Werkstoffe

Auf die Oberfläche kommt es an!

Monolithische Restaurationen aus Zirkonoxid

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Moderne Zirkonoxide integrieren eine Vielzahl lichtoptischer Eigenschaften, die einer Restauration von innen heraus Natürlichkeit verleihen. Trotz dieser hohen Leistungsfähigkeit obliegt es dem Zahntechniker, eine angemessene Oberflächentextur und -morphologie nebst stimmiger Farbgebung zu erarbeiten, die kaum vom natürlichen Vorbild – dem gesunden Zahn – zu unterscheiden ist. Aiham Farah stellt hierzu sein Vorgehen mittels IPS e.max ZirCAD und IPS Ivocolor vor.

In der Natur liegt die wahre Perfektion im Detail, z.B. im Umgang mit dem einfallenden Licht. So ermöglicht eine facettenreiche Oberfläche, auf der selbst kleinste Lichtstrahlen spezifische Effekte erzeugen, die unverwechselbare Ästhetik der „Natürlichkeit“. Doch während die Natur keine perfekt geraden Linien kennt, sind CAD/CAM-Fräsmaschinen darauf festgelegt.

Ein Widerspruch beim CAD/CAM-gestützten Herstellen monolithischer Restaurationen? Nein, denn es gilt: Soll ein natürlicher Zahn mithilfe der CAD/CAM-Technik monolithisch möglichst perfekt imitiert werden, bedarf es einer manuellen Finalisierung der Restauration. Der Zahntechniker gestaltet mit Kunstfertigkeit und Geschick die sekundäre Anatomie des Zahnes.

  • Abb. 1: Die manuell eingearbeitete Oberflächentextur (links) verleiht der Restauration Natürlichkeit.

  • Abb. 1: Die manuell eingearbeitete Oberflächentextur (links) verleiht der Restauration Natürlichkeit.
    © Aiham Farah
Morphologische Details lassen sich mithilfe feiner Diamanten erzeugen. Mit zunehmender Oberflächenkonturierung erwacht der Zahn so nach und nach zum Leben (Abb. 1). Ergänzend zur Oberflächentextur, der sekundären Anatomie, lässt sich der monolithisch gefrästen Zirkonoxidrestauration mit einer externen Farbgebung zusätzlich ein Hauch von Individualität und Natürlichkeit verleihen.

Entsprechend erfuhr die Schichttechnik in den vergangenen Jahren ein Revival. Zeitgleich behaupten sich polychromatische Keramikwerkstoffe mit ihrer Effizienz gegenüber der klassischen Schichtung. Viele der innovativen Materialien haben die Leistungsfähigkeit der Schichtkeramik in mancherlei Hinsicht übertroffen, was mehr denn je dazu verführt, monolithische Restaurationen in Kombination mit der Maltechnik zu fertigen.

Um hier optimale Ergebnisse in Ästhetik, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit zu erzielen, bietet sich eine Kombination aus adäquatem Malfarbensystem und geeignetem Gerüstmaterial an. Eine derartige Werkstoffkombination steht Dentallaboren heute mit dem innovativen Zirkonoxid IPS e.max ZirCAD Prime und dem vielseitigen Malfarben- und Glasursystem IPS Ivocolor zur Verfügung. Beides wurde auch für die hier vorgestellte Restauration genutzt.

Im Fokus der Erläuterungen dazu steht die Finalisierung der monolithischen Zirkonoxidrestauration, das Erarbeiten einer sekundären Anatomie sowie einer externen Farbgebung. Anhand von vollanatomisch gefrästen Frontzahnkronen aus IPS e.max ZirCAD Prime wird ein bewährtes Vorgehen gezeigt. Nach dem Sintern der Kronen, dem Aufpassen auf das Arbeitsmodell und dem Einstellen der Kontaktpunkte ist zunächst die Oberflächentextur zentral.

Einarbeiten der sekundären Anatomie in das monolithische Gerüst

  • Abb. 2: Beschleifen der gesamten Oberfläche mit einem länglichen Diamantfräser.

  • Abb. 2: Beschleifen der gesamten Oberfläche mit einem länglichen Diamantfräser.
    © Aiham Farah
Im ersten Schritt wird mit einem länglichen Diamantfräser (meist mit rotem Ring codiert) die gesamte Restauration drucklos überschliffen (Abb. 2). Durch das leichte Aufrauen der Oberfläche wird der eigentliche Farbton des Zirkonoxids besser sichtbar. Zirkonoxid neigt dazu, nach dem Sintern eine spiegelartig reflektierende Oberfläche zu besitzen, wodurch sich die Farbe optisch leicht verfälscht.

