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Detektion und Entfernung von zahnfarbenem Kompositharz mittels fluoreszenzgestützter Identifikationstechnik

Published: July 27, 2022 doi: 10.3791/63656
Automatic Translation
*1, *1, 2, 1, 1
1Department of Periodontology, Endodontology and Cariology, University Center for Dental Medicine Basel UZB, University of Basel, 2Department of Restorative Dentistry, Periodontology, Endodontology and Pediatric Dentistry, School of Dental Medicine, Eberhard-Karls University
* These authors contributed equally

Summary

Die Fluoreszenz-gestützte Identifikationstechnik ist ein praktikabler, schneller und zuverlässiger Ansatz zur Unterscheidung von Kompositharzrestaurationen von Zahnsubstanz und erleichtert die minimalinvasive und vollständige Entfernung von Kompositharzrestaurationen und Verbund-Traumaschienen.

Abstract

Die Erkennung und Entfernung von zahnfarbenen Füllungsmaterialien ist eine große Herausforderung für jeden Zahnarzt. Die Fluorescence-aided Identification Technique (FIT) ist ein nichtinvasives Werkzeug, um die Unterscheidung von Kompositharzmaterial von gesunder Zahnsubstanz zu erleichtern. Im Vergleich zur herkömmlichen Beleuchtung ist FIT eine sehr genaue, zuverlässige und schnelle Diagnosemethode. Wenn Kompositharz mit einer Wellenlänge von etwa 398 ± 5 nm beleuchtet wird, lassen bestimmte fluoreszierende Komponenten das Kompositharz heller erscheinen als die Zahnstruktur. Für dieses Verfahren kann jede fluoreszenzinduzierende Lichtquelle mit der entsprechenden Wellenlänge verwendet werden. Optimalerweise wird diese Technik ohne zusätzliche natürliche oder künstliche Beleuchtung eingesetzt. Die Anwendung von FIT kann für diagnostische Zwecke, z. B. Zahnkarten, und zusätzlich für die vollständige und minimalinvasive Entfernung von Kompositharzrestaurationen, Bracket-Debonding und Traumaschienenentfernung verwendet werden. Die Beurteilung volumetrischer Veränderungen nach der Kompositentfernung kann durch überlappende prä- und postoperative Scans und anschließende Berechnung mit geeigneter Software erfolgen.

Introduction

Die Anwendung von FIT erleichtert die Unterscheidung von Kompositharzmaterialien von gesunder Zahnsubstanz im Vergleich zu herkömmlicher Beleuchtung, beispielsweise durch eine Dentaleinheitslampe 1,2. Fluoreszenz tritt auf, wenn ein Material das Licht mit einer höheren Wellenlänge emittiert, als es absorbiert wurde. Durch diese Beleuchtung erscheint das Material heller als der Zahn3. Die maximale Fluoreszenz von Verbundharzmaterialien tritt auf, wenn sie von einer Wellenlänge von 398 ± 5 Nanometernbeleuchtet werden3. Fluoreszenz in Verbundharzmaterialien tritt aufgrund von Seltenerdoxiden auf, die den Glasfüllstoffen zugesetzt werden, einige der Hauptkomponenten von Verbundharzen 4,5. Die Zugabe dieser fluoreszierenden Substanzen beabsichtigt, die optischen Eigenschaften von Kompositharzen an die Zahnstruktur anzupassen, um die ästhetischen Eigenschaften von Kompositharzen 4,5 zu verbessern. FIT ist auf vielen Verbundharzmaterialien anwendbar, da sie diese Fluoreszenzeigenschaften aufweisen3. Die Fluoreszenz nimmt jedoch mit der Alterung der Verbundharzmaterialien 6,7,8,9 ab.

Die Unterscheidung von Verbundharzwerkstoffen von Zahnstrukturen mit herkömmlicher Beleuchtung ist eine Herausforderung, da moderne Verbundharzwerkstoffe den optischen Eigenschaften der Zahnsubstanz nahezu perfekt entsprechen10,11. Die Fehldiagnose von Kompositharz führt zu ungenauen Zahndiagrammen, falscher Karies-Risikobewertung und unangemessener Behandlungsplanung11. Darüber hinaus werden epidemiologische Daten gefälscht12.

