Werkstoffe

DCMhotbond zircon, zirconnect und tizio

Perfekte Ergänzungen für das Arbeiten mit Zirkonoxid


Zirkonoxid als Werkstoff stellt hohe Anforderungen an den Zahntechniker. Insbesondere das Problem des Chippings tritt im Alltag häufig auf. hotbond zirconnect aus dem Hause DCMhotbond soll dieses Risiko verringern und die Reparaturfreundlichkeit der Zikonoxidversorgungen verbessern. Das Produkt gehört zu dem DCMhotbond-Trio, das folgende Aufgaben im Labor erfüllen soll: Zirkon mit Zirkon zu verlöten, mittels zirconnect eine ätzbare Oberfläche zu erstellen, um Zirkongerüste mit Kunststoffen zu verblenden und mit tizio eine bakteriendichte Verbindung zwischen Titan und Zirkonoxid herzustellen. Ob diese DCMhotbond-Produktkomponenten wirklich halten, was sie versprechen, hat Zahntechnikermeister Klaus Fleischfresser kritisch getestet.

Löten ist ein thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Werkstoffen, wobei die flüssige Phase, also das Lot, in die Grenzflächen des Werkstoffes diffundiert. Glaslote sind in der Industrie bekannt – DCM hat also eine bewährte Technik für die Zahntechnik nutzbar gemacht. Durch intensive Forschung wurden die Inhaltsstoffe der DCM-Glaslote bezüglich ihrer Zusammensetzung und des Mahlgrades so eingestellt, dass mit den in der Zahntechnik zur Anwendung kommenden Zikoniumdioxiden sehr gute Ergebnisse bezüglich der Qualität von Festigkeit und Diffusion erzielt werden.

Bezüglich der zweiten Komponente des Produkttrios, DCMhotbond zirconnect, hegte ich anfangs Zweifel. Ob zirconnect tatsächlich ins Zirkon eindiffundiert, wurde auch wissenschaftlich kontrovers diskutiert. Um mich selbst zu überzeugen, besuchte ich – auf Einladung – die Firma DCM in Rostock. Dort wurde ich von der Firmenleitung durch „Berge“ von Universitätsstudien, wissenschaftliche Untersuchungen und Patentschriften geführt, die die Aussagen von DCM stützen. Zudem wurde mir die Gelegenheit geboten, alle drei technischen Systeme kennenzulernen – auch im Praxistest. Unter der strengen Aufsicht der Anwendungstechniker von DCM gelangen alle technischen Versuche auf Anhieb.

DCMhotbond zircon für Neukonstruktion ...

  • Abb. 1: Beispiel einer gelöteten Brücke, die aufgrund der extremen vertikalen Bauhöhe in zwei Teilen gefertigt werden musste.

  • Abb. 1: Beispiel einer gelöteten Brücke, die aufgrund der extremen vertikalen Bauhöhe in zwei Teilen gefertigt werden musste.
Für die Verlötung von Zirkon mit Zirkon müssen bereits bei der Gerüstkonstruktion vorgegebene Geometrien eingehalten werden. Geschiebeartige Verbindungselemente, die als Wachsteile und Datensätze vorliegen, vereinfachen das Herstellen bzw. Konstruieren der Brückensegmente. Abbildung 1 zeigt eine Anwendung von hotbond zircon: Diese Arbeit musste in zwei Teilen gefräst werden, weil es keine handelsüblichen Blanks in diesen Dimensionen gab. Selbst wenn Blanks in dieser Stärke zur Verfügung stünden, würde aus ihrer Verarbeitung sehr viel Materialverschliff resultieren, sodass dieses Vorgehen aus wirtschaftlicher Sicht wenig empfehlenswert erscheint. Dank hotbond zircon hingegen reichte ein 14er Blank für beide Teile; sie wurden nacheinander gefräst und danach verlötet.

... Erweiterung und Reparatur

Mich interessierte auch die Möglichkeit der Reparatur oder Erweiterung bestehender Zirkongerüste. Hier sind deutliche Einschränkungen seitens des Herstellers zu beachten. Diese Anwendung ist vom Hersteller nicht freigegeben, das heißt, er übernimmt für diese Fälle keine Garantie. Nach meinen Erfahrungen glaube ich aber, dass man dünne Stellen oder kleine Löcher durchaus löten kann.

