen von organischen Säuren entwickelt, die die Schmierschicht auflösen, während gleichzeitig die Monomere in das demineralisierte Dentin eindringen (Beispiele: Syntac Classic, A.R.T Bond). Eine exakte Applikation von Phosphorsäure ausschließlich auf Schmelz im Sinne einer selektiven Schmelzätzung ist sicherlich nicht in allen Fällen zu garantieren. Daher war es naheliegend, die Ätzung von Schmelz und Dentin in einem Arbeitsschritt durchzuführen (Totalätztechnik). Nachdem sich aber gezeigt hat, dass die Ätzung des Dentins mit Phosphorsäure auch Fehlerquellen beinhaltet, wurden Primer entwickelt, die so sauer eingestellt sind, dass sie Schmelz und Dentin in einem Arbeitsschritt konditionieren und gleichzeitig in die konditionierten Oberflächen eindringen können.

Die aktuell auf dem Dentalmarkt angebotenen Bondingsysteme unterscheiden sich somit in ihren Strategien, die Schmierschicht aufzulösen beziehungsweise zu entfernen. Entweder arbeiten sie mit selbstkonditionierenden Monomerlösungen oder mit Phosphorsäure-Ätzung im Sinne der Totalätztechnik (Abbildung 3). In beiden Gruppen von Bondingsystemen sind Bestrebungen zu erkennen, die Anzahl der Arbeitsschritte zu reduzieren, um die Anwendung zu vereinfachen.

Bondingsysteme mit Totalätztechnik

Das Prinzip der Totalätztechnik ist die Entfernung der Schmierschicht durch die Applikation einer Phosphorsäure in der Regel in Form eines Gels in Konzentrationen von 15 Prozent bis etwa 40 Prozent. Im Schmelz werden Ätzmuster erzielt durch Einwirken der Säure für 15 bis 60 Sekunden [Brännström und Nordenvall 1977, Gottlieb et al. 1982, Barkmeier et al. 1985, Barkmeier et al. 1986, Crim und Shay 1987] und Absprühen mit einem kräftigen Wasserspray für mindestens 15 Sekunden [Schulein et al. 1986], um auch die während des Ätzvorganges entstandenen Präzipitate zu beseitigen. Im Dentin sollte die Einwirkzeit einer 30- bis 40-prozentigen Phosphorsäure nicht länger als 20 Sekunden betragen. Um ein sicheres Ätzmuster im Schmelz zu erzielen, sollte die Applikation des Ätzgels im Schmelz beginnen, um es etwa 30 Sekunden einwirken zu lassen. Erst dann sollte die Applikation auf Dentin erfolgen, das nicht länger als 20 Sekunden mit 30- bis 40-prozentiger Phosphorsäure geätzt werden sollte. Die Einwirkzeit von 20 Sekunden sollte auch dann nicht überschritten werden, falls bei der Applikation der Säure auf die Schmelzbereiche das Ätzgel auf die Dentinbereiche der Kavität fließt.

Das Ätzmuster im Schmelz wird nach einer Trocknung durch seine milchig-trüb und opak erscheinende Oberfläche sichtbar. Zur sicheren Erzielung eines Ätzmusters ist die Anschrägung der Kavitätenränder im Schmelz nötig, um auf diese Weise die Schmelzprismen quer zu treffen. Damit die volle Benetzbarkeit dieses Ätzmusters erhalten bleibt, muss es durch sichere Trockenlegung vor Speichel, Blut und Gingivaflüssigkeit geschützt werden. Wenn nämlich die hochreaktive Schmelzoberfläche verunreinigt wird, kann das dünnfließende Adhäsiv nicht in die retentive Oberfläche eindringen und es wird somit der Erfolg der Haftung in Frage gestellt.

Die Säureapplikation auf Dentin bewirkt dabei neben der Entfernung der Schmierschicht auch eine Demineralisation des Dentins. Im intertubulären und peritubulären Dentin werden die Hydroxylapatitkristalle aus dem Kollagennetzwerk herausgelöst, so dass die Kollagenfasern freigelegt werden. Das Kollagennetzwerk kann dann von einem hydrophilen Monomer durchdrungen werden. Dazu darf es allerdings nicht kollabieren oder verkleben, denn nur, wenn das hydrophile Monomer in das Netzwerk bis in die tiefen, nicht durch die Konditionierung veränderten Dentinbereiche penetrieren kann, wird eine mikromechanische Verankerung in der so genannten Hybridschicht erreicht [Nakabayashi et al. 1982, Van Meerbeek et al. 1992] (Abbildung 4). Der applizierte Primer beziehungsweise das Primer-Adhäsiv sollte lange genug (etwa 30 Sekunden) in das Dentin einwirken können und durch leichtes „Einreiben“ in Bewegung gehalten werden. Ein zu kräftiges Einreiben auf dem Schmelz muss jedoch vermieden werden, damit das Ätzmuster nicht beschädigt wird [Frankenberger et al. 1997]. Danach sollte das Lösungsmittel verdunstet, allerdings nicht zu lange getrocknet werden. Im Falle von Primer-Adhäsiven (Zwei-Schritt-Systemen) muss die Druckluft vorsichtig dosiert werden, damit die aufgetragene Lösung nicht zerstäubt und eine durchgehende Filmbildung sichergestellt wird. Die Vorbehandlung mit Primern dient dazu, die Oberflächenenergie des Dentins zu erhöhen und seine Benetzung mit dem anschließend applizierten Adhäsiv zu verbessern. Nach der Verdunstung des Lösungsmittels bleibt ein dünner Monomerfilm zurück, der an der Oberfläche haftet. Daher müssen die Monomermischung und das Lösungsmittel so aufeinander abgestimmt sein, dass eine Infiltration in das Kollagengeflecht optimal erfolgen kann. Diese Infiltration in das Kollagennetzwerk kann durch ein übermäßiges Trocknen des Dentins nach der Konditionierung eingeschränkt werden, da das Kollagennetzwerk beim Austrocknen zusammenfällt.

