Bindningsstyrka mellan titan, adhesiva cementsystem och polymera material

Bindningsstyrka mellan titan,

adhesiva cementsystem och

polymera material

Aleksandra Håkansson

Handledare: Evaggelia Papia, tandtekniker

Examensarbete (15 hp) Malmö Universitet

Tandteknikerprogrammet Odontologiska fakulteten

Maj, 2019 205 06 Malmö

2

Sammanfattning

Syftet med studien är att utvärdera bindningsstyrkan mellan olika adhesiva cementsystem och titan som används inom implantat, mer specifikt ytan på titanbas och olika polymerbaserade material för protetiska konstruktioner.

Material/ Metod

Totalt framställdes 104 stycken cylindriska titanbasarom delades in i åtta grupper med 13 provkroppar i varje grupp. 52 stycken MFH-cylindrar framställdes genom 3D-printning och 52 stycken Telio CAD-cylindrarfrästes fram. Dem adhesiva cementen som användes var G-Cem LinkAce, Multilink Hybdrid Abutment, Rely X Ultimateoch Panavia V5.

Titanbasarna sandblästrades med 50µm Al2O3 och behandlades enligt fabrikantens rekommendationer för respektive cement. Telio CAD och MFH ytbehandlades enligt fabrikantens anvisningar. Efter cementering förvarades varje grupp i destillerat vatten i ett dygn innan de termocyklades 5000 cykler. kjuvkraftstest utfördes med belastningshastighet 0,5mm/min. Data bearbetades med one-way Anova och Tukey’s test, signifikansnivå α=0.05. Resultat

En statistisk signifikant skillnad i jämförelse med övriga grupper på bindningsstyrkan kunde påvisas för grupperna Telio cementerad med Panavia V5 (T-V5-Te) och Telio cementerad med GCEM-LinkAce (T-GC-Te), som hade bindningsstyrka 0,06 respektive 0,08 MPa (P< 0,05). Inom Telio CAD-grupperna visade Rely X Ultimate ha högst bindningsstyrka och liknande resultat visade MFH-grupperna där Rely X Ultimate visade högst värde i skjuvkraftstestet.

Slutsats

Utifrån studiens resultat och med avseende för eventuella begränsningar kan man dra följande slutsatser:

• Oavsett vilken polymer och vilken förbehandling av cementeringsytorna, ger Rely X Ultimate den högsta bindningsstyrkan.

• Telio CAD utan någon förbehandling mer än SR Connect ger inte någon tillräcklig bindning och därmed bör en råyta skapas på Telio CADs och MFHs cementeringsytor för att uppnå en högre bindningsstyrka mellan adhesiva cementsystem och titanbas.

4

Abstract

The purpose

The purpose of the study is to evaluate the binding strength between different cement systems and titanium used in implants, more specifically the surface of titanium base and various polymer-based materials for prosthetic restorations.

Material / Method

A total of 104 cylindrical titanium bases were produced which were divided into eight groups with 13 specimens in each group. 52 pieces of MFH cylinders, by 3D printing and 52 by Telio CAD cylinders were milled. The adhesive cements used were G-Cem LinkAce, Multilink Hybdrid Abutment, Rely X Ultimate and Panavia V5.

The titanium bases were sand blasted with 50 µm Al2O3 and treated according to the

manufacturer's recommendations for each cement. Telio CAD and MFH were pretreated according to the manufacturer's instructions. Each group was in distilled water for one day before being thermocycled on 5000 cycles for three days and 12 hours. A shearforce tests were performed at a loading speed of 0.5 mm / min.

Data was processed with one-way Anova and Tukey's test. Results

A statistically significant difference in comparison with other groups on the bonding strength could be demonstrated for the groups Telio cemented with Panavia V5 (T-V5-Te) and Telio cemented with G-CEM LinkAce (T-GC-Te), which had binding strength of 0.06 and 0, respectively. , 08 MPa (P <0.05). Within the Telio CAD groups, Rely X Ultimate showed the highest binding strength and similar results showed the MFH groups where Rely X Ultimate showed the highest value in the shear force test.

Conclusion

Based on the results of the study and with regard to possible limitations, one could draw the following conclusions:

• Whatever polymer and pretreatment of the cementing surfaces, Rely X Ultimate gives the highest bonding strength.

• Telio CAD without any pretreatment more than SR Connect does not provide a sufficiently high bonding strength

• One should create a rough surface on Telio CAD and MFH's cementing surfaces to achieve a higher bond strength between adhesive cement system and the titanium base.

6

Innehållsförteckning

Material och metod...10

Förbehandling...10 Cementering...11 Termocykling...13 Skjuvkraftstest...13 Frakturanalysf………...13 Resultat...14 Diskussion...15 Slutsats...18 Referenser ...20 Appendix Materiallista………..………23

8

Inledning

Under1980-talet fick titan sitt genombrott inom odontologin och medicin (1). Egenskaperna som biokompabilitet, korrosionsresistens och lätthanterlighet är några av anledningarna till att titan används så frekvent inom vården idag. Metallen bildar ett skyddande oxidskikt på ytan av titanet på 10-9 _{sekunder när titanet får kontakt med syret i luften vilket leder till att titanet} inte bildar någon kemisk reaktion med andra ämnen (2).

