Innehåll. Introduktion 4 Ceramir en kort beskrivning av teknologin 4 Ceramir en ny klass av dentala material 5

Transkript

1 1

2 2

3 Innehåll Introduktion 4 Ceramir en kort beskrivning av teknologin 4 Ceramir en ny klass av dentala material 5 Ceramir teknologisk bakgrund 6 Teknologisk bakgrund 6 Biokeramer 6 Kemiskt bundna keramer 7 Unika egenskaper 8 NIB-teknologi basen för Ceramir 8 Biologiska principer 9 Naturlig rörelse och termiska egenskaper 11 Försegling av gränsen mellan konstgjort material och tand 12 Ceramir ger permanent försegling 13 Testmetoderna 14 Litteratur 15 3

4 Introduktion Ceramir en kort beskrivning av teknologin Det pågår en ständig utveckling av direkta 1) och indirekta 2) dentala material. Den stora utmaningen och det gemensamma utvecklingsarbetet för alla direkta material är relaterat till degradering av mekaniska egenskaper, retention och adhesion i munmiljö. I munmiljön pågår ständig aktivitet allt är dynamiskt, allt förändras. Munnen är en komplex miljö och utöver den biologiska mikrofloran måste man även ta hänsyn till temperatur, fuktighet och belastningar som i vissa fall (inte så sällan) gör miljön extrem. Syraangrepp, som resulterar i karies, är ett av de mest förekommande problemen och den enskilt största orsaken till avvikelser från god oral hälsa. Denna komplexitet ställer höga krav på ett material för god funktion i munmiljö och gör det mycket svårt att få fram material som fungerar optimalt i den kliniska situationen. Utvecklingen av dentala material de senaste åren har kommit långt vad gäller att skapa goda förutsättningar för att minimera dessa problem. Dock kvarstår att lösa hur man ska komma till rätta med de problem som är relaterade till degradering av mekaniska egenskaper, retention och adhesion i munmiljö. De flesta material som används fungerar optimalt vid användning i rumstemperatur och normal luftfuktighet men kan få problem vid användning i munhålan och i kontakt med tand. Förutsägbarheten av resultat när direkta material används kan vara problematisk. Enligt litteraturen (referenser anges längst bak i denna skrift) är den vanligaste komplikationen för alla typer av restaurationer att biologin fallerar. Bakterier som orsakar karies kommer in mellan konstgjort material och tand och leder till skador på tanden. Sekundärkaries är den vanligaste omgörnings orsaken för både fyllningar och fast protetik. En naturlig utveckling Tanden består till största delen av kollagen och hydroxyapatit, tätt sammanvävda och med en komplexitet som inte kan uppnås utan att nära imitera naturens egna sätt att skapa material. En intakt tand fungerar optimalt i munmiljö och har i princip bara en svaghet, den är känslig för syraangrepp och kan därmed degraderas och skadas av karies. (Skador kan även ske på parodontiet, tandens upphängningsapparat, det kallas parodontit.) En kariesangripen tand kan repareras på många olika sätt. Det mest optimala vore att återbygga tandens integritet med hjälp av remineralisering byggd på biomimetiska metoder. Material som används för att laga tanden ska vara så naturnära som möjligt och skapa en harmoni i munhålan genom att ha fysikaliska och mekaniska egenskaper som ligger nära tandens. Utvecklingen av Ceramir bygger på grundidén att skapa harmoni i munnen och en naturlig samverkan med tandvävnad genom: En kemisk uppbyggnad som liknar hydroxyapatit, förmåga till remineralisering av tanden och förmåga att skapa naturliga kontakt zoner utan spänningar, varken termiskt eller mekaniskt. Resultatet, Ceramir, härdar genom en upplösnings- och utfällningsmekanism där faser av nanometerstorlek (10 40 nm) bildas och binds till varandra på plats och skapar ett basiskt ph. Denna härdningsmekanism ger materialet en unik förmåga att försegla gränsytan till tandvävnad och skapar också förutsättningar för att hydroxyapatit kan bildas på och i anslutning till materialytan. Det innebär att materialet är bioaktivt. 1) Härdar i munmiljö 2) Framställs industriellt eller på laboratorier 4

