Influence of Surface Roughness on Mechanical Properties of Two Computer-aided Design/Computer-aided Manufacturing (CAD/CAM) Ceramic Materials

SUMMARY The aim of this study was to evaluate the influence of surface roughness on surface hardness (Vickers; VHN), elastic modulus (EM), and flexural strength (FLS) of two computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) ceramic materials. One hundred sixty-two samples of VITABLOCS Mark II (VMII) and 162 samples of IPS Empress CAD (IPS) were ground according to six standardized protocols producing decreasing surface roughnesses (n=27/group): grinding with 1) silicon carbide (SiC) paper #80, 2) SiC paper #120, 3) SiC paper #220, 4) SiC paper #320, 5) SiC paper #500, and 6) SiC paper #1000. Surface roughness (Ra/Rz) was measured with a surface roughness meter, VHN and EM with a hardness indentation device, and FLS with a three-point bending test. To test for a correlation between surface roughness (Ra/Rz) and VHN, EM, or FLS, Spearman rank correlation coefficients were calculated. The decrease in surface roughness led to an increase in VHN from (VMII/IPS; medians) 263.7/256.5 VHN to 646.8/601.5 VHN, an increase in EM from 45.4/41.0 GPa to 66.8/58.4 GPa, and an increase in FLS from 49.5/44.3 MPa to 73.0/97.2 MPa. For both ceramic materials, Spearman rank correlation coefficients showed a strong negative correlation between surface roughness (Ra/Rz) and VHN or EM and a moderate negative correlation between Ra/Rz and FLS. In conclusion, a decrease in surface roughness generally improved the mechanical properties of the CAD/CAM ceramic materials tested. However, FLS was less influenced by surface roughness than expected.

Micromorphology and adhesive performance of Er:YAG laser-treated dentin of primary teeth

This study evaluated (1) the micromorphology by scanning electron microscopy (SEM) and (2) the adhesive performance by microtensile bond strength (μTBS) of diamond bur-treated dentin compared to Er:YAG laser-treated dentin of human primary teeth. (1) For qualitative SEM evaluation, dentin of 18 second primary molars (n = 3/method) was treated with either diamond bur as a control (group 1a: 40 μm diamond bur only (clinical situation); group 1b: grinding + 40 μm diamond bur) or with Er:YAG laser (group 2a (clinical situation, manufacturer's settings): 200 mJ/25 Hz (5 W) + 100 mJ/35 Hz (3.5 W) laser only; group 2b (experimental setting "high"): grinding + 400 mJ/20 Hz (8 W); group 2c (manufacturer's setting "finishing"): grinding + 100 mJ/35 Hz (3.5 W); group 2d (experimental setting "low"): grinding + 50 mJ/35 Hz (1.75 W)). (2) For evaluation of adhesive performance, 64 second primary molars were divided into four groups and treated as described for group 1b and groups 2b/c/d (n = 16/method), and μTBS of Clearfil SE/Clearfil Majesty Esthetic to dentin was measured. The SEM micrographs were qualitatively analyzed. The μTBS values were compared with a Kruskal-Wallis test. The significance level was set at α = 0.05. SEM micrographs showed the typical micromorphologies with a smear layer for the diamond bur groups and open dentin tubules for all laser-treated groups. However, in group 2d, the laser beam had insufficiently irradiated the dentin area, rendering the underlying ground surface partly visible. There were no statistically significant differences between μTBS values of the four groups (p = 0.394). This suggests that Er:YAG laser treatment of dentin of primary molars provides bond strengths similar to those obtained following diamond bur treatment.

Vancomycin acts synergistically with gentamicin against penicillin-resistant pneumococci by increasing the intracellular penetration of gentamicin

Vancomycin and gentamicin act synergistically against penicillin-resistant pneumococci in vitro and in experimental rabbit meningitis. The aim of the present study was to investigate the underlying mechanism of this synergism. The intracellular concentration of gentamicin was measured by using the following experimental setting. Bacterial cultures were incubated with either gentamicin alone or gentamicin plus vancomycin for a short period (15 min). The gentamicin concentration was determined before and after grinding of the cultures by using the COBAS INTEGRA fluorescence polarization system (Roche). The grinding efficacies ranged between 44 and 54%, as determined by viable cell counts. In the combination regimen the intracellular concentration of gentamicin increased to 186% compared to that achieved with gentamicin monotherapy. These data suggest that the synergy observed in vivo and in vitro is based on an increased intracellular penetration of the aminoglycoside, probably due to the effect of vancomycin on the permeability of the cell wall.