De mekaniska och fysikaliska egenskaperna för kommersiellt rent titan påverkas av hur mycket syre respektive järn titanet innehåller. Det kommersiella titanet är indelat i fyra olika grader där varje grad har individuellt syre och järninnehåll. Syreintervallen för de olika graderna ligger mellan 0,18 – 0,40 vikt-% och järnintervallen mellan 0,20 – 0,50 vikt-% (1),(3). Titanet har två olika faser, alfa- () fas och beta- () fas, där a-fasen är när titanet är i rumstemperatur och har en hexagonal kristallstruktur. b-fasen uppstår när titanet värms upp till 883° C och det bildas en rymdscentrerad kubisk fas då det har skett en allotropisk fastransformation. b-titanet värmebehandlas och ett legeringselement tillsätts för att stabilisera det (2),(3).

Titanlegeringarna kategoriseras som a-legering, a+b-legering och b-legering som står för olika egenskaper. a-legeringarna är svåra att forma och bearbeta i rumstemperatur på grund av deras goda mekaniska hållfasthet samt hög seghet. b-legeringen har däremot en högre mekanisk hållfasthet och har dessutom goda formbarhetsegenskaper. En kombination av de båda faserna är oftast att föredra då legeringen kan ha egenskaper som en hög mekanisk hållfasthet, seghet och som kan bearbetas under rumstemperatur(3).

Idag har användningsområdena för titanet ökat, bland annat inom odontologin där titan och titanlegeringar används främst för implantat(1),(4),(5). Efter professor Per Ingvar Brånemark upptäckt och hans första tandimplantatoperation 1965(6) har implantat av titan varit en av de mest vanliga tandersättningarna då själva käkbenet växer runt titanskruven och fäster sig i skruvens små håligheter. Fördelen med implantat är att fixturen ersätter även roten av en tand vilket innebär att belastningen på käkbenet blir efterliknade belastningen av en vanlig tand vilket i sin tur kommer att minska risken för benförlust(7),(8). På fixturen placeras en fast konstruktionsdistans som antingen skruvas fast eller cementeras fast.På senare tid används hybridbasar som är en kombination av distanser och för Cad:ade preparationer eller kronor. Keramer, metaller och metallkeramik har länge använts till implantatstödda konstruktioner och idag används även kompositer som PMMA(9). PMMA är en av de kompositer som ofta förekommer inom tandvården idag.

Polymetylakrylat (PMMA) är ett material som används bland annat för proteständer till avtagbarprotetik och fastprotetik(10) . PMMA har en god hållfasthet är lätthanterligt, lätt, stabil och relativt billig. Materialet kan beställas i en grundfärg utifrån färgskalor och patientens befintliga bett, tänder och slemhinnor, vilket kan leda till förbättrade estetiska resultat(11).

9

PMMA består av långa organiska molekylkedjor som bildar polymeren. En akrylmassa fås fram genom att blanda polymerpulvrer med monomervätska som i sin tur ska polymeriseras. För att det ska ske en polymerisation av PMMA måste massan aktiveras och aktiveringen är olika beroende på vilken typ av PMMA som används. UV-ljus krävs för att aktivera

ljushärdande PMMA, värme för varmpolymeriserat och kemisk aktivering för kallpolymeriserad(12)(13).

Den traditionella framställningen av temporära ersättningar i PMMA kan orsaka

kontaktallergier hos de som rhandskas med materialet. CAD/CAM och 3D-printning har till en viss grad eliminerat dessa faktorer eftersom det blir mindre kontakt med materialet för de som dagligen handskas med materialet(12). Materialen för CAD/CAM-framställninganländer oftast till labben färdiga vilket innebär att polymererna i de flest fall polymeriserats färdigt. CAD/CAM har bidragit till att effektiviteten av framställningen för temporära konstruktioner i PMMA har ökat och studier har visat att PMMA avsedd för CAD/CAM-framställning ger högre hållfasthet(14),(15),(16),(17),(18),(19),(20).

PMMA är mest lämplig för temporära ersättningar vid fast protetik eftersom det inte är tillräckligt hållfast för att användas för permanent bruk. Dock tillåter polymerens höga duktilitet ersättningen att tåla ett visst tryck genom att absorbera kraften som läggs på den. Detta i sin tur minskar belastningen på själva underkonstruktionen vilket är en fördel för implantat(21). Både Telio CAD och MFH är polymerer mer specifikt PMMA. Bindningen mellan metall och PMMA är svag, därför är cementeringen mellan de två ämnena avgörande för en så bra och hållfast bindning som möjligt(22). Det finns ett stort antal cement som är rekommenderade för titan och PMMA, problemet är att veta vilket som ger den bästa

bindningen och hållfastheten. Den mekaniska retentionen har en stor betydelse för bindningen mellan PMMA och titan, men för att den adhesiva cementeringen ska hålla måste det finnas en god kemisk bindning. En bra kemisk bindning kan bland annat förhindra mikroläckage som i sin tur kan leda till en fraktur i gränsskiktet mellan titan-cement-PMMA(23)(24). Cementering kan ske på två olika sätt konventionell teknik eller adhesiv teknik. Den

konventionella innebär att det finns en mekanisk retention via en god retentionscylinder och en råyta som skapar mikromekanisk retention. Den adhesiva tekniken innebär att det sker en kemisk retention och en mikromekanisk retention. Det fyra olika cementen som fanvänds inom tandvården idag är zinkfosfatcement, glasjomercement, resinbaserade

glasjonomercement och resin/kompositcement. Kompositcementen används för adhesiv teknik och är rekommenderade för olika typer av metallkonstruktioner och ersättningar i komposit.(25)

För metall kan resin/kompositcementen förbättra prognosen vid retentionsproblem men kräver någon typ av förbehandling av metallytan för en stabil och hållbar bindning. För kompositer ligger den svaga länken mellan bindningen mellan resincementet och kompositytan. Även här krävs en förbehandling av cementeringsytorna.

