Plastmaterialer til dental bruk inneholder ureagert monomer som kan lekke ut av materialet og potensielt gi pasienten bivirkninger. Dette gjelder både tradisjonelle materialer, som kompositt fyllingsmateriale og protesebasis, og moderne materialer fra CAD/CAM-teknikker, som frest eller 3D-printet materiale. Vi diskuterer her vesentlige forskjeller mellom materialene i sammensetning og produksjonsteknikk og hvordan dette påvirker utlekking av monomer fra produktet. Vi presenterer også prinsipper for ulike analytiske studier og hvordan dette kan påvirke resultatet. Viktig for alle materialer er korrekt håndtering og produksjon/herding. Bulk Fill materialer vil ha større utlekking av monomer ved dårlige herdebetingelser. Industrielt produserte resinblokker har betydelig lavere utlekking enn tradisjonell kompositt. Bivirkningsrapporteringen i Norge for plastmaterialer er lav og har vært stabil de siste 20 årene.

Polymer-based materials used in dentistry contain unreacted monomers that can leach out of the material and potentially cause adverse effects in patients. This applies to both traditional materials such as composite filling materials or denture bases, as well as modern materials from CAD/CAM techniques like milled or 3D-printed materials. We discuss essential differences between these materials in terms of composition and production techniques, and how these factors influence monomer leaching from the product. We also present principles for different analytical studies and how these can impact the results. Proper handling and production/cure are crucial for all materials. Bulk-fill materials will exhibit greater monomer leaching under poor curing conditions. Industrially produced resin blocks have significantly lower leaching compared to traditional composites. The reporting of adverse effects in Norway for plastic materials is low and has remained stable over the past 20 years.

Alle polymerbaserte dentale materialer inneholder ureagert monomer ettersom herdingsreaksjonen (polymerisasjonen) aldri er helt fullstendig. Dermed kan ureagert monomer og eventuelle andre forbindelser, slik som tilsetningsstoffer eller degradasjonsprodukter, lekke ut i munnhulen med potensial for å gi bivirkninger. I hvor stor grad dette skjer, avhenger av flere faktorer, som materialtypen og herdeprosessen. I tillegg til de kjente og tradisjonelle materialene har vi nå en rekke nye materialer og moderne produksjonsprosesser med digitale teknikker. Av materialtyper har vi blant annet direkte fyllingsmaterialer (kompositt), indirekte reparasjonsmaterialer, proteser og kjeveortopediske plater. Herdingen kan være varmeherdende (på laboratoriet), lysherdende (hos tannlegen og på laboratoriet), kjemisk herdende (hos tannlegen og på laboratoriet) eller utføres ved hjelp av høyt trykk og høy temperatur (hos produsenten). I denne artikkelen diskuterer vi forskjellen mellom de ulike materialtypene og produksjonsprosessene og hvordan dette kan påvirke hvilke forbindelser som kan lekke ut, hvor mye det kan lekke ut, og hvordan vi analyserer lekkasjeprodukter.

Dentale materialer klassifiseres som medisinsk utstyr og er lovregulert av EUs forordning om medisinsk utstyr (Medical Device Regulation, MDR), som er innført i norsk lov (1). Loven setter en rekke krav til produktene og til produsentenes dokumentasjon om disse. Et eget kapittel i forordningen omhandler krav til materialene med hensyn til deres kjemiske, fysiske og biologiske egenskaper. Beskrivelsene i lovteksten gir likevel produsentene handlingsrom i deres valg av produktets sammensetning og funksjon så lenge forordningens generelle krav til sikkerhet og ytelse er tilfredsstilt. Det er dermed få spesifikke krav til innhold eller utlekking. Det er likevel satt maksimumskrav til innhold av enkelte forbindelser, for eksempel såkalte CRM-forbindelser (carcinogene, reproduksjonsskadelige og mutagene). Produsentene er altså lovpålagt å følge kravene i MDR, mens de står friere i hvordan de dokumenterer at kravene er oppfylt.