Das Adhäsiv ist der eigentliche Haftvermittler, der die Verbindung zwischen dem Komposit und dem mit Konditionierer und/oder Primer vorbehandelten Dentin herstellt. Die Penetration des Adhäsivs in das mit Primer behandelte demineralisierte Dentin führt zur Bildung der Hybridschicht und das Einfließen in die eröffneten Tubuli zur Entstehung der Kunststoff-Tags. Auf diese Weise wird eine wirkungsvolle Versiegelung des Dentins erzielt (Abbildung 5). Um möglichst vollständig in das demineralisierte Dentin eindringen zu können, benötigt das Adhäsiv ausreichend Zeit (etwa zehn Sekunden) und sollte dann nicht durch Luftbläser extrem ausgedünnt werden. Um den Polymerisationsschrumpfungskräften besser entgegenwirken zu können, sollten die Bondingsysteme ihre volle Wirkung im Dentin aufgebaut haben. Dazu sollten sie vor der Applikation des Füllungsmaterials separat lichtgehärtet werden.

Bei den Bondingsystemen, die in Kombination mit der Totalätztechnik eingesetzt werden, fallen somit maximal drei Arbeitsschritte an:

• die Konditionierung von Schmelz und Dentin,

• die Applikation eines hydrophilen Primers und

• die Applikation eines Adhäsivs. Neben Produkten, die diese drei Schritte für die Anwendung benötigen, werden auch solche angeboten, die die Aufgabe des Primers und die des Adhäsivs in einer Lösung vereinen und somit einen Arbeitsschritt sparen.

Produkte mit drei Arbeitsschritten

Der Vorteil der Drei-Schritt-Applikation (Tabelle 1) liegt darin, dass der Primer als dünnfließende, benetzende Lösung allein die Aufgabe hat, in das freigelegte Kollagennetzwerk einzudringen und erst durch die anschließende Applikation des etwas visköseren und wie im Falle des OptiBond FL auch gefüllten Adhäsivs stabilisiert wird. Dadurch besteht eine größere Sicherheit, bis in die tiefsten demineralisierten Bereiche der konditionierten Oberfläche einzudringen. Das Bondingsystem Syntac Classic, das von der eigentlichen Konzeption mit der selektiven Schmelzätzung und einem dentin-konditionierenden Primer die Haftung zur Zahnhartsubstanz aufbaut, kann ebenfalls als Mehr- Flaschen-System in Kombination mit der Totalätztechnik eingesetzt werden.

Durch diese Applikationsweise fällt ein Zeitbedarf von 100 bis 130 Sekunden an (Abbildung 6).

Ergebnisse von Studien, bei denen verschiedenen Testverfahren eingesetzt wurden (Scherhaftwerte, Mikro-Zugfestigkeitstests und Randanalysen), zeigen für diese Gruppe eine hohe Zuverlässigkeit. Es fallen dabei vor allem für das Präparat OptiBond FL geringe Schwankung der Messwerte auf, die dazu geführt haben, dass dieses Produkt international in Studien häufig als Referenzprodukt eingesetzt wird [Frankenberger et al. 1999, Inoue et al. 2001, Moll et al. 2002, Tjan et al. 1996].

Neben den durch Licht initiiert aushärtenden Bondingsystemen gibt es in dieser Gruppe nur wenige dual härtende oder ausschließlich chemisch initiiert aushärtende Bondingsysteme (Beispiele: Adper Scotchbond Multi Purpose, EBS Multi). Diese können für die adhäsive Befestigung von Wurzelstiften verwendet werden.

Produkte mit zwei Arbeitsschritten

Zur Vereinfachung der Anwendung, aber vor allem auch unterstützt durch die Markteinführung der Kompomere, wurden Primer- Adhäsive entwickelt, die auch als „Ein- Flaschen-Adhäsive” in Kombination mit der Totalätztechnik bezeichnet werden (Tabelle 1). Charakteristisch für diese Gruppe ist, dass die Funktionen des Primers und des Adhäsivs in einer Lösung zusammengefasst werden. Der Zeitbedarf ist durch den Wegfall eines zusätzlichen Arbeitsschrittes zwar kürzer als bei den Drei-Schritt-Systemen, allerdings ist der mittlere Zeitgewinn von zehn bis 15 Sekunden nicht dramatisch (Abbildung 6). Haftfestigkeitsmessungen zeigen für die Zwei-Schritt-Totalätzsysteme geringere Haftwerte und stärkere Schwankungen der Messwerte im Vergleich zu den Drei-Schritt-Systemen. [Inoue et al. 2001, Haller und Fritzenschaft 1999].

