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In Villach erläuterte der Referent aus Graz in prägnanter Weise physikalisch-chemische Zusammenhänge rund um Zirkoniumdioxid und zeigte die Auswirkungen der zahnärztlichen und zahntechnischen Bearbeitung. Die Faktoren stehen in einem Beziehungsgeflecht, das man beherrschen muss und bei Nichtbeachtung leicht zum Verhängnis wird (Abb. 2). Wesentliche Rollen – zum Guten wie zum Bösen – spielen die Auswahl des Zirkoniumdioxids, das primäre Festigkeitsverhalten, das Vermeiden oder Begehen von Herstellungsund Konstruktionsfehlern und ebenso der Keramikbrand und die Nachbearbeitung.

Präparations- und Restaurationsdesign

Aus dem unelastischen Verhalten der Keramik, ihrer Sprödigkeit, ergeben sich ganz andere Designregeln als für Metall. Sie sind aus der industriellen Anwendung bekannt und brauchen nur für den Dentalbereich konkretisiert zu werden. Das Hauptprinzip: Damit die Sprödigkeit nicht zum Zuge kommt, dürfen scharfe Kanten weder vom Zahnarzt präpariert [1] noch vom Zahntechniker konstruiert, modelliert oder gefräst werden. Um die materialtypischen Abplatzungen und Sprünge durch übermäßige Zugspannungen zu vermeiden, sind plötzliche Querschnittsänderungen sowie komplizierte Formen tabu (Abb. 3 u. 4) und gerundete Formen „in“. Geht es um Gerüste, muss das vorgesehene Okklusionsrelief in Andeutung vorweggenommen werden. Alles andere fällt in die Kategorie „Konstruktionsfehler“, wenn man die Dinge beim Namen nennt.

Schleifen und Sandstrahlen

Ein anderes Fokusthema schiebt sich in den Vordergrund, wenn im Patientenmund die Kontakte überprüft und eingeschliffen werden: sowohl bei monolithischen als auch verblendeten Versorgungen. Laut wissenschaftlichen Untersuchungen [2, 3] sinkt die Belastungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Restauration nach Beschleifen unter die Hälfte ge genüber der unbearbeiteten Oberfläche – das kann zu wenig sein und vorzeitiges Versagen der Restauration bedeuten. Zielführend für die Vor beugung vor Fehlpassungen sind die Bissregistrierung, der Einsatz des Vollwert-Artikulators sowie gegebe nenfalls die genaue Bisseinstellung mit Rekonstruktion der Vertikaldimension der Okklusion (VDO) und die anschließende „Probefahrt“ mit therapeutischem Provisorium. Nicht-Einschleifen kann mit dem Festschreiben dieses Procedere zum Alltag werden. Während die Antwort zur Frage der Nachbearbeitung eindeutig ist, stellt sich das Problem: „Sandstrahlen oder nicht?“ ambivalent dar. Tests zeigen: Einerseits schwächt das Strahlen mit Al₂O₃ durch Phasenumwandlung des ZrO₂ die Keramik um rund dreißig Prozent [4]. Da jedoch die Ausgangsfestigkeit von Zirkoniumdioxid mit 1.000 MPa und mehr bei weitem die höchste aller Dentalmaterialien ist, könnte dies in Kauf genommen werden, denn andererseits ergeben sich Vorteile: Durch das Sandstrahlen mit 30 μm Co-jet ist eine Festigkeitssteigerung um ca. 15 Prozent zu erreichen und Schleiftraumen werden geglättet. Wird also die Oberfläche eingeschliffen, empfehlen viele Hersteller das anschließen de Sandstrahlen. Nun ist der Zahntechniker dem Materialverhalten nicht hilflos ausgeliefert – er kann selbst bis zu einem gewissen Grad herausfinden, ob sein Produkt geschädigt wurde. Im Aufund Durchlicht wird so mancher Riss sichtbar (Abb. 5). Das Benutzen der Lupen versteht sich von selbst und sollte durch optische Kontrolle im Auflichtmikroskop ergänzt werden.

Material und Computer Aided Design

Was der Techniker nicht prüfen kann, ist die Qualität des Ausgangsmaterials. Erst unter dem Rasterelektronenmikroskop wird sichtbar, ob dies feinkörnig und lunkerfrei ist, wie es sein soll. Dies wird durch isostatische Pressung erreicht. Kostengünstigere Verfahren leisten dies nicht. Vorsicht ist beim Ordern von Zirkoniumdioxid über Marktplattformen im Internet geboten – hier sind unter anderem (billige) Rohlinge zu finden, die zwar für die industrielle Anwendung, nicht aber als Medizinprodukte für den Einsatz am Menschen zertifiziert sind. In beiden Fällen stammt der Rohstoff für das Endprodukt meist vom japanischen Hersteller Toso, dies darf nicht als Hinweis auf die Erlaubnis zur Kronenund Brückenherstellung gewertet werden. Erst der Fertigungsprozess entscheidet über die Qualität – zum Beispiel Reinheit und Homogenität – sowie, darauf basierend, über den Einsatzzweck des Zirkoniumdioxid- Rohlings. Wer den falschen Materialtyp für dentale Zwecke verwendet, macht sich strafbar.

