Werkstoffe


Zahntechnische Gerüstwerkstoff-Trends auf der IDS 2021

.
.

Der Akkord „Metall, Keramik, Kunststoff“ durchklingt die Zahntechnik. Dabei handelt es sich um beständige Grundtöne, zu denen sich aktuell gerade im Bereich der Kunststoffe interessante neue Sounds mischen. Die IDS 2021 macht die Vielfalt mit allen Sinnen erfahrbar.

Die über Dekaden perfektionierte Arbeit mit Metall und Metallkeramik bringt auch in reifen Jahren immer wieder Innovationen hervor. Nicht zuletzt lassen junge Zahnärzte sich für diesen Bereich begeistern, denn in unruhigen Zeiten sind sie dankbar für höchste klinische Sicherheit nach dem Motto: „Es soll einfach ohne Wenn und Aber funktionieren.“ Die einschlägigen Studienergebnisse [1-3] aus dem Zeitraum 2000 und 2010 mit ihren klaren Ergebnissen auf hohem Evidenzniveau sprechen für sich.

Gern edelmetallfrei, Goldstandard gefragt, alternativ Titan

  • Abb. 1: Die Vielfalt an Werkstoffen und Verarbeitungsverfahren im Labor ist enorm: Gold, ...

  • Abb. 1: Die Vielfalt an Werkstoffen und Verarbeitungsverfahren im Labor ist enorm: Gold, ...
    © Koelnmesse / IDS Cologne
Hochgoldhaltige, goldreduzierte und andere Edelmetalllegierungen behaupten sich erfolgreich in Nischen (z.B. Teleskoptechnik, große Brücken im Unterkiefer, Goldinlays) (Abb. 1). Im Segment der edelmetallfreien Werkstoffe (EMF) empfehlen sich namentlich Kobalt-Chrom-Legierungen. Bei zahnfarbener Verblendung entfalten auch sie eine ansprechende Ästhetik.

Als attraktive Alternative sehen etliche Marktteilnehmer Titan. Denn der Werkstoff ist chemisch inert, nur wenig wärmeleitfähig (Vermeidung unangenehmer Kalt/Warm-Empfindungen), und in der Implantologie ergibt sich ein Gleichklang mit der künstlichen Zahnwurzel (in der Regel auch aus Titan).

Verarbeitungsoptionen werden vielfältiger

  • Abb. 2: ... edelmetallfreie Legierungen, Keramik sowie CAD/CAM- und manuelle Arbeitstechniken.

  • Abb. 2: ... edelmetallfreie Legierungen, Keramik sowie CAD/CAM- und manuelle Arbeitstechniken.
    © Koelnmesse / IDS Cologne
So klassisch das alles klingt, so differenziert sehen heute die Verarbeitungsoptionen aus. Längst werden Metalle nicht mehr nur gegossen, obwohl es diese Option sowohl für EM als auch für EMF und für Titan gibt (Abb. 2). Bestimmte goldhaltige Legierungen lassen sich auch fräsen, edelmetallfreie Legierungen sowieso (mit nachfolgender Sinterung), und Titan laserschweißen.

Daneben stellt die additive Fertigung zum Beispiel für Kobalt-Chrom eine Option dar. Selektives Laserschmelzen, SLM-Verfahren („selective laser melting“), Selektives Lasersintern (SLS), Direktes Metall-Lasersintern (DMLS), Lasercusing – mit allen genannten Verfahren werden Kronen, Brücken und Prothesenbasen („digitale Modellgussbasen“) aus EMF-Dentallegierungen gefertigt.

Feste und transluzente Keramiken bewegen sich aufeinander zu

Im Bereich der Keramiken machen die Dentalforscher immer wieder Unmögliches möglich. Unmöglich erscheint regelmäßig der Spagat zwischen festen und ästhetischen Werkstoffen.

Klassisches Zirkonoxid wirkt eher opak und bringt dafür eine hohe Festigkeit mit. Glaskeramiken sind schön transluzent, decken aber dafür nur einen Teilbereich aller Indikationen ab. Das war lange „Gesetz“.

Doch die Spielregeln haben sich geändert. Längst wählen Zahntechniker gern transluzente Zirkonoxid-Varianten oder hochfeste Glaskeramiken. Die Grenzen verschwimmen, und so rücken als Kriterien für die Auswahl des Optimalwerkstoffs für einen gegebenen Patientenfall ökonomische Erwägungen oder die Präferenz des Zahnarztes für eine bestimmte Befestigungsvariante in den Vordergrund.

