Der Einfluss der Komposithärtung und die Haftung an Werkstücken

Es hat sich gezeigt, dass die Kompatibilität zwischen sauren Self-Etch(SE)-Bondingsystemen und dual- beziehungsweise dunkelhärtenden Kompositen unbefriedigend ist. Die Polymerisation selbsthärtender Komposite wird durch ein Redox-Initiatorsystem initiiert, das tertiäre Amine enthält. Deren Kontakt mit sauren Monomeren, die auch nach Aushärtung der Adhäsivschicht vorhanden sind, setzt eine Säure-Base-Reaktion in Gang, die dem Initiatorsystem Amine entzieht. Die Reduktion der verfügbaren Amine führt zu einer Hemmung der Polymerisation im Bereich der Grenzflächen [Suh et al., 2003]. Ein weiterer Erklärungsansatz ist die verlängerte Polymerisationszeit des dunkelhärtenden Komposits, die dazu führt, dass Feuchtigkeit aus dem Dentin durch die stark hydrophile Adhäsivschicht der All-in-one-Adhäsive an die Oberfläche tritt und dort die Copolymerisation verhindert [Tay et al., 2004].

Dualhärtende Komposite kommen häufig beim Aufbau stark zerstörter Zähne vor der Versorgung mit indirekten Restaurationen zum Einsatz. Eine weitere Indikation für dualhärtende Komposite ist die Befestigung von indirekten Restaurationen oder Wurzelkanalstiften, wo das Komposit oft nicht ausreichend lichtpolymerisiert werden kann. Seltener werden für diese Anwendungen ausschließlich selbsthärtende Komposite verwendet.

Das Prinzip der Selbstkonditionierung ist für Aufbaurestaurationen aus mehreren Gründen vorteilhaft. Zum einen liegt, wenn ein Stumpfaufbau erforderlich ist, meist ein ausgedehnter Defekt mit einer entsprechend großen Dentinwunde vor. Die Selbstkonditionierung ist hier schonender für das Pulpa-Dentin-System als die aggressivere Ätzung mit Phosphorsäure. Ein weiterer Vorteil ist die größere Beständigkeit des Dentinverbunds bei Verwendung geeigneter SE-Systeme im Vergleich zu Etch-and-Rinse (ER)-Systemen. Hinzu kommt ein rein praktischer Aspekt. Der Verzicht auf die Phosphorsäure(PS)-Ätzung mit dem erforderlichen Abspülen des Ätzgels kann in schwierigen Situationen „spielentscheidend“ sein. Wenn – wie bei Universaladhäsiven – noch auf einen weiteren Arbeitsschritt verzichtet werden kann, ist das besonders vorteilhaft.

Im Übrigen sind die Defizite der SE-Adhäsive bezüglich der Schmelzhaftung, die sich allenfalls in oberflächlichen Randdefekten und Randverfärbungen manifestieren, bei Aufbaurestaurationen völlig irrelevant.

Auch in folgender Situation kann die Verwendung eines Universaladhäsivs zur Verankerung der Aufbaufüllung von Vorteil sein: Häufig verlaufen die Kavitätenränder nach der Kariesexkavation iso- oder subgingival, was den Einsatz von Adstringenzien zur Blutstillung erforderlich machen kann. Eine Kontamination des Dentins mit adstringierenden Materialien führt zu signifikant verschlechterten Haftwerten [Ajami et al., 2013; Chaiyabutr und Kois, 2011; Harnirattisai et al., 2009; Kuphasuk et al., 2007; Mohammadi et al., 2012]. Eine Phosphorsäure-Ätzung nach Abspülen des Adstringens kann die Haftung positiv beeinflussen [Appelt et al., 2013].

Die Verwendung eines Universaladhäsivs hätte den Vorteil, dass im Randbereich, wo mit einer Adstringenskontamination zu rechnen ist, eine selektive PS-Ätzung vorgenommen werden kann, wodurch etwaige negative Effekte auf die Haftkraft reduziert werden. Dagegen könnte im übrigen Dentin eine milde Selbstkonditionierung erfolgen.