10

Syfte

Syftet med studien är att utvärdera bindningsstyrkan mellan olika adhesivacementsystem och titan som används inom implantat, mer specifikt ytan på titanbas och olika polymerbaserade material för protetiska konstruktioner

Frågeställning

Vilket cementsystem ger högst bindningsstyrka mellan en titanyta som motsvarar ytan på en titanbas och ett polymerbaserat ersättningsmaterial?

Hypotes

Studiens nollhypotes är att alla cementsystem kommer att ha samma bindningsstyrka mellan titanytorna och det polymeriserade materialet.

11

Material och metod

Enligt poweranalys med 90% styrka, signifikansnivå α=0,05 och signifikant skillnad mellan grupperna 10 N, fastställdes det att 13 provkroppar behövdes per grupp. Varje provkropp var cylinderformad och bestod av en titandel och en polymerbaserad del. Titancylindern(ss) (titanbas) tillverkades med måtten 10 mm i diameter och 10 mm i höjd och den polymerbaserade delen med måtten 5 mm i diameter och 10 mm i höjd. Designen på cylindrarna skapades i Meshmixer och filerna konverterades till stl-filer som skickades till KaVo CAD/CAM(a), (aa) _{för att fräsas och NextDent 5100 3D Printer}(b) _{för att 3D-printas. 26} cylindrar av materialet Telio CAD(j) _{frästes ut, respektive 26 cylindrar av materialet MFH}(q) 3D-printades och totalt frästes 104 titanbasar(ss)_.

Varje cylinder av Telio CAD respektive MFH, delades med en diamantkaptrissa, mättes med skjuvmått för att få måtten 5 mm i diameter och 3 mm i höjd, följt av att de ångblästrades i fem sekunder med fem centimeters avstånd, enligt fabrikantens anvisningar. Materialen grupperades enligt de fyra olika cementsystemen som användes (se tabell 1).

Tabell 1. Material som används i studien och grupper.

Grön= polymer, röd= cement

Material MFH Telio CAD Multilink Hybdrid

Abutment(f) _{T-Mu-M T-Mu-Te} Panavia V5(c) _{T-V5-M T-V5-Te} Rely X Ultimate(d) _{T-3-M T-3-Te} CEM-LinkAce(e) _{T-GC-M T-GC-Te} Förbehandling

Cementeringsytan på titanbasen sandblästrades med 50µm AlO2(g)med 2 bars tryck. Avståndet mellan munstycket på sandblästern och titanytan var 10 mm och varje yta blästrades i fem sekunder med munstycket riktat rakt på den ytan som blästrades. Därefter ångblästrades(h) _{varje yta i fem sekunder med 50 mm avstånd. Varje titanbas cementerades} med en cylinder av polymerbaserade materialen, direkt efter ångblästringen för att förhindra kontaminering.

12 5 mm 3mm 10mm 10mm

Figur 1. Utformningen av provkropp bestående av titan-polymer Æ10mmx10mm cylinder i titan och

Æ3mm x5mm (efter delning) cylinder i polymer.

Cementering

Cementering av T-Mu-Te

Monobond Plus(i) _{applicerades på cementeringsytan på titanet och fick verka i 60 sekunder.} Efter reaktionstiden sköljdes överskottet bort och ytan luftblästrades. Cylindern hanterades aktsamt för att undvika kontaminering. Telio CAD A16(j) _{cylindern ångblästrades och} lufttorkades med luftblästern. Cementeringsytan täcktes med SR Connect(k) _{med hjälp av en} engångsborste. Efter 30 sekunders verkningstid återstod 40 sekunders ljushärdning med Ivoclar Bluephase Style 5V(l)_.

Med Mulitlink Hybrid Abutment(f) _{sprutan applicerades ett tunt lager cement på Telio CAD}(j) ytan. De två cylindrarna titanbas och Telio cementerades fast under ett konstant tryck med 15 Newton(N), för att standardisera cementeringstrycket i processen samtidigt som det

kontrollerades att cementöverskott fanns på alla sidor. Överskottet avlägsnades med en engångsborste och varje sida ljushärdades i 20 sekunder. Provkroppen avlägsnades från belastningen och ljushärdades i ytterligare 60 sekunder med Bluephase Style 5V(l) _{för att} sedan få självhärda i ytterligare sju minuter.

Cementering av T-V5-Te

K-ETCHANT(m) _{applicerades på de ytor som skulle cementeras och fick verka i 5 sekunder} följt av att ytans sköljdes rent med vatten och luftblästrades. Därefter borstades CLERAFIL CERAMIC PRIMER PLUS(n) _{på titanet och Telio CAD med en engångsborste och ytorna} lufttorkades med en luftbläster. Med mixingtippen kunde PANAVIA V5 PASTE(o) _appliceras på Telio CAD:s cementeringsyta. Ytorna cementerades ihop under jämt tryck med 15 N för att se till att det fanns ett överskott på alla sidorna. Överskottet avlägsnades och alla ytor ljushärdades i 20 sekunder vardera. Provkroppen avlägsnades och ljushärdades med

Bluephase Style(l) _{rakt ovanifrån i ytterligare 60 sekunder för att slutligen låta provkroppen} självhärda i tre minuter.

Cementering av T-3-Te

Ytorna tvättades med etanol och självtorkde. 3M ESPE Scotchbond Univeral Adhesiv Primer(p) _{applicerades på titanet och verkade i 20 sekunder. 3M RelyX Ulitmate Paste}(q) applicerades på Telio och ytorna cementerades ihop under jämt tryck med 15 N med ett överskott på alla sidorna. Överskottet avlägsnades och alla ytor ljushärdades med Bluephase

13

Style i 20 sekunder vardera. Provkroppen avlägsnades och ljushärdades med Bluephase Style rakt ovanpå i 60 sekunder. Därefter självhärdade provkroppen i sex minuter.

