Zirkoniumdioxid als großer Verbinder in der Doppelkronentechnik

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1 Zusammenfassung Im Folgenden werden an einem Beispiel verschiedene Methoden zur Herstellung von Teleskopkronen auf Primärteilen unterschiedlicher Materialien aufgezeigt, die jedoch eins gemeinsam haben: eine Tertiärkonstruktion aus Zirkoniumdioxid. Diese Tertiärkonstruktion wird sowohl keramisch als auch mit Komposit verblendet. Das Ergebnis ist eine einfach herzustellende, funktionell und ästhetisch hochwertige Teleskoparbeit, wobei weitestgehend oder sogar ganz auf den Einsatz von Legierungen verzichtet werden kann. Zirkoniumdioxid als großer Verbinder in der Doppelkronentechnik Indizes CAD/CAM-Systeme, Zirkoniumdioxid-Primärteile, Galvanosekundärteile, Kunststoffsekundärteile, CAD, Zirkoniumdioxid-Teleskop- Tertiärkonstruktion, Keramikverblendung, Kompositverblendung, Dentinfarbe, Schmelzschichtung, Verkleben, Zahnaufstellung, Fertigstellung Gefräste Zirkoniumdioxid-Strukturen sprengen eine der letzten Domänen gegossener Metallgerüste Thomas Kühn Einfach, schnell, preiswert und trotzdem gut, das sind die heutigen Anforderungen an das Zahntechnikerhandwerk. Diesen Anforderungen können herkömmliche Fertigungsmethoden in der Regel nicht mehr gerecht werden. Der Materialeinsatz muss minimiert, die Herstellung rationalisiert werden. Moderne CAD/CAM-Systeme kommen dabei immer mehr zum Einsatz. Die Anwendungsgebiete werden zahlreicher und decken mittlerweile schon einen beachtlichen Teil der Produktion in der Zahntechnik ab. Relativ exotisch dürfte sich noch die mit Keramik oder Komposit verblendete Teleskopprothese auf Zirkoniumdioxidbasis darstellen. Der folgende Bericht soll daher aufzeigen, wie einfach, funktionell, ästhetisch und preiswert, aber nicht billig, dieser hochwertige Zahnersatz hergestellt werden kann. Um verschiedene Methoden und Materialien bei der im Folgenden gezeigten Herstellung von Primärteilen, Sekundärteilen und bei der Verblendung der Zirkoniumdioxid- Trägerstruktur beschreiben zu können, wurde eine fiktive Arbeit auf einem im Labor Einleitung Problemstellung 488 Zahntech 2011;37(4):