Individual risk factors for Mycoplasma hyopneumoniae infections in suckling pigs at the age of weaning.

BACKGROUND In recent years, the occurrence and the relevance of Mycoplasma hyopneumoniae infections in suckling pigs has been examined in several studies. Whereas most of these studies were focused on sole prevalence estimation within different age groups, follow-up of infected piglets or assessment of pathological findings, none of the studies included a detailed analysis of individual and environmental risk factors. Therefore, the aim of the present study was to investigate the frequency of M. hyopneumoniae infections in suckling pigs of endemically infected herds and to identify individual risk factors potentially influencing the infection status of suckling pigs at the age of weaning. RESULTS The animal level prevalence of M. hyopneumoniae infections in suckling pigs examined in three conventional pig breeding herds was 3.6% (41/1127) at the time of weaning. A prevalence of 1.2% was found in the same pigs at the end of their nursery period. In a multivariable Poisson regression model it was found that incidence rate ratios (IRR) for suckling pigs are significantly lower than 1 when teeth grinding was conducted (IRR: 0.10). Moreover, high temperatures in the piglet nest during the first two weeks of life (occasionally >40°C) were associated with a decrease of the probability of an infection (IRR: 0.23-0.40). Contrary, the application of PCV2 vaccines to piglets was associated with an increased infection risk (IRR: 9.72). CONCLUSIONS Since single infected piglets are supposed to act as initiators for the transmission of this pathogen in nursery and fattening pigs, the elimination of the risk factors described in this study should help to reduce the incidence rate of M. hyopneumoniae infections and thereby might contribute to a reduced probability of high prevalences in older pigs.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

Two pre-treatments for bonding to non-carious cervical root dentin

Purpose: To investigate the effect of airborne-particle abrasion or diamond bur preparation as pretreatment steps of non-carious cervical root dentin regarding substance loss and bond strength. Methods: 45 dentin specimens produced from crowns of extracted human incisors by grinding the labial surfaces with silicon carbide papers (control) were treated with one of three adhesive systems (Group 1A-C; A: OptiBond FL, B: Clearfil SE Bond, or C: Scotchbond Universal; n=15/adhesive system). Another 135 dentin specimens (n=15/group) produced from the labial, non-carious cervical root part of extracted human incisors were treated with one of the adhesive systems after either no pre-treatment (Group 2A-C), pre-treatment with airborne-particle abrasion (CoJet Prep and 50 µm aluminum oxide powder; Group 3A-C), or pre-treatment with diamond bur preparation (40 µm grit size; Group 4A-C). Substance loss caused by the pre-treatment was measured in Groups 3 and 4. After treatment with the adhesive systems, resin composite was applied and all specimens were stored (37°C, 100% humidity, 24 hours) until measurement of microshear bond strength (µSBS). Data were analyzed with a nonparametric ANOVA followed by Kruskal-Wallis and Wilcoxon rank sum tests (level of significance: alpha=0.05). Results: Overall substance loss was significantly lower in Group 3 (median: 19 µm) than in Group 4 (median: 113 µm; p<0.0001). There were no significant differences in µSBS between the adhesive systems (A-C) in Group 1, Group 3, and Group 4 (p>=0.133). In Group 2, OptiBond FL (Group 2A) and Clearfil SE Bond (Group 2B) yielded significantly higher µSBS than Scotchbond Universal (Group 2C; p<=0.032). For OptiBond FL and Clearfil SE Bond, there were no significant differences in µSBS between the ground crown dentin and the non-carious cervical root dentin regardless of any pre-treatment of the latter (both p=0.661). For Scotchbond Universal, the µSBS to non-carious cervical root dentin without pre-treatment was significantly lower than to ground crown dentin and to non-carious cervical root dentin pre-treated with airborne-particle abrasion or diamond bur preparation p<=0.014).