Cementering T-GC-Te

Ytorna på titanbasen och Telio cementerades ihop med G-CEM Linkace(r) _{under jämt tryck} med 15 N med ett överskott på alla sidorna. Överskottet avlägsnades och alla ytor

ljushärdades med Bluephase Style(l) _{i 20 sekunder på varje sida. Provkroppen avlägsnades och} ljushärdades rakt ovanifrån i 60 sekunder och fick självhärda i ytterligare fyra minuter.

Cementering av T-Mu-M

Monobond Plus (Ivoclar)(i) _{applicerades på cementeringsytan på titanet och fick verka i 60} sekunder. Efter reaktionstiden sköljdes överskottet bort och ytan luftblästrades. Cylindern hanterades aktsamt för att undvika kontaminering.

Cementeringsytan på MFH(s) _{ångblästrades i fem sekunder med 50 mm avstånd. Multilink} Hybrid Abutment(f) _{applicerades på MFH som i sin tur applicerades på titanbasen.}

Provkroppen lades under tryck (15N), cementöverskott avlägsnades med en engångsborste och provkroppen ljushärdades med Bluephase Style i 20(l) _{sekunder på varje sida.}

Provkroppen avlägsnades från trycket och fick ljushärdades i ytterligare 60 sekunder. Slutligen fick provkroppen självhärda i sju minuter.

Cementering av T-V5-M

K-ETCHANT(m) _{applicerades på de ytor som skulle cementeras, fick verka i 5 sekunder,} sköljdes rent med vatten och luftblästrades. Därefter borstades CLERAFIL CERAMIC PRIMER PLUS(n) _{på titanet och MFH med en engångsborste och lufttorkade ytan med en} luftbläster. Med mixingtippen kunde PANAVIA V5 PASTE(o) _{appliceras på MFHs}

cementeringsyta. Ytorna cementerades ihop under jämt tryck (15N) med ett överskott på alla sidorna. Överskottet avlägsnades och alla ytor ljushärdades i 20 sekunder vardera.

Provkroppen avlägsnades och ljushärdades med Bluephase Style(l) _{rakt ovanifrån i ytterligare} 60 sekunder och fick självhärda i tre minuter.

Cementering av T-3-M

Ytorna tvättades med etanol och lät torka. 3M ESPE Scotchbond Univeral Adhesiv Primer(p) applicerades på titanet och verkade i 20 sekunder. 3M RelyX Ulitmate Paste(q) _{applicerades på} MFH. Ytorna cemnterades ihop under jämt tryck (15N) med ett överskott på alla sidorna. Överskottet avlägsnades och alla ytor ljushärdades med Bluephase Style(l) _{i 20 sekunder} vardera. Provkroppen avlägsnades och ljushärdades med Bluephase Style rakt ovanifrån i ytterligare 60 sekunder följt av självhärdnig i sex minuter.

Cementering av T-GC-M

Ytorna (titanbas och MFH-cylinder) cementerades ihop under jämt tryck (15N) med ett överskott på alla sidorna. Överskottet avlägsnades och alla ytor ljushärdades med Bluephase Style i 20 sekunder varje sida. Provkroppen avlägsnades och ljushärdades rakt ovanifrån i 60 sekunder och fick självhärda i ytterligare 4 minuter.

Termocykling

Efter cementering lades varje provkropp i destillerat vatten och behållaren med vatten och provkropparna placerades i ett reglerbart värmeskåp(t) _{som höll 35°C i 24 timmar innan} provkropparna termocyklades(u)_.

14

Grupperna termocyklades med 5000 cykler. En cykel varade totalt i 60 sekunder, 20 sekunder i respektive två bad som höll temperaturerna 5°C respektive 55°C (se figur 2) och med 10 sekunders transporttid mellan baden.

Figur 2. Termocyklingsbad. Skjuvkraftstest

Skjuvkraftstestet för att utvärdera bindningsstyrkan utfärdades med en universalmaskin(v) _med belastningshastighet 0,5 mm/min. Belastningen placerades på själva cementeringsskarven mellan cylindern av polymerbaserat material och titanet. Belastningen vid brott mättes i Newton (N) och räknades om till megapascla (MPa) med formeln;

M Pa = N / r2 _{× p} Statistisk analys

Resultaten analyserades med one-way AVOVA och Tukey’s test med signifikansskillnad, a = 0,05.

Frakturanalys

Varje typ av fraktur kategoriserades i adhesiva eller blandade frakturer. För blandfrakturer krävdes det att det både fanns kohesiva och adhesiva frakturer, för adhesiva skulle brottet visa >95% adhesiva frakturer på antingen den polymerbaserade ytan eller titanet. Bedömningarna utfördes i mikroskop(w)_{och visuellt. Varje provkropp fotograferades i mikroskop i LAS} V4.1(ww) _{(se figur 3).}

15

Resultat

En del provkroppar lossnade innan skjuvkaftstestet kunde utföras, det vill säga en

spontanfraktur i behållaren med vatten innan termocyklingen eller under termocyklingen. I grupp CG-Te hade 12 provkroppar lossnat efter termocyklingen. Det samma för grupp T-V5-Te och tre provkroppar i grupp T-Mu-Te, och två provkroppar i grupp T-V5-M.

