Prothetik


Lithiumdisilikat, die unbemerkte Revolution in der Vollkeramik? Teil 2

Abb. 1: Zustand nach Kronenpräparation.
Abb. 1: Zustand nach Kronenpräparation.

Der Dentalmarkt stellt für die Vollkeramik ein breites Materialangebot zur Verfügung, das verschiedene Materialgruppen beinhaltet. Die Autoren des folgenden Beitrages haben sich bereits im 1. Teil Ihres Beitrages gefragt, welches Material aus der Fülle des Angebotes ihren Anforderungen und denen ihrer Patienten gerecht wird. Zirkoniumdioxid, Glaskeramik, Lithiumdisilikat, Feldspatkeramik sind die Vollkeramikmaterialien, die sie am häufigsten in ihrer Praxis nutzen. Ihr Einsatz erfolgt situationsbedingt, wie der nachfolgende Materialvergleich anhand dieser vier Keramiken eines Herstellers beispielhaft und unter Einbeziehung der Produktcharakteristika erläutert.

Die Materialwahl sollte keine Bauchentscheidung sein, steht und fällt doch mit ihr der Erfolg ein jeder Versorgung. Dennoch setzen sich die wenigsten gerne mit Werkstoffkunde auseinander. Sie ist oftmals ein Buch mit sieben Siegeln. Überwindet man sich nun doch und setzt sich mit Scherspannungen, Biegefestigkeit und Co. auseinander, verliert man in der Regel schnell den Überblick und damit jede Motivation für diese Thematik. Hier werden uneinheitliche Angaben in Shore-, Vickers- und Brinell-Härte gemacht, aus Biege- und Spannungsversuchen gewonnene Daten kann man nicht miteinander vergleichen, die abstrakte Datengewinnung klinischer Studien lässt kaum Rückschlüsse auf die Praxistauglichkeit der Werkstoffe zu. Hat man es doch geschafft, für die in der eigenen Praxis benutzten Materialien zum Beispiel jeweils einen Wert für „Biegefestigkeit“ zu finden, stellt sich die Frage, ob die genannte Biegefestigkeit durch einen Drei- oder Vierpunkt- oder gar einen biaxialen Biegeversuch ermittelt wurden und ob diese Angaben eigentlich miteinander vergleichbar sind.

Materialvergleich: Anwendung erfolgt situationsabhängig

Gerne würden wir an dieser Stelle einen „Universalplan“ präsentieren, doch leider gibt es für dieses Problem keine Patentlösung. So, wie es auch nicht „die“ Wunderkeramik gibt. Mit diesem Artikel möchten wir über unsere Erfahrungen berichten.

  • Abb. 2: Angefertigte Kronen zum Vergleich.

  • Abb. 2: Angefertigte Kronen zum Vergleich.
Zirkoniumdioxid, Glaskeramik, Lithiumdisilikat, Feldspatkeramik sind die Vollkeramikmaterialien, die wir am häufigsten nutzen. Diese sind anwenderfreundlich und haben die besten Langzeiterfolge. Je nach klinischer Situation zeigen sich die materialbedingten Vor- und Nachteile der verschiedenen Keramiken.
Aus diesem Grund haben wir verschiedene Materialien eines Herstellers (Ivoclar Vivadent/Schaan) einem Vergleich unterzogen. In einem Patientenfall, bei welchem vier Frontzahnkronen hergestellt werden sollten (Abb. 1), wurden für den Vergleich insgesamt sechzehn Frontzahnkronen angefertigt und zwar aus Zirkon (e.max ZirCAD), Lithiumdisilikat LT (e.max CAD TL), Lithiumdisilikat MO (e.max CAD MO) und Glaskeramik (Empress CAD Multi) (Abb. 2).

