Hybridkeramik für neue Optionen

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1 20. Jahrestagung der DGCZ bot einen Blick in die Zukunft Hybridkeramik für neue Optionen Dies ist die zweite Folge des Berichts von der 20. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Computergestützte Zahnheilkunde (DGCZ) zum Einsatz der Digitaltechnik und neuer Werkstoffe in der Zahnheilkunde. Konzentrierte sich der erste Report auf neue Digitaltechniken und deren klinische Anwendung, stellen sich in diesem Teil u. a. neue Werkstoffe, Vollzirkon -Restaurationen und Adhäsivbrücken vor. Leser, die beide Berichte zusammenfassend beziehen möchten, können diese unter anfordern. Der Protagonist der computergestützten Chairside-Restauration, Prof. Werner Mörmann, Zürich, erinnerte daran, dass die vollkeramische Behandlung mit Einsatz der Digitaltechnik zu einer weltweit akzeptierten Therapielösung geworden ist. Neben den bewährten Silikat- und Oxidkeramiken für die konservierende und prothetische Versorgung positioniert sich neuerdings die Hybridkeramik (VITA ENA- MIC) mit einer dualen Keramik-Polymer-Netzwerkstruktur. Deren Keramikanteil besteht zu 86 % aus einem gitterähnlichen, dreidimensionalen Keramikgerüst aus Feldspatkeramik. In die offene Keramikstruktur werden werksseitig 14 % Polymeranteil eingebracht, der mit der Keramik einen adhäsiven, interpenetrierenden Verbund bildet. Mit einem Elastizitätsmodul von 30 Gigapascal (GPa) besitzt der Werkstoff jene Elastizität, die zwischen Schmelz und Dentin liegt. Die Biegebruchfestigkeit beträgt 144 Megapascal (MPa, VITA ENAMIC). Deshalb kann diese elastische Keramik hohe Kaukräfte kompensieren, ohne Frakturen auszulösen. Die Hybridkeramik eignet sich auch für minimalinvasive Voll-Veneers; die ästhetischen Eigenschaften sind ausgezeichnet (Abb. 1 u. 2). Für die Befestigung kann auf der Hybridkeramik durch Ätzung mit 5 % Flusssäure ein hochretentives Ätzmuster erzeugt werden. In Abrasionstests zeigte die Hybridkeramik einen physiologischen Substanzverlust auf der Restauration sowie eine geringe Attritionswirkung auf dem Zahnschmelz des Antagonisten. Kausimulationen, z. B. mit VITA ENAMIC, zeigten nach 1,2 Millionen Zyklen Attritionsverluste von 46 µm auf der restaurierten Okklusionsfläche und 27 µm am Antagonisten. Im Zahnbürsten-Abrasionstest blieben Politur und Glanz sehr gut erhalten. Die Hybridkeramik zeichnet sich neben der Elastizität und der geringen Attrition der Zahnhartsubstanz durch die kürzeste Verarbeitungszeit aller untersuchten Materialien in der MCXL-Schleifeinheit aus. In diesem Zusammenhang ging Mörmann auf Attritionsverluste verschiedener Restaurationswerkstoffe ein. Als physiologischen Substanzabtrag in two-body wear -Kausimulationen wurden auf Proben aus exzidiertem Molaren- Zahnschmelz 42 µm und auf dem Zahnschmelz des Antagonistenhöckers 54 µm Abtrag festgestellt. Bei Hybridkeramik- und Nanokompositproben betrug die Attrition 48 µm und auf dem Antagonistenschmelz µm (VITA ENA- MIC, Lava Ultimate). Aufgrund der höheren Härte zeigen Silikatkeramiken im Kaukontakt geringere Abrasionswerte (Feldspat 24 µm, Lithiumdisilikat 33 µm). Dafür ist der Abtrag auf dem Antagonistenhöcker