Kuitulujitteiset yhdistelmämuovisillat

Kuitulujitteisten siltojen luokittelu

Kuitulujitteisessa hammassillassa käytetään kuormitusta kantavana osana jatkuvia lujitekuituja, joista parhaiten hammaslääketieteen tarpeisiin soveltuvat tällä hetkellä lasikuidut. Kuitulujitteinen silta voi olla joko väliaikainen (käyttöaika yhdestä kahdeksaan kuukauteen) «Nohrström TJ, Vallittu PK, Yli-Urpo A. The effect of position and quantity of glass fibers on the fracture resistance of provisional fixed partial denture. Int J Prosthodont 2000; 13: 72-8. »2, «Chung KH, Ling T, Wang F. Flexural strength of a provisional resin material with fibre addition. J Oral Rehabil 1998; 25: 214-7. »3 tai pysyvä «Körber HK, Körber S. Experimentelle Untersuchungen zur Passgenauigkeit con GFK-Bruckengerusten "Vectris". Quintessenze Zahntechik 1998; 24: 43-53. »4, «Kolbeck C, Rosentritt M, Behr M, Lang R, Handel G. In vitro examination of the fracture strength of 3 different fiber composite and 1 all-ceramic posterior inlay fixed partial denture systems. J Prost»5, «Freilich MA, Karmarker AC, Burstone CJ, Goldberg AJ. Development and clinical applications of a light-polymerized fiber-reinforced composite. J Prosthet Dent 1998; 80: 311-8. »6, «Freilich MA, Duncan JP, Alarcon EK, Eckrote KA, Goldberg AJ. The design and fabrication of fiber-reinforced implant prostheses. J Prosthet Dent 2002; 88: 449-54. »7, «Freilich MA, Meiers JC, Duncan JP, Eckrote KA, Goldberg AJ. Clinical evaluation of fiber-reinforced fixed bridges. J Am Dent Assoc 2002; 133: 1524-34. »8, «Freilich MA, Duncan JP, Meiers JC, Goldberg AJ. Preimpregnated, fiber-reinforced prostheses. Part I. Basic rationale and complete coverage and intracoronal fixed partial denture design. Quintessence I»9, «Ahlstrand WM, Finger WJ. Direct and indirect fiber-reinforced fixed partial dentures: case reports. Quintessence Int 2002; 33: 359-65. »10, «Meiers JC, Duncan JP, Freilich MA, Goldberg AJ. Preimpregnated, fiber-reinforced prostheses: Part II. Direct applications: splints and fixed partial dentures. Quintessence Int 1998; 29: 761-8. »11, «Meiers JC, Freilich MA. Conservative anterior tooth replacement using fiber-reinforced composite. Oper Dent 2000; 25: 239-43. »12, «Meiers JC, Freilich MA. Chairside prefabricated fiber-reinforced composite fixed partial dentures. Quintessence Int 2001; 32: 99-104. »13, «Kangasniemi I, Vallittu PK, Meiers J, Dyer SR, Rosentritt M. Consensus statement on fiber-reinforced polymers: Current status, future directions, and how they can be used to enhance dental care. Int J»14. Väliaikainen hammassilta on muutoin samanlainen kuin tavallinen hammaslaboratorion valmistama väliaikainen silta, paitsi että se on lujitettu lasikuiduilla «Chung KH, Ling T, Wang F. Flexural strength of a provisional resin material with fibre addition. J Oral Rehabil 1998; 25: 214-7. »3. Sillan perusmateriaali on tavanomaista väliaikaisen sillan akryylimuovia, jonka pinnan kuluminen rajoittaa sillan pitkäaikaista käyttöä. Kuitulujitteisia väliaikaisia siltoja käytetään vaippakruunukiinnitteisten metallokeraamisten tai kokokeraamisten siltojen valmistamisen välivaiheiden aikana esimerkiksi purentaan tai ulkonäköön liittyvien epävarmuustekijöiden selvittämiseksi. Väliaikaisen luonteensa vuoksi sillan laboratoriotekniset kustannukset eivät saisi poiketa paljoa normaalista väliaikaisesta sillasta.

