Das Dentin bestimmt die Farbe

Die Herstellung von Zahnersatz mittels Computerunterstützung ermöglicht es heute, die Geometrie von Zähnen zu spiegeln, sie als Datensätze auszugeben und diese dann monolithisch aus einem zahnfarbenem Keramikrohling herauszuschleifen. Das Ergebnis ist, wenn keine weitere aufbrennkeramische Verblendung (Cut-Back-Verfahren) vorgesehen ist, für den Ersatz einer kompletten Ober- oder Unterkieferfront akzeptabel, wenngleich die ästhetischen Resultate von geschichteten Kronen in der Regel doch natürlicher aussehen. Der Autor erklärt, wie man trotzdem naturidentische Zähne herstellen kann.

Neben der passenden Form und Oberfläche spielt die Zahnfarbe, zusammen mit der Transluzenz, eine entscheidende Rolle für den optischen Eindruck. Aber das gelingt nicht immer in erwünschter Weise.

Allein schon identisch hergestellte Nachbarzähne erzeugen den Anschein von naturidentischen Restaurationen. Einzelne Oberkieferzähne, insbesondere der mittlere Schneidezahn ist hinsichtlich einer perfekten Ästhetik als monolithische Krone oftmals kompromissbehaftet. Der geschichtete Aufbau einer Verblendkrone im Frontzahnbereich kann nicht adäquat oder nur annähernd von einer „Ein-Werkstoff-Krone“ kopiert werden. Selbst erfahrene Zahntechniker wiederholen oftmals den Brennvorgang, um das gewünschte ästhetische Ergebnis zu erreichen [Beuer et al., 2008].

Der dreidimensionale Schichtaufbau der Krone ist für die perfekte Imitation natürlicher Zähne verantwortlich. Der innere Aufbau der Krone, insbesondere der Dentinkern, charakterisiert die Ästhetik einer Frontzahn-Restauration. Die Imitation des geschichteten Aufbaus natürlicher Zähne mittels digitaler Verfahren wird durch unterschiedliche Ansätze versucht.

###more### ###title### Der Natur auf der Spur ###title### ###more###

Computergestützte Fertigungssysteme bieten in der Regel Zahndatenbanken an, die entweder vorher eingescannte natürliche Zähne, Konfektionszähne oder Zahnformen von manuell aufgewachsten Zähnen enthalten. Diese Zahndaten enthalten jedoch ausschließlich die Außengeometrie. Die „Biogenerische Kaufläche“ (Cerec) basiert auf mehreren Tausend eingescannter, natürlicher Zahnformen. Anhand der Restzahnsubstanz wird die passende Zahngeometrie errechnet und durch Optimierung des Zahnmodelldatensatzes des gewünschten Zahnstumpfs die fehlenden Zahnanteile unter Einbeziehung der Gegenbezahnung, Nachbarzähne oder Bissregistrat die fehlende Zahnsubstanz ergänzt [Ender et al., 2011; Mehl, 2002; Richter et al., 2006]. Dies führt im Ergebnis zu einer sehr naturnahen Geometrie von Teilkronen und Kronen. Die Anwendung beschränkt sich ausschließlich auf die äußere Zahnform (Abbildung 2).

Der weitaus größte Teil des Zahns besteht aus Dentin, das als Schutzmantel die innen liegende Pulpa umgibt. Das Dentin wird im Kronenbereich von Zahnschmelz und im Wurzelbereich vom Wurzelzement bedeckt. Schmelz, Dentin und Zement stellen gemeinsam die Zahnhartsubstanz dar. Die Dentin-Schmelz-Grenze und die äußere Schmelzoberfläche bilden wesentliche dreidimensionale Strukturmerkmale und beeinflussen das optische Erscheinungsbild. Die Zahnstrukturdatenbank ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass es einen grundlegenden Zusammenhang zwischen der dreidimensionalen Zahnoberfläche und dem schichtweisen Aufbau eines Zahns (der Dentinkern, Abbildung 3) gibt.

Auf dem 14. Keramiksymposium der AG Keramik berichteten Prof. Dr. Florian Beuer und Zt Josef Schweiger, München, von dem gefundenen Prinzip, das darauf beruht, dass neben den Zahnaußenformen auch die schichtweisen inneren Zahngeometrien erfasst und zusammen mit den äußeren Geometrien verwendet – wie in einer Datenbank hinterlegt – werden (Abbildung 4).

