CAD/CAM-Kunststoff

PEEK könnte metallfreie Alternative sein

Polyetheretherketon (PEEK) ist ein industriell-gefertigter CAD/CAM-Kunststoff mit breitem Einsatzgebiet in Prothetik und Implantologie. Ein Übersichtsartikel aus Griechenland beschreibt anhand neuer Studien den aktuellen Wissenstand zu dem Material.

PAEK-Rohlinge. In Deutschland wird der Oberbegriff PAEK (Polyaryletherketone) verwendet, unter dem die Materialien Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketonketon (PEKK) oder Arylketonpolymer (AKP) subsumiert werden. Es handelt sich bei PEEK um ein thermoplastisches Hochleistungspolymer. zm_Archiv_Bogna Stawarczyk

In der Mehrzahl der gefundenen Literatur fanden sich erwartungsgemäß In-vitro-Studien, die sich mit den Materialeigenschaften befassten.

Hintergrund

Klinische Studien zu Peek existieren bislang nur wenige. Aufgrund der umfangreichen In-vitro-Datenlage könnte PEEK als alternatives Material für festsitzenden und herausnehmbaren Zahnersatz gegenüber den etablierten Materialien angesehen werden. Um es sicher empfehlen zu können, werden jedoch noch klinische Langzeitdaten benötigt.

In Deutschland wird der Oberbegriff PAEK (Polyaryletherketone) verwendet, unter dem die Materialien Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketonketon (PEKK) oder Arylketonpolymer (AKP) subsumiert werden. Es handelt sich bei PEEK um ein thermoplastisches Hochleistungspolymer.

Aufgrund der industriellen Fertigung besitzen CAD/CAM-Polymere optimierte mechanische Eigenschaften im Vergleich zu PMMA (Polymethylmethacrylat) und Füllungskompositen. Die industrielle Polymerisation unter Druck und Wärme führt zu einer erhöhten Umsetzungsrate der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, wodurch in der Regel ein geringerer Restmonomergehalt verbleibt. Das erschwert allerdings den Verbund mit anderen Kunststoffen (für Verblendungen, Befestigungen).

Das Material eignet sich für festsitzendem Zahnersatz (Gerüste), Prothesen, okklusale Schienen, Wurzelstifte, Implantat- und Einheilungsabutments und provisorische Restaurationen.

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Im Folgenden sind einige Studien-unterlegte Aussagen zu PEEK aus dem Review zu den verschiedenen Einsatzgebieten exemplarisch zusammengestellt.

PEEK als Gerüstmaterial für festsitzenden Zahnersatz (ZE)

Studien bescheinigen festsitzendem CAD/CAM-gefertigten Zahnersatz aus PEEK-Rohlingen eine höhere Bruchfestigkeit als Lithiumdisilikat-Glaskeramik, Alumina und Zirkonia [Beuer et al., 2008; Kolbeck et al., 2008]. PEEK weist ebenso ein höheres Elastizitätsmodul als Lithiumdisilikat auf, vergleichbar dem von hochgoldhaltigen Legierungen [Niem et al., 2019]. PEEK-Kunststoffe sind sehr verschleißfest.

In einer Studie zeigten sie höhere Werte als PMMA und Nanohybrid-Komposit bei seitlicher Belastung und vergleichbarem Abrieb wie der antagonistische Zahnschmelz [Wimmer et al., 2016]. Alle diese Studien sind In-vitro-Studien. Klinische Studien zum Einsatz von PEEK als Material für CAD/CAM-gefertigten festsitzenden Zahnersatz stehen noch aus.

Implantat-unterstützter festsitzender Zahnersatz

PEEK-Gerüste weisen ein geringeres Gewicht und eine höhere Elastizität als Zirkonoxidgerüste auf, was das Risiko mechanischer Komplikationen verringern könnte. Jedoch sind sie teurer als herkömmliche Metallkeramik- oder Metallacrylrestaurationen [Cabello-Domínguez et al., 2019]. PEEK dämpft aufgrund seines niedrigen Elastizitätsmoduls okklusale Kräfte.

Implantat-gestützter festsitzender ZE aus PEEK reduziert so mechanische Komplikationen wie Verblendungsfrakturen und Klickgeräusche, über die bei metallkeramischen oder monolithischen Zirkonoxidrestaurationen berichtet wurde [Zoidis, 2018]. Allerdings zeigten PEEK-Gerüste in einer Studie kritische Zugspannungswerte im Trabekelknochen, während Zirkoniumdioxid, Kobalt-Chrom und Titan Spannungswerte innerhalb der physiologischen Grenzen im Knochen erreichten [Sirandoni et al., 2019].

Eine In-vitro-Studie bescheinigte einem Implantat-getragenen PEEK- Gerüst eine höhere Verbundfestigkeit mit Verblendungskomposit als bei einem dreigliedrigen Titangerüst [Preis et al., 2017]. Im Falle eines Chippings von Verblendkunststoff ist leicht eine intraorale Reparatur möglich [Zoidis, 2018]. Implantat-gestützte PEEK-Prothesen könnten für Patienten mit Metallallergie oder -unverträglichkeit eine gute Alternative sein, doch es fehlen noch weitere klinische Studien dazu.