5 Ceramir en ny klass av dentalt material Ceramir är en ny klass av dentalt material. Ceramir särskiljer sig från befintliga huvudklasser, till exempel resiner och glasjonomerer, men även från andra vattenbaserade cement, så som exempelvis fosfatcement. Ceramir har följande unika egenskaper: ph (basiskt ph skapas vid härdning) Stabiliseras i munmiljö Förmåga att bilda hydroxyapatit i kontakt med fosfat Krymper inte Naturligt nanokristallin i härdat tillstånd Kontakten till tandvävnad nano strukturell integrering Ceramir är en kemiskt bunden keram som utnyttjar nanoteknologi och får därmed unika egenskaper. Materialet härdar genom att reagera med vatten och lösas upp, för att sedan återkristalliseras som nanokristallina hydrat. Hydraten bildas genom att joner från det upplösta kerampulvret tillsammans med vatten bildar en ny fast struktur när koncentrationen av upplösta joner blir tillräckligt hög. Det nya materialet är uppbyggt av två stabila hydrat - mineralerna katoit och gibbsit. Katoit är ett kalciumaluminathydrat och bildas som kristaller där varje kristall är 10 till 40 nanometer stor. Gibbsit är en aluminiumhydroxid och bildas först som amorf gel för att över tid omvandlas till kristallin gibbsit. Materialet fäster till tandytan genom så kallad nanostrukturell integration och tillhör därför per definition gruppen Nanostrukturellt Integrerande Biokeramer (NIB). Materialets härdningsmekanism bygger på nanoteknik, vilket medför att materialet inte krymper under härdning till skillnad från till exempel resinkompositer. För ytterligare jämförelse mellan materialklasser se tabell nedan. Glasjonomer Resinmodifierad glasjonomer Resin (bondad) Självetsande resin Fosfatcement CERAMIR Sur Sur Sur/neutral Sur/neutral Basisk Polymer Monomerer Monomerer Monomerer Ej monomerer Ej monomer Tvärbindande Polymeriserande Polymeriserande Ej polymeriserande Ej polymeriserande Allergena Allergena Allergena Ej allergen Ej krympning Ej krympning Krymper Krymper Ej krympning Degraderas i munnen Degraderas i munnen Degraderas i munnen Degraderas i munnen Degraderas i munnen Stabil Ets och bond Ets och bond (i produkten) Hydrofil Hydrofob Initial hydrofil / Hydrofil Hydrofil Hydrofob Mikromekanisk retention / Kemisk bindning Mikromekanisk retention / Kemisk bindning / Adhesion Adhesion / Mikromekanisk retention Adhesion / Mikromekanisk retention Mikromekanisk retention Nanostrukturell integrering Bioaktiv 5

6 Ceramir teknologisk bakgrund Teknologisk bakgrund Inom sjukvården används biomaterial för att ersätta delar av ett levande system och för att fungera i nära kontakt med levande vävnad. Biomaterialteknologin har utvecklats starkt och Sverige har en framstående position inom detta område. Den första generationens biomaterial (till exempel Ti, Co-Cr och polymera kompositer samt högmolekylär PE) är biokompatibla, vilket innebär att kroppen accepterar dessa material. Biomaterial har länge använts inom bland annat restaurativ tandvård och höftleds behandlingar. Den andra generationens biomaterial interagerar med kroppen, de är alltså bioaktiva och skapar därmed helt nya behandlingsmöjligheter. Särskilt intressanta tillämpningsområden finns inom dentalområdet samt inom ortopedi och vävnadsregenerering. Biokompatibilitet Biokompatibilitet är ett samlingsnamn som brukar användas för att beskriva ett materials eller implantats egenskaper kopplade till vävnadsrespons för en specifik applikation. Biokompatibiliteten är beroende av den samlade effekten av alla egenskaper, alla ingående komponenter, spårämnen, för oreningar och deras halter. Biokeramer Under de senaste decennierna har keramer blivit ett allt vanligare alternativ till de traditionella polymererna som biomaterial vid dentalt bruk. Keramer definieras ofta som oorganiska, icke-metalliska material. Framställningen av keramer kan ske på två sätt; antingen genom fysikalisk framställning då redan reagerade beståndsdelar sintras samman under hög temperatur eller genom en kemisk reaktion. Många keramer finns i naturen och kallas i dagligt tal för mineraler. Apatit, det vanligaste biologiskt bildade mineralet i kroppen och huvudbeståndsdelen i all hårdvävnad i kroppen, återfinns också i naturen. Apatit är därmed den ideala slutprodukten för ett biomaterial. Keramerna är naturliga och de utmärks av en mycket hög kemisk och termisk stabilitet. De ingående grundämnena är i sitt naturliga tillstånd och befinner sig på sin lägsta energi - nivå. Eftersom de ingående ämnena är färdig reagerade finns det ingen inbyggd drivkraft att förändra materialet, vilket medför att keramerna är oerhört formstabila. De är också linjärt elastiska och deformeras därmed inte permanent vid belastning. Det kristallina systemet i en keram gör att atomerna i princip inte kan skjuvas i förhållande till varandra. Biokeramer finns inom alla de klassiska keram grupperna: traditionella keramer, specialkeramer, glas, glaskeramer såväl som inom de kemiskt bundna keramerna (se tabell). Vid användning av biokeramer ställs det utöver höga krav på materialegenskaperna även krav på låg toxicitet och hög biokompatibilitet. Den vanligaste tillämpningen av biokeramer är som implantat. 6