Kompositharz ist aufgrund seiner einfachen Handhabung, seiner ästhetischen Eigenschaften und seiner klinischen Leistung das Material der Wahl für direkte Restaurationen13. Dennoch müssen viele Kompositrestaurationen aufgrund von sekundärer Karies, Frakturen oder anderen Gründen erneuert werden14,15. Die Entfernung von Harzresten kann jedoch unter herkömmlichen Lichtbedingungen anspruchsvoll sein. Selbst mit dem Einsatz einer Vergrößerungshilfe und dem Einsatz von taktilen Sonden oder ausgiebigem Trocknen der Zähne sind Kompositreste manchmal schwer von solider Zahnstruktur zu unterscheiden. Reste von Kompositresten bei der Entfernung der Klebstoffrestauration verringern die Qualität weiterer Restaurationen und haben eine ästhetische Beeinträchtigung durch mögliche Verfärbung der Ränder 1,16,17,18,19,20,21,22 . Im Gegenteil, eine Überpräparation aufgrund einer Fehldiagnose von Kompositharz versus Zahnstruktur kann zu unnötigem Substanzverlust führen 1,2.

In der dentalen Traumatologie ist die Fixierung der verletzten Zähne mittels Traumaschienen häufig und in vielen Fällen zwingend erforderlich23. Die Traumaschienen werden in der Regel mit einem fließfähigen Verbundharzmaterial auf den Zähnen fixiert. Eine unvollständige Entfernung des Verbundharzmaterials kann in diesem Szenario zu den oben beschriebenen Wertminderungen führen. Da Zahntraumata meist in Frontzähnen auftreten, sind eine Beeinträchtigung der Ästhetik und eine ausreichende Haftung weiterer Rekonstruktionen entscheidend. Ziel des Artikels ist es daher, die Anwendung der FIT-Methode als effizienten und unkomplizierten Ansatz zur Detektion und Entfernung von Verbundharzmaterialien zu demonstrieren.

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Protocol

Die in dieser Studie verwendeten Zähne waren Teil eines Projekts, das von der lokalen Ethikkommission genehmigt wurde (EKNZ UBE-15/111). Die Teilnehmer gaben eine schriftliche Einverständniserklärung ab, und alle Daten wurden anonymisiert, um die Vertraulichkeit der Patienten zu wahren.

1. Detektion von zahnfarbenem Kompositharzmaterial mittels FIT

  1. Verdunkeln Sie den Raum (natürliches und künstliches Licht).
  2. Tragen Sie eine klare oder gelb getönte Schutzbrille mit UV-Schutz.
  3. Verwenden Sie eine fluoreszenzinduzierende Lichtquelle, um die Zahnsubstanz und die zahnfarbene Kompositharzrestauration zu beleuchten (Abbildung 1).
    HINWEIS: Das Verbundharzmaterial erscheint heller als die Zahnsubstanz (Abbildung 2). Jedes Gerät mit einer Wellenlänge von 398 ± 5 nm kann als fluoreszenzinduzierende Lichtquelle verwendet werden. Scheinwerfersysteme erscheinen besonders geeignet, da der Lichtfleck die gesamte Mundhöhle ausleuchtet und eine gleichzeitige taktile Untersuchung ermöglicht. Obstruktive Faktoren wie Speichel und Plaque stören die FIT-Methode nicht; Daher ist eine vorherige Reinigung und wiederholtes Trocknen der Zähne nicht notwendig.

