Chapter 9 Samenvatting en toekomstperspectieven 211
In technische zin is slijtage het geleidelijke verlies van materiaal uit een werkzaam oppervlak van een lichaam als gevolg van de relatieve beweging op het oppervlak. De wrijving van de betrokken materialen, de bevochtiging van het materiaaloppervlak en de toegepaste belastingsdruk zijn de factoren die invloed hebben op de mate van slijtage. Een soortgelijke definitie kan worden vastgesteld voor de slijtage van tandheelkundige materialen in de mondholte. Het anatomisch vormgegeven restauratieve materiaal glijdt andere kunstmatige materialen of het glazuur oppervlak, de beweging wordt gegenereerd door de beweging van de onderkaak, het smeermiddel is speeksel en de belasting wordt gegenereerd door de kauwspieren. Slijtage als zodanig is een fysiologisch proces dat optreedt in de tijd en beïnvloedt in meer of mindere mate alle natuurlijke gebitselementen alsmede de kunstmatige materialen die zijn opgenomen in de gebitselementen. De dentale harde weefsels zijn de enige weefsels die slechts eenmaal worden vervangen gedurende de levensduur van een mens, dat wil zeggen wanneer het melkgebit wordt vervangen door permanente gebitselementen tussen 6 en 11 jaar na de geboorte. Overmatige slijtage kan worden gezien bij patiënten die lijden aan bruxisme, parafunctionele gewoonten en regurgitatie reflux. Aangezien het tand-kaak stelsel zeer adaptief is, leidt zelfs extreme slijtage van de natuurlijke of gerestaureerde dentitie in het algemeen niet tot aandoeningen van het temporo-mandibulaire gewricht of parodontale problemen. Ook uitgroei van antagonisten ten gevolge van slijtage is beperkt en geeft op zich geen biologische problemen. Daarom vormt slijtage als zodanig in de eerste plaats een aesthestisch probleem, vooral wanneer het zich voordoet in de zichtbare gebieden van de dentitie zoals in het front of premolaar gebieden. Aangezien de meting van klinische slijtage ingewikkeld en tijdrovend is en de resultaten sterk tussen patienten verschillen, zijn verschillende methodes ontwikkeld om slijtage te simuleren met elektro-mechanische apparatuur om kauw bewegingen en fysiologische mechanismen bij belasting na te bootsen. Apparaten om tandheelkundige materialen te testen moeten worden gekwalificeerd voor het beoogde doel. De test apparatuur moet werkzaam zijn binnen aanvaardbare en reproduceerbare grenzen en toleranties. Met betrekking tot kauw-simulatoren zijn kracht, bewegings-snelheid en frequentie de doorslaggevende factoren die moeten worden gecontroleerd, zoals uiteengezet wordt in hoofdstuk 2. Echter, sommige van de methoden zijn niet in staat reproduceerbare resultaten te genereren. In een systematische review, varieerde de mate van slijtage van hetzelfde composiet tussen 30% en 70% voor sommige 212
methoden, terwijl dezelfde parameters werden gebruikt om slijtage te genereren. Deze variatie is zeer waarschijnlijk te wijten aan het feit dat de apparaten niet geschikt waren voor het beoogde gebruik. De Alabama en ACTA-methoden zijn de methoden die het meest worden genoemd in de tandheelkundige literatuur. Slechts twee apparaten die zijn ontworpen om te worden gebruikt als kauw-simulatoren met twee assen, lgeven controle over kracht en de afstand toegepast op de monsters (MTS, BOSE ElectroForce), maar beide apparaten zijn erg duur en beschikken slechts over een kamer. De twee-assige Willytec kauw-simulator is een goed compromis met betrekking tot de reproduceerbaarheid van de resultaten, flexibiliteit, kosten en onderhoud. Deze simulator maakt gebruik van dode gewichten, die op en neer gaan met computergestuurde motoren. Sommige Willytec simulatoren zijn ontworpen om gelijktijdig thermocycling met sequentiële overstromingen en evacueren van de kamers te genereren. Een overzicht laat zien dat, een Willytec kauwen simulator met 8 kamers wordt gebruikt door 15 universitaire afdelingen tandheelkunde en 3 tandheelkundige bedrijven. Een kauw-simulator kan worden gebruikt voor zowel het testen van slijtage en de belasting van prosthetische reconstructies of