Kronen/Brücken

Zirkoniumdioxid, Wasserkühlsystem, Schleifkörper, Gerüstbearbeitung

Bearbeitung von Gerüsten aus Vollkeramik


Zahnersatz aus Voll- und Presskeramiken oder aus Zirkoniumdioxid hat sich einen festen Platz in der Dentalwelt erobert und wird zunehmend als Alternative für die klassische Metallkeramik genutzt. Bei zahlreichen Anwendern wirft der Werkstoff hinsichtlich seiner richtigen Bearbeitung die Frage auf: Wie beschleife ich Zirkoniumdioxid eigentlich richtig – nass oder trocken? Aus wirtschaftlichen und herstellungstechnischen Gründen sollte man beides miteinander kombinieren. Deshalb hat ZTM Marcel Unger zusammen mit NTI-Kahla ein Konzept entwickelt, das sowohl Nass- als auch Trockenbeschleifen von Zirkoniumdioxid ermöglicht.

 

 

 

 

In der Vergangenheit wurde von der Industrie bzw. den Keramik- und Zirkoniumdioxid - Herstellern die Aussage vertreten, dass das harte Material Zirkoniumdioxid nur unter Wasserkühlung bearbeitet werden darf. Dies wiederum bedeutete, dass man nur mit einer Turbine, die mit hoher Drehzahl unter Wasserkühlung läuft, in einem Wasserkäfig arbeiten durfte. Wer schon einmal eine aus technischen Gründen dicker konstruierte Arbeit von 17 bis 27 ( 3-4 Teile) nach dem Sintern in der Wasserbox ausgearbeitet hat, weiß wovon die Rede ist. Irgendwann hatte ich mir das Wasserkühlsystem meiner Turbine genauer angesehen, um herauszufinden, was beim Beschleifen wirklich geschieht. Das Resultat war ernüchternd: Der Wassernebel legt sich nicht an der zu beschleifenden Stelle nieder und kann somit den Werkstoff auch nicht kühlen. Das stimmte mich nachdenklich. Daraus resultierte der Entschluss, mich bei der Dental-Industrie kundig zu machen. Die Antworten der Hersteller von Turbinen und rotierenden Instrumenten auf meine Anfragen waren jedoch nicht zielführend. Die Aussage der Turbinenhersteller, dass das zu bearbeitende Gesamtobjekt unbedingt zu kühlen sei, da es sonst zu einer Überhitzung des zu bearbeitenden Objekts käme, leuchtete mir ein. Die Hersteller von rotierenden Instrumenten hingegen informierten mich, dass den Angaben der Werkstoffhersteller unbedingt Folge zu leisten sei. Vor ein paar Jahren erklärte mir ein Hersteller von rotierenden Instrumenten (NTI-Kahla) was beim Nassschleifen passiert und worauf es ankommt.

Zielgerichtes Kühlen

Die Turbinenhandstück-Wasserdüsen sollen so ausgerichtet sein, dass das Wasserspray auf das rotierende Instrument trifft und sich nicht in Nebel auflöst. Es ist wichtig, dass das rotierende Instrument gekühlt wird, um bei den hohen Drehzahlen die Hitzeentwicklung zu vermeiden und eine damit verbundene Abgabe von Bindemitteln, welche die Diamantkörnung zusammenhalten. Das verhindert die Verunreinigung des Werkstoffes. Wird der Wasserstrahl falsch ausgerichtet, steigt das Risiko einer Überhitzung des zu bearbeitenden Werkstoffes. Das bedeutet, dass die Wasserkühlung nur für den Schleifkörper (Diamanten) ist und nicht für das Zirkoniumdioxid Gerüst. Zusätzlich informierte mich die NTI, dass sie Instrumente für die Trockenbearbeitung von gesintertem Zirkoniumdioxid anbieten und diese mir zur Verfügung stellten. Als ich die grünen Steinchen vor mir hatte war ich von Anfang an begeistert. Allein die Vorstellung, weniger am Wasserkäfig zu sitzen zu müssen, machte mich glücklich. Doch jetzt kommt es zu Verwirrung. Grüner Schleifkörper/ grünes Steinchen – davon gibt es viele am Markt! Deshalb stellt sich die Frage: Sind die auch alle gleich? Nein, sind sie nicht!