2 präparierten Modell hergestellt und dokumentiert. Die Materialien für Primär- und Sekundärteile sind untereinander im Rahmen ihrer Indikation austauschbar. Dadurch ergeben sich zahlreiche Varianten für die Teleskopprothese, je nach Anforderung und Geldbeutel. Methodik Die Herstellung und die Materialwahl für die Primärteile Über Jahrzehnte war als Material für individuelle Geschiebe, Konus- und Teleskopkronen die klassische Goldgusslegierung das Material der Wahl. Kostendruck und steigende Edelmetallpreise zwangen viele Betriebe dazu, nach langem Zögern in diesen Bereichen Nichtedelmetall-Legierungen einzusetzen. Es stehen heute für die Herstellung von Primärteilen drei Materialien zur Auswahl: Die Nichtedelmetall-Legierung: preiswert, bei einzelnen Primärteilen noch gut zu verarbeiten, mit entsprechend guter Passung bei kleinen Einheiten, sehr dichte und damit kratzfeste Oberfläche Die Edelmetall-Legierung: teuer, sehr gut zu verarbeiten mit hervorragender Passung, weniger kratzfeste Oberfläche Zirkoniumdioxid: preiswert, leicht zu verarbeiten mit sehr guter Passung, extrem dichte und harte Oberfläche; als einziges Material weiß und relativ transluzent Abb. 1 Der 3Shape-Scanner. Das Zirkonium - dioxid-primärteil Es wäre müßig, an dieser Stelle die Herstellung von Teleskop-Primärteilen aus Edelmetall- und Nichtedelmetall-Legierungen zu beschreiben. Diese Standards sind hinlänglich bekannt. Das Designen von Zirkoniumdioxid-Primärteilen hängt wiederum stark von dem verwendeten Scanner und der dazugehörigen Software ab. Mit dem für dieses Beispiel verwendeten 3Shape-Scanner (3Shape, Kopenhagen, Dänemark) (Abb. 1) und der dazugehörigen Software (3Shape, Vertrieb u. a. Teamziereis, Engelsbrand) hat der Autor die Erfahrung gemacht, dass die Konstruktion zum Kinderspiel wird. Für die Herstellung des Primärteils wird zunächst das Gesamtmodell gescannt, danach folgen die einzelnen präparierten Zahnstümpfe (Abb. 2). Die Scanergebnisse sind nach Erfahrungen des Autors durchweg hervorragend, es gibt fast keine Situation, die der Scanner nicht erfassen kann. Nach den in den Grundeinstellungen vorgegebenen Parametern konstruiert sich das Teleskop-Primärteil quasi auf Mausklick wie von selbst (Abb. 3). Nach dieser groben Vorkonstruktion durch die Software bleiben nur noch wenige Korrekturen, die von Hand, also mit der Maus vollzogen werden. Nach einem weiteren Mausklick ist die Konstruktion des oder der Primärteile dann auch schon fertig (Abb. 4 und 5). Abb. 2 Das gescannte Modell. Auch ohne Scanspray sind die Scans perfekt. Abb. 3 Das Konstruieren der Zirkoniumdioxid-Primärteile. Abb. 4 Mit wenigen Mausklicks ist die Konstruktion erstellt. Zahntech 2011;37(4):

3 STEP BY STEP Abb. 5 Die unbearbeiteten Zirkoniumdioxid- und Gold-Primärteile auf dem Modell. Abb. 6 Das Glätten der Zirkoniumdioxid-Primärteile. Abb. 7 Die hochglanzpolierten Zirkoniumdioxid-Primärteile. Das parallele Beschleifen von Zirkoniumdioxid-Primärteilen zu ihrer endgültigen Form gestaltet sich einfacher als das Fräsen von Metall-Primärteilen. Grundsätzlich werden alle Zirkoniumdioxid-Arbeiten mit der Turbine unter ausreichender Wasserkühlung geschliffen. Mit einer relativ groben Diamantkörnung werden die Wandstärken korrigiert und auf ihr Mindestmaß gebracht. Durch die sehr genaue Konstruktionsmöglichkeit mit der Software ist dieser erste Arbeitsschritt schnell erledigt. Danach geht es dann noch um die Glättung der Primärteile und deren Politur. Bei der Glättung umschleift man die parallelen Flächen mit mehreren Diamantschleifkörpern immer feiner werdender Körnung. Um die Primärkronen hierbei nicht weiter auszudünnen, werden vor dem Schleifdurchgang die Seitenwände mit einem wasserfesten Filzstift geschwärzt. Beim folgenden Beschleifen ist sehr einfach zu sehen, wo schon geschliffen und damit geglättet wurde und wo nicht (Abb. 6). Abschließend werden die Zirkoniumdioxid-Primärteile vorsichtig mit Diamantpolierpaste und einem Filzrad mit dem Handstück auf Hochglanz poliert (Abb. 7). 490 Zahntech 2011;37(4):

