Klebekraft: GIZ steigt an, Kunststoff fällt ab

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shearbondHochinteressant

sind die Klebekräfte, die die reinen GIZ auf das Zahnmaterial (Schmelz oder Dentin) entwickeln ohne jede Vorbereitung oder Klebung. Bild 3 zeigt die Entwicklung der Klebekraft innerhalb eines Tages, die beispielsweise bei Ketac Molar Aplicap (die Kapsel Variante) von sofort 1,4 MPa auf 7,1 Mpa nach einem Tag Wasserlagerung steigt.

 

Dazu kontrastiert sehr schön die nachfolgende Tabelle aus einer wissenschaftlichen Arbeit, die sich die Frage gestellt hat, wie entwickelt sich die Klebekraft der Kunststoff Füllungskleber (=Bonder) über die Zeit, besonders, wenn sie mit Temperaturschwankungen des Wassers und Kaukraftbelastung fertig werden müssen.

Zitat

Optibond Self Etch) and 2 one-step (Clearfil Tri-S Bond, Adper Prompt L-Pop) self etch adhesives were applied to dentin surfaces according to the manufacturers‘ directions. Composite resin (Clearfil AP-X, Kuraray, Japan) were built-up and the samples were subsequently subjected to following amounts of TC (5-55 °C, dwell time of 30 s) and MFL (100 N at 0.5 Hz): No cycling as control, 104 TC, 105 MFL and 104/105 TC/MFL. The samples were prepared for µTBS test and the data were calculated as MPa than statistically analyzed. Results:

Adhesives

Control

104 TC

105 MFL

104/105 TC/MFL

AdheSE Bond

42.32±8.52

39.57±7.43

34.14±9.76

26.64±11.25

Clearfil Protect Bond

38.18±5.75

34.40±4.95

27.53±5.04

22.94±4.72

Optibond Self Etch

28.83±6.04

25.63±6.64

18.91±6.07

15.70±2.78

Clearfil Tri-S Bond

27.24±7.79

24.38±7.31

20.93±6.20

20.60±5.81

Adper Prompt L-Pop

21.68±9.49

15.05±5.66

13.26±4.41

13.09±5.99

Control = Ohne weitere Nachbehandlung gemessen

104 TC = 10.000 mal TC = 10.000 mal Thermocycling im Wasserbad von 5 bis 55 C über 30 jeweils Sekunden

105 MFL = 100.000 mal Mechanical Fatigue Loading = 100.000 mal Krafteinwirkung von 100 Newton (= 10 kg) alle 2 Sekunden

104/105 TC/MFL = Proben sowohl thermogecyclet als auch kraftbelastet und danach vermessen.

 

Was bedeutet das?

Hier kommt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik zum tragen, der heißt: „Thermische Energie ist nicht in beliebigem Maße in andere Energiearten umwandelbar.“, der in einer anderen Form auch lautet: „Die Entropie (= Maß für die Unordnung) im System nimmt fortwährend zu.“

Konkret angewandt auf die ablaufenden chemischen Vorgänge im Raum zwischen Füllung und Zahnbein bedeutet das, dass die beteiligten Stoffe immer bestrebt sind, den für sie stabilsten – und das ist ganz allgemein der energieniedrigste – Zustand einzunehmen. Blankes Eisen ist immer bestrebt, seine chemisch wesentlich stabilere Form Eisenoxyd = Rost anzunehmen. Butterfett wird ranzig, oxydiert zu Buttersäure, Traubensaft beginnt schnell zu gären, weil der enthaltende Zucker in den chemisch stabileren Alkohol umgewandelt wird. Dabei wird immer Wärme freigesetzt, die einfach in die Gegend verpufft. Hier liegt der entscheidende Punkt, warum diese chemischen Prozesse nicht einfach umkehrbar sind.

 

GIZ und Kunststoff Bonder

Es gibt einige Anzeichen, dass bei Glas Ionomer Zementen der chemisch stabile Zustand darin besteht, sich grundsätzlich an ihre Umgebung anzukleben, weil das der Zustand der größten Unordnung für GIZ darstellt. Deswegen nimmt die Klebekraft zu, je älter sie werden. Das Höchstmaß der Klebekraft stellt dabei die diametrale (= entgegengesetzte) Zugfestigkeit von GIZ selber dar. Genau das wird durch viele elektronenmikroskopische Nachweise belegt, die auf den von GIZ beklebten und dann abgebrochenen Proben fast immer Reste des Materials an der Grenzfläche zeigen können.

