Abformsilikone: Additions- und Kondensationstypen im Vergleich

Auf dem Markt werden viele verschiedene Abformmaterialien angeboten. Einige davon, wie etwa Hydrokolloide, sind nur für vorläufige Abdrücke vorgesehen, während andere, wie etwa Elastomere, eine bessere Leistung bieten und daher für endgültige, präzise Abdrücke verwendet werden können. Neben Abformsilikonen werden Elastomere auch zur Herstellung anderer Werkstoffe verwendet.

Es gibt zwei Arten von Abformsilikonen: Additions- und Kondensationssilikone.

Kondensationssilikone

Kondensationssilikone (Polydimethylsiloxane oder Erstgenerationssilikone) wurden erstmals in den 1950er Jahren in der Zahnheilkunde verwendet (2). Sie bestehen aus einem Basismolekül, Dimethylsiloxan (einem Silikonpolymer), dem zur Erhöhung der Dichte Metalloxide und Kieselsäurepulver zugesetzt werden. Diese Substanzen reagieren, wenn ein flüssiges oder pastöses Aktivierinstrument hinzugefügt wird. Zinn(II)-octoat stellt das am häufigsten verwendete Aktivierinstrument dar. Bei der Kondensationsreaktion werden flüchtige Stoffe (Alkohole) freigesetzt. Alle beteiligten Reaktionen finden bei Raumtemperatur statt und Kondensationssilikone werden aus diesem Grund oft als RTV-Silikone (Vulkanisation bei Raumtemperatur) bezeichnet.

Bei den flüssigeren Sorten muss das Anmischen manuell mit einem Metallspatel erfolgen. Da die Misch- und Verarbeitungszeiten in der Regel kurz sind, ist eine gewisse Erfahrung erforderlich, um das Material innerhalb der vorgegebenen Zeiträume richtig zu verarbeiten. Die Reaktionszeit ist außerdem direkt proportional zur Umgebungstemperatur: In warmen Räumen ist die Reaktion schneller und in kalten Räumen langsamer.

Mechanische Eigenschaften von Kondensationssilikonen

Kondensationssilikone verfügen über hervorragende mechanische Eigenschaften,einschließlich einer sehr hohen Elastizität, die es ihnen ermöglicht, Hinterschneidungen zu überwinden, ohne eine nennenswerte oder dauerhafte Verformung zu erleiden. Darüber hinaus sind sie günstig in der Anschaffung, insbesondere im Vergleich zu Additionssilikonen und anderen Elastomeren, und äußerst vielseitig: Sie können für festsitzenden und herausnehmbaren Zahnersatz verwendet werden, sind mit Standard- und individuellen Abformlöffeln kompatibel und können in Ein- und Zweischritttechniken verwendet werden. (3)

Ein weiterer wichtiger Vorteil dieser Materialien besteht darin, dass sie hydrophob sind. Daher treten bei ihnen keine Synärese- oder Imbibitionsprobleme auf, was bedeutet, dass ihre Dimensionsstabilität durch die Umgebungsfeuchtigkeit nicht beeinträchtigt wird.

Sie haben jedoch auch ihre Nachteile. Die Dimensionsstabilität ist schlechter als bei Additionssilikonen. Die Kontraktion wird durch die Freisetzung von Alkoholmolekülen als Nebenprodukt der Kondensationsreaktion verursacht. (4) Kondensationssilikone sind nicht adhäsiv, deshalb müssen bei der Arbeit mit nichtretentiven Abformlöffeln geeignete Klebstoffe verwendet werden.

Hydrophobie kann auch dann von Nachteil sein, wenn der Arbeitsbereich nicht perfekt sauber ist und Spuren von Speichel oder Blut vorhanden sind. Die Verwendung eines stark hydrophoben Materials unter solchen Bedingungen kann zu einem Abdruck mit mikroskopischen Defekten (Blasen und Löchern) führen, insbesondere in Bereichen in der Nähe des Gingivarands. Wie aus der Literatur hervorgeht, können Abformungen mit Kondensationssilikonen äußerst genaue Ergebnisse liefern, sofern das Untersuchungsfeld absolut sauber gehalten wird und zwischen der Herstellung des Gipsmodells nicht mehr als 15–20 Minuten vergehen. (5)

Additionssilikone

Additionssilikone (Polyvinylsiloxane oder Silikone der zweiten Generation) wurden Anfang der 1980er Jahre entwickelt.(2) Additionssilikone unterscheiden sich von Kondensationsvarianten dadurch, dass der Vulkanisationsprozess, bei dem das Polymer entsteht, durch die Zugabe eines Katalysators ausgelöst wird. Der Prozess ist das Ergebnis einer Vernetzung zwischen den Vinylgruppen des Polymers und den Silangruppen, die durch einen Platinsalzkatalysator (Chlorplatinsäure) aktiviert werden.

Im Gegensatz zur Kondensationsreaktion entstehen bei der Reaktion der Additionssilikone keine Nebenprodukte. Die Dimensionsstabilität ist daher weitaus größer als bei Kondensationspolysulfiden und Silikonen, bei denen es zur Synärese von Reaktionsnebenprodukten kommt. Die Abdrucknahmetechniken sind identisch mit denen bei Kondensationssilikonen. (6)

Mischen und Verarbeiten von Polyvinylsiloxanen

Das Mischen und Bearbeiten von Polyvinylsiloxanen ist im Gegensatz zur Herstellung von Kondensationssilikonen ein äußerst einfacher Vorgang. In den letzten Jahren wurde ein Anstieg der Nachfrage nach ergonomischen Lösungen (7) wie automatischen Mischkartuschen (die manuell über einen Dispenser bedient werden) und automatischen Mischsystemen (elektrisch betrieben) verzeichnet, die eine homogene, blasenfreie und perfekt dosierte Mischung erzeugen, einen qualitativ besseren Abdruck ergeben und dem Zahnarzt weniger Aufwand abverlangen.