7 Indelning av keramer i familjer (undergrupper) med exempel på biokeramer inom varje grupp Keramklassificering Traditionella keramer Specialkeramer Glas Glaskeramer Kemiskt bundna keramer Exempel på biokeram Dentala porslin, Leucit Al-, Zr- och Ti-oxider Bioglas Apatit, Wollastonit Kalciumfosfater, Kalciumsulfater, Kalciumaluminater Kemiskt bundna keramer De flesta keramiska material formas vid höga temperaturer genom olika typer av sintringsprocesser. Genom att utnyttja kemiska reaktioner, vanligtvis genom att blanda keramiskt pulver och vätska, kan man även framställa keramiska material vid låga temperaturer (kroppstemperatur). Kemiskt bundna keramer är keramer som bildas genom kemiska reaktioner vid låga temperaturer och dessa keramer är attraktiva ur flera synvinklar: Injicerbart Härdar i kroppen Minimal negativ inverkan på det system som materialet interagerar med Dimensionsstabilt Undvikande av temperaturgradienter (termisk stress) Dessa egenskaper visar klart att det finns en stor potential i att använda de kemiskt bundna keramerna som biomaterial. Kemiskt bundna keramer kan delas in i fem huvudgrupper med skiftande egenskaper (se tabell nedan). Alla dessa grupper används idag som biokeramer inom flera olika applikationer, främst i form av injicerbara pastor. Att använda sig av pastor baserade på dessa keramsystem gör det möjligt att använda keramer i applikationer där det tidigare använts främst poly mera material. Alla fem systemen har sina karakteristiska egenskaper och fördelar och passar därför till olika typer av applikationer. Kemiskt bundna keramer kan delas in i fem huvudgrupper Grupp / namn Kalciuminnehållande system Typiska hydratiserade faser Silikater CaO-SiO 2 Amorf CSH, Tobermorit etc Aluminater CaO-Al 2 O 3 Katoit och Gibbsit Sulfater CaSO 4 Gips, CaSO 4 2H 2 O Fosfater CaO-P 2 O 5 Apatiter och andra Ca-fosfater Karbonater CaO-CO 2 Kalcit, Aragonit 7