Vergleich der verschiedenen Materialien

Zirkoniumdioxid

Zirkoniumdioxid findet sowohl bei den Behandlern als auch bei den Patienten große Akzeptanz. Durch die hohe Biegefestigkeit von ca. 1.000 MPa1,2,8 und seine Farbe gibt es ein sehr weites Indikationsgebiet. Besonders bei großen Spannweiten bei Brückenversorgungen und in kritischen Bereichen wird es gerne als Metallalternative herangezogen3,5,19,20. Patienten bewerten das im Vergleich zur VMK weit reduzierte Allergiepotenzial als besonders positiv und die gelegentlich im Laufe der Zeit durch Zahnfleischrückgang entstehenden weißen Ränder werden von ihnen meist wesentlich besser toleriert, als dunkle Metallränder an vergleichbaren Stellen4,5,21. Auch erfolgt bei Zirkongerüsten keine Penetration von Metallionen in das gingivale Gewebe6.
Die Verarbeitung von Zirkoniumdioxid gehört in erfahrene Zahntechnikerhände. Die von den Herstellern ausgesprochenen Verarbeitungshinweise müssen exakt eingehalten werden, um Chipping und Frakturen zu vermeiden7. Zudem ist eine entsprechende technische Ausstattung notwendig. Werden industriell vorgefertigte Rohlinge mit subtraktiven Methoden (CAD/CAM) bearbeitet, hat man allerdings nahezu konstante optimale mechanische Eigenschaften5.
Zur Festigung der zumeist verwendeten Weißlinge ist ein ca. achtstündiger Sinterungsbrand im speziellen Sinterofen notwendig. Die gesamte weitere Verarbeitung des Werkstückes muss ebenso im zahntechnischen Labor mit entsprechend geschulten Technikern erfolgen. Bei der Präparation muss sich der Zahnarzt an den üblichen Präparationsregeln für Vollkeramikversorgungen orientieren, für Gerüst und Verblendung ist ein Materialabtrag von mindestens 1,5 mm notwendig. Dem Zahnarzt steht es frei, je nach persönlicher Vorliebe den Zahnersatz konventionell oder adhäsiv zu befestigen, wodurch wiederum ein breiteres Indikationsfeld und erhöhte Anwenderakzeptanz für die tägliche Praxis entsteht. Intraorale Korrekturen sollten auf ein Minimum reduziert werden. Nach Einschleifmaßnahmen an der Gerüststruktur muss unbedingt darauf geachtet werden, einen Regenerationsbrand durchzuführen. Wurden Korrekturen an der Verblendung vorgenommen, muss zwingend eine ausgedehnte Politur erfolgen, da verbleibende Rauigkeiten Verblendfrakturen auslösen können12. Insgesamt ist die Fertigung von Zirkonoxidrestaurationen ausgesprochen zeitintensiv und techniksensitiv. Als durchschnittliche Arbeitszeit kann (inklusive Konstruktion, Ausschleifen, Reinigungsbrand, Sinterungsbrand, ggf. Aufpassen mit Regenerationsbrand, Verblendung, Glanzbrand etc.) für eine Einheit mit etwa 11 Stunden kalkuliert werden. Bedingt durch die lange Verarbeitungszeit ergeben sich selbstverständlich auch relativ hohe Herstellungskosten. Typische „Chairside-Behandlungen“ sind bei dieser Fertigungstechnik ausgeschlossen. Dank neuer Sinterungsöfen und neuer Verfahrenstechniken (Vita Multilayer- und Ivoclar CAD-on-Brückentechnik) ist es möglich, die Sinterung auf 90 Minuten zu reduzieren. Mit diesem Equipment sind unter Berücksichtigung aller Arbeitsschritte chairside gefertigte Brücken innerhalb eines Tages möglich.

