Glasionomerzementevon Dr. Roland Frankenberger und Dr. Norbert Kr�mer, Erlangen

Inhalt1 Einleitung2 Konventionelle Glasionomerzemente (GIZ)3 Metallverst�rkte Glasionomerzemente MGIZ)4 Kunststoffmodifizierte Glasionomerzemente (KGIZ)5 Hochvisk�se Glasionomerzemente (HGIZ)6 Anwendung in bleibender Dentition7 Anwendung im Milchgebiss8 Diskussion und Zusammenfassung9 Literatur

Quelle:Der Beitrag erschien in: Wolfgang-M. Boer (Hrsg.): Metallfreie Restaurationen, Band 1, Teil 4, Spitta Verlag,Balingen 1999

1 Einleitung

Seit mehr als zwei Jahrzehnten werden Glasionomerzemente (GIZ) kli-nisch eingesetzt. Verglichen mit der viel versprechenden Ausgangsposi-tion am Ende der 70er Jahre ist diese Materialgruppe durch die rasanteWeiterentwicklung auf dem Sektor der metallfreien Restaurationen weit-gehend in den Hintergrund ger�ckt. Die anf�nglich (zu) hohen Erwartun-gen an eine damals innovative F�llungstechnologie konnten retrospektivnicht erf�llt werden [5, 12, 17, 33, 43]. Trotzdem verarbeitet praktisch je-der Zahnarzt heute routinem�§ig unterschiedliche Arten von GIZ in dert�glichen F�llungstherapie. Die Absatzzahlen der GIZ, welche in den letz-ten Jahren konstant waren, spiegeln diesen Trend wider [42].

GIZ sind kein AmalgamersatzNachdem immer weniger Amalgam in Deutschland eingesetzt wurde, bo-ten sich die GIZ aufgrund ihrer einfachen Verarbeitung als willkommeneAlternative [5, 6, 16, 37] an. Obwohl heute GIZ als Amalgamersatz wis-senschaftlich nicht haltbar sind [5, 38, 40, 55, 57, 59, 63], bieten sich imZeitalter der Komposite und Kompomere immer noch sinnvolle Indikatio-nen f�r GIZ [58].

AnwendungsgebieteGIZ sind aufgrund ihrer unbefriedigenden �sthetik durch die Einf�hrungder Kompomere seit 1994 weitgehend aus der Indikation f�r Black-V-Re-staurationen verdr�ngt worden. Trotzdem kann beispielsweise im karies-aktiven Gebiss erfolgreich auf sie zur�ckgegriffen werden [21, 27, 40]. Ebenso haben GIZ in der F�llungstherapie des Milchgebisses einen an-gestammten Platz, hierbei haben sich in der Handhabung vor allem hoch-visk�se GIZ bew�hrt [12, 28, 34, 47]. Durch die Einf�hrung der kunst-stoffmodifizierten GIZ konnte der Aush�rtungsmodus besser gesteuertwerden [2, 3, 29, 48, 67].

Das Haupteinsatzgebiet der GIZ stellt heute die semipermanente Versor-gung in beiden Dentitionen dar, f�r die L�nder der Dritten Welt jedochbleiben die GIZ das F�llungsmaterial der Wahl [34, 39, 45, 57, 59].

Sowohl die konventionellen als auch die lichth�rtenden GIZ erfreuen sichin der Indikation als Befestigungszemente wachsender Beliebtheit [4, 19,68]. Insgesamt gesehen kommt diese noch immer etablierte Material-gruppe jedoch weniger zum Einsatz.

2 Konventionelle Glasionomerzemente (GIZ)

Die chemischen Grundlagen der GIZ (oder Polyalkenoatzementen; z. B.Ketac¨ Fil, Fa. ESPE, Fuji II, Fa. GC, Aqua Ionofil, Fa. Voco) sind, ver-einfacht dargestellt, folgende: Calcium-Aluminium-Fluoro-Silicatgl�serreagieren mit Polyacryls�ure, wobei diese S�ure-Base-Reaktion sowohlfeuchtigkeits- (Ionenausschwemmung) als auch austrocknungsempfind-lich (Wasserverlust) ist [30, 53, 66].

Charakteristisch ist das Auftreten zweier H�rtungsphasen, wobei sich inder ersten Phase (nach zirka zehn Minuten) durch Ionisierung das insta-bile, sehr feuchtigkeitsempfindliche Calciumpolycarboxylat bildet (ersteGelbildung). Nach 24 Stunden endet die zweite Phase mit der Syntheseeines dreidimensionalen, r�umlich vernetzten und damit auch stabilerenAluminium-Polycarboxylatkomplexes (siehe Abbildung 1). Aufgrund derpolyfunktionalen Natur der verwendeten S�uren entsteht ein insgesamtstark vernetztes Gebilde [33, 66].

Vorteile

Als vorteilhaft wurde bei der Einf�hrung der GIZ die chemische HAftungden Zahnhartsubstanzen gesehen [76]. Hierbei bindet die Copolymer-s�ure durch Ionen- und Wasserstoffbr�ckenbindung an den Hydroxylapa-tit. Im Vergleich zur modernen Adh�sivtechnik jedoch ist die GIZ-Haftungan Schmelz und Dentin als geringer einzusch�tzen [47, 52, 75].