höher (Feldspat 38 µm, Lithiumdisilikat 62 µm). Kausimulationen in Zürich zeigten auch, dass Proben aus semitransparentem, hochglanzpoliertem Zirkoniumdioxid (ZrO 2 ) keine Abrasion auf der Restaurationsoberfläche sowie einen geringen Abtrag am Antagonisten erfuhren (25 µm). Mörmann empfahl, Vollzirkon -Restaurationen sorgfältig auf Hochglanz zu polieren, um Einschleifspuren im Bereich der Okklusalkontakte auf jeden Fall zu eliminieren. Abb. 1: Ausgangssituation für eine Bisserhöhung und das Schließen eines Diastemas mit Hybridkeramik (VITA ENAMIC) (Quelle: Kurbad). Abb. 2: Minimalinvasive Voll Veneers regio nach der Eingliederung (Quelle: Kurbad). 2 ZMK Jg. 28 Ausgabe 12 Dezember 2012

2 Hybridkeramik: Frakturresistenz durch Elastizität? Prof. Dennis J. Fasbinder, Universität of Michigan, Ann Arbor (USA), stellte seine Erfahrungen mit dem subtraktiv schleifbaren Nanokomposit Paradigm (3M ESPE) vor. Dieses Produkt enthält neben Silikatfüller (Korngröße 20 Nanometer, nm) auch Zirkonoxid-Feinstpartikel (4 11 nm) in einer Polymermatrix. Nanokomposit ist nicht HF-ätzbar, Retentionsflächen müssen sandgestrahlt und adhäsiv befestigt werden. Für die Politur benutzt Fasbinder Baumwollscheiben, durchsetzt mit feinkörnigem Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ). In-vitro-Ergebnisse bei Belastung bis zum Bruch belegen, dass der Bruch bei Nanokomposit im Vergleich zu Keramik zeitverzögert eintritt. Eine In-vivo-Studie über 10 Jahre, die auch Feldspat-Inlays enthielt (VITA Mark II), zeigte keine Unterschiede in der klinischen Performance. Postoperative Sensibilitäten wurden nicht beobachtet. Als Indikationen für Nanokomposit (vom Hersteller auch Nanokeramik genannt) empfehlen sich laut Fasbinder Inlays, Onlays, Endo-Inlays und Endo-Kronen mit zirkulärer Hohlkehlfassung der Restzahnsubstanz (circumferential ferrule design). Adhäsiv befestigte Lava Ultimate Nanokomposit- Inlays und -Kronen (Abb. 3 5) wurden mit Silikatkeramik- Restaurationen (Empress CAD) verglichen. Beide Systeme zeigten sich nach einem Jahr klinisch unauffällig. Im Zahnbürsten-Abrasionstest erfuhr das Nanokomposit einen stärkeren Abtrag als die Silikatkeramik. Bei In-vitro-Versuchen zeigte sich, dass Lava Ultimate unter hoher Belastung mehr Stress ohne Fraktur absorbieren kann als Silikat- und Lithiumdisilikatkeramik (Abb. 6). Dies qualifiziert das Nanokomposit laut Fasbinder für implantatgetragene Kronen. Klinische Erfahrungen aus Klinik und Praxis Vollkeramische Werkstoffe haben ihren Indikationsbereich immer mehr ausgeweitet und die klinische Eignung unter Beweis gestellt. Prof. Sven Reich, RWTH Aachen, gab einen Einblick in bibliografisch dokumentierte, bewährte Restaurationsmaterialien. So haben Inlays, Onlays und Teilkronen aus Feldspatkeramik während langjähriger Beobachtungszeiten Überlebensraten erzielt, die sich von metallgestützten Restaurationen nicht mehr unterscheiden [1,2]. Die chairside gefertigten Restaurationen sorgen für eine sofortige Stabilisierung der Restzahnsubstanz bei defekt-orientierter Präparation. Die Dentinwunde wird durch die adhäsive Befestigung sofort versiegelt. Eine Kontamination durch provisorische Zemente wird