Glaskeramik

Glaskeramiken zeigen im Vergleich zu Zirkoniumdioxid eine deutlich geringere Biegefestigkeit von ca. 120 MPa9,22. Bei auftretenden Kaukräften von ca. 250 N im Frontzahnbereich, im Prämolarenbereich von ca. 350 N und im Molarenbereich von ca. 500 N10,11 stellt sich die Frage, ob nur ca. 10 % der Biegefestigkeit des Zirkoniumoxids ausreichend ist, adäquaten Zahnersatz herzustellen, bzw. es ist zu hinterfragen, ob ein Material mit 1.000 MPA z. B. bei Einzelzahnkronen tatsächlich notwendig und sinnvoll ist.
Zirkongerüste werden bei uns mit Verblendkeramik finalisiert. Vergleicht man die Werte der Biegefestigkeit einer vom Techniker hergestellten Verblendung, welche zwischen 60 und maximal 120 MPa2,13 liegen kann, so liegt die Glaskeramik mit ihrer Biegefestigkeit am oberen Ende dieser Werte, welche durch die manuelle Herstellung möglich sind. Das heißt, die 1.000 MPa des Zirkongerüstmaterials haben letztendlich keinen Einfluss darauf, wie sich die Verblendstruktur klinisch bewährt. Ein Misserfolg, zum Beispiel in Form von Chipping, liegt ausschließlich in der Verblendstruktur oder dem Verbund der Verblendstruktur zum Zirkon begründet. Zirkon wird bei uns zzt. nicht für vollformatig ausgeschliffene Kronen oder Brücken verwendet. Wir befürchten, dass es infolge der Materialeigenschaften der von uns angewendeten Zirkonkeramiken bei antagonistischem Kontakt zu den Zähnen im Gegenkiefer zu Abrasionen, Überempfindlichkeiten bis hin zu pulpitischen Beschwerden kommen könnte14,15.
Die sowohl in poly- als auch monochromatischer Fertigung erhältlichen Glaskeramiken sind aufgrund ihrer Transluzenz und Fluoreszenz besonders für ästhetische Restaurationen im Frontzahnbereich geeignet. Sie ähneln in ihren Materialeigenschaften dem natürlichen Zahn, hervorzuheben ist hierbei das zahnähnliche Abrasionsverhalten16. Sie können nach vollformatigem Ausschleifen recht einfach durch Politur oder Glanzbrand finalisiert werden, oder je nach Wunsch des Behandlers und des Patienten, einer Individualisierung durch Bemalung unterzogen werden. Bei diesem Vorgehen eignen sich Glaskeramiken besonders für chairside-Behandlungen. Die Arbeitsschritte können deshalb vom Behandler selbst oder einer entsprechend geschulten Assistenz durchgeführt werden, jedoch ist hierzu die entsprechende technische Ausrüstung in Form eines Standardkeramikofens notwendig. Auch kann eine Individualisierung durch Verblendung (nach Cut-back) durchgeführt werden. Die Glaskeramiken sind sehr vielseitig verwendbar, jedoch müssen sie adhäsiv eingesetzt werden, weshalb weit subgingivale Präparationen nicht mit Glaskeramik versorgt werden können. Der Materialabtrag sollte bei ca. 1 mm liegen, um ausreichende Schichtdicken zu erzielen. Es ist hier wie bei jeder Vollkeramikpräparation darauf zu achten, den üblichen Prinzipien zu folgen. Deshalb sind weiche, abgerundete Formen zur Vermeidung von Spannungen (und damit Brüchen) in der Keramik zwingend notwendig17,18. Glaskeramiken erfordern eine ausgeprägte Stufenpräparation. Die Verarbeitungszeit variiert nach der gewählten Finalisierungsart: Bei reiner Politur ist eine ausgesprochen kostengünstige Herstellung des Zahnersatzes möglich, doch auch bei den anderen oben genannten Arbeitsweisen ergibt sich ein gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis und der Zahnarzt kann seinen Patienten hochästhetische Versorgungen in einer Sitzung anbieten.