8 Unika egenskaper Kalciumaluminatsystemet har flera inneboende egenskaper som gör det mer lämpat för dentalt bruk jämfört med övriga kemiskt bundna keramer: 1. En viktig egenskap är att kalciumaluminat systemet har en hög omsättning av vatten under härdningsför loppet, vilket innebär att mycket vatten binds i materialet under härdningen. Den höga inbindningen av vatten under härdningen ger en hög styrka, flera gånger högre än för normala kalciumfosfater. Dessutom tillåter den höga inbindningen av vatten stora variationer i viskositet och sammansättning, vilket gör det möjligt att använda kalciumaluminaterna i ett bredare spektrum av applikationer. 2. En annan positiv egenskap är att systemet har ett snabbt stelningsförlopp. Det snabba stelningsförloppet är en absolut förutsättning för ett dentalt material. 3. Dessutom visar systemet utmärkt biokompatibilitet och har en unik förmåga att skapa hydroxyapatit i fosfatinnehållande lösningar. 4. Viktigt från ett kliniskt perspektiv är de antibakteriella egenskaperna hos kalciumaluminatsystemet och det faktum att dessa egenskaper inte har någon negativ inverkan på materialets biokompatibilitet eller bioaktivitet. 5. Slutligen och avgörande för dentala applikationer; kalciumaluminatsystemet skall förvaras vid 37 C och 100% luftfuktighet d.v.s. munmiljö för att uppnå optimal prestanda. Det betyder att i den orala miljön, så optimeras alla fysikaliska egenskaper (inklusive retention) med tiden, istället för att degraderas. NIB-teknologi basen för Ceramir Ceramir utnyttjar nanoteknologi och får därmed unika egenskaper. Materialet härdar genom att reagera med vatten och lösas upp, för att sedan återkristalliseras som nanokristallina hydrat. Under upplösningen väter materialet tandytan och när sedan utfällningen av nanokristaller sker kommer kristallerna att bildas på tandväggen, på eventuella fillerpartiklar och på redan existerande kristaller. Detta gör att materialet fästs mot tanden genom samma typ av bindningar som håller ihop själva materialet. De övergripande mekanismerna bygger på ytenergi och mekanisk låsning på nanonivå. Denna mekanism kallas för nanostrukturell integrering. Biokeramer som på detta sätt fäster till sin omgivning kallas för Nanostrukturellt Integrerande Biokeramer (NIB). Bilder visar nanostrukturen hos bildad hydratiserad Ceramir med högupplösande transmissionselektronmikroskopi, HRTEM, med en förstorings-grad av cirka gånger. Den vänstra bilden visar en generell struktur, den högra synliggör atomlagren i hydraten. 8

9 Biologiska principer Ceramir är en biokeramisk teknologi från Doxa, ett företag som är världsledande inom utvecklingen av bioaktiva keramer. Genom tillämpning av biologiska principer bildas apatit när biokeramen kommer i kontakt med fosfatlösningar, såsom saliv eller kroppsvätska och vid implantation i kroppen integreras ben med Ceramir. Detta har visats i ett flertal mikroskopistudier. Materialets kapacitet att bilda apatit bidrar till materialets förseglingsegenskaper och innebär även att Ceramir har en utmärkt biokompatibilitetsprofil. Fördelarna med att välja en behandling baserad på biologiska principer beskrivs bäst genom definitionen av biomimetik, använd naturen som källa till lösningen på problemet. Behandlingar baserade på biologiska principer är i allmänhet mer förlåtande, vilket innebär att de blir enklare att utföra och är mindre teknikkänsliga. Dessutom blir både de direkta och långsiktiga resultaten mer förutsägbara. Istället för att använda teknologier och material som motverkar biologiska principer, kan man idag använda Ceramir, en teknologi som bevisat fungerar tillsammans med den naturliga kemin i kroppen. 10 µm Bilden visar hur Ceramir bildar apatit på ytan vid förvaring i fosfatlösning. ph, bioaktivitet och apatitbildning Vid ett neutralt ph, vilket är det naturliga tillståndet i kroppen, är tandens hårdvävnad stabil och i jämvikt med salivens nivåer av fosfat- och kalciumjoner. Om ph-värdet sjunker, vilket händer när t.ex. syraproducerande bakterier är närvarande eller när man dricker syrliga drycker, blir det obalans och mineralerna i emaljen och dentinet börjar lösas upp (demineraliseras). Fosfat- och kalciumjoner frigörs i saliven för att återställa ph och jonjämvikt. Även andra jonjämvikter i saliven bidrar till att balansera ph. Bilden visar kemiskt och biologiskt inducerad nanostrukturell integration mellan Ceramir och benvävnad. 9