4 Abb. 8 Die zum Galvanisieren vorbereiteten Gold-Primärteile. Abb. 9 Die fertigen Galvano- Sekundärteile. Abb. 10 Alles ist vorbereitet zum Tiefziehen der Kunststoff- Sekundärteile. Abb. 11 Die fertigen Kunststoff-Sekundärteile. Die Galvano- Sekundärteile Die Kunststoff- Sekundärteile Im Folgenden sollen nun auf die Edelmetall-Primärteile die Sekundärteile in Gold aufgalvanisiert werden, während auf die Zirkoniumdioxid-Primärteile Kunststoff-Sekundärteile aus einer speziellen Folie tiefgezogen werden sollen. Jedoch wird darauf hingewiesen, dass sowohl die Galvano-Sekundärteile als auch die Sekundärteile aus Kunststoff auf jede Art von Primärteil aufgalvanisiert bzw. tiefgezogen werden können, unabhängig vom Material des Primärteils. Die Gold-Primärteile werden mit einer Kupferelektrode versehen und mit Silberleitlack dünn und gleichmäßig bestrichen. Der Silberleitlack dient hier nicht der elektrischen Leitfähigkeit, sondern der Isolierung zwischen Primär- und aufgalvanisiertem Sekundärteil (Abb. 8). Nach dem Galvanisieren wird das Galvano-Sekundärteil vom Primärteil getrennt und der Silberleitlack wird mit Salpetersäure entfernt. Es empfiehlt sich, bei ausreichender Hohlkehlgestaltung den Rand des Sekundärteils zervikal etwas zurückzunehmen. Dadurch sitzt die Zirkoniumdioxid-Tertiärkonstruktion später direkt auf dem Rand des Primärteils auf, was der Ästhetik sehr zuträglich ist (Abb. 9). Aus der Geschiebeprothetik ist bekannt, dass Kunststoff-Sekundärteile auf Metall- oder Zirkoniumdioxid-Primärteilen für den Patienten leichtes Ein- und Ausgliedern der Prothese und damit einfaches Handling und hohen Tragekomfort bei gleichzeitig geringen Materialkosten bedeuten. Diese Vorteile sind nun auch auf Teleskopprothesen übertragbar. Mit einer speziell für Sekundärteile entwickelten Tiefziehfolie (Usig-Tiefziehfolie, Erkodent) gibt es nun eine schnelle und preiswerte Methode zur Herstellung von Friktions- und Gleithülsen (Abb. 10). Die Usig-Folie wird dabei einfach über die Primärteile Zahntech 2011;37(4):

5 STEP BY STEP tiefgezogen. Mit einer Schere wird der grobe Überschuss vorsichtig entfernt, danach wird der Rand mit einem Gummipolierer ähnlich wie bei Galvanokäppchen gekürzt. Auch hier empfiehlt sich wieder nach Möglichkeit, aus den schon erwähnten ästhetischen Gründen, die zervikale Kürzung des Sekundärkäppchens über den Rand des Primärteils hinaus (Abb. 11). Wenn Scanner, Software und Fräsanlage in der Lage sind, viele der Strukturen, die sonst modelliert und in Metall gegossen wurden, in Zirkoniumdioxid herzustellen, tut sich ein großes Einsatzgebiet dieser Anlagen auf. Die Vorteile gefräster Zirkoniumdioxid-Gerüste sind hinlänglich bekannt: Hohe Stabilität Helle, weißliche Farbe, damit hohe Ästhetik Spannungsfreier Sitz Geringerer Arbeitsaufwand durch Konstruktion am Rechner Geringerer Arbeitsaufwand durch den Wegfall des Einbettens, Gießens und Ausbettens Bei der im Folgenden aufgezeigten Vorgehensweise kommt zusätzlich eine deutliche Zeitersparnis bei der Verblendung des Zirkoniumdioxid-Gerüsts hinzu. Das Meistermodell wird mit aufgesetzten Primär- und Sekundärteilen gescannt. Danach werden die Primär- und Sekundärteile noch einmal einzeln gescannt, um einen möglichst geringen Randspalt am Übergang von der Tertiärkonstruktion zum Primärteil zu garantieren (Abb. 12). Nun generiert die Software einen groben Entwurf (Abb. 13), der mit wenigen virtuellen Handgriffen dem entsprechenden Patientenfall angepasst wird (Abb. 14). Um eine ausreichende Stabilität der Verbindungsstellen am Zirkoniumdioxid-Gerüst zu gewährleisten, werden die approximalen Separierungen im Frontzahnbereich reduziert. Diese Arbeitsschritte sind mit wenigen Mausklicks erledigt. Danach reduziert die Software die vollanatomisch gestaltete Restauration auf einen weiteren Mausklick hin automatisch auf die gewünschte Gerüststärke (Abb. 15 und 16). Um dem Gerüst eine größtmögliche Stabilität zu gewährleisten, wurde die Software so eingestellt, dass sie das Gerüst nur um den Schmelzanteil der anatomischen Struktur reduziert. Diese Daten werden nun zur Fräsanlage geschickt. Der Autor arbeitet hier mit einer Maschine, die man als Traktor unter den Fräsanlagen bezeichnen könnte: Die Roland MDX-40A (Teamziereis) ist ein dreiachsiges Tischgerät, welches zum Fräsen von Zirkoniumdioxid, Kunststoff und Wachs geeignet ist. Das Gerät ist relativ simpel aufgebaut (wo wenig ist, kann auch wenig kaputt gehen), einfach zu bedienen und liefert hervorragende Fräsergebnisse zu einem Preis, der auch kleinen Laboratorien den Einstieg in die laborinterne CAD/CAM-Fertigung erlaubt (Abb. 17). Zurzeit lassen sich die Retentionen für die Prothesenzähne distal der Teleskopkronen noch nicht in der Software konstruieren. Es ist jedoch ein Leichtes, vor dem Sintern des Zirkoniumdioxid-Gerüsts die distalen Brückenanhänger manuell zu Retentionen umzuschleifen (Abb. 18). Je nach gewünschter Zahnfarbe wird das Zirkoniumdioxid-Gerüst entsprechend eingefärbt und anschließend dichtgesintert. Nun wird das gesinterte Gerüst auf das Modell Die Tertiärkonstruktion aus Zirkoniumdioxid 492 Zahntech 2011;37(4):

