@phdthesis{Arndt2007,
  author    = {Martin Arndt},
  title     = {Korrosions- und Dauerlastversuche an Nickel-Titan-Proben im Vergleich zu kommerziellen kieferorthop{\"a}dischen Nickel-Titan-Dr{\"a}hten},
  journal    = {Corrosion and continuous load experiments of nickel titanium samples in comparison with commercial orthodontical nickel titanium wires},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-000344-2},
  year      = {2007},
  abstract  = {Durch den wachsenden Einsatz von nickelhaltigen Behandlungselementen in der kieferorthop{\"a}dischen Praxis und die steigende Verbreitung von Nickelallergie in der Bev{\"o}lkerung werden Studien zur Biokompatibilit{\"a}t solcher Elementen im- mer interessanter. Der entscheidende Faktor, der die Biokompatibilit{\"a}t von kiefer- orthop{\"a}dischen Dr{\"a}hten bestimmt, ist das Korrosionsverhalten. Deshalb wurden Nickel-Titan-Nivellierungsb{\"o}gen, sowie Titan-Molybd{\"a}n-, Kobalt-Chrom- und E- delstahldr{\"a}hte auf ihr Korrosionsverhalten unter realistischen Bedingungen un- tersucht. Hierf{\"u}r wurde eine spezielle Apparatur konstruiert, um die Proben im statischen Immersionstest in Kunstspeichel und Milchs{\"a}urel{\"o}sung bei mechani- scher, thermischer und kombiniert mechanischer und thermischer Belastung kon- trollierter Korrosion unterziehen zu k{\"o}nnen. Danach wurden die Oberfl{\"a}chen der Dr{\"a}hte durch Rasterelektronenmikroskopie (REM) in Verbindung mit energiedi- spersiver R{\"o}ntgenanalyse (EDX) untersucht. Die Nickelabgabe wurde mit einem induktiv gekoppelten Plasma-Massenspektrometer (ICP-MS) gemessen. Au{\"s}er- dem wurden elektrochemische Tests durchgef{\"u}hrt, um das Ruhe- und das Durch- bruchspotential der Proben zu ermitteln. Alle Daten wurden mittels statistischer Tests verglichen (F-Test). Die Ergebnisse liefern nicht nur Informationen {\"u}ber das relative Korrosions- verhalten der Dr{\"a}hte untereinander, sondern erlauben auch eine quantitative Absch{\"a}tzung {\"u}ber die Nickelionenabgabe w{\"a}hrend einer kieferorthop{\"a}dischen Be- handlung. Allgemein lag die maximale Abgabe von Nickelionen zwei Gr{\"o}{\"s}enord- nungen unterhalb der Menge, die t{\"a}glich mit der Nahrung aufgenommen wird. Zwei Dr{\"a}hte, der Dentaurum Tensic und der Forestadent Titanol Low Force, zeigten aufgrund ihrer Oberfl{\"a}chenzusammensetzung eine h{\"o}here Tendenz zur Korrosion als die anderen Dr{\"a}hte. Mittels EDX-Analyse konnte der Grund daf{\"u}r ermittelt werden. Auf der Oberfl{\"a}che des Drahtes Tensic ist die Nickelkonzen- tration mit 59 at.-\% verglichen mit 51,7 at.-\% im Inneren wesentlich h{\"o}her. Die Oberfl{\"a}che des Drahtes Titanol Low Force enth{\"a}lt etwa 5 at.-\% Aluminium. Beide Effekte haben einen negativen Einfluss auf das Korrosionsverhalten. Weiterhin wurden Dauerlasttests und Korrosionsexperimente an d{\"u}nnen ge- sputterten Nickel-Titan-Filmen und an Nickel-Titan-Hohldr{\"a}hten durchgef{\"u}hrt. Dabei handelt es sich um Prototypen f{\"u}r die Entwicklung von neuartigem Nickel- Titan/Polymer-Verbundmaterial f{\"u}r den Einsatz in der Kieferorthop{\"a}die. Diese Untersuchung war Teil eines BMBF-Projektes in Zusammenarbeit mit dem For- schungszentrum caesar in Bonn, der Poliklinik f{\"A}ur Kieferorthop{\"a}die in D{\"u}sseldorf und der Firma Dentaurum. Ziel dieses Projektes war, die Kosten einer kiefer- orthop{\"a}dischen Behandlung dadurch zu senken, dass die Anzahl der notwen- digen Wechsel der Drahtb{\"o}gen minimiert wird. Nachdem Dauerlastexperimen- te (W{\"o}hlertests) an Tensic-Referenzdr{\"a}hten durchgef{\"u}hrt wurden, konnten drei verschiedene Materialstrukturen mittels R{\"o}ntgenbeugung (XRD) beobachtet wer- den. Diese Strukturen wurden der Austenit- und der Martensitstruktur von Nickel- Titan zugeordnet. Bei einer Spannungsamplitude des Materials unterhalb des martensitischen Plateaus konnte kein dauerhafter Martensit beobachtet werden. Wenn jedoch die Spannungsamplitude bis in das martensitische Plateau hinein reichte, aber immer noch klein genug war, dass keine plastische Deformation auf- trat, bildete sich eine typische Martensitstruktur und alle zu erwartenden Reflexi- onspeaks konnten identifiziert werden. Wenn die Spannungsamplitude gro{\"s} genug war, um plastische Deformation zu erzeugen, wurde eine Umorientierung und eine Struktur{\"a}nderung des Martensits gefunden. Die Ergebnisse wurden mit Finite- Elemente-Modellen (FEM) des Biegeexperimentes verglichen, um die Messun- gen der Plateauspannung zu verifizieren. Es wurden au{\"s}erdem Dauerlasttests der NiTi-Prototypen-Hohldr{\"a}hte durchgef{\"u}hrt, um deren Haltbarkeit im Vergleich zum Referenzmaterial zu bestimmen. Zudem wurde das Korrosionsverhalten des gesputterten Nickel-Titan-Materials im Vergleich zu den kommerziellen Dr{\"a}hten untersucht. Die NiTi-Hohldr{\"a}hte zeigten in diesen Tests ein sehr schlechtes Dau- erlastverhalten. Das Korrosionsverhalten aller gesputterten NiTi-Proben war da- gegen in Ordnung. Schlie{\"s}lich wurde noch eine einfache Methode entwickelt, um die Biegekr{\"a}fte von d{\"u}nnen gesputterten Nickel-Titan-Folien zu ermitteln. Bis dahin waren die einzigen M{\"o}glichkeiten, die mechanischen Eigenschaften von d{\"u}nnen Filmen zu bestimmen, Zugversuche und Nanoindentertests. Die Anwendung dieses Tests in der Kieferorthop{\"a}die ist, die aktive Kraft nach der Biegung zu ermitteln. Mit der neuen Methode konnte das gute mechanische Verhalten der gesputterten Filme, welches im Zugversuch bestimmt wurde, im Biegetest best{\"a}tigt werden.},
  language  = {de}
}