10 Det ph vid vilket emalj börjar upplösas kallas kritisk ph. För att förhindra demineralisering av tandens hårdvävnad är det viktigast att höja ph. Extra kalcium- och fosfatjoner kan tillföras för att bibehålla jämvikten mellan tanden och saliv, även fluor kan tillföras eftersom fluoridjoner bidrar till att en mer stabil typ av apatit bildas. Ceramir skapar en naturlig alkalisk miljö under härdning, dessutom frigörs kalciumjoner. Ett högt ph i kombination med frigjorda kalciumjoner skapar en miljö som bidrar till att hydroxyapatit bildas s.k. remineralisering. Kemiskt är materialet likt kroppens egen mineral apatit. Den största skillnaden ligger i förmågan hos Ceramir att tåla syrakorrosion (en inneboende egenskap hos materialet). Tack vare et högt ph, vilket innebär produktion av hydroxidjoner, kan Ceramir motstå angrepp från både syra och syraproducerande bakterier. Bioaktivitet innebär att materialet har förmåga att samverka med kroppen och har kapacitet att växa ihop med levande vävnader. Ceramir binder till tanden med samma princip som är verksam vid remineralisering, dvs. utfällning av mineraler vid ett alkaliskt ph. Efter härdning är ph alkalisk vilket är det naturliga tillståndet hos materialet och kommer inte att förändras. Alkaliskt ph är den idealiska förutsättningen för remineralisering och är anledningen till bioaktiviteten samt till andra unika egenskaper hos Ceramir vilka tillsammans ger ett mer förutsägbart långsiktigt klinisk resultat. Antibakteriella egenskaper Det har visats i studier att Ceramir hämmar bakterietillväxt. De främsta orsakerna till det är det höga ph som skapas under härdning tillsammans med den initialt höga frisättningen av joner. Möjligen bidrar också strukturen på den härdade ytan till hämning av bakteriell vidhäftning och tillväxt. 10

11 Bilden till vänster visar hur Cerarmir har integrerat med emalj in vivo (emalj till vänster i bilden). Bilden till höger visar hur Cerarmir har integrerat med dentin in vitro (dentin till höger i bilden). 20 nm Naturlig rörelse och termiska egenskaper De termiska egenskaperna i dentala produkter har stor betydelse för funktionaliteten. Om inte de termiska egenskaperna fungerar optimalt ökar risken för att materialförändringar uppstår som kan resultera i läckage i gränsen mellan material och tand. Det termiska beteendet är emellertid inte enbart en materialvalsfråga utan i mycket stor utsträckning beroende på den konstruktiva utformningen. Ceramir är därför utformat så att det i möjligaste mån har naturliga termiska egenskaper. Det rör bland annat termisk expansion, värmeledning och elasticitetsmodul (styvhet). Ceramir har en låg värmeledningsförmåga precis som tandsubstans. Den termiska expansionen hos materialet är i stort sett identisk med den hos emalj och dentin. Detta minimerar risken för termisk chockverkan vid snabba temperaturväxlingar. Det i sin tur medför också att Ceramir har en förmåga att röra sig i likhet med tanden och därmed minskar risken för spaltbildning. Tabellen nedan tydliggör de termiska egenskaperna. Egenskap dentin Emalj Ceramir*** Glasjonomer Komposit E-modul GPa ,7-19,0 7** 5-15* Termisk ledning W/mK 0,57 0,93 0,8-0,9 0,51-0,72 1,1-1,4 Termisk expansion ppm/k 8,3 11, Phillips Science of Dental Materials Eleventh Edition * Applied Dental Materials 8th Edition, McCabe & Walls ** Materials in dentistry, Ferracane *** Interna rapporter, Doxa 11