Resultaten visade att det fanns en signifikant skillnad på grupperna T-V5-Te och T-GC-Te jämfört med de övriga grupperna (p<0,05).Grupperna T-3-Te och T-3-M de högsta värdena. Grupp T-GC-Te och T-V5-Te hade lägsta värdena.

Tabell 2. Resultaten från skjuvtesten beräknad i MPa

Grupper Antal

(Totalt

antal

inför test)

Medelvärde Standardav. Högsta

Lägsta

T-Mu-Te

_{10 (13)}

₇

_30,65

_15,36

₀

_{1 (13)}

_0,06

_0,05

_0,8

₀

_{13 (13)}

₂₀

_23,67

_28,8

_14,72

_{1 (13)}

_0,08

_0,09

_1,07

₀

_{13 (13)}

₂₄

_108,8

_35,68

_3,04

_{10 (13)}

₁₁

_106,6

_30,24

₀

_{13 (13)}

₃₃

_20,53

_42,1

_22,9

_{13 (13)}

₃₂

_47,37

_42,88

_12,44

Fördelningen mellan adhesiv och blandade frakturer var spridd bland de olika grupperna. För alla Telio-provkroppar var det rena adhesiva brott där cementet var kvar på titanet och inga cementrester på Telio (figur 4). Antalet frakturer per grupp redovisas i tabellen nedan (se tabell 3).

Tabell 3. Fördelningen av frakturer per grupp. Grupper Typ av brott

Adhesiva Typ av brott Blandade T-Mu-Te 13 0 T-V5-Te 13 0 T-3-Te 13 0 T-GC-Te 13 0 T-Mu-M 6 7 T-3-M 6 7 T-GC-M 3 10 T-V5-M 13 0

16

Figur 4. Adhesiv fraktur för grupp T-Mu-Te. Cementet är kvar på titanet men har lossnat helt från

Telio CAD.

Fördelningen av frakturtyper bland provkroppar innehållande MFH var betydligt mer spridd. Grupp T-Mu-M hade sex adhesiva frakturer där resultatet varierade mellan cementrester på titanet eller cementrester på MFH. Sju provkroppar hade blandfrakturer där resultatet visade rester av MFH på titanet vilket innebär att det har skett en kohesiv fraktur i polymeren. Dock fanns det cementrester på både titanet och MFH (figur5).

T-GC-M hade tre provkroppar med adhesiva brott, 10 med blandade brott. T-3-M hade sex adhesiva brott och 7 blandade brott. T-V5-M hade totalt 13 adhesiva brott.

17

Diskussion

Materialen som användes i studien var utvalda utifrån deras förmåga att binda sig till cement som främst skulle kunna användas för att cementera mot titan. Kraven på cementen var att de skulle ha en god bindning till metall, specifikt titan och även olika polymerbaserade material, så som kompositer för permanenta implantatstödda tandersättningar. Adhesiva cementsystem som inte var anpassade till cementering mellan kompositer och metaller sållades bort, vilket underlättade begräsningen av material som skulle passa in i studien.

Materialen som valdes att användas blev därför titanbasar(ss)_{, två PMMA, Telio CAD}(j) _och Microfilledhybrid(s)_{. Cementsystemen som användes i studien var Panavia V5}(c)_{, Rely X} Ultimate(d)_{, Multilink Hybrid Abutment}(f) _{och G-Cem Linkace}(e)_{. Temporära cement uteslöts} ur studien då bindningen skulle vara så starka som möjligt och motsvara permanent

cementering och därmed var temporära cement inte relevanta. Bruksanvisningarna för varje cement lästes noga igenom och alla förbehandlingar som krävdes noterades inför varje

cementering av respektive material. Fokus låg på att ta reda på vilka adhesiv och primers som behövdes och hur de skulle tillämpas under själva cementeringen.

Fabrikanterna för respektive material kunde ibland rekommendera olika typer av förbehandling. Till exempel avrådde fabrikanten för Telio CAD sandblästring av Telio CAD(9) medan fabrikanterna för de olika cementen rekommenderade en sandblästrad yta för polymerbaserade material så som kompositer för bästa bindning. Beslutet blev därför att sandblästra titanets yta och endast ytbehandla Telio CAD med SR Connect som

rekommenderades av fabrikanten för ploymerbaserade materialet. Eftersom MFH är ett relativt nytt material var det svårt att få tillgång till fabrikantens rekommendationer och förbehandling av dess yta och därmed utfördes det enligt cementfabrikanternas

rekommendationer som involverade sanblästring av samtliga provkroppar av MFH. Både cylindrarna bestående av MFH och Telio CAD var från början Æ 5mm och i höjd 10 mm. Varje cylinder fick kapas med en kaptrissa och sedan slipas ner till 3mm i höjd.

Problemet med denna metod var att få en så plan yta som möjligt eftersom det var svårt att få ett fast grepp om cylindern. Den ytan som hade kapats fick således inte samma yta som skulle cementeras, men bedömdes som att det inte hade någon påverkan på resultaten då den ytan som cementerades mot titanbasen motsvarar den yta man har efter framställning genom fräsning eller printning. Höjden av cylindern hade betydelse utifrån skjuvkraftstestet, en för hög cylinder kan resultera i att skjuvkraften blir en dragkraft och därmed utvärderas

cylinderns hållfasthet och inte gränsskikt mellan titan-cement-polymerbaserat material. Att ytan och höjden är jämn har också betydelse för att få ett jämnt tryck vid cementeringen och därmed ett jämntjockt cementskikt(26). En annan felkälla som kan förekomma och som inte utvärderades under själva cementeringen var att det inte blev ett jämnt tryck på provkroppen, troligtvis på grund av ojämn yta på polymeren. Detta kan i sin tur leda till en liten skillnad i tjockleken i cementspalten vilket kan innebära att bindningen kan var starkare på vissa delar än andra och som i sin tur kan påverka resultatet.

