Fiber-reinforced composites (FRC), a non-metallic biomaterial, represent a suitable

alternative in prosthetic dentistry when used as a component of fixed dental prostheses

(FDPs). Some drawbacks have been identified in the clinical performance of FRC

restorations, such as delamination of the veneering material and fracture of the pontic.

Therefore, the current series of studies were performed to investigate the possibilities

of enhancing the mechanical and physical properties of FRC FDPs by improving the

materials used as pontics, to then heighten their longevity.

Four experiments showed the importance of the pontic design and surface treatment in

the performance of FRC FDPs. In the first, the load-bearing capacities of inlay-retained

FRC FDPs with pontics of various materials and thicknesses were evaluated. Three

different pontic materials were assessed with different FRC framework vertical positioning.

Thicker pontics showed increased load-bearing capacities, especially ceramic pontics. A

second study was completed investigating the influence of the chemical conditioning of

the ridge-lap surface of acrylic resin denture teeth on their bonding to a composite resin.

Increased shear bond strength demonstrated the positive influence of the pretreatment

of the acrylic surfaces, indicating dissolution of the denture surfaces, and suggesting

potential penetration of the monomer systems into the surface of denture teeth.

A third study analyzed the penetration depth of different monomer systems on the acrylic

resin denture teeth surfaces. The possibility of establishing a durable bond between

acrylic pontics and FRC frameworks was demonstrated by the ability of monomers to

penetrate the surface of acrylic resin denture teeth, measured by a confocal scanning

type microscope. A fourth study was designed to evaluate the load-bearing capacities of

FRC FDPs using the findings of the previous three studies. In this case, the performance

of pre-shaped acrylic resin denture teeth used as pontics with different composite

resins as filling materials was evaluated. The filling material influenced the load-bearing

capacities, providing more durable FRC FDPs.

It can be concluded that the mechanical and physical properties of FRC FDPs can be

improved as has been shown in the development of this thesis. The improvements

reported then might provide long lasting prosthetic solutions of this kind, positioning

them as potentially permanent rehabilitation treatments.

Key words: fiber-reinforced composite, fixed dental prostheses, inlay-retained bridges,

adhesion, acrylic resin denture teeth, dental material.

Kuitulujitteiset hammassillat – välihampaan materiaalien ominaisuuksien paran-

taminen

Turun yliopisto, Lääketieteellinen tiedekunta, Hammaslääketieteen laitos, Biomateriaa-

litieteen oppiaine, Kansallinen suun terveystieteiden tohtoriohjelma – FINDOS, Annales

Universitatis Turkuensis, Turku, Suomi, 2015.

Kuitulujitteinen muovi (engl. fiber-reinforced composite, FRC) on metalliton biomate-

riaalinakin käytetty materiaali, jonka eräs hammaslääketieteellinen käyttökohde on

hammassiltojen runkorakenteissa. Kliininen käyttökokemus on osoittanut, että eräs

kuitulujitteisen sillan heikkous on lasikuiturungon ja puuttuvaa hammasta korvaavan

ns. välihampaan irtoaminen toisistaan. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia ja

kehittää keinoja välihampaan ja lasikuiturungon välisen liitoksen lujuuden lisäämiseksi

materiaaliopillisilla keinoilla. Tavoitteena oli pidentää kuitulujitteisten hammassiltojen

käyttöaikaa.

Neljä koesarjaa osoittivat välihampaan kiinnityspinnan materiaalin, muodon ja pinta-

käsittelyn vaikutuksen sillan kestävyyteen. Ensimmäisessä tutkimusosassa selvitettiin

eri materiaalien purupinnan kerrospaksuuden vaikutusta sillan kestävyyteen. Väliham-

paan purupintamateriaalin paksuuden lisääminen lujitti siltaa erityisesti keraamista

välihammasta käytettäessä. Toisessa tutkimusosassa tarkasteltiin muovisen väliham-

paan kiinnityspinnan kemiallisen pintakäsittelyn vaikutusta liimasauman lujuuteen. Lii-

masauman lujuutta saatiin lisättyä kemiallisella käsittelyllä, joka liuotti välihampaan

kiinnityspintaa. Työssä havaittiin liima-aineen monomeerien imeytymistä välihampaan

pintakerrokseen.

Kolmannessa työssä kiinnitettiin huomio liima- ja pintakäsittelyaineiden monomeerien

imeytymiseen kiinnityshampaan pintakerrokseen. Aineiden imeytymissyvyys määri-

tettiin konfokaalimikroskopialla ja imeytymissyvyyden ja liimasauman lujuuden välillä

havaittiin yhteys. Neljännessä tutkimusosassa mitattiin valmiin hammassillan lujuutta,

ns. kuormituksen kantokykyä. Sillan välihammas oli valmistettu etukäteen muotoil-

lusta kuorimaisesta proteesihampaasta, jonka kiinnittyminen sillan lasikuiturunkoon

aikaansaatiin erilaisilla täytemuoveilla. Tuloksena todettiin, että pintakäsittelyn lisäksi

välihampaan ja sillan rungon välissä olevalla täytemuovilla on keskeinen merkitys sil-

lan kestävyydelle.

Yhteenvetona todettiin, että kuitulujitteisen hammassillan kestävyyttä voitiin lisätä vai-

kuttamalla välihampaan materiaaliin ja sen kiinnittymiseen sillan lasikuiturunkoon. Klii-

niseltä kannalta tuloksia voidaan käyttää hyödyksi valmistettaessa pitkäikäisiä kuitulujit-

teisia hammassiltoja.