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Dentinadhäsive (Dentinhaftvermittler)

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Grundlagen

Präparation im Dentin

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Dentin besitzt einen großen Anteil organischen Materials im Gegensatz zu Schmelz. Dieses organische Material ist wasserliebend ("hydrophil") im Gegensatz zu Kunststoffen, die wasserabweisend sind ("hydrophob").
Schmelz ist überwiegend anorganisch und somit eher "hydrophob". Bei absoluter Trockenlegung mit Kofferdam gibt es daher am Schmelz wenige Probleme beim Verbund mit Kunststoffen.
Dentin ist durchzogen von Dentinkanälchen oder auch Dentintubuli genannt. In diesen Kanälchen sitzt der Odontoblastenfortsatz. Der Odontoblast ist eine Zelle der Pulpa und liegt direkt in der äußersten Schicht der Pulpa. Diese Zelle ist für die Dentinbildung zuständig und kann auch noch nach Abschluss des Zahnwachstums Hartgewebe nachbilden. Der Zellfortsatz im Dentintubulus kann vermutlich bis zur Schmelz-Dentin-Grenze reichen. Bei der Präparation einer Kavität im vitalen Zahn wird dieser Zellfortsatz angeschnitten und verletzt. Aufgrund des Blutdrucks, der auch in der Pulpa herrscht, tritt (für das Auge unsichtbar) Gewebsflüssigkeit aus dem Dentinkanälchen nach außen.
Die Zahnoberfläche ist nach einer Präparation im Dentin somit feucht und für den direkten Kontakt mit Kunststoff nicht geeignet.

Smear layer

Bei der Kavitätenpräparation entsteht eine mikroskopisch dünne Schmierschicht ("smear layer") aus zerkleinerten Zahnanteilen, die auf der Zahnoberfläche haftet. Bei den ersten Dentinhaftvermittlern hat man versucht, den Kunststoff auf diesen vorhandenen "smear layer" zu befestigen. Die Haftung an der Dentinoberfläche ist aber nicht ausreichend. Aufgrund von Schrumpfungskräften bei der Polymerisation kommt es zu einem Abreißen der Füllung vom Zahn. Es entsteht ein mikroskopisch kleiner Spalt, in den Bakterien eindringen können. Daher hat man das Konzept der Dentinadhäsive geändert.

Konditionierer

Die Schmierschicht wird vollständig durch Säure (= Phosphorsäure 35%, Fläschchen 1) entfernt (Dentinkonditionierung). Man bezeichnet die Dentinkonditionierung auch als "total etch", da die gesamte Kavität (Schmelz + Dentin) mit Säure behandelt wird.
Grundlagenarbeit leistete dabei Fusayama in Japan. Die Säureätzung des Dentins schien lange Zeit nicht opportun. Langzeituntersuchungen zeigen aber, dass es zu keinen Pulpaschädigungen kommt. Die Pulpa verträgt die Konditionierung besser, als man zunächst annahm. Außer der Schmierschicht wird durch die Säure anorganisches, mineralisches Material aus dem Dentin gelöst. Zurück bleibt ein Geflecht aus Kollagenfasern, dem hauptsächlichen organischen Anteil des Dentins.

Primer

Auf dieses Geflecht aus Kollagenfasern wird ein Molekül (HEMA = Hydroxyethylmethacrylat) gegeben, das sowohl hydrophil, als auch hydrophob ist (Primer, Fläschchen 2).

Adhäsiv (Bonding)

Der in das Kollagen eingedrungene Primer ermöglicht das Eindringen von ungefülltem Kunststoff (= Bonding, Fläschchen 3) in die Dentinoberfläche. Es entsteht eine Hybridschicht, also eine Schicht von Kollagen, die von Kunststoff durchdrungen ist. Außerdem dringt das Dentinadhäsiv bis in die Dentintubuli vor und bildet dort fingerförmige Ausstülpungen ("tags"). Diese beiden Strukturen (Hybridschicht und tags) sorgen für den Verbund von Kunststoff und Dentin.

Mikromechanische Retention

Früher versprach man sich eine regelrechte chemische Bindung zwischen Kollagen und Kunststoff. Wahrscheinlich entsteht die Bindung aber durch eine mikromechanische Retention des in das kollagene Flechtwerk eingedrungenen Kunststoffs. Auch scheint die Ausbildung der "tags" nicht primär für die Stabilität der Füllung verantwortlich zu sein. Es lässt sich jedenfalls keine Korrelation zwischen tag-Länge und den erzielten Haftwerten herstellen. Einige auf dem Markt befindliche Bondings sind leicht gefüllt, wie z. B. Kerr Optibond FL. Man verspricht sich eine größere Stabilität und Röntgenopazität.