Langzeitversuche in vitro bestätigen sowohl im Randverhalten als auch in den Haftwerten schlechtere Prognosen für die Zwei- Schritt-Systeme als für Bondingsysteme, bei denen eine getrennte Applikation von Primer und Adhäsiv erfolgt [Miyazaki et al. 1998, Frankenberger 2002]. Eine Ursache kann in der unzureichenden Hybridisierung des Dentins liegen, also im unvollständigen Eindringen des Primer-Adhäsivs in die mit Phosphorsäure konditionierte Dentinoberfläche [Van Meerbeek et al. 1992, Van Meerbeek et al. 1999]. Eigene In-vitro-Untersuchungen des Randverhaltens nach einem Jahr Wasserlagerung und Temperaturwechselbadbelastung ergaben ebenfalls eine größere Streuung der Werte (Abbildung 7) für einige Zwei-Schritt-Totalätzsysteme [Blunck und Roulet 2002].

Da die Monomer-Mischungen der Primer- Adhäsive dieser Gruppe sauer sind, werden Inkompatibilitäten festgestellt im Kontaktbereich mit chemisch initiiert aushärtenden Kompositen (Aufbaukomposite und dual härtende Befestigungskomposite). Die alkalischen Initiatorsysteme der Pasten-Pasten- Komposite werden durch die sauren Lösungen inaktiviert [Sanares et al. 2001]. Um diese Problematik zu umgehen, wurden einige Produkte aus dieser Gruppe dahingehend modifiziert, dass sie chemisch initiiert aushärten.

In der Gruppe der Bondingsysteme mit Zwei-Schritt-Applikation wird für folgende Produkte auch eine chemisch-initiierte Aushärtung angeboten: Excite DSC, OptiBond Solo Plus, Prime & Bond NT. Dadurch können diese Systeme auch eingesetzt werden, wenn eine Lichthärtung nicht möglich ist.

Spezielle Probleme der Totalätztechnik-Systeme

Nach der Konditionierung des Dentins mit Phosphorsäure schwimmen die Kollagenfasern des Netzwerkes in Wasser, das die Freiräume einnimmt, die vor der Ätzung vom Hydroxylapatit aufgefüllt waren (Abbildung 8). Durch die so genannte Moist-Bonding-Technik soll das Kollabieren des bei der Konditionierung freigelegten Kollagens verhindert werden, indem das Wasser die interfibrillären Mikrohohlräume bis zur Applikation des Primers offen hält [Kanca 1992a, Kanca 1992b]. Daher ist ein exzessives Austrocknen der Dentinoberfläche zu vermeiden. Wurde die Kavität nach dem Ätzvorgang zu stark getrocknet, kann das zusammengefallene Kollagennetzwerk durch ein so genanntes Re-wetting, also Wiederanfeuchten, wieder aufgerichtet werden (Abbildung 9). Das kann durch Wasser oder durch HEMA, einem kurzkettigen Monomer, das in fast allen Bondingsystemen enthalten ist, erfolgen [Tay et al. 1997]. Falls nach der Ätzung Unsicherheiten bestehen, ob eine zu starke Austrocknung des Dentins erfolgt ist, kann es mit leicht angefeuchtetem Microbrush wieder angefeuchtet werden. Der anschließend applizierte Primer muss in der Lage sein, das Wasser aus den Zwischenräumen des Kollagennetzwerkes zu verdrängen und die Räume mit dem Monomer auszufüllen. Bei den angebotenen Bondingsystemen werden verschiedene Lösungsmittel eingesetzt:

Die wasserbasierenden (Beispiele: EBS, Adper Scotchbond Multi Purpose, Gluma CPS) besitzen die eigenständige Fähigkeit, ein ausgetrocknetes Kollagennetzwerk wieder zu befeuchten [Tay et al. 1997]. Sie benötigen allerdings eine längere Zeit, um das Wasser als Lösungsmittel verdunsten zu lassen. Aus diesem Grunde wurde bei einigen Systemen Azeton eingesetzt (Beispiele: Prime & Bond NT, Gluma One Bond, Solobond M), das eine hohe Flüchtigkeit besitzt und die Oberflächenspannung des Wassers ändert, so dass es dem Wasser „nachjagt“. Allerdings reagieren Bondingsysteme auf Azetonbasis besonders empfindlich auf ausgetrocknetes Dentin [Kanca 1992a, Gwinnett 1992, Haller und Fritzenschaft 1999]. Die Bondingsysteme mit Wasser/Alkoholgemischen als Lösungsmittel (Beispiele: Opti- Bond FL, OptiBond Solo, Adper Scotchbond 1, Gluma Solidbond, Excite) besitzen je nach Wassergehalt „Re-wetting“-Eigenschaften, während die Flüchtigkeit durch den Alkoholanteil verbessert ist. Bei hohem Äthanolgehalt, zum Beispiel bei Adper Scotchbond 1, ist ebenfalls auf eine ausreichende Feuchtigkeit des Dentins zu achten.

Verarbeitungshinweise

Für die erfolgreiche Anwendung der Bondingsysteme in Kombination mit der Totalätztechnik sollten folgende Punkte berücksichtigt werden:

• Die Kontamination mit Speichel, Blut und Gingivaflüssigkeit ist während der gesamten Applikationszeit der Bondingsysteme zu vermeiden.

• Die Applikation des Ätzgels sollte im Schmelz beginnen und auf Dentin bei Einsatz von 30- bis 40-prozentiger Phosphorsäure maximal 20 Sekunden betragen.