Unterschiede in den Schleifkörpern

Es gibt keramisch gesinterte grüne Schleifkörper, die speziell für die Bearbeitung von Zirkoniumdioxid entwickelt wurden und es werden keramisch gebundene Schleifkörper angeboten, die neben der Bearbeitung von Metall-Verblendkeramiken auch für die Bearbeitung von Vollkeramikgerüsten empfohlen werden. Durch die eher weiche Struktur dieser Steinchen wird bei der Bearbeitung auf sehr harten Materialien viel Staub erzeugt. Es entsteht der Eindruck, dass beim Einsatz dieser Instrumente sehr viel Material abgetragen wird. Allerdings wird dabei nur das Siliziumkarbid freigesetzt und deshalb staubt es. Eine vor kurzem erschienene wissenschaftliche Studie von Prof. (UH) Dr. Wolf-Dieter Müller (Bereich Biomaterialforschung und Zahnärztliche Werkstoffkunde der Charité, Universitätsmedizin Berlin) sowie Dr. Leonhard Meyer (Bien-Air Dental SA) belegt, dass man Zirkoniumdioxid risikolos ohne die obligatorische Wasserkühlung bearbeiten kann. Die in der Studie gemessenen punktuellen Schleifwärmewerte blieben unter 100 °C. Das bedeutet: Es besteht kein Risiko für eine trockene Bearbeitung von gesinterten Zirkoniumdioxid- Gerüsten (Das Abdampfen dieser Gerüste hat eine Hitzeentwicklung von 200 °C). Allerdings ist auf die Güte der Schleifkörper zu achten. Das Geheimnis der NTI- Schleifinstrumente besteht darin, dass der Schleifkörper die entstehende Reibungswärme in sich aufnimmt und nicht in vollem Maße an das Werkstück weitergibt.

Dank dieser Information benutze ich seit langem sehr erfolgreich die Reihe der AllCeramic SuperMax (NTI-Kahla GmbH, Kahla) und die im System ähnlich funktionierenden CeraGlaze Polierer (NTI-Kahla GmbH, Kahla). Daraus ergab sich für mich eine rationelle und damit wirtschaftliche Arbeitsweise. Zusammen mit NTI-Kahla entwickelten wir zwei Schleifsets, die den kompletten Keramikbereich abdecken. Ich arbeite gerne mit diesen Schleifsets da man übersichtlich und geordnet die Schleifinstrumente vorfindet. Das Suchen nach dem passenden Schleifkörper hat ein Ende (Abb. 1).

  • Abb. 1: Das Suchen nach dem passenden Schleifkörper hat ein Ende.
  • Abb. 2: Abtrennen des Gerüstes mit der Diamantscheibe 405.514.220.
  • Abb. 1: Das Suchen nach dem passenden Schleifkörper hat ein Ende.
  • Abb. 2: Abtrennen des Gerüstes mit der Diamantscheibe 405.514.220.

  • Abb. 3: Die Haltestege werden mit der 850-040 M-HP ausgearbeitet.
  • Abb. 3: Die Haltestege werden mit der 850-040 M-HP ausgearbeitet.