Unterfüllung

Da Dentinadhäsive die Dentinoberfläche versiegeln, können sie in flacheren Kavitäten ohne Unterfüllung verwendet werden. Dies erhöht auch die mechanische Festigkeit der Kompositfüllung, da so eine größere Dentinoberfläche für den Verbund mit dem Kunststoff zur Verfügung steht. In tieferen Kavitäten sollte eine Zementunterfüllung gelegt werden, da die Dentinadhäsive zelltoxisch wirken können. Sie könnten durch die Dentinkanälchen bis in die Pulpa vordringen und ggf. vitales Pulpagewebe schädigen.

Wet bonding

Neben dem Begriff des "total etch" fällt auch immer wieder der Begriff des "wet bonding". Zu Beginn der Schmelz-Ätz-Technik war man der Ansicht, dass diese nur unter absoluter Trockenhaltung, sprich Kofferdam möglich sei. Nicht nur Speichel, Blut, Sulkusflüssigkeit könne das retentive Ätzmuster zerstören, sondern auch schon die Ausatmungsluft des Patienten. Das sieht man heute nicht mehr so.
Bei der Entwicklung der Dentinhaftvermittler stellte man fest, dass man nach der Dentinkonditionierung das Dentin nicht austrocknen darf, da sonst das kollagene Flechtwerk kollabiert und somit eine Haftung nicht mehr zustanden kommen kann. Eine gewisse Restfeuchtigkeit muss zurückbleiben (wet bonding). "Wet bonding" bedeutet aber nicht, dass man auf Kofferdam verzichten kann. Eine Verunreinigung der Kavität mit proteinhaltigen Flüssigkeiten (Speichel, Sulkusfüssigkeit, Blut) führt zu verminderten Haftwerten der Dentinadhäsive.
In der Praxis ergeben sich bei der Verarbeitung eines Total-etch-/Total-bond-Dentinhaftsystems nach der "Wet-bonding-Technik" folgende Probleme: Wird die Dentinoberfläche zu kurz getrocknet, dann verbleibt zuviel Wasser auf der Kavitätenoberfläche und die Dentinhaftung der hydrophoben Komposite ist vermindert. Wird der Primer hingegen zu lange verblasen, trocknet das Dentin übermäßig aus und es kommt neben einem Kollaps des freigelegten Kollagengeflechts zum Verlust funktioneller Bestandteile des Adhäsivs. Bei sehr kräftigem Verblasen kann daraus ein vollständiger Verlust des Haftvermittlers resultieren.
Dentinhaftvermittler sind sehr anfällig für Verarbeitungsfehler, d. h. bei der Verarbeitung sollte man sich genau an die von Hersteller angegebenen Arbeitszeiten halten, vor allem bezüglich Ätz-, Spül-, Trocken und Polymerisationszeiten.
Neben dem Einhalten der Verarbeitungshinweise ist darauf zu achten, dass die Kavität feucht glänzt, es aber auch keine Pfützen gibt.

Ein-Flaschen-Systeme

Die Entwicklung der Dentinadhäsive geht immer weiter voran, die Übersicht zu behalten wird für den Zahnarzt immer schwieriger. Weltweit werden über 80 verschiedene Dentinhaftvermittler angeboten.
Um den Arbeitsablauf der Haftvermittlung zwischen Dentin und Kunststoff zu vereinfachen, haben die Hersteller versucht, möglichst viele zur Adhäsion nötige Komponenten in einer Flasche zusammenzufassen. So spricht man heute bei der 5. Generation von Dentinadhäsiven von "One-bottle-Systemen". Die drei zur Haftvermittlung erforderlichen Komponenten "Konditionierer", "Primer" und "Adhäsiv" sind dabei so zusammengefasst, dass Primer und Adhäsiv in einer Flasche vereinigt sind. Nach der Ätzung mit Phosphorsäure, die klassischerweise mit Wasser abgespült wird, wird das Primer-Adhäsiv-Gemisch ein- bis zweimal auf die Kavitätenoberfläche aufgetragen. Auch wenn Ein-Flaschen-Systeme der 5. Generation, die nach dem Konzept des "wet bonding" eingesetzt werden können, nicht so feuchtigkeitsanfällig sind wie frühere Dentinadhäsive, sollte eine Kontamination der Kavitätenoberfläche vermieden werden. Vor allem die Kontamination einer bereits ausgehärteten Adhäsivschicht mit Speichel reduziert die Scherwerte am Dentin um 50% und führt somit zur Randspaltbildung.
Hinsichtlich der Haftwerte ist festzustellen, dass die klassischen 3-Flaschen-Systeme den 1-Flaschen-Systemen eindeutig überlegen sind und auch weiterhin als "Goldstandard" gelten.