Herausnehmbarer Zahnersatz

PEEK-Gerüste sind leichter als herkömmliche Kobalt-Chrom-Gerüste, zudem sind sie thermisch und chemisch beständig. Ihre weiß-opake Farbe entspricht hohen ästhetischen Ansprüchen. Bei einem distalen Freiende sollte PEEK als Material allerdings nur mit Vorsicht verwendet werden, denn eine Studie zeigte gegenüber Gerüsten aus Kobalt-Chrom und Ti-6Al-4V-Legierung (Titan-Aluminium-Vanadium) die höchsten Belastungen beim PEEK-Gerüst sowie die höchsten Verschiebewerte des Freiendes [Chen et al., 2019].

PEEK-Gerüste im Zusammenhang mit Teleskop-Prothesen

Sekundäre Teleskopkronen auf Zirkonoxid-Primärteilen ergaben in einer In-vitro-Studie stabile Retentionskräfte nach simulierter 10-jähriger Alterung [Schubert et al., 2019]. Ein großer Vorteil bei CAD-CAM-gefertigten Gerüsten ist, dass bei Verlust der Retention oder anderen technischen Komplikationen jeder Teil des Teleskopkronensystems mit Hilfe der gespeicherten Daten reproduziert werden kann.

PEEK als Wurzelstiftmaterial

Gefräste PEEK-Stifte könnten laut einer Studie eine Alternative zu Glasfaser- und gegossenen Metallstiften sein. In-vitro Studien zeigten, dass die PEEK-Stifte in Verbindung mit einer korrekten Oberflächenvorbehandlung und einem geeigneten Adhäsivsystem eine höhere Zugfestigkeit als die Stifte aus Glasfaser und Metall [Benli et al., 2020] aufwiesen.

Ioannis Papathanasiou, Phophi Kamposiora, George Papavasiliou, Marco Ferrari: The use of PEEK in digital prosthodontics: A narrative review. BMC Oral Health 20, 217 (2020). doi.org/10.1186/s12903-020-01202-7

Literatur

  1. Benli M, Eker Gümüş B, Kahraman Y, Huck O, Özcan M. Surface characterization and bonding properties of milled polyetheretherketone dental posts. Odontology. 2020. doi.org/10.1007/s10266-020-00484-1.
  2. Beuer F, Steff B, Naumann M, Sorensen JA. Load-bearing capacity of all-ceramic three-unit fixed partial dentures with different computer-aided design (CAD)/computer-aided manufacturing (CAM) fabricated framework materials. Eur J Oral Sci. 2008; 116:381–6.
  3. Cabello-Domínguez G, Pérez-López J, Veiga-López B, González D, Revilla-León M. Maxillary zirconia and mandibular composite resin-lithium disilicate-modified PEEK fixed implant-supported restorations for a completely edentulous patient with an atrophic maxilla and mandible: a clinical report. J Prosthet Dent. 2019;S0022-3913(19)30663–8.
  4. Chen X, Mao B, Zhu Z, Yu J, Lu Y, Zhang Q, et al. A three-dimensional finite element analysis of mechanical function for 4 removable partial denture designs with 3 framework materials: CoCr, Ti-6Al-4V alloy and PEEK. Sci Rep. 2019; 9(1): 13975.
  5. Kolbeck C, Behr M, Rosentritt M, Handel G. Fracture force of tooth–tooth-and implant–tooth-supported all-ceramic fixed partial dentures using titanium vs. customized zirconia implant abutments. Clin Oral Implants Res. 2008;19:1049–53.
  6. Niem T, Youssef N, Wöstmann B. Energy dissipation capacities of CAD-CAM restorative materials: a comparative evaluation of resilience and toughness. J Prosthet Dent. 2019;121(1):101–9.
  7. Preis V, Hahnel S, Behr M, Bein L, Rosentritt M. In-vitro fatigue and fracture testing of CAD/CAM-materials in implant-supported molar crowns. Dent Mater. 2017;33(4):427–33.
  8. Schubert O, Reitmaier J, Schweiger J, Erdelt K, Güth JF. Retentive force of PEEK secondary crowns on zirconia primary crowns over time. Clin Oral Investig. 2019; 23(5): 2331–8.
  9. Sirandoni D, Leal E, Weber B, Noritomi PY, Fuentes R, Borie E. Effect of different framework materials in implant-supported fixed mandibular prostheses: a finite element analysis. Int J Oral Maxillofac Implants. 2019; 34(6): e107–14.
  10. Wimmer T, Huffmann AM, Eichberger M, Schmidlin PR, Stawarczyk B. Two-body wear rate of PEEK, CAD/CAM resin composite and PMMA: effect of specimen geometries, antagonist materials and test set-up configuration. Dent Mater. 2016;32(6):e127–36.
  11. Zoidis P. The all-on-4 modified polyetheretherketone treatment approach: a clinical report. J Prosthet Dent. 2018;119(4):516–21.
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