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Gesichtspunkte zur Präparation von CAD/CAM-gefertigten Restaurationen – Teil 1

Drucken Von Dr. med. dent. Jan Hajtó aktualisiert am 07.06.2010

Bei der Arbeit mit CAD/CAM-gefertigter Vollkeramik muss der Zahnarzt aufgrund der Materialeigenschaften von Keramik bei der Präparation bestimmte Aspekte beachten, soll der (langfristige) Erfolg der Arbeit gewährleistet sein. Auch über die Anforderungen hinaus, die sich aus dem Material ergeben, gilt, dass aufgrund der Fertigungs- und Digitalisierungstechnologie von CAD/CAM-Systemen spezielle Regeln für die Präparation eingehalten werden müssen, so z. B. hinsichtlich Mindestmaterialstärken, Präparationswinkel und Präparationsgrenze. Die Präparationsregeln für adhäsiv befestigte Keramikrestaurationen aus Glaskeramik (Inlays, Teilkronen, Kronen) sowie zementierte Versorgungen aus Oxidkeramik (Kronen, Brücken, Primärteile) werden nachfolgend einzeln vorgestellt.

Abb. 1: Platzbedarf für vollkeramische Kronen.

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Die CAD/CAM-Technologie ist heute aus der Herstellung von Zahnersatz nicht mehr wegzudenken. Die Mehrzahl der derzeitigen CAD/CAM-Systeme sind Verfahren, bei denen Halbfertigteile für das Zahnlabor erstellt werden. Während in diesem Bereich bereits seit Jahren eine Vielzahl von Anbietern existiert, sind in den Segmenten der vollanatomischen bzw. einsetzfertigen Restaurationen sowie bei den Zahnarzt-Scansystemen zukünftig die interessanteren Entwicklungen zu erwarten. Insbesondere die Kombination einer Digitalisierung in der Praxis mit einer ausgelagerten industriellen Herstellung erscheint hinsichtlich des optimalen Einsatzes von Ressourcen und Skaleneffekten als sinnvoll und stellt möglicherweise die Richtung dar, in die sich CAD/CAM für den Zahnarzt entwickeln wird. CAD/CAM und die damit verbundenen klinischen Kenntnisse gewinnen demnach für den Zahnarzt zunehmend an Relevanz. Bereits heute wird eine Vielfalt von Versorgungen und Materialien über computergesteuerte und maschinelle Prozesse bearbeitet. Für den Zahnarzt ist die Kenntnis der durch die im Gegensatz zur traditionellen händischen Herstellungsweise unterschiedlichen Voraussetzungen und Gegebenheiten von großer Bedeutung, soll die neue Technologie erfolgreich eingesetzt werden. Das ist besonders bei keramischen Werkstoffen entscheidend, da diese aufgrund

Abb. 2: Scan eines klinischen Beispieles mit zu geringem okklusalem Freiraum in Fehlfarbendarstellung. In den roten Bereichen beträgt der Abstand zum Antagonisten weniger als 0,4 mm. Dies ist für eine vollkeramische Versorgung nicht ausreichend.

ihrer Materialeigenschaften grundsätzlich frakturanfälliger sind als Metalle. Die folgende Übersicht soll die wichtigsten Basics darlegen, die für den Zahnarzt klinisch bei der Arbeit mit CAD/CAM-gefertigter Vollkeramik zu beachten sind.

Die Präparationsregeln für adhäsiv befestigte Keramikrestaurationen aus Glaskeramik (Inlays, Teilkronen, Kronen) sowie zementierte Versorgungen aus Oxidkeramik (Kronen, Brücken, Primärteile) folgen gemeinsamen Prinzipien, weisen aber auch Unterschiede auf. Sie werden nachfolgend einzeln behandelt.

1. Kronen

CAD/CAM-gefertigte vollkeramische Einzelkronen sind heute in zwei Hauptvarianten verfügbar:

a) Glaskeramikkrone z. B. aus leuzitverstärkter Silikatkeramik (IPS Empress CAD) oder Lithiumdisilikat (IPS e.max CAD)

b) zirkonoxidgestützte Kronen, entweder handverblendet oder mittels CAD/CAM mit einer Verblendung versehen (z. B. Infix^® oder Lava Digital Veneering System)

Platzbedarf

Abb. 3: Scan eines klinischen Beispiels: Kronenpräparation mit ausreichendem Substanzabtrag.

Sofern Dentalkeramik nicht mittels Säure-Ätztechnik auf Zahnschmelz verklebt wird, müssen Mindeststärken eingehalten werden. Bei Glaskeramikkronen ist dies erforderlich, um eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten, bei verblende ten Zirkonoxidkronen, um den Platz für die Verblendung und eine ausreichende Ästhetik zu erzielen. Für beide Kronen ist der optimale Platzbedarf identisch (Abb. 1).

