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In der vorliegenden Arbeit werden die elektrischen und nicht-elektrischen Einstellparameter der Bohrerosion untersucht. Ein neuer Ansatz zur geregelten Zwangsspülung wird vorgestellt und die Mechanismen diskutiert, die zu veränderten Prozessrandbedingungen führen. Abhängig von der Entladeenergie kann eine optimale Durchflussmenge ermittelt werden, die eine direkte Abtragwirkung zur Folge hat, wodurch der Abtragmechanismus in der Funkenerosion erweitert werden muss. Längliche Einzelentladungskrater bestätigen eine erhöhte Mobilität des Entladekanals während einer Entladung infolge der starken Spülung. Wasserbasiertes Dielektrikum führt bei einer kathodischen Elektrodenpolung zu einem verschleißreduzierenden Elektrolyseeffekt, der die Energieumsetzung an der Elektrode direkt beeinflusst. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse von Einzelentladungen auf den Folgeprozess kann durch die hier vorgestellte problemangepasste Spüleinrichtung nachgewiesen werden.

In der vorliegenden Arbeit werden die elektrischen und nicht-elektrischen Einstellparameter der Bohrerosion untersucht. Ein neuer Ansatz zur geregelten Zwangsspülung wird vorgestellt und die Mechanismen diskutiert, die zu veränderten Prozessrandbedingungen führen. Abhängig von der Entladeenergie kann eine optimale Durchflussmenge ermittelt werden, die eine direkte Abtragwirkung zur Folge hat, wodurch der Abtragmechanismus in der Funkenerosion erweitert werden muss. Längliche Einzelentladungskrater bestätigen eine erhöhte Mobilität des Entladekanals während einer Entladung infolge der starken Spülung. Wasserbasiertes Dielektrikum führt bei einer kathodischen Elektrodenpolung zu einem verschleißreduzierenden Elektrolyseeffekt, der die Energieumsetzung an der Elektrode direkt beeinflusst. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse von Einzelentladungen auf den Folgeprozess kann durch die hier vorgestellte problemangepasste Spüleinrichtung nachgewiesen werden.

Ziel: In der vorliegenden In-vitro-Studie sollte der Einfluss unterschiedlicher endodontischer Schall (S)- und Ultraschallansätze (US) auf Dentinabtrag und Instrumentenversagen untersucht und quantifiziert werden, der bei der Anwendung im standardisierten bovinen Wurzelkanal (WK) entsteht. Zusätzlich sollte eine neue Methode zur tribologischen Untersuchung des erfolgten Dentinabtrags mithilfe von 3D-Digitalisierung etabliert werden. Methodik: In 90 bovine Inzisivi wurden CNC-gesteuert, standardisierte WKs mit drei verschiedenen Kanalkrümmungsradien (r = 3 mm, n = 30; r = 6 mm, n = 30; und gerader WK, n = 30) gefräst. Die WK wurden mithilfe des 3D Digitalisierers ATOS SO 4M (Gom, Braunschweig, Deutschland) photogrammetrisch eingescannt (Scan Nr. 1). Daraufhin erfolgte die Aktivierung der Ansätze „IRRI S“ (VDW), „EDDY' (VDW) und „PEEK“ (ILK, UKD) für 3 x 20 s im WK bei Anwendung eines standardisierten Spülprotokolls mit NaOCl 3 %, EDTA 20 %. Scan Nr. 2 erfolgte anschließend analog zu Scan Nr. 1. Mit Hilfe der Software Atos v.6.3.0-6 wurden beide Scans transformiert, polygonisiert und über die Funktion „Flächenvergleich“ ausgewertet. Jeder WK wurde in 4 Regionen unterteilt (1: Kanaleingang; 2: gerader Kanalteil; 3: Kanalinnenkurvatur; 4: Kanalaußenkurvatur/Apex) und pro Region wurde der größte Dentinabtrag in µm ermittelt. Zusätzlich wurde jeder Messwert anhand eines selbst entwickelten Dentinal Damage Index (DDI) eingeordnet. Die Versagensanalyse der Ansätze erfolgte rasterelektronenmikroskopisch. Ergebnis: Die optische 3D-Digitalisierung zeigte, dass der US-Ansatz „IRRI S“ im 3 mm-WK in allen Regionen zu sichtbarem Dentinabtrag führte: Region 1- MW 48,56 ± 13, 91 