Neben der g�nstigen W�rmeausdehnung wird die im Vergleich zu ande-ren F�llungswerkstoffen hohe Fluoridabgabe als weiterer Vorteil der GIZbeurteilt [1, 11, 23, 24, 25, 26, 31, 74]. So zeigte sich in klinisch kontrol-lierten Studien bei GIZ-F�llungen wenig Sekund�rkaries [40, 54], dieFluoridabgabe nimmt jedoch mit der Dauer der klinischen Trageperiode

Abb. 1:KlassischeGlasionomerreaktion

innerhalb der ersten Wochen kontinuierlich ab [1, 14, 21, 72], wenn nichtdurch exogene Fluoridzufuhr das ÈAkkuÇ-Ph�nomen ausgenutzt wird, indessen Rahmen eine Absorption von Fluorid aus Pasten oder Gelen er-folgt, nach der wieder vermehrt Fluorid an die F�llungsperipherie abgege-ben wird [23, 26, 32]. Ein durch die Fluoridabgabe m�glicher Effekt f�rden an die GIZ-Restauration grenzenden Nachbarzahn ist jedoch nichtvollst�ndig gekl�rt [12, 35, 62]. Schlie§lich wird die im Vergleich zur Ad-h�sivtechnik schnelle Applikation vor allem in der Kinderzahnheilkundeals entscheidender Vorteil der GIZ gesehen.

NachteileHauptnachteil der GIZ ist die geringe Toleranz gegen�ber Feuchtigkeitund Austrocknung vor dem Abschluss der zweiten H�rtungsphase [8, 9,15, 70]. Dieses Problem kann durch das Abdecken des konventionellenGIZ mit einem Bonding Agent oder GIZ-Lack (z.B. Ketac¨ Glaze, Fa.ESPE; Final Varnish LC, Fa. Voco) direkt nach der Applikation umgangenwerden [8].

Das birgt die Problematik, dass im Falle einer okklusalen Rekonstruktionrotierende Ma§nahmen zum Adjustieren von zentrischer und dynami-scher Okklusion theoretisch unm�glich sind. In der t�glichen Praxis ist esjedoch �blich, dass aufgrund der kurzen, nicht steuerbaren Abbindedauermeist leicht �bersch�ssig appliziert und dann doch rotierend eingeschlif-fen wird. F�r die Hauptindikation in der semipermanenten Versorgungspielt diese Problematik jedoch eine untergeordnete Rolle. Vielmehr giltdie geringe Biegefestigkeit der GIZ (15 bis 20 MPa, Komposite zirka 100MPa) als wichtigster limitierender Faktor f�r die permanente Seitenzahn-versorgung in der zweiten Dentition [47, 71, 79, 81]. Durch diese Charak-teristik entstehen klinisch vor allem Probleme in der Black-Klasse II, dadurch die geringe Biegefestigkeit Frakturen am Isthmus und im margina-len Bereich klinisch zu h�ufig Vorschub geleistet wurde [40, 43].

Bei der ersten Darreichungsform als Handmischvariante wurde als nega-tiv berichtet, dass schon geringf�gige Abweichungen bei der manuellenDosierung die mechanischen Eigenschaften erheblich verschlechterten[22, 47]. Dieser Malus konnte jedoch durch Kapselpr�parate mit demEffekt einer geringeren Streuung bei der Evaluation werkstoffkundlicherParameter ausgeglichen werden.

Ebenso wie die Biegefestigkeit wird auch die Abrasionsresistenz der GIZdeutlich geringer als die der Komposite beurteilt [3, 50, 61], was eine In-dikation f�r die permanente Klasse-II-Versorgung ebenfalls in Fragestellt.

Schlie§lich haben Alternativmaterialien und hier vor allem die Kompome-re zumindest im sichtbaren Bereich die Aufgabe der GIZ �bernommen,

da die Opazit�t beispielsweise im Vergleich zu den Feinpartikelhybrid-kompositen zu einer eher unbefriedigenden �sthetik f�hrt. Die Gr�§e unddie Form der Partikel sind ebenso wie beim Anmischvorgang produzierteLufteinschl�sse f�r die relativ raue Oberfl�che und schlechte Polierbar-keit der GIZ verantwortlich.

Die Frage der Pulpavertr�glichkeit ist heute nicht eindeutig gekl�rt, dahierzu unterschiedliche Berichte vorliegen [34, 60]. Im Vergleich zu Phos-phatzement ist bei den GIZ durch die fehlende bakterizide Wirkung einegr�ndliche Kavit�tendesinfektion erforderlich [65]. Wegen der teilweisepostulierten Pulpatoxizit�t wird in pulpanahen Bereichen (ÈCaries pro-fundaÇ) die punktuelle Applikation calciumhydroxidhaltiger Pr�parate vor-geschlagen [60].

Trotz dieser Diskussion nehmen die GIZ als Unterf�llungsmaterial einenwichtigen klinischen Platz ein [7, 52]. Auf die Indikation der Unterf�llungsoll im Rahmen dieses Beitrages jedoch nicht n�her eingegangen wer-den.

Aufgrund der aufgef�hrten viel versprechenden Vorteile und vor allemwegen der langen Liste an klinisch folgenschweren Nachteilen der GIZsetzte bald nach der Markteinf�hrung ein Trend zu Verbesserungen ein.

3 Metallverstärkte Glasionomerzemente (MGIZ)

Mitte der 80er Jahre erfolgte die Markteinf�hrung der so gennanten metall-verst�rkten GIZ (MGIZ) oder Cermet-Zemente (z.B. Ketac¨ Silver, Fa.ESPE, Seefeld; Alpha¨ Silver, Fa. DMG, Hamburg) [51]. Technologisch be-deutet dies eine durch hohe Temperaturen bedingte Koppelung von Metall(Silber oder Gold) an das Glas des GIZ.