Lithiumdisilikat

Lithiumdisilikat wird als Presskeramik und für die CAD/CAM-Technologie in Form präfabrizierter Blöckchen in unterschiedlichen Transluzenzen für verschiedene Herstellungsarten (als Gerüstmaterial, für die vollanatomische Gestaltung und die Multi-Layer-Technik) angeboten. In unserer Praxis verwenden wir hauptsächlich e-max CAD MO (= medium opacity) zur Gerüstherstellung und e.max CAD LT (= low translucency) zur vollformatigen Konstruktion. Lithiumdisilikat mittlerer Opazität hat zwar die gleichen physikalischen Eigenschaften (360 MPa Biegefestigkeit, gleiches Abrasionsverhalten, gleicher Wärmeausdehnungskoeffizient etc.) wie e.max CAD LT, unterscheidet sich aber durch die Verarbeitungsmöglichkeiten (s. Beitrag in der ZMK Sonderausgabe 11/2011, S. 46 ff. bzw. auf www.zmk-aktuell.de/werling). Man kann es als Gerüstmaterial auch für endodontisch vorbehandelte Zähne heranziehen, allerdings muss man bei der Präparation darauf achten, einen Mindestmaterialabtrag von 1,5 mm für Gerüst und Verblendung vorzunehmen. Theoretisch wäre auch die vollanatomische Verarbeitung möglich, sie liefert aber ästhetisch ausgesprochen unbefriedigende Ergebnisse aufgrund der Opazität des Materials. Verwendet man die Keramik ihrer Bestimmung entsprechend, benötigt man einen Techniker zur Schichtung der Verblendkeramik und die dafür notwendigen technischen Voraussetzungen in Form von Verblendmaterialien und Keramikofen. Auf diese Weise lassen sich hervorragende ästhetische Ergebnisse erzielen, es werden dadurch aber auch die Herstellungskosten und die Herstellungszeit entsprechend erhöht. Dem Behandler steht es aufgrund der guten Materialeigenschaften der Keramik frei, sie konventionell, selbstadhäsiv oder adhäsiv einzusetzen, was die Handhabung dieser Keramik erleichtert und das Indikationsgebiet entsprechend erweitert. Die Präparation kann bei Lithiumdisilikat sowohl in Form einer Stufe als auch einer Hohlkehle angelegt werden.

Präferiert: Lithiumdisilikat

Als effektivstes Material zur Fertigung typischer Chairside-Restaurationen hat sich in unserer Praxis – neben den Glaskeramiken verschiedener Hersteller – das Lithiumdisilikat e.max CAD LT etabliert. Als entscheidenden Vorteil sehen wir die nahezu universelle Nutzbarkeit, und zwar hinsichtlich der Stumpfbeschaffenheit (hier kann zum Beispiel auch eine tiefer liegende Präparation eines stiftversorgten Zahnes erfolgen), der Verarbeitungsweise (chairside, semi-chairside oder labside) wie auch der Befestigung (konventionell, selbstadhäsiv und adhäsiv). Somit kann je nach klinischer Situation die Handhabung individuell an die intraoralen Gegebenheiten angepasst werden, ohne dass eine große Lagerhaltung verschiedenster Materialien notwendig ist. Darüber hinaus sehen wir einen großen Vorteil in der teilkristallinen Verarbeitung. Im typischen „blauen“ Zustand bietet es den CAD/CAM-Schleifern nicht allzu großen Widerstand (wodurch deren Abnutzung reduziert ist), besitzt aber gleichzeitig aufgrund seiner Biegefestigkeit von ca. 120 MPa genügend Stabilität, um Okklusionskontrollen im Patientenmund zu ermöglichen. Hierbei kann gleich die Passung überprüft werden und, sofern dies nicht direkt bei der Konstruktion berücksichtigt wurde, eventuelle Umgestaltungen unmittelbar am Behandlungsstuhl unter Wasserkühlung durchgeführt werden. Dies getreu dem Motto „What you see is what you get”. Da durch die Kristallisation lediglich eine Verdichtung von 0,2 % auftritt, ist keine klinisch relevante Größenänderung bemerkbar. Die vorab kontrollierte Passung der Situation entspricht der nach dem nur 20-minütigen Kristallisationsbrand im Standardkeramikofen. Durch die hohe Festigkeit kann man Lithiumdisilikat auch zur Versorgung von Molaren heranziehen, sogar im okklusionstragenden Seitenzahnbereich kann sehr hartsubstanzschonend gearbeitet werden, da bei vollanatomischer Konstruktion eine Materialstärke von nur 0,5 mm ausreicht. Mit dieser Keramik ist es möglich, sehr effektiv und dadurch kostenreduzierend zu arbeiten und die Patienten in kurzer Zeit mit hochwertigen Restaurationen zu versorgen.

  • Abb. 3: Weißmatierung vor der Aufnahme.
  • Abb. 4: Virtuelles Modell der Präparation.
  • Abb. 3: Weißmatierung vor der Aufnahme.
  • Abb. 4: Virtuelles Modell der Präparation.

  • Abb. 5: Wax-Up auf Situationsmodell.
  • Abb. 6: Wax-up als virtuelles Modell.
  • Abb. 5: Wax-Up auf Situationsmodell.
  • Abb. 6: Wax-up als virtuelles Modell.