Werkstoffe auf PAEK-Basis: nicht ganz so fest, aber flexibel

Die Polyaryletherketone (PAEK) haben sich in kurzer Zeit von Exoten zu einer zahntechnischen Realität entwickelt. Ihre Festigkeiten liegen zwar nicht so hoch wie beispielsweise bei den metallischen Klassikern. Bei werkstoffgerechter Bearbeitung eröffnet sich jedoch ein breites Anwendungsfeld.

  • Abb. 3: Ein Verfahren mit hohem Potenzial: 3D-Druck spezieller dentaler Kunststoffe.

  • Abb. 3: Ein Verfahren mit hohem Potenzial: 3D-Druck spezieller dentaler Kunststoffe.
    © BEGO
PAEK sind biologisch inerte Kunststoffe und weisen damit ein geringes Potenzial für Unverträglichkeiten auf (Abb. 3). Andererseits heißt dies auch: Ein Werkstoff, der mit nichts reagiert, lässt sich auch schwer zu einem festen Verbund bewegen. Man stelle sich vor, eine PAEK-Überkonstruktion soll auf einer Prothesenbasis aus Polymethylmethacrylat (PMMA) Halt finden!

Es funktioniert im Labor aber doch – z.B. folgendermaßen [4]: PAEK-Oberfläche korundstrahlen, mit methylmethacrylathaltigem Adhäsiv (MMA) konditionieren. Vorteilhafterweise enthält das Adhäsiv auch eine oberflächenanlösende Komponente (z.B. Pentaerythritoltriacrylat). Dann kann das MMA besser eindringen und sich in dem oberflächlich aufgequollenen Material verankern.

Dimethylacrylate können zusätzlich helfen, einen langzeitstabilen Verbund zu schaffen. Nach der Konditionierung mit dem Adhäsiv erfolgt das Auftragen eines adhäsiven Befestigungskomposits. Bei dualhärtenden Varianten sollte ein Aktivator zugegeben werden.

Im Labor erfolgen diese Schritte zügig. Damit stellt der Zahntechniker sicher, dass er das Adhäsiv auf die aufgequollene und damit aufnahmebereite PAEK-Oberfläche aufgibt. Tipp: Mit einer dünnen Opaker-Schicht lässt sich die Verbundfestigkeit noch steigern.

Das Indikationsspektrum von PAEKen erstreckt sich unter anderem auf Klammerprothesen und implantatgetragene Versorgungen. Hier spielt der Werkstoff seine hohe Flexibilität aus und wirkt beispielsweise kaukraftdämpfend [5].

Außerdem sind PAEK-Werkstoffe für temporäre Restaurationen, herausnehmbare Teil- und Vollprothesen, für Implantate und Abutments indiziert. PAEK eignet sich z.B. auch für monolithische Kronen und für bis zu viergliedrige, zweispannige Brücken [5].

Das ästhetisches Potenzial von PAEK ist hoch, da es sich um farbbeständige Werkstoffe handelt. Sie sind in unterschiedlichen Grundfarben erhältlich (grau, weiß, dentinfarben, gingivafarben) und lassen sich zudem mit Malfarben oder Verblendwerkstoffen individualisieren [5].

Allerdings sind das flexible PAEK-Gerüst und die im Vergleich dazu spröde Verblendung nicht per se Idealpartner. Tipp: basale Zwischengliedbereiche unverblendet lassen!

Werkstoffe und Geschäftsmodelle

Das Feld der zahntechnischen Metall-, Keramik- und Kunststoff-Werkstoffe erweist sich bei genauerem Hinsehen als noch dynamischer, als es ohnehin schon ist. Da werden nicht nur etwas weichere EMF-Legierungen entwickelt, um die Ausarbeitung leichter, sauberer und schneller zu gestalten. Es bewegen sich nicht nur feste und transluzente Keramiken quasi aufeinander zu, während sich der Indikationsbereich der PAEK-Kunststoffe erweitert.

Im gleichen Zuge eröffnen sich neue Geschäftsmodelle. Z.B. steht im Einzelfalle oft die Entscheidung für eine Fertigung im eigenen Labor oder in einem Kooperationslabor oder bei einem Zentralfertiger oder bei einem industriellen Fertigungsservice an.

Die Zeiten ändern sich, und auch das Labor passt seine Position fortlaufend an. Ein Besuch der IDS vom 22. bis zum 25. September 2021 kann dazu beitragen, jede dieser Neupositionierungen für den eigenen Betrieb zu einem Erfolg zu machen.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dr. Christian Ehrensberger