Überlebensrate, Frakturfestigkeit und Frakturmodus von. keramischen Implantatpfosten nach Kausimulation

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1 Aus der Universitätsklinik für Zahn-, Mund-, und Kieferheilkunde der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Abteilung für Zahnärztliche Prothetik (Ärztl. Direktor: Prof. Dr. J. R. Strub) Überlebensrate, Frakturfestigkeit und Frakturmodus von keramischen Implantatpfosten nach Kausimulation INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Zahnmedizinischen Doktorgrades Der Medizinischen Fakultät der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Vorgelegt 2003 Von Mehmet OKUTAN Geboren in Istanbul, Türkei

2 Dekan: Prof. Dr. J. Zentner 1. Gutachter: Prof Dr. J. R. Strub 2. Gutachter: Prof. Dr. H. F. Kappert

3 Meinen Eltern

4 INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 STAND DER WISSENSCHAFT Versorgung von Einzelzahnimplantaten Konfiguration der Verbindung zwischen Implantat und Pfosten Stabilität der Schraubenverbindung zwischen Implantat und Pfosten Anforderungen an Implantatpfosten Auswahlkriterien für Implantatpfosten in ästhetisch anspruchsvollen Bereichen Probleme bei der Verwendung metallischer Implantatpfosten Keramische Implantatpfosten Implantatpfosten aus Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) CerAdapt Procera Aluminiumoxid CeraBase CeramiumLine Implantatpfosten aus Zirkoniumdioxid (ZrO 2 ) Zirabut Zi-Real Cercon Balance Procera Zirkoniumdioxid Semados Keramik-Abutment-Camlog Implantatpfosten aus glasinfiltrierter Al 2 O 3 -ZrO 2 -Keramik Vita In-Ceram-Zirconia für das SynOcta System Indikationen und Kontraindikationen keramischer Pfosten Studien zur Bewährung keramischer Implantatpfosten 25

5 2.8.1 In-vitro Studien mit keramischen Implantatpfosten In vivo Untersuchungen mit keramischen Implantatpfosten Zielsetzung der Arbeit 30 3 MATERIAL UND METHODEN Verwendetes Implantatsystem Prothetische Pfosten Testgruppe A: ZiReal Testgruppe B: CerAdapt Kontrollgruppe: GingiHue Befestigungsschrauben Kronensysteme Zement Computergesteuerter Kausimulator mit Thermolastwechsel Methode Vorbereitung der Prüfkörper Prüfserien Kausimulationstest Statischer Belastungstest Analyse des Frakturmodi Statistische Auswertung 39 4 ERGEBNISSE Ergebnisse der Kaubelastung Ergebnisse des statischen Belastungstests Auswertung der Frakturmodi nach dem statischen Belastungstest 42 5 DISKUSSION 45

6 5.1 Diskussion der Methode Klinische Relevanz der Kausimulation Statischer Belastungstest Verarbeitung der keramischen Pfosten Befestigungsverfahren der Pfosten auf den Implantaten Kronen Diskussion der Ergebnisse Überlebensrate Frakturfestigkeitsverhalten keramischer Implantatpfosten Frakturmodus Schlussfolgerungen 45 6 ZUSAMMENFASSUNG 53 7 SUMMARY 54 8 LITERATUR 55 9 LEBENSLAUF DANKSAGUNG ANHANG 66

7 1 Einleitung? 1 1 Einleitung In den 50er Jahren machte Professor Per-Ingvar Brånemark die Entdeckung, dass Titan wie körpereigenes Gewebe angenommen wird und fest mit dem Knochen verwächst. Dieses Phänomen nannte er Osseointegration. Seitdem sind enossale Implantate ein fester Bestandteil der modernen Zahnmedizin bei der Rehabilitation von zahnlosen und teilbezahnten Patienten geworden. Durch die Versorgung mit Einzelzahnimplantaten können Nachteile herkömmlicher Verfahren wie z.b. die Präparation kariesfreier Nachbarzähne beim Brückenersatz oder parodontalhygienische Probleme und unbefriedigende Ästhetik bei einer Teilprothese umgegangen werden. Nach der ersten Veröffentlichung zu Einzelzahn-Implantatversorgungen im Jahre 1986 (Jemt 1986) sind eine Reihe von Studien über einen Beobachtungszeitraum von fünf bis zehn Jahren erschienen. Die Erfolgsquoten lagen zwischen 96% und 98% (Engquist et al. 1995; Henry et al. 1996; Andersson et al. 1998a; Scheller et al. 1998; Priest 1999; Scholander 1999). Diese guten Erfolge liegen zum einen an den über Jahre gesammelten Erfahrungen im Hinblick auf Indikationen und Kontraindikationen, aber auch am Fortschritt in der Materialentwicklung. Der Einsatz im ästhetisch anspruchsvollen Bereich blieb dennoch bis heute eine Herausforderung für den Zahnarzt und den Zahntechniker. Eine besondere Problemzone stellt dabei der Übergang von der Implantatschulter zum Implantatpfosten und der Krone dar. Dort besteht vor allem bei geringem Weichgewebsangebot die Gefahr, dass es zum gräulichen Durchschimmern der metallischen Komponenten kommt. Auf der Suche nach Möglichkeiten, die implantologisch-prothetische Restauration der natürlichen Bezahnung ideal anzugleichen, eröffnen keramische Pfosten neue Perspektiven hinsichtlich Form, Farbe und individueller Gestaltungsmöglichkeiten (Prestipino&Ingber 1996). Ein weiterer positiver Effekt entsteht durch die vergleichsweise geringe Plaqueakkumulation und der guten bioadhäsiven Eigenschaften keramischer Oberflächen. Keramische Implantatpfosten werden heute vorwiegend aus zwei Materialien hergestellt: dicht gesintertem Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) und Zirkoniumdioxid (ZrO 2 ) bzw. aus einer glasinfiltrierten Kombinationen von beidem. Obwohl sich diese Keramiken durch hohe Festigkeitswerte auszeichnen, bestehen bedingt durch ihre Sprödigkeit dennoch Limitationen bezüglich der Eignung für diesen Anwendungsbereich. Insbesonders die Auflagefläche des Kopfes der Befestigungsschraube im Innern des Pfostens und die Kontaktfläche zwischen Implantat