Polyvinylsiloxane verfügen über hervorragende mechanische Eigenschaften. Die elastische Rückstellfähigkeit ist von allen Elastomeren die beste und die Dimensionsstabilität ist so gut, dass der Abdruck zum Duplizieren von Modellen verwendet werden kann. Ein weiterer Vorteil von Additionssilikonen ist ihr thixotropes Verhalten, also ihre Tendenz, bei Druckausübung flüssiger zu werden. Dank dieser Eigenschaft können Materialien mit geringerer Dichte leichter in den gingivalen Sulkus fließen und Details präziser erfassen.

Hydrophobie von Additionssilikonen

Wie die Kondensationssilikone sind auch die Additionssilikone von Natur aus hydrophob.  Daher ist es wichtig, das Untersuchungsfeld sauber zu halten, da Spuren von Blut oder Speichel zu Defekten führen können. In den letzten Jahren haben Forscher versucht, hydrokompatiblere Additionssilikone für den Einsatz in feuchten Bereichen wie dem gingivalen Sulkus zu entwickeln. Durch die Zugabe von Tensiden sind die Formeln benetzbar und hydrokompatibel geworden, ohne hydrophil zu werden und Synerese- oder Imbibitionsphänomene zu riskieren. (8)

Ein Nachteil von Additionssilikonen ist die Anfälligkeit des Platinkatalysators gegenüber schwefelhaltigen Verbindungen, die die Reaktion sogar völlig hemmen kann. (9) Im Gegensatz zu Kondensationssilikonen können beim Umgang mit Additionssilikonen keine Latexhandschuhe getragen werden, da dem Latex während des Vulkanisationsprozesses Schwefelverbindungen wie Diethyldithiocarbamate zugesetzt werden. (10) Außerdem muss darauf geachtet werden, Wechselwirkungen mit anderen Produkttypen, einschließlich bestimmter flüssiger zusammenziehender Mittel, insbesondere solcher, die Aluminiumsulfat enthalten, zu vermeiden. (11.12)

Professionelle zahnmedizinische Silikone

Silikone sind Elastomere mit Eigenschaften, die für die Herstellung präziser Abdrücke klinisch unverzichtbar sind.  Additionssilikone stellen im Vergleich zu den Kondensationssilikonen eine neuere Entwicklung dar und bieten allgemein verbesserte Eigenschaften. Obwohl sie zu besseren Ergebnissen führen können, muss allerdings sorgfältiger darauf geachtet werden, Wechselwirkungen zu vermeiden, die die Polymerisation hemmen könnten.

Zhermack bietet eine breite Palette an Kondensations- und Additionssilikonen, um allen klinischen Anforderungen gerecht zu werden.

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Literaturangaben

1. Baldissera, P et al (2019). Materiali e tecnologie odontostomatologiche – terza edizione.
2. Prophet, A. S. (1982). Walter Hoffmann-Axthelm, History of dentistry, Berlin and Chicago, Quintessence Publishing Co., 1981, 8vo, pp. 435, illus., $100.00. Medical History, 26(2), 217-217.
3. Naumovski, B., Bundevska, J., & Kapusevska, B. Comparison of double-phase impression technique in 1 step and 2 steps by evaluating dimensional stability and accuracy of condensation silicones.
4. Donovan, T.E. and Chee, W.W.  A review of contemporary impression materials and techniques. Dent. Clin. N. Am., 2004; 48:445.470
5. Gonçalves, F. S., Popoff, D. A. V., Castro, C. D. L., Silva, G. C., Magalhães, C. S., & Moreira, A. N. (2011). Dimensional stability of elastomeric impression materials: a critical review of the literature. European Journal of Prosthodontics and Restorative Dentistry, 19(4), 163.
6. Hung, S. H., Purk, J. H., Tira, D. E., & Eick, J. D. (1992). Accuracy of one-step versus two-step putty wash addition silicone impression technique. The Journal of prosthetic dentistry, 67(5), 583-589.
7. Craig, R. G. (1985). Evaluation of an automatic mixing system for an addition silicone impression material. Journal of the American Dental Association (1939), 110(2), 213-215.
8. Cullen, D. R., Mikesell, J. W., & Sandrik, J. L. (1991). Wettability of elastomeric impression materials and voids in gypsum casts. The Journal of Prosthetic Dentistry, 66(2), 261-265.
9. Reitz, C. D., & Clark, N. P. (1988). The setting of vinyl polysiloxane and condensation silicone putties when mixed with gloved hands. The Journal of the American Dental Association, 116(3), 371-375.
10. Causton BE, Burke FJ, Wilson NH. Implications of the presence of dithiocarbamate in latex gloves. Dent Mater. 1993;9:209-13.
11. Machado, C. E. P., & Guedes, C. G. (2011). Effects of sulfur-based hemostatic agents and gingival retraction cords handled with latex gloves on the polymerization of polyvinyl siloxane impression materials. Journal of Applied Oral Science, 19(6), 628-633.
12. Tarighi, P., & Khoroushi, M. (2014). A review on common chemical hemostatic agents in restorative dentistry. Dental research journal, 11(4), 423.