vermieden. Dies gilt auch für sehr große Einzelzahndefekte [3]. Bei Kronenrestaurationen haben sich die CAD/CAM-gefertigten monolithischen Versorgungen aus Lithiumdisilikat (LS 2 ) einen festen Platz im Behandlungsspektrum erworben. Hier ist die Einhaltung der Mindestwandstärken Voraussetzung für den klinischen Erfolg. Der CAD/CAM-schleifbare Werkstoff ist im Gegensatz zur pressbaren Variante herstellerseitig noch nicht für drei- Abb. 3: Ausgangssituation insuffiziente Glaskeramik-Teilkrone an Zahn 6, Fraktur distal (Quelle: 3M ESPE). Abb. 4: Präparation für eine Teilkrone aus Nanokomposit (Quelle: 3M ESPE). Abb. 5: Monolithisch ausgeschliffene Krone aus Lava Ultimate (nur poliert), befestigt mit Scotchbond Universal und RelyX Ultimate (Quelle: 3M ESPE). Abb. 6: Hybridkeramik widersteht hohen Kaubelastungen (In-vitro-Test) (Quelle: Fasbinder). ZMK Jg. 28 Ausgabe 12 Dezember

3 gliedrige Endpfeilerbrücken bis zum zweiten Prämolaren freigegeben. Erste klinische Ergebnisse aus einer Multicenterstudie ermöglichen laut Reich eine günstige Prognose. Vollanatomische Kronen aus Vollzirkon, d. h. monolithisch ausgefräste Kronen aus semitransparentem ZrO 2, bieten sich für verblendfreie Rekonstruktionen im Molarenbereich an. Die Einfärbung mit Colourliquids scheint jedoch nicht trivial zu sein, um die Farbe der Nachbarzähne zu treffen. Auch liegen noch keine klinischen Langzeitstudien vor, die über mögliche Auswirkungen der sehr harten polierten ZrO 2 -Okklusalflächen auf Antagonisten und Kiefergelenk berichten. Neue Werkstoffe wie Nanokomposit und Hybridkeramik scheinen sich laut Reich bei nicht kariösen Defekten für noninvasive Therapielösungen anzubieten. Der Referent zeigte einen Patientenfall mit Bisshebung. Hierbei wurde das Wax-up einer modellierten Bisshebung gescannt und die Oberflächendaten des Provisoriums als Hilfsstrukturen für die virtuelle Konstruktion von okklusionskorrigierenden Table Tops verwendet. (Abb. 7). ring oder einem elektronischen Messgerät (VITA Easy shade) festgelegt werden. Die Dauer der Tauchfärbung beeinflusst Helligkeit, Farbsättigung und Farbtiefe. Wiedhahn empfahl aufgrund eigener Versuche für A1 bis A3 eine Tauchzeit von Minuten (Abb. 8). Längere Tauchzeiten fördern dunkle Farbtöne. Entscheidend für den Farbeindruck ist, dass der Helligkeitswert exakt getroffen wird. Dies ist bei Farbdiskrepanzen zu berücksichtigen. Beim Tauchfärben dringt die Färbelösung nur oberflächlich in das ZrO 2 ein. Wenn bei der Einprobe Material abgeschliffen wird, kann die opak-weiße Farbe des ZrO 2 -Gerüsts durchschimmern. Der Referent empfahl Anwendern der Vollzirkonkrone, sich mit der Tauchfärbung und deren Farbjustierung vertraut zu machen. Nach dem Sintern kann mit Malfarben die ZrO 2 -Krone charakterisiert werden (VITA Akzent). Der nachfolgende Glasurbrand schließt die ästhetisch-technische Prozedur ab (Abb. 9). Den Einsatz der CAD/CAM-Technik für die Fertigung von implantatgetragenen prothetischen Aufbauteilen zeigte Zahnarzt Peter Neumann, Berlin, am Beispiel der Mesiostruktur aus Titanbasis (TiBase). Hierbei wird das Keramik- Abutment (ZrO 2 ) von einer Titanhülse (Hybrid-Abutment) getragen, die mit dem Enossalpfeiler