Nachfolgende Zusammenstellung der

Geschichte der Komposites

entstammen der DZW 15/06:

 Prof. Dr. Jean-François Roulet und Prof. Dr. G. Meyer:
Komposit - Meilensteine der Entwicklung der letzten 50 Jahre

In den frühen 1950er Jahren befasste sich Bowen mit der Entwicklung von neuen Kunstharzsystemen für den Einsatz in der Füllungstherapie. Das Resultat war das schon fast legendäre Bis-GMA oder auch "Bowen-Harz" genannt, welches im Wesentlichen eine Verbindung von Epoxidharz mit Acrylaten darstellt [Bowen, 1965a]. Es zeigte sich aber, dass ein guter Kunststoff allein nicht genügt. Er musste mit anorganischen Füllstoffen gefüllt werden, ein in der Kunststoffchemie gängiges Verfahren. Das war die Geburtsstunde der Komposite: Bis-GMA, mit Verdünnermonomeren versetzt und mit Glas oder Quarzsand gefüllt, war die Basisformel für eine inzwischen enorm erfolgreiche Materialklasse [Bowen, 1965b]. Auf Grund dieser Idee wurden in der Folge die Komposit der ersten Generation auf den Markt gebracht (Adaptic, Johnson & Johnson; Addent 15, Concise, 3M), die in vielen Beziehungen verbesserungswürdig waren. Auf Grund der relativ groben Füllstoffpartikel war die Oberfläche recht rau und das Verschleißverhalten in vivo unbefriedigend [Phillips et al., 1971, 1972, 1973]. Zudem waren diese Materialien auf Grund des verwendeten Härtungssystems (Benzoylperoxid-Amin) nicht farbstabil.
Die Nachteile der mittels Benzoylperoxid-Amin eingeleiteten Polymerisation der Komposite waren nebst der Verfärbungstendenz, dass durch das notwendige Mischen Luft in das Material gespatelt wurde, was zu schlechteren optischen und mechanischen Eigenschaften führt, und dass die Reaktion langsam eingestellt werden musste, um dem Zahnarzt Zeit zur Verarbeitung zu lassen. Daher musste nach der Applikation relativ lange (in der Regel drei Minuten) gewartet werden, bevor weitergearbeitet werden konnte. Eine definitive Politur sollte frühestens nach 24 Stunden erfolgen.
Zur Diagnostik von Sekundärkaries, Über- beziehungsweise Unterschüssen und anderen Imperfektionen bei Seitenzahnrestaurationen ist wegen Unzugänglichkeit eine ausreichende Röntgenopazität des Restaurationsmaterials nötig. Anfänglich waren Komposite aus Dimethacrylaten und Quarzgläsern gar nicht röntgensichtbar. Sie hatten weniger als 40 Prozent der Röntgenopazität einer gleichdicken Schicht Aluminium (Al). Erst spätere Komposite mit Anteilen an Strontium- und Bariumglasfüllern erreichten eine bescheidene Röntgenopazität, die in den Bereich von Dentin (rund 100 Prozent Al) und Schmelz (rund 200 Prozent Al) kamen [Willems et al., 1991].
Schon in der Zeit vor der Einführung der Komposite hatten sich Forscher Gedanken gemacht, wie zahnärztliche Werkstoffe fest mit der Zahnhartsubstanz verbunden (verklebt) werden können. So wurde 1949 ein Patent genau für diesen Zweck angemeldet, (1951 wurde es dann erteilt [Hagger, 1951]), welches hierzu ein Glycerophosphat verwendete. In Verbindung mit dem Füllungswerkstoff Sevriton (De Trey) wurde es damals auch vermarktet [McLean, 1999]. Allerdings hat es sich damals nicht bewährt, was aus heutiger Sicht wohl an der hohen Polymerisationsschrumpfung von Sevriton gelegen hat.
Seit der ersten Einführung von Kompositen auf dem Markt wurde der Füllstoff optimiert. Im Prinzip sind sehr feine Füllstoffe erwünscht, weil sich damit feine Oberflächen erzielen lassen. Für viele Jahre war aber der Stand der Mahltechnologie limitierender Faktor. Das ist heute überwunden, somit stehen dem Entwickler eine Vielzahl an Füllstoffen mit nahezu beliebigen Korngrößen zur Verfügung.
Mit der Erkenntnis, dass Kompositmaterialien, zusammen mit der Adhäsivtechnik appliziert, weder eine minimale Schichtdicke, noch eine Widerstandsform oder gar eine Retentionsform benötigen, hat sich ein Umdenken in Richtung minimal-invasives Vorgehen etabliert. Der Respekt vor der natürlichen Zahnhartsubstanz ist gestiegen, und die Kavitätenform wird von der Ausdehnung der Karies und nicht wie früher von den Materialeigenschaften des Restaurationsmaterials bestimmt. Damit wird nur gerade so viel gesunde Zahnhartsubstanz abgetragen, dass man das erkrankte Gewebe sicher entfernen kann. Dieser moderne Ansatz, der nur mit Kompositmaterialien realisierbar ist, hat zu einer wesentlich zahnschonenderen Therapie geführt, die dem Zahnarzt für zukünftige gegebenenfalls notwendige Folgeeingriffe wesentlich mehr Optionen freihält [Boer, 1998].
Seit ihrer Einführung vor etwa 50 Jahren sind Kompositmaterialien zur Füllungstherapie von der Wissenschaft umfangreich getestet und erforscht worden. Sie wurden auch weltweit milliardenfach angewendet. Ausschlaggebend für deren Tauglichkeit ist letztlich der klinische Beweis, der durch viele klinische Langzeitstudien belegt ist. Fasst man diese Studien zusammen, wie es von Hickel et al. gemacht wurde [Hickel und Manhart, 2001; Manhart et al., 2003; Manhart et al., 2004]), so kann man ganz klar sehen, dass vor allem mit den moderneren Konstruktionen sehr gute Resultate bezüglich Langlebigkeit erzielt werden. Es gibt aber auch Studien mit einer sehr langen Beobachtungsdauer, die selbst mit "alten" Kompositen hervorragende Ergebnisse gezeigt haben. So konnte die Arbeit von Wilder et al. nach 17 Jahren mit Komposit im Seitenzahnbereich eine jährliche Misserfolgsquote von 1,4 Prozent belegen [Wilder et al., 1999]).
Die klinische Studie von Pallesen [Pallesen und Qvist, 2003]) hat nach 20-jähriger Beobachtungszeit für Seitenzahnfüllungen eine jährliche Misserfolgsquote von 1,6 Prozent ergeben [Pallesen, 2004].
Eine weitere wissenschaftliche Zielsetzung im Sinne einer medizinischen Werkstoffkunde besteht darin, die Biokompatibilität von Kompositkunststoffen zu untersuchen und zu optimieren [Schmalz et al, 2005]. Das gilt beispielsweise für mikrobiologische Eigenschaften [Splieth et al., 2003], und die Entwicklungsabteilungen einiger Hersteller sind schon jetzt auf gutem Wege, diese Probleme zu lösen.
Prof. Dr. Jean-François Roulet, Schaan/Liechtenstein
Prof. Dr. Georg Meyer, Greifswald
(Artikel gekürzt)