CAD/CAM-Komposite bestehen aus einer organischen Polymermatrix, anorganischen Füllern, einem Silan zur Verbindung beider Bestandteile und Nebenbestandteilen. Chemische Zusammensetzung der anorganischen Phase, Füllergröße, Füllerform und Füllerverteilung beeinflussen die Werkstoffeigenschaften und sind bei direkten Kompositen gut untersucht, während die Herstellerangaben über die anorganische Phase der CAD/CAM-Komposite unvollständig erscheinen und nicht zwischen den angebotenen Transluzenzvarianten differenzieren. Im Unterschied zu den langjährig eingesetzten Keramiken sind CAD/CAM-Komposite „junge“ Werkstoffe in der restaurativen Zahnheilkunde und der zahnärztlichen Prothetik, weisen jedoch einige werkstofftechnische Vorteile auf. Sprödigkeit, Härte und E-Modul liegen näher an denen von Dentin und Schmelz. Die Attrition der Antagonisten prothetischer Versorgungen aus CAD/CAM-Kompositen ist gegenüber Keramiken herabgesetzt. Erste klinische Untersuchungen zeigen zufriedenstellende Überlebensraten entsprechender Restaurationen. Ziel dieser Arbeit war es, die anorganische Phase unterschiedlicher CAD/CAM-Komposite hinsichtlich Größe, Morphologie, chemischer Zusammensetzung, Phasenbestand der Füller sowie Homogenität und Fülleranteil unter Berücksichtigung unterschiedlicher Transluzenzvarianten zu charakterisieren. In einem zweiten Teil wurde der Einfluss der Einlagerung von CAD/CAM-Kompositen in demineralisiertem Wasser, 75%iger Ethanol-Lösung und Pepsi-Cola auf die ausgewählte Werkstoffeigenschaft Vickers-Härte untersucht sowie in Bezug auf die Werkstoffzusammensetzung diskutiert. Ferner wurden die Veränderung der Oberflächenrauigkeit nach Einlagerung und die freie Oberflächenenergie der CAD/CAM-Komposite bestimmt. Sieben kommerziell erhältliche CAD/CAM-Komposite (BRILLIANT Crios, CerasmartTM, LavaTM Ultimate, Shofu Block HC, Tetric® CAD, Grandio® blocs, LuxaCAM Composite) wurden in der Farbe A2 und mit Ausnahme von LuxaCam Composite in den zwei jeweils erhältlichen Transluzenzstufen (HT und LT bzw. MT) untersucht. Zur Füllercharakterisierung wurden eine thermogravimetrische Analyse an zylindrischen Proben (d/h = 4/1 mm), Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) an rechteckigen Proben (Dicke = 3 mm), Röntgendiffraktometrie (XRD) an rechteckigen Proben (Dicke = 3 mm) und Mikro-Röntgen-Computertomographie (µXCT) an zylindrischen Proben (d/h = 1,20/1,77 mm) durchgeführt. Die anorganische Fraktion der CAD/CAM-Komposite zeigte viele voneinander getrennte Füllkörper unterschiedlicher Größe, Form und Sphärizität. Die Füllkörpergröße lag zwischen ~100 nm und 12 µm und war für alle Werkstoffe damit deutlich größer als in den Herstellerspezifikationen angegeben. Nach der Klassifikation von Ferracane handelte es sich somit um „midifill-hybrid“-Komposite. Während in Shofu Block HC die größten und sphärischsten Füllkörper auftraten, waren diejenigen der anderen Komposite kleiner, eher scharfkantig und von geringerer Sphärizität. An den Randbereichen der Füllkörper in LavaTM Ultimate zeigten sich poröse Areale. Diese waren wahrscheinlich durch kleine Nanopartikel, die an der Oberfläche der größeren Partikel anheften, bedingt. Der Füllkörperanteil lag zwischen 37,2 Vol.