Dokument: Der Effekt von in-vitro-Alterung durch Thermozyklierung und Immersion in Wasser auf die mechanischen Eigenschaften von PETG-Alignermaterial
| Titel: | Der Effekt von in-vitro-Alterung durch Thermozyklierung und Immersion in Wasser auf die mechanischen Eigenschaften von PETG-Alignermaterial | |||||||
| Weiterer Titel: | Effect of in-vitro aging by water immersion and thermocycling on the mechanical properties of PETG aligner material | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=65205 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240429-074808-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Ihssen, Benjamin Alexander [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. dent. Drescher, Dieter [Gutachter] Prof. Dr. Dr. Handschel, Jörg [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Zusammenfassung
Diese Dissertation wurde kumulativ zu der Veröffentlichung “Effect of in-vitro aging by water immersion and thermocycling on the mechanical properties of PETG aligner material” verfasst, die 2019 im Journal of Orofacial Orthopedics / Fortschritte der Kieferorthopädie” publiziert wurde [1]. Das Ziel dieser materialwissenschaftlichen in-vitro Studie war, den Einfluss des Mundhöhlenmilieus auf Aligner-Zahnspangen aus dem thermoplastischen Polymer Polyethyleneterephthalate-Glycol (PETG) zu untersuchen. Die mechanischen Eigenschaften der meisten Polymere sind von Umgebungsfaktoren abhängig und die aktuelle Literatur bietet bezüglich ihres Einsatzes in der Mundhöhle nur unzureichende und kontroverse Informationen. Deshalb sollte die zeitabhängige Wirkung der Mundhöhlentemperatur in Kombination mit Wasseraufnahme aus dem Speichel sowie die thermischer Wechsellasten auf die mechanischen Eigenschaften des PETG in vitro simuliert und ermittelt werden. Insgesamt wurden 66 Probekörper, aufgeteilt in 6 Gruppen einer hygrothermischen Alterung gefolgt von uniaxialen Zugversuchen unterzogen. Intraorale Temperatur-Wechsellasten wurden durch Thermozyklierung zweier Gruppen simuliert. Die Immersion zweier Gruppen in destilliertem Wasser bei 37 °C diente als Modell für den kombinierten Einfluss der Mundhöhlentemperatur in Verbindung mit Wasseraufnahme aus dem Speichel. Zwei unbehandelte Kontrollgruppen dienten als Vergleich. Der unmittelbare Effekt durch Erwärmung des PETG nach dem Einsetzen der Aligner in den Mund wurde durch die Umgebungstemperatur während der Zugversuche simuliert. Die Wasserabsorption der behandelten Gruppen wurde mittels Analysewaage ermittelt. Mit allen Gruppen wurden Zugtests durchgeführt, wobei je eine Immersions-, eine thermozyklierte und eine Kontrollgruppe bei 22°C und jeweils eine bei 37°C Umgebungstemperatur getestet wurden. Für jede Gruppe wurden der Elastizitätsmodul (YM), die 0,2%-Dehngrenze (Rp0.2) und die nominelle Zugfestigkeit (UTS) bestimmt. Für alle bestimmten Werte wurde eine Varianzanalyse durchgeführt. Alle behandelten Gruppen zeigten eine Wasseraufnahme, wobei thermozyklierte Probekörper im Mittel 48% mehr Wasser aufnahmen. Die Thermozyklier- und Immersionsgruppen hatten statistisch signifikant geringere Elastizitätsmoduli und nominelle Zugfestigkeiten. So auch die drei bei 37°C getesteten Gruppen im Vergleich zu den bei 22°C getesteten. Die Ergebnisse dieser Studie tragen zum Verständnis der klinisch wohl bekannten Degradation von Alignern und dem experimentell festgestellten schnellen Abfall initialer orthodontischer Kräfte bei. Zeitabhängig beeinflussen die Mundhöhlentemperatur in Verbindung mit Wasserabsorption sowie intraorale thermische Wechsellasten die elastischen Eigenschaften von PETG-Alignermaterial und können ein Absinken initialer orthodontischer Kräfte fördern. Zusätzlich kann dieser Effekt durch die unmittelbare Erwärmung des Alignermaterials nach dem Einsetzen in den Mund verstärkt werden.This dissertation was written cumulatively to the publication “Effect of in-vitro aging by water immersion and thermocycling on the mechanical properties of PETG aligner material” published in the Journal of Orofacial Orthopedics / Fortschritte der Kieferorthopädie” in 2019 [1]. The in-vitro study aimed to investigate the influence of the intraoral milieu on aligner braces made from the thermoplastic polymer Polyethyleneterephthalate-Glycol (PETG). Mechanical properties of most polymers depend on environmental factors. Nevertheless, current literature only provides insufficient or controversial data regarding their intraoral application. Therefore, the time-dependent impact of the oral cavity’s temperature in combination with water absorption from saliva as well as intraoral temperature changes on the mechanical properties of PETG should be simulated and investigated in-vitro. In total, 66 specimens, divided into six groups, underwent hygrothermal aging and uniaxial tensile testing: two groups were thermocycled to simulate intraoral temperature changes; two groups were immersed in distilled water at 37 °C for the combined influence of the oral cavity’s temperature and water absorption from saliva; two groups served as untreated controls. The immediate effect of warming the PETG after placement in the mouth was simulated through the ambient temperature during tensile testing. Water absorption was determined for the treated groups using an analytical scale. Half the specimens of the immersed, thermocycled and control groups were tensile tested at 22 °C ambient temperature and the other half at 37 °C. Young’s modulus (YM), 0.2 % offset yield strength (Rp0.2), and ultimate tensile strength (UTS) were determined for each group. Variance analysis was carried out for all determined values. All treatment groups showed water absorption, while the thermocycled specimens absorbed 48 % more water. Thermocycled and immersed groups showed a statistically significantly lower Young’s modulus and ultimate tensile strength, as well as the ones tested at 37 °C compared to the ones tested at 22 °C The results of this study add to the understanding of the clinically well-known degradation of orthodontic aligners and the reduction of initial orthodontic forces, which was found in in-vitro studies. Over time the temperature of the oral cavity in combination with water absorption as well as alternating intraoral temperatures, can modify the elastic properties of PETG aligner material and therefore promote a decay of initial orthodontic forces. Additionally, the immediate warming of the aligner material after insertion into the mouth can promote these effects. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 29.04.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 29.04.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 28.12.2021 | |||||||
| Datum der Promotion: | 22.02.2024 |