Varje grupp cementerades för sig med en provkropp i taget. För att undvika så mycket kontaminering som möjligt fick titanet sandblästras och ångblästrars enskilt och därefter hanteras varsamt så att inte cementeringsytan påverkades. Likaså gällde cementeringsytan på cylindrarna av PMMA som ångblästrades enligt fabrikantens anvisningar innan cementering. Cementeringen utfördes enligt fabrikanternas rekommendationer men för att undvika fler felkällor och för att standardisera testerna så fick alla provkroppar ljushärdas på samma sätt

18

förutom vid självhärdningen som även den utfördes enligt rekommendering av respektive cementfabrikant.

Efter cementeringen av alla provkroppar skulle de förvaras i vatten och i värmeskåp i 35°C i ett dygn innan termocykling. En del provkroppar hade fallerat då cylindern lossnat från titanbasen under de första 24 timmarna. En del lossnade under termocyklingen och samlades upp för att sedan kunna undersökas i mikroskop. Termocykling är ett sätt att stimulera de påfrestningar och åldrande som materialet utsätts för i munhålan. Utmattning av framförallt gränsskikt, som till exempel vid cementering lämpar sig för denna testmetod.(27)

För att kunna avgöra vilka typ av frakturer och var det hade fakturerat krävdes en visuell undersökning och i mikroskop. Resultaten tyder på att det fanns en stor spridning mellan Telio- och MFH-grupperna men inom grupperna var spridningen inte lika stor. Utifrån skjuvkraftstestet och mikroskopsundesökningen kunde man konstatera att bindningen mellan Telio CAD och titan, var starkast mellan titan-cement eftersom det inte fanns några rester på själva cementeringsytan på polymeren. Bindningen mellan G-Cem LinkAce -Telio och Panavia V5- Telio visade sig vara minst hållfast eftersom majoriteten föll av innan eller under termocyklingen. Resultatet för grupp Rely X Ultimate-Telio och Multilink Hybrid Abutment-Telio var bättre även om ett fåtal från grupp Mulitlink Hybrid Abutment -Abutment-Telio hade lossnat under termocyklingen. Det som kan avgöra skillnaden mellan resultaten är troligtvis

ämnesinnehållet för varje cement och hur de har förbehandlats. Fabrikanten för Telio CAD rekommenderade applicering av SR Connect(k) _{på cementeringsytan på Telio CAD inför} cementering med Multilink Hybrid Abutment, grupp T-Mu-Te. Eftersom SR Connect, som är en primer för Telio, inte applicerades på resterande cementsystem kan det vara en felkälla även om det inte framkoms av fabrikantens rekommendationer att det krävdes för respektive cementsystem. Dessutom nämndes SR Connect endast när man skulle cementera med Multilink Hybrid abutment (Mu). Dock så hade provkroppar i gruppen T-Mu-Te släppt i bindningen innan skjuvkraftstestet vilket indikerar på att SR Connect inte har en större

betydelse för hur hållfast bindningen är på en icke sandblästrad yta. För att kunna avgöra detta antagande, hade en vidare studie krävts.

Gruppen med högst bindningsstyrka bland Telio-grupperna var den som cementerats med 3M Rely X Ultimate. Alla ytor tvättades med etanol, lufttorkades och sedan applicerades 3M ESPE Scotchbond Univeral på titanytan. Även för detta cement rekommenderades en sandblästrad polymeryta. Resultaten för grupperna Panavia V5- Telio och G-Cem LinkAce-Telio är inte så pass höga att man kan förlita sig på en adhesiv bindning mellan titan-cement-polymer om det enbart ska förlita sig på kemisk retention. Bindningen mot komposit med Panavia V5 bör ligga på 25+5 (28).Det optimala hade varit att ha en mikro- och makro mekanisk retention genom en råyta, som kan uppnås via sandblästring och makromekanisk retentionen genom geometrin på konstruktionen. I denna studie var syftet att utvärdera den kemiska retentionen och därmed valdes det att ha helt plana ytor på båda cementeringsytorna på titanet och polymeren. För en CAD:ad hybridbas där själva distansen består av titan och kronan i polymer så är ytorna frästa så som ytorna på provkropparna.

Resultaten för MFH-grupperna skilde sig från Telio-grupperna då värdena var högre och då endast två MFH-cylindrar lossnade under termocyklingen. Alla provkroppar har behandlats som Telios provkroppar under förbehandlingen, cementeringen, termocyklingen och

skjuvkraftstestet. Medelvärdena har inte lika stor spridning mellan de olika grupperna (inom MFH-grupperna) även om Rely X Ultimate-MFH och G-Cem LinkAce-MFH har högre medelvärde än resterande. MFH-grupperna hade dessutom en stor variation av frakturer. I

19

Telio-grupperna hade alla Telio-cylindrar lossnat från cementet vilket innebär att den instabila bindningen är mellan dem olika cementen och Telio. Däremot visade MFH ha en mer hållfast och stark bindning till cementeringen eftersom frakturerna var en blandning mellan kohesiva och adhesiva frakturer. De adhesiva frakturerna i de blandade frakturtyperna varierade mellan att cement var kvar på titanet respektive MFH eller att det fanns rester på både titanet och MFH. Blandfrakturerna var endast i MFH vilket kunde tydas visuellt då det fortfarande fanns rester kvar på titanbasen vilket indikerar att bindningen är så pass hållfast att det finns en risk att själva konstruktionen går i sönder i samband med brott. Detta kan både vara en fördel och en nackdel då man med säkerhet vet att cementeringen kommer att hålla men också om brott hade skett så hade konstruktionen troligtvis behövts göras om eftersom ersättningen går i sönder.