  • Abb. 7: Virtuelles Wax-up als Korrelationsvorlage zur Konstruktion.
  • Abb. 1: Zustand nach Kronenpräparation.
  • Abb. 7: Virtuelles Wax-up als Korrelationsvorlage zur Konstruktion.
  • Abb. 1: Zustand nach Kronenpräparation.


Materialvergleich im klinischen Fallbeispiel

Dies zeigte sich auch in dem bereits oben erwähnten und im Folgenden weiter vorzustellenden Patientenfall aus dem Jahre 2007. Die Herstellung der Einzelkronen erfolgte mit dem Cerec-System mit der damaligen Cerec-Software 2.9. bzw. in der InLab-Software 2.91 R 2600.
Zur Herstellung der Kronenkäppchen aus Zirkon und reduzierter Kronen für Lithiumdisilikat MO: Nach der Präparation und der Weißmattierung der Zahnoberfläche (Abb. 3) wurden die Aufnahmen in den Präparationskatalog aufgenommen (Abb. 4). Ein Wax-up der Patientensituation auf Situationsmodellen (Abb. 5) wurde in den Okklusionskatalog (Abb. 6) aufgenommen und diente als Korrelationsvorlage für die Zahnform bei der virtuellen Konstruktion (Abb. 7). Über diesen Weg konnten die vollanatomischen Kronen für die Versorgung der Zähne 12 bis 22 zügig im Quadrantenmodus konstruiert werden. Vollformatig wurden Glaskeramikblöcke Empress CAD Multi der Farbe A2 und Lithiumdisilikat LT der Farbe A2 ausgeschliffen. Die Glaskeramikkronen wurden zur Finalisierung nur mit Sof-Lex-Scheiben (3M Espe) poliert. Bei Lithiumdisilikat LT wurde zur Fertigstellung nach dem vollformatigen Ausschleifen der 30-minütige Kristallisationsbrand mit gleichzeitiger Bemalung durchgeführt. Für die Herstellung der Zirkonkäppchen wurden die Daten aus der Cerec-Software in die InLab-Software importiert und unter Konstruktionsmodus Framework die Zirkonkäppchen angefertigt. Nach Ausschleifen und Sinterung der Zirkonkeramik Ivoclar e.max ZirCAD erfolgte die Verblendung mit Ivoclar e.max Ceram. Die Konstruktion der Lithiumdislikat-MO-Kronen erfolgte auch in der InLab-Software, im Menü „Krone reduziert“. Dadurch ist es möglich, virtuell am PC die Schichtstärke für die spätere Verblendung optimal auszugestalten und festzulegen. Nach Ausschleifen wird dann nach dem Kristallisationsbrand die Verblendung der Lithiumdisilikat-MO-Kronen mit Ivoclar e.max Ceram durchgeführt.
Bei der klinischen Anprobe zeigte sich, dass für den Patienten keine Unterschiede bei den angefertigten 16 Kronen feststellbar waren. Für das klinische Fachpersonal, bestehend aus drei Zahnärzten, zwei Zahntechnikern und sieben Zahnarzthelferinnen, waren bei der Anprobe einige Unterschiede feststellbar. Zusammenfassend lässt sich Folgendes feststellen:

Glaskeramik Empress CAD Multi

Diese zeigte durch den polychromatischen Verlauf und die zahnadäquaten Materialeigenschaften ein überraschend gutes Ergebnis. Dies ist insofern bedeutsam, als dass die Finalisierung „nur“ durch eine Politur erreicht worden war. Mit diesem Material ist es also möglich, eine schnelle und hochästhetische Versorgung in kürzester Zeit anzufertigen. Die typische Indikation sehen wir bei supra- oder äquigingivalen Präparationen, bei welchen eine adhäsive Befestigung möglich ist (Abb. 8).

  • Abb. 8: Glaskeramik Empress CAD Multi.
  • Abb. 9: Zirkon mit Verblendkeramik.
  • Abb. 8: Glaskeramik Empress CAD Multi.
  • Abb. 9: Zirkon mit Verblendkeramik.