8 1 Einleitung? 2 und Pfosten (Rotationsschutz) sind besonderen Belastungen ausgesetzt. Ein keramischer Implantatpfosten mit Titanbasis garantiert Ästhetik (durch Keramik) und Rotationsschutz (durch Titan). Ziel dieser Studie ist es, einen Implantatpfosten bestehend aus auf eine Titanbasis aufgesinterter ZrO 2 -Keramik mit einem rein vollkeramischen Pfosten aus Al 2 O 3 hinsichtlich der Überlebensrate, der Frakturfestigkeit und dem Bruchmodus nach computergesteuerter Kausimulation zu untersuchen. Als Kontrolle dient ein metallischer Pfosten aus einer Titanlegierung.

9 2 Stand der Wissenschaft? 3 2 Stand der Wissenschaft 2.1 Versorgung von Einzelzahnimplantaten Beim Verlust einzelner Zähne kommt die implantatgetragene Einzelkrone zunehmend häufiger zur Anwendung. Während bei der Planung und Ausführung der prothetischen Versorgung im posterioren Bereich funktionelle Überlegungen, wie das Verhältnis von Kaukraft zu Knochenangebot und qualität im Vordergrund stehen, spielen im anterioren Bereich ästhetische Betrachtungen die Hauptrolle (Buser et al. 1998). Dabei stehen dem Behandler prinzipiell zwei verschiedenen Möglichkeiten zur Herstellung einer implantatgetragenen Einzelkrone zur Verfügung: Okklusal verschraubte Krone: Pfosten und Krone bestehen aus einem Stück und werden auf das Implantat mit einer Schraube von okklusal befestigt. Transversal verschraubte oder zementierte Krone: Hier dient der Pfosten als Verbindungselement für die Suprastruktur, die in der Regel aus einer Verblendkrone besteht. Die Krone wird entweder mittels einer seitlich angebrachten Schraube auf dem Pfosten befestigt oder zementiert. Dazu werden entweder vorfabrizierte Pfosten aus Titan oder neuerdings aus Keramik eingesetzt (siehe Kapitel 2.6), oder es werden ausbrennbare Kunststoffzylinder mit angiessbarer Metallbasis (Lewis et al. 1988) verwendet. Behr et al (2001). untersuchten ein Fiberglasverstärktes Komposit zur Verwendung als Implantatpfosten. Die Pilotstudie zeigte, dass dieses Material eine vielversprechende Alternative zu metallischen Pfosten ist. Der Vorteil der Transversalverschraubung ist die bedingte Abnehmbarkeit. Bei der Zementierung ist der geringere Aufwand und die damit verbundenen geringeren Kosten zu nennen. Der Nachteil ist eine erschwerte Entfernung von Zementüberschüssen. Dabei ist eine Verletzung der periimplantären Gewebe nicht auszuschließen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, vorfabrizierte Pfosten im Patientenmund aufzuschrauben, zu präparieren und abzuformen. Der Pfosten kann zwischenzeitlich mit einer Schutzkappe oder einem Provisorium versorgt werden. Die Interposition einer Distanzhülse zum Ausgleich des Gingivaniveaus kann bei Bedarf mit jedem der beiden Konzepte kombiniert werden.

10 2 Stand der Wissenschaft? Konfiguration der Verbindung zwischen Implantat und Pfosten Man unterscheidet grundsätzlich die externe von der internen Verbindung der Pfosten mit dem Implantat. Bei der externen Verankerung stabilisiert ein Hexagon (Patrize), welches konzentrisch um den Schraubenkanal aus der Implantatplattform herausragt, die Verbindung zwischen Pfosten (Matrize) und Implantat. Im Gegensatz dazu befindet sich bei der internen Verankerung die Matrize im Bereich der Implantatplattform. Ein Unterschied zwischen interner und externer Verankerung besteht bei der Übertragung seitlich auftretender Kräfte. Bei der internen Verankerung werden diese auf das Implantat übertragen (Norton 2000). Die Schraube ist geschützt. Bei der externe Verankerung ist die Befestigungsschraube nicht geschützt (Jörneus et al. 1992; Haak et al. 1995). Bei der externen Verankerung spielt die Retentionshöhe des Hexagons (Ohrnell et al. 1988) und der Durchmesser der Implantatplattform (Boggan et al. 1999) eine Rolle, indem sie bei Zunahme die einwirkenden Kräfte besser auffangen kann. Empfehlenswert ist eine Retentionshöhe von min. 1,2 mm für das Hexagon (Ohrnell et al. 1988). Bezüglich der Bruchfestigkeit nach Kausimulation fanden Strub und Gerds (2003) allerdings gleich große bzw. sogar höhere Werte für extern verankerte Pfosten als für intern Verankerte. Weitere Studien untermauern diese Beobachtung (Balfour&O'Brien 1995; Mollersten et al. 1997) Stabilität der Schraubenverbindung zwischen Implantat und Pfosten In der Literatur wurde zahlreich über Schraubenlockerungen bei Einzelzahnimplantaten berichtet (Jemt et al. 1991; Engquist et al. 1995; Henry et al. 1995; Avivi-Arber&Zarb 1996; Balshi et al. 1996; Scheller et al. 1998; Levine et al. 1999; Priest 1999; Haas et al. 2002; Krennmair et al. 2002) (Tabelle 1). Probleme traten je nach Beobachtungszeitraum in 3,5 48 % der Fälle auf.