Die Unterschreitung der Mindeststärke stellt einen der häufigsten Fehler dar. Bei Glaskeramikkronen steigt dadurch das Risiko einer Komplettfraktur deutlich an. Von Platzmangel betroffen sind meist linguale Höcker, die einer visuellen Kontrolle bei geschlossenem Mund von bukkal schlecht zugänglich sind. Im Zweifelsfall sollten mithilfe eines Bissregistrates z. B. aus Aluwachs und Vermessung mit einem Tasterzirkel die Platzverhältnisse überprüft werden. In Zukunft werden Intraoralscanner auch hier sicher Möglichkeiten bieten, den Substanzabtrag während der Präparation chairside schnell und einfach zu

Abb. 4: Spitze Kanten und Grate erhöhen die Zugspannung auf die Unterseite der Keramik. Links: Hauptnormalspannung 233 N/ mm2, rechts optimierte Präparationsform: Hauptnormalspannung mit 106 N/mm2 nur halb so hoch2 (Bild mit freundlicher Genehmigung von Univ.-Prof. Gerwin Arnetzl, Graz).

überprüfen und zu visualisieren. Ein genügender Abstand zum Antagonisten muss auch bei exzentrischen Unterkieferbewegungen gegeben sein. Auch dies ist während der Präparation zu prüfen. In den Abbildungen 2 und 3 sind farbkodierte Abstandsanalysen zum Antagonisten in einem ungünstigen und in einem korrekt präparierten Fall dargestellt.

Während bei Molaren durch die in Abbildung 1 und 3 angegebenen Präparationswerte die Vitalität des Zahnes nicht gefährdet ist, empfiehlt sich bei Prämolaren und Frontzähnen ein etwas geringerer zirkulärer Abtrag von maximal ca. 0,8 mm¹. Entscheidend für die Bruchfestigkeit von Vollkeramikkronen ist allerdings in jedem Fall eine ausreichende okklusale Materialstärke.

Material- und CAD/CAM-gerechte Präparation

Keramik ist auf Zugspannungen nur schwach belastbar. Dies bedeutet klinisch, dass alle scharfen Kanten und Grate innerhalb der Präparation unbedingt zu vermeiden sind (Abb. 4).

Bei Kronenstumpfpräparationen ist dies am einfachsten und zuverlässig mit

Abb. 5: Schematische Darstellung des Prinzips der Fräserradiuskorrektur: a) zu fertigende Geometrie (weiß), b) Werkzeug (blau) und nicht zugängliches Restmaterial (rot), c) notwendige zusätzliche Eindringtiefe, d) Fräserradiuskorrektur (hellgrau), e) Schleifergebnis nach vollständiger Bearbeitung.

Abb. 6: Kanten und Grate innerhalb einer Präparation werden für die CAD/CAM-Fertigung von der Fräserradiuskorrektur hohlgelegt. Das kann zu einer verminderten Passung führen (Software: absolute Ceramics).

rotierenden Polierscheibchen zu erreichen. Mit der Fingerkuppe wird taktil geprüft, ob sich der Stumpf spitz anfühlt. Deutlich spürbare Kanten müssen abgerundet werden. Das Abrunden der Geometrien ist auch aus einem technologiebedingten Grund von Bedeutung: Die CNC-Fertigung ist nämlich eine abtragende Fertigung. Die aus dem Block geschliffenen Teile werden mittels rotierender Instrumente mit definiertem Durchmesser herausgearbeitet. Eine positive Kante in der Präparation muss als Vertiefung an der Unterseite der Restauration ausgeschliffen werden. Ist das Bearbeitungswerkzeug größer dimensioniert als der zu entfernende Bereich, dann resultiert zwangsläufig eine zusätzliche Materialentfernung. Dies wird als so genannte Fräserradiuskorrektur bereits in der Modelliersoftware von CAD/CAM-Systemen angelegt (Abb. 5). Je mehr auf diese Weise korrigiert werden muss, desto schlechter ist letztendlich die Passung des Werkstücks (Abb. 6). Ungünstigerweise resultieren daraus auch verminderte Materialstärken.

Konizität der Stümpfe

Für vollkeramische Versorgungen wird ein Präparationswinkel von 2 x 3–6° empfohlen. Dies ist etwas mehr als bei Gusskronen (2 x 2°). Allerdings ist diese Empfehlung im klinischen Alttag schwer exakt umzusetzen. Daneben hängt der ideale Konus immer auch von der Stumpfhöhe und dem Stumpfdurchmesser ab. Grundsätzlich sollte bei kurzen, breiten Stümpfen etwas steiler und bei langen

Abb. 7: Verschiedene Präparationswinkel. Der Präparationswinkel ist der Winkel, um welchen die Steigung der Präparation von der Kronenlängsachse abweicht. Für vollkeramische Kronen liegt der ideale Bereich bei 3–6°.

schmalen Stümpfen etwas konischer präpariert werden. Ein geometrischer Halt soll bei Kronen und Brücken auf jeden Fall vorhanden sein. Untersuchungen zeigten, dass im praktischen Alltag in der Regel mit Präparationswinkeln von im Mittel 7°–10° zu konisch präpariert wird^3,4. Die Abbildung 7 veranschaulicht den Unterschied.

Lesen Sie weiter in Teil 2:
Gesichtspunkte zur Präparation von CAD/CAM-gefertigten Restaurationen – Teil 2

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Literaturverzeichnis

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