Studiens resultat påverkas av många olika faktorer. När det kommer till framställningen av provkropparna, är det mest optimala, om det är ekonomiskt möjligt, att direkt framställa i rätt mått. Som tidigare nämnt så kan ojämn belastning av provkropparna leda till en ojämn cementspalt som har en inverkan på resultatet. Dessutom är det tidsbesparande eftersom själva delningsprocessen var tidskrävande. Detta kan ge inspiration för kommande studier om man vill granska cementspaltens roll och dess påverkan på bindningsstyrkan. Själva

sandblästringen i sig kan ha en påverkan för den mekaniska retentionen ifall avståndet inte är detsamma och tiden för hur länge man sandblästrar. I tidigare studier har man fastställt att sandblästring i kombination med olika primers för metall ger ett högre MPa-värde för bindningen mellan titan och PMMA(29).

Fler felkällor kan vara kontaminering via dammpartiklar i luften, även om vid undersökning i mikroskop hittades inget som skulle indikera på att en organisk inklusion var närvarande som kan ha lett till fraktur. Den största faktorn som studien indirekt bevisar är att den mekaniska retentionen har en stor betydelse för hållfastheten.

Vattnet från både vattenbadet och termocyklingen kan ha påverkat resultatet då polymerers förmåga att absorbera vatten kan påverka dess egenskaper och hur bra det binder till cementet(30). Den stora temperaturskillnaden mellan de två baden kan ha orsakat

mikrosprickor i materialet. Anledningen till detta är på grund av att materialen expanderar och kontraherar. Troligtvis så har materialen olika expansionskoefficient och

kontraktionskoefficient vilket kan leda till spänningar i materialet.

Utifrån studiens resultat kan nollhypotesen förkastas då det är en stor spridning mellan värdena för bindningsstyrkan mellan titan-adhesivacement-polymerbaserade material. Slutsats

Utifrån studiens resultat och med avseende för eventuella begränsningar kan man dra följande slutsatser:

• Oavsett vilken polymer och vilken förbehandling av cementeringsytorna, ger Rely X Ultimate den högsta bindningsstyrkan.

• Telio CAD utan någon förbehandling mer än SR Connect ger inte någon tillräcklig bindning och därmed bör en råyta skapas på Telio CADs och MFHs cementeringsytor för att uppnå en högre bindningsstyrka mellan adhesiva cementsystem och titanbas.

21

Referenslista

1. Titan för odontologiska applikationer-Biologiska aspekter [Internet].

2. titan - Uppslagsverk - NE.se [Internet]. [cited 2019 Feb 21]. Available from: https://www-ne-se.proxy.mau.se/uppslagsverk/encyklopedi/lång/titan

3. Robert G C. Restorative dental materials 10th edition. In: 10th ed. St Louise: Elsevier/Mosby; 1996: 415–7.

4. Dr. Romesh Soni, Dr. Naresh Sharma DAB. TITANIUM CORROSION AND ITS ALLERGY IN DENTISTRY-A SYSTEMATIC REVIEW. J Sci Res Banaras Hindu Univ Varanasi 2016; 60: 73–8.

5. Frisken K, Dandie G, Lugowski S, Jordan G. A Study of Titanium Release into Body Organs Following the Insertion of Single Threaded Screw Implants into the Mandibles of Sheep. Aust Dent J 2002; 47: 214–7.

6. Roxå Bartonek E. Konstgjorda tänder och nya material – Vetenskap och Hälsa [Internet]. Vetenskap och hälsa. 2016 [cited 2019 Feb 22]. Available from: http://www.vetenskaphalsa.se/konstgjorda-tander-och-nya-material/

7. Implantat - Tandläkare Henrik Furhammar [Internet]. [cited 2019 Feb 22]. Available from: http://www.ptj.se/tandlakare-henrik-furhammar/behandlingar/implantat/ 8. Tandimplantat | Alvikkstrands Tandläkarna [Internet]. [cited 2019 Feb 22]. Available

from: https://www.alviksstrandtandlakarna.se/behandlingar/tandimplantat/ 9. Ivoclar Vivadent.

10. Ekenbäck Jan • Övertandläkare • Avd för Oral Protetik • Huddinge.

Implantatkomplikationer, protetiska - Internetodontologi [Internet]. 4 maj . 2015 [cited 2019 Feb 22]. Available from:

https://www.internetodontologi.se/implantatkomplikationer-protetiska/

11. Peyton FA. History of resins in dentistry. Dent Clin North Am 1975; 19: 211–22. 12. Billsten M, Tudor ZE, Olsson L. Hållfasthet på lagat protesbasmaterial. Termoplast

och varmpolymeriserad PMMA lagat med olika material och tekniker [Internet]. 13. Stawarczyk B, Teuss S, Eichberger M, Roos M, Keul C. Retention Strength of

PMMA/UDMA-Based Crowns Bonded to Dentin: Impact of Different Coupling Agents for Pretreatment. Mater (Basel, Switzerland) 2015; 8: 7486–97.

14. Edelhoff D, Beuer F, Schweiger J, Brix O, Stimmelmayr M, Guth J-F. CAD/CAM-generated high-density polymer restorations for the pretreatment of complex cases: a case report. Quintessence Int 2012; 43: 457–67.