11 2 Stand der Wissenschaft? 5 Art und Anzahl der Implantate 107 Brånemark 40 Brånemark 50 Brånemark 82 Brånemark Tabelle 1: Implantologische und prothetische Überlebensraten von implantatgetragenem Einzelkronen Anzahl Autor Einzelkronen (Jemt et al. 1991) 106 (Schmitt&Zarb 1993) 40 (Scheller et al. 1993) 43 (Engquist et al. 1995) 81 Beobach- Überlebens- Patienten- Schraubentungszeitraum Implantate Rate Anzahl lockerung 92 1 Jahr 97,2% 26% 32 2,9 Jahre 100% 44,9% Manuell fixierte Schrauben: 48% 44 5 Jahre 94% Drehmoment fixierte Schrauben: 100% Jahre 97,6% 5,7% (Balshi et al. 1996) Einzel- Kronen auf ein bzw. zwei Implantate 72 Brånemark 47 3 Jahre 98,6% ein Implantat: 48% zwei Implantate: 8% (Levine et al. 1999) ITI 110 3,3 Jahre 95,5% 22% (Priest 1999) verschiedene 99 2,5 Jahre 97,4% 59 Titan 59 (Johnson&Persson und ) 19 HA-besch. 17 Implantate 3 Jahre 98,3% 7,7% (Haas et al. 2002) Brånemark 71 6,5 Jahre 97% 10% (Krennmair et al. 2002) Frialit 112 0,5-7 Jahre 97,3% 3,5%

12 2 Stand der Wissenschaft? 6 Passungenauigkeiten der Gerüste, ein nicht angemessenes Drehmoment beim Anziehen der Pfostenschraube, Verlust der Schraubenvorspannung, sowie okklusale Überbelastungen gelten als mögliche Ursachen für das Auftreten von Lockerungen und Frakturen der Pfostenschrauben (Adell et al. 1986; Zarb&Schmitt 1990; Naert et al. 1992; Kallus&Bessing 1994). Die Anzugskraft und die Vorspannung der Schraube sind für eine stabile Pfosten-Implantat- Verbindung wichtig. Hohe Anzugskräfte erzielen hohe Vorspannungen der Schraube und somit kommt es zu weniger Mikrobewegungen im Bereich der Pfosten-Implantat-Verbindung, was wiederum das Risiko einer Schraubenlockerung verringert. Sakaguchi und Borgersen (1995) untersuchten Vorspannung und Stress bei Implantatschrauben. Sie fanden ähnlich wie Miller et al.(1994), dass bei einem Drehmoment von 32 Ncm für Goldschrauben und 20 Ncm für Titanschrauben eine Vorspannung von 646 N für Gold und 380 N für Titan entsteht. Um einer Schraubenlockerung vorzubeugen, muss die Vorspannung der Schraube größer als die auf das Implantat einwirkenden okklusalen Kräfte sein. Faktoren wie Ermüdungserscheinungen der Pfostenschrauben reduzieren die Schraubenvorspannung und schwächen somit die Implantat-Pfosten-Verbindung (Binon 1996a). Binon et al.(1996b) zeigten, dass es nach Applikation einer rotierenden Wechselbewegung auf die Implantat-Pfosten-Verbindung, bei mit 20 Ncm fixierten Schrauben schneller zu Lockerungen, als bei mit 30 Ncm befestigten Schrauben kommt. Binon et al.(1996a) konnten in einer experimentellen Studie einen direkten Zusammenhang zwischen einer schlechten Pfostenpassung und einer erhöhten Lockerungsrate von Pfostenschrauben nachweisen. Verantwortlich dafür ist eine Rotation des Pfostens innerhalb der Sechskantposition. Je größer die Diskrepanz zwischen Implantat und Pfosten ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit einer Schraubenlockerung. Mit einer Rotationsfreiheit des Pfostens von weniger als 2 Grad konnten gute Ergebnisse erzielt werden.

