Ny forskning i materiale til tandplomber

Amalgam, også kaldet sølvplomber er et rimeligt stærkt materiale, men ulempen ved sølvplomber er, at de indeholder kviksølv, som kan forgifte miljøet. Så sølvplomber er man stort set gået væk fra.

I dag bruges der ofte plastmaterialer, men en af ulemperne ved mange plastmaterialer er, at plomben skal skiftes ud oftere hos patienter med tendens til at få mange huller. En anden ulempe er, at plastmaterialerne kræver, at der bruges klæbemiddel til at lime plomben fast, og det gør fyldningsprocessen mere sårbar.

Et tværfagligt team af forskere besluttede sig derfor for at udvikle et nyt alternativt kviksølvfrit materiale. Valget faldt på glasionomer-cement.

”Glasionomer-cement har den fordel, at det ikke behøver et mellemlag af lim for at binde til tanden, og det har også den interessante egenskab, at det frigiver flour, som jo er med til at forebygge huller (caries). Materialet har altså gode biologiske egenskaber, mens det er knapt så stærkt. Vores forskning går derfor ud på at forstå sammenhængen mellem materialets mikrostruktur og dets styrke for at forbedre dets egenskaber”, fortæller Ana Benetti, tandlæge og forsker på Odontologisk Institut, Tandlægeskolen ved Københavns Universitet.

Glasionomer-cement har desuden den egenskab, at pulveret kan blandes med væske ved håndkraft uden brug af særligt apparatur, og materialet behøver ikke at blive belyst med en lampe for at hærde (det er nødvendigt for plastmaterialer). Det er en meget stor fordel i afsides områder uden elektricitet som f.eks. i Afrika, Kina eller Sydamerika.

Forskellige blandingsmetoder

Forskerne har undersøgt to slags glasionomer-cement. Selve cementen er den samme, men i den ene af dem var der blandet et miks af syrer i. Til at blande cementpulveret op anvendte de to forskellige slags væsker, enten almindeligt vand eller vand blandet med syremiks. Spørgsmålet var nu, om det var bedst, at syren var blandet op i cementpulveret eller op i vandet?

De lavede nu en række forsøg, hvor de ikke kun undersøgte selve cementerne, men de undersøgte dem som fyldninger, der blev sat ind i tænder, dvs. tænder, der var trukket ud og ikke længere sad i nogens mund.

”Først tog vi røntgenbilleder af tænderne med cementfyldninger. De viser materialernes struktur. Glasionomer-cement er porøst, og man kan få et nøjagtigt billede i 3D, som viser mikrostrukturen”, fortæller Heloisa Bordallo, lektor og materialeforsker på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Heloisa Bordallo fortæller, at det er ok, at materialerne er porøse, men at det ikke er ok, at der er væske i porerne, for det kan gøre, at plomberne nemmere knækker. Så det næste, de gjorde var at tage billeder med neutronspredning. Neutroner er gode til at vise, hvor der er brintatomer (hydrogen), som findes i alle væsker.

Undersøgelser supplerer hinanden

Både røntgen- og neutronforsøgene blev foretaget på Helmholtz-Zentrum faciliterne i Berlin i samarbejde med Markus Strobl, der er materialeforsker på European Spallation Source, ESS og tilknyttet professor på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Ved at sammenligne røntgenbillederne med neutronbillederne, kunne de nu se, om porerne i materialet var tørre eller væskefyldte. For det er ikke alene mængden af porer, der definerede styrken af et materiale. Styrken eller svagheden ligger i, hvordan væsken bevæger sig rundt eller bliver bundet fast i selve materialet Så forskerne gentog forsøgene på forskningsfaciliteter i England og Frankrig i et forløb over mange dage for at kunne følge de kemiske reaktioner, som fandt sted under størkningen. Det viste sig, at der var stor forskel på, om syren var blandet i cementpulveret eller i væsken.

”Eksperimenterne viste, at den kombination, hvor syren er blandet op i cementen, så man kun skal tilsætte vand til cementpulveret bliver det svageste materiale. Det stærkeste materiale får man ved at have cementpulver, som blandes med vand, der er tilsat syren. Så det er bedre at have syren i vandet – det hjælper til at binde væsken hurtigere og stærkere til cementen, og der er mindre væske i porerne”, forklarer Heloisa Bordallo.

Der er dog stadig for meget fri væske i porerne, så nu fortsætter forskerne med nye blandinger, hvor de vil prøve at tilsætte naturlige mineraler til cementen.

• Artikel i Scientific Reports >>