12 Försegling av gränsen mellan konstgjort material och tand Att kunna skapa en helt tät övergång mellan dentalt material och tandvävnad skulle vara av stor klinisk nytta och samtidigt öka livslängden på många dentala behandlingar. Kort sagt det skulle vara till nytta för patienten. tandvävnadens rörelser kan spänningar uppstå. Dessa spänningar kan generera ett gap mellan material och tand. Naturligtvis motverkas detta av materialets vidhäftning till tanden. Sekundärkaries Grundproblemet är att det efter en tid ofta bildas en spalt mellan material och tand vävnad där näringsämnen och kariesbakterier kan läcka in. När bakterierna börjar metabolisera näringsämnena utvecklas karies i spalten och tandvävnaden förstörs. Detta fenomen är mycket vanligt och kallas normalt för sekundärkaries. Det kan uppstå vid alla typer av restaureringar och är orsak till en stor andel av alla omgörningar. Den långtgående konsekvensen av sekundärkaries vid protetiska restaurationer blir att det protetiska arbetet till slut fallerar, antingen på grund av retentionsförlust eller därför att tanden måste rotfyllas eller dras ur. Spaltbildning För att ett läckage ska kunna uppstå måste det finnas en spalt där näringsämnen och bakterier kan ta sig in. Orsakerna till spaltbildning kan vara många, beroende på vilken typ av material som används. Vissa äldre typer av dentalcement har ett erkänt dåligt urlakningsmotstånd i munnen. Det innebär att man får materialförlust från cement skarven över tid och till slut kan läckage uppstå. Materialförlust i cementskarven kan också bero på ett för dåligt motstånd mot nötning, vilket leder till att material försvinner som en direkt effekt av nötning över tid. En generell orsak till spaltbildning, som gäller de flesta materialtyper i olika utsträckning, är att materialen rör sig olikt tandvävnaden när de utsätts för temperaturförändringar. I munmiljö kan det uppstå stora och snabba temperaturförändringar och när det sker krymper eller expanderar alla material. Om det är stor skillnad mellan materialets och Fästmekanismer För att det ska bli en tät kontakt mellan material och tandvävnad måste materialet kunna väta tandens yta på ett bra sätt. Vissa material är hydrofila och väter den vatteninnehållande tanden på ett naturligt sätt. Andra material är hydrofoba och kräver förbehandling med multifunktionella medel som är både hydrofila och hydrofoba, där den hydrofila delen fäster mot tanden medan den hydrofoba delen fäster till det material som sedan används. Viskositeten och den generella reologin hos materialet är också viktiga för en god kontakt. När kontakten skapats måste materialet också fästa till tandvävnaden. Olika material fäster med olika mekanismer. Några av de vanligaste fästmekanismerna är mekanisk låsning mellan tandens ojämnheter och materialet, kemisk bindning och adhesion. Optimal försegling En grundförutsättning för att läckage inte ska uppstå är att materialet som används vid restaureringen hanteras optimalt. Teknikkänsligheten varierar mellan olika material, men generellt kräver de resinbaserade materialen mest av klinikern. Oftast ska förbehandlingar ske och materialen måste bondas till tandvävnaden för att fästa. Det uppstår krympspänningar vid härdningen och om inte proceduren görs optimalt kommer det i sin tur leda till att det blidas ett gap mellan material och tand. Resinbaserade material är vanligtvis mycket känsliga för vatten och syre. Båda dessa ämnen kan påverka härdningskemin och/ eller det färdighärdade materialet negativt så att det inte når maximal prestanda. Minsta 12

13 lilla vätska som finns närvarande under härdningen kan göra att materialet över tid släpper från tanden och/eller missfärgas. Ju fler steg och ju fler måsten som är kopplade till materialanvändningen, desto större är sannolikheten att något moment inte blir optimalt utfört. De bästa förutsättningarna för en bra och långvarig försegling av kontaktytan mellan material och tand ges av ett material som: Är hydrofilt och på ett naturligt sätt fäster till tandvävnad (nanostrukturell integration) Har en förmåga att fylla ut kontaktytans alla oregelbundenheter Har termiska egenskaper som liknar tandvävnadens Är lätt att hantera och inte kräver optimala förhållanden för en god försegling Skapar en miljö i gränsytan som bevarar tandens och materialets stabilitet över tid (basiskt ph) CERAMIR GER PERMANENT FÖRSEGLING Ceramir har en rad egenskaper som gör att kontakten med tandvävnad blir tät och långvarigt stabil. Den goda vätningen av tandytan samt utfällningen av nanokristaller som fäster på tandytan och växer ihop med resten av materialet skapar den täta för seglingen längs hela kontaktzonen. För mågan att bilda apatit tillsammans med syraresistens, naturliga termiska egenskaper och det basiska ph-värdet ger kontaktzonen dess långvariga stabilitet. 13