13 2 Stand der Wissenschaft? Anforderungen an Implantatpfosten Das Ziel jeder prothetischen Versorgung soll nicht nur die Wiederherstellung der Funktion, sondern auch das Erreichen einer perfekten dentalen und mukogingivalen Ästhetik sein. Gleichzeitig sollen während der Anfertigung des Zahnersatzes und dessen Inkorporation, über einen Zeitraum von mehrere Dekaden, sämtliche benachbarte Gewebsstrukturen geschont werden und gesund erhalten bleiben (Studer et al. 1996). Die Anforderungen an Pfosten für die lmplantatprothetik sind vielfältig. Biokompatibilität: Der Pfosten muss biokompatibel sein und sollte die Plaqueakkumulation nicht begünstigen (Rasperini et al. 1998). Die Bioverträglichkeit von Keramiken ist begründet durch ihre Bindungsart. Diese Werkstoffklasse wird auf atomarer Ebene charakterisiert durch ionische und kovalente Anteile (Maier 1995). Diese stark gekoppelte Bindung verhindert e- ventuelle Austauschprozesse zwischen der Keramik und dem umgebenden Medium. Einige Autoren haben eine verringerte Korrosionsgefahr bei Keramikpfosten im Vergleich mit Titanpfosten auf Titanimplantaten festgestellt (Prestipino&Ingber 1993b; Wohlwend et al. 1996; Prestipino&Ingber 1996; Rasperini et al. 1998; Yildirim et al. 2000). Stabilität: Ein Implantatpfosten muss eine bestimmte Stabilität aufweisen, damit die Kaukräfte auf das Implantat und somit den Knochen übertragen werden (Tripodakis et al. 1995; Cho et al. 2002). Unabhängig von der Zahnlokalisation liegen die maximal gemessenen Kaukräfte zwischen ca. 4,5 N bis 1080 N (Howell 1948; Ludwig 1975). Diesbezüglich sind im Frontzahnbereich niedrigere Werte (Kiliaridis et al. 1993) als im Molarenbereich zu beobachten (Kraft 1962; Craig 1980). Im Seitenzahnbereich müssen die Implantate vorwiegend axialen und im Frontzahnbereich Scher- und Torsionskräften standhalten. Form: Ein Implantatpfosten sollte die anatomischen Konturen und die ästhetischen Eigenschaften des natürlichen Zahnes aufweisen (Prestipino&Ingber 1993a; Kern&Ronecker 2000). Ein dem natürlichen Zahnquerschnitt ähnelndes Profil dient der Unterstützung und Formgebung des umgebenden Weichgewebes (Saadoun 1995). Das kreisrunde Implantat muss bis zum Durchtrittsniveau in einen anatomisch korrekten Querschnitt überführt werden (Weisgold et al. 1997), wobei dies unter Verwendung konfektionierter Pfosten ohne vorherige Individualisierung kaum durchführbar ist.

14 2 Stand der Wissenschaft? Auswahlkriterien für Implantatpfosten in ästhetisch anspruchsvollen Bereichen Um mit implantologischen Einzelzahnversorgungen eine natürliche Ästhetik zu erreichen, spielt die Wahl des richtigen prothetischen Pfostens eine entscheidende Rolle. In den letzten Jahren haben die marktüblichen Implantatpfosten eine Weiterentwicklung im Sinn von verbesserten Materialeigenschaften und Ästhetik durchgemacht. Es sind unzählige Komponenten erhältlich und die Pfostenauswahl ist ein komplexer Teil der implantatprothetischen Versorgung geworden. Giglio et al. (1999) haben in einer Übersichtsarbeit drei Kriterien zur Auswahl von Implantatpfosten zusammengestellt: Implantatposition: Wenn das Implantat außerhalb der mesiodistalen und bukkolingualen Grenzen der geplanten prothetischen Versorgung zu liegen kommt, kann es zu ungünstigen Schraubenöffnungspositionen und nonaxialer Belastung des Implantates kommen. In diesem Fall müsste man sich für eine zementierbare Versorgung entscheiden und eine nonaxiale Belastung hinnehmen. Dies ist für eine prothetische Versorgung ungünstig. Implantatachse: Wenn die Implantatachse mit den Nachbarzähnen mehr als 15 divergiert, wird ein abgewinkelter oder individualisierbarer Pfosten benötigt. Interokklusaler Abstand: Der interokklusale Abstand zwischen dem Antagonisten und der Implantatschulter sollte bei maximaler Interkuspidation und bei Verwendung eines handelsüblichen Pfostens mindestens 2,8 mm betragen. Abstand zwischen Zahnfleischrand und Kronenrand: In ästhetisch anspruchsvollen Bereichen sollte der Kronenrand 1 bis 2 mm subgingival liegen (Parel&Sullivan 1989; Parel 1991). Bei tief subgingival liegenden Kronenrändern ist die Entfernung von Zementüberschüssen erschwert. In diesem Fall stellt eine verschraubte prothetische Versorgung die beste Alternative dar. Wohlwend et al. (1996) unterteilen die Kriterien zum Erreichen einer optimalen mukogingivalen Ästhetik beim Einzelzahnimplantat mit zahntechnischen Mitteln in vier Punkte. Folgende Überlegungen ermöglichen es dem Behandler, den entsprechenden prothetischen Pfosten optimal auszuwählen: Um eine bukkale Rezession zu vermeiden, soll ein optimales Austrittsprofil (Emergence profile) der künstlichen Krone etabliert werden. Die Verwendung des möglichst kürzesten kon-