Pysyvin kuitulujitteisiin siltoihin valmistetaan kuormitusta kantava kuitulujitteinen runko, jonka päälle kerrostetaan yhdistelmämuovia. Silta voidaan valmistaa joko hammaslaboratoriossa (epäsuoratekniikka), vastaanotolla (chair-side-tekniikka) tai potilaan suussa (suoratekniikka). Erilaisia siltatyyppejä ovat vaippakruunukiinnitteinen silta, inlay/onlay-kiinnitteinen silta, pintakiinnitteinen silta, hybridisilta (kaksi tai useampia erilaisia kiinnityselementtejä «Vallittu PK, Sevelius C. Resin-bonded, glass fiber reinforced composite fixed partial dentures - A clinical study. J Prosthet Dent 2000; 84: 413-8. »15.

Siltatyyppiä valittaessa on ensisijaisesti arvioitava kuinka paljon hampaan kovakudosta on jäljellä sillan kiinnittämiseksi. Kuitulujitteisen sillan valmistamisen lähtökohtana on hampaan tuhoutuneen osan korvaaminen keinoaineella, joka samalla antaa sillalle kiinnityksen. Kiinnitys perustuu biomekaanisiin periaatteisiin ja adhesiivitekniikkaan. Sillan valmistaminen näiden periaatteiden mukaisesti säästää hammaskudosta ja vähentää hammaslääkärin ja hammasteknikon työn määrää. Tämä samalla myös alentaa hoidon kustannuksia. Hoidon teknisten kustannusten alentamiseksi on myös mahdollista tilata hammaslaboratoriosta osittain valmiiksi tehtyjä siltoja (puolivalmiste). Esimerkiksi inlay-kiinnitteisen sillan inlayn okklusaalipinnan päällystäminen yhdistelmämuovilla voidaan tehdä normaalilla paikkaustekniikalla sillan sementoinnin jälkeen. Laboratorio valmistaa tässä tapauksessa ainoastaan sillan rungon ja välihampaan.

Sillan suunnittelu

Sillan suunnittelun lähtökohtana on hampaiston ja purentaelimistön kuntoutuksen tarve ja stabiilin okkluusion aikaansaaminen. Sillan kuormitusta kantava runkorakenne suunnitellaan työtä tilaavan hammaslääkärin toimesta ja tarvittaessa konsultoidaan hammasteknikkoa. Rungon kuiturakenne piirretään laboratoriotyötilauslomakkeeseen osaproteesin suunnitelman tavoin «»1. Siltaan kohdistuu kuormituksia, joiden pääkomponentit ovat vertikaalinen voimakomponentti ja kallistavat voimakomponentit. Vaippakruunusillassa siltaa paikoillaan pitävä ja keikkumista estävä resistenssi saadaan aikaan riittävän yhdensuuntaisilla pilarihionnoilla. Sillan mekaanisen resistenssin huomioon ottaminen kuormankantokyvyn lisäksi on perusta myös kuitulujitteisten siltojen valmistamiselle. Sillan rungon muotoilulla saatava mekaaninen resistenssi yhdistettynä erityisesti kiilteeseen saatavaan adhesiiviseen kiinnitykseen on sillan kliinisen kestävyyden lähtökohta.

Vertikaalisia okklusaalisia purentavoimia vastaan käytetään yksisuuntaisia kuituja (päärunko), jotka sijoitetaan sillan tukihampaiden väliin. Molemmista päistään tuetussa sillassa kuidut asetetaan lähelle alveoliharjannetta eli kuormituksen aikana veto tulee jännityksen puolelle «Dyer SC, Lassila LVJ LVJ, Vallittu PK. The effect of internal fiber arrangement on the delamination failure in hybrid composite dental prostheses. J Phys Mesomechanics 2004; 7: 119-22. »16, «Dyer SR, Lassila LVJ, Jokinen M, Vallittu PK. Effect of fiber position and orientation on fracture load of fiber-reinforced composite. Dent Mater 2004; 20: 947-55. »17, «Dyer SR, Lassila LVJ, Alander P, Vallittu PK. Static strength of molar region direct technique glass-fibre-reinforced composite fixed partial denture. J Oral Rehabil 2005; 32: 351-7. »18. Vain toisesta päästään tuetun sillan (ns. riippuvat yksiköt) päärungon kuidut sijoitetaan mahdollisimman lähelle okklusaalipintaa. Erityisen tärkeätä tämä on tukihampaan ja riippuvan yksikön yhdistävän ns. konnektorin kohdalla. Päärungon kuitumäärään vaikuttavat sillan jännevälin pituus ja puutosaukon sijainti hammaskaarella. Perusohjeena on, että korvattaessa yhtä inkisiiviä tai premolaaria, saadaan riittävä vertikaalinen kuormankantokyky sillalle yhdellä lasikuitulujitteella (riippuen käytettävästä kuitulujitetuotteesta, tässä tapauksessa everStick CampB). Yhtä molaaria tai kahta premolaaria korvattaessa minimikuitumäärä päärungossa on kaksi kuitulujitetta. Useampia vierekkäisiä hampaita korvattaessa päärungon kuitumäärää lisätään edelleen.