Ein Fallbeispiel

Für einen Kunden, der mit einem 14-gliedrigen Zirkonoxidgerüst aus dem Fräszentrum zu uns kam, wurden die palatinalen Aufbissflächen für einen Deckbisspatienten mithilfe von hotbond zircon „nachgerüstet“. In diesem Fall war der Laborinhaber aufgrund eines geringen Platzangebots für die Schichtkeramik und deren Stabilität beunruhigt. Dieser Platzmangel war bei der Beauftragung des Gerüstes im Fräszentrum nicht ausreichend beachtet worden. Wir haben daher die Aufbisse von regio 13 bis 23 mit Modellierkunststoff hergestellt, in der Kopierfräse gefräst und nach dem Sintern aufgelötet.

Im Gespräch mit dem Kunden bemerkte ich zudem eine Verunsicherung bezüglich der Chipping-Gefahr, da er in dieser Hinsicht bereits schmerzliche Erfahrungen gemacht hatte. Ich schlug vor, die Arbeit mit Komposit zu verblenden, was der Kunde mit Unverständnis quittierte.

Verblenden mit zirconnect

Damit sind wir bei der zweiten und für mich der interessantesten Anwendungsmöglichkeit der hotbond- Systemkomponenten angekommen: dem DCMzirconnect (Abb. 2). Zirconnect erstellt eine Silikatglasschicht, die bei 1.000 °C regelrecht in das Zirkongerüst „eingedampft“ wird. Studien zeigen, dass dieses Glas durch Diffusion fest im Zirkon verankert ist. Ich habe mich selbst überzeugt, indem ich mit Ätztechnik und Silan zunächst eine Kompositverblendung auf eine mit zirconnect beschichtete Brücke aufgetragen habe, um diese dann mit einem Hammer abzuschlagen. Unter dem Mikroskop konnte man deutlich erkennen, dass sich der Bruch im Komposit befand und gut sichtbare Glasanteile im Zirkon verblieben. Nachdem der Kunde die Studien zu zirconnect gelesen hatte, war er einverstanden, die Arbeit mit konfektionierten Kompositschalen – kostengünstig und schnell – verblenden zu lassen. Geätzt wurde mit CLink. Die Arbeit ist seit über einem Jahr eingegliedert und gab keinen Anlass zur Beschwerde (Abb. 3).

  • Abb. 2: Diese Arbeit wurde komplett mit hotbond zirconnect beschichtet und mit Komposit-Verblendschalen fertiggestellt.
  • Abb. 3: Anätzen der Kroneninnenflächen, um diese adhäsiv zu befestigen.
  • Abb. 2: Diese Arbeit wurde komplett mit hotbond zirconnect beschichtet und mit Komposit-Verblendschalen fertiggestellt.
  • Abb. 3: Anätzen der Kroneninnenflächen, um diese adhäsiv zu befestigen.

zirconnect ist vielseitig in der Verarbeitung: Das Material kann mit Malfarbenflüssigkeit pastös angemischt werden und dann mittels Pinsel wie Glasurmasse auf das Gerüst appliziert werden.

  • Abb. 4: Aufsprühen von hotbond zirconnect mit der Airbrush-Technik.

  • Abb. 4: Aufsprühen von hotbond zirconnect mit der Airbrush-Technik.
Alternativ kann zirconnect mit der Airbrush-Technik gesprüht werden (Abb. 4). Letzteres Verfahren ist besonders schnell und das Resultat voraussagbar. Denn die Glasschicht hat dann eine definierte Schichtstärke von ca. 8–10 ?m. Diese Schicht ist dünn genug, um sie beispielsweise auch auf Kroneninnenseiten aufzubringen, damit diese adhäsiv eingesetzt werden können. In Frage kommt dieses Vorgehen z.B. bei besonders kurzen oder ungünstigen Retentionsverhältnissen der Stümpfe.