vullingen geplaatst in geëxtraheerde elementen. Sommige van deze methoden zijn onderdeel van een ISO Technical Specification op slijtage tussen tweevoudige en drievoudige oppervlakken. De verschillende methoden volgen verschillende slijtage concepten en benaderingen en dus variëren sterk met betrekking tot de voornaamste slijtage-beïnvloedende factoren, zoals belasting, abrasief medium, vorm en materiaal van de naald, aantal cycli, krachtbron etc. Daarom kunnen de resultaten niet rechtstreeks worden vergeleken zoals de blinde round robin test op 10 materialen (8 Composite Resins, 1 keramische, 1 amalgaam) getest met 5 verschillende methoden (ACTA, Ivoclar, München, OHSU, Zürich), heeft aangetoond (hoofdstuk 6). De test centra wisten hierbij niet welk materiaal werd getest. De variabiliteit van de testresultaten varieerde enorm tussen de methoden. Van alle vijf testmethoden, bleek de Ivoclar methode de laagste coëfficiënt van de variatie in verhouding tot het aantal geteste exemplaren te vertonen. Intraoral slijtage kan alleen betrouwbaar worden gemeten met geavanceerde apparatuur en na het nemen van replica's. De kwaliteit van de replica is van cruciaal belang voor eventuele kwantificering van slijtage. Het nemen van de afdrukken en het uitgieten met verbeterde steen of epoxyharsen moeten volgens een streng protocol geschieden. Optische sensoren (laser, wit licht interferometrie) en mechanische sensoren (profilometrie) bieden vergelijkbare resultaten met betrekking tot precisie en 213
nauwkeurigheid, zoals een vergelijkende studie liet zien van de slijtage facetten van 126 exemplaren van 12 tandheelkundige materialen (hoofdstuk 4). In deze studie werden de materialen onderworpen aan de Ivoclar slijtage methode inhoudende 120.000 cycli van belasting met 5 kg gewicht, 0,7 mm zijwaartse beweging en gelijktijdige thermocycling. Echter,optische sensoren hebben de voorkeur boven mechanische sensoren omwille van hun efficiëntie en gebruiksgemak. De aard van de antagonist is een ander element dat een cruciale rol speelt in methodes van testen van slijtage. Glazuur zou het materiaal van eerste keuze moeten zijn vanwege de relevantie ervan. Voor wat betreft de samenstelling is het echter niet mogelijk om een biologisch substraat te standaardiseren. Verder is er een tekort aan geëxtraheerde elementen waardoor het noodzakelijk is om te zoeken naar alternatieve materialen. Verschillende materialen zijn voorgesteld als vervanger van glazuur. Het geperste leuciet versterkte keramische IPS Empress is een geschikt materiaal voor dit doel. De OHSU slijtage methode liet zien dat dit materiaal een soortgelijke mate van slijtage genereert als een glazuur stift van dezelfde vorm (hoofdstuk 3). Echter, toen het lithium disilicaat materiaal e.max Press, die een hogere sterkte dan IPS Empress kenmerken, werd gebruikt, bleek de mate van de slijtage verschillend, zowel voor de OHSU als de Ivoclar methode. De correlatie van de fysische parameters van 24 verschillende composiet materialen, waaronder 11 experimentele materialen, werd geanalyseerd in een systematisch onderzoek. Deze studie toonde aan dat het mogelijk was om een slijtage-formule voor de Ivoclar methode creëren zoals getoond in hoofdstuk 5. De slijtage formule is gebaseerd op het volumetrische percentage van alle vulmiddelen en de volumetrische percentage van het grootste vulmiddel, de fractuurresistentie, elasticiteitsmodulus en de Vickers hardheid. De laagste slijtage voor composieten die worden getest met de Ivoclar methode kan worden verwacht voor een materiaal met kleine vulstoffen, hoge fractuurresistentie, hoog vulmiddel volume, hoge elasticiteitsmodulus en een relatief lage Vickers hardheid. De goede correlatie tussen de fysische parameters en de werkelijke mate van slijtage is tekenend voor het feit dat de Ivoclar slijtage methode is gebaseerd op de fysische eigenschappen van de materialen. Met deze formule kan onderzoek worden gedaan om composieten te ontwikkelen met een geringe mate van slijtage in kauwen-simulatoren. Een slijtage methode moet niet alleen intern valide zijn, wat betekent dat de resultaten van de geteste hetzelfde materiaal op twee verschillende punten in de tijd vergelijkbaar zijn, maar de slijtage methode moet ook extern valide te zijn, wat betekent dat de 214