EigenschaftenDer Anwendungsbereich der MGIZ war aus �sthetischen Gr�nden immerausschlie§lich auf den Seitenzahnbereich limitiert. In kommerzieller Hin-sicht erwies sich hierbei der den Anschein der Amalgamnachfolgetechno-logie erweckende Zusatz von Silber als g�nstig. Der Silberanteil inner-halb des Pulvers betr�gt etwa 40 Gewichtsprozent (wie z.B. in Ketac¨ Sil-ver, Fa. ESPE). Dieses modifizierte Pulver zeigt mit dem Pulver der kon-ventionellen GIZ vergleichbare Eigenschaften. Die als typisch empfun-dene graue Farbe des Materials jedoch ist lediglich durch das Titanoxidbedingt [51].

Alle allgemeinen Verarbeitungsmodalit�ten wie Pr�parationsrichtlinien,Darreichungsform oder Verarbeitungszeit unterscheiden sich bei denMGIZ nicht von den konventionellen GIZ.

Die Fluoridabgabe wird bei MGIZ im Vergleich zu der konventionellen Va-riante ung�nstiger beurteilt [21, 75].

Keine Verbesserung werkstoffkundlicher ParameterEine im Zuge der beschriebenen Modifikation erhoffte Steigerung werk-stoffkundlicher Parameter wie Abrasionsresistenz und Biegefestigkeitkonnten in pr�klinischen wie klinischen Studien nicht best�tigt werden[50, 51, 78, 81].

Da auch Erm�dungsph�nomene bei der Evaluation der Frakturresistenzals Simulation einer klinischen Dauerbelastung von Interesse sind [40,71], wurden diese bei In-vitro-Tests ebenso ber�cksichtigt wie abrasiveProzesse. Bei all diesen Untersuchungen stellte sich jedoch heraus, dassdie eingesinterten Metallpartikel der MGIZ keine Verbesserungen werk-stoffkundlicher Parameter mit sich brachten [22, 59, 71].

Eine prospektive klinische Studie mit dem MGIZ Ketac¨ Silver konnte diein vitro gewonnenen Erfahrungen in vivo verifizieren [33]. Auch hier zeigtesich, dass die Abrasionsresistenz nicht zufriedenstellend war und dassvor allem in Kavit�ten der Black-Klasse II aufgrund der geringenBiegefestigkeit geh�uft Isthmusfrakturen und marginale Aussprengungenzu beobachten waren [34].

4 KunststoffmodifizierteGlasionomerzemente (KGIZ)

Um die nicht steuerbare und vielfach als zu kurz eingesch�tzte Verarbei-tungszeit zu verl�ngern, wurden gegen Ende der 80er Jahre Methacrylat-gruppen an die Polyacryls�uren der konventionellen GIZ angef�gt, wo-durch eine initiale Photopolymerisation und damit eine l�ngere Verarbei-tungszeit erreicht wurde.

Hauptbestandtteile dieser kunststoffmodifizierten GIZ (KGIZ) sind diemethacrylierte Polyacryls�ure, ein photopolymerisierbares Monomer,meist HEMA (Hydroxy-Ethyl-Methacrylat), ionisierbare Gl�ser und Was-ser [3, 44]. Nach dem Anmischen beider Komponenten zieht die Lichtak-tivierung eine Polymerisation der Methacrylatgruppe mit HEMA, eineEigenpolymerisation von HEMA oder eine Eigenpolymerisation der reak-tionsf�higen Methacrylat-Seitenkette nach sich.

Nach der Lichth�rtung l�uft bei diesen Zweikomponentenmaterialien wiebei den konventionellen GIZ eine S�ure-Base-Reaktion ab. Neben derg�nstigeren Abbindegeschwindigkeit ist die erh�hte Biegefestigkeit alsVorteil zu nennen [77]. Dies ist auf die Photopolymerisation zur�ckzuf�h-ren, die eine schnelle Synthese eines stabilen Gef�ges bewirkt.

Charakteristische Repr�sentanten dieser Werkstoffgruppe sind Photac¨

Fil Quick (Fa. ESPE), Vitremer¨ (Fa. 3M Dental Products, St. Paul, USA)und Fuji¨ II LC (Fa. GC, B-Leuven).

Die f�r GIZ charakteristische S�ure-Base-Reaktion zeigt durch eine teil-weise beobachtete Substitution von Wasser durch wasserl�sliche Mono-mere einen im Vergleich zur geschilderten Photopolymerisation wesent-lich langsameren Verlauf. Durch zu wenig Wasser in diesem System istes sogar m�glich, dass die eigentlich f�r die Charakteristik geforderteSalzreaktion nicht mehr vonstatten gehen kann, wie dies von den Produk-ten Geristore¨ (Fa. Den-Mat, Santa Maria, USA) und Variglass¨ (Fa. Dent-sply, Milford, USA) bekannt ist [53], weshalb diese Produkte einer ande-ren Materialklasse zugeordnet werden m�ssten.

Polymerisierter KGIZ weist immer zwei Matrixsysteme auf, eine durch dieS�ure-Base-Reaktion entstandene ionische und die Kunststoffmatrix. Beieinem KGIZ laufen also immer beide Chemismen nebeneinander ab mitder Folge, dass die S�ure-Base-Reaktion auch ohne separate Lichtpoly-merisation zum Erstarren des KGIZ f�hrt [56].