-% / 61,6 M.-% und 74,4 Vol.-% / 83,1 M.-%., wobei keine eindeutigen Unterschiede zwischen den Transluzenzvarianten eines CAD/CAM-Komposits dokumentiert werden konnten. Auch hier lagen die gemessenen Werte unter den Herstellerspezifikationen, aber über den Werten für direkte Komposite. Chemisch bestanden die untersuchten Füllkörper in allen Kompositen aus Silizium und Sauerstoff, während Aluminium und Barium nur in bestimmten Proben nachgewiesen werden konnten. In LAVATM Ultimate und Shofu Bloc HC trat zusätzlich Zirkonium auf. Die Füller erschienen weitgehend amorph; nur in LAVATM Ultimate konnte eine deutliche kristalline Phase dokumentiert werden. Es ergaben sich keine wesentlichen Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung der untersuchten Füllkörper zwischen den Transluzenzvarianten eines CAD/CAM-Komposits. µXCT zeigte in einzelnen CAD/CAM-Kompositen (LavaTM Ultimate, Tetric® CAD, CerasmartTM, BRILLIANT Crios, Grandio® blocs) Inhomogenitäten, die als Fülleragglomerate oder Poren interpretiert werden konnten. Diese Inhomogenitäten traten im Größenbereich von 1,4 x 104 µm3 (Tetric® CAD, HT; Pore) bis 1,6 x 106 µm3 (LAVATM Ultimate, HT; Fülleragglomerat) auf und machten damit gemessen am jeweiligen Gesamtvolumen der untersuchten Proben einen Volumenanteil von unter 0,01 % aus. Für die Untersuchung der Werkstoffeigenschaften wurden 104 rechteckige Probekörper (Dicke = 3 mm) vorbereitet, poliert und in vier Gruppen eingeteilt: trockene Lagerung für 24 Stunden bei Raumtemperatur (Gruppe 1), Lagerung in demineralisiertem Wasser bei 37 °C (Gruppe 2), Lagerung in 75%iger Ethanol-Lösung bei 37 °C (Gruppe 3), Lagerung in Pepsi-Cola bei 37 °C (Gruppe 4). In der ersten Gruppe wurden Vickers-Härte und Oberflächenrauigkeit nach 24 h bestimmt, in den anderen 3 Gruppen erfolgte die Messung der Vickers-Härte nach 7 und 28 Tagen und die Messung der Oberflächenrauigkeit nach 28 Tagen. Für die Messung der Vickers-Härte wurden für jedes Material und für jede Zeit 15 Einzelmessungen durchgeführt. Die Messung der freien Oberflächenenergie erfolgte für alle Werkstoffe über Kontaktwinkelmessungen unter Nutzung von gereinigtem Wasser und Diiodmethan. Dabei wurden jeweils 8 Einzelmessungen für jede Flüssigkeit durchgeführt. Die untersuchten CAD/CAM-Komposite unterschieden sich deutlich in der Vickers-Härte (79,0 (1,9) – 152,2 (4,2) HV) und der freien Oberflächenenergie (dispersiv: 28,3 (3,5) – 37,0 (1,8) mN/m; polar: 13,8 (1,1) – 24,2 (6,4) mN/m). Dabei konnte eine Korrelation zwischen Vickers-Härte und Fülleranteil - nicht jedoch zwischen der freien Oberflächenenergie und Fülleranteil - statistisch nachgewiesen werden. Zwischen den Transluzenzvarianten eines CAD/CAM-Komposits unterschieden sich bis auf die Härtewerte von BRILLIANT Crios die gemessenen Werte nicht signifikant. Durch die Einlagerung in den unterschiedlichen Medien wurde die Vickers-Härte in Abhängigkeit von Einlagerungsmedium, Einlagerungsdauer und Art des CAD/CAM-Komposits unterschiedlich stark reduziert. Grandio® Blocs zeigte die höchste Vickers-Härte