Selbst- oder dualhärtende Komposite haben den Vorteil, dass sie in einer Portion appliziert werden können. Allerdings ist die ungenügende Copolymerisation zwischen selbsthärtenden Kompositen und einer Adhäsivschicht, die saure SE-Monomere enthält, von den bisherigen All-in-one-Adhäsiven hinreichend bekannt [Cheong et al., 2003.; Tay et al., 2003]. Es gibt verschiedene Ansätze, wie dieser Inkompatibilität zwischen SE-Adhäsiven und autopolymerisierenden Kompositen begegnet werden kann. Eine Möglichkeit ist die Kombination mit sogenannten Dual-Cure-Aktivatoren. Diese enthalten Initatoren und Katalysatoren, die die Aushärtung des autopolymerisierenden Komposits sicherstellen sollen.

Eine Studie konnte jedoch zeigen, dass die Dentinhaftung eines dualhärtenden Aufbaukomposits durch die Verwendung eines Aktivators nicht verbessert wurde [Rathke et al., 2012]. Des Weiteren bewirkt die Beimischung von Aktivatoren zum Adhäsiv eine Verdünnung der haftvermittelnden Komponenten. Dies könnte die Wirksamkeit als Haftvermittler zur Zahnhartsubstanz kompromittieren. Es besteht auch ein Zusammenhang zwischen dem pH des Ein-Schritt-Adhäsivs und der Kompatibilität des dunkelhärtenden Komposits [Schittly et al., 2010]. Je milder der pH, desto besser ist die Kompatibilität zwischen beiden Komponenten. In diesem Zusammenhang ist jedoch zu beachten, dass ein sehr milder pH die Ätzwirkung herabsetzen kann. So ist zwar All-Bond-Universal mit einem pH von 3,2 mit allen dunkelhärtenden Kompositen kompatibel, muss allerdings in zwei separaten Schichten auf die Zahnhartsubstanz einmassiert werden. Man sollte also vor der Verwendung dualhärtender Komposite in Verbindung mit Universaladhäsiven einen genauen Blick in die Gebrauchsanweisungen werfen, da es zwischen den Produkten große Unterschiede gibt (Tabelle 1).

So gibt es Universaladhäsive, die uneingeschränkt mit allen gängigen selbst- und dualhärtenden Kompositen kompatibel sein sollen (zum Beispiel AdheSE Universal, All-Bond-Universal, iBond Universal, OptiBond XTR). Andere benötigen die Beimischung eines Aktivators bei nicht herstellereigenen dualhärtenden Stumpfaufbaumaterialien (zum Beispiel Clearfil Universal Bond, Scotchbond Universal). Wieder andere Produkte erhalten aufgrund ihres sehr niedrigen pH-Werts überhaupt keine Freigabe für die Kombination mit selbst- oder dualhärtenden Kompositen (zum Beispiel Xeno select, G-Premio Bond).

Allerdings können Gebrauchsanweisungen manchmal auch widersprüchlich oder missverständlich sein. So wird in der Gebrauchsanleitung für AdheSE Universal als Indikation „Direkte Stumpfaufbauten mit licht-, selbst- und dualhärtenden Composites“ genannt. Liest man die Gebrauchsanweisung für das herstellereigene dualhärtende Aufbaukomposit, werden dort alle eigenen Adhäsive empfohlen, nur nicht das Universaladhäsiv. Bei Verzicht auf die Lichthärtung des Aufbaukomposits wird explizit auf das dualhärtende ER-2S-System verwiesen.