EigenschaftenIn praktischer Hinsicht bietet bei den KGIZ der steuerbare Aush�rtemo-dus Vorteile. Durch die systemimmanente Photopolymerisation wurdeauch die Toleranz gegen�ber Feuchtigkeitsver�nderungen nach dem Le-gen erfreulich reduziert [9], was Applikation und Ausarbeiten der Restau-ration innerhalb einer Sitzung erm�glichte. Auch die Schmelz- und Dentin-haftung der KGIZ wird nach produktspezifischer Vorbehandlung z.B. miteinem entsprechenden Primer (3M) oder Conditioner (GC) ebenfalls g�n-stiger gesehen als die der konventionellen GIZ [10, 18, 49, 52, 56].

Die Fluoridabgabe als Conditio sine qua non f�r die Einordnung in dieWerkstoffgruppe der GIZ ist mit den konventionellen GIZ vergleichbar [1, 26], auch hier wird ein Aufladeeffekt beispielsweise durch Gele be-schrieben [67].

Die Biegefestigkeit wird im Vergleich zu den konventionellen GIZ zwaretwa doppelt so hoch eingesch�tzt, bleibt aber um den Faktor zwei gerin-ger als die der Komposite [3, 47, 52].

Eines der Hauptprobleme der KGIZ ist die als zu rau empfundene Ober-fl�che, welche durch die Gr�§e der F�llk�rper (bis 20 µm) hervorgerufenwird [36, 64, 73]. Die F�llerdimensionierung und der mangelnde Verbundinnerhalb des beschriebenen vernetzten Gef�ges ziehen massive Pro-bleme bei der Abrasionsresistenz nach sich [61].

Die zuletzt beschriebenen Ph�nomene lassen auch die KGIZ als Weiter-entwicklung der konventionellen GIZ nicht f�r die Indikation als perma-nentes F�llungsmaterial im Seitenzahnbereich zu. Durch die Einf�hrungder Kompomere ist der Einsatzbereich der KGIZ heute fast ausschlie§lichauf die Milchzahnf�llungstherapie und das Befestigen indirekter Restau-rationen limitiert.

5 Hochvisköse Glasionomerzemente (HGIZ)

Mitte der 90er Jahre bekam die Entwicklung auf dem Sektor derGlasionomerzemente mit der Vorstellung der hochvisk�sen (HGIZ) oderstopfbaren GIZ einen vorerst letzten Schub.

Diese GIZ-Klasse wurde in erster Linie f�r die ART-Technik (= AtraumaticRestorative Treatment) konzipiert, also das Exkavieren und F�llen vonZ�hnen ohne Elektrizit�t und differenzierte instrumentelle M�glichkeitenbeispielsweise innerhalb von zahn�rztlichen Programmen in Entwick-lungsl�ndern.

Eigens f�r diese Indikation wurden spezielle GIZ entwickelt (z. B. Fuji¨ IX,Fa. GC), welche analog zu ihrem Indikationsspektrum vor allem durcheinfaches Handling charakterisiert sein m�ssen. Dies bedeutet immer,dass es sich um Handmischpr�parate mit hoher Viskosit�t handelt, wel-che mit der Fingerbeere in die mit Handinstrumenten Èpr�parierteÇKavit�t gestopft werden, weshalb diese Materialgruppe auch als Èstopf-bareÇ GIZ bezeichnet wird [46].

Die im Vergleich zu den konventionellen GIZ h�here Z�higkeit wird nebender feineren K�rnung auf das Beimischen von Polyacryls�ure ins Pulverzur�ckgef�hrt. Der Abbindemodus wurde im Vergleich zu den konventio-nellen GIZ nicht ver�ndert.

Ebenso wie bei den klassischen GIZ sind auch hier metallfreie (Ionofil¨

Molar, Fa. Voco, Cuxhaven; Fuji¨ IX, Fa. GC; Ketac¨ Molar, Fa. ESPE)und metallhaltige (Hi-Dense¨, Fa. Shofu) Pr�parate zu finden. Das Pul-ver der metallverst�rkten HGIZ wird durch eine Addition von Metallsp�-nen einer Legierung aus Silber, Zinn und Kupfer (18 Gewichtsprozent)sowie Titandioxid (4 Gewichtsprozent) hergestellt.

Das im Vergleich zu allen anderen GIZ-Sparten am ehesten Èamalgam-�hnlicheÇ Verhalten dieser GIZ-Gruppe macht die HGIZ f�r Milchmolaren-f�llungen oder semipermanente Seitenzahnversorgungen attraktiv. Vorallem in Anbetracht der oft suboptimalen Compliance kleiner Patienten istdieser Handlingvorteil von Bedeutung f�r die Kinderzahnheilkunde.

In vitro konnte eine im Vergleich zu den konventionellen GIZ erh�hte Ab-rasionsbest�ndigkeit der HGIZ detektiert werden [5, 41], was prim�r aufdie geringere Korngr�§e (Ketac¨ Silver 14µm, Ketac¨ Molar 2,7 µm) miteiner besseren Verteilung in der Matrix zur�ckgef�hrt wird. In diesem Zu-sammenhang wurde angenommen, dass das g�nstigere Verh�ltnis vonPartikeloberfl�che und Gesamtvolumen die Reaktivit�t von Glas undPolyacryls�ure g�nstig ver�ndert [30].

Die von manchen Herstellern postulierte bessere Biegefestigkeit vonHGIZ im Vergleich zu den klassischen GIZ oder MGIZ war anhand einesVergleichs des HGIZ Hi-Dense¨ (Fa. Shofu) mit dem MGIZ Ketac¨ Silver(Fa. ESPE) nicht nachvollziehbar.

