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01.05.03 / 00:15
Heft 09/2003 Zahnmedizin
So sieht es der Prothetiker

Vollkeramische Restaurationen in der Hand des Generalisten

Einen Überblick über vollkeramische Restaurationssyteme für den Generalisten in der niedergelassenen Praxis und eigene klinische Erfahrungen bot Prof. Dr. Hans-Christoph Lauer, Direktor der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik ZZMK (Carolinum) der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt/Main, auf dem Hessischen Zahnärztetag 2002.




Das Behandlungskonzept, Zahndefekte mit vollkeramischen Restaurationen zu therapieren und Zahnlücken zu schließen, erfordert heute kein Spezialistentum mehr, sondern gehört in die Hand des Generalisten und somit in jede Zahnarztpraxis. Wenn man die Entwicklung in der Prothetik Revue passieren lässt, so ist die vollkeramische Versorgung eines der am schnellsten wachsenden Behandlungsfelder neben der Implantatprothetik. Dies spiegelt sich auch in den Aktivitäten der Industrie wider, die in den vergangenen Jahren neue Vollkeramiksysteme bereitstellte. Zudem wird das Indikationsspektrum für die Vollkeramik immer mehr erweitert. Bei dem großen Angebot wird es aber für den Generalisten schwierig, einen Überblick zu bewahren und den richtigen Werkstoff für den speziellen Fall zu bestimmen.

Ästhetik, Biokompatibilität und Funktion

Patienten erwarten heute von ihrem Zahnarzt Restaurationen, die ästhetisch und biologisch verträglich sind, die sich harmonisch in das Zahnbild einfügen, und durch ihre Langlebigkeit letztlich auch wirtschaftlich sind. Die klassische Jacketkrone früherer Bauart ist nicht mehr opportun. Neben der heute erzielbaren Ästhetik ist die Funktion von hoher Bedeutung, denn wir brauchen den perfekten Randschluss, eine präzise statische und dynamische Okklusion, die Erhaltung der Vitalität, und wir brauchen die klinische Bewährung in Form von akzeptablen Überlebensraten. Hier dienen die gute alte VMK-Krone und -Brücke mit der langen Haltbarkeit als vorbildlicher „Goldstandard“.  

Die Palette der vollkeramischen Systeme ist vielfältig angewachsen und erfüllt verschiedene Ansprüche. So wie nicht jeder Sportler für alle Disziplinen befähigt ist, so haben auch Vollkeramiken ihre Schwerpunkte und Besonderheiten sowohl in der mechanischen Belastbarkeit – hier insbesondere in der Eignung für weitspannige Konstruktionen – und in der Ästhetik. Die Silikatkeramik – dafür stehen Namen wie Empress 1, Cergogold, Finesse und mehr – zeichnen sich durch die Fähigkeit zur Lichttransmission aus. Dadurch wird ein großer Teil des einfallenden Lichts in der Keramik durchgeleitet; es tritt der so genannte „Chamäleoneffekt“ ein. Die Restauration passt sich hierbei der Umgebungsfarbe an und durch die Lichtstreuung erhält die Gingiva ein vitales Aussehen. Alle diese Vorteile kann die durchlichtblockierende VMK-Krone nicht bieten. Allerdings endet die Biegefestigkeit der Silikatkeramik bei 400 Mega-Pascal (MPa, entspricht 4,8 Tonnen Belastung pro cm2). Die Keramik ist somit nur für Einlagefüllungen, Onlays, Teilkronen, Veneers und Kronen im Prämolarenbereich geeignet und muss zudem adhäsiv befestigt werden, um eine klinisch ausreichende Festigkeit zu erzielen.  

Das Leuzit-verstärkte Lit iumdisilicat (Empress 2) ist eine Weiterentwicklung der Silikatkeramik für den Einsatz als Molarenkrone und als Brücke im Prämolarenbereic . Klinisc e Studien von Edel off (RWT  Aac en) belegen die Eignung für dreigliedrige Brücken bis Za n 5, jedoc  sind äst etisc  und parodontal ygienisc  kompromissbe aftete Verbinderquersc nittsfläc en von 16 mm2 erforderlic . Oxidkeramik umfasst die keramisc en Gerüstwerkstoffe Aluminiumoxid (In-Ceram Spinell, Alumina, Zirconia, Procera All- Ceram) und Zirkonoxid als teilgesinterte Grünlinge (Cerec, Cercon, Lava) und als durc gesinterte  artkernkeramik (DCS, Digident). Oxidkeramiken können konventionell zementiert werden. 