6 Abb. 12 Das gescannte Modell mit Primär- und Sekundärteilen. Abb. 13 Der Konstruktionsvorschlag der Software. Abb. 14 Die Änderungen des Konstruktionsvorschlags sind geringfügig. Abb. 15 Das um die Schichtstärke der Schmelzmasse reduzierte Gerüst. Abb. 16 Die Ansicht des reduzierten Gerüsts von okklusal. Abb. 17 Die Roland MDX-40A Fräsmaschine. Zahntech 2011;37(4):

7 STEP BY STEP Abb. 18 Die distalen Brückenglieder wurden manuell zu Retentionen umgearbeitet. Abb. 19 Das dichtgesinterte und eingefärbte Gerüst. Abb. 20 und 21 Das Gerüst sitzt spannungs- und spaltfrei. und die Teleskope aufgepasst. Auch hier sind in der Regel nur geringe Schleifkorrekturen nötig. Nun sitzt das Tertiärgerüst spannungs- und spaltfrei auf (Abb. 19 bis 21). In Bezug auf keramische Verblendungen auf herausnehmbarem Zahnersatz waren der Autor und seine Kollegen in ihrem Labor bisher relativ zurückhaltend. Dies hat sich in Bezug auf Zirkoniumdioxid-Gerüste nun geändert. Da das Zirkoniumdioxid-Gerüst an sich auf bzw. über Teleskopkronen vollkommen unbeweglich ist, fällt die Gefahr von Sprüngen in der Keramik durch eine Eigenelastizität des Gerüstmaterials weg. Hinzu kommt eine wesentliche Vereinfachung bei der Herstellung der keramischen Verblendung. Bleibt allein nur noch als Gefahr, dass die keramische Verblendung durch äußere Gewalteinwirkung, falsches Handling des Patienten oder durch Herunterfallen der Prothese beschädigt wird. Sollte in diesen Fällen die keramische Verblendung dann doch Schaden nehmen, ist es ein Leichtes, diese dann unsichtbar mit Komposit zu ersetzen oder zu reparieren. Aus diesem Grund wurde bei der hier vorgestellten Demonstrationsarbeit die linke Seite keramisch (e.max Ceram, Ivoclar Vivadent, Ellwangen), die rechte Seite hingegen mit Komposit (Solidex, Shofu, Ratingen) verblendet. Wie bei allen keramisch verblendeten Zirkoniumdioxid-Arbeiten des Autors wird mit dem Zirkoniumdioxid-Gerüst zunächst ein Rekristallisationsbrand durchgeführt. Es Die keramische Verblendung 494 Zahntech 2011;37(4):