So konnte auch eine klinische Studie aus unserer Klinik mit HGIZ-Milch-molaren-Restaurationen aus Hi-Dense¨ die hohen Erwartungen nicht be-st�tigen. Hier offenbarte sich in Analogie zu der oben genannten klini-schen Studie mit Ketac¨ Silver die auch bei den HGIZ nicht zufriedenstel-lende Biegefestigkeit und Kantenfestigkeit in Form von Isthmusfrakturenbei Restaurationen der Black-Klasse II [43].

6 Anwendung in bleibender Dentition

Die Indikationen f�r Glasionomerzemente in der zweiten Dentition sindals Synopsis in Tabelle 1 zusammengefasst.

Die �bersicht zeigt, dass in der bleibenden Dentition die Indikation f�rGlasionomerzemente heute fast ausschlie§lich auf die provisorische odermaximal semipermanente Versorgung limitiert ist. F�r Restaurationen imsichtbaren Bereich scheiden die GIZ wegen ihrer schlechten �sthetikaus, in der Black-Klasse V kann im kariesaktiven Gebiss bei geringenzahnfarbenen Anspr�chen des Patienten auf die hohe Fluoridabgabe derGIZ oder KGIZ vertraut werden. Auch durch die Ver�nderung der Alters-pyramide bekommen GIZ mehr Gewicht. So bieten sie sich f�r die Be-handlung von Wurzelkaries beim �lteren Patienten an.

In der Kinderzahnheilkunde ist der Zahnarzt jedoch teilweise auf semiper-manente Alternativmaterialien angewiesen, um kritische Perioden voneinem bis zu mehreren Jahren �berbr�cken zu k�nnen, bis eine kompli-zierte und haltbare plastische F�llung m�glich ist. So haben beispielswei-se F�llungen bei Kindern und Jugendlichen unter 16 Jahren eine wesent-lich ung�nstigere Prognose als bei Personen �ber 16 Jahren.

Doch oft ist bereits kurz nach dem Durchbruch der Molaren akuter Be-handlungsbedarf angezeigt, n�mlich dann, wenn die Fissur der Z�hnekari�s verf�rbt ist und der klinische Befund eine rasche Kariesprogres-sion vermuten l�sst (siehe Abbildung 2). In solchen F�llen ist die Koffer-damapplikation mangels unter sich gehender Areale meist unm�glich,und/oder die distale Gingivakapuze vereitelt das absolute Trockenlegena priori. Hier kann mit der einfachen Applikation von GIZ unter relativerTrockenlegung ein zufrieden stellendes Resultat erzielt werden, welchesals semipermanente Therapievariante die Zeit bis zur m�glichen Koffer-damapplikation effektiv zu �berbr�cken vermag (siehe Abbildung 3).

Black-Klasse I II III IV V BefestigenGIZ (x) xMGIZ semi semiKGIZ semi (x) xHGIZ semi semi

Tab. 1: Indikationen f�r GIZ in der zweiten Dentition (X = Routine; (X) = altera ratio; semi = semipermanent)

Da solche Situationen in der Kinderzahnheilkunde Routine sind, werdenauch Werkstoffe ben�tigt, die wenigstens f�r einen gewissen Zeitraumeine zufrieden stellende Versorgung gew�hrleisten k�nnen. Insofern ha-ben auch die Anforderungen an das Verschlei§verhalten eine weit gerin-gere klinische Bedeutung wie bei permanenten Restaurationen in derzweiten Dentition, ein akzeptables Rand- und Frakturverhalten sollte aberw�hrend der (limitierten) Liegedauer Voraussetzung sein.

In diesem Zusammenhang sind F�llungsmaterialien mit antikariogenenEigenschaften, wie die fluoridfreisetzenden GIZ, interessant [16, 54, 55,63, 80].

Im Frontzahnbereich kann, ebenfalls als semipermanente Versorgung,bei Black-III-Kavit�ten auf KGIZ zur�ckgegriffen werden, durch dieOpazit�t des Materials ist die �sthetik jedoch eingeschr�nkt, wie die kli-nische Black-V-Situation belegt (siehe Abbildung 4) [15, 36].

Abb. 2:Zahn 36 im Durchbruch:Behandlungsbedarf ohneM�glichkeit derKofferdamapplikation

Abb. 3:Unter den Bedingungen vonAbbildung 2 therapierte,fr�he kari�se L�sion

Zur Eignung als F�llungsmaterial im Seitenzahnbereich in Kavit�ten derBlack-Klassen I und II liegen f�r MGIZ und HGIZ l�ngerfristige Resultateaus eigenen klinischen Studien vor.

Black-Klasse IISo zeigten dokumentierte Erfahrungen mit Ketac¨ Silver vor allem beiKlasse-II-Restaurationen geh�uft Frakturen (siehe Abbildung 5) [40]. DerVergleich einer Ketac¨-Silver-Restauration nach dem Legen und nachf�nf Jahren belegt die mangelnde Abrasionsresistenz auch im approxi-malen Bereich, da der Nachbarzahn in die F�llung mesialisierte (sieheAbbildung 6)

Abb. 4:Zahnhalsf�llung aus KGIZ(hier Photac¨ Fil Quick, Fa. ESPE)

Abb. 5:MGIZ-F�llungen (hier:Ketac¨ Silver, Fa. ESPE)nach drei Jahren

Auch das klinische Beispiel einer semipermanenten Klasse-II-Versorgungmit dem neueren Material Hi-Dense¨ (Fa. Shofu) zeigt den Verlust deranatomischen Form aufgrund geringer Abrasionsresistenz und Kanten-festigkeit deutlich auf (siehe Abbildung 7).