Durch das Entfernen der spiegelnden Schicht tritt die eigentliche Farbe in den Vordergrund. Wird dieser Arbeitsschritt korrekt ausgeführt, zeigt sich einerseits die reale Grundfarbe des Zirkonoxids. Andererseits wird die natürlich sanfte Farbabstufung von IPS e.max ZirCAD Prime sichtbar, ohne dass eine Lichtquelle in einen bestimmten Winkel gerichtet werden muss (Abb. 3).

  • Abb. 3: Sanfte Farb- und Transluzenzabstufungen des polychromatischen Zirkonoxids.
  • Abb. 4: Gestaltung der Oberfläche mit einem Diamantgummi.
  • Abb. 3: Sanfte Farb- und Transluzenzabstufungen des polychromatischen Zirkonoxids.
    © Aiham Farah
  • Abb. 4: Gestaltung der Oberfläche mit einem Diamantgummi.
    © Aiham Farah

Es folgt eine Kontrolle der Zahnform, um sicherzustellen, dass das vom Zahntechniker konzipierte Design von der Fräsmaschine detailgetreu umgesetzt worden ist. Für notwendige Korrekturen und auch für die Gestaltung der Oberfläche bietet sich ein Diamantgummi an (Abb. 4). Bei feinen Formanpassungen an den Frontzahnkronen gilt es zu bedenken, dass die vestibuläre Wölbung des inzisalen Drittels eine stärkere Abstufung der Transluzenz (zervikal nach inzisal) hat und somit diese im inzisalen Drittel deutlicher hervortritt.

Im 3. Schritt werden die Winkel der Übergangslinien betont und im Anschluss die symmetrische Gestaltung der Oberflächen kontrolliert. Dies erfolgt entweder mithilfe eines Bleistifts oder einer direkten Lichtquelle. Danach liegt der Fokus auf dem Generieren der Makrotextur.

  • Abb. 5: Einarbeiten einer natürlichen Textur mit Steinchen.

  • Abb. 5: Einarbeiten einer natürlichen Textur mit Steinchen.
    © Aiham Farah
Dies ist ein wichtiger Prozess, um die dreidimensionalen Merkmale eines natürlichen Zahns zu imitieren. Als Fräser bewährt haben sich erodierte grüne Steinchen, die bei geringer Drehzahl angewandt werden. Mit der Spitze des Steinchens lässt sich zielgerichtet eine natürliche Textur generieren (Abb. 5).

Vertikale und horizontale Mikrotextur

  • Abb. 6: Diamantfräser in Form eines American Footballs für das Einarbeiten der vertikalen Mikrotextur.

  • Abb. 6: Diamantfräser in Form eines American Footballs für das Einarbeiten der vertikalen Mikrotextur.
    © Aiham Farah
Für das Einarbeiten der vertikalen Mikrotextur sind erneut Diamantschleifer gut geeignet. Im gezeigten Fall erzeugt ein Schleifer, der in seiner Geometrie an einen American Football erinnert (Abb. 6), eine grazile Textur ohne aggressive Rillen. Vielmehr entsteht eine zarte Mikrokerbung, die sich sanft und allmählich öffnet und so sehr natürlich wirkt.

Für eine Visualisierung dieser feinen Details bietet sich eine direkte Lichtquelle an. Ist diese nicht vorhanden, kann die Intensität der Textur durch Hilfsmittel dargestellt werden, z.B. kann ein Silberpulver aufgestäubt oder mit Artikulationspapier über die Oberfläche der Kronen gewischt werden. Durch die Texturidentifizierung lassen sich Unterschiede zwischen Anteilen mit hoher Lichtreflexion (Winkel oder starke Konturen) und Bereichen mit Schatten (Vertiefungen oder feine Rillen) gut erkennen.

  • Abb. 7: Generieren der horizontalen Mikrotextur.

  • Abb. 7: Generieren der horizontalen Mikrotextur.
    © Aiham Farah
Das Einarbeiten der horizontalen Mikrotextur erfolgt mit Diamantschleifern in Linsengeometrie und Kugelform (Abb. 7). Wichtige Regel für eine natürliche Oberfläche: Beim Erarbeiten von Perikymatien und Rillen ist darauf zu achten, dass die vertikalen Rillen parallel und die horizontalen Wachstumsrillen senkrecht zur Längsachse des Zahns verlaufen. Im Anschluss lassen sich mit einer Gummischleifscheibe (kleiner Durchmesser) etwaige Kanten, die durch das Überarbeiten der Oberfläche entstanden sind, abschwächen. Übermäßig texturierte Bereiche werden fein geebnet.

Danach wird die Restauration mit Aluminiumoxid (50 μm, 1,5 bar) abgestrahlt, um Verunreinigungen bzw. Ablagerungen durch Diamanten oder Schleifgummis zu beseitigen. Idealerweise ist das inzisale Drittel der Krone nicht zu stark texturiert. Denn je mehr Textur die Oberfläche prägt, desto stärker reflektiert sie.

Abbildung 8 zeigt eine Gegenüberstellung verschieden texturierter Oberflächen. Für das Foto wurden die Restaurationen von hinten beleuchtet, um die Texturen deutlich zu visualisieren. Die Kronen des einen Quadranten sind nach beschriebenem Prozess überbearbeitet und die anderen nicht.

  • Abb. 8a: Gegenüberstellung verschieden ausgeprägter Texturen. Merke: je mehr Textur, desto mehr Reflexion.
  • Abb. 8b: Gegenüberstellung verschieden ausgeprägter Texturen. Merke: je mehr Textur, desto mehr Reflexion.
  • Abb. 8a: Gegenüberstellung verschieden ausgeprägter Texturen. Merke: je mehr Textur, desto mehr Reflexion.
    © Aiham Farah
  • Abb. 8b: Gegenüberstellung verschieden ausgeprägter Texturen. Merke: je mehr Textur, desto mehr Reflexion.
    © Aiham Farah

Deutlich sichtbar: Je ausgeprägter die Textur, desto mehr Lichtreflexionen entstehen. Dies beeinflusst auch die Transluzenz. Daher sollte jedwede Oberflächentextur maßvoll erfolgen; insbesondere im inzisalen Drittel, wo eine hohe Transluzenz entscheidend für das natürliche Aussehen der monolithischen Kronen ist.

Exakte Farbabstimmung

Vor der externen Farbgebung wird nochmals die Farbe geprüft. Allerdings birgt der Farbabgleich mit einem klassischen Farbschlüssel eine Problematik in sich, die nicht ignoriert werden sollte. Bei Farbschlüssel und Zirkonoxidrestauration handelt es sich um verschiedene Werkstoffe mit unterschiedlichem Oberflächenverhalten, was Reflexion etc. anbelangt.

  • Abb. 9a: Die Beurteilung der Farbe erfolgt nach dem Mattieren der Original-Farbstäbchen durch Abstrahlen und anschließendes Befeuchten der Farbstäbchen und der Restaurationen mit Glasurmasse.

  • Abb. 9a: Die Beurteilung der Farbe erfolgt nach dem Mattieren der Original-Farbstäbchen durch Abstrahlen und anschließendes Befeuchten der Farbstäbchen und der Restaurationen mit Glasurmasse.
    © Aiham Farah
Zudem sind die Stäbchen des Farbschlüssels hochglanzpoliert, während die Zirkonoxidkronen nach dem Abstrahlen mattiert vorliegen. Um eine einheitliche Basis zu schaffen, kann der Farbschlüssel abgestrahlt und zusammen mit den Kronen durch Glasurmasse befeuchtet werden (Abb. 9a-c). Dies ermöglicht eine exaktere Farbabstimmung.
  • Abb. 9b: Die Beurteilung der Farbe erfolgt nach dem Mattieren der Original-Farbstäbchen durch Abstrahlen und anschließendes Befeuchten der Farbstäbchen und der Restaurationen mit Glasurmasse.
  • Abb. 9c: Die Beurteilung der Farbe erfolgt nach dem Mattieren der Original-Farbstäbchen durch Abstrahlen und anschließendes Befeuchten der Farbstäbchen und der Restaurationen mit Glasurmasse.
  • Abb. 9b: Die Beurteilung der Farbe erfolgt nach dem Mattieren der Original-Farbstäbchen durch Abstrahlen und anschließendes Befeuchten der Farbstäbchen und der Restaurationen mit Glasurmasse.
    © Aiham Farah
  • Abb. 9c: Die Beurteilung der Farbe erfolgt nach dem Mattieren der Original-Farbstäbchen durch Abstrahlen und anschließendes Befeuchten der Farbstäbchen und der Restaurationen mit Glasurmasse.
    © Aiham Farah

Im gezeigten Fallbeispiel harmoniert die Farbe der Kronen (IPS e.max ZirCAD Prime) wunderbar mit der Vorgabe des Farbschlüssels (Bleach-Farbe BL2). Zusätzliche Farbanpassungen sind nicht zwingend notwendig.

