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Keywords
- BiokompatibilitÀt (1)
- Festsitzendes BehandlungsgerÀt <Zahnmedizin> (1)
- Massenspektrometer (1)
- Mechanische Be (1)
- Nickel-60 (1)
- Nickel-Titanium (1)
- Röntgendiffraktometrie (1)
- Titan-48 (1)
- biocompatibility (1)
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Durch den wachsenden Einsatz von nickelhaltigen Behandlungselementen in der kieferorthopĂ€dischen Praxis und die steigende Verbreitung von Nickelallergie in der Bevölkerung werden Studien zur BiokompatibilitĂ€t solcher Elementen im- mer interessanter. Der entscheidende Faktor, der die BiokompatibilitĂ€t von kiefer- orthopĂ€dischen DrĂ€hten bestimmt, ist das Korrosionsverhalten. Deshalb wurden Nickel-Titan-Nivellierungsbögen, sowie Titan-MolybdĂ€n-, Kobalt-Chrom- und E- delstahldrĂ€hte auf ihr Korrosionsverhalten unter realistischen Bedingungen un- tersucht. HierfĂŒr wurde eine spezielle Apparatur konstruiert, um die Proben im statischen Immersionstest in Kunstspeichel und MilchsĂ€urelösung bei mechani- scher, thermischer und kombiniert mechanischer und thermischer Belastung kon- trollierter Korrosion unterziehen zu können. Danach wurden die OberflĂ€chen der DrĂ€hte durch Rasterelektronenmikroskopie (REM) in Verbindung mit energiedi- spersiver Röntgenanalyse (EDX) untersucht. Die Nickelabgabe wurde mit einem induktiv gekoppelten Plasma-Massenspektrometer (ICP-MS) gemessen. AuĂer- dem wurden elektrochemische Tests durchgefĂŒhrt, 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 ĂŒber das relative Korrosions- verhalten der DrĂ€hte untereinander, sondern erlauben auch eine quantitative AbschĂ€tzung ĂŒber die Nickelionenabgabe wĂ€hrend einer kieferorthopĂ€dischen Be- handlung. Allgemein lag die maximale Abgabe von Nickelionen zwei GröĂenord- nungen unterhalb der Menge, die tĂ€glich mit der Nahrung aufgenommen wird. Zwei DrĂ€hte, der Dentaurum Tensic und der Forestadent Titanol Low Force, zeigten aufgrund ihrer OberflĂ€chenzusammensetzung eine höhere Tendenz zur Korrosion als die anderen DrĂ€hte. Mittels EDX-Analyse konnte der Grund dafĂŒr ermittelt werden. Auf der OberflĂ€che des Drahtes Tensic ist die Nickelkonzen- tration mit 59 at.-% verglichen mit 51,7 at.-% im Inneren wesentlich höher. Die OberflĂ€che des Drahtes Titanol Low Force enthĂ€lt etwa 5 at.-% Aluminium. Beide Effekte haben einen negativen Einfluss auf das Korrosionsverhalten. Weiterhin wurden Dauerlasttests und Korrosionsexperimente an dĂŒnnen ge- sputterten Nickel-Titan-Filmen und an Nickel-Titan-HohldrĂ€hten durchgefĂŒhrt. Dabei handelt es sich um Prototypen fĂŒr die Entwicklung von neuartigem Nickel- Titan/Polymer-Verbundmaterial fĂŒr den Einsatz in der KieferorthopĂ€die. Diese Untersuchung war Teil eines BMBF-Projektes in Zusammenarbeit mit dem For- schungszentrum caesar in Bonn, der Poliklinik fĂur KieferorthopĂ€die in DĂŒsseldorf und der Firma Dentaurum. Ziel dieses Projektes war, die Kosten einer kiefer- orthopĂ€dischen Behandlung dadurch zu senken, dass die Anzahl der notwen- digen Wechsel der Drahtbögen minimiert wird. Nachdem Dauerlastexperimen- te (Wöhlertests) an Tensic-ReferenzdrĂ€hten durchgefĂŒhrt wurden, konnten drei verschiedene Materialstrukturen mittels Röntgenbeugung (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 groĂ genug war, um plastische Deformation zu erzeugen, wurde eine Umorientierung und eine StrukturĂ€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 auĂerdem Dauerlasttests der NiTi-Prototypen-HohldrĂ€hte durchgefĂŒhrt, um deren Haltbarkeit im Vergleich zum Referenzmaterial zu bestimmen. Zudem wurde das Korrosionsverhalten des gesputterten Nickel-Titan-Materials im Vergleich zu den kommerziellen DrĂ€hten untersucht. Die NiTi-HohldrĂ€hte zeigten in diesen Tests ein sehr schlechtes Dau- erlastverhalten. Das Korrosionsverhalten aller gesputterten NiTi-Proben war da- gegen in Ordnung. SchlieĂlich wurde noch eine einfache Methode entwickelt, um die BiegekrĂ€fte von dĂŒnnen gesputterten Nickel-Titan-Folien zu ermitteln. Bis dahin waren die einzigen Möglichkeiten, die mechanischen Eigenschaften von dĂŒnnen Filmen zu bestimmen, Zugversuche und Nanoindentertests. Die Anwendung dieses Tests in der KieferorthopĂ€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 bestĂ€tigt werden.