• Der Ätzvorgang wird durch Absprühen mit Wasser für mindestens 15 Sekunden beendet.

• Die Trocknung der Kavität muss vorsichtig erfolgen im Sinne des Moist-Bondings.

• Die applizierte Primer-Lösung beziehungsweise das Primer-Adhäsiv sollte lange genug (etwa 30 Sekunden) in das Dentin einwirken können und durch leichtes „Einreiben“ in Bewegung gehalten werden. Danach sollte das Lösungsmittel verdunsten.

• Bei den Drei-Schritt-Systemen sollte das Adhäsiv etwa zehn Sekunden einwirken können.

• Das Adhäsiv beziehungsweise die Primer/ Adhäsiv-Mischung sollte zum Abschluss lichtgehärtet werden.

Selbstkonditionierende Bondingsysteme

Grundlagen

Dass eine gute Dentinhaftung auch ohne Phosphorsäure-Ätzung erzielt werden kann, ist von den selbstkonditionierenden Dentinprimern bekannt, die neben hydrophilen Monomeren auch 0,8 bis vier Prozent Maleinsäure enthalten (Beispiele: A.R.T. Bond, Syntac Classic). Die säurehaltigen Primer lösen die Schmierschicht auf und legen im darunter liegenden Dentin Kollagenfasern frei. Simultan dazu findet die Infiltration der Monomere statt, so dass ein ungeschütztes Kollagenfasergeflecht im Gegensatz zur Totalätztechnik erst gar nicht entsteht. Das Trocknen der wasserhaltigen Dentinprimer beeinträchtigt daher auch nicht die Dentinhaftung.

Vor einigen Jahren wurde das Prinzip der Selbstkonditionierung auch auf den Schmelz übertragen. Während bei Verwendung maleinsäurehaltiger Dentinprimer der Schmelz mit Phosphorsäure geätzt werden musste, macht der Einsatz von Schmelz und Dentin konditionierenden Primern die Phosphorsäure- Ätzung überflüssig. Die gemeinsame Konditionierung von Schmelz und Dentin gelingt mit sauren Monomeren, die Phosphat- oder Carboxylatgruppen enthalten. Wenn im Folgenden von selbstkonditionierenden Bondingsystemen die Rede ist, so sind damit Schmelz und Dentin konditionierende Systeme gemeint, bei denen eine separate Ätzung mit Phosphorsäure nicht vorgesehen ist. Nach der Anzahl der Applikationsschritte lassen sich zwei Hauptgruppen unterscheiden. Die weitere Unterteilung richtet sich danach, ob die selbstkonditionierenden Lösungen gebrauchsfertig sind oder aus zwei Lösungen gemixt werden müssen (Tabelle 2).

Selbstkonditionierende Systeme mit getrennter Applikation von Primer und Adhäsiv

Hierbei wird zunächst ein selbstkonditionierender Primer auf Schmelz und Dentin appliziert und im Luftstrom getrocknet, bevor im zweiten Schritt das Adhäsiv aufgetragen und lichtgehärtet wird (Abbildung 10). Die ersten selbstkonditionierenden Primer mussten wegen der ungenügenden Stabilität der Monomere im sauren Milieu aus zwei Fläschchen angemischt werden (Beispiele: Clearfil Liner Bond 2V, Resulcin Aqua Prime & Monobond). Bei neueren Produkten kommen gebrauchsfertige Primer zum Einsatz (Beispiele: AdheSE, Clearfil SE Bond, NRC + Prime & Bond NT, OptiBond Solo plus Self-Etch Adhesive System). Diese enthalten selbstkonditionierende Monomere, die ausreichend hydrolysestabil sind. Phosphonsäureester sind diesbezüglich günstiger als Phosphorsäureester.

Selbstkonditionierende Primer-Adhäsive

Bei diesen so genannten All-in-one-Adhäsiven wird nur eine Lösung appliziert. Sie enthalten eine ausgewogene Mischung von hydrophilen und hydrophoben Monomeren sowie Monomere mit Säurerestern und erfüllen so neben der Funktion des Adhäsivs gleichzeitig auch die des Ätzmittels und des Primers. Die Abstimmung der einzelnen Bestandteile ist dabei extrem schwierig. Die Verwendung von Wasser als alleiniges Lösungsmittel fördert zwar die Dissoziation der Säuregruppen, schließt jedoch die Verwendung von hydrophoben Vernetzungsmonomeren aus, worunter die Eigenfestigkeit des Adhäsivs leidet. Umgekehrt ermöglichen Zusätze von organischen Lösungsmitteln zwar die Beimengung von Vernetzungsmonomeren. Sie behindern jedoch die Dissoziation und bewirken eventuell eine zu rasche Verdunstung der Lösung. Während die ersten All-in-one-Adhäsive (Beispiele: Etch&Prime 3.0, Futurabond) aus zwei Fläschchen gemischt und in zwei Lagen aufgetragen und ausgehärtet werden mussten, genügt bei neueren Präparaten eine einmalige Applikation. Einige davon werden nach wie vor aus zwei Lösungen angemischt, von denen eine die Monomere und die andere hauptsächlich Wasser enthält (Beispiele: Adper Prompt L-Pop, One Up-Bond F, Xeno III). Diese Darreichungsform ist erforderlich, wenn die selbstkonditionierenden Monomere im sauren Milieu nicht ausreichend hydrolysestabil sind. Erst bei der Mischung mit Wasser dissoziieren sie unter Freisetzung von H+-Ionen. Noch weiter vereinfacht ist die Anwendung von gebrauchsfertigen Lösungen für die Einmalapplikation, in denen das für die Dissoziation der Säuregruppen erforderliche Wasser bereits enthalten ist (Beispiele: AQ-Bond, iBond). Für diese Art der Darreichung es ist wiederum erforderlich, dass die selbstkonditionierenden Monomere ausreichend hydrolysebeständig sind.