verschraubt wird. Das Abutment wird mit dem Titan verklebt; damit werden kau- Abb. 8: Die Farb- und Helligkeitswerte erfordern unterschiedliche Tauchzeiten in der Färbelösung (Quelle: Wiedhahn). Abb. 7: Wax-up und Oberflächendaten des Provisioriums sind in das virtuelle Präparationsmodell hineinkopiert (beide transparent dargestellt). Sie dienen als Hilfsstrukturen für die virtuelle Konstruktion der Restaurationen (Quelle: Reich). Vollanatomische, verblendfreie Kronen aus Zirkoniumdioxid (ZrO 2 ) haben Eingang in die Praxis gefunden. Dr. Klaus Wiedhahn, Buchholz, zeigte das Einfärben einer ZrO 2 -Brücke, um die opak-weiße Keramik (incoris TZI) farblich den Nachbarzähnen anzugleichen. Für das Glätten der Lateralgerüstwände bevorzugt Wiedhahn kreuzverzahnte Hartmetallfräser. Vor dem Tauchfärben der Keramik in einer Farblösung wird das Gerüst im Brennofen ca. 3 Minuten bei 80 C und 40 Minuten unter einer Rotlichtlampe getrocknet. Die gewünschte Farbe sollte mit einem Farb- Abb. 9: Anatomische, verblendfreie Vollzirkon -Brücke nach Tauchfärbung und Sinterung, mit VITA Akzent charakterisiert und glasiert (Quelle: Wiedhahn). 4 ZMK Jg. 28 Ausgabe 12 Dezember 2012

4 lasteinleitende Kräfte direkt an das Implantat weitergegeben und belasten nicht die Keramik. Neumann stellte einen Enossalpfeiler im Röntgenbild mit einem stark nach mesial extendierten Abutment vor, um die Angulation eines dispositionierten Pfeilers auszugleichen. Mit einem Scanbody war die Lage des Implantats intraoral gescannt sowie die Suprastruktur für das Abutment und die Verblendkrone jeweils aus ZrO 2 konstruiert worden. Die Krone wurde um Schmelzschichtdicke reduziert, eine CAD/CAM-konstruierte Verblendschale aus Lithiumdisilikat gefertigt und aufgesintert. Als Alternative ist laut Neumann auch eine Vollzirkon -Krone mit Verschraubung möglich; hierbei wird das Schraubenloch mit Komposit verschlossen. Kleber sichern 1 2-Flügel-Adhäsivbrücken Adhäsivbrücken mit Zirkoniumdioxid Gerüst (ZrO 2 ), verklebt mit einem oder zwei Flügeln am Nachbarzahn, gelten als erprobte Therapielösung für den Lückenschluss im Frontzahnbereich. Studien der Universität Kiel zeigten dazu stets ermunternde Ergebnisse mit guten Prognosen. Mit dieser Versorgungsart kann in angezeigten Fällen das Beschleifen kariesfreier Lateralzähne für eine konventionelle Brücke oder ein Implantat, z. B. bei insuffizienter Knochensitua tion oder im juvenilen Gebiss, substituiert werden. Neumann stellte eigene, CAD/CAM-gefertigte Adhäsivbrücken vor (Abb. 10), schloss aber den Einsatz im Seitenzahnbereich, bei Parafunktionen und geringen Klebeflächen als Indikation aus. Die Retainer-Formen im Schmelz auf der Palatinal- oder Lingualseite sollten großflächig mittels Feinkorndiamant präpariert werden. Die Frage, ob ein- oder zweiflügelige Retainer angezeigt sind, sollte laut Neumann von der Lage und von den anatomischen Bedingungen abhängig gemacht werden. Studien attestieren dem einflügeligen Retainer eine längere Überlebenswahrscheinlichkeit, weil die Eigenbeweglichkeit des Pfeilerzahns erhalten bleibt. Als Werkstoffe eignen sich ZrO 2 mit Verblendung, Lithiumdisilikat, für temporäre Versorgungen auch