Eigene Einjahresresultate einer aktuellen prospektiven klinischen Lang-zeitstudie mit dem HGIZ Ketac¨ Molar (Fa. ESPE) offenbaren bereits�hnliche Tendenzen, welche auch f�r aktuelle Neuentwicklungen wieKetac¨ Molar eine Indikationserweiterung auf die permanente Versorgungim Seitenzahnbereich nicht gestatten [39]. Das klinische Erscheinungs-bild zeigt eine charakeristische Isthmusfraktur (siehe Abbildung 8) undmarginale Ausbr�che (siehe Abbildung 9). Auch in diesen Bildern ist diemangelnde Kanten- und Biegefestigkeit anhand der innerhalb des erstenJahres aufgetretenen Ereignisse dokumentiert.

Abb. 6:MGIZ-Restauration nachdem Legen (oben) undnach f�nf Jahren (unten)

Abb. 7:Semipermanente Versor-gung zweier Pr�molaren mitHi-Dense¨ (Fa. Shofu) nachzwei Jahren

Black-Klasse-I

Weniger problematisch stellen sich Black-I-Versorgungen dar, aber beiausgedehnteren Kavit�ten (siehe Abbildung 10) macht sich auch hier daswerkstoffkundliche Profil in Form von negativen Stufen und Oberfl�chen-rauheiten bemerkbar. In minimalinvasiv pr�parierten Kavit�ten k�nnenGIZ-Restaurationen auch in Klasse-II-Situationen bei haupts�chlicher antagonistischer Belastung auf der Zahnhartsubstanz l�nger �berleben,wie die acht Jahre alte F�llung in Abbildung 11 zeigt.

Black-Klasse I weniger problematisch(Oberfl�chenrauhig-keiten, negativeStufen)

Abb. 8:SemipermanenteRestauration an einemMolaren mit Isthmusfrakturnach sechs Monaten

Abb. 9:SemipermanenteRestauration nach sechsMonaten mit deutlichenmarginalen Imperfektionen

Abb. 10:Black-I-Versorgung mitKetac¨ Silver nach f�nfJahren, charaktersiert durch Abrasion undOberfl�chenrauhigkeit

Ein Indikationsfeld wachsender Beliebtheit ist das Befestigen von indirekthergestellten Restaurationen. Im Vergleich zum Befestigen mit Phosphat-zement haben Kapselpr�parate wie etwa Ketac¨ Cem (Fa. ESPE) denVorteil, dass die Konsistenz des Zements immer gleich bleibt (siehe Ab-bildung 12).

Des Weiteren wurde von besserer Retention der Befestigungs-GIZsowohl initial als auch beim Rezementieren indirekter Restaurationenberichtet [4, 19]. Auch KGIZ wurden nach ihrer Marktvorstellung aufgrundder einfachen Handhabbarkeit bald auch als Befestigungsmedium ange-boten (z.B. Fuji Duet¨, Fa. GC; Advance¨, Fa. Dentsply, Milford, USA).

Beim Zementieren von Vollkeramiksystemen jedoch wurde im Zusam-menhang mit dieser Materialgruppe vereinzelt von Spontanfrakturen derKronen berichtet, welche auf die hygroskopische Expansion dieser Ma-terialien zur�ckgef�hrt wurden [69]. Wegen dieser Problematik wurde in

Abb. 12:Befestigen einer Gu§f�llungmit einem GIZ zum Zemen-tieren indirekter Restau-rationen (hier: Ketac¨ Cem,Fa. ESPE)

Abb. 11:Intakte Black-II-F�llung(Ketac¨ Silver) nach achtJahren

unserer Klinik eine In-vitro-Studie mit Vollkeramikkronen aus IPS Em-press durchgef�hrt.

Im Verlauf dieser Untersuchung wurde beobachtet, dass beim Einsatzvon KGIZ (und Kompomeren) als Stumpfaufbau oderBefestigungszement bereits nach sechs Monaten Wasserlagerung ohnejegliche weitere mechanische oder thermische Belastung derRestaurationen Spontanfrakturen in Form von Rissbildungen in derKeramik auftraten [68]. Seither geben Hersteller wie z.B. die Fa. VitaZahnfabrik die getesteten Materialien f�r das Befestigen auch hochfestervollkeramischer Kronen wie etwa In-Ceram¨ nicht mehr frei.

Neben dem Befestigen indirekter Restaurationen werden GIZ auch routi-nem�§ig als Stumpfaufbauten verwendet [20, 68]. Hier empfiehlt es sichjedoch, vor der Stumpfpr�paration beide H�rtungsphasen der klassi-schen GIZ-Reaktion abzuwarten (>24 Stunden), da der GIZ direkt nachdem Legen oder Minuten sp�ter in der Regel zu wenig Widerstand f�rdas Schleifinstrument bietet und folglich die Pr�zision der Pr�paration da-runter leiden kann.

F�r Stumpfaufbauten unter vollkeramischen Kronensystemen liegen ausoben genannter In-vitro-Studie lediglich Resultate f�r KGIZ vor, vondenen auch in anderen Untersuchungen erhebliche hygroskopische Ex-pansionen berichtet wurden [69]. Analog zu diesen Ergebnissen f�hrteauch in unserer Studie die Stumpfrekonstruktion mit KGIZ zu Spontan-frakturen in IPS-Empress-Kronen [68].