Gerüstbearbeitung im grünen Zustand

Mit dem Beschleifen von Zirkongerüsten im grünen Zustand möchte ich beginnen. Wenn man die Möglichkeit hat, im eigenen Labor die Zirkongerüste herzustellen, benötigt man zusätzlich zum Zirkonbearbeitungsset Set-1733 noch das Keramikschleifset Set-1734. Die beiden Schleifsets sind so erstellt, dass man sie wunderbar miteinander kombinieren kann. Zuerst trenne ich das Gerüst mit der Diamantscheibe 405.514.220 vom Block ab (Abb. 2). Die Haltestege und die Form werden mit dem 850-040 MHP Diamanten ausgearbeitet (Abb. 3). Zum Schluss breche ich mit dem Diamantschleifinstrument 801-010M-HP im Gerüstinneren die Kanten (Abb. 4). Die im grünen Zustand fertig ausgearbeiteten Zirkon Gerüste werden zum Sintern vorbereitet (Abb. 5). Nach dem Sintern stellt man oft fest, dass bei dünnen und spitzen Unterkieferstümpfen (Abb. 6) die Kronengerüste nicht sofort passen (Abb. 7). Aus meinen Erfahrungen im Laboralltag entstand der Wunsch, das Sortiment der AllCeramic SuperMax Schleifinstrumente um kleinere Formen zu erweitern (der G8005 bisher kleinster Stein). Man erklärte mir, dass noch feinere Spitzen mit dem bisher verwendeten Grundmaterial nicht zu erreichen sind. Im Produktionsprozess kam es zu Brüchen und Absplitterungen an den Instrumenten. Ausserdem heizten sich die kleinen Formen während der Keramikbearbeitung zu schnell auf. Das Ziel, eine identische Qualität und eine wirtschaftliche Standzeit zu erzielen, konnte nicht erreicht werden. Also kommen wir um das Nassschleifen nicht herum.

  • Abb. 4: Bei spitzen Stümpfen mit dem diamantierten Rosenbohrer im Gerüstinnerren.
  • Abb. 5: Die Zirkonkappen vor dem Sinterbrand.
  • Abb. 4: Bei spitzen Stümpfen mit dem diamantierten Rosenbohrer im Gerüstinnerren.
  • Abb. 5: Die Zirkonkappen vor dem Sinterbrand.

  • Abb. 6: Spitze Unterkieferstümpfe.
  • Abb. 7: Gerüstkappe passt nicht auf den Unterkieferstumpf .
  • Abb. 6: Spitze Unterkieferstümpfe.
  • Abb. 7: Gerüstkappe passt nicht auf den Unterkieferstumpf .

Weiterbearbeitung

Dazu trage ich auf den Stumpf die Pasta Rossa auf (Abb. 8) und passe das Gerüst auf den Stumpf Abb. 9). Durch ihr Lippenstift ähnliches Verhalten ist die Paste für die Nassbearbeitung sehr gut geeignet. Die Störstellen in der Tiefe entferne ich jetzt mit der Nassturbine und dem Diamanten K379L-012F-FG (Abb 10). Unter sich gehende Stellen bearbeite ich mit der Z881-016C-FG (Abb. 11). Der größere Durchmesser des Diamanten ermöglicht es mir, mehr Substanz abzutragen. Bereiche, die ich mit dem dünnsten G8005 Schleifinstrument nicht erfassen kann (zum Ausdünnen der Ränder zwischen zwei Pfeilerzähnen), werden mit den Nassschleifdiamanten Z858-014C-FG ausgearbeitet (Abb. 12).

  • Abb. 8: Auftragen der Pasta Rossa auf den Stumpf.
  • Abb. 9: Störstellen zeichnen ab ...
  • Abb. 8: Auftragen der Pasta Rossa auf den Stumpf.
  • Abb. 9: Störstellen zeichnen ab ...

  • Abb. 10: ... die mit der Nassturbine und der K 379 L-01 F-FG entfern werden.
  • Abb. 11: Untersichgehende Stellen entferne ich mit der Z881-016 CFG.
  • Abb. 10: ... die mit der Nassturbine und der K 379 L-01 F-FG entfern werden.
  • Abb. 11: Untersichgehende Stellen entferne ich mit der Z881-016 CFG.

  • Abb. 12: Ausdünnen der Ränder zwischen zwei Pfeilerzähnen mit der Z 858-014 C-FG.
  • Abb. 12: Ausdünnen der Ränder zwischen zwei Pfeilerzähnen mit der Z 858-014 C-FG.