En måte å dokumentere oppfyllelse av produktkrav til dentale materialer på er å benytte internasjonale standarder. Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen (ISO) har utarbeidet nesten 200 standarder for ulike materialer, instrumenter og utstyr til bruk i tannpleien med klinisk relevante krav knyttet til blant annet kjemiske og fysiske egenskaper. Til de polymerbaserte dentale materialene har bare få av ISO-standardene direkte (verdisatte) krav til mengde av innholdsstoffer eller restmonomer. Det henvises vanligvis til standarder i den såkalte ISO 10993-serien (2) for å dokumentere materialenes biokompatibilitet. Ett av unntakene med spesifikke krav til mengde ureagert monomer (restmonomer) finnes i standarden for protesematerialer (ISO 20795-1:2013 Polymermaterialer fot tannproteser). I denne standarden er det angitt en maksimal mengde tillatt restmonomer på 2,2 vektprosent for kokakryl og 4,5 vektprosent for kaldakryl. Tilsvarende krav finnes for eksempel ikke i standarden for komposittmaterialer til direkte fyllinger (ISO 4049:2019 Polymerbaserte restaureringsmaterialer) eller i standarden for materialer til indirekte reparasjoner (ISO 10477:2020 Polymerbaserte krone- og fasadematerialer).

Det kan ofte være vanskelig å sammenlikne resultater fra ulike studier om hva og hvor mye av ulike forbindelser som kan komme fra dentale materialer. En viktig grunn til dette er at det er benyttet ulike metoder i de forskjellige studiene, slik at resultatene ikke er direkte sammenliknbare. Metodevariasjonene kan dreie seg om tid, temperatur, medium, prøvens overflateareal og tykkelse, materialpreparering og valg av analytter, analysemetoder og analyseutstyr. Under har vi forsøkt å forklare ulike begreper som i dag brukes litt om hverandre i omtalen av ulike studier.

Med eluering menes å benytte seg av et løsemiddel for å aktivt trekke ut (ekstrahere) forbindelser fra et materiale. Valg av løsemiddel vil videre påvirke mengden forbindelse som trekkes ut, og må tilpasses materialet som undersøkes og forbindelsene man ønsker å analysere. Ved aktivt valg av betingelser kan eluering simulere et worst case-scenario.

Utlekking refererer til en fri forflytning av forbindelser fra materialet til den omkringliggende væsken og er dermed nærmere den kliniske situasjonen hvis utlekkingen skjer til vann eller saliva (kunstig eller reell). Lekkasjestudier kan dermed synes som mer relevante for tannleger og pasienter, men slike studier er ikke alltid like enkle å utføre. Hvis dag-for-dag-utlekkingen er liten, kan analysene bli teknisk krevende, eller det vil ta lang tid å oppnå den informasjonen man ønsker.

Restmonomer er et begrep for gjenværende, ureagert monomer som befinner seg fritt i materialet, det vil si som ikke er bundet i polymerkjedene/nettverket. Prosedyrer for å bestemme restmonomermengde er beskrevet i enkelte standarder (se over), og de likner elueringsprosesser med bruk av et løsemiddel for utløsning av monomerene. Worst case-eluering og restmonomeranalyse kan derfor gi tilnærmet like resultater.

Polymermaterialer, også kalt plastmaterialer og resinbaserte materialer, herder ved tilførsel av energi som starter polymerisasjonsreaksjonen. For dentale materialer er utgangpunktet ofte en pasta av monomerer og fyllstoff, for eksempel til en fylling eller en protese, og polymerisasjonsreaksjonen innebærer en reaksjon av monomerenes dobbeltbindinger i metakrylat-gruppen. Energien kan tilføres på ulike måter, men det vanligste er at varme eller lys (fotoner) benyttes. Tilstrekkelig med energi må tilføres for at materialet skal få en god herding og en høy omsetning, det vil si en høy andel reagerte dobbeltbindinger, fra monomerene. En høy omsetning innebærer en liten mengde ureagert monomer i herdet materiale og dermed mindre potensial for utlekking og mulige bivirkninger.