Bewertung der selbstkonditionierenden Bondingsysteme

Das Prinzip der Selbstkonditionierung ist deshalb so attraktiv, weil der Verzicht auf die Phosphorsäure-Ätzung die Adhäsivtechnik vereinfacht und den Zeitaufwand verringert (Abbildung 6). Die Belassung der sauren Monomere in der Kavität hat offenbar keine negativen Folgen, da ihre Ätzwirkung durch Neutralisation, Abbruch der Dissoziation beim Verdunsten des Lösungsmittels und Ausbildung der Polymermatrix zeitlich und räumlich begrenzt ist. Um eine optimale Ätzwirkung sicherzustellen, wird empfohlen, selbstkonditionierende Primer und All-in-one-Adhäsive lange genug einwirken zu lassen (etwa 30 Sekunden) und durch leichtes „Einreiben“ in Bewegung zu halten. Dadurch wird verhindert, dass die sauren Lösungen zu schnell neutralisiert werden und in ihrer Wirksamkeit nachlassen. Noch ungeklärt ist die Frage, wie sich die in das Primer/Adhäsiv-Gemisch eingebetteten Schmierschichtpartikel und die ausgefällten Kalziumsalze der selbstkonditionierenden Monomere langfristig auf den Verbund auswirken.

Haftung am Dentin

Die Dentinhaftfestigkeit von selbstkonditionierenden Systemen mit separater Applikation von Primer und Adhäsiv lag in den meisten Studien zwischen denen von Drei- Schritt- und Zwei-Schritt-Totalätzsystemen [Inoue et al. 2001b; Moll et al. 2002b; Nikaido et al. 2002]. All-in-one-Adhäsive waren meist weniger wirksam als Totalätzsysteme oder selbstkonditionierende Systeme mit Zwei-Schritt-Applikation [Frankenberger et al. 2001; Inoue et al. 2001b; Kaaden et al. 2002; Moll et al. 2002b; Rosa und Perdigao 2000; Spohr et al. 2001]. Erste Hinweise auf eine optimierte Dentinhaftung von frisch auf den Markt gekommenen Allin- one-Adhäsiven müssen erst durch weitere Studien bestätigt werden, bevor eine endgültige Bewertung möglich ist. Die pHWerte von selbstkonditionierenden Monomerlösungen lassen keine Rückschlüsse auf deren Dentinhaftung zu [Kaaden et al. 2002; Tay und Pashley 2001]. Die REM-Aufnahmen in Abbildung 11 verschaffen einen Eindruck von der Ätzwirkung selbstkonditionierender Monomerlösungen. Abbildung 12 zeigt die entsprechenden Kunststoff- Dentin-Interaktionsmuster.

Die Dentinhaftung von All-in-one-Adhäsiven wird herabgesetzt, wenn zwischen ihrer Aushärtung und der Lichtpolymerisation des Komposits zu viel Zeit verstreicht [Tay et al. 2001]. Sind daher in einer Sitzung mehrere Füllungen geplant, so sollte mit der Anwendung des Adhäsivs und dem Legen der Füllung Zahn für Zahn vorgegangen werden. Chemisch initiierte und dual härtende Komposite dürfen nicht in Verbindung mit All-in-one-Adhäsiven verwendet werden. Zu dieser Inkompatibilität trägt neben der langsameren Aushärtung auch eine Hemmung der chemisch initiierten Radikalbildung durch unpolymerisierte saure Monomere bei [Sanares et al. 2001].

Bei selbstätzenden Monomeren sind die Tiefe der Infiltration und die Tiefe der Demineralisation identisch. Die Anwendung von selbstkonditionierenden Primern ist daher im Vergleich zur Totalätztechnik weniger techniksensitiv und die erzielte Dentinhaftung weniger behandlerabhängig [Miyazaki et al. 2000a]. Dennoch wurde auch bei selbstkonditionierenden Systemen über das Phänomen der „Nanoleakage“ berichtet [Li et al. 2002; Li et al. 2001]. Dieses scheint anders als bei Totalätzsystemen nicht von einer unvollständigen Dentinhybridisierung herzurühren, sondern von einer Behinderung der Polymerisation durch nicht vollständig entferntes Wasser des Lösungsmittels [Tay et al. 2002a; Tay et al. 2002b]. Die Zunahme der Nanoleakage im Laufe der Zeit deutet auf hydrolytische Degradationsprozesse in der Hybridschicht hin, wodurch die Haftfestigkeit herabgesetzt wird [Frankenberger 2002; Okuda et al. 2002; Takahashi et al., 2002]. Die Haftung ist an pulpanahem Dentin geringer als an peripherem Dentin [Shono et al. 1999].