Zirkon

Bei den Zirkonkronen war uns der „weiße Rand“ im zervikalen Bereich negativ aufgefallen, welcher durch die dünnen Verblendstrukturen gerade im Randbereich sichtbar wurde. Da Zirkonmaterial keine Fluoreszenz besitzt, ist bei der Verblendung darauf zu achten, dass diese Eigenschaft eines natürlichen Zahnes durch die Verblendkeramik nachgebildet wird. Für die Zirkonversorgung ist der größte zeitliche und apparative Aufwand nötig. Unter dem Aspekt der ästhetischen Erscheinung stellte diese Keramik nach Meinung der Fachkräfte das Schlusslicht im Vergleich der vier Materialien dar. Eine Indikation sehen wir bei uns in der Praxis nur für die Versorgung von stark verfärbten Stümpfen oder von mit Stiftaufbau versorgten Zähnen. Dabei nehmen wir Abstand von der „weißen“ Zironkeramik und verwenden lieber die vom Hersteller eingefärbten Materialien (e.max ZirCAD MO 1 oder MO 2.; Ivoclar Vivadent, Abb. 9).

Lithiumdisilikat LT

Transluzenz, Fluoreszenz und die perfekte Form durch das vollformatige Ausschleifen der kopierten Wachsvorlage machten diese Keramik zum Gewinner dieses Vergleichs. Diese Kronen wurden letztendlich bei dem Patienten adhäsiv eingesetzt. Klarer Vorteil ist hier, neben den Materialeigenschaften der Keramik und der einfachen und schnellen Verarbeitung, die Möglichkeit, diese Versorgungen mit selbstadhäsiven Materialien einsetzen zu können (Abb. 10).

  • Abb. 10: Lithiumdisilikat LT.
  • Abb. 11: Lithiumdisilikat MO mit Verblendkeramik.
  • Abb. 10: Lithiumdisilikat LT.
  • Abb. 11: Lithiumdisilikat MO mit Verblendkeramik.

  • Tab. 1
  • Tab. 1


Lithiumdisilikat MO

Ein ähnlich gutes Ergebnis wie mit Lithiumdisilikat LT konnte auch mit Lithiumdisilikat MO erzielt werden. Die Transluzenz ist, bei diesem Material herstellungstechnisch gewünscht, etwas geringer als bei LT. Darin sehen wir auch die Vorteile dieser Keramik in den Fällen, in denen weniger Zahntransluzenz im Vergleich zu den Nachbarzähnen vorhanden ist. Falls die Nachbarzähne wenig Transluzenz aufweisen oder wenn es sich um leicht verfärbte Zahnstümpfe handelt, ist die Lithiumdisilikatkeramik MO deshalb für uns die erste Wahl. Aus Materialgründen ist für diese Keramik verarbeitungstechnisch immer eine Verblendung erforderlich. Dadurch benötigt man bei diesem Material einen höheren Zeit, Herstellungs- und Kostenaufwand. Bei korrekter zeitlicher Planung sind auch mit dieser Keramik Versorgungen innerhalb eines Arbeitstages – also chairside – möglich (Abb. 11). Eine Übersicht über die besprochenen Materialien finden Sie in Tabelle 1.

Fazit

Natürlich war es in der Vergangenheit, der Zeit der VMK-Technik, für die Behandler sehr einfach, eine Krone in einem Labor zu bestellen. Vollkeramik ersetzt aufgrund ihrer Material- und ästhetischen Vorteile immer mehr die klassische VMK-Therapie. Die Zahnärzte stehen in der Verantwortung, ihre Patienten über die unterschiedlichen Versorgungsmöglichkeiten aufklären zu müssen. Die Materialübersicht und der klinische Fall sollten zeigen, dass es verschiedene Möglichkeiten der Versorgung von Zähnen mit unterschiedlichen Vollkeramikmaterialien gibt. Entscheidend ist, dass der Behandler für den jeweiligen individuellen Patientenfall das beste Material aussucht. Zahlreiche Fallbeispiele, weitere Verarbeitungshinweise sowie Tipps und Tricks rund um die Anwendung und Inkorporation von Vollkeramiken stehen dem interessierten Leser zur weiteren Vertiefung in die Thematik auch als Video-Tutorial auf der Webseite www.dental-users.com zur Verfügung.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dr. Gerhard Werling - Dr. Ute Werling

Bilder soweit nicht anders deklariert: Dr. Gerhard Werling , Dr. Ute Werling




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