Die Unsicherheit hinsichtlich einer möglichen Inkompatibilität zwischen Universaladhäsiven und dualhärtenden Aufbaukompositen lässt sich dadurch umgehen, dass im direkten Kontakt mit dem lichtgehärteten Adhäsiv ausschließlich lichthärtende Komposite zum Einsatz kommen, zum Beispiel in Form eines Linings mit einem Flow-Komposit (Abbildungen 6a bis 6d). Eine andere Lösung könnte darin bestehen, für den Stumpfaufbau lichthärtende Bulk-Fill-Komposite zu verwenden (Abbildungen 7a und 7b).

Allerdings lieferten In-vitro-Messungen an Rinderdentin Hinweise darauf, dass manche Universaladhäsive in Kombination mit BulkFill-Kompositen bei vier Millimetern Schichtstärke schlechter abschneiden können als mit nanomodifizierten Mikrohybridkompositen bei zwei Millimetern Schichtstärke [eigene, unveröffentlichte Daten].

Selbstverständlich kann mit der Empfehlung, nur lichthärtende Komposite in direkten Kontakt mit Universaladhäsiven zu bringen, die beschriebene Inkompatibilität nur dort umgangen werden, wo eine effektive Lichthärtung überhaupt möglich ist. Bei der Adhäsivbefestigung indirekter Restaurationen und der Insertion von Wurzelkanalstiften ist dies nicht oder nur sehr eingeschränkt der Fall.

Beim Durchstrahlen von Inlays oder Teilkronen aus Silikatkeramik im Rahmen der Adhäsivbefestigung kommt es zu einem massiven Abfall der Lichtintensität [El-Mowafy et al., 1999]. Die Dentinhaftung des Befestigungskomposits wird dadurch beeinträchtigt [Rathke et al., 2012]. Eine separate Lichthärtung des Adhäsivs kann bei ER-3S-Bondinsgystemen nicht uneingeschränkt empfohlen werden, weil die Gefahr besteht, dass darunter die Passung der Restauration leidet.

So gesehen könnte die Verwendung von Universaladhäsiven von Vorteil sein. Zwar ist eine separate Lichthärtung (10–20 s) obligatorisch, ihre Schichtdicke ist jedoch so gering, dass bei entsprechend vorsichtiger Vorgehensweise keine Passungsprobleme auftreten sollten. Der positive Effekt einer separaten Lichthärtung von Universaladhäsiven wurde sowohl im Zusammenhang mit der Adhäsivbefestigung von Keramikrestaurationen als auch von CAD-gefertigten Kompositrestaurationen (LAVA Ultimate) bestätigt [Lührs et al., 2014a; Lührs et al., 2014b]. Wird das Adhäsiv auch auf das vorbehandelte Werkstück aufgetragen, muss es dort ebenfalls separat lichtgehärtet werden.

Bestimmte Universaladhäsive (zum Beispiel Clearfil Universal Bond) dürfen ohne Aktivator nur in Verbindung mit dem herstellereigenen Befestigungskomposit (zum Beispiel Panavia SA Cement) verwendet werden, während in Kombination mit dual- oder selbsthärtenden Befestigungskompositen anderer Hersteller ein Dual-Cure-Aktivator vorgeschrieben ist. Auch hier ist ein genauer Blick in die Gebrauchsanweisung unerlässlich. Jedenfalls gehört die freie Kombinierbarkeit von Bondingsystem und Befestigungsmaterial, wie sie mit Mehrschrittsystemen in aller Regel möglich war, bei Verwendung von Universaladhäsiven der Vergangenheit an.

Eine klinische Studie über 18 Monate untersuchte das Verhalten von Keramikteilkronen, die mit Scotchbond Universal/RelyX Ultimate adhäsiv befestigt wurden, wobei das Universaladhäsiv sowohl im Self-Etch- als auch im Selective-Etch-Modus zum Einsatz kam [Vogl et al., 2016].