Kunststoff mit seinen Hilfsstoffen zum Kleben zeigt das gegenteilige Verhalten. Vom Zahnarzt wird ein Zustand mit hoher Ordnung (= niedriger Entropie) im Zahn hergestellt, dadurch dass er in das gebohrte Loch sorgfältig verschiedene Lagen an Ätzmittel, Lösungsmittel, HEMA, etc. einbringt,  trocknet, belichtet und darauf Kunststoff schichtet. Dieser nichtnatürliche Zustand strebt anschließend von ganz alleine hin zu mehr Unordnung. Zum Beispiel:

  • Das unnatürliche Spannungsgefälle im Füllungskörper, das durch den Belichtungsvorgang aufgebaut wird, ist dabei das erste, was nach Ausgleich strebt – und zieht kräftigst und mit Erfolg an der Klebung.
  • Die an der Klebefläche noch hochkonzentrierten Klebestoffe wie HEMA etc. werden langsam von der Tubuliflüssigkeit abtransportiert.
  • Metalloproteinasen (= im Zahnbein imm anzutreffende Enzyme) zerschneiden relativ ungebremst freigeätzte aber nicht zugeklebte Kollagenfasern.
  • Hohe Kaukräfte und Ausdehn- und Zusammenzieheffekte bei Temperaturschwankungen im Mund vergrößern vorhandene Minispalten allmählich immer weiter, die nicht daran denken, sich noch einmal von alleine zu schließen.

Das alles macht verständlich, warum die Belastbarkeit der Klebeflächen im Mund fortwährend abnimmt. Das Gesamtsystem hat keinerlei Antrieb, sich selbst zu reparieren, wie denn auch. Dafür ist die Gesamtkonstruktion „Kunststofffüllung mit Bonder“ zu unnatürlich, zu undurchdacht und versucht auch noch, gegen den 2. Hauptsatz der Thermodynamik  anzurennen. Übrigens: Amalgam hält sich an den 2. Hauptsatz, was einer der Gründe für seine sagenhafte Haltbarkeit sein dürfte.

6 Replies to “Klebekraft: GIZ steigt an, Kunststoff fällt ab”

  1. RE: Klebekraft: GIZ steigt an, Kunststoff fällt ab
    Hallo,

    interessanter Vergleich. Aber wenn ich die Tabelle richtig lese sind die GIZ-Werte nach einem Tag ca. bei 8MPa.

    Die Komposite sind nach den Belastungstests zwar alle im Werte gesunken, liegen alle aber immer noch deutlich über den Haftwerten, die GIZ nach einem Tag zeigt.

    Wo soll da jetzt der Vorteil der GIZ liegen??

    Würde mich über eine Antwort freuen.
    Liebe Grüsse
    Dentist79 🙂

  2. RE: Klebekraft: GIZ steigt an, Kunststoff fällt ab
    Hallo Dentist79, ich bin ja kein Zahnarzt.
    Aber der letzten Tabelle kann ja wohl jeder entnehmen, dass die Klebekraft der Kunststoffkleber stetig sinkt. Ergo ist der Zeitpunkt vorauszusehen, an dem GIZ besser haftet.
    Aber der grösste Vorteil von GIZ ist einfach das er besser vertragen wird. Die modernen Kleber direkt auf dem Dentin vertragen viele Zähne nicht. Was angesichts Inhaltsstoffen und Wirkungsprinzips nicht verwunderlich ist.

  3. RE: Klebekraft: GIZ steigt an, Kunststoff fällt ab
    @Infra:

    Danke für Deinen Beitrag,
    dann verstehe ich die Tabelle vermutlich falsch.
    Ich verstehe nicht genau, was die einzelnen Gruppen bei den Kompositen darstellen. Keine Ahngung was TC, MFL, …. bedeutet.

    Über welchen Zeitraum geht das denn???

    Ich sehe halt nur, daß die Haftkraft bei Kompositen selbst am Schluss noch besser ist.
    Und die Haftkraft von GIZ wurde nur nach einem Tag gemessen. Vielleicht fällt sie danach ja auch wieder ab ???
    Dazu steht da ja nichts.

    PS: Ich habe übrigens überhaupt nichts gegen GIZ. Ich finde auch, daß GIZ von der Verträglichkeit her weit besser ist als manche Kleber.
    Einzig die Haftkraft gefällt mir halt nicht so gut, aber da geht die Entwicklung auch weiter.

  4. RE: Klebekraft: GIZ steigt an, Kunststoff fällt ab
    Hallo Dentist79, ich habe zwischenzeitlich den Artikel erweitert/ergänzt. Ich denke, dass das Ihre Fragen beantwortet. Viele Grüße Joachim Wagner

  5. RE: Klebekraft: GIZ steigt an, Kunststoff fällt ab
    [quote name=“Dentist79″]
    Und die Haftkraft von GIZ wurde nur nach einem Tag gemessen. Vielleicht fällt sie danach ja auch wieder ab ???
    [/quote]
    Antwort: jein. Mittelfristig (Monate) ist eher mit einer Erhöhung der Werte zu rechnen bis zur theoretischen Obergrenze, die die Reißfestigkeit des Materials vorgibt. Langfristig wird das aber von der Komponente „Materialermüdung“ überlagert, die nach Jahren auch sicher wieder den Rückwärtsgang hinsichtlich der Klebefestigkeit einläutet. Viele Grüße Joachim Wagner

  6. RE: Klebekraft: GIZ steigt an, Kunststoff fällt ab
    Hallo Herr Wagner,

    vielen Dank für die Erweiterung des Artikels. Hat mir sehr geholfen.

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