Päärungon kuitujen on tukeuduttava tukihampaiden pinnalle siten, että ne antavat sillalle tukea okkusaalituen tavoin. Päärungon kuidut asetetaan joko kaviteettiin, pilarin päälle tai joissakin tapauksissa intaktin tukihampaan okklusaalipinnan reunaharjun päälle. Mikäli tilaa kuiduille ei ole, on se tehtävä preparoinnilla (vanhan täytteen poistaminen tai pienen kaviteetin preparoiminen intaktiin hampaiseen) «Özcan M, Breuklander MH, Vallittu PK. Effect of slot preparation on the strength oif glass fiber-reinforced composite inlay retained fixed partial dentures. J Prosthet Dent 2005; 93: 337-45. »19.

Sillan mekaanisen resistenssin lisäämiseksi kieppausta aiheuttavia voimia vastaan tarvitaan yleensä lisätukia. Yleisimmin lisätuen (pintakiinnitteinen siipi) tarve on toisesta päästään yläleuan kulmahampaaseen kiinnitetyissä silloilla. Kulmahampaassa oleva distaalinen kaviteetti ja tähän tehty inlay antaa sillalle vertikaalisen tuen. Kulmahampaan lateraalinen kuormitus pyrkii irrottamaan inlayn kaviteetista. Irtoamista vastustava lisätuki valmistetaan joko bukkaalisesti tai palatinaalisesti sijoitetulla pintakiinnitteisellä siivellä. Myös premolaarin tai molaarin inlay-kiinnityselementin viereen voidaan valmistaa joko bukkaali- tai palatinaali-/linguaalipinnoille pintakiinnitteiset siivet, joiden avulla siltaa irrottavia kieppaavia voimakomponentteja saadaan eliminoitua. Kaviteetin suuri vertikaalinen korkeus tai bukko-linguaalinen leveys toimii myös lisätuen tavoin, jolloin erillisiä lisätukia (kieppausesteitä) ei välttämättä tarvita.

Sillan fasadin lohkeamisen «Freilich MA, Meiers JC, Duncan JP, Eckrote KA, Goldberg AJ. Clinical evaluation of fiber-reinforced fixed bridges. J Am Dent Assoc 2002; 133: 1524-34. »8 ehkäisemiseksi on suositeltavaa, että sillan päärunkoa vahvistetaan poikittaisilla kuiduilla välihampaiden kohdalta «Xie Q, Lassila LVJ, Vallittu PK. Comparison of load-bearing capacity of direct technique fiber-reinforced composite FPDs. IADR Annual Meeting, Baltimore, USA, March 9 - 12, 2005. »20. Laboratoriomittausten mukaan poikittaiset lisäkuidut välihampaiden sisällä lisäävät merkittävästi sillan kuormankantokykyä keskifossaa tai kantavaa kuspia kuormitettaessa. Samalla ne estävät murtuman etenemistä okklusaalipinnalta kohti päärunkoa «»2.

Pintakiinnitteisissä etuhammasalueen silloissa pitää selkälevyn lujitekuidut sijoittaa lähelle tukihampaan inkisaalikärkeä ehkäisemään siltaa irrottavia voimakomponentteja. Kuiturungon muotoilu viuhkamaiseksi suurentaa liimapinta-alaa, parantaen sillan kiinnipysymistä. Konnektorin kohdalla sillan rungon kuitujen on oltava tiiviinä yhdistelmämuovilla päällystettynä kuitukimppuna. Tällä helpotetaan myös interdentaalivälien puhdistettavuutta. «»3

Mitä yhdistelmämuovia ja kuinka paljon rungon päälle?