8 Abb. 22 Nur die Brückenglieder werden nachträglich noch mit Dentin aufgebaut. Abb. 23 Die Farbkontrolle mittels modifiziertem Farbmuster. Abb. 24 Die Effektschichtung unter der Schmelzmasse. Abb. 25 Die Überschichtung mit Schmelz- und Transpamassen. folgen der Liner- und dann der Washbrand. Im nächsten Schritt werden nur die Brückenglieder labial etwas mit Dentin (e.max Ceram) aufgebaut (Abb. 22). Zur Erinnerung: Das Zirkoniumdioxid-Gerüst wurde vollanatomisch konstruiert und dann um den Schmelzanteil reduziert. Damit die Gesamtrestauration in ihrer anatomischen Form nun nicht überdimensioniert wird, wird auf den weiteren Einsatz von Dentinmassen verzichtet, stattdessen bedient sich der Autor des folgenden Tricks: Mit Keramikmalfarben wird das Zirkoniumdioxid-Gerüst vor der Beschichtung mit Schmelz- und Transpamassen charakterisiert und die eigentliche Dentinfarbe herausgearbeitet. Um die Dentinfarbe der gewünschten Zahnfarbe vor und nach dem Charakterisierungs- und Malfarbenbrand zuverlässig kontrollieren zu können, arbeitet er mit einem modifizierten Farbring, bei welchem das Farbmuster nur noch aus Dentin besteht (Abb. 23). Erst im Folgenden wird die keramische Verblendung mit Effekt-, Schmelz- und Transpamassen komplettiert, wobei der natürlichen Transluzenz und Tiefenwirkung zuliebe das gesamte nun dentinfarbene Zirkoniumdioxid-Gerüst bis zum zervikalen Rand hin überschichtet wird (Abb. 24 und 25). Ein großer Vorteilt und damit eine deutliche Vereinfachung besteht darin, dass die manuell geschichtete keramische Verblendung nur noch aus dem Schmelzanteil besteht. Diese Schichtung geht deutlich schneller, die Korrekturen nach dem Hauptbrand sind durch eine geringere Schrumpfung der Keramik mangels Masse auch wesentlich geringer. Eine solche Verblendung ist mithin wesentlich schneller und einfacher herzustellen. Auch das Endergebnis kann nach dem Glanzbrand überzeugen (Abb. 26). Zahntech 2011;37(4):

9 STEP BY STEP Abb. 26 Die fertiggestellte keramische Verblendung. Abb. 27 Das Isolieren des Modells und der Primärteile. Abb. 28 Die Galvano-Sekundärteile fertig zum Verkleben. Abb. 29 Die Kunststoff-Sekundärteile wurden mit Bonder vorbehandelt. Es ist Geschmackssache, ob man die Sekundärteile generell nach der Verblendung in die Tertiärkonstruktion einklebt oder vorher. Bei keramischen Verblendungen ist ein Einkleben vor dem Brand generell nicht möglich, während es sich bei Kompositverblendungen jedoch anbietet. Aus diesem Grund werden jetzt Sekundärteile mit der Tertiärkonstruktion verklebt. Dafür werden die Modellanteile wie die Teleskop-Primärteile mit Vaseline isoliert (Abb. 27) und die Sekundärteile nach vorsichtigem Sandstrahlen und entsprechender Oberflächenkonditionierung aufgesetzt (Abb. 28 und 29). Das Zirkoniumdioxid-Gerüst ist in Verbindung mit einem weißen Kleber deckend genug, um die goldfarbenen Galvanokäppchen zu kaschieren und damit ein Durchschimmern zu verhindern. Also brauchen die Galvanokäppchen vor dem Verkleben nicht weiß opakisiert zu werden. Der Usig- Zweikomponentenkleber (Erkodent) ist weiß, also von daher auch für das Verkleben der Galvanokäppchen bestens geeignet (Abb. 30). Die Vorgehensweise bei der Kompositverblendung ist nun ähnlich wie bei der Keramikverblendung. Zunächst wird das Zirkoniumdioxid-Gerüst konditioniert. Hierbei hat sich Zirkoniabond (Heraeus Kulzer, Hanau) gut bewährt (Abb. 31). Nun wird das Gerüst mit Kompositmalfarben (Solidex) charakterisiert und die Dentinfarbe herausgearbeitet. Weitere Charakterisierungen im Bereich der Mamelonspitzen werden aufgetragen (Abb. Die Verklebung der Sekundärteile Die Kompositverblendung 496 Zahntech 2011;37(4):