Über Schlickern, Pressen zum Fräsen

Wurden bisher Keramikwerkstoffe im Schlickerverfahren oder durch Pressung in Form gebracht, stehen heute industriell vorgefertigte Keramikblocks zur Bearbeitung bereit, die über eine homogene Kornverteilung und Dichte verfügen. Die Restauration wird aus dem Werkstoffblock herausgeschliffen oder gefräst. Bekannt ist das Celay-Verfahren, das über ein mechanisches Kopiersystem das Modell abtastet und zeitgleich den Aluminiumoxidblock beschleift – geeignet für Einlagefüllungen, Teilkronen, Kronen- und Brückengerüste sowie für individuell gefertigte Stiftaufbauten. Erst die CAD/CAM-Technologie hat die Nutzung von hochfesten Keramiken ermöglicht und damit ein weites Spektrum vollkeramischer Lösungen, wie weitspannige Brückengerüste für Molaren, Implantatbrücken, Abutments und Primärteile für Teleskopkronen, erschlossen.  

Die längste Erfahrung mit CAD/CAM kann das Cerec-System nachweisen. Als einziges System verzichtet es auf die Abformung im Mund; die Präparation wird digital durch eine Aufnahme im Mund vermessen. Die Konstruktion der Restauration erfolgt auf einem handelsüblichen PC; eine Zahndatenbank liefert Vorlagen für Höcker, Fissuren und Okklusalflächen. Abschattungen bei tiefen Kavitäten können eintreten, wenn die Handkamera nicht exakt bedient wird. Nacharbeiten beim Eingliedern, wie das Einschleifen der Kauflächen, sind erforderlich, aber erstmals wurde es möglich, den Patienten in einer Sitzung mit einer vollkeramischen Restauration zu versorgen. Den Vorteil der extraoralen Abtastung am Sägemodell nutzt Cerec inLab, ein Digitalisier- und Schleifautomat für das Dentallabor, das einen Laserscanner und eine Fräseinheit auf engstem Raum vereinigt. Dadurch können auch subgingivale Präparationsränder, die konventionell mit Retraktionsfäden gegen die Einwirkung von Speichel und Blut geschützt werden, abgeformt sowie Unterschnitte exakt mit dem extraoralen Laserscanner erfasst werden. Hergestellt werden Inlays, Teilkronen, Veneers, Kronen und dreigliedrige Brückengerüste aus Silikatkeramik oder In-Ceram Blanks zur Lanthan-Infiltration. Neuerdings kann auch Zirkonoxidkeramik als Grünling verarbeitet werden.  

Seit Jahren eingeführt ist das Procera-System, geeignet für Kronenkäppchen aus Aluminiumoxidkeramik für die anschließende aufbrennkeramische Verblendung. Der Modellstumpf wird im Labor gescannt, das Käppchen auf dem Bildschirm konstruiert, und die Daten über die Telefonleitung ins Herstellerwerk gesandt. Dort wird damit ein Metallstumpf gefräst, der etwa 25 Prozent größer ist als das Original. Das Aluminiumoxid wird auf den Metallstumpf gepresst und in einem Sinterprozess verdichtet. Hierbei schrumpft das Kronenkäppchen wieder auf die originale Größe zurück. Procera- Brücken hingegen werden in drei Teilen gefertigt und im Labor durch ein temperaturgesteuertes Verkleben mit Glasmatrix verbunden. Dafür sind relativ stark dimensionierte Konnektoren erforderlich, die klinisch jedoch nicht immer bereitzustellen sind. Auch die Mundhygiene wird durch dicke Verbinder erschwert. Klinische Erfahrungsberichte bei Brücken weisen jedoch auf eine erhöhte Frakturrate hin, die auf das aufwändige labortechnische Herstellungsverfahren zurückzuführen ist.  

Die hochfeste Zirkonoxidkeramik, auch „keramischer Stahl“ genannt, gilt als Türöffner für die CAD/CAM-Technik, weil keine andere Fertigungsmethode die Bearbeitung dieser Hartkernkeramik erlaubt. Zirkonoxid wird in zwei Aggregatzuständen verarbeitet. Das DCS- oder das Digident-System fräst die Restauration aus dem hartgesinterten Keramikblock; dadurch kann der Zahntechniker unmittelbar nach dem Ausschleifen die Passgenauigkeit am Modell prüfen. Weitspannige Brückengerüste bis zwölf und mehr Glieder sind technisch möglich. Allerdings ist der Zeitaufwand für den Schleifprozess sehr hoch, weil sich die Sinterdiamantwerkzeuge über mehrere Stunden durch die harte Zirkonoxidkeramik durcharbeiten müssen. Die andere Methode bedient sich des Grünlings. Zirkonoxidkeramik wird im teilgesinterten Zustand bearbeitet; der Werkstoff ist noch ungehärtet und leicht zu fräsen. Die gefrästen Restaurationen sind um 25 bis 30 Prozent überdimensioniert und werden in einem Sinterofen unter Hitze verdichtet. Der Werkstoff schrumpft multidimensional, die Restauration nimmt die Größe des Ausgangsmodells an. Allerdings kann der Techniker erst jetzt die Passgenauigkeit prüfen. Von dieser Technik mit Zirkonoxidkeramik als Grünling mit Nachsinterung machen die Systeme Cercon, Digident, Everest, Lava, neuerdings auch Cerec inLab, Gebrauch. 