Lasikuiturunko pyritään aina peittämään kauttaaltaan laboratorio- tai paikkausyhdistelmämuovilla. Tällä suojataan kuiturunkoa ja saadaan aikaan kiillotettava hampaanvärinen pintakerros. Kuiturungon suojaaminen on perusteltua vaikka on todettu, että lasikuiturungon paljastuminen joissakin kohdissa ei juuri lisää suun mikrobien tarttumista materiaaliin verrattuna paikkaushoidon yhdistelmämuoviin «Tanner J, Vallittu PK, Söderling E. Adherence of Streptococcus mutans to an E-glass fiber-reinforced composite and conventional restorative materials used in prosthetic dentistry. J Biomed Mater Res 2»21, «Tanner J, Vallittu PK, Söderling E. Effect of water storage of E-glass fiber-reinforced composite on adhesion of Streptococcus mutans. Biomaterials 2001; 22:1613-8. »22, «Tanner J, Carlén A, Söderling E, Vallittu PK. Adsorption of parotid saliva proteins and adhesion of Streptococcus mutans ATCC 21752 to dental fiber-reinforced composites. J Biomed Mater Res 2003; 15: »23. Polyeteenikuitujen paljastuminen sitä vastoin lisää tarttuvien mikrobien määrää merkittävästi «Tanner J, Robinson C, Söderling E, Vallittu PK. Early plaque formation on fiber reinforced composites in vivo. Clin Oral Invest 2005; 9:154-60. »24. Hammashoidossa käytettävät yhdistelmämuovit ja kuitukomposiittimateriaalit perustuvat polymeroitumisreaktionsa osalta akrylaatti- tai metakrylaattiryhmien reagoimiseen «Peutzfeld A. Resin composites in dentistry. The monomer systems. Eur J Oral Sci 1997; 105: 97-116. »25. Tämän takia kaikki yleisesti käytössä olevat yhdistelmämuovit ovat soveltuvia käytettäväksi lasikuiturunkoisten siltojen päällystämisessä. On kuitenkin tarkoituksenmukaista välttää niitä laboratorioyhdistelmämuoveja, joilla on poikkeuksellisen suuri kimmomoduuli (jäykkyys), koska on mahdollista että fysiologisesti joustavan lasikuiturungon päällä oleva jäykkä (kova ja hauras) yhdistelmämuovi lohkeaa irti helpommin kuin hieman joustavampi ja sitkeämpi yhdistelmämuovi.

Purentavoimat välittyvät siltaan okklusaalipinnalla olevan yhdistelmämuovikerroksen kautta. Lasikuiturungon anisotrooppisuus (kuitujen suunnan vaikutus kuiturungon kokoonpuristumiseen) mahdollistaa rungon puristumisen kohtisuoraan lujitekuituja vastaan enemmän kuin lujitekuitujen pituusakselin suunnassa. Eli kohtisuoraan kuitujen pituussuuntaan tulevat voimat, kuten purentavoima, puristavat runkoa kokoon enemmän kuin kuitujen suunnassa tulevat voimat.

Rungon päällä olevan isotrooppisen yhdistelmämuovin kimmomoduuli on suurempi kuin lasikuiturungon kimmomoduuli kuituja kohtisuoraan olevassa suunnassa. Kimmomoduulien erojen vuoksi paikallisiin pistemäisiin kuormituskohtiin (okkludoivat pisteet) muodostuu jännitystiloja, jotka voivat lohkaista paikallisesti pieniä määriä yhdistelmämuovia rungon pinnalta. Lohkeamia voidaan ehkäistä huolellisella purennan tasapainotuksella ja kerrostamalla riittävän paksu kerros yhdistelmämuovia lasikuiturungon päälle. Optimaalinen yhdistelmämuovin kerrospaksuus voimakkaan kuormituksen kohdalla on noin 1,5 mm «Garoushi S, Lassila LVJ, Tezvergil A, Vallittu PK. Load bearing capacity of fibre-reinforced and particlulate filler composite resin combination. J Dent 2006; 34: 179-84. »26. Mahdollinen lohkeama voidaan korjata karhentamalla lohjennut pinta, levittämällä siihen adhesiiviresiiniä ja yhdistelmämuovia sekä tarkastamalla ja viimeistelemällä purenta kaikissa okkluusioasemissa, myös nivelasemassa.