10 Abb. 30 Die eingeklebten Sekundärteile. Abb. 31 Der Zirkoniumdioxid- Bonder für die Kompositverblendung. Abb. 32 Die Charakterisierung durch Intensivmassen. Abb. 33 Die fertiggestellte Kompositverblendung neben der Keramikverblendung. 32), die Verblendung mit Schmelz- und Transpamassen komplettiert und fertiggestellt (Abb. 33). Bei diesen Arten von Arbeiten gibt es kaum noch einen ästhetischen Unterschied zwischen der Keramik- und der Kompositverblendung. Der Vorteil der Keramikverblendung äußert sich jedoch nach wie vor in der besseren Farbstabilität und der geringeren Plaqueaffinität. Was nun folgt, ist Routine: Die Prothesenzähne (Genios A/P, Dentsply, Hanau) werden wie gewohnt auf- und fertiggestellt (Abb. 34). Ein weiterer Vorteil und eine nochmalige Zeitersparnis durch das Zirkoniumdioxid-Gerüst zeigt sich nun: Es erübrigt sich das Auftragen von weißem oder rosafarbenem Opaker auf die Retentionen, da die Retentionen des Zirkoniumdioxid-Gerüsts bereits weiß sind. Ergebnis Abschließend sollte erwähnt werden, dass zu dem vorstehend geschilderten Verfahren noch keine Langzeiterfahrungen vorliegen. Erste Prothesen dieser Art sind seit Sommer 2010 eingegliedert und bis jetzt ohne Beanstandung. Außerdem hält der Autor das eventuelle Risiko für alle Beteiligten für kalkulierbar. Geschiebeprothesen mit Kunststoffsekundärteilen funktionieren über einen langen Zeitraum problemlos. Die Bruchfestigkeit von Zirkoniumdioxid ist deutlich höher als die von Nichtedelmetall-Legierungen und die größere Wandstärke der Teleskop-Tertiärkonstruktion tut ihr Übriges zur Erhöhung der Stabilität. Zahntech 2011;37(4):

11 STEP BY STEP Abb. 34 Wachsaufstellung der Prothesenzähne und Fertigstellung des Kunststoffsattels. Abb. 35 Die labiale Ansicht der Keramik- und Kompositverblendungen. Abb. 36 Gute Ästhetik ohne übermäßigen Platzbedarf. Der Autor ist der Überzeugung, dass im Bereich der Teleskoparbeiten diese Art der Teleskopprothese zurzeit funktionell und vor allem ästhetisch nicht zu überbieten ist (Abb. 35 und 36). Hier entsteht eine klassische Win-win-Situation für alle Beteiligten, für Patient, Zahnarzt und zahntechnisches Labor. Der Patient bekommt eine Hightech- Arbeit zu einem angemessenen und günstigen Preis. Im Bedarfsfall kann der Einsatz teurer Goldlegierungen auf null gesetzt werden. Dem Zahnarzt bleibt die Flucht ins Ausland erspart, weil er dadurch hochwertige Prothetik zwar nicht billig, aber preiswert und bezahlbar und ohne Einschränkungen in Ästhetik und Funktion in Kauf nehmen zu müssen anbieten kann. Dem Labor bleibt bei fairer Kalkulation durch kostengünstigere Fertigungsmethoden die Luft zum gesunden Überleben. ZTM Thomas Kühn Am Himberger See 50 a Bad Honnef Zahntech 2011;37(4):

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