15 2 Stand der Wissenschaft? 9 ventionellen Pfostens im Sinne von Abstand zwischen Implantatschulter und Präparationsgrenze bringt ästhetische Vorteile. Dies erschwert jedoch das definitive Zementieren. Wenn die Kronenränder aufgrund des arkadenförmigen Gingivaverlaufes im Approximalbereich weit subgingival zu liegen kommen, kann dies zu einen unkontrollierten Entfernung des Zementüberschusses führen. Minimale Fehler, wie z.b. Abweichungen der Implantatachse oder position, die dem Chirurgen während der Implantation unterlaufen können, sollen in der prothetischen Phase korrigiert werden. Dafür können abgewinkelte oder individualisierbare Pfosten verwendet werden. Bei dünner Gingiva und/oder kurzem Abstand zwischen Implantatschulter und Zahnfleischrand schimmern die metallischen Anteile im marginalen Bereich gräulich durch. Solange die Implantatschulter selbst nicht Ursache dieses Effektes ist, kann mit der Verwendung eines keramischen Pfostens ein besseres Behandlungsergebnis erzielt werden. Um eine ästhetische Formgebung im Zahnhalsbereich zu erzielen, muss der Unterschied zwischen Implantat- und Zahnhalsquerschnitt angeglichen werden. Aufbrennfähige Metalle können mit Keramik modifiziert und damit die Form und der Präparationsrand individuell gestaltet werden (Yildirim et al. 2000). 2.5 Probleme bei der Verwendung metallischer Implantatpfosten Im ästhetisch anspruchsvollen Frontzahnbereich kommt es in vielen Fällen durch die Verwendung metallischer Implantatpfosten zum Durchschimmern des metallischen Anteiles. Obwohl Titan ein biokompatibles Material mit hoher Korrosionsresistenz ist (Kasemo&Lausmaa 1993), gibt es Hinweise dafür, dass Titan in der Lage ist, eine unspezifische Immunmodulation und Autoimmunerkrankungen hervorzurufen (Stejskal&Stejskal 1999). Mit immunologischen in-vitro Tests (Lymphozyten- Transformations-Test [LTT]) konnte in einigen Fällen eine Sensibilisierung gegenüber Titan beobachtet werden (Lalor et al. 1991; Valentine-Thon&Schiwara 2003). Die klinische Bedeutung dieser Resultate ist allerdings bisher umstritten. Darüber hinaus wurden erhöhte Titankonzentrationen in der Nähe von Titanimplantaten (Bianco et al. 1996) und regionalen Lymphknoten (Weingart et al. 1994) gefunden. Bei keramischen Materialien sind vergleichbare Reaktionen nicht bekannt.

16 2 Stand der Wissenschaft? 10 Außerdem ist aufgrund der geringeren Vickers-Härte von Titan (99,5% Ti: 210 N/mm 2 ) gegenüber Keramik (99,5% Al 2 O 3 : 2000 N/ mm 2 ) eine Verletzung der Oberfläche von Titanpfosten bei mechanischer Bearbeitung (z. B. Entfernen von Zementresten) wahrscheinlicher. Dies kann die Plaqueakkumulation begünstigen. 2.6 Keramische Implantatpfosten (Tabelle 2) Seit der Erstvorstellung der Feldspaltkeramikinlays und -kronen haben keramische Werkstoffe insbesondere für die Zahnärztliche Prothetik an Bedeutung gewonnen (Kelly et al. 1996). Dies liegt vor allem an den positiven Materialeigenschaften keramischer Werkstoffe (Kappert 1996), ihrer ausgezeichneten Biokompatibilität und hervorragenden Ästhetik (McLean 2001). Implantatpfosten aus Metall werden seit dem Beginn der zahnärztlichen Implantologie eingesetzt und haben sich bewährt. Eine Reihe von Untersuchungen zeigte jedoch, dass Metallpfosten nur begrenzt den ästhetischen, funktionellen und hygienischen Anforderungen implantatprothetischer Restaurationen gerecht werden (Jörneus et al. 1992; Kopp 1993). Keramische Pfosten eröffnen neue Perspektiven hinsichtlich Form, Farbe und individueller Gestaltungsmöglichkeiten. Sie erleichtern es, dem Aussehen eines natürlichen Zahnes nahe zu kommen und die Grenzen metallischer Pfosten zu überwinden (Prestipino&Ingber 1996). Die erste Entwicklung metallfreier Pfosten wurde von der Firma Nobel Biocare (Göteborg, Schweden) unter den Namen CeramicCore von Ingber und Prestipino (1993a) vorgestellt. Dieses Produkt bestand aus hochreiner Aluminiumoxidkeramik (Al 2 O 3 ). Durch diese Entwicklung gelang es, die unästhetische, graue Erscheinung von Metallpfosten im subgingivalen Bereich zu beheben und gleichzeitig einen optimalen Untergrund für eine vollkeramische Krone zu schaffen (Moberg et al. 1999). Die Einführung von Zirkoniumdioxid-Pfosten (ZrO 2 ) in die dentale Implantologie hat die ästhetischen Vorteile von Al 2 O 3 mit den verbesserten mechanischen Eigenschaften der ZrO 2 - Keramik verbunden. Der erste ZrO 2 -Pfosten wurde von Wohlwend et al.(1996) vorgestellt. Dieses Produkt bestand aus partiell yttriumstabilisiertem ZrO 2. Sadoun und Perelmuter (1997) fertigten Pfosten aus einer Mischung von 60% Al 2 O 3 und 40% mit Ce 2 O 3 (Ceriumoxid) partiell stabilisiertem ZrO 2 zur ästhetischen Rehabilitation im Frontzahnbereich an. Diese Mischung erlaubte ein direktes Aufschichten von Verblendkeramik auf den Pfosten.