Virtuelles „Wachsmesser“ modelliert

Ausgangspunkt für die Reproduktion des Modells ist der Scanner, der die lichtoptische Vermessung vornimmt und dann die Daten auf den Bildschirm zur weiteren konstruktiven Bearbeitung sendet (CAD). Wie mit einem „virtuellen Wachsmesser“ wird die Krone oder das Brückengerüst am PC gestaltet. Passende Okklusionsvorlagen und Gerüstkonnektoren können aus der Zahndatenbank geholt werden. Materialmindeststärken und Zementspalt werden eingestellt und überwacht. Nach Abschluss erfolgt der Schleifbefehl an den Fräsautomaten (CAM). Lediglich Cercon verzichtet auf das Konstruieren auf dem Bildschirm; hier wird die Restauration klassisch auf dem Modell aufgewachst und dann vom Scanner abgetastet, um Fräsdaten zu generieren.  

Alle vollkeramischen Systeme und besonders die CAD/CAM-Technik setzen eines voraus: Die Präparationsgrenze muss präzise gelegt und deutlich lesbar sein. Zahntechniker können bei der handwerklichen Methode auf Erfahrungen zurückgreifen und korrigierend die Präparationsgrenzen optimieren; dem Computer fehlt diese Fähigkeit, er ist auf eindeutige Formvorlagen angewiesen. Deshalb ist der Präparationsaufwand höher als vergleichsweise bei der VMKTechnik. Der Verbrauch an Zahnhartsubstanz bei der Präparation für vollkeramische Restaurationen ist gegenüber früher deutlich gesunken; die neuen Werkstoffe – insbesondere Zirkonoxidkeramik – lassen dünnere Wandstärken zu.  

Beeinflusst die Haltbarkeit

Jede Keramikrestauration bezieht ihre Stabilität auch aus der Gestaltung der Kavität und des Kronenstumpfes. Als Präparationsgrenze für die Krone sind die Hohlkehle oder eine innen abgerundete Stufe erforderlich. Weitere Richtlinien sind: Präparationswinkel sechs bis zehn Grad, gerundete Linien- und Kantenwinkel, Abflachung des Höcker-Fossa-Reliefs. Die neuen computergestützten Verfahren stellen hohe Anforderungen an die Qualität der Präparation. Die Scanner erfassen die Präpgrenzen teilweise schon automatisch. Für die Hartkernkeramik (Zirkonoxid) scheinen aufgrund der hohen Bruchzähigkeit einfachere Präparationsformen möglich zu sein, wobei klinische Langzeiterfahrungen noch fehlen.

Die heutigen Werkstoffe und Scansysteme erfordern jedoch noch ausgeprägte Hohlkehlen oder gerundete Stufen als Präparationsgrenze, die das Risiko eines Präparationstraumas in sich bergen. Verbesserte Scansysteme und hochbelastbare Keramiken für dünnere Kronenränder versprechen eine essentielle Besserung mit dem Ziel, noch mehr Zahnsubstanz zu erhalten.  

Festigkeit und Überlebensdauer

Um die Eignung eines keramisches Systems für einen Indikationsbereich abzuschätzen, sollen die Biegefestigkeit und die Bruchzähigkeit des Werkstoffs verglichen werden. Liegt die initiale Biegefestigkeit unter 200 MPa, so ist der Werkstoff nur für Einlagefüllungen, Teilkronen und Veneers geeignet; diese müssen adhäsiv befestigt werden. Mit dem kraftschlüssigen Klebeverbund bietet die Restaurationsinnenseite keine mechanische Grenzfläche mehr, an der rissauslösende Zugspannungen wirksam werden können. Verklebte Inlays und Teilkronen aus Silikatkeramik haben sich klinisch sehr gut bewährt. Damit ist die Presskeramik (Empress und andere) der adäquate Werkstoff für ästhetisch anspruchsvolle Restaurationen im Frontzahngebiet und im Prämolarenbereich.  