Die entsprechenden Überlebensraten lagen mit 95,6 Prozent beziehungsweise 97,8 Prozent zwar nicht weit auseinander, jedoch war bei Verzicht auf die PS-Ätzung eine signifikante Zunahme von Schmelzrandverfärbungen zu verzeichnen. Über den Einfluss von Universaladhäsiven auf den Randschluss von indirekten zahnfarbenen Restaurationen an zervikalen Dentinrändern (Abbildungen 8a bis 8c) liegen weder klinische noch In-vitro-Daten vor, so dass für diese Indikation keine Empfehlung abgegeben werden kann.

Im Zusammenhang mit der adhäsiven Stiftbefestigung (Abbildungen 9a und 9b) zeigten SE-Adhäsive eine weniger intensive und homogene Bildung von Kunststoff-Tags im Wurzeldentin als ER-Systeme [Malyk et al., 2010]. Bisherige All-in-one-Adhäsive bewirkten eine reduzierte Stiftretention [Abo El-Ela et al., 2009] und erwiesen sich darüber hinaus aufgrund ihrer Wasserdurchlässigkeit als anfällig für hydrolytische Zersetzung [Chersoni et al., 2005].

Ob die Polymerisation selbst- und dualhärtender Komposite im Wurzelkanal durch die sauren Monomere der Universaladhäsive gehemmt wird, dürfte wie bei der Haftung am koronalen Dentin stark von der Azidität (pH) abhängen und damit stark produktabhängig sein. Mögliche negative Effekte müssten sowohl im SE- als auch im ER-Modus auftreten. Entscheidend sind auch hier die Aussagen in der jeweiligen Gebrauchsanweisung, die jedoch speziell in Bezug auf die Stiftbefestigung äußerst heterogen ausfallen. Einige Hersteller nennen als Kontraindikation ausdrücklich solche Anwendungen, in denen eine ausreichende Lichtpolymerisation nicht gewährleistet ist, wie zum Beispiel im Wurzelkanal (AdheSE Universal). Bei anderen Universaladhäsiven gehört die Befestigung von FRC-Stiften zum Indikationsspektrum. Für All-Bond Universal und Clearfil Universal Bond ist die Lichthärtung des Adhäsivs obligater Bestandteil des Bondingprotokolls, wobei ungeklärt bleibt, wie im Wurzelkanal eine ausreichende Lichtintensität erreicht werden kann. Scotchbond Universal kann ohne oder optional mit Lichthärtung angewendet werden. Futurabond U soll bei der Befestigung von Wurzelkanalstiften explizit nicht lichtgehärtet werden. Manche Hersteller listen die Stiftbefestigung weder unter Indikationen noch unter Kontraindikationen auf, lehnen aber die Kombination mit selbsthärtendem Komposit ab (zum Beispiel G-Premio BOND) oder betonen, dass es sich um ein lichthärtendes Adhäsiv handelt (zum Beispiel iBond Universal). Hier geht man – vermutlich zu Recht – davon aus, dass sich eine ausreichende Lichtintensität zur Aushärtung dualhärtender Komposite im Wurzelkanal nicht erreichen lässt.

Insgesamt kann auf der Basis der bisherigen Datenlage keine Empfehlung für den Einsatz von Universaladhäsiven zur Befestigung von Wurzelkanalstiften ausgesprochen werden.

Einige Universaladhäsive sollen auch als Primer für alloplastische Werkstoffe geeignet sein. Dadurch entstehen Einsatzgebiete im Bereich der zunehmend akzeptierten Reparatur beziehungsweise Korrektur defekter Restaurationen [Hickel et al., 2013; Loomans et al., 2011; Opdam et al., 2012a, 2012b] sowie bei der adhäsiven Befestigung indirekter Restaurationen.