14 Testmetoderna När laboratorietester av material utförs är det viktigt att metoderna utformas så att de är anpassade efter det specifika material som ska testas. Inom området dentala material används ofta konsensusstandarder som grund för vilka testmetoder som används. Dessa standarder är framtagna för att påvisa tillräckliga egenskaper för den tänkta applikationen, samtidigt som det finns ett krav att metoden ska vara lätt att implementera. Det gör att standarder är anpassade efter de materialklasser som redan finns på marknaden och designade så att man ska kunna jämföra material per applikation och material klass. Om man då introducerar en helt ny klass av material, i detta fall Ceramir, så är inte alltid de framtagna standardmetoderna direkt applicerbara. Det är många aspekter som måste beaktas vid testförfarandet, till exempel härdningskemi och brottmekanik. som gör att ytan på materialet interagerar med förvarings lösningen. Om prover förvaras i fosfatlösning deaktiveras ytan och det bildas ett skyddande skikt av stabila kalciumfosfater. Om proverna istället förvaras i vatten kommer den lösta koldioxiden i vattnet att bilda kalciumkarbonat på ytan som är porig och som efter en tid lossnar. Om denna process tillåts fortskrida kommer materialet att ätas upp, vilket medför att de uppmätta resultaten blir felaktiga. I övrigt bör i möjligaste mån testmetoder avsedda för keramiska material användas vid testning. Tester i klinisk miljö Ceramir är en teknologi som är optimerad för att fungera i kroppsvätska. Det innebär att materialets optimala prestanda uppnås i den kliniska miljön. Dagens standard metoder för tester av dentalmaterial är oftast anpassade för att ge jämförbara resultat i en miljö som inte helt liknar situationen i kroppen, eftersom befintliga dentalmaterial vanligtvis fungerar optimalt i laboratoriet men sämre i kroppsmiljö. För Ceramir är det av yttersta vikt att alla laboratorietester utförs vid kropps temperatur och att materialet alltid förvaras vid en relativ fuktighet som är över 90 %. Artificiell saliv, en ph-neutral fosfat innehållande lösning, ska alltid användas som förvaringslösning och den ska vara fri från tillsatser av sockerarter och andra kolhydrater eftersom dessa stör härdningsförloppet. Anledningen till detta är att Ceramir har en speciell härdningskemi, Ovanstående bilder visar vikten av rätt förvaringsmiljö vid utvärdering/test av material. I ren vattenmiljö (övre bild) bildas stora kristaller av kalcit på ytan av Ceramir, medan fosfatinnehållande vattenlösningar (nedre bild) ger ett tätt nanostrukturellt apatitlager. 14