Selbstkonditionierende Bondingsysteme haften an sklerosiertem beziehungsweise kariös verändertem Dentin schlechter als an normalem Dentin [Yoshiyama et al. 2000; Yoshiyama et al. 2002]. Obwohl diese Feststellung auch für Totalätzsysteme zutrifft, erzielen diese auf entsprechend verändertem Dentin höhere Haftfestigkeiten [Nakajima et al. 1999; Tay et al. 2000; Yoshiyama et al. 2000]. Zur Verbesserung der Haftung an derart verändertem Dentin sollte die Einwirkdauer von selbstkonditionierenden Monomerlösungen gegenüber den Herstellerangaben verdoppelt werden. Außerdem wird empfohlen, auch bei nicht kariösen Zahnhalsdefekten das Dentin mit rotierenden Instrumenten zu bearbeiten [Kwong et al. 2002]. Die erzielte Haftfestigkeit wird dabei von der Art der erzeugten Schmierschicht beeinflusst [Koibuchi et al. 2001]. Die Bearbeitung mit Hartmetall- oder Diamantfinierern ergibt höhere Haftfestigkeiten als die mit normalkörnigen Diamantschleifern [Inoue et al. 2001a; Ogata et al. 2001; Ogata et al. 2002]. In vitro erzielten selbstkonditionierende Bondingsysteme mit Zwei-Schritt-Applikation einen guten Randschluss am Dentinrand von Klasse-V-Füllungen, ohne Undichtigkeiten vollständig zu verhindern [Gordan et al. 1998; Kubo et al. 2001; Prati et al. 1997; Santini et al. 2001]. Auch beim Einsatz in dentinbegrenzten Klasse-II-Kavitäten wird über eine belastungsstabile Randadaptation berichtet [Hannig und Bott, 2000; Hannig et al. 2001]. All-in-one-Adhäsive schneiden im Vergleich dazu weniger zuverlässig ab [Cardoso et al. 1999; Ernst et al. 2002a; Ernst et al. 2002b; Frankenberger 2002; Hannig und Bott 2000].

Haftung am Schmelz

Die meisten In-vitro-Studien zur Haftfestigkeit am Schmelz fanden keine Unterschiede zwischen selbstkonditionierenden Systemen und Totalätzsystemen [Hannig et al. 1999b; Ibarra et al. 2002; Perdigao et al. 2000; Toledano et al. 2001]. Mit einem der ersten All-in-one-Adhäsive (Etch&Prime 3.0) wurden überwiegend geringere Haftwerte gemessen [Hara et al. 1999; Moll et al. 2002a]. Der pH-Wert von selbstkonditionierenden Lösungen bestimmt zwar die Ätzwirkung, nicht jedoch die Haftfestigkeit [Kaaden et al. 2002; Pashley und Tay 2001]. Offenbar spielen für die Schmelzhaftung neben der Ätztiefe auch andere Faktoren, wie die Benetzungseigenschaften der Monomere und die Festigkeit des Adhäsivs, eine entscheidende Rolle.

Die mit selbstkonditionierenden Monomerlösungen erzeugten Ätzmuster und Kunststoff- Schmelz-Interaktionsmuster sind deutlich schwächer ausgeprägt als die bei Phosphorsäure- Ätzung (Abbildungen 13 und 14). Die Bedeutung dieser Unterschiede für Randschluss, Randverfärbungen und Füllungsretention ist ungewiss (Abbildung 15). Anlass zu Skepsis gibt die in einer Studie beobachtete Herabsetzung der Schmelzhaftung durch thermische Wechselbelastung [Miyazaki et al. 2000b]. Diese kann ebenso wie Randverfärbungen eine Folge der starken Wasseraufnahme durch das Adhäsiv sein [Burrow et al. 1999].

In einigen Studien wurde mit selbstkonditionierenden Bondingsystemen selbst bei Klasse-II-Kompositfüllungen ein belastungsstabiler Schmelzrandschluss erzielt [Hannig et al. 1999a; Hannig et al. 2001]. All-in-one- Adhäsive zeigten dagegen häufig deutliche Mängel [Huber et al. 2000, Ernst et al. 2002a; Ernst et al. 2002b]. Durch eine Anschrägung der approximalen Schmelzränder lässt sich auch bei selbstkonditionierenden Bondingsystemen die Randspaltbildung im Schmelz reduzieren [Herter et al. 2001]. Generell gilt die Empfehlung, auf unpräpariertem Schmelz (Fissurenversiegelung, ästhetische Korrekturen) der Ätzung mit Phosphorsäure den Vorzug zu geben [Pashley und Tay 2001].