von 148,8 (2,9) HV für HT bzw. 152,2 (4,2) HV für LT und wies nur geringe oder keine Härteveränderungen nach Einlagerung in die Flüssigkeiten auf. Die initiale Härte von LavaTM Ultimate betrug 114,3 (2,6) HV für HT und 114,8 (3,4) HV für LT und reduzierte sich um 10 - 20 % nach Einlagerung. Die Härtewerte der anderen Komposite lagen im Bereich von 79 (1,9) HV bis 102,4 (5,2) HV und reduzierten sich um bis zu 35 % nach Einlagerung. Die Härteabnahme der Komposite war bei höherem Fülleranteil geringer. Bei Grandio® Blocs trat die größte Härteabnahme im Unterschied zu allen anderen Kompositen durch die Lagerung in Wasser auf. Bei BRILLIANT Crios, CerasmartTM, Shofu Blocs HC, Tetric® CAD und LuxaCAM Composite führte die Lagerung in der 75%igen Ethanol-Lösung zu einer signifikant größeren Härtereduktion im Vergleich zur Lagerung in Wasser und Pepsi-Cola. Die Lagerung in Pepsi-Cola hatte keine zusätzliche Härteabnahme im Vergleich zur Lagerung in Wasser oder in der 75%igen Ethanol-Lösung zur Folge. Nur bei LAVATM Ultimate und CerasmartTM konnte statistisch die Dauer der Einlagerung als signifikanter Faktor der Härteabnahme nachgewiesen werden. Nach 28 Tagen zeigte sich eine Veränderung in der Oberflächenrauigkeit mit einem maximalen ∆Sa = 0,015 (0,003) µm bei BRILLIANT Crios LT und ∆Sa = 0,010 (0,002) µm bei LavaTM Ultimate HT nach einer Lagerung in Wasser. Bei allen anderen Kompositen trat ein ∆Sa < 0,005 µm auf. Zusammenfassend waren die untersuchten CAD/CAM-Komposite weitgehend homogene Werkstoffe, deren anorganische Phasen sich zwischen den Herstellern, aber nicht zwischen deren Transluzenzstufen unterschieden. Die festgestellten Füllkörpergrößen überstiegen die der Herstellerangaben; sie sind als „midifill-hybrid“-Komposite zu klassifizieren. Mit Ausnahme der in LavaTM Ultimate festgestellten Zirkonium-Kristalle geringer Kristallinität zeigten die untersuchten CAD/CAM-Komposite eine amorphe anorganische Phase. Die Härte und die freie Oberflächenenergie unterschieden sich zwischen den CAD/CAM-Kompositen, mit der Ausnahme der Vickers-Härte von BRILLIANT Crios aber nicht zwischen den Transluzenzvarianten. Infolge der Einlagerung der Materialien in demineralisiertem Wasser, 75%iger Ethanol-Lösung und Pepsi-Cola kam es mit der Ausnahme von Grandio® Blocs zu einer deutlichen Reduktion der Vickers-Härte. Die Lagerung in Pepsi-Cola hatte keine zusätzliche Härtereduktion im Vergleich zur Lagerung in Wasser oder 75%iger Ethanol-Lösung zur Folge. Da die Härteabnahme der Komposite bei höherem Fülleranteil geringer war, scheint der Degradationsprozess primär durch die organische Matrix bedingt zu sein. Es bestand eine Korrelation zwischen Fülleranteil und Härte der Komposite, nicht jedoch zwischen Fülleranteil und der freien Oberflächenenergie. Die Veränderung der Oberflächenrauigkeit nach künstlicher Alterung lag unterhalb von Bereichen klinischer Relevanz bezüglich der Begünstigung einer Biofilmakkumulation auf der Materialoberfläche.:1 Einführung 2 Publikationsmanuskripte 2.1 Publikationsübersicht 2.2 Publikation I 2.3 Publikation II 3 Zusammenfassung der Arbeit 4 Literaturverzeichnis 5 Anlagen