Zahnerhaltung


Nano-Komposit: Neue Technologie erzielt zahlreiche Vorteile bei der Verarbeitung

Ein Füllungsmaterial von hoher mechanischer Festigkeit lässt sich weniger gut verarbeiten und auf Hochglanz polieren. Es zählte bis vor Kurzem zu den unumstößlichen Dogmen, dass sich die drei gewünschten Eigenschaften gleichzeitig kaum erzielen lassen. Mit der SphereTEC-Technologie hat sich dies aber nun geändert, was für die Praxis der Füllungstherapie weitreichende Vorteile bietet.

Das Charakteristikum der bekannten Hybridkomposite besteht in der Mischung von größeren Glasfüllern mit kleineren Partikeln. Die daraus aufgebauten Werkstoffe weisen einen hohen Fülleranteil auf, was mit einer hohen mechanischen bzw. Verschleißfestigkeit einhergeht. Optimiert wird der Füllergehalt durch die sogenannte bimodale Partikelgrößenverteilung: Kleinere Partikel füllen die Leerstellen zwischen den größeren Glasfüllern. Doch eben diese können die Polierbarkeit und die Abrasionsfestigkeit beeinträchtigen.

Das Geheimnis des neuen Werkstoffs: vorpolymerisierte Füller

Der innovative Ansatz der zum Patent angemeldeten SphereTEC-Technologie (Dentsply Sirona Restorative) besteht darin, die größeren Partikel aus vielen kleineren aufzubauen, wobei polymerisiertes Harz als Bindemittel fungiert. Konkret wird aus den „Primärfüllern“ (Größenordnung: 0,6 ?m) in einem mehrstufigen Prozess ein Granulat hergestellt (durchschnittliche Partikelgröße: 15 ?m) (Abb. 1). Dazu wird eine Suspension aus den Primärfüllern in einer Mischung aus Lösemittel und aktiviertem Harz zerstäubt. Die daraus hervorgehenden Suspensions-Tropfen bilden in der Gasphase kugelförmige Strukturen. Nach Verdampfung des Lösemittels bei erhöhter Temperatur verfestigen sich die Tröpfchen zu Partikeln. Die harzbedeckten Interphasen in ihrem Inneren werden nun thermisch gehärtet. Das Ergebnis sind vorpolymerisierte Füller (VPF) (Abb. 2). Verfahrenstechnisch interessant: Die Kontrolle dieses Prozesses reicht so weit, dass sie ohne separaten Mahl-Schritt – wie klassischerweise üblich – direkt weiterverwendet werden können. Die VPF bilden einen Teil der werkstofflichen Grundlage eines neuen Komposits (ceram.x universal, Dentsply Sirona Restorative). Da bei seiner Formulierung exakt dasselbe polymerisierbare Harz eingesetzt wird wie beim SphereTEC-Prozess, fügt sich das dort entstandene Granulat am Ende der Behandlung optimal in die auspolymerisierte Füllung ein.

  • Abb. 1: Ablaufschema des SphereTEC™-Sprühgranulationsprozesses.
  • Abb. 2: REM-Aufnahme typischer SphereTEC™-Füller; Foto: M. Hagner, Nanostructure Laboratory, Universität Konstanz (2014).
  • Abb. 1: Ablaufschema des SphereTEC™-Sprühgranulationsprozesses.
  • Abb. 2: REM-Aufnahme typischer SphereTEC™-Füller; Foto: M. Hagner, Nanostructure Laboratory, Universität Konstanz (2014).

Klare Vorteile für die Verarbeitung in der Praxis

Eine Reihe von Handling-Vorteilen ergibt sich aus der kugelförmigen Gestalt der Partikel. Sie sorgt dafür, dass sich das neue nanokeramische Komposit aus den Spritzen und Einmaldosen (Compules® Tips) so leicht ausbringen lässt. Dagegen sind die primären Glaspartikel unregelmäßig geformt, was im Zusammenspiel beider Füller-Sorten ein gutes Adaptieren an die Kavitätenwände und eine leichte Modellierbarkeit mit sich bringt. Außerdem dringt das Harz vollständig in die partikuläre Mikrostruktur ein, wobei es alle Oberflächen benetzt. Dabei wird insgesamt mehr freies Harz als bei konventionellen Füllstoffen gebunden. Dies senkt die Klebrigkeit, und die Instrumente lassen sich besser führen [1].

Die Farbe stimmt automatisch

Ein weiterer Vorzug lässt sich aus werkstoffwissenschaftlicher Sicht vielleicht weniger gut begründen, denn im Bereich der Farbgebung weist die große Mehrzahl der Erfahrungen in eine Richtung: Man muss sie experimentell optimieren. Ergebnis: Das hier vorgestellte nanokeramische Komposit der neuesten Generation vermag das gesamte VITA*-Spektrum von A1 bis D4 mit nur 5 gut abgestimmten CLOUD-Farben abzudecken [2]: A1 (für A1, B1 und C1), A2 (für A2, B2 und D2), A3 (für A3, C2 und D3), A3,5 (für A3,5, B3 und B4) und A4 für (A4 und C4) (Abb. 3). Die Grundlagen dafür liegen in einem Chamäleoneffekt, der seinen Namen verdient.

  • Abb. 3: Die Zuordnung im CLOUD-Konzept: Fünf Farben decken das gesamte VITA* Classic-Spektrum ab. Foto: Dentsply Sirona Restorative.
  • Abb. 4 u. 5: Beispiel für eine Frontzahnbehandlung mit dem neuen ceram.x: Die stark geschädigte Unterkieferfrontzahnreihe wurde mit ceram.x A3 von 32 bis 43 wiederhergestellt. Fotos: Ian Cline, Großbritannien.
  • Abb. 3: Die Zuordnung im CLOUD-Konzept: Fünf Farben decken das gesamte VITA* Classic-Spektrum ab. Foto: Dentsply Sirona Restorative.
  • Abb. 4 u. 5: Beispiel für eine Frontzahnbehandlung mit dem neuen ceram.x: Die stark geschädigte Unterkieferfrontzahnreihe wurde mit ceram.x A3 von 32 bis 43 wiederhergestellt. Fotos: Ian Cline, Großbritannien.

Resultat für die Praxis

Das Zusammenspiel der einfachen und damit auch besonders sicheren Farbgebung mit einer leichten Hochglanzpolierbarkeit sorgt für ansprechende ästhetische Ergebnisse (Abb. 4 u. 5). Für einen zusätzlichen Zeitgewinn sorgt das neue zweistufige Finier- und Poliersystem ceram.x gloss (Dentsply Sirona Restorative). Aus physikalisch-werkstofflicher Sicht schafft es das neue nanokeramische Komposit endlich, drei bisher als widerstreitende Zielsetzungen angesehene Eigenschaften zugleich zu erreichen: hohe mechanische Festigkeit, gute Verarbeitbarkeit und eine hohe Ästhetik dank sicherer Farbpassung und einfacher Hochglanzpolitur.

* VITA ist keine eingetragene Marke von Dentsply Sirona. 


Literatur
  1. Wissenschaftliche Hintergrundinformationen gibt es im Wissenschaftlichen Kompendium unter www.dentsply.com
  2. Ästhetische Zahnmedizin: Mit nur 5 Farben auf Wolke 7. ZWR 124 (12), 559-560 (2015).
Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dr. Christian Ehrensberger

Bilder soweit nicht anders deklariert: Dr. Christian Ehrensberger


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