Theoretisch können die Kronen einfach glasiert sowie fertiggestellt werden und würden im Mund farblich natürlich wirken. Um noch einige individuelle Charakteristika – z.B. jugendliche Opaleszenz und lebhaft wirkende Mamelon-Struktur – zu schaffen, bietet sich eine externe Farbgebung mittels Maltechnik an.

Externe Farbgebung und Charakterisierung mit 3D-Effekt

Die monolithischen Kronen zeigen im mittleren Bereich eine Farbe entsprechend IPS Ivocolor Shade Incisal 2 (SI2). Dies wäre theoretisch die Farbe, mit der die gewünschte Transluzenz analog dem Farbschlüssel erzeugt wird, um einen Farbverlauf zu realisieren. Praktisch jedoch wurde mit einem polychromatischen Material– echte Transluzenz an der Inzisalkante – gearbeitet.

Daher kann auf ein externes Aufmalen der Transluzenz verzichtet und direkt die Opaleszenz-Illusion mit der Farbe Shade Incisal 3 (SI3) fokussiert werden. Der bläuliche Schimmer dieser Keramikmasse sorgt für eine unglaublich natürliche Opaleszenz, die bei anderen Malfarben – insbesondere im Bleach-Bereich – so kaum möglich ist. Mit der SI3 werden die mesialen und distalen Inzisalkanten charakterisiert.

Hierbei sollte man sich nicht scheuen, den Pinsel auch mal leicht nach unten (Richtung Dentin) zu ziehen. Dies schafft einen weichen Übergang. Danach kann mit der Pinselspitze und Shade Incisal 1 (SI1) eine unterbrochene kleine Linie markiert werden, die horizontal unter der Inzisalkante liegt.

  • Abb. 10a: Charakterisieren des inzisalen Bereichs mit der Malfarbe IPS Ivocolor Shade Incisal.

  • Abb. 10a: Charakterisieren des inzisalen Bereichs mit der Malfarbe IPS Ivocolor Shade Incisal.
    © Aiham Farah
Die aufgetragenen Farben werden bei einem Brand mit niedriger Temperatur (z.B. 700°C) fixiert (Abb. 10a), um danach die Mamelon- und Halo-Effekte aufzubringen. Die Illusion einer Mamelon-Struktur entsteht, indem eine reflektierende helle Malfarbe aus dem Essence-Set genutzt wird. Um der Restauration zusätzlich einen „lebensechten“, dreidimensionalen Look zu verleihen, wird die Farbe mit etwa 10% einer Schichtmasse wie IPS e.max Ceram Opal Effect 4 (OE4) gemischt.

Da es sich im gezeigten Fall um eine Bleachfarbe handelt, kommt hier diese Art der „Dünnschichtverblendung“ zum Einsatz. Genutzt wird eine Kombination aus IPS e.max Ceram OE4 und IPS Ivocolor Essence white, gemischt mit IPS e.max ZirCAD Zirliner-Liquid. Denn das Liquid IPS e.max ZirCAD Zirliner bietet meiner Meinung nach eine bessere Konsistenz für das Anmischen der Masse als das Liquid Build-Up.

Die aufgetragene Mischung bleibt stabil und kann zielgerichtet appliziert werden (Abb. 10b). Im Ergebnis begeistert die optimal abgestimmte Opazität der monolithischen Kronen; insbesondere im zervikalen Drittel (Abb. 11). Trotz offensichtlich dunkler Stumpffarbe ist die Farbübereinstimmung mit dem BL2-Farbschlüssel sehr präzise.