Selbstätzende Dentinadhäsive

Eine weitere Entwicklung der Dentinhaftvermittler sind die selbstätzende Dentinadhäsive, die man auch als 6. bzw. 7. Generation bezeichnet. Vorteile der selbstätzenden Dentinadhäsive sind, dass der Spülvorgang entfällt, der Arbeitsablauf vereinfacht ist und somit die Frage "How wet is wet and how dry is dry?" umgangen werden kann.
Eine Entwicklungsrichtung selbstätzender-selbstprimender Adhäsivsysteme ist die Erhöhung der Konzentration saurer Adhäsivmonomere von üblicherweise 5-6 % auf über 20 %. Die Spaltung dieser sauren Monomere in 2-Hydroxyethylmethakrylat (HEMA) führt zu selbstätzenden-selbstprimenden Systemen, welche klinisch erhebliche Vorteile haben sollen. Durch einmaliges Auftragen einer Substanz auf Schmelz und Dentin werden beide Hartgewebe konditioniert. Ein anschließender Spülvorgang entfällt. Die Primer müssen lediglich im Luftstrom getrocknet werden.
Eine andere Richtung, die eingeschlagen wurde, ist die Verwendung von mit HEMA veresterter Phosphorsäure, die Protonen abspalten kann und polymerisierbar ist.
Die selbstätzenden, nicht abzuspülenden Dentinadhäsive beinhalten Lösungsmittel wie Wasser, Ethanol oder Azeton. Die Lösungsmittel müssen vor Applikation des Bondings durch Lufttrocknung entfernt werden. Miyazaki et al. konnten zeigen, dass diese Trocknungszeit die Haftwerte am Schmelz maßgeblich beeinflussen kann. So wurde z. B. in vitro die Schmelzhaftwerte für Liner Bond 2 (Kuraray, Japan) von 8,2 MPa ohne Lufttrocknung auf 17,4 MPa nach 30sekündiger Lufttrocknung gesteigert.
Yoshiyama et al. haben die Haftkraft von Clearfil Liner Bond 2 und zweier weiterer selbstätzender/selbstprimender Dentinadhäsive an verschiedenen Zahnregionen untersucht. Im koronalen, zervikalen und mittleren Wurzeldentin bildete sich nach Anwendung dieses Adhäsivs eine dünne Hybridschicht mit daraus resultierenden guten Haftwerten aus. Die Haftkraft am Schmelz und im apikalen Wurzelbereich könnte dagegen - nach Ansicht der Autoren - noch verbessert werden. Eine Korrelation zwischen den Haftwerten und der Dicke der Hybridschicht konnte nicht nachgewiesen werden. Grundsätzlich scheinen einige selbstätzende Primer dünnere Hybridschichten (ca. 1 µm) auszubilden als Systeme mit separater Ätzung und Haftvermittlerapplikation (etwa 4-5 µm).
Da der Konditionierer nicht abgespült wird, bleiben Calcium- und Phosphationen, die aus den Apatitkristallen der Zahnhartsubstanz herausgelöst wurden, im Bonding zurück. Diese sollen u. a. eine Stabilisierung des Kollagennetzwerks bewirken. Die Wirkung von selbstätzenden, nicht abzuspülenden Dentinadhäsiven ist limitiert: sowohl durch die Wasserverdunstung bei der Lufttrocknung, als auch durch die Bondingapplikation und die Lichtpolymerisation.
Der Arbeit von Pereira et al. zufolge, sind selbstätzende Dentinadhäsive (Clearfil Liner Bond 2) im Vergleich zu einem Ein-Flaschen-System (One Step) vermutlich weniger anfällig gegen Feuchtigkeit aus den angeschnitten Dentinkanälchen. Am Schmelz erzeugen selbstätzende, nicht abzuspülende Dentinadhäsive bei Kompositrestaurationen eine Randadapatation, die der von Ein-Flaschen-Adhäsiven nach Phosphorsäureätzung vergleichbar ist. Der Verzicht auf eine Säureätzung bzw. "wet bonding" bedeutet aber nicht, dass auf eine sorgfältige Trockenlegung durch Kofferdam verzichtet und so Dentin mit Speichel, Sulkusflüssigkeit oder Blut kontaminiert werden kann.
Durch das gleichzeitige Konditionieren und Auftragen eines Dentinhaftvermittlers ist die Eindringtiefe des Kunststoffes nahezu mit der Ätztiefe identisch. Das Kollagengeflecht wird vollständig penetriert. Der Hauptvorteil dieser Haftvermittler liegt somit in der einfacheren Verarbeitung.