2. Entfernung von zusammengesetzten harzgebundenen Traumaschienen mit FIT

  1. Präoperativer Scan mit einem intraoralen Scangerät und geeigneter Software für experimentelle Auswertungszwecke
    1. Starten Sie das intraorale Scangerät und öffnen Sie die Software (siehe Materialtabelle).
    2. Klicken Sie auf Neuen Patienten hinzufügen, um Ihren Patienten zu registrieren, füllen Sie die Lücken Nachname, Vorname, Geburtsdatum und Patienten-ID aus und klicken Sie auf Fall hinzufügen.
    3. Wählen Sie Kieferscan und Abdrücke im Abschnitt Indikationen. Klicken Sie dann auf Weiter.
    4. Verdunkeln Sie den Raum (natürliches und künstliches Licht) und trocknen Sie das Arbeitsfeld, um den Scanvorgang zu erleichtern.
    5. Starten Sie den Intraoralscanner und führen Sie einen digitalen Oberflächenscan des Einsatzfeldes durch (Abbildung 3A).
  2. Visualisierung des Verbundharzmaterials
    1. Wiederholen Sie die Schritte 1.1-1.3.
    2. Entfernen Sie das Verbundharzmaterial mit den üblichen Methoden (z. B. einem Hochgeschwindigkeits-Winkelstück mit Diamantbohrern und Poliervorrichtungen) (Abbildung 4).
      HINWEIS: Entfernen Sie die Verbundharzreste in der Nähe des Zahnschmelzes mit einem Hartmetallbohrer, der zum Entkleben ausgelegt ist.
  3. Postoperativer Scan zur experimentellen volumetrischen Beurteilung
    1. Wiederholen Sie die Schritte 2.1.1-2.1.5.
       
       
  4. Experimentelle volumetrische Bewertung
    1. Klicken Sie auf Exportieren , um die prä- und postoperativen Scans als Surface Tessellation Language (STL) in höchster Auflösung zu exportieren.
    2. Öffnen Sie die geeignete Software und drücken Sie Recombine.
    3. Laden Sie die prä- und postoperativen Scans in die Software hoch, indem Sie auf Importieren klicken.
    4. Drücken Sie Arrangement, um die prä- und postoperativen Scans mit der Best-Fit-Methode zu überlagern.
    5. Drücken Sie Analyse, um die volumetrischen Veränderungen von prä- zu postoperativen Scans zu visualisieren. Wählen Sie die Zahnstellen aus, an denen vermutlich volumetrische Veränderungen aufgetreten sind, indem Sie im Abschnitt Werkzeuge Region wählen. Analysieren Sie volumetrische Änderungen mit den Softwaretools für lineare und volumetrische Messungen, dem Entfernungswerkzeug bzw. dem Volumenanalyse-Tool.
      1. Presseabstände unter dem Abschnitt Werkzeuge zur linearen Quantifizierung von Zahnsubstanzverlust und zusammengesetzten Harzresten in Farbe (z.B. unveränderte Bereiche: grün, Substanzverlust: blau und violett, überschüssiges Material: gelb und rot, Abbildung 3B). Verwenden Sie den Farbbalken auf der linken Seite, um lineare volumetrische Änderungen zu quantifizieren. Suchen Sie außerdem den Cursor an den entsprechenden Zahnstellen; Suchen Sie im Feld links nach dem genauen Cursorabstand.
      2. Pressevolumenanalyse unter der Rubrik Werkzeuge zur volumetrischen Quantifizierung von Zahnsubstanzverlust und Kompositharzresten . Suchen Sie nach der volumetrischen Änderung in der Box auf der linken Seite.

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Representative Results

Die Verwendung der FIT-Methode lässt die meisten Verbundharzmaterialien heller erscheinen als gesunde Zahnstrukturen (Abbildung 2 und Abbildung 5). Daher ist FIT nicht nur bei der Detektion von Kompositharzmaterial anwendbar, sondern erleichtert auch die Entfernung von Verbundharzmaterialien im Allgemeinen und explizit in Seitenzähnen, während der kieferorthopädischen Bracket-Debonding und bei der Entfernung von Traumaschienen 1,2,24,25,26,27,28,29,30,31, 32.