µm; Region 2- MW 36,06 ± 8,35 µm; Region 3- MW 41,05 ± 15,89 µm; Region 4- MW 71,88 ± 54,96 µm. Im 6 mm-WK erfolgte sichtbarer Dentinabtrag in Region 1 durch „IRRI S“ (MW 41,08 ± 11,94 µm) und S-Ansatz „EDDY“ (MW 41,10 ± 10,37 µm), in Region 3 und 4 durch „IRRI S“ (MW 33,34 ± 6,61 µm, MW 40,50 ± 13,56 µm). Interessanterweise wird der gerade WK in Region 1 und 4 von „IRRI S“ (MW 43,59 ± 15,32 µm, MW 43,39 ± 15,48 µm) geschädigt. Der US-Ansatz „PEEK“ schädigte das Dentin nicht. Die rasterelektronenmikroskopische Auswertung von „IRRI S“ ergab nach Anwendung in allen WKs minimale Oberflächenalterationen und leichte Begradigungen der Instrumentenspitze. „EDDY“ zeigte deutliche Oberflächenaufwerfungen und Abnutzungen an der Instrumentenspitze in allen WK. US-Ansatz „PEEK“ zeigte nur in den 3 mm-WK leichte Auffaserungserscheinungen. Schlussfolgerung: Der Schallansatz „EDDY“ und der Ultraschallansatz „PEEK“ sind für die klinische Anwendung in gekrümmten Wurzelkanälen geeignet, da sie nicht zu unerwünschten Dentinschädigungen der Kanalwand führen.:Abkürzungsverzeichnis III 1 Einleitung 1 2 Stand der Forschung 3 2.1 Dentin-Eigenschaften 3 2.2 Rinderdentin 4 2.3 Dentinabtrag 5 2.3.1 Erwünschter Dentinabtrag 5 2.3.2 Unerwünschter Dentinabtrag 5 2.3.3 Bisherige Messmethoden für den Dentinabtrag 8 2.4 Wurzelkanalkrümmungen 11 2.5 Ultraschall- bzw. schallaktivierte Spülung (US-AS) 13 2.5.1 Anwendung 13 2.5.2 Ultraschallansatz „IRRI S“ 15 2.5.3 Schallansatz „EDDY“ 16 2.5.4 Der „PEEK“- Ansatz 17 2.6 Photogrammetrische Methoden für die 3D-Koordinatenmesstechnik 18 3 Ziel der Studie 21 4 Material und Methoden 23 4.1 Übersichtsdarstellung des Versuchsplans 23 4.2 Materialliste 26 4.2.1 Chemikalien und Reagenzien 26 4.2.2 Geräte, Instrumente und Verbrauchsmaterialien 26 4.2.3 Software 28 4.3 Entwicklung des Kanalmodells 28 4.4 Modellherstellung 33 4.5 Vorversuche 36 4.6 Etablierung des Scan-Protokolls für bovine Wurzelkanalmodelle 39 4.6.1 Titantiumdioxid-Applikation 40 4.6.2 3D optischer Scan der Wurzelkanalmodelle 41 4.7 Haupt-Versuch: Applikation der Schall-/ US-Ansätze im bovinen Wurzelkanalmodell 42 4.7.1 Versuchsaufbau 42 4.7.2 Ausrichtung der Schall- und Ultraschallansätze 43 4.7.3 Anwendung der Schall- und Ultraschallansätze 45 4.7.4 Spülkonzept 47 4.8 Messdatenerhebung 47 4.8.1 Vermessung der Schall- und Ultraschallansätze 47 4.8.2 3D optischer Scan nach erfolgter Applikation der Schall- und Ultraschallansätze 48 4.8.3 Transformation und Polygonisierung der 3D-Scans 48 4.8.4 Flächenvergleich und Auswertung 50 4.8.5 Dentinal-Damage-Index nach Tetzner und Weber 56 4.9 REM-Aufnahmen 57 4.10 Statistische Auswertung 58 5 Ergebnisse 59 5.1 Dentinabtrag im Regionen-Vergleich 60 5.1.1 Ultraschallansatz „IRRI S“ 60 5.1.2 Schallansatz „EDDY“ 69 5.1.3 Ultraschallansatz „PEEK“ 78 5.2 Dentinabtrag-Vergleich zwischen den verschiedenen Kanalkrümmungen bei gleichem Ansatztyp 84 5.2.1 Ultraschallansatz „IRRI S“ 84 5.2.2 Schallansatz „EDDY“ 86 5.2.3 Ultraschallansatz „PEEK“ 88 5.3 Dentinabtrag-Vergleich zwischen den verschiedenen Ansatztypen bei gleicher Kanalkrümmung 90 5.3.1 Wurzelkanalmodell mit 3 mm Kanalkrümmungsradius 90 5.3.2 Wurzelkanalmodell mit 6 mm Kanalkrümmungsradius 92 5.3.3 Wurzelkanalmodell ohne Kanalkrümmung 94 5.4 Massenänderung 96 5.5 Längenänderung der Ansätze 96 5.6 Rasterelektronenmikroskopische Auswertung 97 6 Diskussion 103 6.1 Material und Methoden 103 6.1.1 Wurzelkanalmodell 103 6.1.2 Messmethoden 106 6.2 Ergebnisse 109 6.2.1 Dentinabtrag 109 6.2.2 REM-Aufnahmen 113 6.3 Klinische Konsequenzen 115 7 Schlussfolgerungen 119 8 Zusammenfassung 121 9 Summary 122 Abbildungsverzeichnis 123 Tabellenverzeichnis 137 Literaturverzeichnis 139 Lebenslauf 157 Danksagung 159