15. Alt V, Hannig M, Wöstmann B, Balkenhol M. Fracture strength of temporary fixed partial dentures: CAD/CAM versus directly fabricated restorations. Dent Mater 2011; 27: 339–47.

16. Güth JF, e Silva JSA, Beuer F F, Edelhoff D. Enhancing the predictability of complex rehabilitation with a removable CAD/CAM-fabricated long-term provisional

prosthesis: A clinical report. J Prosthet Dent 2012; 107: 1–6.

17. GÜTH J-F, ALMEIDA E SILVA JS, RAMBERGER M, BEUER F, EDELHOFF D. Treatment Concept with CAD/CAM-Fabricated High-Density Polymer Temporary Restorations. J Esthet Restor Dent 2012; 24: 310–8.

18. Başaran EG, Ayna E, Vallittu PK, Lassila LVJ. Load bearing capacity of fiber-reinforced and unfiber-reinforced composite resin CAD/CAM-fabricated fixed dental prostheses. J Prosthet Dent 2013; 109: 88–94.

19. Stawarczyk B, Ender A, Trottmann A, Özcan M, Fischer J, Hämmerle CHF. Load-bearing capacity of CAD/CAM milled polymeric three-unit fixed dental prostheses: Effect of aging regimens. Clin Oral Investig 2012; 16: 1669–77.

22

dental prostheses as a function of connector cross-sectional areas. Vol. 110, The Journal of prosthetic dentistry. 2013.

21. Rosentritt M, Raab P, Hahnel S, Stöckle M, Preis V. In-vitro performance of

CAD/CAM-fabricated implant-supported temporary crowns. Clin Oral Investig 2017; 21: 2581–7.

22. Shimizu K, Malmos K, Holm AH, Pedersen SU, Daasbjerg K, Hinge M. Improved adhesion between PMMA and stainless steel modified with PMMA brushes. ACS Appl Mater Interfaces 2014; 6: 21308–15.

23. Ohkubo C, Watanabe I, Hosoi T, Okabe T. Shear bond strengths of polymethyl methacrylate to cast titanium and cobalt-chromium frameworks using five metal primers. J Prosthet Dent 2000; 83: 50–7.

24. Kim S-S, Vang M-S, Yang H-S, Park S-W, Lim H-P. Effect of adhesive primers on bonding strength of heat cure denture base resin to cast titanium and cobalt-chromium alloy. J Adv Prosthodont 2009; 1: 41–6.

25. Permanent cementering av oralprotetiska rekonstruktioner [Internet].

26. Farid F, Rostami K, Habibzadeh S, Kharazifard M. Effect of cement type and thickness on push-out bond strength of fiber posts. J Dent Res Dent Clin Dent Prospects 2018; 12: 277–82.

27. Thermocycling | NIOM [Internet]. [cited 2019 May 26]. Available from: https://niom.no/thermocycling/

28. ONE SIMPLE &amp; ESTHETIC CEMENT FOR ALL YOUR NEEDS [Internet]. 29. Almilhatti HJ, Neppelenbroek KH, Vergani CE, Machado AL, Pavarina AC,

Giampaolo ET. Adhesive bonding of resin composite to various titanium surfaces using different metal conditioners and a surface modification system. J Appl Oral Sci 2013; 21: 590–6.

30. Ekstrand K, Ruyter IE, Oysaed H. Adhesion to titanium of methacrylate-based polymer materials. Dent Mater 1988; 4: 111–5.

24

Materiallista

Material och instrument som har använts i studien.

Apparat/Produkt Tillverkare och Land Lot/Serienummer a Mjukvara-KaVo-Everest

Engine Controll v8.2.9.7

Kavo dental gmbH, Tyskland

- aa Fräsmaskin KaVo Evest KaVo dental gmbH,

Tyskland -

b 3D-printer, 5100 Nextdent, Nederländerna - c Panavia V5 Paste Kuraray Noritake dental

Inc., Japan

Lot: LR0010 d Rely X Ultimate 3M Espe, Tyskland Lot: 4266223 e G-CEM LinkAce GC Corporation, Japan Lot: 1806262 f Multilink Hybrid Abutment HO 0 Ivoclar Vivadent- Liechtenstein Lot: X46615 g Cobra Precious Corundum Renfert GmbH Al2O3 50 μm

h Ångbläster Bego, Tyskland Triton sla

i Monobond Plus IvoclarVivadent, Liechtenstein

Lot:X49303 j Telio Cad A16 Ivoclar Vivadent,

Liechtenstein

Lot: VP1553 k SR Connect Ivoclar Vivadent,

Liechtenstein Lot:WL4001

l Blue Phase Style Ivoclar Vivandent,

Liechtenstien S/N:1100019329 m K-Etchant Syringe Kuraray Noritake, Japan Lot: 2Q0056 n Clearfil Ceramic Primer

Plus Kuraray Noritake, Japan Lot: 1W0023

o Panavia V5 Paste Kuraray Noritake, Japan Lot: 1R0010 p ESPE Sotchbond

Universal Adhesive 3M ESPE, Tyskland Lot: 90206C q Micro Filled Hybrid Nextdent, Nederländerna -

r Värmeskåp Memmert, Tyskland -

s Termocykel- the- 1100- SD

Mechatronik. Tyskland Lot: 1586040 t Skjuvkraft, universal

testmaskin Instron Corporation, USA S/N:4465H2276

u Mikroskop Wild, Schweiz M7A

v Digital Mikroskop LAS V.4.1 -

25

Malmö Universitet

Odontologiska fakulteten