Abbildung 6 zeigt ein Zahnmodell nach Traumaschienenentfernung unter konventioneller Beleuchtung (Zähne 13, 12, 11) und mit Hilfe von FIT (Zähne 21, 22, 23). Abbildung 6C zeigt die Quantifizierung von Kompositresten und Zahnsubstanzverlust in der Software (unveränderte Bereiche: grün, Substanzverlust: blau und violett, überschüssiges Material: gelb und rot). Die Diskrepanz des prä- und postoperativen Scans, gemessen mit dem Distance-Tool , zeigte Kompositreste und Substanzverlust von ± 0,1 mm in den Zähnen 13, 12 und 11. Die Zähne 21, 22 und 23 zeigten nach Entfernung der Traumaschiene fast keine Veränderungen der Oberfläche (± 0,01 mm). Darüber hinaus werden die Verbundreste durch das FIT-Verfahren sichtbar gemacht (Abbildung 6B), während sie bei herkömmlicher Lichtbeleuchtung unentdeckt bleiben (Abbildung 6A).

Figure 1
Abbildung 1: Fluoreszenz-induzierende Lichtquelle. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 2
Abbildung 2: Zahnmodell mit mehreren Kompositharzrestaurationen . (A) Konventionelle Beleuchtung, (B) FIT. Abkürzung: FIT = Fluorescence-aided Identification Technique. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 3
Abbildung 3: Präoperativer Scan und Visualisierung der volumetrischen Veränderungen nach Entfernung der Traumaschiene. (A) Präoperativer Oberflächenscan. (B) Visualisierung der volumetrischen Veränderungen von prä- zu postoperativen Scans in Farbe (unveränderte Bereiche: grün, Substanzverlust: blau und violett, überschüssiges Material: gelb und rot). Der Farbbalken links ermöglicht die Quantifizierung von Zahnsubstanzverlust und Kompositharzresten. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 4
Abbildung 4: Geeignete Vorrichtungen zur Entfernung von Kompositharz bei der Entfernung von Traumaschienen. Von links nach rechts: Diamantbohrer, Klebeharzentferner, Dorn, Kontur- und Polierscheiben, Bürstenpoliersystem. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 5
Abbildung 5: Zahnmodell mit mit Kompositharz fixierter Traumaschiene . (A) Konventionelle Beleuchtung, (B) FIT. Abkürzung: FIT = Fluorescence-aided Identification Technique. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 6
Abbildung 6: Zahnmodell nach Traumaschienenentfernung unter konventioneller Beleuchtung (Zähne 13, 12, 11) und mit Hilfe von FIT (Zähne 21, 22, 23). (A) Unter konventioneller Lichtbeleuchtung, (B) beleuchtet durch FIT (markiert: Kompositreste), (C) volumetrische Bewertung (markiert: Kompositreste und Substanzverlust). Abkürzung: FIT = Fluorescence-aided Identification Technique. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

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Discussion

Die konventionelle Beleuchtung (z.B. durch eine Dentaleinheitslampe) ist ein unbefriedigendes diagnostisches Werkzeug zur Identifizierung von Kompositharzrestaurationen. Für eine bessere Diagnostik mit herkömmlicher Beleuchtung ist eine Vergrößerungshilfe, Trocknung oder auch mühsame Reinigung der Zähne notwendig. Selbst unter idealen Umständen scheint die konventionelle Beleuchtung nicht ausreichend zu sein. Eine Studie zeigte, dass konventionelle Beleuchtung zu einer Fehlerkennung von Kompositharzrestaurationen und gesunder Zahnsubstanz führen kann33. Die FIT-Methode scheint in vielerlei Hinsicht überlegen zu sein. FIT ist ein Diagnosewerkzeug mit hoher Genauigkeit, Reproduzierbarkeit und Wiederholbarkeit 1,2. Auch obstruktive Faktoren wie Speichel oder Biofilm beeinflussen das Ergebnis von FIT1 nicht.

FIT weist auch eine ausgezeichnete Vereinbarung zwischen und innerhalb von Betreibernauf 1. Studien haben gezeigt, dass FIT zufriedenstellende Ergebnisse liefert, wenn es von Zahnärzten mit unterschiedlichem Erfahrungsstand verwendetwird 1,33. Selbst Zahnmedizinstudenten zeigten vergleichbare Ergebnisse mit erfahrenen Zahnärzten unter Verwendung von FIT 1,33. Die Sehschärfe, die individuelle Variationen zeigt, wird jedoch von vielen Faktoren beeinflusst. Bei Menschen über 40 Jahren tritt eine physiologische Lockerung der Akkommodation (Presbyopie) auf34. In Studien zeigten jüngere Prüfer unter 40 Jahren eine höhere Sensitivität beim Nachweis einer Kompositharzrestauration als eine Gruppe, die älter als 40 Jahrewar 33.