Nur in Gruppen mit Stumpfaufbau und Befestigungsmedium aus Kompo-sit sind nach mittlerweile zwei Jahren Lagerung alle Kronen intakt, wes-halb aus Sicherheitsgr�nden in dieser speziellen Indikationausschlie§lich auf Komposite zur�ckgegriffen werden sollte.

7 Anwendung im Milchgebiss

Gegen�ber der bleibenden Dentition zeigt das Milchgebiss mehr Anwen-dungsgebiete f�r Glasionomerzemente (siehe Tabelle 2).

Bei der F�llungstherapie der ersten Dentition f�llt auf, dass gerade hierganz selbstverst�ndlich Materialien f�r die Restauration angeboten wer-den, die in der bleibenden Dentition maximal als Langzeitprovisorium fun-gieren. Grund daf�r ist die relativ kurze Verweildauer der Z�hne.

In Analogie zur zweiten Dentition m�ssen F�llungswerkstoffe auch imMilchgebiss eine gewisse Abrasionsbest�ndigkeit aufweisen, da w�hrendder sogenannten Nutzphase vor der ersten physiologischen Bisshebungeine erh�hte Beanspruchung von Zahnhartsubstanz und F�llungsmate-rial wahrscheinlich ist. Die absoluten Forderungen aber werden allgemeingeringer als in der bleibenden Dentition eingestuft [81].

Der von der American Dental Association (ADA) vorgegebene Richtwertf�r Milchmolarenf�llungen jedoch betr�gt 50 µm Abrasion per annum,was in direkter Proportionalit�t zu der Empfehlung f�r Seitenzahnf�llun-gen in der bleibenden Dentition (250 µm in f�nf Jahren) steht.

Im Milchgebiss stellen aber werkstoffkundliche Voraussetzungen nichtdie einzige Anforderung dar. Vor dem Hintergrund einer oftmals man-gelnden Kooperation der Kinder spielt daher auch das Handhaben derMaterialien eine gro§e Rolle. Und hier haben die GIZ durch dieVermeidung komplizierter Adh�sivschritte mit eventuell l�ngerenEinwirkzeiten den entscheidenden Vorteil als permanenteVersorgungsm�glichkeit vor allem f�r Milchmolaren.

Aber auch in der ersten Dentition zeigten GIZ in diversen klinischen Stu-dien wenig zufrieden stellende Resultate. Analog zu den Erfahrungen inder bleibenden Dentition offenbarten sich auch hier deutliche Grenzen f�rKavit�ten der Black-Klasse II, welche sich in Form von Isthmusfrakturenund marginalen Partialbr�chen �u§erten.

Black-Klasse I II III IV V BefestigenGIZ x (x) xMGIZ x (x)KGIZ x x xHGIZ x (x)

Tab. 2: Indikationen f�r GIZ in der ersten Dentition(X = Routine; (X) = altera ratio; semi = semipermanent)

Eine j�ngst publizierte, kontrollierte prospektiv-klinische Studie mit demHGIZ Hi-Dense¨ zeigte mit der Ketac¨-Silver-Studie vergleichbare Resul-tate. W�hrend nach zweieinhalb Jahren klinischer Beanspruchung noch92 Prozent der einfl�chigen F�llungen (siehe Abbildung 13) in situ waren,mussten 58 Prozent der Klasse-II-Versorgungen aufgrund katastrophalerFrakturen ersetzt werden (siehe Kaplan-Meier-Statistik, Abbildung 14).

Wie Erm�dungsversuche mit verschiedenen GIZ offenbarten, ist die Dau-erfestigkeit der GIZ (au§er KGIZ) mit 10 bis 15 MPa wohl zu gering, umder Dauerbelastung einer Black-II-Restauration langfristig zu widerstehen[71].

Die rasterelektronenoptische Analyse einer charakteristischen zweifl�chi-gen Hi-Dense¨-Restauration zeigt deutlich die Frakturgeschichte dieserF�llung (siehe Abbildung 15). Bereits im Recall nach einem Jahr offen-barte sich eine Frakturlinie am Isthmus (siehe Abbildung 16a). W�hrendnach zw�lf Monaten im okklusalen Anteil der F�llung eine negative Stu-fenbildung aufgrund einer Abrasion zu beobachten war (siehe Abbildung16b), zeichnete sich durch den evidenten Haftungsverlust im approxima-len Sektor der F�llung ein Abl�sen des HGIZ von der Kavit�tenbegren-zung ab (siehe Abbildung 16c). Dieser f�hrte schlie§lich zum Totalverlustdes approximalen F�llungsanteils (siehe Abbildung 17).

Abb. 13:Milchmolarenrestaurationder Black-Klasse I nachzweieinhalb Jahren (hier:Hi-Dense¨, Fa. Shofu)

Abb. 14:Kaplan-Meier-�berlebens-analyse von Hi-Dense¨-F�llungen in Milchmolaren

Abb. 15:Hi-Dense¨-F�llung nachdem Legen

Rasterelektronenmikro-skopische Analyse desReplikas(Abb. 16a bis 16c)

Abb. 16a:�berblick mit detektierbarerFrakturlinie am Isthmus

Abb. 16b:Negative Stufe imOkklusalbereich (Abrasion)

Abb. 16c:Adh�sionsverlust des MGIZan den Zahnhartsubstanzen

b

c

Trotzdem verwenden wir bei extrem behandlungsunwilligen kleinen Pa-tienten, wenn bei der Therapie jede Sekunde Èz�hltÇ, fast routinem�§ighochvisk�se Glasionomerzemente, da die einfache Applikation und Ver-arbeitung diese Materialgruppe f�rmlich Èaufdr�ngtÇ.