Passt das Gerüst auf dem Gipsstumpf, ist die Nassbearbeitung abgeschlossen (Abb. 13). Wer mit Fräszentren zusammenarbeitet, wie z.B. dem Cara System von Heraeus, kann auf das Nassschleifen komplett verzichten, denn die Gerüste passen sofort auf dem Stumpf. Hier kann man direkt zum Trockenschleifen übergehen. Für die grobe Bearbeitung werden von mir die großen Räder G8003 (Abb. 14) eingesetzt. Interdental oder auf der Okklusionsebene verwende ich den umgekehrten großen Kegel G8004 (Abb. 15). Bei der groben Randbearbeitung verwende ich den G8001C (Abb. 16), für die feine Randbearbeitung G8002 (Abb. 17). Den Rest der feinen Bearbeitung führe ich mit dem kleinsten Instrument G8005 (Abb. 18) durch. Dabei ist die Empfehlung von 18.000 Umdrehungen pro Minute unbedingt einzuhalten. Die Bearbeitung im interdentalen Bereich erfolgt also nicht mit einer aggressiv arbeitenden Scheibe (Abb. 19).

  • Abb. 13: Das passende Zirkongerüst nach der Nassbearbeitung.
  • Abb. 14: G8003 für die grobe Trockenbearbeitung/Rückschleifen der Haltestege.
  • Abb. 13: Das passende Zirkongerüst nach der Nassbearbeitung.
  • Abb. 14: G8003 für die grobe Trockenbearbeitung/Rückschleifen der Haltestege.

  • Abb. 15: G8004 wird interdental und auf der Occlusionsebene eingesetzt.
  • Abb. 16: G8001C für die grobe Randbearbeitung.
  • Abb. 15: G8004 wird interdental und auf der Occlusionsebene eingesetzt.
  • Abb. 16: G8001C für die grobe Randbearbeitung.

  • Abb. 17: G8002 für die feine Randbearbeitung.
  • Abb. 18: G8005 interdental am Rand basal.
  • Abb. 17: G8002 für die feine Randbearbeitung.
  • Abb. 18: G8005 interdental am Rand basal.

  • Abb. 19: Im interdentalen Bereich ist keine Diamantscheibe notwendig.
  • Abb. 19: Im interdentalen Bereich ist keine Diamantscheibe notwendig.

Das Problem beim Einsatz von Diamantscheiben besteht darin, dass diese über eine schneidende Kante verfügen und beim Einsatz im interdentalen Bereich unbemerkt einen Riss erzeugen können. Die letzte Randbearbeitung führe ich mit den CeraGlaze Polierern durch. Zuerst mit der P301 (Abb. 20) dann die P3001 (Abb.21) ( es genügt normal auch die P3001). Die Vorarbeit ist entscheidend. Wer bei Teleskopkronen die nicht gefrästen Stellen polieren möchte nimmt noch den Hochglanzpolierer P30001 dazu (Abb. 22). Wem die CeraGlaze Polierer zu groß sind benutzt die P342, P3042, P30042 aus dem Keramikschleifset Sortiment. Nun sind die Zirkongerüste fertig ausgearbeitet und können verblendet, beziehungsweise überpresst werden. Die Glaskeramikkronen werden vom Presskanal unter Zugabe eines Tropfen Wassers mit der 405.514.220 aus dem Keramikschleifset abgetrennt. Anschließend wird die Anstiftung mit dem Stein G9001 verschliffen (Abb. 23). Eventuelle Störstellen oder kleine Bläschen können mit dem diamantierten Rosenbohrer 801-010 M-HP beseitigt werden (Abb. 24). Um den Rand auszudünnen wähle ich einen rot beringten Diamanten z.B. die 859-018F-HP (Abb. 25). Durch die feinere Diamantierung besteht keine Gefahr, dass die feinen Ränder abplatzen. Die Fissuren können noch einmal vorsichtig vor dem Glanzbrand mit der HF 138CN-009 nachgearbeitet werden (Abb. 26). Fertig ist die Glaskeramikkrone.