Bestemmelse av monomerer og eventuelle tilsetningsstoffer som kan komme ut av dentale materialer, gjøres ved kjemisk analyse av substansene i den løsningen hvor elueringen eller utlekkingen er utført (se Fig. 1). Flere faktorer påvirker hvilke forbindelser som vil finnes i løsningen, og mengden av dem. Faktorer som kan virke inn er for eksempel om væsken er vann, saliva eller etanol, og tid og temperatur for undersøkelsen.

I selve analysen er det viktig at man har et analyseinstrument som er tilstrekkelig følsomt til å detektere og kvantifisere analyttene (substansene). Det er stor variasjon mellom ulike instrumenttyper. Ved bruk av noen instrumenter trenger man relativt store mengder analytt for at substanser kan bli detektert, mens man ved bruk av andre instrumenter kan kvantifisere ytterst små mengder under ppb-nivå (parts per billion, eller ett nanogram per milliliter med løsning). Vanlige analyseinstrumenter for utlekking fra polymerbaserte dentale materialer er væskekromatografi med massespektrometrisk deteksjon (se Fig. 2).

«Valgets kval», sier vi på norsk når vi har flere muligheter og er usikre på hvilken løsning vi skal velge. I denne gjennomgangen har vi sett at det vil være variasjoner i potensialet for utlekking av monomer fra ulike materialtyper. Preherdet blokk eller disk for fresing har generelt det laveste potensialet for utlekking fra selve materialet. Det viktigste uansett teknikk er en korrekt håndtering av materialet, noe som er avgjørende for gode resultater og lav utlekking. En fordel med de industrielt produserte resinblokkene er at restmonomermengden er uavhengig av operatøren (tannlegen eller tannteknikeren), mens 3D printede materialers kvalitet og restmonomerinnhold i større grad er avhengig av operatøren (printing, vasking og etterherding). Vi må også huske på de tilknyttede prosessene for både tradisjonelle og CAD/CAM-materialer, for eksempel bonding til tannstrukturen med en egnet adhesiv som også kan gi monomereksponering. I denne gjennomgangen har vi fokusert på utlekking av monomer. Det presiseres at andre substanser også kan lekke ut, som tilsetningsstoffer eller degradasjonsprodukter, for eksempel formaldehyd fra ortodontisk materiale (14).

Vi ønsker selvfølgelig å redusere pasientens eksponering for monomerer så mye som mulig for å minimere risikoen for allergiske reaksjoner eller andre bivirkninger. Linken mellom konsentrasjoner og effekter i in vitro studier og faktiske effekter hos pasient er noe av det vanskeligste vi vurderer. I de fleste studiene i denne artikkelen er det referert til laboratorieundersøkelser av utlekket monomer. Få studier er gjort på pasienter, men enkelte har undersøkt mengde monomerer i saliva. Michelsen et al. undersøkte monomerer i pasienters saliva i forbindelse med ilegging av komposittfylling og fant bare monomerer i saliva som var samlet 10 minutter etter behandling, men ikke i saliva samlet 24 timer etter behandling, som vil si at den målte eksponeringen var forbigående (15). Rapportene fra Bivirkningsgruppen i Bergen forteller om utviklingen av innmeldte bivirkninger i norsk tannbehandling. Gjennom hele 2000-tallet lå andelen bivirkninger relatert til «Plastfyllingsmatrialer, sementer» stabilt på cirka en tredjedel av totalt innmeldte rapporter. Samtidig har antallet årlige rapporter blitt redusert fra opp mot 120 tidlig på 2000-tallet til cirka 50 i gjennomsnitt de siste 5 årene, noe som bare tilsvarer cirka 16 årlige innrapporterte bivirkninger i kategorien for plastmaterialer. Dette kan vise at plastbaserte tannmaterialer har god biokompatibilitet, selv om vi kan anta at det er noe underrapportering. En utfordring med et slikt lavt antall rapporter er å trekke ut statistikk. Et nordisk bivirkningsregister kan gi bedre mulighet til å trekke ut verdifull informasjon fra en større mengde innsamlet data og er noe som bør vurderes.

Materiallære, cariologi, protetik, almen dannelse