Hybridkeramik mit ZrO 2 -Partikeln in der Polymermatrix. Die Mindestschichtstärke der ZrO 2 -Flügel betrug 0,5 mm, die approximalen Verbinder sollten 10 mm 2 Querschnittsfläche nicht unterschreiten. Zur Befestigung von ZrO 2 empfahl Neumann, für die Retention die Flügel schmelzseitig zu sandstrahlen, ebenso bei Einsatz der Hybridkeramik. Lithiumdisilikat wird mit HF-Ätzung und Silan konditioniert, der Schmelz klassisch geätzt und die Restauration mit Kompositkleber Multilink Automix eingesetzt. In-vitro-Tests mit modernen Klebern auf ZrO 2 haben gezeigt, dass Klebeflächen mit 30 mm 2 Ausdehnung einer Zugbelastung von ca. 30 kg widerstehen vorausgesetzt, die Auflageflächen wurden unter Kofferdam absolut trocken vorbehandelt. Mehrschrittsysteme bieten mehr Adhäsion Den klinischen Erfolg chairside ausgeführter CAD/CAM-Res taurationen aus Vollkeramik erklärte Prof. Roland Franken berger, Universität Marburg, damit, dass beim Verzicht auf ein Provisorium keine Reste von temporärem Zement die Kavität für die nachfolgende Versorgung kontaminieren. Ferner können Provisorien durch die Kaubelastung die Schmelzränder der präparierten Kavitäten destabilisieren und Randfrakturen provozieren. Letztendlich ist die lange Haltbarkeit der Keramikrestaurationen der adhäsiven Befestigung zuzuschreiben, denn durch den innigen Verbund können mechanische Einflüsse auf den Grenzflächen nicht wirksam werden [4]. Frankenberger empfahl, im Dentin routinemäßig Aufbaufüllungen zu legen und die Restauration mit einem Self-Etch-System zu befestigen. Damit wird postoperativen Hypersensivitäten vorgebeugt. Die Aufbaufüllungsoberfläche sollte nach dem Aushärten sandgestrahlt werden, um den adhäsiven Verbund mit der späteren Keramikrestauration zu verbessern [5]. Außerdem sollten die potenziell kontaminierten Schmelzränder akribisch nachfiniert werden. Bei der Präparation der Kavität sind rechte Winkel und spitze Kanten zu vermeiden. Laut Frankenberger sind Präparationswinkel von 90 anzustreben??. Kavitätenwände mit diamantierten Ultraschallinstrumenten nachzuarbeiten und Übergänge an den Kästen anzugleichen. Bei der adhäsiven Befestigung im Dentin zeigen Mehrflaschensysteme (Syntac u. a.) weiterhin bessere Ränder als simplifizierte Produkte [6] (Abb. 11). Abb. 10: Zweiflügelige Adhäsivbrücken von palatinal (Quelle: Neumann). Abb. 11: Bei unzureichender Polymerisation wird die Ausprägung der Kunststoffzapfen in den Dentintubuli kompromitiert (Adhäsivschicht von unten im REM, 1 : 3.000), was zu Haftungsverlust und postoperativen Hypersensitivitäten führen kann (Quelle: Frankenberger). ZMK Jg. 28 Ausgabe 12 Dezember

5 Auch der richtige Umgang mit diversen Kontaminationsmustern wurde vom Referenten vorgestellt. Eigene Studien haben gezeigt, dass bei suboptimaler intraoraler Politur nach dem Einschleifen nach 4 Jahren signifikant höhere Frakturraten resultieren. Nach Ablauf von 10 Jahren sind Keramikrestaurationen okklusal einzuschleifen und erneut zu polieren, denn durch Abrasionsverluste auf dem Schmelz können Kanten an den Versorgungen entstehen, die die Funktion und Haltbarkeit verändern. M. Kern, Berlin Literaturliste unter 6 ZMK Jg. 28 Ausgabe 12 Dezember 2012