Jede fluoreszenzinduzierende Lichtquelle ist für die FIT-Methode33 anwendbar. Teure und langwierige Systeme können vermieden und einfache und kostengünstige Systeme wie Stirnlampen, Handlampen oder ein modifizierter Mikromotor bevorzugt werden. Aufgrund der Verfügbarkeit eines geeigneten Systems für die FIT-Methode ist FIT ein Diagnosewerkzeug mit einem breiten Anwendungsspektrum. FIT kann für diagnostische Zwecke und als zusätzliches Werkzeug zur Entfernung von Kompositharzmaterialien in der rekonstruktiven Zahnmedizin, dentalen Traumatologie (Traumaschienenentfernung) und Kieferorthopädie (Bracket Debonding) eingesetzt werden24,25,26,27,28,29,30,31,32 . FIT ist auch in der zahnärztlichen Forensik von Vorteil, da mehrere Studien ergeben haben, dass mehr Restaurationsstellen mit FIT35,36,37,38,3 9 erkannt werden können.

Die Auswertung von Kompositresten und gesundem Zahnsubstanzverlust nach Traumaschienenentfernung mittels Software nach überlappenden prä- und postoperativen Scans verdeutlicht die Genauigkeit der FIT-Methode. Intraoralscanner eignen sich für diesen Zweck, da sie genau und zuverlässig sind28. Geringfügige volumetrische Veränderungen können mit hoher Präzision erkannt werden28. Viele der verfügbaren Verbundharzmaterialien zeigen Fluoreszenzeigenschaften. Die Leuchtkraft der Fluoreszenz variiert jedoch je nach Hersteller und Farbton zeitgenössischer Verbundharzmaterialien erheblich39.

Bemerkenswerterweise fluoreszieren einige Materialien weniger oder sogar nicht genug für die Anwendung der FIT-Methode 3,36,37,39. Darüber hinaus nimmt das Fluoreszenzsignal der Verbundharzmaterialien mit der Zeitab 6,7,8,9. Es könnte schwieriger sein, ältere Kompositharzrestaurationen mit der FIT-Methode zu identifizieren. Diese Faktoren sind der Hauptnachteil der FIT-Methode und müssen bei der Anwendung der FIT-Methode berücksichtigt werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass FIT ein zuverlässiger, schneller und nichtinvasiver Ansatz für die Detektion von Verbundharzen ist.

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Disclosures

Alle Autoren erklären, dass sie keinen Interessenkonflikt haben.

Acknowledgments

Diese Studie wurde durch ein Forschungsstipendium der Schweizerischen Zahnärztegesellschaft (SSO Research Grant 292-16) unterstützt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Bonding Resin Remover, H22ALGK 016 Komet Dental, Lemgo, Germany Any other material/equpiment with the same function/purpose might be used.
Cerec Omicam, Connect SW 5.1.3 Dentsply Sirona, York, PA, USA Any other material/equpiment with the same function/purpose might be used.
Diamant bur Intensiv SA, Montagnola, Switzerland Any other material/equpiment with the same function/purpose might be used.
Mandrell 3M, Saint Paul, MN, USA Any other material/equpiment with the same function/purpose might be used.
MASTERmatic KaVo Dental GmbH, Biberach, Germany Any other material/equpiment with the same function/purpose might be used.
Occlubrush Kerr, Orange, CA, USA brush polishing system
OraCheck Software, Version 5.0.0 Cyfex AG, Zurich, Switzerland Any other material/equpiment with the same function/purpose might be used.
SIROInspect Dentsply Sirona, York, PA, USA Any other material/equpiment with the same function/purpose might be used.
Sof-Lex 3M, Saint Paul, MN, USA Contouring/polishing discs; any other material/equpiment with the same function/purpose might be used.

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