Die Frage, ob denn wenigstens alle dentalen Zirkoniumdioxid-Materialien identisch und gleich zu behandeln sind, beantwortete Arnetzl mit Aufstellungen zu den verschiedenen Korngrößen und Brenntemperaturen. Je nach Dentalhersteller muss das Labor die Rohlinge unterschiedlich verarbeiten. Der Referent wies daneben darauf hin, dass zusätzlich je nach Design- Software und Fräsmaschine die virtuellen Bibliotheken der Hersteller voneinander abweichende Formen vorschlagen. Die Konsequenz: Steigt man von einem CAD/CAM-System auf ein anderes um, muss man sich erneut mit den Herstelleranweisungen und Realisationen auseinandersetzen – auch dann zum Beispiel, wenn man einen Kurs für ein System besucht hat, jedoch ein anderes anschafft. Ein anderes Kriterium für die Entscheidung „Bruch oder Haltbarkeit“ liegt nicht zuletzt in der Berücksichtigung der Größe der geplanten Arbeit. Während es für Legierungsgerüste keine herstellerseitige Anleitung zu Verbinderstärken gab, gibt die Design-Software für die spröde Keramik Mindestquerschnitte vor. Diese müssen mit der Anzahl der Brückenglieder erhöht werden [5].

Chipping

Auch bei Metallverblendkeramik sind „Abplatzungen“ bekannt. Mit Einführung von Zirkoniumdioxid vergrößerte sich die Häufigkeit und es verbreitete sich das Wort „Chipping“ (Abb. 6). Ursachen im vermehrtem Auftreten wurden darin gefunden, dass Zirkoniumdioxid und Schichtkeramik sehr unterschiedliche Festigkeiten aufweisen sowie darin, dass beide schlechte Wärmeleiter sind [6]. Eine zeitlich verkürzte Abkühlung nach dem Keramikbrand führt zu Temperaturunterschieden in beiden Materialien, wodurch sich Zugspannungen von 20 bis 40 MPa aufbauen. Bedeckt die Verblendkeramik das Gerüst in unterschiedlichen Schichtstärken, weil nicht höckerunterstützend gearbeitet wurde, verstärken sich die Spannungen und damit die Risiken für Chipping noch. Die Brandführung mit verzögerter Abkühlung lässt den Materialien mehr Zeit zum Temperaturausgleich. Dies ist entscheidend für den Erfolg der gesamten Restauration. Auf der Verpackung neuerer Keramiken oder in der Gebrauchsanweisung findet sich die benötigte Haltezeit für die gesteuerte Abkühlung beim letzten entscheidenden Brand angegeben, zum Beispiel TG (für „Transformations-Gradient“) gleich 570 Grad Celsius oder L (für „Long-term cooling“) gleich 450 Grad Celsius. Die Beachtung dieser verlängerten Abkühlzeiten ist obligatorisch, um Chipping zu vermeiden.

Eine Zukunft ohne manuelles Schichten

Lässt sich Chipping zuverlässig vermeiden? Diese Frage beantworten die Hersteller mit neuen Produkten, die ohne Verblendkeramik auskommen und damit die Problematik aushebeln. Es stehen Fräsblöcke mit dreidimensionalem Farbverlauf sowie Zirkoniumdioxid höherer Transluzenz als früher zur Verfügung, diese Materialien eignen sich für ästhetische monolithische Restaurationen bis hin zum Frontzahnbereich. Neu ist ebenfalls die Möglichkeit, eine im Fräsgerät hergestellte Struktur als Verblendung aufzubringen. Durch ihre höhere Festigkeit passt sie besser zu Zirkoniumdioxid als Schichtkeramik (Stichwort „Multi-Layer-Bridge“). Mit allen Bemühungen um Aufklärung der Zusammenhänge und Anstrengungen zur Vermeidung von Keramikbrüchen kann heute festgestellt werden – die Frage lautet nicht mehr „Wer ist schuld am Versagen?“, sondern „Was ist schuld?“. Wenn dann noch die definitive Eingliederung sachkundig von Zahntechniker und Zahnarzt vorbereitet wurde, lassen sich für Vollkeramikversorgungen beste Prognosen Richtung Langlebigkeit abgeben. Die „Chance“ sinkt deutlich, einmal für das Versagen einer Restauration geradestehen zu müssen.