Pulpaverträglichkeit von Bondingsystemen

In der restaurativen Zahnheilkunde wird kaum ein Thema so kontrovers diskutiert wie die Pulpaverträglichkeit von Bondingsystemen [Cox und Suzuki 1994; Hafez et al. 2000; Pameijer und Stanley 1998; Stanley 1998]. Obwohl Bondingsysteme in der Zellkultur zytotoxische Reaktionen auslösen [de Souza Costa et al. 1999; Demarco et al. 2001; Ratanasathien et al. 1995], ist eine generelle Ablehnung der Anwendung von Bondingsystemen auf Dentin unbegründet. Das Ausmaß der Monomerdiffusion in die Pulpa wird von der Permeabilität des Dentins am Kavitätenboden bestimmt, und damit von der Restdentinstärke, dem Sklerosierungsgrad und der Aggressivität der Dentinkonditionierung [Bouillaguet et al. 1998; Hamid und Hume 1997]. In Kavitäten ohne pulpanahe Abschnitte macht eine Dentinabdeckung mit Unterfüllung nur Sinn, wenn dadurch die ungebundenen Kompositflächen erhöht werden sollen, um so die Schrumpfungsspannungen zu reduzieren (Selektivbonding-Technik zur Verbesserung des C-Faktors). Da die Dentinpermeabilität pulpafern deutlich geringer ist als pulpanah, stellt sich die Frage der Pulpaverträglichkeit von Bondingsystemen nur bei Anwendung in Pulpanähe oder bei der direkten Überkappung. Im Tierversuch hat sich gezeigt, dass das Ausmaß von Pulpairritationen nach direkter Überkappung weniger vom Überkappungsmaterial abhängt, als davon, ob Bakterien zwischen Füllung und Dentin eingedrungen sind [Costa et al. 2000; Cox und Suzuki 1994; Felton et al. 1989; Medina et al. 2002; Camps et al. 2000]. Eine humanklinische Studie verglich die Ergebnisse nach direkter Überkappung mit Kalziumhydroxid und mit einem Drei-Schritt-Totalätzsystem (Scotchbond Multi-Purpose Plus). Während bezüglich der klinischen Symptomatik keine Unterschiede gefunden wurden, traten nach adhäsiver Überkappung vermehrt Entzündungsreaktionen, Mikroabszesse und Nekrosen sowie eine geringere Hartsubstanzbildung in Erscheinung [Pereira et al. 2000]. Nach Phosphorsäure-Ätzung werden im Allgemeinen stärkere Pulpairritationen beobachtet als nach Konditionierung mit selbstätzenden Primern [Akimoto et al. 1998; Demarco et al. 2001; Gwinnett und Tay 1998; Kitasako et al. 1999]. Bei indirekten Überkappungen wurde eine Zunahme der Pulpareaktionen mit abnehmender Restdentinstärke registriert [Camps et al. 2000; de Souza Costa et al. 2002]. Es gibt Hinweise darauf, dass Bestandteile von Bondingsystemen die Immunreaktionen der Pulpa beeinflussen, wodurch die Anfälligkeit gegenüber Noxen erhöht wird [Sandberg et al. 2002]. Ob durch den Kontakt des Bondingsystems mit vitalem Bindegewebe eine Sensibilisierung (Allergie) ausgelöst werden kann, ist noch ungeklärt [Schuurs et al. 2000].

Für die Anwendung von Bondingsystemen auf pulpanahem Dentin lassen sich folgende Empfehlungen ableiten:

• Erscheint die Pulpa klinisch gesund und sind am Kavitätenboden Zeichen von Dentinsklerosierung und Reizdentinbildung zu erkennen (Abbildung 16a), so können Bondingsysteme auch in tiefen Kavitätenabschnitten problemlos angewendet werden. Auf besonders pulpanahem Dentin kann die Konditionierung mit einer selbstkonditionierenden Monomerlösung der aggressiveren Ätzung mit Phosphorsäure vorgezogen werden (Abbildung 16a).

• Sind am Kavitätenboden nach Entfernung des nekrotischen und infizierten Dentins keine Abwehrleistungen des Pulpa-Dentinsystems (Dentinsklerosierung, Reizdentinbildung) zu erkennen (Abbildung 16b) oder liegen bereits pulpitische Symptome vor, sollte das pulpanahe Dentin vor der Anwendung von Bondingsystemen mit einer Unterfüllung abgedeckt werden, um eine zusätzliche Belastung der geschädigten Pulpa zu vermeiden.

• Die direkte Überkappung mit Bondingsystemen kann angesichts der noch offenen Fragen nicht als Routinemaßnahme empfohlen werden [de Souza Costa et al. 2000]. Von möglichen Pulpairritationen durch zytotoxische Effekte muss die so genannte postoperative Sensibilität abgegrenzt werden. Dabei handelt es sich um gut lokalisierbare Aufbiss- und/oder Entlastungsschmerzen, die bereits unmittelbar nach dem Legen der Füllung auftreten. Ursache ist immer eine ungenügende Dentinversiegelung mit der Ausbildung flüssigkeitsgefüllter Mikrospalträume zwischen Dentin und Füllung. Die Schmerzen werden durch rasche Flüssigkeitsverschiebungen in den Tubuli ausgelöst, die von Að-Fasern in der Pulpaperipherie registriert werden. Spaltbildungen zwischen Komposit und Adhäsiv (Abbildung 17a) sind dabei weniger problematisch, als wenn das Adhäsiv zusammen mit dem Komposit vom Dentin abgelöst wird (Abbildung 17b). So betrachtet erhöht jede Herabsetzung der Dentinhaftung das Risiko einer postoperativen Sensibilität. Da selbstkonditionierende Primer im Vergleich zur Phosphorsäure-Ätzung eine geringere Erhöhung der Dentinpermeabilität bewirken [Haller et al. 1992], ist die Wahrscheinlichkeit einer postoperativen Sensibilität bei ihnen geringer als bei Totalätzsystemen. Berichte von niedergelassenen Kollegen weisen darauf hin, dass eine postoperative Sensibilität bei Zwei-Schritt-Totalätzsystemen häufiger auftritt als bei getrennter Applikation von Primer und Adhäsiv. Darin spiegelt sich die begrenzte Zuverlässigkeit dieser Präparate sowie ihre Anfälligkeit gegen Verarbeitungsfehler wider.