Vorteilhaft ist, wenn die Außenform und die schichtweisen Innenstrukturen dynamisch miteinander verbunden werden, sodass bei einer virtuellen Formveränderung der Außengeometrie auch die innere Dentinstruktur mitverändert werden kann. Von Vorteil ist auch, dass es aufgrund der digitalen Erfassung einer großen Zahl von dreidimensionalen Außen- und Innengeometrien möglich ist, einen festen Zusammenhang zwischen den Innenschichten und der Außenformen zu schaffen. Dadurch kann die Datenbank bei der Auswahl einer geeigneten Außengeometrie einen Vorschlag zur Innengeometrie aufzeigen, der mit hoher Wahrscheinlichkeit der natürlichen Zahnstruktur entspricht (Abbildung 5).

In gleicher Weise ist es möglich, digital die inneren Zahnstrukturen, insbesondere die Dentinkerne der verschiedenen Zahntypen (mittlerer Schneidezahn, seitlicher Schneidezahn, Eckzahn, 1. und 2. Prämolar, 1. bis 3. Molar) verschiedenen Formgruppen zuzuordnen. Aufgenommen wurden auch Merkmale wie Mamelons, Inzisalfurchen, Inzisalkanten, Inzisalverlauf des Dentinkerns. Damit bietet die Datenbank innere Zahnstrukturen, die eine Gliederung in verschiedene Formengruppen aufweist auf der Basis von realen Zähnen [Schweiger et al., 2014; Schweiger, 2011; Schweiger, 2010]. Umgesetzt wird dies zukünftig in einer CAD-Software (Bego Medical).

###more### ###title### Verquickung von Innen- und Außengeometrie ###title### ###more###

Die Verwendung dieser Datenbank mit Korrelation zwischen Zahninnen- und Zahnaußengeometrie bietet verschiedene Möglichkeiten, Zahnersatz herzustellen. Mithilfe computergestützter Ausgabegeräte (CNC-Fräsmaschinen, Rapid Prototyping) können zukünftig Zahnersatzteile gefertigt werden, die den schichtweisen inneren Aufbau des natürlichen Zahns nachahmen. Nach der Digitalisierung kommen als Werkstoffe für den inneren Aufbau Glaskeramik, Feldspatkeramik, Lithiumdisilikat oder Oxidkeramiken infrage, die in Farbe und Transluzenz eine zahnähnliche Ästhetik aufweisen (Abbildungen 6 bis 10).

Auf diese innere Struktur der Restauration wird im Anschluss der Schneidebereich aufgebaut. Dies kann manuell erfolgen, zum Beispiel durch Aufschichten oder Aufwachsen oder Überpressen. Auch CAD/CAM-gefräste Verblendungen, die auf einer Differenzberechnung der äußeren Oberflächenhülle und des Dentinkerns basieren (CAD-on, Ivoclar-Vivadent; Rapid-Layer, Vita Zahnfabrik), sind dafür geeignet. In einem anschließenden Fügeschritt wird der Schneidebereich mittels Aufsintern oder Verkleben auf den Dentinkern gebracht.

Die digital erzeugte Dentinkern-Krone ist eine neue Technik zur Reproduktion hochästhetischer Kronen und Brücken, besonders für den Frontzahnbereich. Das Verfahren reduziert auch die Chipping-Wahrscheinlichkeit in der Verblendung. Diese Technologie bietet dem Anwender eine Reihe von Vorteilen [Schweiger, 2015]:

###more### ###title### Zusammenfassung ###title### ###more###

Das „Dentinkern“-Verfahren bietet die Möglichkeit, die innere Grenzfläche zwischen Dentin und Schmelz bereits im CAD-Programm zu bestimmen. Das Konzept beruht darauf, dass es einen biogenerischen Zusammenhang zwischen der Zahnaußenform und dem schichtweisen inneren Aufbau des Zahns gibt – das bedeutet, dass jeder Zahnaußenfläche ein exakt definierter Dentinkern zugeordnet werden kann. Hierbei wird zur Bestimmung des Dentinkernes auf die Zahnaußengeometrie beziehungsweise auf einen noch zur Verfügung stehenden Teil der Außengeometrie des Zahnes zurückgegriffen, um die Form des Dentinkerns zu konkretisieren. Damit wird die Ästhetik vorhersehbar festgelegt.

Dieser „digitale Dentinkern“ wird anschließend im Schneidebereich individuell durch den Zahntechniker komplettiert. Das Verfahren ist unabhängig vom Material, und der eingesetzten Verblendtechnologie und ist mit allen zahnfarbenen, transluzenten Materialien umsetzbar.

Das neuartige Restaurationsverfahren mit Dentinkern bietet mehr Sicherheit für die Ästhetik sowie für die mechanische Belastbarkeit – bei gleichzeitig höherer Wirtschaftlichkeit.

Manfred Kern, AG KeramikPostfach 100 117, 76255 Ettlingen