Lockerungen: zirconnect als Problemlöser

Vieles lernt man in der Praxis durch Erfahrung. So hat mir eine Arbeit für einen Patienten mit extremen Schmelzdefekten gezeigt, wie wichtig die gute Befestigung von Zirkoniumdioxidversorgungen ist. Die 24 Einzelkronen (Käppchen aus ZrO2) passten wirklich gut auf die präparierten Stümpfe. Doch nach und nach lösten sich die Kronen und mussten mittels moderner Kleber wieder befestigt werden. Das Problem bekam man zwar in den Griff, doch heute würde ich diese Kronen mit zirconnect komplett (innen und außen) mittels Airbrush-Technik beschichten und den Behandler bitten, diese adhäsiv einzusetzen. So kann man sich und dem Patienten Ärger und Aufwand ersparen. Viele meiner Kunden sehen das ähnlich und lassen alle ihre Zirkonarbeiten mit zirconnect beschichten. Bei diesem Vorgehen entfällt der „Liner“. Man kann direkt auf die zirconnect-Schicht aufbrennen oder aber mit Komposit verblenden, z.B. in den Fällen, in denen im Gegenkiefer bereits keramisch verblendeter Zahnersatz vorhanden ist oder die Arbeit zunächst nur als Provisorium getragen werden soll.

In Absprache mit Behandlern und Patienten haben wir ein eigenes Gütesiegel entwickelt. Wir beschichten jede Zirkonarbeit und im Patientenpass sowie auf der Rechnung steht der Text: zirconnect inside! Dadurch erkennt der Behandler, dass diese Arbeit auch später im Mund mittels Ätztechnik repariert werden kann, sollte doch einmal ein Stück der Verblendung abplatzen. Diese Position (zirconnect inside) kann ich mit 2 Euro pro Zahneinheit als Privatleistung abrechnen.

DCMhotbond tizio verbindet Zirkon mit Titan

DCMhotbond tizio schafft eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Titanklebehülsen sowie individuellen oder konfektionierten Zirkonaufbauten (Abb. 5). Aufgrund der werkstofftechnischen Tatsache, dass Titan bei Temperaturen von über 850 °C eine materialschädigende Gefügeumwandlung erfährt, ist das tizio-System auf Arbeitstemperaturen von 800 °C abgestimmt. Das Fügen von Titan mit Zirkon erfolgt in zwei Arbeitsschritten. Zunächst wird die Klebefläche der Titanhülse mit tizio connect besprüht – dazu ist die Airbrush-Technik unerlässlich, weil nur dadurch eine dünne und gleichmäßige Schicht aufgebracht werden kann (Abb. 6). tizio connect erzeugt ein Interface auf der Titanfläche, das später die Grundlage für die Anbindung des tizio-Lots bildet. In einem zweiten Arbeitsgang wird der vordefinierte Spalt von 0,3 mm mit DCM tizio plus gefüllt und bei 800 °C gebrannt (Abb. 7). Auf detaillierte Ausführungen bezüglich der praktischen Arbeitsweisen kann hier verzichtet werden, da diese in den jeweiligen Verarbeitungsanleitungen schlüssig beschrieben sind.

  • Abb. 5: Verschließen des Schraubenkanals.
  • Abb. 6: Vorbereitung der Titanhülse zum Sprayen von tizio connect
  • Abb. 5: Verschließen des Schraubenkanals.
  • Abb. 6: Vorbereitung der Titanhülse zum Sprayen von tizio connect

  • Abb. 7: Aufbringen des Lots tizio plus.
  • Abb. 8: Die Lote müssen vor dem Abheben der Arbeiten gewissenhaft getrocknet werden.
  • Abb. 7: Aufbringen des Lots tizio plus.
  • Abb. 8: Die Lote müssen vor dem Abheben der Arbeiten gewissenhaft getrocknet werden.

