title: Development of a new application-technique for flowable composites to reduce polymerisation-caused stress
title: Entwicklung eines neuen Applikationsverfahrens für fließfähige Komposite zur Reduktion polymerisationsbedingter Spannungen
Creators: name: Dudda, Simone
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2014
Subjects: composite
bulk-fill
bulk fill
Polymerisationsschrumpfung
Komposit
stress
Medizin, Gesundheit
Stress
polymerisation shrinkage

description: The polymerisation shrinkage and
      the resulting stress in teeth is one of the most frequent
      reasons of composite restorations failing today. Therefore,
      the composite research has been dealing with this problem for
      years. To reach a suitable adhesion of the filling and a
      sufficient polymerisation of the composite, the incremental
      technique (by using a conventional composite) is state of the
      art. However, this technique is time-consuming. To save time
      when filling big cavities, so-called bulk-fill composites
      were launched several years ago and became increasingly
      popular. For this study the two bulk-fill composites SDR®
      (Dentsply DeTrey, Konstanz, Germany) and x-tra base (VOCO,
      Cuxhaven, Germany) were researched. Based on the
      “Gradientenmodell” by Sommer and Gente we hypothesized that
      precuring the composite during application could reduce the
      stress significantly. This is achieved by inducing the
      gel-phase of the composite immediately after its adaption to
      the cavity wall. Using this method the “gel-shrinkage” of the
      composite applied before should be reduced by the subsequent
      flow of the material. The appropriate amount of light is
      crucial for the success. Basis of comparison was the
      bulktechnique (according to the manufacturer’s information)
      and the incrementaltechnique. The stress measurement was
      performed by using the established photoelastic method. The
      present study is believed to demonstrate a new solution to
      reducing stress and show a first technical implementation of
      the aforementioned method. This was achieved by putting a
      white LED onto the application gun. By using an analogue
      computer an automated adjustment of the curing light was
      reached, and the composite could be applied at variable
      speeds. This application method and device were registered as
      an invention by Prof. Dr. M. Gente and myself. The
      Philipps-University (Marburg, Germany) applied it for a
      patent.The results of the research show a significant
      reduction of the stress by using the precuringtechnique. An
      overall conclusive explanation of the observed stress
      reduction could be made by the extension of the
      „Gradientenmodell“ by Sommer and Gente from three to four
      phases. A difference in the effectiveness of the
      precuringtechnique between the two bulk-fill materials
      arised. Using x-tra base with precuringtechnique is as
      effective as the incrementaltechnique; using SDR® with
      precuringtechnique achieved even significantly lower stress
      results. In future an improvement of the technical
      realization of this promising method will follow. Likewise
      the feasibility of other composites should be looked
      at.
description: Die Polymerisationsschrumpfung und
      die resultierenden Spannungen im Zahn stellen heute immer
      noch eine häufige Ursache für das Versagen von
      Kompositfüllungen dar. Daher beschäftigt sich die
      Kompositforschung seit vielen Jahren mit diesem Problem. Um
      eine adäquate Haftung der Füllung am Zahn sowie eine
      ausreichende Durchhärtung des Materials zu gewährleisten, ist
      die Anwendung der Schichttechnik bei Verwendung eines
      herkömmlichen Komposits heute Stand der Technik. Diese
      Technik ist jedoch zeitaufwendig. Zur Zeitersparnis bei der
      Füllung von großen Kavitäten kamen vor einigen Jahren die
      sogenannten Bulk- Fill Komposite auf den Markt, welche sich
      seither steigender Beliebtheit erfreuen. Die zwei Bulk-Fill
      Materialien SDR® (Dentsply DeTrey, Konstanz, Deutschland) und
      x-tra base (VOCO, Cuxhaven, Deutschland) wurden in dieser
      Studie als exemplarische Bulk-Fill Flowables untersucht.
      Basierend auf dem Gradientenmodell nach Sommer und Gente
      wurde die Hypothese aufgestellt, dass die
      polymerisationsschrumpfbedingten Spannungen durch
      gleichzeitige Belichtung (=Vorbelichtung) signifikant
      reduziert werden können. Dies gelingt durch Erzeugung der
      Gelphase des Versuchskomposits, direkt nachdem es an die
      Kavitätenwand anfließen konnte. Durch dieses Vorgehen soll
      der „Gelschrumpf“ des schon applizierten Materials durch
      nachfließendes Material kompensiert werden. Dabei ist das
      richtige Maß an Belichtung entscheidend für den Erfolg. Als
      Vergleichsbasis diente die Verarbeitung nach Herstellerangabe
      (Bulk-Technik) sowie die Schichttechnik. Die Spannungsmessung
      erfolgte mithilfe der etablierten spannungsoptischen
      Methode.Die vorliegende Studie soll einen neuen Ansatz zur
      Spannungsreduktion aufzeigen und eine erste technische
      Umsetzung der oben beschrieben Applikationsweise erproben.
      Dies gelang durch die Montage einer weißen LED an die
      Applikationspistole. Durch die Verwendung eines
      Analogcomputers wurde eine automatische Regulierung der
      Belichtung realisiert, sodass das Material mit variabler
      Geschwindigkeit appliziert werden kann. Diese
      Applikationseinrichtung wurde von Prof. Dr. M. Gente und mir
      als Erfindung gemeldet, von der Philipps- Universität in
      Anspruch genommen und sowohl national als auch international
      zum Patent angemeldet. Die Ergebnisse der Untersuchungen
      zeigen eine signifikante Reduktion der Spannungen bei
      Anwendung der Vorbelichtung. Eine insgesamt schlüssige
      Erklärung der beobachteten Spannungsreduktion konnte durch
      eine Erweiterung des Gradientenmodells von Sommer und Gente
      von drei auf vier Phasen gegeben werden. Die Vorbelichtung
      war unterschiedlich effektiv für die beiden untersuchten
      Bulk- Fill Materialien. So ist bei Anwendung von x-tra base
      mit Vorbelichtung die Spannungsreduktion so effektiv wie die
      Anwendung der Schichttechnik; bei Anwendung von SDR® mit
      Vorbelichtung konnten sogar noch signifikant geringere
      Spannungswerte erreicht werden. In Zukunft wird also eine
      Verfeinerung der technischen Umsetzung dieses
      vielversprechenden Ansatzes erfolgen, ebenso sollte die
      Anwendbarkeit auf andere Materialien untersucht
      werden.