15 Litteratur Referenser: Introduktion Leif Hermansson, Adam Faris, Gunilla Gomez- Ortega, and Jesper Lööf: Aspects of Dental Applications Based on Materials of the System, Ceramic Engineering and Science Proceedings, Volume 30, Issue 6, L. Hermansson, L. Kraft and H. Engqvist: Chemically Bonded Ceramics as Biomaterials. 2nd ISAC, Shanghai Nov 2002, Key Eng. Mater. 247 pp (2003) H. Engqvist, J-E. Schultz-Walz, J. Loof, G. A. Botton, D. Mayer, M. W. Phaneuf, N-O. Ahnfelt, L. Hermansson: Chemical and biological integration of a mouldable bioactive ceramic material capable of forming apatite in vivo in teeth. Biomaterials vol 25 (2004) pp ) J Lööf, F Svahn, T Jarmar, H Engqvist, C H Pameijer: A comparative study of the bioactivity of three materials for dental applications Dental Materials Vol 24 (5), (2008) Mjör et. al: Reasons for replacement of restorations in permanent teeth in general dental practice, international Dental Journal (2000) 50, Pjetursson B.E., Lang N.P.: Prosthetic treatment planning on the basis of scientific evidence. J. Oral Rehabilitation, 35 (Suppl. 1) 2008; Pjetursson B.E., Tan W.C., Tan K., Brägger U., Zwahlen M., Lang N.P.: A systematic review of the survival and complications rates of resin-bonded bridges after an observation period of at least 5 years. Clin. Oral Impl. Res. 19, 2008; Jung R.E., Pjetursson B.E., Glauser R., Zembic A., Zwahlen M., Lang N.P.: A systematic review of the 5-year survival and complication rates of implant-supported single crowns. Clin. Oral Impl. Res. 19, 2008; Pjetursson B.E., Brägger U., Lang N.P., Zwahlen M.: Comparison of survival and complication rates of tooth-supported fixed dental prostheses (FDPs) and implant-supported PDFs and single crowns (SCs). Clin. Oral Impl. Res. 18, (Suppl. 3), 2007; Sailer I., Pjetursson B.E.., Zwahlen M., Hämmerle C.H.F.: A systematic review of the survival and complication rates of all-ceramic and metal-ceramic reconstructions after an observation period of at least 3 years. Part II: fixed dental prostheses. Clin. Oral Impl. Res. 18 (Suppl. 3) 2007; Referenser: Ceramir teknologisk bakgrund Taylor & Lea Lea s Chemistry of Cement and Concrete, P C Hewlett, Texbook, Arnold, 1998 R J Mangabhai, F P Glasser, Calcium Aluminate Cements 2001 L.Hermansson, J Lööf, T. Jarmar Integration mechanisms towards hard tissue, Key Eng. Sci. Vol 396, 183 (2009) J. Lööf Calcium-Aluminate as Biomaterial: Synthesis, Design and Evaluation. PhD Thesis Faculty of Science and Technology, Uppsala, University, Sweden (2008) L. Kraft Calcium Aluminate Based Cements as Dental Restorative Materials, PhD Thesis Faculty of Science and Technology, Uppsala, University, Sweden 2002 L. Hermansson and H. Engqvist: Formation of apatite coatings on chemically bonded ceramics, Ceramic Transactions Vol 172 (2006) L. Hermansson, H. Engqvist, J. Lööf, G. Gómez-Ortega, K.Björklund: Nano-size biomaterials based on Ca-aluminate Advances in Science and Technology, Vol. 49 (2006), H. Engqvist, G. A. Botton, M. Couillard, S. Mohammadi, J. Malmström, L. Emanuelsson, L. Hermansson, M. W. Phaneuf, P. Thomsen: A novel tool for high-resolution transmission electron microscopy of intact interfaces between bone and metallic implants, Journal of Biomedical Materials Research, 78A (2006), H.Engqvist, T. Jarmar, Svahn, L.Hermansson, P. Thomsen: Characterization of the tissue-bioceramic interface in vivio using new preparation and analytical tools, Advances in Science and Technology, Vol 49 (2006), Engstrand J, Unosson E, Engqvist H. Hydroxyapatite Formation on a Novel Dental Cement in Human Saliva. ISRN Dentistry. 2012;2012, Article ID Unosson E, Cai Y, Jiang X, Lööf J, Welch K, Engqvist H. Antibacterial Properties of Dental Luting Agents: Potential to Hinder the Development of Secondary Caries. Int J Dentistry Article ID Jefferies, S. R., Fuller, A. E. and Boston, D. W.: Preliminary Evidence That Bioactive Cements Occlude Artificial Marginal Gaps. Journal of Esthetic and Restorative Dentistry. 2015, doi: /jerd Pjetursson B.E., Sailer I., Zwahlen M., Hämmerle C.H.F.: A systematic review of the survival and complication rates of all-ceramic and metal-ceramic reconstructions after an observation period of at least 3 years. Part 1: Single crowns. Clin. Oral Impl. Res. 18 (Suppl. 3) 2007; Tan K., Pjetursson B.E., Lang N.P., Chan E.S.Y.: A systematic review of the survival and complication rates of fixed partial dentures (FPDs) after an observation period of at least 5 years. III. Conventional FPDs. Clin. Oral Impl. Res. 15, 2004; Lang N.P., Pjetursson B.E., Tan K., Brägger U., Egger M., Zwahlen M.: A systematic review of the survival and complication rates of fixed partial dentures (FPDs) after an observation period of at least 5 years. II. Combined tooth-implant-supported FPDs. Clin. Oral Impl. Res. 15, 2004;

16 M00051 Doxa AB (publ) Axel Johanssons gata UPPSALA Tel: