Reine Vertrauenssache -...

Reine Vertrauenssache

Ein Kompendium für die keramikgerechte Anwendungvollkeramischer Systeme in der Zahnmedizin

Keramik–Vollkeramik

Peter Pospiech

Unter Mitarbeit vonJoachim Tinschert undAriel Raigrodski

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Sehr geehrte Leserin, sehr geehrter Leser,

unser Ziel als 3M ESPE AG ist und war es, seit jeher mit führenden Produkten und Dienst-

leistungen das Vertrauen der Zahnärzte und Zahntechniker in aller Welt zu erwerben.

Wir möchten Sie kompetent und fundiert über den neuesten Stand wissenschaftlicher

Forschung in Form von Literatur, internationalen Symposien, Round Tables usw. informieren

(Espertise Scientific Facts, Espertise 3M ESPE Magazine, Technisches Produktprofil etc.).

Hierbei legt 3M ESPE besonderen Wert auf die Zusammenarbeit mit international renommier-

ten Universitäten und Wissenschaftlern, um in sachbezogenen, wissenschaftlich neutralen Bei-

trägen dem interessierten Praktiker, Studenten oder Wissenschaftler die Anwendung neuer

Techniken und Materialien näher zu bringen.

Das vorliegende Kompendium behandelt das große Feld der vollkeramischen prothetischen

Versorgung.

Es ist ein alter Wunsch, zahnärztliche Restaurationen völlig aus Keramik herzustellen und

damit natürliche Zähne durch ein Material zu ersetzen, das von der Farbe und Transluzenz der

Natur gleicht. Doch erst in den letzten ca. 30 Jahren setzt sich die Vollkeramik mit der

Entwicklung sowohl neuer Werkstoffe als auch neuer Technologien immer mehr im zahn-

medizinischen Bereich durch.

Dieses Kompendium soll dem interessierten Leser einen Überblick auf das immer rasanter

wachsende Gebiet der Vollkeramik geben und damit Hilfestellung für den täglichen Umgang

mit vollkeramischen Materialien und Technologien sein.

Es wurde von führenden Wissenschaftlern im Bereich Vollkeramik unter der Leitung von Herrn

Prof. P. Pospiech erstellt und ist sowohl ein Leitfaden für den technischen und klinischen

Umgang mit Keramiken, als auch für die Eigenschaften vollkeramischer Materialien und deren

Bearbeitung.

Wir hoffen, dass diese neue Folge unserer Serie an Kompendien Sie in Ihrem täglichen

Umgang mit vollkeramischen Restaurationen begleitet bzw. Sie für diese neue Materialklasse

in der Zahnmedizin begeistert.

Für Ideen, Anregungen oder Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen,

Dr. Oswald Gasser

Global Technical Director 3M ESPE

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1. Keramisch denken – keramisch rekonstruieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8P. Pospiech

1.1 Warum Vollkeramik? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2 Vollkeramik ist nicht gleich Vollkeramik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.3 Werkstoffkundliche Grundbegriffe von Keramiken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.4 CAD/CAM-Technologie in der Zahnmedizin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.5 Keramikgerechtes Planen und Konstruieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.6 Keramikgerechtes Präparieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

1.7 Restaurationsspezifische Präparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.8 Abformung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

1.9 Provisorische Versorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

1.10 Keramikbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

1.11 Kleben oder Zementieren? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

2. Zirkonoxidkeramik – Werkstoffkundliche Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . 51J. Tinschert

2.1 Keramische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.2 Keramische Systeme auf Zirkonoxidbasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.3 Prinzipien der CAD/CAM-Bearbeitung von Zirkonoxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.4 Belastbarkeit vollkeramischer Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

2.5 Klinische Indikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2.6 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

3. Klinische und labortechnische Aspekte bezüglich Funktion und Ästhetik des Lava™ Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

A. Raigrodski

3.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.2 Klinische und labortechnische Betrachtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

3.3 Ergebnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71weiterführende Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Literatur zu Lava Kronen und Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Warenzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

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Vorwort

Die Zeit ist reif, reif für eine Neuorientierung bei der Gestaltung festsitzenden und kombinier-

ten Zahnersatzes.

Seit mehr als zweihundert Jahren wurde versucht, Zähne mit „Porzellan“ zu restaurieren. Es

scheiterte an den Problemen der Werkstofftechnologie, den Modellmaterialien, den Verarbei-

tungsmöglichkeiten und an der relativ hohen Verarbeitungsanfälligkeit keramischer Systeme.

Die Einführung der CAD/CAM-Technologie und deren Serienreife, die Weiterentwicklungen

der Dentalporzellane zu dentalen Hochleistungskeramiken und die zunehmende Verarbeitungs-

sicherheit haben dazu geführt, dass im Gegensatz zur klassischen Jacketkrone nunmehr voll-

keramische Systeme auf breiter Front Verwendung finden können.

Die technologischen Voraussetzungen sind geschaffen. Die Anwender müssen nachziehen, d.h.

alte durch die Metalltechnologie eingefahrene Denkstrukturen müssen abgelöst werden durch

das Denken in keramischen Dimensionen. Nur bei keramikgerechten Präparationen und Kon-

struktionen sind alle Vorteile der neuen Hochtechnologie voll nutzbar – für den Patienten in

erster Linie, aber auch für den Erfolg von Praxis und Labor.

Dieses Kompendium soll dazu beitragen, den Sprung in das neue dentale Zeitalter fach- und

sachgerecht zu unterstützen und somit Restaurationen anzufertigen, die aus dem zahnähnlichs-

ten Material bestehen, welches uns zur Verfügung steht.

Es ist das Anliegen, werkstoffkundliche Erfordernisse mit klinischen Aspekten zu verknüpfen,

um wirklich „Leitfaden“ für die tägliche Arbeit am Patienten zu sein. So ist auch ein gewisses

Feed-back gewünscht, um diesen Leitfaden für zukünftige Auflagen attraktiver und noch

praxisnäher zu gestalten.

An dieser Stelle danke ich ganz herzlich meinen Mitautoren Joachim Tinschert und Ariel

Raigrodski, die die werkstoffkundliche wie die klinische Seite ergänzt und vertieft haben.

Herrn Holger Hauptmann danke ich für die zahlreichen Diskussionen und Anregungen, die

für einen „Nur-Zahnarzt“ sehr hilfreich waren, und Frau Anke Behrens sowie Herrn Timo

Kuretzky danke ich für die Mithilfe bei der Realisation dieses Kompendiums.

Ich hoffe, es hilft, die Keramik besser zu verstehen und sie klinisch werkstoffgerecht anwenden

zu können.

Die Zeit ist reif, verlorene Zahnsubstanz mit dem ihr ähnlichsten Material zu ersetzen.

Packen wir es an.

Homburg/Saar, im September 2004

Peter Pospiech

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1. Keramisch denken – keramisch rekonstruieren

Prof. Peter Pospiech,

Direktor der Abteilung für Zahnärztliche Prothetik und Werkstoffkunde,

Universität des Saarlandes

1.1 Warum Vollkeramik?

Trotz der bislang immer wieder diskutierten Nachteile der Vollkeramik wie die hohe Anfällig-

keit gegen Zug- und Biegekräfte sowie die aufwändige Verarbeitung besteht der Wunsch, voll-

keramische Systeme in der Mundhöhle einzusetzen.

Dies ist auch darin begründet, dass das bislang verwendete Standardverfahren „Metallkeramik“

eine Reihe von Problemfeldern hat, die systemimmanent sind und somit nicht gelöst werden

können:

Problemfelder „Metallkeramik“

Lichtblockade durch ein Metallgerüst:

Damit ist es in der Regel deutlich schwieriger, eine naturidentische Tiefe der Keramikschich-

tung im optischen Erscheinungsbild zu erreichen und somit den natürlichen Zahn perfekt zu

imitieren.

Korrosionsphänomene:

8

Selbst bei hochgoldhaltigen Legierungen kann es aufgrund von Gefügefehlern oder Mikrospal-

ten sowie der für die Keramikhaftung notwendigen Oxidschicht zu Korrosionserscheinungen

kommen. Gerade die häufige Nichtbeachtung der Forderung, die nicht mit Keramikmasse

bedeckte Oxidschicht am Kronenrand und an den Innenseiten sorgfältig zu entfernen, führt

häufig zu lokaltoxischen Reaktionen wie Gingivahyperplasien, Entzündungen oder gar Osteo-

lysen, aber auch zu Reaktionen wie Mundtrockenheit bzw. umgekehrt vermehrten Speichel-

fluss sowie Mundschleimhautbrennen oder gar leukoplakischen Veränderungen.

Abb. 1

Patientenwunsch

Patienten wollen auf der einen Seite „weiße“ Zähne, auf der

anderen Seite entwickeln sie ein immer größeres Bewusstsein

für biokompatible Werkstoffe. Die Angst vor unverträglichen

Bestandteilen in den verwendeten Werkstoffen führt immer

wieder zu Diskussionen um bestimmte Komponenten (Queck-

silber, Palladium, Kupfer, etc.).

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Die beschriebenen Wünsche der Patienten werden durch die Eigenschaften der Keramiken in

exzellenter Weise erfüllt:

Vorteile „Keramik“

Biokompatibilität

Vollkeramiken sind unter den Bedingungen des Biotops Mundhöhle chemisch nahezu unan-

greifbar. Sie sind nicht löslich und korrosionsstabil und haben ihr inertes Verhalten klinisch in

zahlreichen Verwendungen unter Beweis gestellt.

Prophylaxe

Die überlegene Qualität einer glasierten Oberfläche führt zu einer deutlich geringeren Plaque-

besiedelung als am natürlichen Schmelz. Bei Teilrestaurationen lässt sich durch die Anwendung

der Klebetechnologie wesentlich zahnsubstanzschonender arbeiten als mit metallgestützten

Restaurationen.

Zahnsubstanzähnliche Eigenschaften

Die Härte der auf Glasbasis beruhenden Verblendkeramiken und die „Verarbeitung“ des einfal-

lenden Lichtes durch das metallfreie Gerüst wurden in langjähriger Entwicklungsarbeit dem

natürlichen Vorbild angenähert.

Ästhetik

Eine leichtere Adaptation vollkeramischer Restaurationen mit deren chamäleonartigem Einfügen

in die natürliche Umgebung des Biotops Mundhöhle führt dazu, dass von einer breiten Masse

der Anwender wesentlich leichter überdurchschnittliche Ergebnisse erzielt werden können.

Kosten

Der Patient ist dann bereit, hochwertige Restaurationen trotz höherer Kosten eingliedern zu

lassen, wenn ihm die Vorteile bezüglich einer besseren Gesundheitsförderung/ Biokompatibi-

lität und Ästhetik einleuchtend sind.

Schlussfolgerungen

Der Bedarf für metallfreie, vollkeramische Restaurationen ist da.

Keramiken sind die Werkstoffe, die in ihren Eigenschaften den natürlichen Zähnen am nächs-

ten kommen, und damit naturgemäß der Werkstoff der Wahl.

Jetzt ist der Stand erreicht, bei dem eine nahezu universelle Einsetzbarkeit den vollständigen

Ersatz von Legierungen im Bereich des festsitzenden Zahnersatzes in erreichbare Sphären

bringt.

Darum gibt es kein „Warum“ mehr, sondern nur noch ein „Wie“.

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1.2 Vollkeramik ist nicht gleich Vollkeramik

Erste Versuche zur Herstellung vollkeramischen Zahnersatzes gehen auf Fauchard zurück, der

im 18. Jahrhundert zum ersten Mal Totalprothesen aus Geschirrporzellan brannte. Zu Beginn

des 20. Jahrhunderts begann dann Charles Land, Kronen aus der dem Porzellan abgewandelten

Feldspatkeramik zu brennen – die Jacketkrone war geboren. Mangelnde Aufbereitungstechno-

logien der Dentalmassen, noch ungenügende dentale Technologie beim Brennen, eine nicht

genügende Abform- und Modelltechnik führten immer wieder zu Brüchen und waren Ursache

für den schlechten Ruf der Jacketkronen, denen nachgesagt wird, unzuverlässig zu sein und zu

viel Substanz des Zahnes zu fordern. Diesen Ruf haben im Grunde auch die Bemühungen von

J.W. McLean in den sechziger Jahren des 20. Jahrhundert nicht wesentlich verbessert. So war

bis zur Mitte der achtziger Jahre des letzten Jahrhunderts die Metallkeramik nolens volens das

Mittel der Wahl, zahnfarbenen und dauerhaften festsitzenden Zahnersatz herzustellen.

Die Anwendung neuer ingenieurwissenschaftlicher Erkenntnisse aus dem Bereich der techni-

schen Keramik auf die Entwicklung dentalkeramischer Werkstoffe führten dazu, dass Glaskera-

miken und später auch Oxidkeramiken Einzug in die Zahnmedizin hielten (Abb. 1.2.1). Neben

der Festigkeit wurden auch für die Entwicklung der zahnmedizinischen Werkstoffe neue bruch-

mechanische Charakteristika eingeführt, wie z.B. „Risszähigkeit“, „Lebensdauerkonzept“,

„unterkritisches Risswachstum“ etc., so dass die heute verfügbaren Hochleistungswerkstoffe

auf Aluminium- und Zirkoniumdioxidbasis nichts mehr mit der dem Geschirrporzellan ver-

wandten Jacketkronenmassen zu tun haben. Im Kapitel 1.3 (werkstoffkundliche Begriffserläu-

terungen) werden die außergewöhnlichen Eigenschaften von Dentalkeramiken und in Kapitel 2

(J. Tinschert) speziell Zirkoniumdioxid ausführlich erläutert.

Diese Erkenntnisse führten auch zu einer verbesserten Materialaufbereitung. Für die industriell

hergestellten Keramikblocks der CAD/CAM-Technologie sind nun die besten Voraussetzungen

geschaffen, die Zuverlässigkeit vollkeramischer Restaurationen bzw. ihre Dauerfestigkeit zu

erhöhen. Keramische Werkstoffe können je nach chemischer Zusammensetzung und Struktur

mit unterschiedlichen mechanisch-physikalischen Eigenschaften entwickelt werden. Das typi-

sche Sprödbruchverhalten der Keramik bleibt jedoch erhalten. Vollkeramische Werkstoffe kön-

nen somit nicht pauschal in einen Topf geworfen werden, sondern müssen differenziert werden.

Wichtig ist: Vollkeramik ist nicht gleich Vollkeramik, so wie auch im täglichen Leben der Blu-

mentopf aus Keramik nicht mit den Hochleistungskeramiken in der Automobil- und Raum-

fahrttechnik vergleichbar ist.

Abb. 1.2.1 gibt eine Übersicht, wie Keramiken nach ihrer chemischen Zusammensetzung diffe-

renziert werden. Dabei unterscheidet man zwei übergeordnete Gruppen: Die sog. Silikat-

keramiken, die mehrphasig sind und einen hohen Glasanteil besitzen, und die einphasigen

Oxidkeramiken, die wenn, dann nur einen geringen Anteil an Glasphase aufweisen.

In die erste Gruppe der Silikatkeramiken fallen die klassischen Feldspatkeramiken, die

ursprünglich aus dem Geschirrporzellan abgeleitet worden sind. Dazu gehören die gebräuch-

lichen Verblendkeramiken genauso wie die klassischen Jacketkronen-Massen. Demgegenüber

sind die Glaskeramiken Silikatkeramiken neuerer Generation, bei denen eine amorphe Struktur

durch einen kontrollierten Prozess teilweise auskristallisiert wird. Dadurch wird der Anteil der

Glasmatrix zu Gunsten von kristallinen Anteilen reduziert und die Keramik stabilisiert. Verein-

facht kann man sagen: Je mehr Kristalle vorhanden sind, um so stabiler ist die Keramik. Eine

Erklärung hierfür ist die Verlängerung der mittleren Weglänge entstehender Risse und damit

verbunden die Erzeugung größerer Oberflächen, was letztlich mit einem erhöhten Energie-

aufwand einhergeht.

In der zweiten Gruppe stehen die Oxidkeramiken, die entweder glasinfiltriert sind oder polykri-

stallin, wie die hochfesten Keramiken.

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Darüber hinaus ergeben sich aus den unterschiedlichen optischen und mechanischen Eigen-

schaften auch unterschiedliche Indikationsspektren. So macht es wenig Sinn, das hochbelast-

bare, aber weniger transluzente Zirkoniumdioxid als Veneermaterial und umgekehrt die sehr

glasmatrixreichen Feldspat- oder Glaskeramiken als Brückenwerkstoffe einzusetzen.

Fazit

Die Palette der zur Verfügung stehenden Vollkeramiken ist breit gefächert, so dass von der

Einzelzahnrestauration bis zur Brücke nahezu jeder festsitzende Zahnersatz technisch realisiert

werden kann.

Es darf jedoch nicht unerwähnt bleiben, dass für weitspannige Brücken noch keine gesicherte

Datenlage existiert, was die klinische Langzeitbewährung dieser Restaurationen betrifft. Auf

diesem Gebiet ist noch eine gewisse Pionierarbeit zu leisten.

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Abb. 1.2.1: Übersicht dentale vollkeramische Systeme

Vollkeramische Systeme

Silikatkeramiken

Charakterisierung: Glasreiche Matrix

Mehrphasig: Kristalline Phasen,

Glasphasen

Relativ niedrige Sintertemperaturen

Oxidkeramiken

Charakterisierung: Einphasige und ein-

komponentige Metalloxide (> 90 %)

Kein bis nur geringer Glasanteil

Hohe Sintertemperaturen

Feldspatkeramiken

Gemahlenes Feldspat-glas (Pulver), dasgesintert wird.I. d. R. Verblendkera-miken: Lava Ceram,Mirage, Optec

Glaskeramiken

Ausgangspunkt Glas,das einem Kristallisa-tionsprozess unter-worfen wird.Bsp.: Empress

Glasinfiltriert

Angesintertes Alumini-umoxidpulver (Weiß-körper), das mit einemGlas infiltriert wird.Bsp.: Werkstoffe desIn-Ceram-Systems

Polykristallin

Hohe Sintertemperatu-renSehr gleichmäßigesMikrogefüge;glasphasenfrei z. B.Lava Frame (ZrO2),Procera

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Keramik*

Grauguss**

Stahl**

Polypropylen**

0,1

100

300

400

200

% 0,2 5 10 15 20 200 400 600Dehnung

Abb. 1.3.1: Span-

nungs-Dehnungs-

diagramm verschie-

dener Werkstoffe

(nach IZTK).

*Biegespannung**Zugspannung

[MPa

]

500

1.3 Werkstoffkundliche Grundbegriffe von Keramiken

Vorbemerkung

Auf Grund der Vielzahl der vorhandenen Werkstoffe und deren unterschiedliche Produktbe-

zeichnungen ist es für den niedergelassenen Zahnarzt oft schwer, diese richtig einzuordnen.

Viele Kriterien können eine Rolle spielen, die zur Auswahl des einen und zur Ablehnung des

anderen Keramiksystems führen. Preis und Verarbeitungsfähigkeit werden berücksichtigt, aber

auch viele subjektiv geprägte Einschätzungen, denen man z. B. auch beim Autokauf unterliegt.

Subjektive Einschätzungen sollten aber primär bei der Auswahl einer Keramik für eine

bestimmte Indikation keine Rolle spielen.

Welche Aspekte sind wichtig, um eine Keramik beurteilen zu können?

Für den Patient und den Behandler ist gleichermaßen die Frage interessant:

Wie lange hält die Restauration?

Wie ästhetisch ist das Material?

Wie teuer ist die Keramik?

Für die Einschätzung mechanischer Eigenschaften spielen die werkstoffkundlichen Parameter eine

wesentliche Rolle. Sie sind diejenigen Faktoren, die am objektivierbarsten erhoben werden können,

insbesondere wenn es sich um standardisierte Normprüfungen (ISO, EN, DIN) handelt. Hier kann

man davon ausgehen, dass weltweit in jedem Labor die Daten durch eine identische Vorgehens-

weise gewonnen werden – obwohl selbst hierbei Schwankungen in den Resultaten möglich sind.

Daher soll in diesem Kapitel auf die erste Frage „Wie lange hält die Restauration?“ ausschließlich

eingegangen und die wichtigsten werkstoffkundlichen Parameter kurz erläutert werden.

Keramik ist kein Metall

Das grundsätzlich so unterschiedliche Verhalten der Keramiken im Vergleich zu metallischen

Werkstoffen beruht auf der atomaren Bindungsstruktur. Die kovalent-ionischen Mischbindun-

gen erlauben keine plastische Verformung bei Gebrauchstemperatur, wie es bei Metallen der

Fall ist. Durch diese plastische Umformung an der Rissspitze wird der Radius des Risses bei

Metallen vergrößert und die Spannung auf ein größeres Volumen verteilt. Folglich wird jedes

Volumenelement weniger belastet. Bei Keramik hingegen bleibt der Rissradius immer unend-

lich klein und beim Überschreiten der Elastizitätsgrenze wird die Probe spontan brechen. Die-

ser Verlauf wird als Sprödbruchverhalten bezeichnet und ist in einem Spannungs/Dehnungs-

diagramm anderen Materialien gegenüber gestellt (Abb. 1.3.1).

• Keramik ist elastisch,aber nicht plastischverformbar.

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Biegefestigkeit

Keramiken sind auf Druck um ein zehnfaches stärker belastbar als auf Zug oder Biegung (Bsp.

Abb. 1.3.2). Eine stabil verlegte Fliese wird primär auf Druck belastet und widersteht höchsten

Belastungen, wie es durch Abb. 1.3.2a skizziert werden soll. Löst sich dieselbe Fliese vom

Fußboden und ein kleines Steinchen setzt sich unter die Fliese, so dass sie schaukeln kann und

somit unter Biegespannung gerät, genügt eine wesentlich geringere Belastung (hier: Kind), um

dieselbe Fliese zum Brechen zu bringen.

Die Zug-/Biegebelastung ist somit die erste kritische Größe für keramische Werkstoffe, die

deshalb in speziellen Prüfverfahren ermittelt werden muss (vgl. unten Unterschied zur Bruch-

festigkeit).

13

Abb. 1.3.2 a

Bei Prüfung der Biegefestigkeit wird ein normierter Prüfkörper unter Zug-/Biegespannung gesetzt

und mit ansteigender Kraft bis zum Bruch belastet (statischer Bruchversuch). Die aufgebrachte

Last wird auf den Querschnitt umgerechnet und man erhält die Biegefestigkeit in MPa (N/mm2).

Dazu gibt es verschiedene Prüfverfahren, die unterschiedliche Meßergebnisse liefern. Ergebnisse

zwischen verschiedenen Werkstoffen und Prüfhäusern sind nur dann direkt vergleichbar, wenn

nach ein und der selben Prüfmethode vorgegangen wurde. Sehr geläufig sind der Dreipunkt-

und Vierpunktbiegeversuch sowie der sog. Biaxiale Biegetest (Abb. 1.3.3). Bei einer gegebenen

chemischen Zusammensetzung und Struktur wird die Biegefestigkeit durch die Größe und

Anzahl der Defekte bestimmt/kontrolliert. D.h. je größer und/oder häufiger ein Defekt auftritt,

um so niedriger ist die Biegefestigkeit. Die Biegefestigkeit ist also eine abhängige Materialkenn-

größe, nämlich abhängig von der Materialdefektverteilung. Sie zeigt im Gegensatz zu einer

Gauss’schen Normalverteilung eine asymmetrische Wahrscheinlichkeitsverteilung, die durch die

Weibullstatistik beschrieben wird. Biegefestigkeiten werden daher auch als Weibullfestigkeiten

bzw. ihre Streuung durch den Weibull-Modulus angegeben (siehe Weibull-Modulus).

Abb. 1.3.2 b

Abb. 1.3.3 a-c: Prüfanordnungen zur Bestimmung von Biegefestigkeiten

Abb. 1.3.3 a: 3-Punkt Biegetest

Abb. 1.3.3 c: Biaxialer Biegetest

σB 3-pt. = 1,2 x σB 4-pt.!

Abb. 1.3.3 b: 4-Punkt Biegetest

• Keramik ist auf Druckstärker belastbar alsauf Zug und Biegung.

• Biegefestigkeit wird annormierten Prüfkörpernbestimmt.

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Die auftretenden Defekte in Keramiken können sich sowohl an der Oberfläche wie auch im

Volumen befinden. Der Einfluss soll kurz skizziert werden:

Oberflächenqualität

Defekte oder Poren an der Oberfläche fungieren als Rissursprung, die bei entsprechender

Belastung weiterwachsen, insbesondere unter dem Einfluss von Feuchtigkeit, die im Dental-

bereich nicht vermeidbar ist.

Deshalb ist es unbedingt notwendig, für möglichst perfekte Oberflächenqualitäten durch Bren-

nen oder Politur zu sorgen, um die effektive Oberfläche so klein wie möglich zu halten. Man

unterscheidet zwei Phänomene, die die Festigkeit herabsetzen können:

Rebinder-Effekt

Der Rebinder-Effekt besagt, dass oberflächenaktive Flüssigkeiten die mechanische Festigkeit

von Festkörpern herabsetzen können. Die in Mikrorisse eindringenden Flüssigkeiten erzeugen

einen nach innen gerichteten Druck, der zur Vergrößerung bestehender Risse beiträgt. Speichel

kann auch rissfördernd wirken.

Spannungsrisskorrosion

Das Wachsen von Rissen in silikatischen Werkstoffen, die unter Zugpannung stehen, kann noch

durch einen weiteren Effekt begünstigt werden: Feuchtigkeit kann in die durch Zugspannung

geöffneten Risse eindringen und die Bindungen der Siliziumoxidtetraeder an der Rissspitze

spalten. Somit kann auch unter relativ geringer Belastung eine keramische Arbeit über die Zeit

geschädigt werden oder gar versagen. Ziel muss es deshalb sein, Glasschwächen oder Glasan-

teile weitestgehend im Gerüst zu vermeiden und auch möglichst wenig Oberflächendefekte zu

erzeugen z. B. durch eine bestpolierte oder gebrannte Oberfläche (Abb. 1.3.4).

14

Abb 1.3.4: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen von beschliffener ((a), 30 µm bzw.

Rotring Fräser) und polierter (b) Verblendkeramik sowie nach abschließendem Glanzbrand (c)

(REM-Bilder: Hauptmann, 3M ESPE)

Volumendefekte

Die Biegefestigkeit eines Prüfkörpers hängt aber auch von der Verteilung der Defekte im belas-

teten Volumen ab. Es gelten analoge Gesetzmäßigkeiten wie bei Oberflächendefekten. Über die

Rohstoffe und den Herstellungsprozess werden die Verteilung und Anzahl von Volumendefek-

ten bestimmt. Daher lassen sie sich nur durch kontrollierte industrielle Herstellungsverfahren

minimieren.

a) b) c)

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Es entsteht aber kein werkstofftypischer Wert, sondern man gibt die Kraft in N an, die not-

wendig war, um den jeweiligen Prüfkörper zu zerstören. Für diese Vorgehensweise gibt es keine

internationale oder nationale Norm, sondern sie ist abhängig vom jeweiligen Prüfhaus. Die

Daten können je nach Dimensionierung der Prüfkörper und je nach Prüfdesign schwanken, so

dass Bruchfestigkeitswerte nur orientierenden Charakter haben, aber nicht zu den Werkstoff-

parametern zu zählen sind.

Weibull-Modul

Der Weibull-Modul m ist ein Maß für die Festigkeitsstreuung einer Keramik. Die Messwerte

der Biegefestigkeit, aber auch anderer Parameter streuen bei Keramiken ziemlich stark. Dies

hängt, wie schon erwähnt, von der Oberflächenqualität, aber auch ganz wesentlich von der

Gefügequalität ab (siehe Biegefestigkeit/Weibullfestigkeit). Die Zusammensetzung des Grund-

werkstoffes, die Korngrößen der Ausgangsmaterialien sowie der Zusatzstoffe, Fertigungsbedin-

gungen und Herstellungsverfahren haben einen wesentlichen Einfluss. So kann die theoreti-

sche, errechenbare Festigkeit der Keramik nur angenähert in Whiskern (einkristalline Mikro-

fasern) erreicht werden, denn perfekte Gefüge sind technisch in kompakten Bauteilen nicht

realisierbar. Dennoch ist man gerade bei den CAD/CAM-verarbeitbaren Keramikblocks auf

einem guten Weg, durch industrielle und standardisierte Verfahren für den Anwender die best-

möglichen Werkstoffqualitäten zu realisieren. Allerdings verbleiben Strukturfehler, die im

Gefüge verteilt sind, und die bruchauslösend wirken können. Im Gegensatz zur Gauss’schen

Normalverteilung kann über die von Wallodi Weibull 1937 entwickelte Statistik die asymmetri-

sche Werteverteilung, wie sie z. B. bei der Messung der Festigkeit von Keramik auftritt, gut

beschrieben werden. Mit einem Weibull-Modell kann der Zusammenhang zwischen Größe,

Geometrie, Belastungsart, statistischer Fehlerverteilung in den Volumen- bzw. Oberflächen-

elementen und der Bruchwahrscheinlichkeit geschaffen werden.

Je homogener eine Keramik hergestellt werden kann, um so sicherer kann sich der Anwender

über die Konstanz der Biegefestigkeit sein. Beim Weibull-Modul ermittelt man letztlich, wie

groß die Streuung z. B. der Festigkeit einer bestimmten Keramik ist. Je geringer die Streuung,

um so größer ist der Weibull-Modul m.

Da die Anzahl möglicher Fehlstellen in einem keramischen Gefüge vom Bauteilvolumen

abhängt, ist bei Berechnungen das belastete Volumen zu berücksichtigen. Nach der Weibull-

Statistik ergibt sich über die Volumenrelation folgende Bauteilfestigkeit im Vergleich zu nor-

mierten Probekörpern:

σ Bauteil = σ Probe (VProbe/VBauteil) 1/m

Abb. 1.3.5: Beispiel einer bis zum Bruch belasteten Lava-

Seitenzahnbrücke. Lava™ Brücken zeigten sehr hohe Bruch-

festigkeiten von 1815 N

Bruchfestigkeit

Die Begriffe „Biegefestigkeit“ und „Bruchfestigkeit“ dürfen nicht miteinander verwechselt

werden. Die Bruchfestigkeit wird an bauteilnahen Prüfkörpern, also z.B. Kronen und Brücken,

gemessen. Dabei werden diese Proben in der Regel bis zum Bruch belastet (Abb. 1.3.5) . • Die Bruchfestigkeit

wird an realen Geome-trien (z. B. Kronen undBrücken) bestimmt.

• Der Weibull-Modul istein Maß für die Festig-keitsstreuung einerKeramik.

050972_3M_Lava_12-17 14.03.2005 7:09 Uhr Seite 15

Risszähigkeit

Die Risszähigkeit beschreibt die Fähigkeit der Keramik, Risse an ihrem Fortschreiten zu hin-

dern. Je langsamer ein Riss wächst, der unter Zugspannung gerät, um so günstiger ist dies für

die Langzeitfestigkeit. Dabei wird der sogenannte Spannungsintensitätsfaktor KI berücksich-

tigt, der angibt bei welcher Spannung σ ein scharfer Anriss der Länge l sich erweitern wird.

Bei diesem Versuch wird häufig ein standardisierter Vierpunktbiegeversuch eingesetzt, wobei

in der Zugzone ein definierter Anriss erfolgt.

16

Abb. 1.3.6: Zusammenhang zwischen Bauteilgröße, Weibull-Modul m und Festigkeit

Abb. 1.3.7: Versuchsaufbau zur Ermittlung

der Risszähigkeit

Der Spannungsintensitätsfaktor hängt von der Belastung, der Probengeometrie und dem Riss-

modell ab. Der Index „I“ beschreibt die Rissöffnung bei einer senkrecht zum Riss angreifenden

Belastung, also bei einer reinen Zugspannung. Sie ist der für Keramiken gefährlichste Belas-

tungsfall, weil die Rissflanken auseinander gezogen werden.

Der kritische Spannungsintensitätsfaktor KIC stellt den Wert dar, bei dem instabiles Risswachs-

tum auftritt, d. h. das Risswachstum kann auch nicht mehr durch Entlastung gestoppt werden.

Er ist der Widerstand, den der Werkstoff der Ausbreitung eines vorhandenen scharfen Anrisses

entgegenstellt. Obwohl auch der Wert von KIC methodenabhängig ist, stellt diese Kenngröße

eine echte Werkstoffkonstante dar.

KIC [MPa • ��m ]

0,79

0,63 0,63

0,5

0,25

0,06

0,4 0,4

0,16Der Vergleich gilt nur für vergleichbareBelastungsbedingungen!

1

0,4

VBauteil/VProbe

σBa

utei

l/ σ

Prob

e

1,2

0,8

0,6

0,2

1001 10000 1.000.000

m = 20m = 10m = 5

0

1

• Die Risszähigkeit istder Widerstand, den dieKeramik der Ausbrei-tung eines Risses ent-gegen stellt.

050972_3M_Lava_12-17 14.03.2005 7:09 Uhr Seite 16

5a 1a 1d 1h 1min 1s

615 MPa

Ausfallwahrscheinlichkeit 2%2

70

90

10

600

Belastung [MPa]

Bruc

hwah

rsch

einl

ichk

eit [

%]

99

50

30

700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

n = 50,1m = 10,5σ0 = 1345 MPa

Dauerfestigkeit

Jeder Werkstoff altert, nicht nur in der Zahnmedizin, sondern überall. Es darf also nicht nur die

Anfangsfestigkeit gemessen und in Betracht gezogen werden, sondern es muss auch überprüft

werden, wie sich ein Werkstoff unter dem Einfluss von Belastung und Zeit verändert. Dafür

kann eine bruchstatistische Vergleichsgröße über ein sogenanntes S (strength), P (probability),

T (time) –Diagramm ermittelt werden (Abb. 1.3.9).

Diese Vergleichsgröße dient zum Abschätzen des Dauerfestigkeitspotenzials und der Bewer-

tung von unterschiedlichen keramischen Materialien.

17

Abb. 1.3.8: Risszähigkeit verschiedener Werkstoffe

SchmelzGlas

VMK 68PMMA

Dentin

Empres 1

Empres 2

In-Ceram-Alumina

In-Ceram-Zirconia AI 2O3ZrO2

Risszähigkeit von Dentalwerkstoffen

SPT-Diagramm, Lava™ Frame

KIC

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Abb. 1.3.9: SPT-Diagramm für Lava™ Zirkoniumdioxid:

Weibullfestigkeit: σ0 = 1345 MPa

Weibull-Modul: m = 10,5

Bei einer statischen Belastung von 615 MPa über 5 Jahre (5a) kommt es nur zu einer Ausfall-

wahrscheinlichkeit von 2 %. Glaskeramiken und infiltrierte Keramiken sind dagegen durch

geringere Werte (< 150MPa) gekennzeichnet.

050972_3M_Lava_12-17 14.03.2005 7:09 Uhr Seite 17

1.4 CAD/CAM-Technologie in der Zahnmedizin

Grundsätzliche Überlegungen

Hochleistungskeramikpulver sind mit den klassischen Einrichtungen und Techniken eines

Dentallabors nicht korrekt zu verarbeiten. Das Gefüge einer Keramik bestimmt maßgeblich die

Qualität und die Gesamtfestigkeit. Eine gleichmäßige und kontrollierte Gefügestruktur kann

durch den einzelnen Zahntechniker als „Hersteller“ einer Keramik nicht garantiert und geliefert

werden.

Deshalb macht es Sinn, die als Metallersatz gedachte hochfeste Strukturkeramik industriell her-

zustellen. Nur im industriellen Maßstab lässt sich eine gleichmäßige, kontrollierte Gefügequalität

garantieren. Damit sind sowohl Zahntechniker als auch Zahnarzt von diesem Problem befreit

und müssen sich „nur noch“ um die korrekte Materialverarbeitung und die Ästhetik kümmern.

Verschiedene Konzepte – ein Ziel

Selbst zahlreiche Legierungshersteller haben erkannt, dass im „weißen Stahl“ mittlerweile

Potenziale stecken, metallische Legierungen auch bei Brückenersatz zu ersetzen.

So verfolgen alle renommierten Dentalhersteller in zahlreichen Ansätzen unterschiedliche

Konzepte, die letztlich das gleiche Ziel haben: Die Gerüstkeramiken mit hoher Festigkeit

möglichst optimal zu verarbeiten.

CAD: Computer Aided Design

Die meisten Systeme arbeiten mit einer CAD-Komponente, d.h. das komplette Gipsmodell

wird mittels lichtoptischer Verfahren eingescannt, digitalisiert und der Zahnersatz am Bild-

schirm konstruiert.

18

Abb. 1.4.1: Automatisches

Scannen eines Sägemodel-

les (Bsp. Lava™ Scan)

Abb. 1.4.2: Konstruktion von

Zahnersatz am Bildschirm

(Bsp. Lava System)

Abb. 1.4.3: Lava Form com-

putergesteuerte Fräsmaschi-

ne (CAM)

CAM: Computer Aided Manufacturing

Wie auch für den CAD-Bereich gibt es im CAM-Bereich unterschiedliche Konzepte.

Ein Hauptunterschied ist – neben der Anzahl der Fräsachsen sowie des Werkstoff- und Werk-

zeugmagazins – die Bearbeitung des vollständig dichtgesinterten oder des vorgesinterten Mate-

rials. Daraus resultiert eine 1:1-Fräsung, d.h. das Endmaß der Restauration ist nach dem Fräs-

vorgang bereits erreicht (Bearbeitung des dichtgesinterten Materials), oder der Schrumpfungs-

faktor eines nachträglichen Sinterbrandes muss mit eingerechnet werden (Bearbeitung des

vorgesinterten Materials).

• Qualitätssteigerung desGefüges durch pro-zesskontrollierte indus-trielle Fertigung führtzu mehr klinischerSicherheit.

• CAD: Erzeugung einesvirtuellen „Gipsmodel-les“ zur Konstruktiondes Zahnersatzes

• CAM: Standardisiertegleichmäßige Material-verarbeitung mithöchster Qualität

050972_3M_Lava_18-20 16.03.2005 12:34 Uhr Seite 18

Die Verarbeitung von Zirkoniumdioxid

Wie von J. Tinschert beschrieben wird (Kapitel 2), bietet das Zirkoniumdioxid als Gerüstwerk-

stoff für die dentalen Zwecke überragende Eigenschaften: Neben der hohen Eigenfestigkeit

(Biegefestigkeit, Risszähigkeit) ist die Transformationsverfestigung zu nennen, die einen

zusätzlichen Sicherheitsfaktor darstellt, den man auch umgangssprachlich als „Airbag-Effekt“

bezeichnen kann, da sich die teilstabilisierten Zirkoniumdioxidteilchen schlagartig nach einem

Riss „aufblasen“, wenn sie sich von der tetragonalen in die monokline Phase umwandeln.

Gerade das Zirkoniumdioxidpulver lässt sich aber mit den herkömmlichen Mitteln des Dental-

labors nicht verarbeiten, so dass der Einsatz von CAD/CAM-Technologie für dieses Material

eine unabdingbare Notwendigkeit darstellt.

Zwei wesentliche Verarbeitungs- und damit auch Werkstoffkonzepte werden dabei verfolgt:

19

A. Fräsung bereits durchgesinterter Keramik

B. Weißkörperverarbeitung

C. Weitere Verfahren

A. Fräsung durchgesinterter, „gehipter“ Keramik (HIP – Keramik = hot isostatically pressed)

Der Werkstoff

Dieses Zirkoniumdioxid ist gehipt, d.h. beim Sinterbrand wird von allen Seiten hoher Druck

(isostatischer Druck) auf das Keramikpulver ausgeübt, so dass die bestmögliche Verdichtung

und Gefügequalität erzielt werden. Diese Keramik zeichnet sich durch annähernde Poren- und

Defektfreiheit aus, hat Biegefestigkeitswerte von bis zu 1200 MPa und verfügt durch die annä-

hernde Porenfreiheit über eine sehr gute Transluzenz.

Die Verarbeitung

Die überragenden Festigkeitseigenschaften fordern ihren Tribut bei der Verarbeitung. Es müs-

sen technisch aufwändige Fräsmaschinen herangezogen werden, da eine hohe Verwindungsstei-

figkeit erforderlich ist. Die Fräsung ist nur mittels Diamantwerkzeugen möglich, zusätzlich ist

eine Flüssigkeitskühlung unabdingbar, um Überhitzungen im Werkstoff zu vermeiden. Die

Fräszeiten sind durch die hohe Festigkeit sehr lang (bis zu 6 Stunden für eine dreigliedrige Brü-

cke) und die fräsbaren Strukturen müssen einen Mindestdurchmesser von 0,8 mm haben, da

die Fräswerkzeuge nicht beliebig klein gestaltet werden können.

Systembeispiele: DCS, Digident, Everest

B. Weißkörperverarbeitung

Der Werkstoff

Bei diesen Zirkoniumdioxidblocks handelt es sich um noch nicht vollständig durchgesintertes

Zirkoniumdioxid, so dass die angestrebte Endfestigkeit noch nicht erreicht ist. Damit besteht

eine gewisse Restporosität, die durch eine anschließende Sinterung beseitigt wird.

050972_3M_Lava_18-20 16.03.2005 12:34 Uhr Seite 19

Die Verarbeitung

Diese Keramiken können mit weniger kostenintensiven Werkzeugen (Hartmetallfräsen) ver-

arbeitet werden. Eine zusätzliche Kühlung ist ebenfalls nicht erforderlich.

Werkstofftechnologisch sind bei der anschließenden Sinterung höchste Anforderungen zu erfül-

len, da eine gleichmäßige Schrumpfung in allen Raumrichtungen unabdingbare Voraussetzung

für eine gute Passgenauigkeit ist. Diese Verfahrenstechnik ist zumindest für 3-4-gliedrige Brü-

cken zur Zufriedenheit gelöst.

Bei den Keramiken der Weißkörperverarbeitung muss zwischen Datenerfassung im Rechner,

Konstruktion und Fräsung noch ein Rechenschritt eingebaut werden, in dem mit Hilfe der

jeweiligen spezifischen Materialparameter, die auf jedem Block in einem Bar-Code dokumen-

tiert sind, die Restauration entsprechend vergrößert wird, um die anschließende Sinterschrump-

fung exakt zu kompensieren.

Systembeispiele: Lava™, Cercon, Vita YZ-Cubes (Cerec Inlab)

C. Weitere Verfahren

Bei CAD/CAM gefertigten infiltrierten Keramiken werden poröse, nicht durchgesinterte Kera-

miken verarbeitet und anschließend, um eine Schrumpfung zu vermeiden, die poröse Struktur

mit Glas infiltriert (Beispiel: In-Ceram-Verfahren). Die ursprünglichen Festigkeitsdaten des

reinen Zirkoniumdioxids oder auch Aluminiumoxids werden aber durch den relativ hohen

Glasanteil nicht mehr erreicht.

Fazit:

Diese kurze Darstellung kann nur eine Momentaufnahme der augenblicklichen Entwicklung

sein. Nahezu täglich werden Verbesserungen im Bereich der computergestützten Konstruktion

von Zahnersatz (CAD) sowie deren anschließende Umsetzung (CAM) durchgeführt.

Der Stand der Technik ist aber schon so gut, dass die Praxisreife gewährleistet ist.

Eines ist aber auch hier anzumerken:

Es gibt auf diesem Sektor der Computertechnologie kein Plug-and-Play. Auch bei diesen neuen

dentalen Verfahren sind weiterhin zahntechnisches und zahnärztliches Grundverständnis gefor-

dert sowie die Geduld, sich auf diese Technologie einzulassen und sich Schritt für Schritt an das

Optimum heranzutasten. Den perfekten Zahnersatz nur auf Knopfdruck aus der Maschine wird

es auch in Zukunft nicht geben.

20

• „Nicht Kunst undWissenschaft allein –Geduld will bei demWerke sein“ (Goethe)

050972_3M_Lava_18-20 16.03.2005 12:34 Uhr Seite 20

1.5 Keramikgerechtes Planen und Konstruieren

Generelle Überlegungen

Das Konstruieren mit und die Verarbeitung von vollkeramischen Systemen unterscheidet sich

fundamental von der Anwendung metallischer Legierungen. Deren Handhabung ist man

gewohnt und deshalb versucht, bewährte Verarbeitungsstrategien und Konstruktionen der

Metalle auf die Keramik zu übertragen. Damit wird aber der langfristige Erfolg gefährdet, da

bei der keramikgerechten Konstruktion andere Gesetzmäßigkeiten zu beachten sind.

Die umfangreichen Möglichkeiten und die Vielzahl der verfügbaren vollkeramischen Systeme

machen eine sorgfältige präprothetische Diagnostik und Planung unabdingbar, denn danach

richten sich auch Präparation und Konstruktion des Zahnersatzes. Neben den Wünschen und

Vorstellungen des Patienten erfolgt die Planung von vollkeramischen Restaurationen auch nach

einigen physikalischen und anatomischen Gegebenheiten, die berücksichtigt werden müssen.

Folgende Überlegungen sind anzustellen, um eine indikations- und werkstoffgerechte Verarbei-

tung der Keramik zu gewährleisten:

21

Welche Restaurationen sind geplant?

Wie umfangreich ist der bestehende Substanzverlust?

Wo endet die Präparationsgrenze?

Handelt es sich um Einzelzahnrestaurationen oder Brückenversorgungen?

Sind die Restaurationen im Front- und/oder Seitenzahnbereich?

Abschätzung der einwirkenden Kräfte:

Bestehen Abrasionen/Attritionen?

Wie sind die Essgewohnheiten des Patienten?

Welche Kraftentwicklungen zwischen den Zähnen können erwartet werden?

Sind Anzeichen für Parafunktionen und Bruxismus vorhanden?

Wie ist die Belastungsverteilung: Analyse der statischen und dynamischen Okklusion.

Wie soll die Restauration befestigt werden? Kleben oder Zementieren? (s. Kap 1.11)

Ästhetik:

Sind Stellungsänderungen erwünscht?

Sind Zahnsubstanzverfärbungen vorhanden, die abgedeckt werden müssen?

Welchen Transparenz- und Transluzenzgrad haben die natürlichen Zähne?

Wieviel sieht man von den Zähnen?

050972_3M_Lava_21-24 14.03.2005 7:11 Uhr Seite 21

Keramiken und Gläser: Spröde Werkstoffe

Der wesentliche Gesichtspunkt bei der Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von

Keramiken und Gläsern ist, wie schon erwähnt, dass sich auf atomarer Ebene die Bindungen in

einem Keramikgefüge deutlich von einem Metallgefüge unterscheiden.

Die Bindungskräfte der Keramiken sind sehr hoch und erlauben keine Verschiebung oder gar

Neubindung im Frakturfall unter Raumbedingungen. Daraus resultiert das bereits beschriebene

Sprödbruchverhalten (Abb. 1.5.1). Anders hingegen die Metalle, die bei Überschreiten der Elas-

tizitätsgrenze nicht sofort frakturieren, sondern sich bis zu einem gewissen Grade plastisch ver-

formen können und somit eine Art ‚Puffer’ bei kurzzeitigen Spitzenbeanspruchungen aufweisen.

22

Abb. 1.5.1: Illustration des unterschiedlichen Verhaltens metallischer und keramischer Werk-

stoffe: Metalle sind plastisch verformbar, Keramiken haben nur eine geringe Bruchdehnung.

Zug und Druck

Ein wesentlicher Aspekt, in dem sich somit alle Keramiken und Gläser gleichen, ist die Anfäl-

ligkeit auf Zug-/Biegespannungen bei gleichzeitig hohen Druckfestigkeiten. Die Biegebelast-

barkeit beträgt nur ein Zehntel bis zu einem Drittel der jeweils aufbringbaren Druckbelastung.

Damit sind Zugspannungen in einer Keramikkonstruktion unbedingt zu reduzieren bzw. ganz

zu vermeiden, Druckbeanspruchungen durch entsprechende konstruktive Maßnahmen hinge-

gen zu fördern.

Das Beispiel der Abb. 1.3.2 mit der Keramikfliese verdeutlicht, dass dasselbe Bauteil sogar bei

geringerer Belastung, aber ungünstigerer Lasteinleitung schon in kurzer Zeit brechen kann.

Keramisch denken bedeutet also immer: Wo können Zug-/Biegebeanspruchungen entstehen?

Wie hoch ist die maximale Lasteinleitung, die ggf. die Eigenfestigkeit überschreitet? Im denta-

len Fall bedeutet dies, anamnestisch abzuschätzen, wie hoch die Kaubelastung des jeweiligen

Patienten ist, in dem man ihn z. B. nach seinen bevorzugten Speisen fragt bzw. was er alles bei-

ßen kann. Anhand des Abrasionsgrades des Gebisses in Relation zum Lebensalter kann man

abschätzen, ob eine übermäßige Belastung vorliegt oder nicht.

Welche konstruktiven Maßnahmen sind erforderlich, um möglichst eine Druckbeanspruchung auf die Keramik zu erzielen?

Eine gute, keramikgerechte Planung und Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, dass die vor-

teilhaften Eigenschaften des Werkstoffes möglichst optimal genutzt werden und seine Nachteile

durch entsprechende Gestaltungsmaßnahmen gar nicht oder nur abgeschwächt zum Tragen

kommen. Im Gegensatz zur allgemeinen Technik, in der Hochleistungskeramiken verwendet

werden, und bei der relativ frei konstruiert werden kann, hat die medizinische Anwendung eine

große Limitation: Der zur Verfügung stehende Platz ist anatomisch bedingt vorgegeben und die

Konstruktion nicht frei skalierbar. Dies erhöht natürlich die Anforderungen an die Konstruk-

tion, an den Zahnarzt wie den Zahntechniker, die die Materialeigenschaften optimal ausnutzen

• Zugspannungen vermeiden

050972_3M_Lava_21-24 14.03.2005 7:11 Uhr Seite 22

müssen. Dabei kann der Zahntechniker immer nur so gut konstruieren wie es die Präparation

und die Vorbereitung der Zähne zulassen.

– Dies bedeutet, dass gleichmäßige Schichtstärken, wenn irgend möglich, realisiert werden

sollten. Die axialen Gesamtwandstärken sollten nach zu erwartender Belastung zwischen

0,8 mm (UK-Frontzahnbereich) bis 1.5 mm (Krone als Brückenanker im Molarenbe-

reich) ausgewählt werden.

– Dies bedeutet, dass scharfe Winkel, Ecken, Kanten und abrupte Querschnittsänderungen

unbedingt vermieden werden müssen.

– Dies bedeutet, dass komplizierte Formgebungen vermieden werden sollten. Klaren, ein-

fachen Linien ist der Vorzug zu geben. Statt mehrerer Ausläufer bei einem Inlay ist z. B.

zu überlegen, ob nicht eine Teilkronenausführung die sinnvollere Lösung ist, auch wenn

etwas mehr Substanz geopfert werden muss. Vorteile liegen aber sicher in der einfache-

ren Herstellung und einer effektiv kürzeren Nahtstelle zwischen Zahn und Restauration

(Randlänge) (Abb. 1.5.2).

– Dies bedeutet bei Brückenzahnersatz, dass genügend Platz für eine ausreichende Kon-

nektorstärke besteht. Dieser Bereich ist sozusagen die „Achillesferse“ der vollkerami-

schen Brücke, da sich hier Zugspannungen konzentrieren (Abb. 1.5.3).

23

Abb. 1.5.2: Inlay vs. Teilkrone: Komplizierte Formen wurden vereinfacht.

Abb. 1.5.3 a: Finite-Elemen-

te-Analyse einer Brücke zum

Ersatz des ersten unteren

Molaren. Die Brücke wurde

am Brückenglied mit 500 N

unter 90° Lasteinleitung

belastet. Zugspannungen

konzentrieren sich auf der

gingivalen Konnektorseite.

• Gleichmäßige Schichtstärke

• Scharfe Winkel vermeiden

• Klare Formen

• Konnektor korrektdimensionieren

050972_3M_Lava_21-24 14.03.2005 7:11 Uhr Seite 23

Konstruktion des idealen Konnektorbereiches

Die Mindesthöhe der Konnektoren von 3 mm bei Zirkoniumdioxidkeramik und 4 mm bei

Glaskeramiken muss erreicht werden, da die Höhe in der dritten Potenz zur Festigkeit beiträgt.

Der anatomisch zur Verfügung stehende Platz sollte zugunsten der Sicherheit ausgenutzt wer-

den, und die Gerüstkeramik deshalb in maximal möglicher Stärke konstruiert werden. Die

Okklusion und die interdentale Hygienefähigkeit dürfen aber nicht beeinträchtigt werden.

Gleichwohl muss klinisch auch die erwartete Lasteinleitung abgeschätzt werden.

Mögliche Faktoren:

24

Abb. 1.5.3 b: Schnitt durch eine Frontzahnbrücke zum Ersatz des seitlichen Schneidezahnes.

Die Lasteinleitung betrug 250 N in 45°-Winkel palatinal auf das Brückenglied. Berechnet

wurde für eine Keramik mit einer Biegefestigkeit von 400 MPa. Man erkennt, dass auf der

rechten Seite bei einer Konnektorhöhe von nur 2 mm die Zugspannungen bis in den Grenz-

bereich wachsen können, während bei gleicher Last und 3 mm Konnektorhöhe keine Span-

nungsüberhöhungen auftreten (ca. 80-100 MPa).

• Konnektorhöhe maximieren

Hier spielen

der Abrasionsgrad der natürlichen Bezahnung,

der Tonus der Kaumuskulatur,

das bevorzugte Kaugut,

die Physiognomie und der Restzahnbestand,

sowie die angestrebte Konstruktion

eine Rolle.

Nicht bei jedem Patienten sind Kaukräfte von 1000 N zu erwarten, so dass es durchaus akzep-

tabel sein kann, in einigen Fällen von den Maximalstärken geringfügig abzuweichen.

050972_3M_Lava_21-24 14.03.2005 7:11 Uhr Seite 24

1.6 Keramikgerechtes Präparieren

Grundsätzliche Überlegungen

Die Präparation des Zahnes durch den Behandler ist eine wesentliche Voraussetzung, dass der

Techniker auch wirklich keramikgerecht konstruieren kann. Hier ist ein enges Zusammenspiel

von Zahnarzt und Zahntechniker unabdingbar, das gegenseitiges Verständnis und Verständnis

für den Werkstoff voraussetzt.

Die Präparation stellt das Fundament für eine erfolgreiche Rekonstruktion dar. Dabei muss

folgender Grundsatz verfolgt werden:

So viel wie nötig (material- und funktionsgerecht) und so wenig wie möglich (substanz-

schonend und mikroinvasiv).

So viel wie nötig...

Alte überkommene Vorstellungen aus der Jacketkronenzeit mit ihren physikalisch minderwerti-

gen Keramiken implizieren ausgeprägte eckige Stufenpräparationen und scharfkantige Über-

gänge. Nicht selten endeten solche Präparationen in der Devitalisation des Zahnes (Abb. 1.6.1).

25

Abb. 1.6.1: Empfohlene Jacketkronenpräparation 1962

... so wenig wie möglich:

Moderne Hochleistungskeramiken wie auch die Glaskeramiken der neuesten Generation benö-

tigen nicht länger eine derart ausgeprägte Substanzreduktion. Diese ist einerseits von der Werk-

stoffauswahl abhängig, andererseits aber auch vom Befestigungskonzept bzw. dem Umfang der

vorgefundenen Substanzschädigung. Möglicherweise noch vorhandener Schmelz erlaubt eine

adhäsive Befestigung, während bei einer klassischen Kronenpräparation durchaus klinische

Vorteile in der konventionellen Befestigung mit Zementen gesehen werden (s. Kap. 1.11).

Wenn zudem die erwähnten Grundregeln keramikgerechten Konstruierens beachtet werden,

sind die besten Voraussetzungen für langlebige Restaurationen gegeben.

Schaffung horizontaler Flächen

Horizontale Flächen bzw. Flächen, die senkrecht zur Krafteinleitung stehen, nehmen Druck-

lasten auf. Eine Hohlkehl- bzw. eine Stufenpräparation erfüllen diese Forderung (siehe auch

klinischer Fall mit Lava™ Kronen und Brücken, Kapitel 3).

Im Frontzahnbereich sind zusätzlich die Neigung der Schneidekante zum Antagonisten sowie

die präparatorische Nachempfindung der Konkavität der Palatinalfläche unabdingbare Maßnah-

men, damit der Antagonist möglichst senkrecht auf die jeweilige Fläche trifft (Abb. 1.6.2).

• So viel wie nötig, sowenig wie möglich

Präparationsformen:

• Hohlkehle

• Stufe mit abgerunde-tem Innenwinkel

050972_3M_Lava_25-30 14.03.2005 7:11 Uhr Seite 25

26

Gleichmäßige Substanzreduktion an den Axialflächen

Die Erzielung gleichmäßiger axialer Schichtstärken ist eine gute Voraussetzung für eine mög-

lichst gleichmäßige Spannungsverteilung innerhalb der Konstruktion. Deshalb ist durch die

Verwendung von Orientierungsrillen, Rillenschleifern und Silikonschlüsseln ein gleichmäßiger

Substanzabtrag zu kontrollieren.

Außerdem ist es bei gleichmäßiger Schichtstärke wesentlich einfacher, die gewünschte Zahn-

farbe und Transluzenz zu realisieren. Ungleichmäßige Wandstärken, insbesondere z. B. bei

Veneers, stellen ungleich höhere Anforderungen an den Zahntechniker, die vermieden werden

können.

Die Rolle der Aufbaufüllung

Aus diesen Gründen ist es auch sinnvoll, bei Bedarf eine Aufbaufüllung zu legen, um dem

Zahnstumpf seine anatoforme Gestalt zurückzugeben und damit gleichmäßige Materialstärken

zu gewährleisten (Abb. 1.6.3).

Als Aufbaumaterialien bieten sich heute bei kleinen Defekten die verstärkten Glasionomerze-

mente an, da sie preiswerter als Komposite sind. Je größer der Defekt aber ist (mehr als 1/3 der

Zahnkrone) oder je mehr Höcker bzw. Schneidekanten aufgebaut werden müssen, um so mehr

sind heute die Aufbaumaterialien auf Kompositbasis empfehlenswert, da mit den modernen

Dentin-Bonding-Verfahren auch eine Haftung am Dentin erreicht wird.

Abb. 1.6.3 a: Ausgeprägte Substanzreduk-

tion nach Kariesexkavation. In diesem Fall ist

eine Kompositaufbaufüllung sinnvoll.

Abb. 1.6.3 b: Durch die Schaffung eines

gleichmäßigen Stumpfes sind auch

werkstoffgerecht günstige Materialwand-

stärken garantiert.

Abb. 1.6.2 a: Falsch! Fehler

bei der Präparation: Scharfe

Übergänge, keilförmige Prä-

paration.

Abb. 1.6.2 b: Richtig! Abge-

rundete Ecken und Kanten,

angestrebte Präparation.

Falsch! Richtig!

• gleichmäßige axialeSchichtstärken sind zubevorzugen

050972_3M_Lava_25-30 14.03.2005 7:11 Uhr Seite 26

Anatoforme Reduktion

Anatoforme Reduktion bedeutet die Nachempfindung der Konturen der ursprünglichen Zahn-

krone, allerdings mit der Ausnahme, dass bei der Kronenpräparation der größte Umfang vom

anatomischen Äquator in die Höhe des marginalen Randsaumes gelegt wird. Sehr häufig wird

bei Frontzähnen die palatinale Konkavität vergessen, was zu plumpen unförmigen Restauratio-

nen führt (Abb. 1.6.4).

27

Abb. 1.6.4: Präparation der

palatinalen Konkavität mit

dem speziellen Palatinal-

schleifer.

Im Seitenzahnbereich ist insbesondere wichtig, dass die Reduzierung der Kaufläche so erfolgt,

dass die reduzierten Höckerspitzen auch wieder auf der ursprünglichen Höckerlinie zu liegen

kommen, um eine gleichmäßige Schichtstärke im Höckerbereich realisieren zu können.

Auch der Verlauf der Zentralfissuren sollte angelegt sein. Dies gewährleistet nicht nur die ange-

strebte gleichmäßige Materialstärke, sondern auch eine bessere Rotationsstabilität insbesondere

bei Prämolaren, im Vergleich zu einer planen Okklusalfläche (Abb. 1.6.5).

Abb. 1.6.5: Gezielte anatoforme Präparation für optimale Wandstärken und harmonische

Restaurationsformen. Die definitive Formgebung erfolgt mit Feinkorndiamanten.

Abrundung von Ecken und Kanten

Im Mund ist alles rund!

Übergänge müssen subtil gerundet werden. An scharfkantigen spitzwinkligen Übergängen treten

Spannungsüberhöhungen auf, die leichter zu einem Versagen der Konstruktion führen können.

Ein Kantenbrechen ist bei Kronenpräparation gut möglich, in dem z. B. ein mit niedriger Dreh-

zahl (8000 U/min bei 1:2 Untersetzung) laufender grober Silikonkelch kurz über die Kanten

geführt wird. Aber: Keine Stumpfpolitur!! (Abb. 1.6.6)

• Nur die anatoformeSubstanzreduktionbietet die bestenVoraussetzungen fürerfolgreicheVollkeramikarbeiten.

• „Im Mund ist allesRund!“

050972_3M_Lava_25-30 14.03.2005 7:11 Uhr Seite 27

Insbesondere bei CAD/CAM-hergestelltem Zahnersatz muss auf die Rundung der Kanten Wert

gelegt werden, da zu spitze Winkel durch die Werkzeuge der Schleifmaschinen nicht dargestellt

werden können (Abb. 1.6.7 siehe auch klinischer Fall, Kapitel 3).

28

Abb. 1.6.7: Die Kanten und Übergänge müssen mindestens

dem Radius der Schleifkörper in den Fräsmaschinen ent-

sprechen.

Das Finieren intrakoronaler Präparationen (Kastenwände und -böden) sollte mit walzenförmi-

gen Feinkorndiamanten mit abgerundeten Ecken durchgeführt werden. Damit wird ein optima-

ler Kompromiss zwischen Passgenauigkeit der Restauration einerseits sowie einer gewissen

notwendigen Rautiefe der Oberfläche andererseits erzielt (Abb. 1.6.8).

Abb. 1.6.8: Finieren intrakoronaler Kästen

Abb. 1.6.6: Bei niedriger Drehzahl (8000 U/min) können die

Kanten mit einem groben Silikonpolierer einfach gebrochen

werden.

• Spitze Winkel könnenfrästechnisch nichtrealisiert werden

• Kanten brechen – nicht polieren

nicht optimale Passung

unter sich gehende Stellen

vermeiden

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Präparationsinstrumente

Formkongruenz erzielen:

Nur wenn die angestrebte Präparationsform auch mit der des entsprechenden Präparations-

instrumentes übereinstimmt, ist ein rationelles und zügiges Verfahren möglich.

Neben den klassischen rotierenden Instrumenten gibt es mittlerweile eine Reihe von oszillie-

renden, nicht rotierenden und einseitig belegten Instrumenten, die sich bewährt haben.

Gerade bei der Präparation von Inlays und Teilkronen kann man z.B. durch die Verwendung von

SonicSys-Instrumenten (s. Abb. 1.6.9) schnell und zügig die gewünschte Mindestmaterial- und

Konnektorstärke realisieren und sicher Unterschnittsbereiche im Approximalraum vermeiden.

Daneben ist eine bestmögliche und einfach erreichbare Schonung des Nachbarzahnes möglich,

so dass iatrogene Schäden vermieden werden können.

Abb. 1.6.9: Präparation des approximalen Kastens mit dem

SonicSys-System, hier Instrument Nr. 4

Abb. 1.6.10: Teilrestaurationen 45-47 sowie

eine Vollkrone 44: Letztere wurde zementiert,

der Rest adhäsiv befestigt. Vorteil der kon-

servierenden Vorgehensweise: Supragingiva-

le Grenzen mit entsprechenden klinischen

Vorteilen: Pa-Hygiene, Abformung, Randkon-

trolle, Befestigung

Präparation für Teilrestaurationen (Inlays, Onlays)

Durch die Vorzüge der adhäsiven Befestigung im Schmelz durch Schaffung eines Verbund-

systemes können seit über 15 Jahren selbst physikalisch schwache Keramiken der ersten Genera-

tion dauerhaft als Füllungsmaterial eingesetzt werden. Der Vorteil gegenüber den klassischen Teil-

restaurationen besteht neben der perfekten Imitationsmöglichkeit des Zahnes im adhäsiven Ver-

bund und der Stabilisierung der verbliebenen Restzahnsubstanz, so dass erst bei ausgedehnteren

Defekten die Indikation für eine Höckerfassung und zirkuläre Präparation gestellt werden muss.

Abbildung 1.6.10 zeigt eine sicher grenzwertige Lösung, die aber schon mehr als 9 Jahre in

situ ist. Zirkulär ist überall noch Schmelz vorhanden, so dass der adhäsive Verbund gesichert

ist. Dadurch kann die Präparationsgrenze parodontal günstig supragingival bleiben. Bei klassi-

scher Vorgehensweise, mit Aufbaufüllung und Krone, muss die Präparationsgrenze dagegen

tiefer gelegt werden, was parodental und abformtechnisch Nachteile mit sich bringt.

050972_3M_Lava_25-30 14.03.2005 7:11 Uhr Seite 29

Lage der Präparationsgrenzen

Der Abstand der Schmelz-Zement-Grenze zum Limbus alveolaris beträgt physiologischerweise

2–3 mm (Biologische Breite). Dieser Abstand ist auch mit dem Rand der Restauration in

Bezug auf den Limbus alveolaris einzuhalten. Geschieht dies nicht, kommt es zu pathologi-

schen Knochenabbauprozessen, die nicht kontrollierbar sind. Zu tief subgingival zu liegen

kommende Präparationsgrenzen sind somit generell, insbesondere aber bei adhäsiv einzuset-

zenden Teilrestaurationen problematisch. Sie können nicht mittels Kofferdamgummi von der

Feuchtigkeit der Mundhöhle isoliert werden. Überschüsse von Befestigungskomposit sind nicht

kontrolliert entfernbar, was bei diesem Werkstoff besonders problematisch ist, und die abschlie-

ßende Politur des Restaurationsrandes ist bei tief subgingivaler Lage nicht möglich.

Aus diesem Grunde sind kleinere parodontal-chirurgische Maßnahmen notwendig, um die bio-

logische Breite zu wahren und die Übersichtlichkeit zu gewährleisten. Durch die Anwendung

metallfreier Keramiken ist dies auch einfach möglich, da kein grauer Metallrand versteckt

werden muss. Zudem erleichtert man sich als Behandler die Abformung und Befestigung des

Zahnersatzes.

Häufig reicht eine einfache Gingivektomie aus, um die Ränder frei zugänglich zu machen.

In schwierigeren Fällen ist ggf. auch eine chirurgische Kronenverlängerung mit Entfernung von

Anteilen des Limbus alveolaris notwendig (Abb. 1.6.11).

30

Abb. 1.6.11: Teilweise schonende Entfer-

nung des Limbus alveolaris mit einem

Rosenbohrer nach Inzisalschnitt und Bildung

eines Mukoperiostlappens.

Entscheidungshilfe für prärestaurative Chirurgie:

Lässt sich ein Retraktionsfaden nicht sicher unterhalb der definitiven Präparationsgrenze plat-

zieren, ist eine partielle Ostektomie unabdingbar.

• Biologische Breiteeinhalten!

050972_3M_Lava_25-30 14.03.2005 7:11 Uhr Seite 30

1.7 Restaurationsspezifische Präparation

Teilrestaurationen (Inlays, Onlays)

Okklusionsanalyse

Vor Beginn der Präparation muss die Analyse der statischen und dynamischen Okklusionskon-

takte erfolgen, um ausreichend und gezielt Platz schaffen zu können.

Es empfiehlt sich auch, die bestehenden Okklusionskontakte mit einem wasserfesten Stift als

Orientierung für die Dauer der Präparationssitzung zu markieren, damit die Grenzflächen

(Fugen) nicht in diesen Bereichen zu liegen kommen, da sonst eine ungleichmäßige Abrasions-

gefahr mit einem erhöhten Verschleiß in der Fuge die Schwächung der Keramik und damit eine

Fraktur nach sich ziehen kann.

Eine okklusale Mindeststärke der Keramik von 1,5 mm im tiefsten Bereich der Fissur muss

gewährleistet sein.

Axiale Wände

Die Präparation der Wände sollte leicht konisch (ca. 2 bis 4° nach okklusal divergierend) erfol-

gen. Bei keramischen Restaurationen ist eine sogenannte „Friktion“ im klassischen Sinn nicht

erwünscht, um die Restauration garantiert spannungsfrei einsetzen zu können. Dennoch sollte

der Sitz in der Weise optimiert sein, dass kein sondierbarer Spalt zwischen Inlay und Zahn

besteht.

Ausdehnung

Es sollte primär rein defektbezogen präpariert werden.

Unnötig lange und verzweigte Kavitätenränder („16/18-Krone“) sollten jedoch vermieden wer-

den, um dem Zahntechniker die Herstellung zu erleichtern. Die Passgenauigkeit und die ästhe-

tische Anpassungsfähigkeit sind in solchen Fällen gegebenenfalls schwieriger zu optimieren.

Außerdem birgt jeder unnötige Ausläufer die Gefahr von Spannungsspitzen und Frakturen.

So kann es häufig sinnvoll sein, statt eines bukkalen oder oralen Ausläufers eine zweite

getrennte Kavität zu präparieren und diese ggf. direkt mit einer Kompositfüllung zu versorgen,

sofern die Bereiche nicht okklusionsbelastet sind (Abb. 1.7.1).

31

Abb. 1.7.1: Zu komplizierte Formen sollten

vermieden werden. Statt vieler Ausläufer

können auch ein Inlay und eine Komposit-

füllung gelegt werden.

Inlay und Kompositfüllung

• leicht konische Präpa-ration der Wände

• einfache Formen

050972_3M_Lava_31-37 11.03.2005 18:24 Uhr Seite 31

Dimensionen der Kavität (Abb 1.7.3)

Die okklusale Schichtstärke sollte 1,5 mm nicht unterschreiten. Die Breite des Inlays sollte 1/3

der Zahnbreite nicht unterschreiten, um eine ausreichende Schichtstärke zu gewährleisten.

Es muss darauf geachtet werden, dass alle Übergänge sanft und gerundet verlaufen, um Span-

nungsspitzen und Passungsprobleme in diesen Bereichen zu vermeiden.

32

Intrakoronale Verankerung oder extrakoronal? (Inlay vs. Onlay)

Stark überhängende approximale Inlayanteile, die nicht von der Kastenstufe abgestützt werden

(Überhang > 1.5 mm), können leichter frakturieren.

In diesen Fällen muss auf eine besonders ausgeprägte okklusale Schichtstärke Wert gelegt wer-

den, oder es wird eine zirkuläre Fassung der betroffenen Höcker durchgeführt.

Axiale Restwandstärken der natürlichen Zahnhartsubstanz von weniger als 1 mm sind notwen-

dig, insbesondere wenn eine starke okklusale Belastung erwartet wird. In jedem Fall gilt dies

für Molaren, bei Prämolaren sollte die individuelle Okklusionssituation sowie die zu erwarten-

de Belastung durch den Patienten analysiert werden. Aber auch während der Zeit des Provisori-

ums sind zu dünne Wände stark frakturgefährdet. (Abb. 1.7.2)

Abb. 1.7.3: Mindestdimensionierung der Inlaystärken und Darstellung der Präparationsform

Randgestaltung

Grundsätzlich ist eine reine Kastenpräparation mit einer 90° Schulter anzustreben, damit eine

gleichmäßige und ausreichende Stabilität der Keramik gegeben ist.

Hohlkehl-Präparationen und leicht abfallende Stufen sind ebenfalls akzeptabel.

Federränder sind nicht indiziert, da die Frakturgefahr vor der Eingliederung erhöht ist und eine

Überkonturierung der Restauration erfolgt.

Abb. 1.7.2: Präparation für eine Teilkrone

bei stärkerem approximalen Überhang

• Keine Federränder!Abgerundete Über-gänge!

050972_3M_Lava_31-37 11.03.2005 18:24 Uhr Seite 32

33

Abb. 1.7.4: Korrektur der Frontzahnstellung bereits mit dem Provisorium: So kann der Patient

noch Wünsche äußern bzw. sich die Änderung besser vorstellen (links neue, rechts alte

Situation)

Veneers

Indikation

Die Indikation für Veneers ergibt sich dann, wenn Farb-, Stellungs- oder Formänderungen

erwünscht sind oder aus funktionellen Gründen Substanz an nahezu kariesfreien Zähnen

ergänzt werden muss, wie z. B. palatinale Führungsflächen oder im Seitenzahnbereich okklusa-

les Veneer (= geklebte Kauflächen).

Bei starker Verfärbung der betroffenen Zähne, insbesondere wenn es sich nur um einen Einzel-

zahn handelt, ist es oft schwierig, diese Verfärbung mit der nur dünnen Keramikschale abzude-

cken, da wenigstens eine – wenn auch dünne – Schmelzschicht bewahrt werden muss, um

einen stabilen Klebeverbund zu gewährleisten. Hier bedarf es oft großer Erfahrung seitens des

Zahntechnikers, um eine optimale Farbadaptation zu erreichen. Häufig wird daher die ganze

Front neu versorgt, was nicht unbedingt immer gerechtfertigt ist. Hilfreich kann deshalb in

diesen Fällen eine vorhergehende Bleichung verfärbter Zähne sein, um die Farbadaption zu

erhalten.

Grundsätzlich sollte wegen der nur geringen Substanzreduktion lediglich mit einem Finierdia-

manten präpariert werden. Oft ist es sehr viel schwieriger, ganz gezielt nur wenig Zahnsubstanz

wegzuschleifen, als einen Zahn umfassend zu präparieren. Deshalb ist die Planung am Modell

in Zusammenarbeit mit dem Zahntechniker von enormer Wichtigkeit.

Gerade bei Stellungsänderungen muss ein Wax-up erstellt und danach das Provisorium ange-

fertigt werden, damit die spätere Situation beurteilt werden kann. Es ist leichter, in diesem

Stadium Änderungen auf Wunsch des Patienten durchzuführen als am fertigen Veneer.

Neben der oft kostspieligen Anfertigung individueller Provisorien durch den Zahntechniker

stellen tiefgezogene Polyethylenfolien nach einem diagnostischen und planerischen Wax-up am

Situationsmodell eine ideale Alternative dar.

Vor der Präparation empfiehlt es sich, die angestrebte Präparationsgrenze mit einem dünnen,

wasserfesten Stift zu markieren, um nicht zu weit subgingival zu geraten. Dies führt immer zu

Problemen beim Anlegen des Kofferdams, zu Verbundproblemen wegen schlechter Schmelz-

qualität (bzw. Schmelzmangel) und ggf. zu gingivalen Problemen durch Zementirritation.

Es ist auch hier wieder sehr sinnvoll, dass horizontale Orientierungsrillen angelegt werden, um

die Eindringtiefe zu markieren. Dabei kann man auf spezielle Rillenschleifer zurückgreifen

oder einfache Kugeldiamanten verwenden, deren Durchmesser bekannt sind (abzüglich des

Schaftdurchmessers erhält man die Eindringtiefe, wenn man den Diamantschaft parallel zur

Zahnachse führt). Es empfiehlt sich, horizontale Rillen anzulegen, um „Rattermarken“ bei ver-

tikalen Rillen zu vermeiden (Abb. 1.7.5).

050972_3M_Lava_31-37 11.03.2005 18:24 Uhr Seite 33

Die Gingiva sollte dann schonend mit einem Faden retrahiert werden, um sie möglichst nicht

zu verletzen. Es ist immer angezeigt, eine dreidimensionale Präparationsform des Veneers zu

realisieren, d.h. auch die Fassung der Inzisalkante mit einzubeziehen bzw. die Präparation in die

Approximalbereiche auszudehnen.

Ein Veneer, dass nur auf der Vestibularfläche zweidimensional – wie eine Kontaktlinse auf dem

Auge – aufliegt, kann beim Einkleben nur schwer eindeutig positioniert werden. Ein Fixieren in

einer auch nur leicht verrutschten Position zerstört das gesamte Ergebnis und zieht eine teure

Neuanfertigung nach sich.

Kronen

Rolle der Aufbaufüllung

Aufbaufüllungen müssen immer gelegt werden, um einfache Strukturen zu realisieren. Unnöti-

ge zusätzliche Ecken und Kanten, die nach reiner Exkavation der Karies verbleiben, erschwe-

ren das Erreichen einer sehr guten Passgenauigkeit. Aber auch das ästhetische Erscheinungsbild

wird durch ungleichmäßige Schichtstärken der Restauration beeinflusst. Es ist für den Zahn-

techniker sehr schwer, einen ähnlichen Transluzenzgrad des Lichtes in der Keramik zu errei-

chen, wenn diese einmal 2–3 mm Schichtstärke hat und gleich daneben nur 0,8 mm. Deshalb

ist gerade im Frontzahnbereich das Legen einer (zahnfarbenen) Aufbaufüllung unabdingbar.

Im Seitenzahnbereich sind die ästhetischen Anforderungen nicht ganz so hoch. Hier ist zwar

aus materialtechnischen Gründen auch wieder das Legen einer Aufbaufüllung notwendig, die

Farbe kann aber durchaus auch vom umgebenden Dentin etwas abweichen. Die Präparations-

grenze sollte mindestens einen Millimeter im gesunden Dentin liegen. Dies ist gerade bei api-

kal tiefer gelegenen Defekten eine Erleichterung für den Behandler, um bei der Präparation

zwischen Dentin und Aufbaufüllung klar differenzieren zu können.

Trotz der Fortschritte bei der Dentinadhäsivtechnologie ist eine zusätzliche makromechanische

Retention in Form von Unterschnitten oder Nuten im gesunden Dentin empfehlenswert, so wie

es auch bei den konventionellen Aufbaumaterialien gefordert wird. Auch wenn der Dentin-

Komposit-Verbund nachlassen sollte, muss nicht grundsätzlich mit einem Misserfolg gerechnet

werden.

34

Abb. 1.7.5: Markierung der angestrebten Präparationsgrenze und Anlegen von horizontalen

Rillen

• Für das Anlegen derRillen hat sich einKugeldiamant (ISO 023)bewährt.

050972_3M_Lava_31-37 11.03.2005 18:24 Uhr Seite 34

35

Durchführung der Präparation

Die allgemeinen Grundsätze der Kronenpräparation gelten natürlich auch für die vollkerami-

schen Restaurationen (siehe auch klinischer Fall mit Lava™ Kronen und Brücken, Kapitel 3).

Der größte Umfang des Zahnes befindet sich im Bereich der gingivalen Präparationsgrenze

und es muss anatoform präpariert werden, d. h. Form und Stellung des Zahnes müssen berück-

sichtigt werden (s. Abb. 1.6.4).

Flächen und Facetten müssen entsprechend ihrer Grundform anguliert werden (s. Abb. 1.6.5):

Die Wiederherstellung der Anatomie mit gleich bleibender Keramikstärke ist ohne Überkontu-

rierung möglich. Die jeweiligen antagonistischen Flächen sollten senkrecht aufeinander treffen

und somit die maximal mögliche Drucklast erreicht bzw. Zug-/Biegespannungen vermieden

werden:

Abb. 1.7.6 Der antagonistische Kontakt entscheidet auch

über die Spannungsentwicklung in der Restauration.

Je nach zu verwendender Keramik sollte eine gleichmäßige Schulter/Stufen- bzw. Hohlkehlprä-

paration durchgeführt werden.

Bei Keramiken der ersten Generation (Glaskeramiken vom Empress 1-, Dicor-, Feldspat-Typ)

sollte eine Stufenpräparation realisiert werden, um eine optimale Abstützung der Keramik zu

erreichen.

Bei Keramiken der späteren Generationen (Empress 2, Lava Frame Zirkoniumoxid) ist zu einer

Hohlkehlpräparation zu raten, die einfacher zu präparieren ist und bei der im Vergleich zur Stu-

fenpräparation die Gefahr der „Badewannenbildung“ nicht existiert.

Abb. 1.7.7 a: empfohlenes

Präparationsinstrument

Abb. 1.7.7 b: ungeeignetes


Abb. 1.7.7 c: akzeptables


Entstehung von Zugspannung Entstehung von Druckspannung

050972_3M_Lava_31-37 11.03.2005 18:25 Uhr Seite 35

Konizität

Der Konuswinkel sollte 2–4° betragen. Damit wird eine ausreichend gute mechanische Veranke-

rung der Krone auf dem Zahnstumpf erreicht. Die Kronen müssen rotationsfrei in eindeutiger

Position auf dem Pfeilerzahn sitzen. Dieses Ziel ist erreichbar, bedarf allerdings einer guten

Abstimmung von Fräsmaschine bzw. Einbettmasse sowie von Zahnarzt und Zahntechniker. Eine

nur linienförmige optimale Passung am Kronenrand und das Auffüllen des Spaltes mit Zement

sind nicht akzeptabel. Gut und gleichmäßig passende Restaurationen entlasten die Zement-

schicht. Bei kurzen klinischen Kronen bzw. schon vorhandener übermäßiger Konizität müssen

Rillen von 1 mm Breite und mind. 0,5 mm Tiefe angelegt werden, um einen eindeutigen Sitz der

Krone zu gewährleisten.

36

Abb. 1.7.9: Silikonschlüssel zur besseren

Kontrolle der Substanzreduktion

Orientierung

Sehr häufig besteht die Gefahr, die Orientierung dafür zu verlieren, wie viel Platz überhaupt

geschaffen wurde bzw. wie viel Substanz bereits von der Zahnkrone an welchen Stellen ent-

fernt worden ist.

Sehr hilfreich sind deshalb Silikonschlüssel, die vor der Abformung angefertigt werden und

anschließend horizontal oder vertikal durchgeschnitten werden (Abb. 1.7.9). Sie ermöglichen

dem Behandler eine gute Kontrolle der bereits entfernten Schichtstärke im Vergleich zur Aus-

gangssituation.

Abb. 1.7.8: Abformung mit dargestellten Retentionsrillen: Diese müssen auch im Modell

erhalten bleiben (Abformung mit Impregum™ Penta™ und Permadyne™ Garant™ 2:1).

Dies ist auch sehr hilfreich, wenn bereits Kronen vorhanden waren und somit die schrittweise

Reduktion des Zahnes nicht erfolgen konnte.

Bei noch nicht überkronten Zähnen empfiehlt sich das Anlegen von horizontalen Orientie-

rungsrillen (s. Abb. 1.7.5 und Abb. 1.7.10), während die Präparation vertikaler Rillen leichter

zu sog. Rattermarken führt und eine gleichmäßige Präparationsform erschwert.

050972_3M_Lava_31-37 11.03.2005 18:25 Uhr Seite 36

37

Abb. 1.7.10: Anlegen von horizontalen Rillen an unversehrten

Zahnkronen mit einem Kugeldiamanten

CAVE:

Häufig sind bereits überkonturierte Kronen vorhanden.

Hier muss schon während der Planungsphase die angestrebte Kontur in einem diagnostischen

Wax-up realisiert werden. Dieses Wax-up wird dubliert, um Silikonschlüssel und Tiefziehfolien

für Provisorien herzustellen.

Frontzähne

Problematisch ist die gute Abstimmung zwischen palatinaler meist sehr kurzer Retentions-

fläche und der bukkalen Fläche. Zunächst hat es sich bewährt, die Palatinalfläche ideal steil zu

stellen. Dabei wird mit einem walzenförmigen zylindrischen Diamanten eine möglichst lange

Retentionsfläche geschaffen, um danach parallel zu dieser Fläche die Bukkalfläche zu präparie-

ren. Je nach Schaufelform bleiben inzisale Anteile mehr oder weniger unpräpariert. Diese wer-

den dann entsprechend ihrer Angulation bearbeitet, so dass letztlich zwei Facetten entstehen,

eine inzisale und eine marginale. Danach werden die Approximalflächen ebenfalls parallelisiert

und den schon vorhandenen Flächen angepasst. Abschließend wird die Konkavität der

Palatinalfläche präpariert und die gingivale Präparationsgrenze mit einer Hohlkehle versehen.

Die Schneidekante muss entsprechend dem Auftreten der antagonistischen Schneidekante angu-

liert werden (s. Abb. 1.7.6), um Zugspannungen zu vermeiden oder zumindest zu minimieren.

050972_3M_Lava_31-37 11.03.2005 18:25 Uhr Seite 37

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1.8 Abformung

Die Abformung ist die Visitenkarte des Zahnarztes, denn mit ihr tritt er nach außen in Kommu-

nikation mit seinem Zahntechniker. Nur wenn man eine gute Abformung liefert, kann man

auch zahntechnische Spitzenleistung erwarten. Deshalb ist die Präzisionsabformung auch die

Aufgabe des Behandlers und sollte nicht delegiert werden. Die beste Präparation ist nämlich

nutzlos und hinfällig, wenn beim Transfer der Mundsituation in eine Abformung und die späte-

re Modellherstellung Fehler gemacht werden.

Grundsätzlich gilt, dass jedes Abformverfahren (s. Kasten), mit dem der Behandler gute Erfah-

rungen hat, für die Abformung geeignet ist.

Werkstoffe für die Präzisionsabformung

Polysulfide: schwer anzumischen, geringere Präzision als A-Silikone und Polyether

Hydrokolloide: Aufwändiges Equipment notwendig, sehr präzise, immer zwei Abformungen

Silikone:

• Kondensationsvernetzende: zu große Schrumpfung

• Additionsvernetzende: Erfüllen alle Anforderungen

Polyether: Erfüllen alle Anforderungen

Im Nachfolgenden wird im Detail die Doppelmischabformung mit Polyethermassen beschrie-

ben, da diese nach Ansicht des Autors doch gewisse Vorteile gegenüber Silikonmassen auf-

weist.

Warum Polyether?

Polyethermassen sind von Natur aus hydrophil, zeichnungsscharf und für jede Abformaufgabe

(vom Inlay bis zur komplexen Implantatabformung) geeignet. Durch diese universelle Ver-

wendbarkeit wird die Materialvielfalt in der Praxis reduziert.

Des Weiteren ist Polyether gut desinfizierbar und sehr umweltverträglich, da er im Gegensatz

zu den Silikonmassen biologisch abgebaut werden kann.

Die Einfärbung der Massen ist günstig, da sich durch das dunkle Blau des dünnviskösen

Materiales der Erfolg einer Abformung bereits im Löffel beurteilen lässt.

Step-by-step zur erfolgreichen Abformung

Anästhesie

Eine Anästhesie ist immer empfehlenswert, da sie den Patienten schmerzfrei hält und somit der

Speichelfluss nicht unnötig angeregt wird. Weiterhin sind das Legen der Fäden und das

Trockenblasen der Pfeilerzähne atraumatisch, und diese Maßnahmen können dann auch zügig

vonstatten gehen.

Gewebemanagement

Grundsätzlich gilt:

Es ist nur das perfekt abzuformen, was man auch sehen und trockenhalten kann.

Tief im Sulkus verborgene Präparationsgenzen oder Präparationen auf der Höhe des Limbus

alveolaris gefährden den Erfolg: Eine noch so gute Präparation wird zunichte gemacht, wenn

die folgende Abformung nicht stimmt.

Deshalb ist es notwendig, Präparationsgrenzen freizulegen und eine weitestgehende relative

Trockenlegung zu garantieren.

• Polyether sind:– Hydrophil– Zeichnungsscharf– Für jede Abform-

aufgabe geeignet

050972_3M_Lava_38-41 11.03.2005 18:26 Uhr Seite 38

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Abb.1.8.1 a: Schematische Darstellung der

V-Technik: Der kleinere Faden kommt immer

unterhalb der Präparationsgrenze zu liegen

und kann somit während der Abformung im

Sulkus verbleiben.

Abb. 1.8.2 a und b: Beispiele für optimale relative Trockenlegung im Ober- und Unterkiefer.

Nach zehn Minuten bestehen in der Regel optimale Verhältnisse für eine Präzisionsabformung.

Retraktionsfäden

Die Verwendung von Retraktionsfäden ist die non-invasivste Form, infragingival gelegene Prä-

parationsgrenzen darzustellen.

Das Grundprinzip besteht darin, zunächst einmal mechanisch durch Aufquellen der Fäden eine

Verdrängung der Gingiva zu erzielen. Deshalb ist es wichtig, dass die Fäden trocken in den

Sulkus eingebracht werden und danach erst durch Flüssigkeitsaufnahme quellen.

Dieser mechanische Effekt kann durch Zusätze von lokal wirkenden Adstringentien noch unter-

stützt werden. Verletzungen der Gingiva durch die Präparation oder auch trotz Vorbehandlung

und Mundhygieneoptimierung noch vorhandene leichte Gingivitiden können zu Blutungen

führen, die die Abformung beeinträchtigen können.

Zusätze von Epinephrin/Norepinephrin (CAVE: Herz-Kreislaufanamnese!!) bzw. Alumnium-

chlorat wirken lokal Blutung stillend und erleichtern im Zusammenspiel mit der Lokalanäs-

thesie die stressfreie Durchführung der Präzisionsabformung.

Legen der Fäden

Hier hat sich die sog. „V-Technik“ bewährt:

Ein Faden der Größe 1 wird zunächst eingebracht und passgenau abgeschnitten.

Darüber erfolgt das Legen eines Fadens der Größe 2 (Abb. 1.8.1).

Dann werden Watterollen gelegt, der kleine Suktor eingehängt, die Fäden noch einmal kompri-

miert und nach 10 Minuten kann die Abformung durchgeführt werden (Abb. 1.8.2).

Die Watterollen werden entfernt sowie die Fäden, wobei je nach Situation auch der kleinere

untere im Sulkus belassen werden kann, um Blutungen oder das Nachsickern von Sulkusflüssig-

keit aufzuhalten. Man darf aber nicht vergessen, diesen dann nach der Abformung zu entfernen.

Bei geringen Sulkustiefen ist es meistens notwendig, auch die unteren Fäden vor der Abfor-

mung zu entfernen, wenn sie die Präparationsgrenze teilweise bedecken.

Abb. 1.8.1 b: Klinisches Beispiel für das

Legen der Fäden in V-Technik: Die Fäden der

Größe 2 liegen nun auf Höhe der Präpara-

tionsgrenze.

050972_3M_Lava_38-41 11.03.2005 18:26 Uhr Seite 39

Gingivektomie

Weitere Maßnahmen können notwendig sein, wie z. B. eine Gingivektomie, wenn überschüssi-

ges und/oder krankes Gewebe entfernt werden muss.

Dabei kann neben dem Skalpell und dem Elektrochirurgiegerät auch ein Laser zur Anwendung

kommen.

Aber auch mit einer rotierenden Spitze aus Zirkonoxid kann schonend und zügig die Präpara-

tionsgrenze dargestellt werden (Abb. 1.8.3):

Das Prinzip beruht auf der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Keramik. Die Zirkonoxidspitze

wird in die Turbine eingespannt und bei höchster Drehzahl ohne Wasserkühlung druck- und

kontaktlos zu Zahn und Knochen in den Sulkus eingebracht. Durch die entstehende Reibungs-

hitze wird Gingivagewebe entfernt und kleinere Blutungen können gestoppt werden.

Größere Sickerblutungen oder Blutungen aus entzündlichem Gewebe können damit allerdings

nicht unter Kontrolle gebracht werden. Dann sollte wieder das Elektrotom zum Einsatz kom-

men.

40

Abb. 1.8.3 a: Interne Gingivektomie mit dem

Elektrotom.

Abb. 1.8.3 b: Anwendung des Zirkonoxid-

schleifers für die Gingivektomie.

Durchführung der Abformung (Abb. 1.8.4):

Wenn alle Präparationsgrenzen klar einsehbar sind, werden die Pfeilerzähne mit Permadyne™,

dünne Konsistenz, umspritzt. Dann wird das Material mit dem vollen Luftstrahl dünn ausgebla-

sen. Man erkennt dann sofort, ob noch Fehlstellen vorhanden sind. Am trockenen Zahnstumpf

bleibt das Material in perfekter dünner Schichtstärke kleben. Danach wird noch einmal jeder

Zahn umspritzt und der mit Impregum™ Penta™ gefüllte Abformlöffel wird eingebracht.

Anstatt des vom Autor empfohlenen Materials mittlerer Konsistenz kann auch alternativ Per-

madyne Penta H angewendet werden.

Nach fünf Minuten Verweilzeit kann der Löffel dann entfernt werden. Die Desinfektion erfolgt

für zehn Minuten im Impresept™-Bad. Das Ausgießen der Abformung kann nach einer Stunde

Rückstellzeit erfolgen.

• Man kann nur das sau-ber abformen, wasman auch sehen kann!

050972_3M_Lava_38-41 11.03.2005 18:26 Uhr Seite 40

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Abb. 1.8.4 e: Detailaufnahme einer fertigen

optimalen Abformung.

Abb. 1.8.4. c: Mit dem Luftbläser wird das

Material mit voller Kraft ausgedünnt und in

den Sulkus getrieben. Dort, wo es feucht ist,

fliegt das Material weg und kann optimal

ergänzt werden.

Abb. 1.8.4 a: Umspritzen des Materiales mit

der Impregum™-Spritze

Abb. 1.8.4 b: Material fertig appliziert.

Abb. 1.8.4 d: Optimal ausgeblasenes Mate-

rial: Hier weiß man schon: die Abformung

wird gelingen.

Abb. 1.8.4 f: Die Übersicht zeigt eine in

beiden Seiten perfekte Abformung der prä-

parierten Zähne.

050972_3M_Lava_38-41 11.03.2005 18:26 Uhr Seite 41

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1.9 Provisorische Versorgung

Ziel der provisorischen Versorgung

Neben dem Schutz des Zahnstumpfes vor chemischen, traumatischen und thermischen Irrita-

tionen muss das Provisorium die Stellung zu den Antagonisten und den Nachbarzähnen

sichern. Daneben soll es auch die Kaufunktion, die Ästhetik sowie die Sprachfunktion erhalten.

Damit hat auch das Provisorium einen erheblichen Anteil am Erfolg der Arbeit, und diesem

sollte daher auch bei der Herstellung und Eingliederung entsprechende Beachtung geschenkt

werden. Ein Sparen am falschen Platz kann sich gerade bei umfangreicheren Arbeiten katastro-

phal auswirken und letztlich Behandler und Patient teurer kommen, wenn durch biologische

Ursachen (Pulpenschädigungen, PA-Probleme, Gingivitis) oder einfach durch Stellungsände-

rungen der Zähne Komplikationen auftreten, die die Eingliederung der Restaurationen ver-

zögern bzw. teilweise sogar Neuanfertigungen notwendig machen.

Möglichkeiten der Provisorienherstellung

Konfektionierte Kronen

Für den Frontzahnbereich werden sowohl transparente als auch zahnfarbene konfektio-

nierte Kronen angeboten, die mit einem provisorischen Material aufgefüllt werden

müssen.

Diese Vorgehensweise ist im Notdienst das Mittel der Wahl, um bei Verlust eines alio

loco hergestellten Provisoriums den Patienten nicht unversorgt lassen zu müssen.

Dazu gehört auch noch ggf. die Verwendung von Zinnkäppchen, die ebenfalls unterfüt-

tert werden können und für Notfälle noch brauchbar sind.

Verwendung von Vorabformungen

Eine beliebte Vorgehensweise ist die Provisorien-Herstellung mittels Abformung,

wobei Alginate und Silikone Verwendung finden. Im ersteren Fall geht man ein großes

Risiko ein, ganz ohne Provisorium dazustehen, wenn Verlust oder Unbrauchbarkeit der

Alginatabformung eintreten. Wenn man diesen Weg beschreitet, sollten also wenigs-

tens Silikone verwendet werden, die lagerstabil sind und bis zur Eingliederung der

Restauration zur Verfügung stehen. Auch hier besteht mittlerweile die Möglichkeit, im

Pentamix-Gerät angemischtes Silikon (z.B. Position™ Penta) zu verwenden.

Verwendung von Tiefziehfolien

Diese Vorgehensweise wird detailliert im Haupttext beschrieben.

Verwendung von Eierschalenprovisorien

Dies ist sicherlich die aufwändigste Möglichkeit, da der Techniker bereits eine hauch-

dünne individuelle Kunststoffschale (= Eierschale) herstellt, die dann nur noch unter-

füttert werden muss.

Gerade wenn es um eine ästhetische Optimierung geht, sollte man schon in diesem Stadium

der Restaurierung eine eventuelle neue Form bzw. Stellung der Zähne mit dem Provisorium

ausprobieren.

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Materialauswahl für die temporäre Versorgung

Neben den klassischen PMMA-Werkstoffen (z. B. Trim, Palavit L) sind seit vielen Jah-

ren modernere BisAcryl-Komposite erhältlich (z. B. Protemp™ 3, Luxatemp), die sich

durch eine wesentlich geringere Schrumpfung und Temperaturentwicklung auszeich-

nen, was wiederum die Arbeit am Patienten erleichtert, da gerade bei weitspannigeren

Arbeiten die schrumpfungsbedingte Passungenauigkeit geringer ausfällt und vor allen

Dingen die Pulpa durch die nur geringe Temperaturentwicklung nicht geschädigt wird.

Auch der Monomereinfluss fällt deutlich geringer aus. Da bei PMMA-Werkstoffen

meistens ein „über den Daumen gepeiltes“ Mischungsverhältnis verwendet wird, ist

häufig der Monomeranteil zu groß. Die niedermolekularen Substanzen können sehr

rasch Richtung Pulpa diffundieren. Kartuschensysteme sind hier im Vorteil, da sie

immer optimal angemischt werden.

Dabei sind neben den im Kasten zusätzlich dargestellten Möglichkeiten Provisorien, die mit

einer individuellen Tiefziehschiene hergestellt werden, eine gute Alternative.

Vorgehensweise mit der Tiefziehfolie

Das anatomische Planungsmodell wird dahingehend modifiziert, dass mittels eines Wax-up

bereits Form und Stellung in die gewünschte Richtung geändert werden bzw. bei Zahnlücken

Prothesenzähne eingestellt werden können, um auch schon funktionell hochwertige temporäre

Brücken anfertigen zu können.

Dann werden die marginalen Randsäume der Zähne geringfügig mit Wachs verstärkt, um mehr

Substanz für die Ausarbeitung des Provisoriums zu haben. Dieses modifizierte Modell wird

dubliert. Über das dublierte und idealisierte Modell wird eine Polyethylenfolie von 1–1,5 mm

Stärke tiefgezogen.

Dabei sollte immer der gesamte Zahnkranz erfasst werden, weil dann das bestmögliche Hand-

ling erreicht wird. Teilfolien, die gerade nur den provisorienrelevanten Teil erfassen, sind nicht

so stabil und auch nicht exakt im Mund zu positionieren.

Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von Polyethylenfolien liegt darin, dass der Patient

während der Herstellung leicht zubeißt, so dass kaum okklusale Erhöhungen zu korrigieren

sind. Für den Patienten ist es zudem sehr angenehm, dass er den Mund schließen kann und

nicht wieder einen sperrigen Löffel tolerieren muss.

Weitere Vorteile sind:

– Durch die Folie ist auch der gewonnene Platz schon während der Präparationsphase

abschätzbar.

– Des Weiteren können auch lichthärtende Provisorienmaterialien verwendet werden.

– Der Behandler kann sehr leicht den Abbindeprozess kontrollieren.

Nach dem Befüllen mit einem modernen Bisacryl-Komposit und Reponieren, kann die Folie in

der gummielastischen Phase entnommen werden. Die Überschüsse werden mit einer Schere

abgeschnitten und das Provisorium noch einmal reponiert.

Nach vollständiger Aushärtung wird das Provisorium ausgearbeitet und poliert.

Es empfiehlt sich, vor der Präzisionsabformung das Provisorium herzustellen, da man dann

rasch erkennt, ob wirklich ausreichend Substanz entfernt wurde.

Kronen und Inlays werden mit einem zinkoxid-eugenolfreien provisorischen Befestigungs-

zement (z.B. RelyX™ Temp NE) eingesetzt.

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Veneers sollten mit einem Tropfen zentral aufgebrachten Bondings auf einer punktförmig ange-

ätzten Oberfläche festgesetzt werden, da die Zemente sonst mattweiß durchschimmern.

Reparaturen und Ergänzungen

Blasen können auftreten, wenn die Folien nicht sorgfältig und langsam vom Boden (also der

Kaufläche) her befüllt werden. Erkennt man Defizite direkt nach der Herstellung, und ist die

Sauerstoffinhibitionsschicht noch unversehrt, kann durch einfaches Aufbringen neuen Materia-

les dieser Defekt leicht repariert werden.

Brechen Provisorien zum Beispiel beim Abnehmen für eine Einprobe sind Bisacryl-gestützte

Provisorien im allgemeinen nicht ganz so einfach wie PMMA-Materialien zu reparieren.

Verunreinigungen müssen sorgfältig entfernt werden. Die Bruchstücke sind anzurauen und mit

einem ungefüllten Bonding zu bestreichen. Dann sollte diese Schicht lichtpolymerisiert werden.

Erst danach kann neuer Kunststoff aufgebracht werden.

Trotz subtiler Vorgehensweise ist der Verbund jedoch nicht mehr so stark wie am Anfang. Aus

diesem Grunde ist es empfehlenswert, trotz der schon optimierten chemischen Haftung Unter-

schnitte zu schaffen, um makromechanische Entlastung zu gewährleisten.

Abb. 1.9.1: Gute Kontrollmöglichkeit des Substanzabtrages

durch die Folie

Abb. 1.9.2: Die Aushärtung des

Provisorienkunststoffes kann bei

geschlossenem Mund erfolgen.

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1.10 Keramikbearbeitung

Wie bereits angesprochen, liegt es in der Natur der kovalenten-ionischen Bindungen, dass sich

diese unter den natürlichen Umgebungstemperaturen nach Trennung nicht wieder schließen

können, so dass ein vorhandener Riss bestehen bleibt. Die erste Prämisse – neben der Ver-

meidung von Zugspannungen – besteht also darin, eine Rissentstehung zu verhindern.

Die gute Isolationswirkung der Keramik hat eine schlechte Ableitung entstehender Wärme zur

Folge. Deshalb sollte das Schleifen von Keramiken immer unter Wasserkühlung geschehen, um

die entstehende Hitze abzuführen und damit eine Überhitzung zu vermeiden. So ist auch im

Labor die Verwendung einer wassergekühlten Turbine unabdingbar. Bei Korrekturen am zahn-

ärztlichen Behandlungsstuhl muss ebenfalls die Wasserkühlung eingeschaltet sein.

Scharfkantige Instrumente, solche mit geringer Auflagefläche und insbesondere Trennscheiben

sind absolut kontraindiziert, wenn eine nachträgliche Formgebung durchgeführt werden soll.

Das für den jeweiligen Korrekturfall gerade noch größte geeignete Instrument ist sinnvoll, um

punktförmige Überhitzungen und scharfe Kerben zu vermeiden.

Insbesondere ist aber die interdentale Separierung bei vollkeramischen Brücken mittels einer

Trennscheibe weder aus werkstofftechnischer Sicht klug noch aus klinischer Sicht notwendig:

Finite-Elemente-Berechnungen (Abb. 1.5.3) haben gezeigt, dass sich gerade im Konnektor-

bereich Zugspannungen konzentrieren. Das Beschleifen mit scharfkantigen Instrumenten und

die klinisch unnötige Reduktion des Querschnittes führen zu einer unnötigen Gefährdung des

Erfolges. Der Interdentalbereich sollte deshalb nach dem Brand möglichst unangetastet bleiben.

Oberflächenqualität

Die Biegefestigkeit einer Keramik ist auch eine Funktion ihrer Oberflächenqualität (s. Kapitel

1.3 Werkstoffkundliche Grundlagen von Keramiken). Grundsätzlich sollte eine homogene, glat-

te und gebrannte Oberfläche angestrebt werden. Dies heißt, dass nach der Einprobe der Restau-

ration und eventuellen Korrekturschleifmaßnahmen noch einmal ein Glasur- oder Glanzbrand

durchzuführen ist. Nur dies führt zur technologisch besten Oberflächenqualität.

Öfters ist aber aus ästhetischen Erwägungen im Frontzahnbereich (z.B. Charakterisierung der

Oberflächenstruktur) oder aber aus der Tatsache, dass Einschleifmaßnahmen nach dem defi-

nitiven Befestigen der Restauration erforderlich waren, noch eine mechanische Oberflächen-

glättung notwendig. Dazu sind spezielle Schleifkörper unabdingbar. Neben feinstkörnigen Dia-

mantschleifern müssen abschließend diamantimprägnierte Silikonpolierer verwendet werden.

• Wasserkühlung

• Sorgfältige Planungund Präparation ver-meiden unnötige undriskante Korrekturen

• nach Korrekturschleif-maßnahmen abschlie-ßenden Glanzbranddurchführen oder Ober-fläche polieren

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1.11 Kleben oder Zementieren?

Einleitende Bemerkungen

Die bislang am häufigsten vertretene Hypothese, jede vollkeramische Restauration müsse

adhäsiv eingesetzt werden, muss überprüft werden, denn die Materialeigenschaften der mittler-

weile zur Verfügung stehenden verschiedenen Keramikklassen sind unterschiedlich. Die

Begründung für die Verwendung von Kompositbefestigungswerkstoffen wurde einerseits in

einer Stabilisierung der Keramik gesehen, andererseits aber auch in einer besseren Ästhetik, da

Zementen klassischer Prägung eine gewisse Lichtblockade vorgehalten wird.

Das Kleben mit den bislang zur Verfügung stehenden mehrschrittigen Haftsystemen (z.B.

Variolink) ist aber mit einem wesentlich höheren klinischen und finanziellen Aufwand verbun-

den als die Verwendung klassischer Zemente (Ketac™ Cem), die sich durch ihre einfache

Handhabung und geringe Anfälligkeit gegen Anwendungsfehler auszeichnen. Einen guten

Kompromiss zwischen der klinisch einfachen Handhabbarkeit der Zemente und den besseren

Haft- und physikalischen Eigenschaften der Adhäsivsysteme stellen die Gruppe der selbstadhä-

siven Kompositbefestigungswerkstoffe dar. Neben dem seit Jahren bewährten Panavia F, das im

Schmelz-/Dentinbereich noch auf einen Primer zurückgreifen muss, scheint sich mittlerweile

auch RelyX™ Unicem als gute Alternative zu etablieren.

Prinzip des Klebens

Mit einer guten Klebung ist es möglich, ein sogenanntes Verbundsystem zu schaffen, so dass

die Festigkeit der miteinander verbundenen Werkstoffe insgesamt gesteigert werden kann. Im

dentalen Bereich konnte dieser hochwertige Klebeverbund bislang bei der Anwendung der

Säure-Ätztechnik am Zahnschmelz sehr gut realisiert werden, bei der auch dünne Glaskeramik-

schichten bei Veneers oder auch Inlays gegen Fraktur stabilisiert werden. Die Klebesysteme

neuerer Generation, die selbst-ätzende Primer verwenden oder gänzlich selbst-adhäsiv sind,

haben sich in Standardanwendungen durchgesetzt.

Voraussetzung für einen guten Klebeverbund

Neben einer guten Eigenfestigkeit des Klebstoffes (Kohäsion) ist eine optimale Annäherung

der Klebermoleküle an die zu verklebenden Oberflächen unabdingbar (Adhäsion), so dass

van-der-Waals-Kräfte wirken können. Die lässt sich nur durch eine standardisierte, kontrollierte

und exakte Vorgehensweise reproduzierbar realisieren, denn die Oberflächenspannung muss

durch eine entsprechende Vorbehandlung erhöht werden (Aktivierung der Oberfläche).

Umwelteinflüsse, die zu einer Oberflächenkontamination führen, können die Dauerhaftigkeit

und Stabilität der Klebefuge signifikant herabsetzen.

Oberflächenenergie

Die Vergrößerung der Klebefläche durch ein Aufrauen wie auch die Erhöhung der Oberflä-

chenenergie der zu benetzenden Oberfläche sind unabdingbare Voraussetzungen für einen soli-

den Klebeverbund.

Nur wenn die Adhäsionskräfte der Oberfläche die Kohäsionskräfte der Klebemoleküle überstei-

gen, kommt es zu einem guten Anfließen des Klebers an das zu verklebende Substrat (Abb.

1.11.1).

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Diese Effekte lassen sich durch verschiedene Maßnahmen erreichen:

– Sandstrahlen

Der Sandstrahlprozess führt einerseits zu einer signifikanten Oberflächenvergrößerung, ande-

rerseits wird aber auch die Oberflächenenergie erhöht. Damit sind beide Voraussetzungen für

einen guten Verbund gegeben.

In der Zahnheilkunde wird dies häufig im zahntechnischen Bereich realisiert. Das Sandstrahlen

von Metallflügeln in der Klebebrückentechnologie ist ein bewährtes Verfahren. Auch die

Strahlbehandlung hochfester Keramiken wie das Zirkoniumdioxid ist möglich.

– Ätzen

Durch einen Ätzprozess wird ein ähnlicher Effekt wie beim Sandstrahlen erzielt. Auch hier

wird in Abhängigkeit von der Ätzdauer eine Oberflächenvergrößerung und ein mikroretentives

Muster erreicht. Das Ätzen führt zu einer Erhöhung der Oberflächenenergie und damit zu

einem besseren Anfließen des Klebstoffes an die Oberfläche.

Auch die Ätzung gehört in der dentalen Technologie zu den bewährten Verfahren.

Metalle können elektrolytisch geätzt werden. Diese Technik wurde ebenfalls in der Klebebrü-

ckentechnologie vor der Einführung der Silikatisierverfahren (z.B. Rocatec™) verwendet.

Zahnschmelz wird seit fünfzig Jahren geätzt und kann dadurch dauerhaft mit Kompositwerk-

stoffen verbunden werden. Dieser Verbund ist so gut, dass bei korrekter Vorgehensweise eher

Schmelzausrisse erzielt werden als dass die Adhäsionskraft der Kunststoffe verloren geht.

Keramiken mit einem ausreichenden Anteil an Glasmatrix (Feldspatkeramiken und Glas-

keramiken) lassen sich optimal mit Flusssäure ätzen und so dauerhaft mit dem Kunststoff ver-

binden.

Schmelzätzung und Keramikätzung haben insgesamt dazu geführt, dass Keramikinlays oder

-veneers mittlerweile zu den etablierten Behandlungsmethoden gezählt werden können.

Allerdings können Hochleistungskeramiken mit geringem Glasanteil wie Aluminiumoxid

oder Zirkoniumdioxid nicht durch Flusssäureapplikation konditioniert werden.

– Silikatisierung

Der Klebeverbund zwischen einer PMMA-Matrix der Befestigungswerkstoffe und der Restau-

ration kann dahingehend verbessert werden, dass neben dem Einfließen des Kunststoffes in

Mikroretentionen auch ein echter chemischer Verbund geschaffen wird. Eine seit Jahren

bewährte Methode stellt neben der aufwändigen thermischen Silikatisierung das zweistufige

Rocatec-Verfahren dar. Nach der ersten Bestrahlung und Aufrauung mittels Aluminiumoxid

wird in einem zweiten Strahlprozess eine Silikatschicht aufgetragen, die sich nach anschließen-

der Silanisierung chemisch mit der PMMA-Matrix des Befestigungswerkstoffes verbindet.

Abb. 1.11.1: Darstellung guter und schlechter Benetzung: Die Kohäsionskraft der Kleber-

moleküle ist größer als die Adhäsionskraft bzw. Oberflächenenergie der zu benetzenden

Oberfläche. Schlechte Benetzung heißt auch schlechte Klebung.

Der umgekehrte Fall ist rechts dargestellt: Aktivierung der Oberfläche führt zu höherer

Energie, Aufbrechen der Kohäsionskraft des Klebers und damit gute Benetzung und gutem

Klebeverbund.

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Umgebungsbedingungen

Klebeflächen müssen sauber, fettfrei und trocken sein und wie beschrieben durch eine zusätzli-

che Behandlung über eine möglichst hohe Oberflächenenergie verfügen.

Konditionierte Oberflächen sollten deshalb ohne Zeitverzug verklebt werden. Der Einfluss der

Zeit, aber auch der Umweltbedingungen (Luftfeuchtigkeit) führt zu einer rapiden Abnahme der

Oberflächenenergie und damit auch zu einer Verschlechterung der Klebevoraussetzungen.

Für die dentale Anwendung bedeutet dies, dass alle zu verklebenden Flächen (Zahn und Res-

tauration) erst unmittelbar vor dem Einsetzen konditioniert werden (am Behandlungsstuhl) und

dass Zähne unabdingbar trockengelegt werden müssen. Die Trockenlegung ist unerlässlich, da

Feuchtigkeitszutritt die Wirkung der Primer- und Bonding-Agenzien – den Haftvermittlern der

Klebesysteme – zunichte macht. Damit wird klar, dass Kofferdam als bestes Mittel der Trocken-

legung verwendet werden muss, und dass eine korrekte Klebung von zirkulär präparierten

Zähnen für eine Kronenversorgung mit mehrschrittigen Adhäsivsystemen deshalb nur schwie-

rig zu realisieren ist.

Es ist deshalb zu überlegen, ob eine Verwendung von Komposit„klebern“ bei der Befestigung

von Kronen in irgendeiner Weise solch signifikante Vorteile erbringt, dass der klinische Mehr-

aufwand wie auch die doch fragliche Dauerhaftigkeit des Verbundes gerechtfertigt sind.

Dies bedeutet, dass es aus klinischen Überlegungen wünschenswert ist, auf eine Klebung zu

verzichten und stattdessen konventionell zu zementieren oder aber mit weniger feuchtigkeits-

anfälligen und einfacher zu verarbeitenden Klebesystemen zu arbeiten. Aufgrund dieser Über-

legungen bietet sich RelyX™ Unicem an, wenn man bei kronenverankerten Brücken auf ZrO2-

Basis noch auf einen zusätzlichen Verbund Wert legt. Das Handling entspricht dabei den

bekannten Ketac™ Cem-Kapseln und eine zusätzliche Präkonditionierung der Zahnhartsubs-

tanz ist nicht notwendig.

Probleme der Kronenklebung

– Lage der Präparationsgrenze

Obwohl gerade bei vollkeramischen Systemen eine supra- bis isogingivale Lage der Präpara-

tionsgrenze leichter realisiert werden kann, da die ästhetischen Probleme minimal sind, ist dies

öfters aufgrund der in der klinischen Realität vorgefundenen Verhältnisse (alte Restaurations-

ränder, (Sekundär-)Karies) nicht möglich. Damit ist eine adäquate Feuchtigkeitskontrolle deut-

lich erschwert und nimmt zudem von anterior nach posterior zu.

Damit ist aber auch die Grundvoraussetzung für einen dauerhaften Klebeverbund nicht mehr

gewährleistet.

– Dentin als Klebepartner

Dentin stellt sich als ein völlig anderes Substrat als der anorganisch dominierte Zahnschmelz

dar. Neben dem erhöhten Anteil an organischer Kollagenmatrix ist auch die Architektur des

Dentins eine völlig andere: Dentinkanälchen durchziehen in unterschiedlicher Dichte das Den-

tin. Peritubuläres Dentin unterscheidet sich von intertubulärem Dentin durch den Anteil anorga-

nischer Matrix. Ein ständiger Ausstrom von Dentinfluid an die Oberfläche erschwert ebenfalls

den Verbund des hydrophilen Dentins mit der hydrophoben Kompositmatrix.

Die Dentinqualität kann ebenfalls sehr unterschiedlich selbst bei ein- und demselben Patienten

sein. Je nach Vorgeschichte des einzelnen Zahnes haben wir es eher mit Tertiärdentin oder

Sekundärdentin zu tun (Abb. 1.11.2). Auch der Kariesbefall sowie das Alter des Patienten

beeinflussen die Dentinqualität: Mit zunehmendem Lebensalter kann eine Sklerosierung der

Dentintubuli erfolgen, die das Konditionierungsergebnis beeinflusst (Abb. 1.11.3).

• Klebeflächen müssensauber, fettfrei und tro-cken sein.

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Die Distanz zur Pulpa spielt ebenfalls eine nicht unerhebliche Rolle bei der Generierung des

Dentinverbundes.

Der Erfolg der Konditionierung ist damit schwer einschätzbar und nicht so einfach wie bei der

Schmelzätzung: Dort entsteht eine frostig-weiße Oberfläche, und man erkennt die gut konditio-

nierte Oberfläche. Bei der Behandlung des Dentins ist eine erfolgreiche Ätzung kaum nach-

vollziehbar.

Trotz ständiger Verbesserungen der mehrstufigen Dentinadhäsive bleibt somit ein Faktor Rest-

unsicherheit bzw. die Streuung der Erfolgswahrscheinlichkeit ist relativ groß.

Anwendungsfehler können bei selbstadhäsiven Kompositzementen theoretisch fast ausge-

schlossen werden. Aber auch hier darf nicht „unter Wasser“ oder unter Bluteinfluss zementiert

werden.

– Faktoren der Festigkeit von vollkeramischen Kronen (Abb. 1.11.4)

Die Faktoren der Frakturfestigkeit vollkeramischer Kronen sind vielfältig. Dabei spielt natürlich

auch der Verbund eine Rolle, aber wohl nicht ausschlaggebend, da sich in klinischen Studien

kein signifikanter Unterschied in der Erfolgswahrscheinlichkeit zwischen kompositbefestigten

und konventionell zementierten Kronen ergab.

Abb. 1.11.2: Unterschiedliche Dentinqualität

der Prämolaren bei ein- und demselben

Patienten.

Abb. 1.11.3: Links weit offene jugendliche Dentinkanäle, rechts sklerosiertes Dentin (aus:

Schuhmacher: Anatomie der Zähne)

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Abb. 1.11.4: Mögliche Faktoren für die Bruchfestigkeit vollkeramischer Kronen

BefestigungArt des ZementesE-ModulPoly-SchrumpfPoly-ModusWasseraufnahmeVerarbeitbarkeit

KeramikWerkstoffeigenschaften:(E-Modul, KIC-Wert)Zeit„Korrosion“

VerbundKlebevorgangBenetzung

Festigkeitder

Krone

PräparationPräp.-WinkelPräp.-Grenze

BelastungArt der KrafteinleitungRichtungDauerOkklusionsbeziehung

Werkstoff-verarbeitung:Zahntechniker: Pass-genauigkeitOberflächenqualitätWandstärkeZahnarzt

ZahnhartsubstanzDentinalterDentintiefeE-ModulKonditionierung

Zusammenfassende Abwägung: Kleben oder Zementieren von Kronen

Contra (Kleben):

– Absolute Trockenlegung und Feuchtigkeitskontrolle klinisch sehr schwer möglich bis

unmöglich.

– Dentinklebung mit zu großer Streubreite in der Ergebnisqualität

– Klinische Einschätzbarkeit der Dentin- bzw. Konditionierungsqualität schwierig bis

unmöglich.

– Bei schlechter Adhäsion des Komposites am Dentin Spaltbildung durch die Polyme-

risationsschrumpfung. Damit erhöhte Verfärbungs- und Kariesneigung.

– Aufwändige und zeitraubende Überschussentfernung des Komposites

– Erhöhte Plaqueanlagerung an Kompositen

Pro (Kleben):

– Mögliche höhere Transluzenz von Kompositzementen gegenüber konventionellen

Zink-Phosphat- oder Glasionomerzementen kann in Extremfällen zu geringeren Pro-

blemen im Randbereich der Kronen führen, wenn es sich um sehr transluzente Berei-

che handelt. Eigene Erfahrungen zeigten aber, dass das Problem eines opaken Rand-

streifens bei guter Passung der Kronen keine Rolle spielt.

– Unter gewissen Umständen zusätzliche Stabilisierung durch höheren Haftverbund

– Retentionssteigerung

– Dauerhaft festerer Verbund durch chemischen Verbund

– Geringe Abrasion an Randfuge

Eine gute Alternative, die besseren mechanischen Eigenschaften der Komposite zu nutzen,

ohne die aufwändige klassische Säure-Ätztechnik anwenden zu müssen, könnten selbstad-

häsive Befestigungswerkstoffe darstellen. Sowohl mit Panavia als auch mit RelyX™ Unicem

sind bereits gute klinische Ergebnisse erzielt worden.

• Konventionelle Zemen-tierung stellt für hoch-feste Keramiken einegute Alternative dar

• Vereinfachung derAdhäsivtechnik durchneue selbstadhäsiveSysteme ist ein viel-versprechender Fort-schritt

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2. Zirkonoxidkeramik: Werkstoffkundliche Grundlagen

PD Dr. med. dent. Joachim Tinschert, Klinik für Zahnärztliche Prothetik

(Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Dr. h. c. Hubertus Spiehermann) der Medizini-

schen Fakultät der RWTH Aachen

ZTM Gerd Natt, Dental Technik GmbH G. Natt

2.1 Keramische Werkstoffe

Definition und Einteilung

Der Begriff „Keramik“ umfasst im weitesten Sinne alle nichtmetallischen anorganischen Werk-

stoffe, die weit gehend wasserbeständig und zu einem großen Teil oder ganz kristalline Werk-

stoffe bzw. Stoffgemische sind, die durch Sintern hergestellt werden.58 Dabei ist das Sintern ein

Fertigungsverfahren, in dessen Verlauf ein poröser Formkörper in einem dichten Festkörper

unter Zunahme der mechanischen Festigkeit überführt wird.

Eine Einteilung der Keramiken kann unter verschiedenen Gesichtspunkten vorgenommen wer-

den. Häufig werden die Herstellungsart (Sintern, Pressen, Gießen) oder der Anwendungsbereich

(Gebrauchskeramik, Baukeramik, Technische Keramik) als Einteilungskriterium herangezogen.37

Eine weitere Möglichkeit bietet die Einteilung nach dem chemischen Aufbau (Silikatkeramik,

Oxidkeramik, Nichtoxidkeramiken), die insbesondere für Dentalkeramiken sinnvoll erscheint, da

danach auch eine Abschätzung der Festigkeitseigenschaften möglich ist (Tab. 2.1.1).

51

Silikatkeramiken Oxidkeramiken

Feldspatkeramiken Glaskeramiken glasinfiltriert polykristallin

Bsp.: Bsp.: Bsp.: Bsp.:

• übliche Verblend- • Dicor • In-Ceram Alumina • Cercon-Base

keramiken • IPS Empress • In-Ceram Zirconia • DC-Zirkon

• Cerec Mark II • Lava™-Frame

• Procera AllCeram

Tab. 2.1.1: Einteilung der Dentalkeramiken nach dem chemischen Aufbau. Nichtoxidkerami-

ken auf der Basis von Siliziumcarbid und Siliziumnitrid sind aufgrund ihrer schwarzen Färbung

weniger für den Ersatz zerstörter Zahnhartsubstanz geeignet

Silikatkeramische Werkstoffe weisen als wesentliche Merkmale glasig-amorphe Phasen und

eine ausgeprägte Porenstruktur auf.18 Es sind überwiegend heterogene Werkstoffe, die aus glei-

chen oder unterschiedlichen Kristallen bestehen, die vielfach von einer Glasphase umgeben

sind. Durch den Herstellungsprozess bedingt, kommt es im Keramikgefüge häufig zu zahlrei-

chen Porenbildungen, die einen deutlichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des

keramischen Werkstoffs nehmen. Konventionelle Dentalkeramiken sind zu einem großen Teil

Feldspatkeramiken, die zu mehr als 50% aus einer amorphen Glasphase aus SiO2 mit einem

geringen Anteil an oxidischen Zusätzen (z.B. Al2O3, MgO, ZrO2) und in die Glasmatrix einge-

betteten Leuzitkristallen bestehen. Während des Sinterprozesses ist insbesondere die Anwesen-

heit von Kalifeldspat (Orthoklas) für die Bildung der Leuzitkristalle (K2O • Al203 • 4SiO2) ver-

antwortlich. Von den Feldspatkeramiken zu unterscheiden ist die Gruppe der Glaskeramiken,

die zwar eine ähnliche Zusammensetzung aufweisen, jedoch besitzen diese Werkstoffe

zunächst nur eine amorphe Glasstruktur, die erst in einem sekundären Kristallisationsprozess

mit Füllkristallen durchsetzt wird.19

Im Gegensatz zu den Silikatkeramiken sind Oxidkeramiken polykristalline Werkstoffe, d.h. es

liegt eine Dominanz der kristallinen Phase vor und nur ein sehr geringer Anteil einer Glaspha-

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52

se.37 Eine Ausnahme stellen jedoch die glasinfiltrierten Oxidkeramiken des In-Ceram-Systems

dar.5

Oxidkeramiken können aus einfachen Oxiden, wie z.B. Al2O3 oder ZrO2, bestehen und zudem

durch weitere Zusätze in ihren Eigenschaften verändert werden.31 Unter einer Dispersionskera-

mik versteht man beispielsweise eine Aluminiumoxidkeramik mit fein verteilten Zusätzen von

ZrO2, die dann als ZTA (Zirconia-Toughened-Aluminium Oxide) bezeichnet wird. Reines Zir-

konoxid hat hingegen keine Bedeutung, da es nach dem Sintern während der Abkühlung zu

einer Umformung der Kristallstruktur kommt, die mit einer 3 – 5%igen Volumenexpansion ein-

hergeht und zu Rissbildungen im Werkstoff führt. Erst durch den Zusatz von anderen Oxiden

(CaO, MgO, Y2O3) kann diese Umwandlung teilweise oder vollständig unterbunden werden.

Neben einfachen Oxiden können in Oxidkeramiken aber auch komplexe Oxide (Mischoxide)

auftreten, wenn im keramischen Werkstoff mehrere Komponenten vorliegen, die zu einer oxidi-

schen Verbindung mit einer eigenen Struktur reagieren. Zu diesen Oxiden zählen beispielsweise

Spinell (MgO • Al2O3) oder Mullit (3Al2O3 • 2SiO2).37

2.2 Keramische Systeme auf Zirkonoxidbasis

Zusammensetzung

Obwohl Silikatkeramiken aufgrund ihres ästhetischen Erscheinungsbildes den Oxidkeramiken

überlegen sind, ist es bislang nicht gelungen, die Festigkeitseigenschaften dieser Keramiken

soweit zu erhöhen, dass auch höher belastete Restaurationen, wie z.B. Brückenversorgungen,

den Kaubelastungen langfristig standhalten könnten. Die Ursache liegt vor allem in dem immer

noch zu hohen Anteil der Glasphase, die nur eine niedrige mechanische Festigkeit aufweist und

zudem extrem anfällig gegenüber den korrosiven Einflüssen des Mundmilieus ist.44, 48, 68

Im Gegensatz zu den konventionellen Silikatkeramiken besitzen Oxidkeramiken als polykristal-

line oxidische Werkstoffe nur einen vernachlässigbar geringen Glasanteil.31 Zudem erscheinen

Oxidkeramiken auf der Basis von Aluminiumoxid und Zirkonoxid aufgrund ihrer gelblich-wei-

ßen Farbe für die klinische Anwendung geeignet.40 Die dichte Sinterung der Aluminium- und

Zirkonoxidkeramiken führt aber zu einer vergleichsweise hohen Opazität des Werkstoffs. Beim

oxidkeramischen Zahnersatz besteht daher kaum die Möglichkeit, den Chamäleoneffekt, den

silikatkeramische Restauration aufgrund ihrer transluzenten Eigenschaften besitzen, zur Farban-

passung unter klinischen Bedingungen auszunutzen. Vielmehr muss aus ästhetischen Gründen

oxidkeramischer Zahnersatz abschließend mit eingefärbten Lasurmassen oder besser noch mit

keramischen Verblendmassen beschichtet werden, um eine individuelle Charakterisierung zu

erzielen. Da Oxidkeramiken auf der Basis von Zirkonoxid im Vergleich zu Aluminiumoxid

nochmals deutlich höhere Festigkeitswerte aufweisen,31 erscheint insbesondere die Verwendung

von Zirkonoxidkeramiken für die Herstellung hochbelasteter Restaurationen vorteilhaft. Dies

bestätigen auch die durchgeführten Untersuchungen zur Bruchbelastbarkeit von drei- und

mehrgliedrigen Zirkonoxidbrücken.11, 21, 29, 42, 59, 60, 61

Reines Zirkonoxid kann, in Abhängigkeit vom Temperaturzustand, in drei verschiedenen Modifi-

kationen (monoklin, tetragonal, kubisch) vorkommen (Abb. 2.2.1). Bei Temperaturen bis 1170 °C

ist die monokline Gitterstruktur stabil, dann wandelt sich diese in eine tetragonale Struktur um

und bleibt bis zu einer Temperatur von 2370 °C bestehen. Oberhalb einer Temperatur von

2370 °C existiert die kubische Kristallstruktur bis zu einem Schmelzpunkt von 2680 °C.31

Von größter Bedeutung ist jedoch die tetragonale zu monokline Phasenumwandlung, die auch

als so genannte t/m-Umwandlung bezeichnet wird und bei einer Abkühlung auf Zimmertempe-

Abb. 2.2.1: Phasentransformation von Zirkonoxid

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ratur mit einer Volumenvergrößerung von 3 – 5% einhergeht.8 Obwohl diese Volumenvergröße-

rung bei reinem Zirkonoxid stets zu unerwünschten Rissbildungen im Keramikgefüge führt,

kann dieser Effekt auch positiv zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften von keramischen

Werkstoffen genutzt werden. Das so genannte Konzept der Phasentransformationsfestigung, das

zu einer revolutionären Änderung in der Ingenieur-Keramik geführt hat, wurde erstmalig von

Garvie15 für eine Zirkonoxidverbindung vorgeschlagen und kann auch auf andere Keramik-

Matrix-Systeme übertragen werden.9 Grundlage dieses Konzepts ist die in weiten Bereichen

gegebene Löslichkeit einiger oxidischer Verbindungen in Zirkonoxid, die zu einer Stabilisierung

der tetragonalen Kristallphase führt und hierdurch die kritische t/m-Umwandlung unterdrückt.

Dabei werden die Oxide im Kristallgitter des Zirkonoxids eingebaut und liegen nicht etwa als

isolierte Oxidkristalle neben den Zirkonoxidkristallen vor. Die wichtigsten Oxide, die zur Stabili-

sierung von Zirkonoxid eingesetzt werden, sind MgO, CaO, Y2O3 und CeO2.31 Dabei hat sich in

jüngster Zeit insbesondere die Dotierung mit Y2O3 als günstig erwiesen, da dies zur Bildung von

mechanisch hochbelastbaren Zirkonoxidkeramiken führt.40

Entsprechend der Art und dem Gehalt an oxidischen Verbindungen lassen sich Zirkonoxidkera-

miken in verschiedene Werkstoffe unterteilen. Beim vollstabilisierten Zirkonoxid (FSZ: Fully

Stabilized Zirconia) wird durch den Einbau der Fremdoxide die kubische Form des Zirkono-

xids bis auf Raumtemperatur stabilisiert und dadurch die t/m-Umwandlung umgangen. Gegen-

über dem vollstabilisierten Zirkonoxid versteht man unter dem teilstabilisierten Zirkonoxid

(PSZ: Partially Stabilized Zirconia) eine Keramik, bei der die Menge an Fremdoxiden so weit

verringert ist, dass neben der kubischen Phase auch ein Teil von umwandlungsfähigem tetrago-

nalem Zirkonoxid vorliegt, das sich beim Abkühlen weiter in die monokline Phase umwandeln

kann. Teilstabilisierte Zirkonoxide bestehen somit aus einer Mischung von kubischen, tetrago-

nalen und/oder monoklinen Phasen. Bei weiteren Untersuchungen an Y2O3-dotiertem Zirkon-

oxid zeigte sich, dass die mechanischen Eigenschaften von Zirkonoxidkeramiken linear mit

dem Gehalt an verbleibender tetragonaler Phase gesteigert werden können (Tab. 2.2.2). Die

logische Konsequenz war daher die Entwicklung einer Zirkonoxidkeramik mit weniger als

5 Gew.-% (≈ 3 mol-%) Y2O3, die vollständig aus tetragonaler Phase besteht.16, 17, 41 Diese Werk-

stoffklasse wird auch als tetragonaler Zirkonoxid Polykristall (TZP: Tetragonal Zirconia Poly-

crystals) bzw. bei der Dotierung des Zirkonoxids mit Yttriumoxid kurz als Y-TZP bezeichnet. In

der Zahnmedizin wird Zirkonoxid-TZP nahezu ausschließlich im Form von Y-TZP mit sehr

kleinen Korngrößen unter 0,3 mm eingesetzt, die zusätzlich die t/m-Umwandlung hemmen.31, 57

Weitere Zusätze wie z.B. Aluminiumoxid, das Zirkonoxid-TZP in einer nur sehr geringen Kon-

zentration zugegeben wird (Zirkonoxid-TZP-A), erhöhen zudem die Korrosionsbeständigkeit

des Werkstoffs in einer feuchten Umgebung.62

Keramik Biegefestigkeit σ Bruchzähigkeit KIC Härte E-Modul[MPa] [MPa��m ] [HV] [GPa]

MG-PSZ 600 9,0 1200 210

Ca-PSZ 650 6,6 – –

Y-PSZ 650 6,4 – –

Ce-PSZ 500 10,0 850 210

Y-TZP 900 9,0 1200 210

Tab. 2.2.2: Mechanische Kennwerte verschiedener Keramiken auf Zirkonoxidbasis.31, 58, 66

Mg: MgO, Ca: CaO, Ce: CeO2, Y: Y2O3; PSZ: Partially Stabilized Zirconia; TZP: Tetragonal

Zirconia Polycrystals

• Phasentransformation-festigung von ZrO2

durch Zugabe von Y2O3

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 53

54

Konzept der Phasentransformationsfestigung

Der Indikationsbereich von Dentalkeramiken unterlag in der Vergangenheit durch die spröden

Eigenschaften keramischer Werkstoffe immer erheblichen Einschränkungen. Werden Kerami-

ken über eine kritische Schwellbeanspruchung hinaus belastet, so kann es spontan zum Spröd-

bruch kommen, da Spannungen nicht durch eine plastische Verformung des Werkstoffs abge-

baut werden können, wie dies etwa bei Metallen möglich ist. In vivo wird allerdings die über-

kritische Belastung, die den sofortigen Sprödbruch einer keramischen Restauration zur Folge

hat, nur selten beobachtet, z.B. bei Traumata oder extremen Parafunktionen. Von größerer klini-

scher Bedeutung sind dagegen unterkritische Belastungen, wie z.B. zyklische Kaubelastungen,

die in Verbindung mit dem korrosiven Mundmilieu an kleinsten, herstellungsbedingten Gefüge-

fehlern zur Entstehung von Rissen und weiterem Risswachstum führen können (Abb. 2.2.2).

Bleibt die äußere Belastung bestehen, so setzt zunächst nur ein unterkritisches Risswachstum

ein, das aber nach dem Erreichen einer kritischen Risslänge zu einer instabilen Rissausbreitung

führen kann und nach einer bestimmten Tragedauer schließlich das Versagen der keramischen

Restauration verursacht.

Abb. 2.2.2: Fehlstelle in einem Keramikgefü-

ge mit beginnendem Risswachstum

Um der Entstehung von festigkeitsmindernden Rissen und derem Wachstum vorzubeugen, hat

sich das Konzept der Phasentransformationsfestigung bewährt, das auf der Verstärkung kerami-

scher Gefüge durch die Einlagerung von metastabilisierten tetragonalen Zirkonoxidteilchen

beruht und insbesondere bei Zirkonoxid-TZP, das zu 100% aus metastabilen Zirkonoxidteil-

chen besteht, sein Optimum erreicht.

Dabei lässt sich dieses Konzept auf zwei grundsätzliche Mechanismen zurückführen.54 Zum

einen kann eine spontane t/m-Umwandlung von Zirkonoxidteilchen die Bildung von feinen

Mikrorisse in der Umgebung hervorrufen, die auf das größere Volumen der monoklinen Kris-

tallform zurückzuführen sind. Ein sich ausbreitender Riss läuft sich dann in den Mikrorissen tot

oder wird an den Zirkonoxidteilchen abgelenkt (Abb. 2.2.3).

a) b)

kritischer

Riss

Abb. 2.2.3: Mikrorissbildung durch Umwandlung von Zirkonoxidteilchen von der tetragonalen

a) in die monokline Form (b) mit einer Volumenausdehnung von 3–5 %31

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 54

55

Andererseits kann die t/m-Umwandlung eines Zirkonoxidteilchens nicht nur spontan, sondern

auch durch die hohen Zugspannungen, die an jeder Spitze eines sich ausbreitenden Risses vor-

herrschen, induziert werden. Dabei vermindern die vorliegenden Zugspannungen den Matrix-

druck auf die umgebenden Zirkonoxidteilchen und begünstigen somit die t/m-Umwandlung.

Das größere Volumen der monoklinen Kristallform führt nachfolgend im Keramikgefüge zu

lokalen Druckspannungen, die das weitere Risswachstum durch das Zusammendrücken der

Rissflanken wiederum erschweren (Abb. 2.2.4).

Abb. 2.2.4: Spannungsinduzierte Umwandlung metastabiler Zirkonoxidteilchen31

Zusätzliche können spontane Umwandlungen von Zirkonoxidteilchen an oder nahe der freien

Oberfläche durch die Abwesenheit des hydrostatischen Drucks auftreten (Abb. 2.2.5). Hier-

durch kann sich die Festigkeit der oberflächlichen Schichten gegenüber dem Wert des inneren

Keramikgefüges erheblich erhöhen und sich komprimierte Oberflächenschichten ausbilden.54

Abb. 2.2.5: Darstellung eines Bereichs der

freien Oberfläche bei Sintertemperatur (a).

Beim Abkühlen transformieren die Zirkono-

xidteilchen nahe der Oberfläche unter Ent-

wicklung einer Druckspannung in der Matrix

(b). Die Dicke der unter Druckspannung ste-

henden Schicht kann durch Oberflächenbe-

arbeitung erhöht werden (c).54

Dadurch steht erstmals eine Keramik zur Verfügung, die weniger empfindlich auf kleine Ober-

flächendefekte reagiert und weniger durch prozessbedingte Risse in ihren Anwendungsmög-

lichkeiten eingeengt ist, also eine gewisse Schadenstoleranz besitzt.34, 58 Allerdings kommt die-

ser Effekt nur dann zum Tragen, wenn die kritische Rissgröße der Defekte die Abmessungen

der Transformationszone, d.h. den Bereich der unter Druck steht, nicht überschreitet.

= tetragonal = monoklin= Spannungsfeld

um die Rissspitze

a) oben, b) rechts, c) unten

• SpannungsinduzierteUmwandlung tetrago-nal nach monoklinestoppt bzw. bremstRisswachstum

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 55

Mechanische Eigenschaften

Zahlreiche Untersuchungen haben übereinstimmend gezeigt, dass die mittlere Biegefestigkeit her-

kömmlicher glas- und feldspatkeramischer Systeme kaum höher liegt als die einer konventionel-

len Verblendmetallkeramik, wie z.B. VMK 68, die erst durch ein Metallgerüst eine ausreichend

Stabilität erlangt.32 Demgegenüber wurden für Hartkernkeramiken auf der Basis von Aluminium-

oder Zirkonoxid fünf- bis zehnfach höhere Festigkeitswerte ermittelt, die derzeit ein Festigkeits-

niveau bis maximal 1200 MPa erreichen können (Abb. 2.2.6).24, 32, 49, 62, 65

56

Abb.2.2.6: Mittlere Biegefestigkeit verschiedener Dentalkeramiken auf silikat- und oxidkerami-

scher Basis62, 65. Zirkonoxid-TZP-A ist z. B. Lava™ Frame Zirkonoxid (3M ESPE)

Abb. 2.2.7: Festigkeitsverteilung von keramischen und metallischen Werkstoffen

Häuf

igke

it

Keramik, GlasMetall

Festigkeit

Bei der Betrachtung der Festigkeitseigenschaften keramischer Werkstoffe ist jedoch anzumer-

ken, dass Keramiken im Gegensatz zu metallischen Werkstoffen eine asymmetrische Verteilung

der Festigkeitswerte zeigen, die durch eine Gaußfunktion und eine Mediananalyse nur unzurei-

chend beschrieben werden kann.31 Aus Abb. 2.2.7 ist zu entnehmen, dass die Festigkeitsvertei-

lung keramischer Werkstoffe bereits nahe Null beginnt, dann langsam ansteigt, um darauf in

einem steilen Abfall zu enden. Demgegenüber weist die Festigkeitsverteilung metallischer

Werkstoffe schon zu Beginn eine bestimmte Festigkeit auf, die sich um einen endlichen Mittel-

wert in glockenartiger Form konzentriert. Während es also unter klinischen Bedingungen mög-

lich ist, dass eine keramische Restauration bereits bei einer sehr geringen Belastung, d.h. unter

Umständen schon beim definitiven Einsetzen der Restauration brechen kann, ist dies bei metal-

lischen Restaurationen kaum zu erwarten.

Vita VMK 68Dicor

IPS Empress

Cerec Mark II

Vitadur Alpha Core

IPS Empress 2

In-Ceram Alumina

In-Ceram Zirconia

Zirkonoxid-TZP

Zirkonoxid-TZP-A

Bie

gefe

stig

keit

{MP

a]1500

1250

1000

750

500

250

0

• Hartkernkeramiken(Oxidkeramiken) habenhöhere Festigkeiten alsGlas- oder Feldspatke-ramiken

• asymmetrische Festig-keitsverteilung vonKeramiken

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 56

57

Da die Bruchursache immer von einer kritisch beanspruchten Fehlstelle ausgeht und die Fehler

im Werkstoff statistisch verteilt sind, führt somit nur eine Kombination aus konventioneller

Festigkeitsprüfung und statistischer Betrachtung zu einer sinnvollen Beschreibung des mecha-

nischen Festigkeitsverhaltens keramischer Werkstoffe. Dies wird bei der Anwendung der so

genannten Weibull-Analyse berücksichtigt, die mit der Angabe der Weibullfestigkeit σ0 die

asymmetrische Festigkeitsverteilung keramischer Werkstoffe berücksichtigt und zugleich mit

dem Weibullmodul m ein Maß für die Streuung der Festigkeitswerte angibt37, 67. Bei einer äuße-

ren Belastung verhält sich demnach eine Keramik in der Praxis um so zuverlässiger, je höher

die Werte für den Weibullfestigkeit σ0 und für den Weibullmodul m liegen (Tab. 2.2.3).

Tab. 2.2.3: Mechanische Kennwerte verschiedener Dentalkeramiken auf silikat- und oxidkera-

mischer Basis62, 65, Zirkonoxid-TZP-A ist z. B. auch Lava™ Frame Zirkonoxid (3M ESPE)

Aus der Tab. 2.2.3 ist zu ersehen, dass Keramiken auf der Basis von Zirkonoxid-TZP nicht nur

außergewöhnlich hohe Festigkeitseigenschaften, sondern auch einen relativ hohen Weibull-

modul aufweisen. Dies lässt auf ein weit gehend optimiertes und somit sehr homogenes Materi-

algefüge schließen, wie es im Prinzip nur unter industriellen Bedingungen hergestellt werden

kann. Angesichts dieser günstigen Materialeigenschaften sollten sich Keramiken aus Zirkon-

oxid-TZP insbesondere als Gerüstmaterial für hoch belastete Restaurationen, wie z.B. für

Brückengerüste im Seitenzahnbereich, eignen. Durch die Bearbeitung der oxidkeramischen

Rohlinge mithilfe von angepassten CAD/CAM-Technologien bietet sich zudem die Möglich-

keit, die fehleranfällige labortechnische Verarbeitung zu umgehen.

Dauerfestigkeit

Die in bruchmechanischen Untersuchungen üblicherweise ermittelte Biegefestigkeit oder

Bruchzähigkeit charakterisiert im Grunde nur die Kurzzeitbelastbarkeit eines Werkstoffs. Da

aber alle keramischen Materialien unter den korrosiven Bedingungen der Mundhöhle aufgrund

von unterkritischem Risswachstum einem Ermüdungsprozess unterliegen, sind Untersuchungen

zur Dauerfestigkeit besonders praxisrelevant. Daher ist es sinnvoll, dass sich werkstoffkund-

liche Untersuchungen nicht nur mit der Anfangsfestigkeit, sondern auch verstärkt mit dem

Langzeitverhalten von keramischen Werkstoffen beschäftigen. Dabei wird mit dem Begriff der

Dauer- oder Langzeitfestigkeit die maximale Belastung bezeichnet, die ein Werkstoff in einem

gegebenen Umfeld auf Dauer toleriert.

Um die Dauerfestigkeit von Dentalkeramiken zu erfassen, wurden bislang vorwiegend Dauer-

schwingversuche durchgeführt und so genannte Wöhlerkurven erstellt. Dabei zeigte sich, dass

herkömmliche Dentalkeramiken, die eine Glasphase enthalten, einem besonders ausgeprägten

Material Hersteller Biegefestigkeit σ Weibullfestigkeit σ0 Weibull-Modul[MPa] [MPa] m

Vita VMK 68 Vita Zahnfabrik 83 (�10) 87 8,9

Dicor Dentsply/De Trey 70 (�12) 76 5,5

IPS Empress Ivoclar 84 (�11) 89 8,6

Cerec Mark II Vita Zahnfabrik 86 (�4) 88 23,6

Vitadur Alpha Core Vita Zahnfabrik 131 (�10) 136 13,0

IPS Empress 2 Ivoclar 218 (�30) 230 7,7

In-Ceram Alumina Vita Zahnfabrik 369 (�34) 385 11,9

In-Ceram Zirconia Vita Zahnfabrik 485 (�41) 502 13,9

Zirkonoxid-TZP Metoxit 913 (�50) 937 18,4

Zirkonoxid-TZP-A Metoxit 1171 (�107) 1218 13,3

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 57

unterkritischen Risswachstum unterliegen, das durch eine feuchte Umgebung verstärkt wird

(Spannungsrisskorrosion).69 Bei Untersuchungen an glas- und feldspatkeramischen Prüfkörpern

wurde in diesem Zusammenhang bereits nach 106 Lastspielen ein Abfall der Dauerbiegefestig-

keit um etwa 50 % festgestellt.44, 48 Entsprechende Dauerschwingversuche, die an praxisnahen,

vollkeramischen Kronen- und Brücken durchgeführt wurden, kamen zu vergleichbaren Ergeb-

nissen.25, 28 Unter Dauerschwellbeanspruchung trat bei den untersuchten Restaurationen eine

deutliche Reduzierung der Anfangsfestigkeit auf. Neuere Dauerschwingversuche zeigten auch

für die Oxidkeramiken Zirkonoxid-TZP und In-Ceram Alumina ein entsprechendes Ermü-

dungsverhalten. Im Vergleich zu In-Ceram Alumina war die Dauerbiegefestigkeit von Zirkon-

oxid-TZP aber dreifach höher.14

Gegenüber dem Erstellen von Wöhlerkurven stellt das Messen von bruchmechanischen Riss-

parametern ein alternatives und zugleich modernes Konzept dar, das mithilfe von Finite-Ele-

mente-Methoden auch die Übertragung der an Prüfkörpern gewonnenen Ergebnisse auf kli-

nisch relevante Formen zulässt. Aber erst in einigen wenigen Untersuchungen wurden bislang

mit bruchmechanischen Methoden die so genannten unterkritischen Rissparameter gemessen,

die eine Aussage zum Langzeitverhalten von Keramiken erlauben.11, 33, 36

In der Abb. 2.2.8 sind die Ergebnisse aktueller bruchmechanischer Untersuchungen zur Dauer-

festigkeit von Oxidkeramiken dargestellt, die das unterschiedliche Ermüdungsverhalten von

In-Ceram Alumina und In-Ceram Zirconia im Vergleich zu Zirkonoxid-TZP zeigen.62 Demnach

muss nach einer fiktiv angenommenen konstanten Belastungsdauer von 5 Jahren bei In-Ceram

Alumina und In-Ceram Zirconia mit Festigkeitsverlusten von mehr als 50 % gerechnet werden,

während Zirkonoxid-TZP ganz offensichtlich nicht nur eine hohe Anfangsfestigkeit, sondern

auch eine günstigere Dauerfestigkeit besitzt.

58

Abb. 2.2.8: Berechnete maximal mögliche, konstante Belastung über einen Zeitraum von

5 Jahren bei einer Bruchwahrscheinlichkeit von 5 % in einem trockenen Milieu62

Die bruchmechanischen Ergebnisse machen deutlich, dass Zirkonoxid-TZP nicht zuletzt auf-

grund der fehlenden Glasphase und des Phasentransformationseffektes weniger rissanfällig ist

und infolgedessen ein besseres Langzeitverhalten aufweist als herkömmliche Dentalkeramiken.

Selbst nach einer fiktiv angenommenen Dauerbelastung von 5 Jahren wird ein Wert von 500

MPa nicht unterschritten, der im Hinblick auf die im Seitenzahnbereich zu erwartenden mittle-

ren maximalen Kaukräfte26 noch genügend Sicherheitsreserven bieten sollte. Die weiteren

Ergebnisse deuten ferner darauf hin, dass sich ein geringer Zusatz an Aluminiumoxid günstig

auf die Hydrolysebeständigkeit von Zirkonoxid-TZP unter Feuchtigkeitseinfluss auswirkt.62

Auch wenn ein direkter Vergleich zwischen den Ergebnissen der Dauerschwingversuche und

den bruchmechanischen Untersuchungen nicht möglich ist, so unterstreichen doch beide Prüf-

methoden die Faustregel, dass die in einem bestimmten Indikationsbereich als ausreichend

Zirkonoxid-TZP

In-Ceram Zirconia

In-Ceram Alumina

Biegefestigkeit [MPa]

0 250 500 750

• das unterkritische Riss-wachstum bestimmtdie Dauerfestigkeit undLangzeitstabilität vonKeramiken

Zirkonoxid-TZP:

• glasfrei• Phasentransforma-

tionseffekt

Infolgedessen ist esweniger rissanfällig undzeigt besseres Langzeit-verhalten.

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 58

59

angesehene Dauerfestigkeit einer Keramik eine mindestens doppelt so hohe Anfangsfestigkeit

voraussetzt. Demnach sollte ein Sicherheitsfaktor von 2 bis 3 eine mechanisch belastete Res-

tauration vor langfristigem Versagen schützen. Dieser Sicherheitsfaktor sollte mit Zirkonoxid-

TZP auch für Brücken im Seitenzahnbereich gegeben sein.

2.3 Prinzipien der CAD/CAM-Bearbeitung

Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften sind Oxidkeramiken im Dentallabor schwierig zu

bearbeiten. So lassen die hohen Schmelz- und Zersetzungstemperaturen die Anwendung her-

kömmlicher Sinter-, Guss- oder Presstechnologien nicht zu, so dass auch ein direktes Sintern

von Kronen- oder Brückengerüsten auf geeigneten Stümpfen nicht möglich ist. Für die Bear-

beitung von Oxidkeramiken, insbesondere von Zirkonoxid-TZP, werden daher in jüngster Zeit

verschiedene CAD/CAM-Verfahren favorisiert (Tab. 2.3.4).

Die Formgebung des Zahnersatzes aus industriell hergestellten Keramikrohlingen kann sowohl

vor als auch nach der Sinterung der Zirkonoxidkeramik erfolgen (Abb. 2.3.9). In Abhängigkeit

vom Produktionsablauf lassen sich daher als trennende Fertigungsverfahren die Grün- und

Weißbearbeitung auf der einen Seite und die Hart- oder Endbearbeitung auf der anderen Seite

unterscheiden.53 Während die Grünbearbeitung direkt im Anschluss nach der primären Verdich-

tung des oxidkeramischen Ausgangspulvers an so genannten Grünkörpern vorgenommen wird,

erfolgt die Weißbearbeitung an einem bereits durch einen Vorbrand verfestigten Rohling, des-

sen Brennschwindung jedoch noch nicht abgeschlossen ist. Die Hart- oder Endbearbeitung

bezieht sich demgegenüber auf die endgültig dichtgesinterte Keramik. Nur bei dichtgesinterten

Oxidkeramik Verblendkeramik CAD/DAM Formgebung Indikation Hersteller(glasinfiltriert)

In-Ceram Alumina VM 7, Cerec/DCS/ Weißbearbeitung Krone, nur 3-gliedrige Sirona/DCSCreation AV Digident Frontzahnbrücke Dental/Girrbach

In-Ceram Zirconia VM 7, Cerec/DCS/ Weißbearbeitung Krone, nur 3-gliedrige Sirona/DCSCreation AV Digident Brücke Dental/Girrbach

Oxidkeramik(polykristallin)

Cercon Base Cercon Ceram Cercon Grünbearbeitung Krone, 3- und 4- DeguDentgliedrige Brücken

DC-Zirkon VM 9, Triceram DCS Hartbearbeitung Krone, 3- und mehr- DCS Dentalgliedrige Brücken

Digizon GC Initial Digident Hartbearbeitung Krone, 3- und 4- Girrbachgliedrige Brücke

Everest Z-Blank VM 9 KaVo Everest Hartbearbeitung Krone, 3- und 4- KaVogliedrige Brücke

Lava™ Frame Lava™ Ceram Lava™ Grünbearbeitung Krone, 3- und 4- 3M ESPEgliedrige Brücken

Procera AllCeram AllCeram Procera Grünbearbeitung Krone, nur 3-gliedrige Nobel BiocareBrücke

YZ-Cube VM 9 Cerec Weißbearbeitung Krone, 3- und 4- Sironagliedrige Brücken

Tab. 2.3.4: CAD/CAM-Systeme zur maschinellen Herstellung von Zahnersatz. Die Oxid- und

Verblendkeramiken werden z.T. von unterschiedlichen Herstellern angeboten. Die Angabe der

Hersteller bezieht sich daher nur auf das zuvor genannte CAD/CAM-System. Angesichts der

derzeitig schnellen Neuentwicklungen auf dem Gebiet der CAD/CAM-Technik erhebt die

Tabelle keinen Anspruch auf Vollständigkeit!

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 59

Zirkonoxidrohlingen besteht die zusätzliche Möglichkeit, durch einen nachfolgenden heiß-

isostatischen Pressvorgang (HIP: Hot Isostatic Press) bei 1000 bar und 50°C unter der Sinter-

temperatur die Keramik nochmals nachzuverdichten, um die Beständigkeit des Werkstoffs

gegenüber dem Wachstum von Mikrorissen und somit das mechanische Langzeitverhalten zu

verbessern.40

60

Abb. 2.3.9: Erzeugung keramischer Bauteile53

Gegenüber der Grün- oder Weißbearbeitung ist die Hartbearbeitung dichtgesinterter Zirkon-

oxidrohlinge mit diamantierten Schleifkörpern sowohl mit einem höheren Zeit- und Arbeits-

aufwand als auch mit einem größerem Verschleiß der Schleifinstrumente verbunden. Zudem

besteht beim Beschleifen von dichtgesinterten Keramikrohlingen die Gefahr, dass durch die

diamantierten Schleifkörper unerwünschte Oberflächen- und Gefügedefekte in die Keramik

eingebracht werden,12, 13, 30 die sich nachteilig auf die Dauerfestigkeit der Keramik auswirken

könnten.

Demgegenüber erscheinen die vielfältigen Bestrebungen, Zirkonoxid-TZP bereits vor dem

Erreichen der endgültigen Sinterdichte zu bearbeiten, eine sinnvolle Alternative. Da die Bear-

beitung von Grünkörpern mit spanabhebenden Fräswerkzeugen zwar leicht durchgeführt wer-

den kann, aber die Eigenfestigkeit der Keramikrohlinge nur sehr gering ist, wird derzeit prinzi-

piell die Verwendung von thermisch vorbehandelten Rohlingen, die schon eine gewisse Eigen-

festigkeit aufweisen, bevorzugt. Obwohl dieses Vorgehen eher einer Weißbearbeitung ent-

spricht, wird vielfach nicht ganz korrekt noch von einer Grünbearbeitung gesprochen. Die

Anwendung der Weißbearbeitung an primär verdichteten und vorgesinterten Rohlingen setzt

aber voraus, dass die beim nachfolgenden Sinterprozess auftretende Sinterschrumpfung com-

putergesteuert ausgeglichen, d.h. auch bei komplexen Zahnersatzformen beherrscht wird, damit

am Ende ein passgenauer Zahnersatz resultiert.1, 22, 35 Zudem ist zu beachten, dass der bei der

Weißbearbeitung anfallende, sehr feine Fräs- bzw. Schleifstaub nicht langfristig zu Schäden an

der Bearbeitungseinheit führt.

2.4 Belastbarkeit vollkeramischer Brücken

Eine Beurteilung der im In-vitro-Versuch ermittelten Bruchlastwerte unter dem Gesichtspunkt

eines möglichen Einsatzes von vollkeramischen Brücken im Seitenzahnbereich steht in einem

engen Zusammenhang mit der Frage nach der maximalen Kaubelastung, die unter physiologi-

schen Bedingungen auftritt. Für vollkeramische Restaurationen wurde von verschiedenen Auto-

ren zunächst eine Anfangsfestigkeit von 400 N im Frontzahnbereich und von 600 N im Seiten-

zahnbereich gefordert.24, 45 Verschiedene klinische Erfahrungen zeigten jedoch bald, dass diese

Minimalforderungen für höher belastete Brückenversorgung als zu gering anzusehen sind.4, 50

Körber und Ludwig26 kamen nach einer umfangreichen Literaturrecherche zu der Auffassung,

dass für die maximale Kaukraft bei parodontal und biostatisch abgestütztem Kauorgan von

einem mittleren Wert von etwa 300 N ausgegangen werden muss, der allerdings mit einem

PulversyntheseMassenaufbereitungFormgebung

Vorbrand Brand Bauteil

Hot Isostatic Press(HIP)

Grünbearbeitung Weißbearbeitung Nach-, End- oder Hartbearbeitung

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 60

61

Abb. 2.4.10: Bruchlast vollkeramischer, dreigliedriger Brücken: der Querschnitt der Gerüst-

verbinder betrug einheitlich 16mm2; alle Brücken wurden vor der Belastungsprüfung mit Zin-

koxid-Phosphatzement auf starr gelagerten Metallstümpfen von 15–17 zementiert; die Kraft-

einleitung erfolgte zentral im Bereich des Brückengliedes 1660, 61

Brücken aus In-Ceram Zirconia, die im Unterschied zum herkömmlichen In-Ceram Alumina

über einen zusätzlichen Anteil an tetragonal stabilisiertem Zirkonoxid verfügen, erreichten im

Vergleich zu IPS Empress 2 deutlich höhere Bruchlasten um 1500 N. Dies zeigt, dass das Kon-

zept der Phasentransformationsfestigung ebenso wirkungsvoll auf andere keramische Systeme

übertragen werden kann.27, 49, 64

Die mit Abstand höchsten Bruchlasten wurden für dreigliedrige Brücken mit einem Kerngerüst

aus Zirkonoxid-TZP, d.h. aus DC-Zirkon und Lava Frame ermittelt (Abb. 2.4.11). Während die

Brückengerüste aus DC-Zirkon durch Hartbearbeitung aus einer dichtgesinterten und gehipten

Zirkonoxidkeramik beschliffen wurden, erfolgte die Anfertigung der Brückengerüste aus Lava-

Frame unter Verwendung von primär verdichteten bzw. vorgesinterten Rohlingen. Beide Brücken-

IPS Empress 2

unverblendetes Hartkerngerüst

verblendetes Hartkerngerüst

In-Ceram Zirconia

DC-Zirkon Lava™ Frame

Bru

chla

st [N

]

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

Sicherheitsaufschlag von 200 N versehen werden sollte. Um darüber hinaus dem Effekt der

Materialermüdung prospektiv Rechnung zu tragen, sollten nach Ansicht der Autoren, vollkera-

mische Brücken im Seitenzahnbereich eine Anfangsfestigkeit von mindestens 1000 N aufwei-

sen, um auch dem in Kapitel 2.2 (Abschnitt Dauerfestigkeit) erwähnten Sicherheitsfaktor zu

genügen. Diese Forderungen konnte allerdings bislang kaum ein auf dem Markt befindliches

keramisches System erfüllen. In früheren In-vitro-Untersuchungen, in denen die Belastbarkeit

vollkeramischer Brücken ermittelt wurde, trat bei Brücken aus herkömmlichen Glas- oder Feld-

spatkeramiken (z.B. Dicor, IPS Empress, Optec) umd aluminiumoxidverstärkten Materialien

(z.B. Cerestore, Hi-Ceram) bereits bei Bruchlasten deutlich unter 1000 N ein totales Versagen

auf.3, 7, 39, 46, 47

In verschiedenen In-vitro-Untersuchungen, die von den Autoren zur Bruchbelastbarkeit vollke-

ramischer Brücken durchgeführt wurden, konnten Brückengerüste aus IPS Empress 2 die Mini-

malforderung von 1000 N gerade erfüllen (Abb. 2.4.10).59, 60, 61 Allerdings bleibt anzumerken,

dass einzelne Bruchlasten, die insbesondere für die unverblendeten Kerngerüste gemessen wur-

den, auch unterhalb der geforderten Belastungsgrenze lagen. Aus diesem Grund sollte die vom

Hersteller angegebene maximale Brückengliedlänge von einer Prämolarenbreite strikt eingehal-

ten und ein geforderter Verbinderquerschnitt von mindestens 16 mm2 nicht unterschritten wer-

den. Diese Empfehlungen stehen auch in Übereinstimmung mit den Ergebnissen einer der

ersten klinischen Studien, in der bei etwa 7 % der eingesetzten Brücken aus IPS Empress 2

schon nach einem Jahr Gerüstfrakturen auftraten.52 Drei von sechzig Brücken frakturierten im

Seitenzahngebiet, jedoch nur eine Brücke im frontalen Bereich. Konsequenterweise wurde von

den Autoren für Seitenzahnbrücken eine besonders strenge Indikationsstellung und eine Min-

desthöhe der Brückengliedverbinder von 5 mm gefordert.

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 61

serien erreichten mittlere Bruchlasten über 2000 N und damit eine Bruchfestigkeit, die durchaus

mit der von metallkeramischen Brücken verglichen werden kann. Die Werte unterstreichen das

außergewöhnliche Festigkeitspotential, das Brücken mit einem Kerngerüst aus Zirkonoxid-TZP

aufweisen. Auch die Bruchlasten viergliedriger Brücken aus DC-Zirkon und Lava Frame ent-

sprachen immer noch dem Festigkeitsniveau dreigliedriger In-Ceram Zirconia-Brücken. Ange-

sichts dieser hohen Festigkeitswerte, die auch mit den Ergebnissen anderer In-vitro-Untersuchun-

gen übereinstimmen,21, 29, 42 sollte bei oxidkeramischen Restaurationen eine konventionelle Zemen-

tierung mit Zinkoxid-Phosphat- oder Glasionomerzementen generell möglich sein.

2.5 Klinische Indikation

Sicherlich können die Ergebnisse von In-vitro-Belastungsuntersuchungen nicht ohne weiteres

auf die Praxis übertragen werden, da oft eine Reihe klinischer Parameter, wie intermittierende

Kaukräfte oder Temperaturwechsel, nicht berücksichtigt werden. Alle genannten Parameter

fördern ein unterkritisches Risswachstum, infolgedessen die Bruchfestigkeit keramischer Res-

taurationen abnimmt. Bei der Belastungsuntersuchung von Brücken kann zudem nicht immer

eine rein axiale Belastung der Brückenglieder unter klinischen Bedingungen vorausgesetzt

werden.51 Auch begünstigen beweglich gelagerte Pfeilerzähne im Vergleich zur einer starren

Lagerung eine Verschiebung der Biegespannungen von der Mitte der Brückenglieder in den

Bereich der Brückengliedverbinder, die einen geringeren Querschnitt aufweisen. Daher führt

eine Prüfungsanordnung mit starr gelagerten Pfeilerzähnen prinzipiell zur Messung höherer

Bruchlastwerte.23 Mit einer für vollkeramische Seitenzahnbrücken geforderten Anfangsfestig-

keit von 1000 N sollte aber ein hinreichend großer Sicherheitsaufschlag vorgegeben sein, der

die genannten Unsicherheiten abdeckt.

Unter Berücksichtigung des derzeitigen Kenntnisstandes und der zuvor diskutierten Einschrän-

kungen erscheinen die in der Abb. 2.5.12 vorgeschlagenen Indikationsbereiche für vollkerami-

sche Seitenzahnbrücken sinnvoll. Demnach sollte sich die Indikationsstellung für Brücken aus

IPS Empress 2 auf den Ersatz eines Prämolaren beschränken. Für kleinere, dreigliedrige Brü-

cken, die auch den Belastungen im Molarenbereich standhalten können, bieten sich unter ande-

rem die Oxidkeramiken In-Ceram Zirconia, DC-Zirkon und Lava Frame an. Für Versorgungen

mit mehrgliedrigen Brücken erscheint derzeit nur die Verwendung von Kerngerüsten aus

Zirkonoxid-TZP geeignet. In diesem Indikationsbereich sollten sich Brücken mit einer Spann-

weite von bis zu zwei Prämolarenbreiten oder einer Prämolarenbreite und einer Molarenbreite62

Abb. 2.4.11: Bruchlast vollkeramischer drei- und viergliedriger Brücken: der Querschnitt der

Gerüstverbinder betrug einheitlich 16 mm2; alle Brücken wurden vor der Belastungsprüfung

mit Zinkoxid-Phosphatzement auf starr gelagerten Metallstümpfen von 15–17 bzw. 14–17

zementiert ; die Krafteinleitung erfolgte zentral im Bereich des Brückengliedes 16 bzw. zentral

in den Bereichen der Brückenglieder 15 und 16

DC-Zirkondreigliedrig

unverblendetes Hartkerngerüst

verblendetes Hartkerngerüst

DC-Zirkonviergliedrig

Lava™ Framedreigliedrig

Lava™ Frameviergliedrig

Bru

chla

st [N

]

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 62

63

Brückenglieder

Anzahl und 1 x 1 x 2 x 1 x 2 x 2 xBreite Prämolaren- Molaren- Prämolaren- Prämolaren- Molaren- Prämolaren-

breite breite breite 1 x breiten 1 xMolaren- Molaren-

breite breite

Vollkeramik

IPS Empress 2

In-Ceram Zirconia

DC-ZirkonLava™ Frame

(Zirkonoxid)

gesicherte / empfohlene IndikationIndikation ohne klinische Langzeitdaten

Abb. 2.5.12: Indikation für vollkeramische Brücken im Seitenzahnbereich60

unter Praxisbedingungen bewähren. Brücken mit größeren Spannweiten sind derzeit aufgrund

der noch fehlenden Ergebnisse klinischer Langzeituntersuchungen eher als eine experimentelle

Versorgungsmöglichkeit zu betrachten.

Die häufig geforderte Dimensionierung der Brückengliedverbinder mit einem Querschnitt

von 16 mm2 kann aufgrund der ermutigenden Ergebnisse erster klinischer Studien in Zukunft

vermutlich differenzierter betrachtet werden.2, 38, 43, 56, 63 Demnach scheint eine Verbinderstärke

von 16 mm2 für kleinere, dreigliedrige Brücken je nach Material nicht zwingend erforderlich.

Vielmehr ist die Annahme berechtigt, dass für Brücken mit nur einem Brückenglied eine

Verbinderstärke von 9 mm2 eine völlig hinreichende Dimensionierung darstellt. Neueste

Belastungsuntersuchungen, die an viergliedrigen Brücken mit einem Lava Frame-Gerüst

durchgeführt wurden, zeigen darüber hinaus, dass offensichtlich auch für mehrgliedrige Zir-

konoxidbrücken noch ein ausreichender Spielraum für eine grazilere Verbindergestaltung

gegeben ist. So wird von Seiten des Herstellers für viergliedrige Lava-Seitenzahnbrücken

sowohl aus ästhetischer als auch aus funktioneller Sicht ein Verbinderquerschnitt von

9/12/9 mm2 empfohlen.20

2.6 Zusammenfassung und Ausblick

Die schwierige Verarbeitung von Oxidkeramiken hat dazu geführt, dass diese erst in jüngster

Zeit Eingang in die Zahnmedizin gefunden haben. Für die zahnmedizinische Anwendung steht

vor allem eine mit Yttriumoxid in der tetragonalen Kristallphase metastabilisierte Zirkonoxid-

keramik, nämlich das Zirkonoxid-TZP, im Mittelpunkt des Interesses. Aufgrund der gegenüber

Aluminiumoxid etwa doppelt so hohen Festigkeit erscheint Zirkonoxid-TZP für den Einsatz als

Gerüstwerkstoff hochbelasteter, vollkeramischer Restaurationen prädestiniert. Experimentelle

Untersuchungen zur Belastbarkeit von drei- und mehrgliedrigen Seitenzahnbrücken zeigten

bereits vielversprechende Ergebnisse. Auch erste klinische Erfahrungsberichte lassen darauf

schließen, dass sich vollkeramische Krone und Brücken mit einem Kerngerüst aus Zirkonoxid-

TZP unter klinischen Bedingungen bewähren werden. Dabei bieten zirkonoxidbasierte Restau-

rationen den Vorteil, dass auf eine zeit- und fehleranfällige adhäsive Befestigungstechnik

zugunsten einer konventionellen Zementierung mit Zinkoxid-Phosphat- oder Glasionomerze-

ment verzichtet werden kann. Obwohl derzeit noch keine gesicherten Aussagen zum Langzeit-

verhalten dieser Restaurationen vorliegen, werden bereits weitere Anwendungsgebiete im

Bereich der Implantat-Abutments, Teleskop-Innenkronen oder Inlaybrücken für Zirkonoxid-

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 63

keramiken diskutiert. Gerade beim Einsatz für die Inlaybrücken-Technik verspricht man sich

einen Lückenschluss bei größtmöglicher Schonung der Zahnhartsubstanz.6

Die Anfertigung von individuellen Kronen- und Brückengerüsten aus Zirkonoxidkeramik

erscheint in absehbarer Zeit ohne den aufwändigen Einsatz von CAD/CAM-Techniken kaum

möglich. Derzeit werden überwiegend subtraktive Fertigungsverfahren eingesetzt, die durch Frä-

sen oder Schleifen den Zahnersatz aus industriell vorgefertigten Zirkonoxidrohlingen heraus-

arbeiten. Prinzipiell kann dabei die Bearbeitung der Zirkonoxidrohlinge sowohl im primär ver-

dichteten bzw. vorgesinterten Zustand (Grün- oder Weißbearbeitung) als auch nach dem Sinter-

prozess (Hartbearbeitung) durchgeführt werden. Während bei Anwendung der Hartbearbeitung

mit einem höheren Arbeits- bzw. Zeitaufwand verbunden mit einem größeren Verschleiß der dia-

mantierten Schleifkörper zu rechnen ist, erfordert die Grün- oder Weißbearbeitung einen compu-

tergesteuerten Ausgleich der Sinterschrumpfung, um nach dem Sinterprozess einen passgenauen

Zahnersatz zu gewährleisten.

Nur einige CAD/CAM-Systeme fertigen Zahnersatz durch einen additiven Aufbau von Dental-

werkstoffen auf einer Stumpfoberfläche an. Zu diesen Systemen zählen unter anderem Techno-

logien, die auf dem Verfahren der Elektrophorese beruhen. Eine Kombination aus einer auto-

matisierten In-Ceram-Schlickertechnik und dem Elektrophorese-Verfahren stellt das Wol-Dent-

EPC-CAM-System (Wol-Dent, Ludwigshafen) dar.70, 71 Entsprechend dem Vorgehen bei der In-

Ceram-Technik müssen die gesinterten In-Ceram-Gerüste anschließend noch glasinfiltriert

werden. Noch weniger Einzelheiten sind zum Verfahren des Selektiven-Laser-Sinterns (Bego,

Bremen) bekannt. Bei dieser Fertigungstechnik werden sinterfähige Pulverwerkstoffe schicht-

weise zu dreidimensionalen Zahnersatzformen aufgebaut. Dabei wird jede aufgetragene Pul-

verschicht mittels eines Lasers verschmolzen (Medifacturing; Bego Medical, Bremen).55 Auch

wenn das Selektive-Laser-Sintern bereits als das Fertigungsverfahren der Zukunft bezeichnet

wurde, können derzeit nur Metalle verarbeitet werden, während sich das Laser-Sintern von

Keramik noch in der experimentellen Erprobungsphase befindet.

Es bleibt festzuhalten, dass der Erfolg und damit die Zukunft von CAD/CAM-Systemen in der

Zahnmedizin nicht nur von der Entwicklung leistungsfähiger Systeme abhängig ist, sondern

sicherlich auch von einer Reihe gleichberechtigter Faktoren mitbestimmt wird. Ein wesentli-

ches Ziel von CAD/CAM-Techniken wird in der Qualitätssicherung zahnärztlicher Restauratio-

nen liegen. In diesem Zusammenhang wird die Verfügbarkeit hochfester und gewebeverträg-

licher Werkstoffe, die günstigstenfalls nur mithilfe von CAD/CAM-Techniken bearbeitet wer-

den können, eine wichtige Rolle spielen. Daher werden Zirkonoxidkeramiken auch in absehba-

rer Zukunft weiterhin im Mittelpunkt des Interesses stehen.

64

050972_3M_Lava_51-64 11.03.2005 18:31 Uhr Seite 64

65

3. Klinische und labortechnischeAspekte bezüglich Funktion undÄsthetik des CAD/CAM SystemsLava™ Kronen und Brücken

Ariel J. Raigrodski, DMD, MS

Director Graduate Prosthodontics Associate Professor, School of Dentistry, Restorative Dentis-

try, University of Washington

3.1 Einführung

Das CAD/CAM-unterstützte Vollkeramik-System Lava verwendet Yttriumoxid-stabilisiertes

tetragonales Zirkoniumdioxid (Y-TZP, in Kapitel 2 als Y-TZP-A bezeichnet) als Substruktur für

vollkeramische Restaurationen. Die hervorragenden mechanischen Eigenschaften von Y-TZP

resultieren aus einer möglichen Phasentransformation des teilstabilisierten Zirkoniumoxids von

der tetragonalen Kristallkonfiguration in eine monoklinische Kristallstruktur während der Riss-

bildung (siehe auch Kapitel 2). Letztere Struktur hat ein 3–5% größeres Volumen als die tetra-

gonale Konfiguration. Dies verursacht örtliche Druckspannungen an der Spitze des Risses, die

wiederum der von extern wirkenden rissvergrößernden Zugbeanspruchung entgegenwirken.72

Ein großerVorteil der Lava Y-TZP Restaurationen sind die einmaligen optischen Eigenschaften.

Im Gegensatz zu anderen auf Zirkoniumoxid basierenden Materialien besitzt es eine relativ hohe

Lichtdurchlässigkeit. Durch die Variabilität in der Schichtstärke und die individuelle Einfärbbar-

keit hat es jedoch auch eine gewisse Abdeckungsfähigkeit, um verfärbte Pfeilerzähne, Metall-

stümpfe und Implantatabutments erfolgreich zu verbergen. Gemäß dem Vita Lumin Farbschema

stehen für die Gerüsteinfärbung 7 Farbtöne zur Verfügung. Dies unterstützt die Farbauswahl von

der Intaglio-Oberfläche der Restauration bis hin zur externen Ansicht der fertigen Restauration.

Materialien für Zahnrestaurationen unterscheiden sich beim radiografischen Nachweis durch

die folgenden Parametern: Dicke, Dichte, Atomzahl und Photoenergie, die zur Herstellung der

radiografischen Projektion verwendet wurde. Auf Y-TZP basierende Restaurationen haben eine

metallähnliche Röntgensichtbarkeit, die die radiografische Bewertung von Y-TZP basierenden

Brückengerüsten in Bezug auf Randsitz, korrekte Entfernung von überschüssigem Zement

nach der definitiven Zementierung und die Diagnose Sekundärkaries ermöglichen. Verglichen

mit anderen vollkeramischen Materialien werden daher die radiografische Beurteilung und

Diagnose mit Y-TZP basierenden Restaurationen wie dem Lava System erleichtert.

Die Lava CAD-Einheit (Lava Scan) unterstützt das maßgefertigte Design des Gerüsts/Käpp-

chens und kombiniert dabei die traditionellen Konzepte des Designs von Brücken mit den spezi-

fischen materialbedingten Anforderungen. Im Folgenden finden Sie die Daten, die der optische

Scanner an die CAD-Einheit sendet: Form der Stützpfeiler, Abmessungen und Position; Abstän-

de und Form des zahnlosen Kieferkamms; Papillenabmessungen; interokklusale Abstände mit

Hilfe eines Bissregistrat. Anschließend wird mit Hilfe der Daten ein maßgefertigtes virtuellen

Wachsmodell der Restauration konstruiert. Die empfohlene Dicke des Käppchens beträgt min-

destens 0,5 mm, und eine Mindestquerschnittsfläche von 9 mm2 muss für die Verbinder (Kon-

nektoren) erreicht werden. Sobald diese Anforderungen erfüllt sind und der Designschritt abge-

schlossen ist, leitet die Software die Daten an die Fräseinheit weiter (Lava Form). Diese Vor-

gehensweise erleichtert die Herstellung eines gleichbleibenden Gerüsts mit den gewünschten

Dimensionen und unterstützt somit die Langlebigkeit der Restauration, ohne die Gesundheit des

Stützgewebes zu beeinträchtigen.73

Y-TZP Lava-Restaurationen werden aus teilgesinterten Y-TZP Rohlingen (Lava Frame) ge-

fertigt. Sie haben eine kalkige Konsistenz, die schnelle Fräszeiten mit minimaler Abnutzung

der Fräser ermöglicht. Um die Schrumpfung (20–25%) während der Endsinterung auszuglei-

chen, sind die Gerüststrukturen nach dem Fräsen entsprechend vergrößert. Zwei In-vitro-Stu-

dien zur Beurteilung der Passung von Lava Restaurationen ergaben einmal einen Randspalt von

050972_3M_Lava_65-70 11.03.2005 18:33 Uhr Seite 65

3.2 Klinische und labortechnische Betrachtungen

Vorbereitung und Abformung

Die empfohlene Vorbereitung ist vergleichbar mit der von metallkeramischen Restaurationen76,

so dass der Behandler seine vertraute Arbeitsweise beibehalten kann (Abb. 3.2.3):

Abb. 3.1.1: Präoperative okklusale Ansicht

eines Patienten, dem sein linker unterer

erster großer Backenzahn fehlt und dessen

2. Molar eine große Amalgamfüllung auf-

weist. Man beachte die bukko-linguale Weite

des zahnlosen Kamms, die eine adäquate

Weite für den Konnektor einer künftigen

Y-TZP basierten Brücke zulässt.

Abb. 3.2.3: Okklusale Ansicht des für eine Y-TZP basierte

Restauration vorbereiteten Pfeilerzahnes. Man beachte die

peripher abgerundete Schulterlinie.

1. Zahnsubstanzabtragung: Für Frontzahnkronen und Frontzahnbrückenpfeiler: 1,5–2,0 mm

inzisaler Abtrag, 1,0–1,5 mm lingualer Abtrag, und 1,0–1,5 mm bukkaler Abtrag. Für

Seitenzahnkronen und Seitenzahnbrückenpfeiler: 1,5–2,0 mm okklusaler Abtrag, und

1,0–2,0 mm axialer Abtrag.

2. Stumpfkonizität: Eine Konizität von mindestens 4° wird benötigt, damit der Scanner die

Masterform korrekt einlesen kann.

Abb. 3.1.2: Bukkale Ansicht der potenziellen

Pfeilerzähne und des zahnlosen Kamms.

Man beachte die okklusal-gingivale Höhe

des zahnlosen Abschnitts, die eine adäquate

Höhe für den Konnektor einer künftigen

Y-TZP basierten Brücke aufweist.

72±36 µm für Kronenkäppchen (absolute marginal gap) und 38±20 µm (marginal gap) und in

einer zweiten erst kürzlich durchgeführten Studie einen Randspalt von 59±21µm für 3-gliedrige

Brücken (absolute marginal gap) und 25±10 µm (marginal gap).74, 75

Die Lava Verblendkeramik (Lava™ Ceram) ist in Bezug auf physikalische und optische Eigen-

schaften genau auf die Lava Gerüstkeramik abgestimmt. Ein Beispiel hierfür ist die genaue

Übereinstimmung des Wärmeausdehnungskoeffizient der beiden Keramiken (-0.2 ppm). Darü-

ber hinaus ist das System aufgrund seiner mechanischen und optischen Eigenschaften für die

Herstellung von Front- und Seitenzahnkronen, drei- und viergliedrigen Brücken im Front- und

Seitenzahnbereich sowie implantatgestützte Kronen und Brücken besonders geeignet (Abb.

3.1.1, 3.1.2).

66

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67

3. Art und Lokalisation des Kronenrandes: Eine Hohlkehle oder eine Stufe mit abgerunde-

ter Schulter sollten als Präparationsgrenze gewählt werden. Sie sollte leicht supragingi-

val gelegt werden, um die Gesundheit der Gingiva aufrecht zu erhalten und die Abfor-

mung zu erleichtern.

4. Kanten brechen: Alle Winkel sollten abgerundet sein, scharfe Kanten und Unterschnei-

dungen müssen vermieden werden.

Für die detailgetreue Wiedergabe der Stützpfeiler und des zahnlosen Kammes können Standard

Abformungverfahren eingesetzt werden. Darüber hinaus sollte ein Vinylpolysiloxan Biss-

registrat abgenommen und gescannt werden, um die okklusale Ausdehnung der Restauration zu

kontrollieren und die Form des Antagonisten berücksichtigen zu können.

Design und Herstellung von Brücken

Ein Sägeschnittmodel mit separierten, entfernbaren, mit zwei Stiften versehenen Stümpfen wird

aus hellem, hochfestem Gips gegossen. Der Gebrauch von Gipshärtern, Stumpflack und das Mar-

kieren von Restaurationsrändern sollte vermieden werden. In letzterem Fall beeinträchtigt die

Reflexion der meisten Stifte (außer Bleistifte) das Scannen. Die Stümpfe, der zahnlose Kamm

und das Bissregistrat werden gescannt, digitalisiert und stehen virtuel auf dem Monitor zur Verfü-

gung. Die Präparationsgrenzen werden erkannt und automatisch dargestellt, während Wandstärke,

Zementspalt und Kronenrand der Brückenpfeiler vom User für die spezielle Restauration definiert

werden.

Anschließend wird das Brückenglied aus einer Bibliothek ausgewählt und in Relation zu den

Stümpfen, dem zahnlosen Kieferkamm und den Antagonisten positioniert (Abb. 3.2.4, 3.2.5).

Abb. 3.2.4: Bukkale Ansicht der virtuellen

Pfeilerstümpfe und des virtuellen Brücken-

zahnes mit dem virtuellen interokklusalen

Registrat. Man beachte den nötigen Platz

für die Verblendkeramik.

Abb. 3.2.5: Die Konnektoren sind maß-

geschneidert, um die Mindestoberfläche von

9 mm2 zu gewährleisten, ohne das Träger-

gerüst zu beeinträchtigen.

Ähnlich erfolgt das Design der Konnektoren in Relation zu den Pfeilerzähnen, Brückenglie-

dern, approximalen Papillen und der Gegenbezahnung. Ein obligatorischer minimaler Quer-

schnitt von 9 mm2 für die Konnektoren wird sichergestellt (Abb. 3.2.6).

Abb. 3.2.6: Das fertige virtuelle Modell des Gerüsts der

festsitzenden Brücke mit virtuellen Haltestiften (blau).

Die Software berechnet anschließend die Dimensionen der Restauration unter Berücksichti-

gung der zu erwartenden Schrumpfung während der finalen Sinterung. Dadurch wird ein um

den entsprechenden Faktor vergrößertes Gerüst entworfen und aus einem teilgesinterten Roh-

ling (Abb. 3.2.7) gefräst.

050972_3M_Lava_65-70 11.03.2005 18:33 Uhr Seite 67

68

Die durchschnittliche Fräszeit für eine Krone beträgt 35 Minuten und für eine dreigliedrige

Brücke 75 Minuten. In dem Magazin der Fräseinheit haben bis zu 20 Rohlinge Platz, deren

Barcode die benötigten Informationen (Schrumpfparameter etc.) zum Fräsen liefert. Mehrere

Restaurationen können somit über Nacht gefräst werden. Nach der Fertigstellung werden die

Gerüste im gewünschten Farbton gefärbt und gesintert und anschließend die Passung auf dem

Meistermodell überprüft (Abb. 3.2.8).

Einprobe des Brückengerüstes

Die Einprobe des Gerüstes wird im Mund des Patienten vorgenommen, um die Passung und

Randschlussqualität mittels eines Fit-Checkers zu überprüfen (Abb. 3.2.9). Bei Pass-

ungenauigkeiten wird die jeweilige Krone an der entsprechenden Stelle mit einem wasserge-

kühlten Schleifinstrument (Turbine) angepasst.

Abb. 3.2.9: Okklusale Ansicht des auf Y-TZP

basierten Gerüsts im Mund des Patienten

Verblenden

Ein Schichtschema wird dem Keramiker zur Verfügung gestellt, damit er die Lava™ Verblend-

keramik optimal anwenden kann. Sie besteht aus einem 16-stufigen Farbschichtsystem, basie-

rend auf den Vita-Klassik Farben, sowie zusätzlichen Spezialeffekt- und Färbungsmaterialien,

die eine natürliche mit dem Gerüst harmonierende Transluzenz haben (Abb. 3.2.10 – 13).

Abb. 3.2.10+11: Die Intaglio-Oberfläche der fertigen Restauration zeigt die ästhetische Mög-

lichkeiten der Verblendkeramik und seine Anpassung an die Gerüststruktur.

Abb. 3.2.7: Teilgesinterte Y-TZP Rohlinge für

Kronen und Brücken.

Abb. 3.2.8: Bukkale Ansicht des Y-TZP

basierten Brückengerüstes auf dem Master-

modell. Man beachte den hervorragenden

marginaler Randschluss.

050972_3M_Lava_65-70 11.03.2005 18:33 Uhr Seite 68

69

Einpassung und Zementierung

Die fertige Restauration wird im Mund anprobiert und in folgender Reihenfolge beurteilt:

approximale Kontaktstellen, innere Oberfläche der Kronen hinsichtlich der Passung und gingi-

valer Kontakt des Brückenzahns sowie okklusale Kontaktpunkte.

In besonderen Fällen wird eine adhäsive Befestigung mit Ätzung und glashaltigen Keramik-

systemen vorgenommen. Diese basieren auf der Adhäsion zwischen der Keramik und der

Zahnsubstanz mittels Silanschicht, Bondings, Kompositschicht und einer weiteren Adhäsiv-

schicht. Diese Vorgehensweise erhöht die Festigkeit der Restauration deutlich und sichert die

Langlebigkeit. Eine adhäsive Befestigung kann jedoch verfahrensbedingt anfällig sein,

besonders wenn die Präparationsgrenze aufgrund früherer Restaurationen, Karies oder der

Notwendigkeit einer verstärkten Retention im Dentin endet. Hierbei kann eine ausreichende

Trockenlegung vielleicht nicht gewährleistet werden, wodurch es zu einer minderwertigen

Verbundschicht mit Auswirkungen auf die Langlebigkeit der Restauration kommt. Y-TZP-

Stäbe wiesen in In-vitro-Studien77, 78 eine Bruchfestigkeit von 900–1200 MPa auf. Die

Bruchfestigkeit von dreigliedrigen Frontzahnbrücken, die mit Glasionomerzement zementiert

wurden, betrug 1457 N unter Wechselbelastung, was eine 5-jährige klinische Belastung

simuliert und weit über den erforderlichen 1000 N liegt79. Deshalb ist es bei einer Lava Res-

tauration nicht notwendig, eine adhäsive Befestigung vorzunehmen. Sie kann konventionell

mit Glasionomerzement oder lichthärtenden Glasionomerzement eingegliedert werden.

Mittels Röntgenaufnahmen wurde an diesem Beispiel die Passgenauigkeit der Lava™-Res-

taurationen dokumentiert (Abb. 3.2.14, 3.2.15).

Abb. 3.2.12+13: Die bukkale Ansicht der fertigen Restauration auf dem Mastermodell zeigt

die hervorragende Passung nach dem Brennen der Verblendkeramik. Man beachte: offene

gingivale Zwischenräume für eine adäquate Zahnpflege.

Abb. 3.2.14+15: Röntgenaufnahmen von der fertigen Restauration. Man beachte die metall-

ähnliche Röntgentransluzenz der Restaurationen und ihren hervorragenden Sitz.

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70

Abb. 3.2.16+17: Die okklu-

salen Ansichten der fertigen

Restaurationen zeigen ihre

adäquate Form und Ästhetik.

3.3 Ergebnis

Bisherige In-vitro-Daten über das 3M ESPE System Lava™ zu Kronen und Brücken sind viel-

versprechend. Zur Zeit werden klinische Langzeitstudien durchgeführt, um die Dauerfestigkeit

von Brücken zu beurteilen. Die Möglichkeit des Systems, sowohl einzelne Kronen als auch

drei- und viergliedrige Brücken zu entwerfen und herzustellen, vergrößert seinen Anwendungs-

bereich und unterstützt auch einheitliche ästhetische Ergebnisse, wenn für einen Patienten ver-

schiedene Restaurationstypen indiziert sind (Abb. 3.3.16 – 20).

Abb. 3.2.18-20: Die bukkalen und okklusalen

Ansichten der fertigen Restaurationen zeigen

die gute Integration in bestehenden Situatio-

nen.

Außerdem hat der Behandler die Möglichkeit, den Patienten mit metallfreien, ästhetischen Res-

taurationen im Seiten- sowie im Frontzahnbereich zu versorgen. Dies geschieht auf relativ ein-

fache Weise im Wesentlichen mit den herkömmlichen Arbeitsmethoden und ohne technik-

sensitive Verfahren, wie z.B. die Verwendung von Kompositbefestigungswerkstoffen. Die

metallähnliche Röntgensichtbarkeit der Y-TZP Gerüste ist ein weiterer Vorteil, um das System

in der Zahnarztpraxis zu verwenden, denn Röntgendiagnosen und Nachsorgemaßnahmen sind

wie bisher zu evaluieren (Abb. 3.2.14+15). Die notwendigen Konnektorabmessungen von ca.

7 mm2 erlauben den Einsatz des Systems auch im Frontzahnbereich, obwohl hier die interok-

klusalen Abstände oft sehr begrenzt sind.80 Das Lava System ist somit gegenwärtig als eines der

führenden Vollkeramik-System hervorzuheben, das aufgrund der inhärenten mechanischen und

optischen Eigenschaften des Y-TZP Gerüstwerkstoffs und der Lava CAD/CAM Technik für

verschiedenste Indikationen geeignet ist.

Danksagungen: Der Autor möchte Herrn Andreas Saltzer, (Keramikdesign, Mannheim,

Deutschland) für die Herstellung der Restaurationen für diesen Artikel danken.

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Literatur

1. Beuer, F., Fick, K., Erdelt, K.J.,Gernet, W.: Marginale und innere Passung von CAM-

gefrästen Zirkoniumoxid-Einzelkronengerüsten bei unterschiedlichen Präparationswinkeln.

Dtsch Zahnärztl Z 58, 517 (2003).

2. Bornemann, G., Rinke, S., Huels, A.: Prospective clinical trial with conventionally luted

zirconia-based fixed partial dentures – 18-month results. J Dent Res 82, Spec Iss B-117

(Abstract 0842) (2003).

3. Campbell, S.D., Sozio, R.B.: Evaluation of the fit and strength of an all-ceramic fixed parti-

al denture. J Prosthet Dent 59, 301 (1988).

4. Christensen, R.P., Christensen, G.J.: Service potential of all-ceramic fixed protheses in areas

of varying risk. J Dent Res 71, 320 (Abstract 1716) (1992).

5. Claus, H.: Vita In-Ceram, ein neues Verfahren zur Herstellung oxidkeramischer Gerüste für

Kronen und Brücken. Quintessenz Zahntech 16, 35 (1990).

6. Edelhoff, D., Weber, V.: Inlaybrücke mit CAD/CAM-gefertigtem Gerüst aus Zirkonium-

dioxid-Keramik. Quintessenz Zahntech 29, 1022 (2003).

7. Elmiger, R., Hagmann, A., Wohlwend, A., Schärer, P.: Vollkeramikbrücken: Eine Utopie

oder ist die Inkorporation solcher Brücken sinnvoll? Schweiz ZahntechVerein 46, 15 (1989).

8. Evans, A.G., Cannon, R.M.: Toughening of brittle solids by martensitic transformations.

Acta Metall 34, 761 (1986).

9. Evans, A.G.: Perspective on the development of high-toughness ceramics. J Am Ceram Soc

73, 187 (1990).

10. Fairhurst, C.W., Lockwood, P.E., Ringle, R.D., Twiggs, S.W.: Dynamic fatigue of feldspha-

tic porcelain. Dent Mater 9, 269 (1993).

11. Filser, F., Lüthy, H., Kocher, P., Schärer, P., Gauckler, L.J.: Vollkeramischer Zahnersatz im

Seitenzahnbereich. Quintessenz Zahntech 28, 48 (2002).

12. Fischer, H., Weinzierl, P., Weber, M., Marx, R.: Bearbeitungsinduzierte Schädigung von

Dentalkeramik. Dtsch Zahnärztl Z 54, 484 (1999).

13. Fischer, H., Yildirim, M., Schmitz, F., Marx, R.: Festigkeitsminderung von Zirkonoxid-

Abutments infolge der Bearbeitung? Dtsch Zahnärztl Z 54, 443 (1999).

14. Geis-Gerstorfer, J., Fäßler, P.: Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten der Dentalkerami-

ken Zirkondioxid-TZP und In-Ceram. Dtsch Zahnärztl Z 54, 692 (1999).

15. Garvie, R.C., Hannink, R.H., Pascoe, R.T.: Ceramic steel? Nature 258, 703 (1975).

16. Gupta, T.K.: Sintering of tetragonal zirconia and its characteristics. Sci Sinter 10, 205 (1978).

17. Gupta, T.K., Bechtold, J.H., Kuznickie, R.C., Cadorff, L.H., Rossing, B.R.: Stabilisation of

tetragonal phase in polycrystalline zirconia. J Mater Sci 12, 2421 (1977).

18. Hahn, R.: Kennzeichnende Eigenschaften keramischer Restaurationswerkstoffe und deren

Auswirkung auf die klinische Anwendung. Teil 1: Konventionelle Dentalporzellane. Dent

Lab 42, 51 (1994).

19. Hahn, R., Löst, C.: Konventionelle Dentalporzellane versus bruchzähe Hochleistungs-

keramik. Dtsch Zahnärztl Z 47, 659 (1992).

20. Hauptmann, H., Reusch, B.: Investigation of connector cross-sections for 4-unit zirconia

oxide bridges. J Dent Res 82, Spec Iss B-103 (Abstract 0723) (2003).

21. Hauptmann, H., Suttor, D., Frank, S., Höscheler, H.: Material properties of all ceramic

zirconia prostheses. J Dent Res 79, 507 (Abstract 2910) (2000).

22. Hertlein, G., Hiescheler, S., Frank, S., Suttor, D.: Marginal fit of CAD/CAM manufactured

all ceramic zirconia prostheses. J Dent Res 80, 42 (Abstract 49) (2001).

23. Jacobi, R., Shillingburg, H.T., Duncanson, M.G. : Effect of abutment mobility, site, and

angle of impact on retention of fixed partial dentures. J Prosthet Dent 54, 178 (1985).

24. Kappert, H.F., Knode, H.: In-Ceram auf dem Prüfstand. Quintessenz Zahntech 16, 980 (1990).

25. Kappert, H.F., Knode, H., Schultheiss, R.: Festigkeitsverhalten der In-Ceram-Keramik bei

mechanischer und thermischer Wechsellast im Kunstspeichel. Dtsch Zahnärztl Z 46, 129 (1991).

26. Körber, K.H., Ludwig, K.: Maximale Kaukraft als Berechnungsfaktor zahntechnischer

Konstruktionen. Dental-Labor 31, 55 (1983).71

050972_3M_Lava_71-76 Literatur 11.03.2005 18:33 Uhr Seite 71

27. Kon, M., Ishikawa, K., Kuwayama, N.: Effects of zirconia addition on fracture toughness

and bending strength of dental porcelains. Dent Mater J 9, 181 (1990).

28. Kunzelmann, K.-H., Chen, H.Y., Manhart, J., Hickel, R.: Bruchfestigkeit und Ermüdungs-

verhalten von Cerec-Keramikkronen. Dtsch Zahnärztl Z 54, 681 (1999).

29. Lüthy, H., Filser, F., Gauckler, L., Schärer, P.: Reliability of DCM machined zirconia

bridges: comparison for different interdental connector areas. J Dent Res 78, 205 (Abstract

793) (1999).

30. Luthardt, R., Holzhüter, M., Sandkuhl, O., Herold, V., Walter, M.: Festigkeit und Rand-

zonenschädigung von Zirconia-TZP-Keramik nach simulierter Innenbearbeitung von

Kronen. Dtsch Zahnärztl Z 55, 785 (2000).

31. Maier, H.R.: Leitfaden Technischen Keramik; Werkstoffkunde II, Keramik. Selbstverlag

Institut für keramische Komponenten im Maschinenbau, 2. Auflage, Aachen 1991.

32. Marx, R.: Moderne keramische Werkstoffe für ästhetische Restaurationen – Verstärkung

und Bruchzähigkeit. Dtsch Zahnärztl Z 48, 229 (1993).

33. Marx , R., Weber, M., Jungwirth, F., Fischer, H.: Rißparameter und Weibullmodule: unter-

kritisches Risswachstum und Langzeitfestigkeit vollkeramischer Materialien. Dtsch Zahn-

ärztl Z 56, 90 (2001).

34. Matsui, M., Soma, T., Oda, L.: Stress-induced transformation and plastic deformation for

Y2O3-containing tetragonal zirconia polycrystals. J Am Ceram Soc 69. 198 (1986).

35. May, K.B., Russell, M.M., Razzoog, M.E., Lang, B.R.: Precision of fit: The Procera All-

Ceram crown. J Prosthet Dent 80, 394 (1998).

36. Morena, R., Beaudreau, G.M., Lockwood, P.E., Evans, A.L., Fairhurst, C.W.: Fatigue of

dental ceramics in a simulated oral environment. J Dent Res 65, 993 (1986).

37. Munz, D., Fett, T.: Mechanisches Verhalten keramischer Werkstoffe. Springer Verlag, Berlin

– Heidelberg 1989.

38. Pospiech, P.R., Rountree, P.R., Nothdurft, F.P.: Clinical evaluation of zirconia-based all-cera-

mic posterior bridges: two-year results. J Dent Res 82, Spec Iss B-114 (Abstract 0817) (2003).

39. Riedling, W., Kappert, H.F.: Die Belastbarkeit von Hi-Ceram-Vollkeramikbrücken. Quintes-

senz 9, 1493 (1987).

40. Rieger, W.: Aluminium- und Zirkonoxidkeramik in der Medizin. Industrie Diamanten-

Rundschau 2, 116 (1993).

41. Rieth, P.H., Reed, J.S., Naumann, A.W.: Fabrication and flexural strength of ultra-fine

grained yttria-stabilized zriconia. Bull Am Ceram Soc 55, 717 (1976).

42. Rosentritt, M., Behr, M., Lang, R., Kleinmayer, S., Handel, G.: Fracture strength of tooth

colored posterior fixed partial dentures. J Dent Res 80, 57 (Abstract 174) (2001).

43. Sailer, I., Lüthy, H., Feher, A., Schumacher, M., Schärer, P., Hammerle, C.H.F.: 3-year

clinical results of zirconia posterior fixed partial dentures made by Direct Ceramic Machi-

ning (DCM). J Dent Res 82, Spec Iss B-103 (Abstract 0074) (2003).

44. Schwickerath, H.: Dauerfestigkeit von Keramik. Dtsch Zahnärztl Z 41, 264 (1986).

45. Schwickerath, H., Coca I.: Einzelkronen aus Glaskeramik. Phillip J 6, 336 (1987).

46. Schwickerath, H.: Vollkeramische Brücken – Die Dicor-Glaskeramik. Dent Lab 36, 433

(1988).

47. Schwickerath, H.: Vollkeramische Brücken – Gerüste aus Kern- oder Hartkernmassen. Dent

Lab 36, 1081 (1988).

48. Schwickerath, H: Neue Keramiksysteme unter Dauerbeanspruchung. Quintessenz Zahntech

20, 1495 (1994).

49. Seghi, R.S., Sorensen, J.A.: Relative flexural strength of six new ceramic materials. Int J

Prosthodont 8, 239 (1995).

50. Setz, J., Simonis, A., Diehl, J.: Klinische und zahntechnische Erfahrungen mit vollkerami-

schen Brücken. Dent Lab 37, 1425 (1989).

51. Smyd, E.: Fixed partial dentures. The role of torque, torsion, and bending in prosthodontic

failures. J Prosthet Dent 11, 95 (1961).

52. Sorensen, J.A., Cruz, M., Mito, W.T., Raffeiner, O., Meredith I.I.R.: A clinical investigation

on three-unit fixed partial dentures fabricated with a lithium disilicate glass-ceramic. Pract

Periodont Aesthet Dent 11, 95 (1998).72


53. Spur, G.: Keramikbearbeitung – Schleifen, Honen, Läppen, Abtragen. Carl Hanser Verlag,

München –Wien 1989.

54. Stevens, R.: Engineering properties of zirconia. In: Engineered materials handbook. ASM

International, Vol 4, USA 1991.

55. Strietzel, R.: FutureDent – Preisgünstiger Zahnersatz mit Hilfe eines CAD/CAM-Systems.

Quintessenz Zahntech 27, 970 (2001).

56. Sturzenegger, B., Fehér, A., Lüthy, H., Schumacher, M., Loeffel, O., Filser, F., Kocher, P.,

Gauckler, L., Schärer, P.: Klinische Studie von Zirkonoxidbrücken im Seitenzahngebiet

hergestellt mit dem DCM-Verfahren. Acta Med Dent Helv 5, 131 (2000).

57. Theunissen, G.S.A.M., Bouma, J.S., Winnbust, A.J.A., Burggraaf, A.J. : Mechnanical

properties of ultra-fine grained zirconia ceramics. J Mater Sci 27, 4429 (1992).

58. Tietz, H.D. : Technische Keramik: Aufbau, Eigenschaften, Herstellung, Bearbeitung,

Prüfung. VDI-Verlag, Düsseldorf 1994.

59. Tinschert, J., Natt, G., Doose, B., Fischer, H., Marx, R.: Seitenzahnbrücken aus hochfester

Strukturkeramik. Dtsch Zahnärztl Z 54, 545 (1999).

60. Tinschert, J., Natt, G., Jorewitz, A., Fischer, H., Spiekermann, H., Marx, R.: Belastbarkeit

vollkeramischer Seitenzahnbrücken aus neuen Hartkernkeramiken. Dtsch Zahnärztl Z 55,

610 (2000).

61. Tinschert, J., Natt, G., Mautsch, W., Augthun, M., Spiekermann, H.: Fracture strength of

lithium disilicate-, alumina- and zirconia-based three-unit fixed partial dentures. Int J Pros-

thodont 14, 231 (2001).

62. Tinschert, J., Natt, G., Mohrbotter, N., Spiekermann, H.: In-vitro-Untersuchung zur Dauer-

festigkeit glasinfiltrierter und polykristalliner Oxidkeramiken für Kronen- und Brücken-

gerüste. (Veröffentlichung in Vorbereitung)

63. Tinschert, J., Natt, G., Spiekermann, H.: Aktuelle Standortbestimmung von Dentalkerami-

ken. Dent Praxis 43, 293 (2001).

64. Tinschert, J., Schimmang, A., Fischer, H., Marx, R.: Belastbarkeit von zirkonoxidverstärkter

In-Ceram Alumina-Keramik. Dtsch Zahnärztl Z 54, 695 (1999).

65. Tinschert, J., Zwez, D., Marx, R., Anusavice, K.J.: Structural reliability of alumina-, feld-

spar-, leucite-, mica- and zirconia-based ceramics. J Dent 28, 529 (2000).

66. Tosoh Zirconia Ceramics: Technical Bulletin. Tosoh Corporation, Tokyo, Japan 2000.

67. Weibull, W.: A Statisitical Distribution Function of wide applicaility. J Appl Mech 18, 293

(1951).

68. White, S.N.: Mechanical fatigue of a feldsphatic dental porcelain. Dent Mater 9, 260 (1993).

69. Wiederhorn, S.M.: Moisture assisted crack growth in ceramics. Int J Frac Mech 4, 171 (1968).

70. Wolz, S.: Das Wol-Ceram-EPC-CAM-System. Teil 1. Dent Lab 50, 1447 (2002).

71. Wolz, S.: Das Wol-Ceram-EPC-CAM-System. Teil 2. Dent Lab 50, 1637 (2002).

72. Christel P, Meunier A, Heller M. Mechanische Eigenschaften und Kurzzeit in-vivo Beurtei-

lung von Yttriumoxid-teilstabilisiertem Zirkonium. J Biomed Mater Res 1989;23:45-61.

73. Suttor D, Bunke K, Hoescheler S, Hauptmann H, Hertlein G. Lava – Das System für Voll-

keramik ZrO2 Kronen- und Brückengerüste. Int J Computerized Dent 2001;4:195-206.

74. Hertlein G, Hoescheler H, Frank S, Suttor D. Randsitz von mittels CAD/CAM hergestell-

ten Vollkeramik Zirkonium-Prothesen. (abstract 49) J Dent Res 2001;80:492.

75. Hertlein G, Kraemer M, Sprengart T, Watzek K. Fräszeiten und Randsitz von mittels

CAD/CAM hergestellten Zirkonium Restaurationen. J Dent Res 2003. Abstract 1455.

76. Lava Vollkeramik System Technisches Produkt Profil, 3M ESPE, 2002.

77. Hauptmann H, Suttor D, Frank S, Hoescheler H. Materialeigenschaften von vollkerami-

schen Zirkonium Prothesen. (2910) J Dent Res 2000;79:507.

78. Suttor D, Hauptmann H, Frank S, Hoescheler S. Bruchfestigkeit von Frontzahn-Vollkera-

mik-Zirkonium-Brücken. (Abstract 910) J Dent Res 2001;80:640.

79. P. Rountree, F. Nothdurft, P. Pospiech. In-vitro Untersuchungen über die Bruchfestigkeit

von vollkeramischen Frontzahnbrücken aus ZrO2-Keramik. (Abstract 173) J Dent Res

2001;80:57.

80. Raigrodski AJ, Saltzer AM. Klinische Fallstudien für vollkeramische festsitzende Teil-

prothesen. Pract Proced Aesthet Dent 2002 Jun-Jul;14(5):411-9.73


Weiterführende Literatur

• Claussen, N.: Verstärkung keramischer Werkstoffe. DGM Informationsgesellschaft Verlag

1992

• Frechette, V.D.: Failure Analysis of brittle materials. The American Ceramic Society 1990

• Heuchtel, H, Heuchtel, G, Wucher, K.: ABC Keramik, VEB Dt. Verlag, 1990

• Höland, W., Beall, G.: Glass ceramic technology. American Ceramic Society 2002

• Informationszentrum Technische Keramik (IZTK): Brevier Technische Keramik,

Fahner Verlag 1999

• Magne, P., Belser, U.: Bonded porcelain restorations. Quintessence Books 2002

• Mörmann, W.H. (ed): CAD/CIM in esthetic dentistry. Quintessence Books 1996

• Preston, J.D.: Perspektiven der Dentalkeramik. Quintessenz Verlag 1989

• Roulet, J.-F., Degrange, M.: Adhesion-the silent revolution in Dentistry. Quintessence Books

2000

• Schumacher, G.H., Schmidt, H., Richter, W.: Anatomie und Biochemie der Zähne. VEB

Verlag 1990

• Spur, G.: Keramikbearbeitung Hanser Verlag 1989

• Tietz, H.-D.: Technische Keramik. VDI Verlag 1994

Literatur zu 3M ESPE Lava™ Kronen und Brücken

1. M. Brunner, P. Hölldampf (dental-labor, XLIX, Heft 3/2001)

Lava – heißes Magma oder CAD/CAM-Hightech?

2. D.Suttor, H.Hauptmann, S.Höscheler, G.Hertlein, K.Bunke (Quintessenz Zahntech 27, 9,

1019-1026 (2001))

Das LAVA-System von 3M ESPE für vollkeramische ZrO2-Kronen- und Brückengerüste

3. D. Adolph (Dent-Trend; Sept. 2000)

Dentalwerkstoff der Zukunft: ESPE Zirkonoxidkeramik – LAVA

4. K.Bunke (Dent-Trend, März 2001)

Mit LAVA Zirkonoxidkeramik eröffnen sich neue Möglichkeiten

5. S.Witkowski (Zahntech Mag 5, 230 (2001))

Vorhang auf für Lava

6. G.Hertlein, S.Höscheler, S.Frank, D.Suttor (AADR 2001, Abstract #1092)

Marginal Fit of CAD/CAM Manufactured All Ceramic Zirconia Prostheses

7. D.Suttor (DZW-ZahnTechnik 4/02)

Ob grün, gesintert oder gehippt – ein Vergleich lohnt sich

8. D.Suttor, S.Hoescheler, H.Hauptmann, G.Hertlein, K.Bunke (Quintessenz 52, 8, 805-808

(2001))

LAVA – das neue System von 3M ESPE für vollkeramische ZrO2-Kronen- und Brücken-

gerüste

9. Ch.Clauss (Sonderdruck aus ZMK 6/2002)

Vollkeramischer Zahnersatz auf Basis von gefrästem Zirkonoxid

10. P.Pospiech, J.Schweiger, J.Meinen (Sonderdruck aus dental labor, 1/2002)

Vom Zirkonoxidgerüst zur Lava-Vollkeramik

11. A.Piwowarczyk, P. Ottl, H.-Ch.Lauer, T.Kuretzky (Sonderdruck aus „Die Quintessenz“,

1/54. Jahrg., Januar 2003)

LAVA – ein innovatives Vollkeramiksystem

12. A.J.Raigrodski (Pract Proced Aesthet Dent 2003;15(6):469-476)

Clinical and Laboratory Considerations for the Use of CAD/CAM Y-TZP-Based Restora-

tions

13. R.Perry, G.Kugel, J.Orfanidis (January 2003; Dental Products Report)

Creating 2 new cantral crowns using the Lava all-ceramic system

14. J.A.Sorensen (Quintessence of Dental Technology, 2003, Vol. 26)

The Lava System for CAD/CAM Production of High-Strength Precision Fixed Prosthodon-

tics74


15. T.F.Trinkner, M. Roberts (Synergy, May 2003, Vol. 2 No. 2, Page 3–7)

Placement of an All-Ceramic, Three-Unit Posterior Bridge Fabricated with Esthetic and

Durable Zirconium-Oxide Connectors

16. S.Reich (DZW-Zahntechnik 12/03, 23-24)

„Sehr gute Ästhetik – vom Gerüst bis hin zur Verblendung“

17. M.Th.Firla (DZW, 9/04, 18)

Funktionalität und Ästhetik vollkeramischer Kronen und Brücken sind ausgereift

18. S. Reich (dental-labor, LII, Heft 6/2004, 973-979)

Grünbearbeitung von Zirkondioxid – Neue Möglichkeit in der CAD/CAM-Technologie

19. H. Bellmann (dental dialogue, 5. Jahrgang 2004, 46-49)

Die Zukunft ist farbig – Zirkonoxid, eine Alternative zur Gusstechnik

Siehe auch Technische Produktprofile der einzelnen 3M ESPE Produkte

Warenzeichen

3M, ESPE, Garant, Adper, Aplicap, Clinpro, Compolute, Concise, EBS, Elipar, Filtek, Impre-

gum, Imprint, Ketac, Lava, L-Pop, Paradigm, Penta, Permadyne, Position, Prompt, Protemp,

RelyX, Rocatec, Silorane, Sinfony, Sof-Lex, Vitrebond,Vitremer, Z100 sind Warenzeichen von

3M oder 3M ESPE AG.

In-Ceram, YZ-Cubes sind ein Warenzeichen von Vita Zahnfabrik.

Empress ist ein Warenzeichen von Ivoclar Vivadent.

Procera ist ein Warenzeichen von Nobel Biocare.

Cerec und Cerec Inlab sind Warenzeichen von Sirona.

Mirage ist ein Warenzeichen von Chameleon Dental Products.

Optec ist ein Warenzeichen von Jeneric/Pentron.

Everest ist ein Warenzeichen von KaVo.

DCS ist ein Warenzeichen von DCS Dental AG.

Dicor ist ein Warenzeichen von Corning Glass Works.

Silicoater ist ein Warenzeichen von Heraeus Kulzer.

© 3M ESPE 2004. All rights reserved.

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Kontaktadressen:

Prof. Dr. Peter Pospiech

Universität Homburg

Zentrum für ZMK, Klinik für Zahnärztl. Prothetik & Werkstoffkunde, Gebäude 71.2

D-66421 Homburg / Saar

Email: [email protected]

PD Dr. Joachim Tinschert

Klinik für Zahnärztliche Prothetik der Medizinischen Fakultät der RWTH Aachen

Pauwelsstr. 30

D-52074 Aachen

ZTM Gerd Natt

Dental Technik GmbH G. Natt

Beuelsweg 22 2x

D-50733 Köln


3M ESPE AG · ESPE PlatzD-82229 Seefeld · GermanyFreecall 0800-2 75 37 73Freefax 0800-3 29 37 73E-mail: [email protected]: http://www.3mespe.com

Empress, Celay, InCeram, HiCeram, VITA,Vitadur, Cerec, Procera, Dicor, DCS Cerapearlare not trademarks of 3M or 3M ESPE AG.3M, ESPE, Lava, Rocatec, Cojet, Ketac,RelyX, Procem, Scutabond NR, are trade-marks of 3M or 3M ESPE AG.

3M (Schweiz) AG3M ESPE Dental ProductsEggstrasse 938803 RüschlikonTelefon 044 7 24 93 31Telefax 044 7 24 92 38

3M Österreich GmbHBrunner Feldstraße 93A-2380 PerchtoldsdorfTelefon 00431 866 86-434Telefax 00431 866 86-330E-mail: [email protected] 70

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