Mit der neuen Generation von Dentinadhäsiven scheint eine interessante Alternative zu den bewährten Drei-Flaschen-Systemen zur Verfügung zu stehen. Es gibt eine Reihe von Vorteilen, die insbesondere in der täglichen Praxis von großer Bedeutung sind:
  • Schmelz und Dentin werden identisch behandelt, das wässrige Estergemisch ersetzt die klassische Säure-Ätz-Technik;
  • das Spülen mit Wasser im Mund entfällt, Reaktionsprodukte sowie eventuell unverbrauchte Phosphorsäureester werden einpolymerisiert;
  • Ätztiefe und Eindringtiefe des Adhäsivs sind weitestgehend identisch;
  • durch das Verfahren können bewährte Bonder eingesetzt werden, spezielle hydrophile Monomere mit quellungsbedingt nachteiligen Auswirkungen sind hierbei nicht erforderlich;
  • Maßnahmen zur Einhaltung eines bestimmten Feuchtigkeitsgehaltes des Dentins (kein "overwetting", aber auch kein Austrocknen) sind nicht erforderlich;
  • es scheinen sich hohe und langzeitstabile Verbundfestigkeiten zwischen Kompositen und den Zahnsubstanzen herstellen zu lassen.
Trotzdem zeigen die selbstätzenden Dentinadhäsive einige Nachteile auf:
  • Die Haftkräfte der klassischen 3-Flaschen-Systeme sind in der Regel höher.
  • Präparierte Schmelzoberflächen werden z. T. nicht ausreichend konditioniert, so dass nach einiger Zeit Randverfärbungen in schmelzbegrenzten Kavitäten auftreten.
  • Trotz des niedrigen pH-Wertes von bis zu 0,7 wird unpräparierter Schmelz von selbstätzenden Dentinadhäsive nicht konditioniert, so dass sich diese z. B. nicht zur Anwendung bei der Fissurenversieglung eignen.

Beispiel für die Verwendung eines Dentinadhäsivs bestehend aus drei Fläschchen (Ätzgel, Primer, Adhäsiv)

Aufgrund der oben beschrieben Vorgehensweise bestehen Dentinadhäsive klassischerweise aus drei Fläschchen:
  • Säure
  • Primer
  • Adhäsiv (= Bonding)
Die Dentalhersteller haben in den letzten Jahren versucht, die Verarbeitung zu vereinfachen und die Inhaltsstoffe der einzelnen Fläschchen zu kombinieren, so dass es heute außerdem
  • Einflaschenpräparate (Säure + 1 Flasche mit Primer und Bonding) und
  • selbstätzende Dentinadhäsive (Säure + Primer + Bonding in einer Flasche) gibt.
Die Verarbeitung der einzelnen Dentinadhäsive unterscheiden sich daher z. T. erheblich und müssen vor der Anwendung genau studiert werden. Für den Erfolg bei Anwendung von Dentinadhäsiven ist die genaue Einhaltung der Herstellerangaben zur Verarbeitung unumgänglich. Eine allgemeingültige Verarbeitungsrichtlinie kann daher hier nicht angegeben werden.

Material

  • Phosphorsäure zur Ätzung der Zahnhartsubstanz (ca. 30-35 %ig, meist blau oder grün eingefärbtes Gel)
  • Primer
  • Adhäsiv
  • lichtdichtes Behältnis (Produktbeispiel: Vivapad)
  • je einen Tropfen Primer und Adhäsiv in eine Vertiefung des Vivapads applizieren
  • orangefarbenen Deckel des Vivapads dicht verschließen
  • großer und kleiner Speichelsauger
  • Pinsel, Applikatortip o. ä.
  • Polymerisationslampe
Primer und Adhäsiv dürfen niemals verwechselt werden.

Behandlung im Überblick

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Nach Präparation der Kavität und Exkavation für eine Kompositfüllung:
  • Anätzung der gesamten Kavität (Schmelz + Dentin)
  • Zunächst am Schmelzrand beginnen (Ätzzeit zumeist 30 sek)
  • Dann das Dentin mit Phosphorsäure bedecken (Ätzzeit zumeist 15 sek)
  • Absaugen und Abspülen der Phosphorsäure
  • Kavität im Luftstrom leicht trocknen
  • geringe Restfeuchtigkeit belassen
  • Auftragen bzw. Einmassieren des Primers mit Pinsel, Applikatortip o. ä.
  • Verblasen
  • Auftragen bzw. Einmassieren des Adhäsivs
  • Verblasen
  • Lichtpolymerisation
  • Legen der Kompositfüllung
Vorsicht beim Entsorgen von Dentinadhäsiven: Die Materialien sind leicht flüchtig und können bei häufigem Kontakt zu Allergien führen! Direkte Berührungen mit der Haut sollten vermieden werden. Dentinhaftvermittler können auch durch übliche Schutzhandschuhe penetrieren und bei häufigem Kontakt mit der Haut zu Allergien führen.