  • Abb. 10b: Dünnschichtverblendung mit IPS e.max Ceram-Massen.
  • Abb. 11: Optimal abgestimmte Opazität der monolithisch gefrästen Kronen.
  • Abb. 10b: Dünnschichtverblendung mit IPS e.max Ceram-Massen.
    © Aiham Farah
  • Abb. 11: Optimal abgestimmte Opazität der monolithisch gefrästen Kronen.
    © Aiham Farah

Abschließend wird Glasurmasse aufgetragen, um die entstandenen Unebenheiten unter der geschichteten Mamelon-3D-Struktur zu harmonisieren. Hierfür dient eine fluoreszierende Glasurmasse (IPS Ivocolor Glaze FLUO), was auf monolithischen Zirkonoxidoberflächen grundsätzlich zu empfehlen ist. Die Restauration wird im Standard-Glasurprogramm gebrannt.

Danach wird bei einem zweiten, hauchdünnen Glasurauftrag die gesamte Oberfläche mit fluoreszierender Masse überzogen. Hierbei ist die Mischung etwas dünnflüssiger, um die erarbeiteten Texturen beizubehalten (Abb. 12a und b).

  • Abb. 12a: Fertiggestellte Zirkonoxidrestauration auf dem Modell.
  • Abb. 12b: Fertiggestellte Zirkonoxidrestauration auf dem Modell.
  • Abb. 12a: Fertiggestellte Zirkonoxidrestauration auf dem Modell.
    © Aiham Farah
  • Abb. 12b: Fertiggestellte Zirkonoxidrestauration auf dem Modell.
    © Aiham Farah

Fazit

Das manuelle Erarbeiten der Oberflächentextur und optional die externe Farbgebung lassen monolithische Zirkonoxidrestaurationen „zum Leben erwachen“. Zusätzlich zu manueller Kunstfertigkeit und zahntechnischer Kreativität sind entsprechend abgestimmte Materialien eine wichtige Erfolgsgrundlage (Abb. 13a und b).

  • Abb. 13a: Inserierte Restaurationen mit individueller Farbgebung und natürlicher Textur.
  • Abb. 13b: Inserierte Restaurationen mit individueller Farbgebung und natürlicher Textur.
  • Abb. 13a: Inserierte Restaurationen mit individueller Farbgebung und natürlicher Textur.
    © Aiham Farah
  • Abb. 13b: Inserierte Restaurationen mit individueller Farbgebung und natürlicher Textur.
    © Aiham Farah

Der Aufwand des vorgestellten Vorgehens ist deutlich geringer als bei der klassischen Schichttechnik; das Ergebnis unterscheidet sich jedoch kaum von dieser hohen Messlatte. Selbst im Frontzahnbereich können monolithische Restaurationen gefertigt werden, die den natürlichen Zahn nahezu perfekt imitieren.


Fokus: Werkstoffkunde

Das Zirkonoxid IPS e.max ZirCAD Prime basiert auf einer neuartigen Produktionstechnologie, die u.a. zu einem echten, stufenlosen Farb- und Transluzenzverlauf innerhalb der Scheibe führt. Da das Material nicht klassisch in Schichten aufgebaut ist, sind gleichsam fließende Farb- und Transluzenzverläufe möglich. Zudem werden 2 Zirkonoxidrohstoffe miteinander kombiniert.

Im Dentinbereich sorgt ein hochfestes Zirkonoxid (3Y-TZP mit zirka 1.200 MPa Biegefestigkeit) für Stabilität. Dies erlaubt reduzierte Materialschichten und eine substanzschonende Präparation. Aufgrund der hohen Festigkeit kann IPS e.max ZirCAD Prime auch für bis zu 14-gliedrige Brücken eingesetzt werden.

Im Inzisalbereich der Scheibe befindet sich hochtransluzentes Zirkonoxid (5Y-TZP). Dieses weist eine geringere Festigkeit auf, was im Inzisalbereich und außerhalb der Verbinder keine Limitation darstellt. Großer Vorteil ist die hohe Transluzenz, die optimal auf den Schneidebereich abgestimmt ist.

Selbst ohne zusätzliche Charakterisierung erhalten monolithische Restaurationen durch die hervorragenden lichtoptischen Eigenschaften ein ausdrucksstarkes, lebendiges Erscheinungsbild. IPS e.max ZirCAD Prime zeichnet sich durch eine präzise Farbgebung aus.

Nichtsdestotrotz lässt es alle Möglichkeiten offen. Wenn gewünscht, kann die Restauration mittels Infiltrationstechnik, Mal- oder Schichttechnik individualisiert werden. Insbesondere im Frontzahnbereich wird so das ohnehin schon hohe Potenzial zusätzlich ausgereizt.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Aiham Farah MDT


Passt immer wieder!
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