  • Abb. 20: Der abrasivste CeraGlaze Polierer ist der P301.
  • Abb. 21: Für die Vorpolitur den P3001.
  • Abb. 20: Der abrasivste CeraGlaze Polierer ist der P301.
  • Abb. 21: Für die Vorpolitur den P3001.

  • Abb. 22: Für die Hochglanzpolitur die P30001.
  • Abb. 23: Der Presskanal wird mit der G9001 verschliffen.
  • Abb. 22: Für die Hochglanzpolitur die P30001.
  • Abb. 23: Der Presskanal wird mit der G9001 verschliffen.

  • Abb. 24: Störstellen werden mit der 801-010 M-HP beseitigt.
  • Abb. 25: Die 859-018 F-HP zum Ausdünnen von Rändern.
  • Abb. 24: Störstellen werden mit der 801-010 M-HP beseitigt.
  • Abb. 25: Die 859-018 F-HP zum Ausdünnen von Rändern.

  • Abb. 26: Die Fissuren können mit der HF 138 CN-009 nachgearbeitet werden.
  • Abb. 26: Die Fissuren können mit der HF 138 CN-009 nachgearbeitet werden.

Form und Oberflächenstruktur bei der Verblendung

Die Okklusion und die approximalen Kontaktflächen stelle ich wahlweise mit dem Diamanten 850-040MHP oder 842R-018M-HP ein. Kommen wir zur Formgebung. Unser Hauptaugenmerk fällt auf die Konturierung der Lichtleisten (Abb. 27). Mit dem größten Diamanten den 850-040 M-HP, der auch die labiale Form bestimmt, arbeite ich die Lichtleisten heraus (Abb. 28). Zusätzlich kann man sich diese Bereiche mit farbigen Stiften markieren. Das gibt Sicherheit bei der Formgebung. Nachdem ich nun die grobe Form erarbeitet habe, wird unter Kontrolle der Funktion der Protrusionswinkel an der Schneidekante mit einem Schleifrad P0301 eingestellt. Die Protrusions- und Lateralbewegungen werden allerdings mit leichtem Überschuss eingestellt, da erst nach dem Glanzbrand der definitive Winkel mit den CeraGlaze Rädern definiert wird. Jetzt beginne ich mit der Oberflächenstrukturierung. Hier findet der Diamant 850-014MHP seinen Einsatz (Abb. 29). Dabei presse ich beide Daumen aneinander und zittere mit dem Diamanten über die gesamte Oberfläche. Als Nächstes werden die sagittalen Wölbungen heraus gearbeitet (Abb. 30). Um die Strukturen nach inzisal weicher auslaufen zu lassen, kann man vorsichtig mit der Innenfläche des Diamanten die Strukturen öffnen (Abb. 31). Durch die abgerundete Spitze des bereits verwendeten Ausarbeitungsdiamanten lassen sich die Strukturen sowohl in sagittaler als auch in horizontaler Richtung sehr gut einarbeiten (Abb. 32). Auch kleinere punktuelle Vertiefungen und Unebenheiten können mit einem solchen Diamanten einfach herausgearbeitet werden. Wenn es aus Zeitgründen schneller gehen soll, eignet sich der TURBO Diamant (Abb. 33). So kann man zur Darstellung von Wachstumsrillen, den so genannten Perikymatien, durch halbmondförmige Bewegung ausarbeiten. Beim Ausarbeiten ist darauf zu achten, möglichst wenig Druck auszuüben. Nur so kann der Diamant seiner Aufgabe gerecht werden und verhindert, dass Partikel an der Oberfläche der Keramik heraus brechen. Diese winzigen Bruchflächen sind nach dem Glanzbrand als Rauhigkeiten zu erkennen, die sich nur durch starkes Nacharbeiten entfernen lassen. Für scharfkantige Defekte kommt der 859-018M-HP Konus, spitz (Abb. 34) zum Einsatz. Schmelzrisse können sehr effektiv in die Oberfläche „eingraviert“ werden. Die Oberfläche wird in aller Regel zum Abschluss der Formgebung mit einem Gummirad vorsichtig geglättet (Abb. 35).