Ulkonäöllisesti sillan rungon kerrostamisessa on tärkeää ottaa huomioon lasikuiturungon läpikuultavuus. Mikäli esimerkiksi approksimaaliväleissä olevan yhdistelmämuovin kerrospaksuus ei riitä peittämään runkoa, kuultaa suuontelon pimeys approksimaalikohtien läpi ja aikaansaa kosmeettis-esteettisen ongelman. Ongelma voidaan ehkäistä maalaamalla siltarungon approksimaalikohdat peittävällä valokovetteisella maalivärillä ennen yhdistelmämuovin kerrostamista.

Milloin lasikuitusiltaa kannattaa käyttää?

Lasikuitusilta antaa hammaslääkärille yhden hoitovaihtoehdon lisää hänen korvatessaan puuttuvia hampaita. Lasikuitusilloista on vielä vain rajallisesti kliinisiä seurantatutkimuksia. Viiden vuoden seuranta-ajalla erilaajuisiin hammaspuutoksiin (1-3 hampaan puutosaukko) lasikuitusilloista on käytössä 93 % «Vallittu PK. Resin-bonded, glass fiber-reinforced composite fixed partial dentures: A clinical follow-up study. J Prosthet Dent 2004; 91: 241-6. »27. Amerikkalaisen tutkimuksen mukaan lasikuitusillan ennuste on samalla tasolla, mikäli sillan välihampaat on tuettu lasikuturungolla «Freilich MA, Meiers JC, Duncan JP, Eckrote KA, Goldberg AJ. Clinical evaluation of fiber-reinforced fixed bridges. J Am Dent Assoc 2002; 133: 1524-34. »8. Kliinistä vertailututkimusta suoralla ja epäsuoralla tekniikalla valmistettujen siltojen toiminnasta ei ole toistaiseksi saatavilla. Laboratoriomittausten mukaan siltojen kuormankantokyvyissä ei ole kuitenkaan eroa.

Lasikuitusillan ei tarvitse ajatella korvaavan perinteisiä vaippakruunusiltoja. Lasikuitusillalla voidaan korvata usein käyttäjälleen epämiellyttävä irrotettava osaproteesi. Perinteisillä silloilla ja implanttikantoisilla silloilla on luonnollisesti edelleen tarvetta hammashoidossa. Kustannuksiltaan lasikuitusilta - toteutettuna minimaalisesti invasiivisen -hoitoperiaatteen mukaan - vastaa suurin piirtein rankaproteesin kustannuksia. Lasikuitusilta antaa potilaalle kuitenkin kiinteän ja käytön kannalta miellyttävämmän hoitoratkaisun. Lasikuitusiltahoidon toteuttaminen on suoritettava huolellisesti alkaen potilaan informoimisesta ja rakenteen suunnittelusta sillan tekniseen ja kliiniseen toteutukseen saakka. Hoidon lähtökohtaisina potilasvalintakriteereinä on pidettävä samoja kriteereitä kuin perinteisilläkin silloilla. Mikäli esimerkiksi potilaan suuhygienia tai purennalliset olosuhteet eivät mahdollista perinteisen siltaproteesin valmistamista, ei onnistumista voida odottaa saatavan lasikuitusillallakaan.

Glass fibre-reinforced fixed partial dentures

There has been considerable interest in developing fixed partial dentures (FPD) reinforced with glass fibre composite (FRC). The first clinical tests with approved materials were made in the middle of the 1990´s with moderate or poor clinical results. With such FRC FPDs, the aim was to replace gold alloys but to keep the technical and clinical procedure the same. Based on current understanding of the FRC FPDs, the rationale in their use is to provide patients with minimally invasive fixed-treatment options. The minimal invasiveness in combination with the reduced labour in FPD fabrication lower the treatment cost and enable patients from all socio-economical classes to have fixed devices to replace missing teeth. The FRC FPDs made with FRC framework and composite resin veneering are definitive solutions although there are also interim FRC FPDs (made of temporary resin and fibre reinforcement). The definitive FRC FPDs are classified according to the type of retaining element (surface retained, inlay retained, full-coverage crown retained and hybrid retained FPDs). To obtain good clinical success for the FRC FPDs, some important designing principles need to be followed. These include using the correct number of fibres in the framework, placing additional surface retaining wings to eliminate tilting of the FPD and using additional fibres to reinforce pontics.