17 2 Stand der Wissenschaft? 11 Obwohl die keramischen Pfosten ein besseres ästhetisches Resultat wie Metallpfosten erzielen und gute bioadhäsive Eigenschaften zeigen (Abrahamsson et al. 1998), bestehen hinsichtlich ihrer funktionellen Belastungskapazität noch offene Fragen (Andersson et al. 1999). Tabelle 2 Auflistung historischer und aktueller keramischer Implantatpfosten Pfosten Jahr der Markteinführung (Hersteller) Material CerAdapt 1996 Nobel Biocare Al 2 O 3 CeraBase 1997 Friadent GmbH Zweiteilig Al 2 O 3 mit Titankern Zirabut 1997 Arnold Wohlwend AG ZrO 2 Procera Al 2 O Nobel Biocare Al 2 O 3 (CAD/CAM Fertigung) SynOcta In-Ceram 2001 Straumann VITA In-Ceram Zirconia Cercon Balance 2001 Degussa Dental ZrO 2 ZiReal 2001 Implant Innovations Inc. ZrO 2 mit Titanbasis CeramiumLine 2001 Oraltronics Al 2 O 3 und SiO 2 Procera ZrO Nobel Biocare ZrO 2 (CAD/CAM Fertigung) Bego Semados 2002 Bego Semados ZrO 2 Keramik- Abutment Camlog 2003 Altatec Zweiteilig ZrO 2 mit Titankern Auf dem Markt erhältliche keramische Pfosten können anhand der Herstellungsmaterialien in drei Hauptgruppen eingeteilt werden: dicht gesintertes Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid und eine glasinfiltrierte Kombination von beiden.

18 2 Stand der Wissenschaft? Implantatpfosten aus Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) (Tabelle 3 und Tabelle 4) Im Jahre 1965 haben Mc Lean und Hughes (1965) durch ihre Beschreibung von mit Aluminumoxid (Al 2 O 3, engl. Alumina) verstärkten Glaskeramiken eine neue Ära in der Zahnmedizin eröffnet. Durch diese Kombination ergaben sich eine höherer Stabilität, Biokompatibilität und Ästhetik. Aluminiumoxid zeichnet sich durch eine Bruchzähigkeit von 5 bis 6 MPa/ m 0,5 und eine Biegefestigkeit von 400 MPa aus (Kappert&Krah 2001)(Tabelle 3). Aluminiumoxid zählt zu den biokompatiblen Materialien und zeichnet sich unter anderem durch seine gute chemische Stabilität und eine große Härte (2200 HV) aus (Piconi&Maccauro 1999). Aus Aluminiumoxid hergestellte Brücken- und Kronengerüste, sowie Implantatpfosten können mit entsprechenden Keramiken verblendet werden. Die nächste Entwicklung in der Keramiktechnologie folgte mit der Vorstellung von maschinell hergestellten Kronen CAD/ CIM (Computer Assisted Design/ Computer Integrated Machine) (1985) und Implantatpfosten (1993-CeramicCore ) aus industriell gefertigter, dicht gesinterter, hochreiner Aluminiumoxidkeramik (über 99,5% Al 2 O 3 ). Diese Keramik vereinte die Eigenschaften von hoher Festigkeit (Andersson&Oden 1993), guten biokompatiblen Eigenschaften (Abrahamsson et al. 1998), Ästhetik (Hegenbarth 1996) und Transluzenz (Geller&Kwiatkowski 1987; O'Boyle et al. 1997). Im Jahre 1993 wurde von Ingber und Prestipino (1993a) der CeramicCore, ein gefräster Keramikpfosten aus 99.5%-igem Aluminiumoxid, vorgestellt. Seitdem wird Aluminiumoxidkeramik für den zahn- und implantatgetragenen Zahnersatz erfolgreich im ästhetisch anspruchvollen Frontzahnbereich eingesetzt (Andersson et al. 1998a; Oden et al. 1998; Andersson et al. 2001). Obwohl Aluminiumoxid seine guten Eigenschaften in der Zahnmedizin bewiesen hat, wird es in anderen medizinischen Bereichen, wie z.b. der orthopädischen Chirurgie, seit Ende der 80er Jahre seltener verwendet und durch Zirkoniumdioxidkeramiken ersetzt (Sudanese et al. 1988; Christel 1989). Dies findet ebenso in der Zahnmedizin statt.

19 2 Stand der Wissenschaft? 13 Tabelle 3: Eigenschaften von Al 2 O 3 Druckfestigkeit Biegebruchfestigkeit E - Modul Bruchzähigkeit K 1C ca MPa ca. 350 MPa 350 GPa 4 MPa?m Tabelle 4: Eigenschaften von Aluminiumoxid Pfosten Pfosten Name Hersteller Werkstoff Röntgen- Opazität Indikationen CerAdapt Nobel Biocare Aluminiumoxid Ja Einzelkrone im Front- Eck- und Prämolarenbereich Procera Aluminiumoxid CAD/CAM Nobel Biocare Aluminiumoxid Ja Einzelkrone und Brückenpfeiler im Front und Seitenzahnbereich CeraBase Friadent Aluminiumoxid und Titan Ceramium Oraltronics Aluminiumoxid Line und Siliziumoxid Ja Ja Einzelkrone im Frontzahnbereich Einzelkrone und Brückenpfeiler im Front und Seitenzahnbereich

