Untersuchung der Haftverbundmechanismen zwischen Gerüst- und Verblendmaterial vollkeramischer Zahnrestaurationen
Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In dem vorliegenden Projekt konnten Einflüsse der unterschiedlichen Vorbehandlungsmethoden „Strahlen“ und „Schleifen“ auf Rauheit und Eigenspannungszustand von Gerüstkeramiken quantifiziert werden. Die Benetzbarkeit, bestimmt durch Kontaktwinkelmessungen, konnte lediglich durch die Plasmabehandlung erhöht werden. Die Ritzprüfung konnte nicht ausreichend zur Quantifizierung des Haftverbunds genutzt werden. Die Anwendung des Verfahrens sollte ausschließlich in Verbindung mit etablierten Methoden (Drei-Punkt-/Vier-Punkt- Biegeprüfung) durchgeführt werden. Hier müssen in zukünftigen Forschungsarbeiten weitere Methoden entwickelt werden, die eine zuverlässige Quantifizierung des Haftverbunds erlauben. Die Auswertung der Biegeprüfungen zeigte, dass alle Serien mit Oberflächenbearbeitung einen besseren Haftverbund erzielen als die unbearbeitete Referenz. Entgegen der Erwartungen zeigten Probenreihen mit einer der Oberflächenvorbehandlung angeschlossenen Plasmabehandlung in der Vierpunktbiegeprüfung geringere Energiefreisetzungsraten als die Probenreihen ohne Plasmabehandlung. Aufgrund der verbesserten Benetzbarkeit/verringerten Kontaktwinkel auf den gebrannten Oberflächen nach der Plasmabehandlung wurde ein positiver Einfluss der Plasmabehandlung auf den Haftverbund erwartet. REM- Aufnahmen der Bruchflächen zeigten ausschließlich kohäsives Versagen in der Verblendkeramik. Dies deutet auf eine vergleichsweise hohe Haftverbundfestigkeit hin. Die EDX- Analysen zeigten eine einseitige Diffusion von Zirkoniumatomen in die Verblendkeramik. Diese hatte keinen Einfluss auf die Verbundfestigkeit. Die Ergebnisse der statischen Biegeprüfungen bestätigten sich nicht in den dynamischen Versuchen. Dort zeigte die Serie, welche mit 6 bar (höchste Energiefreisetzungsrate) gestrahlt wurde, vergleichsweise niedrigere Lebensdauern. Gegebenenfalls werden durch das Strahlen mit 6 bar übermäßig Eigenspannungen und Materialschädigungen in das Substrat eingebracht. Darauf deuten ebenfalls die vergleichsweise großen gemessenen Eigenspannungen dieser Serie hin. Die verschiedenen Versagensmuster aus den dynamischen Prüfungen sind zu beachten: Die Hälfte der Proben versagte innerhalb der Verblendkeramik ohne Einfluss des Haftverbundes am Interface. Durch die Schädigungen innerhalb der Verblendkeramik wurde die Anzahl der bestandenen Proben verringert. Da die Plasmabehandlung den Verbund nicht verbesserte, kann daraus geschlossen werden, dass eine Plasmabehandlung vor dem Verblenden für die gegebene Materialkombination nicht notwendig ist oder sogar vermieden werden sollte. Ein moderates Sandstrahlen der Gerüstkeramik mit 2 bar kann empfohlen werden, da diese Gruppe in den dynamischen Untersuchungen die besten Ergebnisse zeigte.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Impact of Hard Machining on Zirconia Based Ceramics for Dental Applications. Procedia CIRP, 65, 248-252.
Denkena, Berend; Breidenstein, Bernd; Busemann, Sarah & Lehr, Claudius Moritz
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Effect of sandblasting on the surface roughness and residual stress of 3Y-TZP (zirconia). SN Applied Sciences, 2(10).
Finger, Christin; Stiesch, Meike; Eisenburger, Michael; Breidenstein, Bernd; Busemann, Sarah & Greuling, Andreas
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Influence of surface and subsurface properties on the bonding between yttria stabilized tetragonal zirconia polycrystals and a veneering ceramic. Journal of Adhesion Science and Technology, 35(16), 1764-1776.
Breidenstein, Bernd; Busemann, Sarah; Stiesch, Meike; Greuling, Andreas & Worpenberg, Christin
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The effect of surface treatments on the adhesive bond in all-ceramic dental crowns using four-point bending and dynamic loading tests. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 139, 105686.
Worpenberg, Christin; Stiesch, Meike; Eisenburger, Michael; Breidenstein, Bernd; Busemann, Sarah & Greuling, Andreas