resultaten correleren met in vivo bevindingen. De ruwe gegevens over klinische slijtage van restauratieve materialen (21 compositen voor intra-coronale restauraties, 20 directe en 1 indirecte; 5 kunsthars materialen voor kronen, 1 amalgaam en glazuur), werden verstrekt door de Technologies in Restorative and Cariës (TRAC Research Foundation) Onderzoeksgroep (voorheen Clinical Research Associates CRA) in Provo, USA. De klinische slijtage resultaten werden vergeleken met die van de meest genoemde slijtage methoden, te weten Alabama (gelokaliseerd / gegeneraliseerd), ACTA, OHSU (abrasie/attritie) en de Zurich methode. Bovendien werden de resultaten van de Ivoclar methode onderzocht. De beste en meest significante correlatie is gevonden voor OHSU (abrasie). Voor de methoden Zürich, ACTA, Alabama gegeneraliseerde slijtage, Ivoclar (volume) en München, bleek de correlatie zwak met correlatiecoëfficiënten tussen 0,3 en 0,5 (hoofdstuk 7). Alabama gelokaliseerde slijtage is geheel niet gecorreleerd met de in vivo bevindingen. De combinatie van verschillende methoden leidde niet tot verbetering van de correlatie. Daarom kunnen simulatie methoden niet op betrouwbare wijze de slijtage van restauratieve kunsthars materialen voorspellen na plaatsing in de mondholte. Echter, sommige van hen hebben de potentie om een ruwe indicatie te geven of een materiaal slijtvast of overmatige slijtage in vivo zal geven. Uit de klinische gegevens bleek dat geen enkel composiet zo slijtvast is als amalgaam. Toekomstperspectieven Slijtage kan efficiënt en voldoende nauwkeurig worden gemeten met moderne lasertechnologie zowel in vitro als in vivo. De verschillende laboratorium methoden om de slijtage snelheid van tandheelkundige materialen te testen volgen verschillende concepten en de resultaten kunnen daarom niet met elkaar worden vergeleken. De meeste laboratorium technieken voor het testen van slijtage van tandheelkundige materialen zijn niet gevalideerd en werken met een apparaat dat niet is gekwalificeerd voor dit doel. Lage reproduceerbaarheid en hoge variabiliteit van de test resultaten en een lage correlatie met de klinische resultaten zijn het gevolg. Het nabootsen van de gehele kauwcyclus met alle mogelijke bewegingen van de onderkaak is niet de juiste benadering en is niet nodig om de mate van slijtage van materialen te testen. Echter, een machine die een kracht toepast in slechts één richting is eveneens ontoereikend. In plaats daarvan moet het apparaat computer-gestuurde kracht actoren, bi-axiale beweging en water-uitwisseling in de testkamer hebben. Het apparaat moet eenvoudig, 215
robuust en efficiënt zijn en slechts weinig onderhoud vereisen. Er is geen noodzaak om glazuur te slijpen uit geëxtraheerde elementen en te gebruiken als naald materiaal. Een geperst of machinaal keramisch materiaal van lage sterkte is een adequate vervanging. Het is tijd om een adequaat standaard apparaat voor slijtage vast te stellen evenals een gevalideerde manier van slijtage. Een indicatie voor een gevalideerd slijtage simulatie concept is dat de variatie van de fysische parameters van verschillende composietmaterialen de slijtage van deze composietmaterialen kan verklaren waardoor de methode intern bruikbaar wordt. De klinische resultaten van slijtage kan worden gebruikt voor het extern valideren van de slijtage-methode. Het is wenselijk dat er meer slijtvaste composietmaterialen zodanig worden ontwikkeld dat composiet materialen hun anatomische vorm behouden gedurende langere perioden dan nu het geval is. Mogelijke richtingen van toekomstig onderzoek omvatten (1) betere en sterkere monomeren, (2) betere polymerisatie kinetiek en een hogere conversiesnelheid, (3) intelligente vulmiddel technologieën met optimale distributie en afmetingen evenals een stabiele verbinding tussen het vulmiddel en de matrix. 216