20 2 Stand der Wissenschaft? 14 Tabelle 5: Herstellerangaben von Aluminiumoxid Pfosten Pfosten Herstellung Verblendung Befestigung Web Name CerAdapt Vorfabriziert, möglich mit eine Größe, (Vitadur Alpha, Torquetite individualisierbar Ducera All- Unigrip durch Beschleifen unter Wasserkühlung Ceram, Creation AV ) Schraube Procera Mit Cad/Cam möglich mit Aluminiumoxid Cad/Cam System nach individueller Designvorgabe durch das Labor hergestellt. (Vitadur Alpha, Ducera All- Ceram, Creation AV ) Torquetite Unigrip - Schraube CeraBase Vorfabriziert, 8 Ausführungen, möglich (Vitadur Alpha, mit Titanschraube individualisierbar Ducera Alldurch Beschleifen Ceram ) unter Wasserkühlung Ceramium Vorfabriziert mit möglich mit Line konfektionierte (IPS Eris für Zentral- Stufe, Empress 2 ) schraube 7 Ausführungen, (Titan Grad 5) individualisierbar durch Beschleifen unter Wasserkühlung

21 2 Stand der Wissenschaft? CerAdapt (Nobel Biocare AB, Göteburg, Schweden) Der am längsten auf dem Markt befindliche Pfosten CerAdapt wurde im Jahr 1993 vorgestellt. Dieser Pfosten aus dichtgesintertem Aluminiumoxid sollte den hohen ästhetischen Anforderungen der Patienten und der Anwender gerecht werden. CerAdapt kann nach Herstellerangaben im Front-, Eckzahn- und Prämolarenbereich auf Brånemark-Implantaten der Regular-Plattform (RP) verwendet werden. Das vorgefertigte zylindrische Teil wird mit einer Höhe von 12 mm und einem Durchmesser von 6 mm bereits seit 1996 angeboten. Nach dem Bearbeiten des Pfostens im Labor unter Wasserkühlung kann intraoral nachpräpariert werden. Apikal der Präparationsgrenze kann der Pfosten zur Optimierung des Austrittsprofils individuell durch Aufbrennen von Keramik ausgeformt werden. Es kann zum einen direkt auf den Pfosten aufgebrannt werden. Dabei wird der Schraubenkanal durch einen Platzhalter (Kunststoffstift) freigehalten. Zum Andern kann der Pfosten als Substruktur für eine zementierbare Krone dienen Procera Aluminiumoxid (Nobel Biocare AB, Göteburg, Schweden) Das Procera All-Ceram-System wurde in den 80er Jahren von Andersson (1993) zur Herstellung vollkeramischer Kronenkäppchen aus Aluminiumoxid-Keramik entwickelt. Die Bezeichnung CAD/ CAM (Computer Assisted Design/ Computer Assisted Milling) umschreibt die computerunterstützte Planung und Fertigung der Restauration. Dabei kann die Vorarbeit, die sich im Wesentlichen aus dem Einscannen und Digitalisieren abgeformter Pfeilerzähne und dem Gerüst-Design am Computer-Bildschirm zusammensetzt, in jedem lokalen zahntechnischen Labor durchgeführt werden. Die Voraussetzungen für die maschinelle Abtastung des Arbeitsstumpfes im Labor bildet ein spezieller Scanner, angeschlossen an einen Personalcomputer und ausgestattet mit einem Modem. Die erarbeiteten Daten werden über das Modem an die Fertigungsstätte in Stockholm übermittelt, wo die industrielle, computerunterstützte Herstellung der Kronenkäppchen zentralisiert durchgeführt wird. Innerhalb von drei Tagen erfolgt der Versand durch einen speziellen Kurierservice an das zahntechnische Labor, wo die Verblendung und Fertigstellung der Restaurationen stattfindet. Die Procera -Technologie wurde später u.a. auch für die Bearbeitung von Titan eingesetzt. Neben der Herstellung von Kronen- und Brückengerüsten war es damit möglich individuelle Implantatpfosten aus Titan zu fertigen. Neuerdings können auch vollkeramische Pfosten aus Al 2 O 3 - und ZrO 2 -Keramik

22 2 Stand der Wissenschaft? 16 (siehe ) hergestellt werden Dazu wird nach der Abformung auf Implantatniveau die individuelle Pfostenform entweder aus Autopolymerisat modelliert und eingescannt oder gleich virtuell auf dem Computer-Bildschirm aufgebaut. Der Procera -Keramik-Pfosten kann bei idealer Lage des Schraubenzuganges unmittelbar verblendet werden. Somit ist die resultierende Krone direkt auf Implantatniveau verschraubbar. Bei ästhetisch ungünstiger Position des Schraubenzuganges kann eine zementierbare Krone hergestellt werden (Andersson et al. 1998b) CeraBase (FRIADENT GmbH, Mannheim, Deutschland) Für das Frialit -2 und das kompatible XiVE System von Friadent ist der CeraBase - Pfosten erhältlich. CeraBase besteht aus einem Titankern und einer verblendbaren Keramikhülse aus dicht gesintertem Al 2 O 3. Dadurch ergeben sich vier verschiedene Anwendungsmöglichkeiten: 1. Die verblendete Keramikhülse wird auf den zuvor im Patientenmund eingeschraubten Titankern aufzementiert. 2. Die verblendete, mit einem Schraubenkanal versehene Keramikhülse wird im Labor mit dem Titankern verklebt und mit einer Okklusalschraube befestigt. 3. Die unverblendete Keramikhülse wird auf den zuvor im Patientenmund eingeschraubten Titankern aufzementiert, präpariert und abgeformt. Das anschließende Vorgehen entspricht dem bei einer herkömmlichen Überkronung. 4. Die unverblendete und mit dem Titankern verklebte Keramikhülse wird auf einem Modell, das von einer Abformung auf Implantatniveau hergestellt wurde, individualisiert und als Substruktur für die Herstellung einer Krone verwendet. CeraBase Keramikpfosten sind für verschiedene Implantatdurchmesser erhältlich CeramiumLine (Oraltronics GmbH; Bremen, Deutschland) Die Pfosten der CeramiumLine wurde für das PITT-EASY BIO OSS -Implantatsystem von Oraltronics entwickelt. Die teilmetallarmierten Aluminiumoxid/ Siliziumoxid- Keramikpfosten werden als Einstückkörper vorfabriziert. Die biologische Integration der CeraniumLine Pfosten ist durch die fugenlose, subgingivale Verbindung zwischen Implantat

