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Auch wenig erfahrene Behandler meistern CAD/CAM-Workflow gut
25.07.2023
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Aug. 2023
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CME-BeitragPEEK: Wie lässt sich die Haftung verbessern?
Abo-Inhalt03.07.2023374 Min. Lesedauer
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Hinweis an Redaktion
| Das thermoplastische Hochleistungspolymer PEEK (Englisch: polyetheretherketone) ist ein Material für Zahnersatz mit vielen Vorzügen. Aufgrund seiner Verformbarkeit ermöglicht es eine ausgeglichenere Spannungsverteilung bei festsitzendem Zahnersatz wie Kronen, Brücken und Wurzelstiften. Doch PEEK ist inert und verbindet sich daher schlecht mit anderen Kompositen. Ein Review aus China hat untersucht, welche Oberflächenbehandlungen die Klebeverbindung verbessern könnten [1]. |
Vorteilhafte Materialeigenschaften von PEEK
Merke | Gefräste PEEK-Stifte könnten laut einer Studie eine Alternative zu Glasfaser- und gegossenen Metallstiften sein. In-vitro-Untersuchungen zeigten, dass die PEEK-Stifte in Verbindung mit einer korrekten Oberflächenvorbehandlung und einem geeigneten Adhäsivsystem eine höhere Zugfestigkeit als die Stifte aus Glasfaser und Metall [3] aufwiesen. |
- Niedriges Elastizitätsmodul (3 bis 4 GPa); Vergleich Metalllegierungen: 110 bis 130 GPa. Menschlicher kortikaler Knochen 14 GPa [2], Glasfaser- und Kohlenstofffaser-verstärktes PEEK hat ein ähnliches Elastizitätsmodul wie menschlicher Knochen und Dentin
- Hohe Biege- und Bruchfestigkeit
- Geringe Wärmeleitfähigkeit (unter der von Zirkonoxid) schützt die Pfeilerzähne vor Temperaturschwankungen im Mund
- Geringe Dichte = leichte Gerüste
- Bisher keine Hinweise auf allergische Immunreaktionen
Nachteilige Materialeigenschaften von PEEK
- Das Material ist grau und bedarf einer Kunststoffverblendung.
- Es hat eine geringere Steifigkeit (Zugfestigkeit 110 MPa) im Vergleich zu herkömmlichen Materialien (daher werden häufig Glas- oder Kohlenstofffasern beigemischt).
- PEEK besitzt eine inerte und hydrophobe Oberfläche, an der andere Materialien wie Verblendungen und Befestigungskomposite schlecht haften.
Wie lässt sich die Adhäsion verbessern?
Ätzen
Ätzen verbessert die Haftung
Das Ätzen mit 98%iger Schwefelsäure führt zu porösen und durchlässigen PEEK-Oberflächen und damit zu einer besseren Haftung. Es erhöht die Scherhaftfestigkeit (shear bond strength = SBS) von PEEK erheblich, aber die in den Porositäten verbliebene Schwefelsäure löst nachweislich Schäden an menschlichen Zellen aus. Es wird versucht, die Restsäure mit Natriumhydroxid, Aceton oder hydrothermischen Lösungen vollständig zu entfernen.
Plasma-Behandlung
Bei der Plasma-Behandlung mit Helium, Argon, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Mischplasma verändern sich die physikalischen und chemischen Eigenschaften innerhalb einer dünnen Schicht der PEEK-Oberfläche. Diese Veränderungen sind unter dem Rasterelektronenmikroskop als Flecken erkennbar: je mehr Flecken, desto besser die Klebeleistung.
Sandstrahlen
Das Anrauen mittels Sandstrahlen kann die Oberfläche von PEEK besser benetzbar machen und die Bindung zu Verblendkompositen verbessern. Einfaches Sandstrahlen (50 μm, 15 s, 0,28 MPa) lieferte eine ausreichende SBS (10,81 ± 3,06 MPa) für PEEK, Silica-modifiziertes Sandstrahlen (30 μm, 15 s, 0,3 MPa) ergab schlechtere Werte (8,07 ± 2,54 MPa) [4].
Laserbehandlung
Die Wirkung einer Laserbehandlung ist umstritten. Eine Kombination von Er:YAG-Laser mit (Silikat-modifiziertem) Sandstrahlen hat wohl Potenzial.
Adhäsiv-Systeme
Befestigungszemente müssen mit geeigneten Haftgrundierungen und Oberflächenmodifizierungsmethoden kombiniert werden. In Studien wurden zahlreiche Kombinationen ausprobiert, zum Beispiel eine Keramikgrundierung mit Silikat-modifiziertem Sandstrahlen (Rocatec). Die Keramikgrundierungsbehandlung führte zu einer höheren SBS (15,32 ± 1,80 MPa) als die einmalige Anwendung von Rocatec allein (12,31 ± 2,10 MPa) [5].
Das Wichtigste in Kürze |
Weder die alleinige Anwendung von Befestigungszement noch eine einzelne Oberflächenmodifikationsmethode hat zu einem zufriedenstellenden Klebeverhalten für PEEK geführt. Die Forschungsergebnisse sind jedoch noch unzureichend, um eine ideale Kombination zu empfehlen. |
- [1] Wang B, Huang M, Dang P, Xie J, Zhang X, Yan X. PEEK in Fixed Dental Prostheses: Application and Adhesion Improvement. Polymers. 2022; 14(12):2323. doi.org/10.3390/polym14122323.
- [2] Da Cruz, M.B.; Marques, J.F.; Peñarrieta-Juanito, G.M.; Costa, M.; Souza, J.C.M.; Magini, R.S.; Miranda, G.; Silva, F.S.; Caramês, J.M.M.; da Mata, A. Bioactive-Enhanced Polyetheretherketone Dental Implant Materials: Mechanical Characterization and Cellular Responses. J. Oral Implantol. 2021, 47, 9–17. doi.org/10.1563/aaid-joi-D-19-00172.
- [3] Benli M, Eker Gümüş B, Kahraman Y, Huck O, Özcan M. Surface characterization and bonding properties of milled polyetheretherketone dental posts. Odontology. 2020. doi.org/10.1007/s10266-020-00484-1.
- [4] ÇulhaoÄŸlu, A.K.; Özkır, S.E.; Åžahin, V.; Yılmaz, B.; Kılıçarslan, M.A. Effect of Various Treatment Modalities on Surface Characteristics and Shear Bond Strengths of Polyetheretherketone-Based Core Materials. J. Prosthodont. Off. J. Am. Coll. Prosthodont. 2020, 29, 136–141. doi.org/10.1111/jopr.12702.
- [5] Kurahashi, K.; Matsuda, T.; Ishida, Y.; Ichikawa, T. Effect of Surface Treatments on Shear Bond Strength of Polyetheretherketone to Autopolymerizing Resin. Dent. J. 2019, 7, 82. doi.org/10.3390/dj7030082
AUSGABE: ZR 8/2023, S. 9 · ID: 49570422
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