Eine Grundvoraussetzung für eine gute Haftung ist die Erzeugung einer mikroretentiven Oberfläche, die eine hohe Benetzbarkeit für den konsekutiv aufgetragenen Haftvermittler bietet. Je nach Material stehen hier für das Abstrahlen mit Aluminiumoxid oder die Ätzung mit Flusssäure zur Verfügung. Durch Beimischung von Monomeren mit speziellen funktionellen Gruppen zum Adhäsiv kann zusätzlich eine chemische Haftung zwischen der Werkstückseite und dem Methacrylatbasierten Komposit aufgebaut werden. Bezüglich der Wirksamkeit als Haftvermittler für alloplastische Werkstoffe müssen sich die Universaladhäsive mit den etablierten Universal- oder Spezialprimern messen [Azimian et al., 2012].

Durch Ätzung mit Flusssäure lässt sich die Glasphase partiell herauslösen, was zur Erhöhung der retentiven Oberfläche führt [Alex, 2008].

Trialkoxysilan-Gruppen ermöglichen zusätzlich den Aufbau einer chemischen Bindung über Sauerstoffbrücken zwischen dem Befestigungskomposit und der Silikatoberfläche. Manche Universaladhäsive (zum Beispiel Scotchbond Universal) sollen durch Inkorporation eines Silans auch als Primer auf Glaskeramik einsetzbar sein. Die initialen Haftwerte nach Flusssäureätzung bei Verwendung von Universaladhäsiven in Kombination mit dem jeweiligen herstellereigenen Befestigungskomposit erreichten jedoch auch im besten Fall nur 50 Prozent des Haftwerts eines etablierten Universalprimers [Passia et al., 2015].

In eigenen Langzeitversuchen wurde eine dramatische Verschlechterung der Haftwerte registriert (Grafik). Ein möglicher Erklärungsansatz für das schlechte Abschneiden silanhaltiger Universaladhäsive ist die Instabilität von Silanverbindungen im sauren Milieu [Alex, 2015].

Eine Studie konnte außerdem zeigen, dass die Wirksamkeit eines silanhaltigen Primers durch die Beimischung von Bis-GMA herabgesetzt wurde [Chen et al., 2013]. Für eine sichere und beständige Haftung an Glaskeramik sind daher herkömmliche Silane oder spezielle silanhaltige Universalprimer zu empfehlen [Kalavacharla et al., 2015; Passia et al., 2015].

Die Schaffung einer mikroretentiven Oberfläche erfolgt hier durch Abstrahlen mit Aluminiumoxid [Amaral et al., 2014; Barragan et al., 2014; Chen et al., 2012].

Eine Besonderheit dieser Materialgruppen (Metalloxide) ist ihre hohe Affinität zu Phosphorsäure. Funktionelle Monomere mit Phosphorsäuregruppen, etwa 10-MDP, bilden sehr stabile und hydrolysebeständige Phosphatverbindungen zur Materialoberfläche aus [Chen et al., 2012; Inokoshi et al., 2013]. Aus diesem Grund dürfen Werkstücke aus dieser Materialgruppe auch keinesfalls mit Phosphorsäure gereinigt werden, weil diese sonst die Bindungsstellen für 10-MDP blockiert. Den meisten Universaladhäsiven wird 10-MDP beigefügt, damit sie als Primer für Zirkonoxid, Aluminiumoxid oder Nicht-Edelmetalle fungieren können. Die Wirkung von Universaladhäsiven als Primer für Zirkonoxidkeramik (Abbildung 10) ist in der Literatur am besten untersucht [Amaral et al., 2014; Inokoshi et al., 2013; Kim et al., 2015; Lopes et al., 2016; Passia et al., 2016; Seabra et al., 2014]. Dabei zeigte sich, dass 10-MDP-haltige Universaladhäsive als Primer auf einer zuvor sandgestrahlten Zirkonoxidfläche funktionieren können [Lopes et al., 2016; Seabra et al., 2014]. Wird ein 10-MDP-haltiges Befestigungskomposit verwendet, bringt ein zuvor appliziertes Universaladhäsiv keinen Vorteil [Passia et al., 2016].