Fazit

Der Zahnarzt kann heute zwischen verschiedenen Bonding-Konzepten und einer Vielzahl von Produkten auswählen. Diese Vielfalt ist ein Indiz dafür, dass es ein ideales Bondingsystem, das schnell, zuverlässig und dauerhaft zugleich ist, bis heute nicht gibt. Alle Bondingstrategien haben Vor- und Nachteile. Aufgabe des Zahnarztes ist es, für jede klinische Situation eine angemessene Bondingtechnik auszuwählen, die auf das jeweilige Anforderungenprofil abgestimmt ist. Für wenig komplexe Anwendungen hinsichtlich Füllungsvolumen, mechanischer Belastung, Retentionsbedarf und Anforderungen an die Ästhetik stellen vereinfachte Bondingsysteme einschließlich der All-inone- Adhäsive eine zeitsparende und wirtschaftliche Alternative dar. Für komplexe, kostenintensive Versorgungen, wie geschichtete dentinadhäsive Seitenzahnrestaurationen oder zahnfarbene Adhäsivinlays, sollte auf bewährte und klinisch erprobte Bondingsysteme mit Mehrschrittapplikation zurückgegriffen werden. Betrachtet man den gesamten Zeitaufwand, der für diese Restaurationen erforderlich ist, so fällt eine Verkürzung der Adhäsivtechnik um eine halbe oder eine Minute kaum ins Gewicht. Diese Bewertung darf jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, dass für den dauerhaften Erfolg einer Adhäsivrestauration nicht allein die Materialauswahl, sondern in erster Linie die korrekte Verarbeitung der Produkte entscheidend ist.

Prof. Dr. med. dent. Bernd Haller
Poliklinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und Kinderzahnheilkunde
Universitätsklinikum Ulm
Albert-Einstein-Allee 11, 89081 Ulm

Dr. med. dent. Uwe Blunck
Abteilung für Zahnerhaltung und Präventivzahnmedizin
Zentrum für Zahnmedizin, Charité Berlin
Augustenburger Platz 1, 13353 Berlin


Tabelle 1: Beispiele von Produkten der Bondingsysteme in Kombination mit der Totalätztechnik
Bondingsysteme in Kombination mit der Totalätztechnik
(Schmelz- und Dentinätzung mit Phosphorsäure in einem Arbeitsschritt)
 
Mehr-Flaschen-Systeme
Drei-Schritt-Applikation
Ein-Flaschen-Systeme
Zwei-Schritt-Applikation
Adper Scotchbond MP (3M Espe)
Gluma Solid bond (Heraeus Kulzer)
OptiBond FL (Kerr)
Solobond Plus (Voco)
Admira Bond (Voco)
Adper Scotchbond 1 (3M Espe)
Excite (ivoclar vivadent)
Fantestic Flowsive (R-Dental)
Gluma Comfort + Desensitizer (Heraeus Kulzer)
Syntac Classic (ivoclar vivadent) Gluma One Bond (Heraeus Kulzer)
One Coat Bond (Coltène)
OptiBond Solo Plus (Kerr)
PQ1 (Ultradent)
Prime & Bond NT (Dentsply DeTrey)
Solobond Mono (Voco)


Tabelle 2: Beispiele von Produkten der selbstkonditionierenden Bondingsysteme
Bondingsysteme mit selektiver
Phosphorsäure-Ätzung des
Schmelzes
Bondingsysteme ohne Phosphorsäure-Ätzung
 
Konditionierung von Schmelz und Dentin mit
selbstkonditionierenden Monomerlösungen
(Monomere mit sauren Phosphat- oder Carboxylatgruppen
Dentinkonditionierung
mit selbstkonditionierenden
Dentinprimern
getrennte Applikation eines
selbstkonditionierenden Primers
und eines Adhäsivs
Applikation eines selbstkonditionierenden
Primer-Adhäsivs
(All-in-one-Adhäsiv)
Primer zum Anmischen:
A.R.T. Bond (Coltène)*
Ecusit Primer/Mono (DMG)*
Solobond Plus (Voco)*
Primer zum Anmischen:
Clearfil Liner Bond 2V (Kuraray)
Resulcin AquaPrime & MonoBond
(Merz Dental)
All-in-one-Adhäsive
zum Anmischen,
Zweimalapplikation:
Etch&Prime 3.0 (Degussa)
Futurabond (Voco)
Primer gebrauchsfertig:
Syntac Classic
(ivoclar vivadent)*
OptiBond FL (Kerr)**
Primer gebrauchsfertig:
AdheSE (ivoclar vivadent)
Clearfil SE Bond (Kuraray)
NRC + Prime & Bond NT
(Dentsply DeTrey)
OptiBond Solo plus Self-Etch
Adhesive System (Kerr)
All-in-one-Adhäsive
zum Anmischen,
Einmalapplikation:
Adper Prompt L-Pop (3M Espe)
One Up-Bond F (Tokuyama)
Xeno III (Dentsply DeTrey)
* Konditionierungsmittel
ist Maleinsäure
(0,8 bis vier Prozent)
Gebrauchsfertige
All-in-one-Adhäsive,
Einmalapplikation:
AQ-Bond (Sun Medical)
iBond (Heraeus Kulzer)
** Eigentlich ein Totalätzsystem;
der Primer enthält
jedoch saure Monomere und
kann daher als dentinkonditionierender
Primer ohne
Phosphorsäure-Ätzung eingesetzt
werden, zum Beispiel auf
pulpanahem Dentin.



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