Schlie§lich werden GIZ auch in der ersten Dentition routinem�§ig als Be-festigungszemente f�r konfektionierte Milchzahnkronen aus Edelstahleingesetzt.

Aber auch im Milchgebiss stellt die provisorische und semipermanenteVersorgungsvariante ein wichtiges Element der F�llungstherapie dar. Dadie komplette Restauration einer kari�sen L�sion in der Kinderzahnheil-kunde oft gar nicht innerhalb einer Sitzung bewerkstelligt werden kann,bieten sich neben anderen Materialien (z.B. IRM = intermediate restora-tive material) auch hier die GIZ an. Auch kann man mit GIZ aller Klassenbei suboptimalen Behandlungsbedingungen einen Kompromiss eingehenbis das Kind zu einem sp�teren Zeitpunkt die notwendige Compliance f�reine aufwendigere und bessere Versorgung aufbringt.

Die beobachtete Polarisierung kari�ser L�sionen hat zur Folge, dass we-nige Kinder viele und ausgedehnte kari�se L�sionen aufweisen. In die-sen F�llen w�re oftmals bereits eine prothetische Versorgung der Z�hneindiziert. In einigen F�llen wird die Therapie dar�ber hinaus durch einegeringe Mitarbeit der Patienten erschwert. Da diese kleinen Patientenerste und meist simultan negative Erfahrungen mit dem Zahnarzt oft erstim Not- oder Schmerzfall machen, ist die Compliance f�r aufwendigereTechniken als die Applikation von GIZ meist nicht gegeben.

Abb. 17:Komplette Fraktur desapproximalen Kastenanteils

8 Diskussion und Zusammenfassung

Die Beschreibung der Glasionomerzemente steht nicht im Einklang mitder modernen Vorstellung von �sthetischer Zahnheilkunde, welche dieperfekte Simulation der Natur anstrebt. Eng ausgelegt ist dies mit GIZsicherlich nicht m�glich, aber trotz aller Nachteile konnten sich die GIZnicht zuletzt durch ihre hervorragende Biokompatibilit�t seit ihrerVorstellung vor 20 Jahren �ber diese Zeitspanne auf dem Markt behaup-ten.

Durch den Bedarf an zumindest mittelfristig haltbaren semipermanentenVersorgungen und durch die sich von der bleibenden Dentition unter-scheidenden Anforderungen in der Kinderzahnheilkunde war f�r dieseMaterialgruppe immer Bedarf.

Nachdem in den letzten Jahren immer mehr Zahn�rzte Abschied vomAmalgam genommen haben, wurden GIZ Ð wie von Anfang an Ð auchverst�rkt in die Rolle der Amalgamnachfolge gedr�ngt. Diese Indikations-erweiterung war zwar a priori vor allem von den Herstellern angestrebtworden, die werkstoffkundlichen Voraussetzungen jedoch waren vonjeher zu ung�nstig, weshalb die beschriebenen klinischen Resultate inKlasse-II-Kavit�ten nicht �berraschend waren. Auch die chemisch-tech-nologischen Weiterentwicklungen verhalfen den GIZ nicht auf das Podestder gew�nschten Indikation als Amalgamalternative.

Die KGIZ erreichten durch die Methacrylierung zwar eine f�r den Seiten-zahnbereich geeignete Biegefestigkeit, gleichzeitig aber schnellte dieAbrasionsneigung unakzeptabel in die H�he. Die HGIZ wiederum zeigteneine erfreulich geringe Abrasionsneigung, der urspr�nglich zugrunde lie-gende Chemismus lie§ aber wiederum keine bessere Biegefestigkeit alsbei den konventionellen GIZ zu. Als semipermanente Versorgung sindGIZ jedoch in allen Ausf�hrungen nach wie vor erste Wahl.

Auch aus der Kinderzahnheilkunde sind die GIZ nicht wegzudenken, dadie oft mangelnde Compliance der Kinder eine schnelle Applikation ohneaufwendige Konditionierung der Zahnhartsubstanzen erforderlich macht.Als Empfehlung f�r die Kinderbehandlung sollten HGIZ aufgrund unsererklinischen Erfahrungen jedoch nur bei kleineren Klasse-II-Kavit�ten mitgeringer Belastung im Bereich der Randleiste verwendet werden.

Die Bedeutung der GIZ auf dem Sektor der indirekten Restaurationen alsStumpfaufbauten oder Befestigungszemente ist unbestritten, von einerVerwendung im Zuge der Stumpfrekonstruktion oder des Befestigens vonVollkeramiksystemen sollte jedoch Abstand genommen werden.

Die Weiterentwicklung der GIZ ist mit den MGIZ und HGIZ m�glicherwei-se ausgereizt, der Trend geht nun dahin, andere Matrizes mit den GIZ zukoppeln, wie dies momentan mit den Ormoceren¨ geschieht [81].

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Korrespondenzadresse:Klinik und Polikliniken für Zahn-, Mund- und Kieferkrankheitender Universität Erlangen-NürnbergPoliklinik für Zahnerhaltung und ParodontologieHerrn PD Dr. N. Krämer und Dr. R. FrankenbergerGlückstr. 1191054 Erlangen