Zur Oberflächenvergrößerung werden auch edelmetallhaltige Werkstücke sandgestrahlt. Eine zusätzliche chemische Bindung kann zwischen Gold und der Sulfidgruppe eines funktionellen Monomers (Disulfid-Methacrylat) aufgebaut werden. Die Wirkung von Universaladhäsiven als Haftvermittler für edelmetallhaltige Primer ist bislang nicht unabhängig untersucht worden, so dass man in diesem Fall auf erprobte Spezial- oder Universalprimer zurückgreifen sollte [Azimian et al., 2012].

Das Mittel der Wahl zur Vergrößerung der Haftfläche an Kompositen ist das Sandstrahlen mit Aluminiumoxid [da Costa et al., 2012; Rodrigues et al., 2009]. Partner für eine mögliche chemische Haftung sind einerseits freigelegte Füllpartikel und andererseits Monomere der organischen Matrix. Eine chemische Bindung an glasbasierte Füller ist nach dem oben beschriebenen Weg (Sauerstoffbrücken) potenziell möglich. Erste Studien zeigen, dass Universaladhäsive für die Reparatur beziehungsweise Korrektur von Kompositrestaurationen geeignet sein können [Stawarczyk et al., 2015; Tantbirojn et al., 2014], allerdings sind weitere Untersuchungen zur Klärung dieser Fragestellung wünschenswert.

Die Dentinhaftung von Universaladhäsiven ist nach bisherigen Erkenntnissen durchaus vielversprechend und speziell bei Produkten, die einen milden pHaufweisen und das Monomer 10-MDP enthalten, beständiger als die von herkömmlichen All-in-one-Adhäsiven oder ER-2S-Systemen. Das Prinzip der Selbstkonditionierung ist für die restaurative Therapie eine wertvolle Bereicherung. Der Verzicht auf eine separate PS-Ätzung beschleunigt den Behandlungsablauf und erleichtert so die Kontaminationskontrolle. Speziell an schwer zugänglichen und unübersichtlichen Stellen sowie bei der Behandlung von Patienten mit eingeschränkter Belastbarkeit (Kinder, Ältere, Menschen mit Behinderung) kann dies sehr vorteilhaft sein.

Wenn jedoch eine maximale Schmelzhaftung und möglichst stabile und verfärbungsfreie Füllungsränder im Schmelz erreicht werden sollen, empfiehlt sich – wie schon bei bisherigen SE-Systemen – die Schmelzätzung mit Phosphorsäure.

Bei allseitig schmelzbegrenzten Kompositrestaurationen im Front- und im Seitenzahnbereich sowie bei der Adhäsivbefestigung indirekter Restaurationen mit zirkulärem Schmelzrand bestehen keine Bedenken gegen die Verwendung eines Universaladhäsivs. Dagegen ermuntert die momentane Datenlage nicht dazu, bei komplexen, aufwendigen Klasse-II-Restaurationen mit zervikalen Dentinrändern auf Universaladhäsive zurückzugreifen. Ein gangbarer Weg könnte hier darin bestehen, das Universaladhäsiv mit einem nicht-funktionellen hydrophoben Adhäsiv zu kombinieren.

Vorsicht: Manche Universaladhäsive erleiden in Verbindung mit der Bulk-Fill-Technik erhebliche Leistungseinbußen! Auch die Kompatibilität mit selbst- beziehungsweise dualhärtenden Kompositen ist stark produktabhängig. Eine intensive Befassung mit der Gebrauchsanweisung ist (auch) unter diesem Aspekt unerlässlich. Universaladhäsive mit 10-MDP scheinen als Haftvermittler für ZrO-Keramiken geeignet zu sein. Bei anderen Werkstoffen wie Silikatkeramik oder Edelmetalllegierungen sind materialspezifische Spezialprimer vorzuziehen.

Prof. Dr. Bernd Haller,
Dr. Alexander Merz

Klinik für Zahnerhaltungskunde und Parodontologie
Universitätsklinikum Ulm
Albert-Einstein-Allee 11, 89081 Ulm

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