  • Abb. 27: Anzeichnen der Lichtleisten.
  • Abb. 28: Grobe Ausarbeitung mit 850-040 M-HP.
  • Abb. 27: Anzeichnen der Lichtleisten.
  • Abb. 28: Grobe Ausarbeitung mit 850-040 M-HP.

  • Abb. 29: Beginnen mit der Oberflächenstrukturierung 850-014 M-HP.
  • Abb. 30: Herausarbeiten der sagittalen Wölbung.
  • Abb. 29: Beginnen mit der Oberflächenstrukturierung 850-014 M-HP.
  • Abb. 30: Herausarbeiten der sagittalen Wölbung.

  • Abb. 31: Öffnen der Struktur.
  • Abb. 32: Strukturen einarbeiten
  • Abb. 31: Öffnen der Struktur.
  • Abb. 32: Strukturen einarbeiten

  • Abb. 33: Spiraldiamant für schnelle Strukturierung.
  • Abb. 34: Scharfe Spitze 859-018 M-HP für scharfkantige Effekte.
  • Abb. 33: Spiraldiamant für schnelle Strukturierung.
  • Abb. 34: Scharfe Spitze 859-018 M-HP für scharfkantige Effekte.

  • Abb. 35: Glättung mit Gummirad.
  • Abb. 35: Glättung mit Gummirad.

Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf den erhabenen Wölbungen, die Aufgrund ihrer exponierten Lage im natürlichen Gebiss einen höheren Abnutzungsgrad aufweisen und stärker glänzen. Je nachdem wie der Glanzgrad eingestellt werden soll, kann man diesen Schritt auch nach dem Glanzbrand durchführen.

  • Abb. 36: Kontrolle mit Texturpuder.
  • Abb. 37: Lichtspiele.
  • Abb. 36: Kontrolle mit Texturpuder.
  • Abb. 37: Lichtspiele.

  • Abb. 38: Lichtspiele.
  • Abb. 39: Lichtspiele.
  • Abb. 38: Lichtspiele.
  • Abb. 39: Lichtspiele.

  • Abb. 40: Fertig gestellter Molar.
  • Abb. 41: Zahn 21 leidet unter einer Strukturanomalie.
  • Abb. 40: Fertig gestellter Molar.
  • Abb. 41: Zahn 21 leidet unter einer Strukturanomalie.

  • Abb. 42: Situation nach 1 Jahr im Munde.
  • Abb. 43: Zahn 11 mit Provisorium.
  • Abb. 42: Situation nach 1 Jahr im Munde.
  • Abb. 43: Zahn 11 mit Provisorium.

  • Abb. 44: Gelungener Zahnersatz mit Zirkondioxid auf Zahn 11.
  • Abb. 45: Farbauswahl: Zahn 21 mit Provisorium.
  • Abb. 44: Gelungener Zahnersatz mit Zirkondioxid auf Zahn 11.
  • Abb. 45: Farbauswahl: Zahn 21 mit Provisorium.

  • Abb. 46: Restauration mit Zirkondioxid Krone 21.
  • Abb. 46: Restauration mit Zirkondioxid Krone 21.

Zur besseren Kontrolle der Form und Oberflächentextur empfiehlt es sich, Texturpuder auf die Kronen und den Restzahnbestand zu geben (Abb. 36). Der große Vorteil ist hierbei, dass man weder durch die Farbe der Kronen noch durch Reflexionen abgelenkt ist. So lassen sich feinste Strukturen sehr gut erkennen und gegebenenfalls korrigieren. Eine zu stark konturierte Oberflächentextur ist dann “Schnee von gestern“. Die Abb. 37 bis 39 zeigen wie eine perfekte Strukturgebung bei jugendlichen, mittleren und gereiften Zähnen aussehen kann. Zirkonkronen im Mund, die nicht nur schön aussehen sondern auch langlebig sind, zeigen die Abb. 40 bis 46.

  

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZTM Marcel Unger

Bilder soweit nicht anders deklariert: ZTM Marcel Unger


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