Zwei grundlegende Aspekte sollten beim Arbeiten mit tizio connect jedoch beachtet werden:

  • Bei allen Lötungen ist dringend darauf zu achten, dass die Anmischflüssigkeiten vor dem Brennen komplett verdunstet sind. Dies geschieht durch Trocknung und kann mit einem Heißluftgebläse bzw. Föhn oder aber auch unter einer Wärmelampe erfolgen (Abb. 8). Wenn dies nicht beachtet wird und restliche Flüssigkeiten im Ofen spontan aufkochen, bewirkt der Dampfdruck die Verschiebung der Objekte mit dem Ergebnis, dass die Arbeit nicht passt. Bei einer tizio-Lötung bedeutet das, dass man die Titanhülse nicht entfernen kann, ohne sie zu zerstören. Bei der Lötung von Zirkon mit Zirkon gibt es Tricks zum Lösen der Verbindung – aber diese sind zumindest zeitraubend.
  • Brennparameter: Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die Arbeitstemperatur (bei hotbond zircon und zirconnect 1.000 °C) im Bereich der Lötung tatsächlich ankommt. Zirkon ist ein sehr schlechter Wärmeleiter – deutlich schlechter als NEM! Deshalb müssen massive Zirkonteile erheblich länger gebrannt werden – d.h., die Haltezeit auf Endtemperatur muss, je nach Größe des Objekts, gegenüber der vorgeschrieben Haltezeit verlängert werden. Alternativ könnte man die Brenntemperatur leicht erhöhen. Dies ist bei tizio aber nicht empfehlenswert aufgrund der bereits erwähnten Gefügeumwandlung. Sinnvoller erscheint es, den Ofen zu kalibrieren, den Dingen Zeit zu geben. hotbond zircon und zirconnect kann man eigentlich nicht überbrennen – unterbrennen ist dagegen unbedingt zu vermeiden.

Die Indikationen im Überblick

DCMhotbond zircon (1.000 °C): Löten von Zirkon und Zirkon; Verbinden von kleineren Brückensegmenten und Reparaturen (mit Einschränkungen).

DCMhotbond zirconnect (1.000 °C): erzeugt eine ins Zirkon eindiffundierte Silikatglasschicht, die den Liner ersetzt und das Risiko von Chipping verringert. Mittels Ätztechnik lässt sich die Arbeit adhäsiv eingliedern; Maryland-Brücken und Schienen können beschichtet werden; alle Zirkonflächen, die mit zirconnect beschichtet sind, ermöglichen einen perfekten Verbund mit Komposit.

DCMhotbond tizio (800 °C): stoffschlüssiger, bakteriendichter Verbund zur Titanklebehülse. Mit Schichtkeramikmassen, deren Dentinbrandtemperaturen nicht über 800 °C liegen, kann die Titanhülse schon vor dem Brennen eingelötet werden bzw. man kann Kronen korrigieren, ohne die Hülse zu entfernen.

  • Abb. 9 a-d: The light side of Zirkon … oder was mit DCMhotbond Glasloten alles möglich ist.

  • Abb. 9 a-d: The light side of Zirkon … oder was mit DCMhotbond Glasloten alles möglich ist.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der besonderen Art: Der Autor verlötet mit großem Erfolg unterschiedlich eingefärbte Zirkonteile – oftmals nur Reste und Bruchstücke – um Schmuckteile zu fertigen. Wie auf den Abbildungen 9a–d zu erkennen, sind die Verbindungsflächen nicht besonders groß und einfach auf Stoß gearbeitet. Trotzdem ist bislang keine dieser Verbindungen gebrochen.

Fazit

Zusammenfassend und gestützt durch meine Erfahrungen, kann ich meinen Kollegen DCMhotbond als eine gute und sehr sinnvolle Ergänzung für die tägliche Arbeit mit Zirkon empfehlen. Man braucht es nicht immer – aber man sollte es im Hause haben. Der Vertrieb von DCMhotbond-Produkten erfolgt durch die Dental Balance GmbH. Im Angebot ist – neben allen Systemen, die man einzeln erwerben kann – auch ein „Trainings-Kit“, das die Komponenten für alle drei Anwendungen in kleinen Gebinden beinhaltet. So stehen dem Zahntechniker alle Möglichkeiten zur Verfügung, und man kann für „kleines Geld“ alle Techniken ausprobieren. 

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZTM Klaus Fleischfresser

Bilder soweit nicht anders deklariert: ZTM Klaus Fleischfresser


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