Für vollkeramische Kronen oder Brücken sind Festigkeiten von 400-600 MPa oder höher notwendig; Kronen aus Keramik bis 200 MPa weisen unakzeptable Überlebensraten auf. Die leuzitverstärkte Presskeramik (Empress 2) ist auch für Molarenkronen und für dreigliedrige Brücken bis zum zweiten Prämolaren vorgesehen. Ebenfalls für Kronen geeignet sind Procera-Käppchen aus Aluminiumoxid und Cerec-Kronenkäppchen aus In-Ceram Zirconia. Gute Überlebensraten nach fünf Jahren Beobachtung liegen für Infiltrations-Keramikkronen aus In-Ceram und für Oxidkeramikkronen aus Procera AllCeram vor; Empress 2-Kronen (Lithiumdisilicat) stehen seit 1998 unter klinischer Beobachtung mit guten Bewertungen.  

Bisher war der zweite Prämolar der endständige Zahn für vollkeramische Eingliederungen. Die neue Systemkeramik (Zirkonoxid vor- und nachgesintert) für Molaren- Restaurationen steht seit kurzer Zeit unter klinischer Beobachtung; ermutigende Zwischenergebnisse werden diskutiert. Gründe für einige Abplatzungen der Verblendungen müssen noch rekonstruiert werden. Bei Bruxismus, eine Herausforderung für jede Keramik, sollte zu Zirkonoxid gegriffen werden, weil hier Festigkeiten von über 1 000 MPa erreicht werden. Auch die Silikatisierung der Kroneninnenseite ist eine Option, zusätzliche Verbundkräfte zu mobilisieren.

Grundsätzlich ist Keramik für Druckspannungen geeignet; Zuspannungen müssen jedoch vermieden werden. Deshalb müssen die Verbinder zwischen Brückengliedern ausreichend dimensioniert sein. Silikatkeramik benötigt mindestens 16 mm2 Konnektorfläche, Oxidkeramik erfordert zwölf mm2. Frakturen mit Keramikkronen und -Brücken stellen sich dann ein, wenn mit der gewählten Indikation die Herstellerempfehlung überschritten wird. Ungeeignete Präparationen, zu dünne Wandstärken, unterdimensionierte Konnektoren, tief separierte Brückenglieder (mit Diamantscheibe), Bearbeitungsfehler beim Schleifen im Labor (Anpressdruck, keine Nasskühlung) – all das kann Zugspannungen oder Mikrorisse im Werkstoff verursachen, die Monate später eine Fraktur auslösen können.

Farbanpassung schon unter der Krone

Alle Kronenkappen und Brückengerüste aus Oxidkeramik bieten den Vorteil – auf den die metallgestützte Technik stets verzichten musste –, dass schon im Untergrund eine zahnfarbene Basis geschaffen werden kann. Dadurch wird gemäß dem natürlichen Vorbild einfallendes Licht reflektiert und in die aufliegende Verblendkeramik gestreut. Daraus bezieht die Vollkeramik ihre unnachahmliche Transluzenz und ihre natürliche Farbwirkung. Wenn stark kariöse und devital verfärbte Zähne aufgebaut werden müssen, kann mit einem keramischen Stiftaufbau ein zahnfarbener Dentinkern erzielt werden, der die spätere Vollkeramikversorgung schon von innen heraus farblich optimiert.   

Keramische Werkstoffe haben einen hohen Qualitätsstandard erreicht und stellen heute eine unverzichtbare Werkstoffgruppe für die konservierende und prothetische Zahnheilkunde dar. Die ästhetischen Möglichkeiten sind bei ausgezeichneter Biokompatibilität hervorragend. Die klinischen Erfahrungen der letzten Jahre haben jedoch gezeigt, dass für Keramikwerkstoffe eine differenzierte Anwendung erforderlich ist, um sie klinisch langfristig erfolgreich zu nutzen. Der erzielte Fortschritt wird sich entscheidend vergrößern, wenn eine Kostenreduktion bei gleichbleibender oder verbesserter Qualität erzielt werden kann. Inwieweit sich hierbei die Fertigungstechnik der Grünling-Bearbeitung gegenüber dem Fräsen der hochfesten Zirkonoxidkeramik durchsetzt, lässt sich derzeit noch nicht beantworten. Beide Formgebungsverfahren besitzen jedoch das Potenzial, zukünftig metallgestützte Strukturen bei festsitzendem Zahnersatz zu substituieren.  

Otmar Müller



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