Untersuchung der Biegefestigkeit und Oberflächeneigenschaften vorpolymerisierter PMMA-basierter CAD/CAM-Kunststoffe für digitale Totalprothesen

Ziel: Ziel dieser In-vitro-Studie war es, die Biegefestigkeit, die Rauheit (Ra) und die Hydrophobizität von PMMA-basierten CAD/CAM-Kunststoffen zu untersuchen. Zudem sollten die Eigenschaften verschiedener CAD/CAM-PMMA- Kunststoffe und konventionell heißpolymerisiertem PMMA nach Temperaturwechselbelastung verglichen werden. Material und Methode: Jeweils 20 quaderförmige Probekörper (64 × 10 × 3,3 mm) wurden aus drei verschiedenen PMMA-basierten CAD/CAM-Kunststoffrohlingen (M-PM-Disc [M], AvaDent Puck [A] und Pink CAD/CAM-Disc [P]) und einem konventionell heißpolymerisierten PMMA (Promolux [C]) gemäß ISO-Norm 20795-1:2013 hergestellt. Die Proben wurden zwei Untergruppen (n = 10), einer Gruppe mit Temperaturwechselbelastung (Thermocycling) sowie einer Kontrollgruppe, zugeteilt, wobei die Proben der Belastungsgruppe 5.000 Temperaturzyklen (5 bis 55 °C bei 30 s Haltezeit) unterworfen wurden. Für die Messung der Rauheit (Ra) kam ein Profilometer zum Einsatz. Die Hydrophobizität wurde über den Kontaktwinkel mittels liegender Tropfen (Sessile-Drop-Technik) bestimmt. Zusätzlich wurde in einer Universalprüfmaschine bei einer Traversengeschwindigkeit von 1,0 mm/min die Biegefestigkeit der Proben getestet. Die Untersuchung der Oberflächenstruktur der Materialien erfolgte mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops. Die Daten wurden mittels zweifaktorieller Varianzanalyse und Tukey-Post-hoc- Test ausgewertet (α 0,05). Ergebnisse: PMMA-basierte CAD/CAM-Kunststoffe zeigten in jeder Gruppe eine signifikant höhere Biegefestigkeit als konventionell heißpolymerisiertes PMMA (p 0,001). Der CAD/CAM-PMMA-Kunststoff P wies vor und nach der Temperaturwechselbelastung die höchste, konventionelles PMMA die geringste Biegefestigkeit auf (p 0,001). Bei den Ra-Werten der getesteten Prothesenkunststoffe fanden sich in der Kontrollgruppe keine signifikanten Unterschiede (p > 0,05). In der thermozyklisch belasteten Gruppe wurde der niedrigste Ra-Wert für den CAD/ CAM-PMMA-Kunststoff M beobachtet (p 0,001), während die CAD/CAM-PMMA-Kunststoffe A und P sowie das konventionelle PMMA vergleichbare Ra-Werte zeigten (p > 0,05). In der Kontrollgruppe hatte konventionelles PMMA einen signifikant kleineren Kontaktwinkel, war also hydrophiler als die CAD/CAM-Kunststoffe (p 0,01). In der Temperaturwechselbelastungsgruppe wiesen der CAD/CAM-Kunststoff A und konventionelles PMMA einen signifikant größeren Kontaktwinkel auf, waren also hydrophober als die CAD/CAM-Kunststoffe M und P (p 0,001). Weitere signifikante Unterschiede zwischen einzelnen Materialien fanden sich hier nicht (p > 0,05). Schlussfolgerung: Die Biegefestigkeit und die Hydrophobizität PMMA-basierter CAD/CAM-Kunststoffe waren höher als die von konventionell heißpolymerisiertem PMMA, während die Ra-Werte von CAD/CAM-PMMA-Kunststoffen und konventionell polymerisiertem PMMA vergleichbar waren. Eine Temperaturwechselbelastung wirkte sich signifikant auf die Biegefestigkeit und die Hydrophobizität, nicht jedoch auf die Rauheit der Prothesenmaterialien aus. Schlagwörter: CAD/CAM, digitale Totalprothese, Biegefestigkeit, Hydrophobizität, PMMA, Rauheit