Statische und dynamische Immersionstests an kieferorthopädischen Multibandapparaturen

Abstract

Heute stellen sich dem kieferorthopädischen Behandler eine Vielzahl verschiedener Legierungen zur Auswahl. Im Hinblick auf die Biokompatibilität gelten insbesondere die nickelhaltigen Materialien als bedenklich. Die steigende Prävalenz von Nickelallergien lassen Materialuntersuchungen zunehmend wichtiger werden. Es wurden bereits Studien über die Nickelionenabgabe durchgeführt, die untereinander oft nur schwer vergleichbar sind. Die vorliegende Studie sollte daher die klinische Situation simulieren, um die Ergebnisse mit <em>in-vivo</em>-Ergebnissen vergleichen zu können. Der Schwerpunkt dieser Untersuchung lag auf der Ermittlung der Nickelionenabgabe. Zudem sollte die Oberflächenbeschaffenheit der Materialien vor und nach Immersion auf Korrosion hin untersucht werden. <br /> Zehn vollständige kieferorthopädische Multibandapparaturen wurden im modifizierten Kunstspeichel nach <em>Fusayama</em> auf Nickelionen hin untersucht. Pro Versuch kamen 20 Brackets (0.46 x 0.51mm² Slot (0.018“ x 0.020“), Ormco), vier Bänder (Ormco) sowie zwei NiTi-Drähte des Typs EuroArch (016 Optoterm, ODS) zum Einsatz. Zur Prüfung der Korrosionsbeständigkeit führte man den dynamischen Immersionstest durch. Dazu wurden zunächst nur die Brackets und Bänder sieben Tage bei 37 °C belassen. Anschließend verlief die Versuchsdurchführung für je fünf Apparaturen unterschiedlich. Für jeden Versuch wurde frischer Kunstspeichel verwendet. Bei einer Versuchsgruppe wurde der Draht bei 37 °C sieben Tage belassen und danach bei thermisch-mechanischer Wechsellast für die gleiche Zeitdauer. Die Materialien der anderen Versuchsgruppe blieben mit Draht für sieben Tage bei thermischer Wechsellast im Kunstspeichel. Die Probenentnahmen nach jeweils sieben Tagen dienten der Analyse im Massenspektrometer. Neben Nickel wurden auch die Werte für Aluminium, Eisen, Kobalt, Chrom, Kupfer und Mangan miterfasst. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen wurden vom Ausgangsmaterial sowie nach Versuchsabschluss gemacht. <br /> Die massenspektrometrischen Ergebnisse zeigten, dass Chrom (5 bis 54 μg/l), Kobalt (1 bis 6 μg/l), Eisen (154 bis 1142 μg/l) und Nickel im Kunstspeichel zu finden waren. Die Werte für alle Elemente lagen unter den täglich mit der Nahrung aufgenommenen Werten. Es gab keine signifikante Erhöhung von Aluminium, Kupfer und Mangan. Die Ergebnisse für Nickel zeigten, dass Brackets und Bänder alleine eine geringe Menge Nickel abgeben. Durch Hinzufügen des Drahtes erhöhte sich die Nickelionenabgabe erneut. Die Versuche bei thermischer und thermisch-mechanischer Belastung verursachten eine deutliche Erhöhung der Werte. Dass die thermisch-mechanische Belastung die Nickelabgabe im Vergleich zur rein thermischen Belastung erhöht, konnte statistisch nicht bestätigt werden. Grundsätzlich kam es bei allen Versuchsteilen zu Nickelionenabgabe in einer Größenordnung von 1 bis 12 μg/l. Die Ergebnisse lagen unter der täglich mit der Nahrung aufgenommenen Menge. Rasterelektronenmikroskopisch ließen sich nur vereinzelte geringe Korrosionsspuren finden. <br /> Da es sich bei dieser Studie um eine <em>in-vitro</em>-Untersuchung handelte, ist eine Aussage zur Biokompatibilität nur im Vergleich mit einer <em>in-vivo</em>-Studie möglich. Grundsätzlich ist von der Biokompatibilität des untersuchten Materials auszugehen. Ist bereits eine Nickelallergie vorhanden, sollte dennoch auf die Verwendung nickelhaltiger Legierungen verzichtet werden.