23 2 Stand der Wissenschaft? 17 und Pfosten gegeben. Durch die konfektionierte Stufenpräparation wird der Aufwand zur Individualisierung, welcher durch Beschleifen im Labor oder intraoral entsteht minimiert. Farbkorrekturen können bei Bedarf mit niedrigschmelzenden Malfarben vorgenommen werden. Der Aluminiumoxid/ Siliziumoxid-Keramikpfosten ist mit der Verblendkeramik IPS Eris (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) verblendbar. Die CeramiumLine Pfosten stehen in 0 und 15 Ausführungen zur Verfügung. Die 0 Pfosten sind in den Durchmessern 3,25/ 3,75/ 4,0 und 4,9 mm erhältlich, die 15 -Pfosten in den Durchmessern 3,25/ 3,75 und 4.0 mm. Bezüglich der Indikation sind Kronen und Brücken im Front- und Seitenzahnbereich realisierbar Implantatpfosten aus Zirkoniumdioxid (ZrO 2 ) (Tabelle 6 und Tabelle 7) Zirkon ist in der Antike als Edelstein benutzt worden. Der Name des Metalls kommt von arabisch Zargon (in goldener Farbe) welcher sich aus den zwei persischen Wörtern Zar (Gold) und Gun (Farbe) zusammensetzt. Das Zirkonoxid wurde im Jahre 1789 von dem deutschen Chemiker Martin Heinrich Klaproth aus Wernigerode als Metalldioxid (ZrO 2 ) entdeckt (Piconi et al. 1998). In den späten 60er Jahren des 20. Jahrhunderts begann die Erforschung von ZrO 2 hinsichtlich Verträglichkeit und Einsatz im biologischen Organismus. Zirkonium ist in reinem Zustand ein duktiles Metall. In der Natur findet sich ZrO 2 in Verbindung mit bis zu 2% Anteil an Hafniumoxid (HfO 2 ) oder in Verbindung mit Siliziumdioxid (SiO 2 ) als Zirkon (ZrSiO 4 ) vor. Aufgrund der Radioaktivität von Hafnium oder auch Uran wird für medizinische und zahnmedizinische Zwecke mit aufwendigen Methoden gereinigtes und synthetisiertes ZrO 2 verwendet. ZrO 2 liegt abhängig von der Temperatur in drei verschiedenen kristallinen Phasen mit jeweils spezifischen Eigenschaften vor: monoklin, tetragonal und kubisch (Swain 1994). Aus der monoklinen Tieftemperaturphase entsteht bei Temperaturen oberhalb von 1170 C durch martensitische Umwandlung die tetragonale Phase und schließlich bei 2370 C die kubische Phase. Diese Phasenumwandlungen sind teilweise reversibel, das heißt, bei der Abkühlung erfolgt die Transformation in die monokline Phase. Durch die Zugabe von oxidischen Gruppen wie z.b. CaO, Y 2 O 3, Ce 2 O 3 oder MgO ist jedoch eine gezielte Stabilisierung der tetragonalen Phase bis zur Raumtemperatur möglich.

24 2 Stand der Wissenschaft? 18 Nach der Suche für eine ideale Form von Zirkondioxid als Biomaterial in der Medizin wurde der Focus immer mehr auf yttriumstabilisiertes Zirkondioxid gerichtet, welches als tetragonaler ZrO 2 -Polykristallit (TZP; engl. Tetragonal Zirconia Polycrystal) bezeichnet wird. Die Dentalkeramiken haben den Nachteil, dass sich ausgehend von winzigen Defekten (Poren, Spalten) und kleinsten Mikrorissen, die insbesondere während der Herstellung und Bearbeitung in der Keramik entstehen, bei gegebener äußerer Belastung ein langsam fortschreitende Risse (unterkritisches Risswachstum) entwickeln können. Das Wachstum wird durch ein korrosives Milieu (100% rel. Feuchte, Schwankungen des ph-wertes zwischen 5 und 7 aufgrund der Nahrungsaufnahme und Schwankungen der Umgebungstemperatur zwischen 5 C bis 70 C) begünstigt (Geis-Gerstorfer&Fäßler 1999). So kann eine keramische Restauration auch längere Zeit nach der Eingliederung plötzlich bei normaler Belastung frakturieren (Tinschert&Marx 1997). Anders ist es beim ZrO 2. Wenn ZrO 2 unter der Einwirkung einer äußeren Belastung im Bereich eines Risses hohen Zugspannungen ausgesetzt wird, kann, bedingt durch einen verminderten Matrixdruck, wieder eine Umwandlung in die monokline Phase stattfinden. Diese Phasenumwandlung ist mit einer Volumenausdehnung von etwa 3 bis 4% verbunden und führt zu lokalen Druckspannungen im Material, welche dem Rissfortschritt entgegenwirkt. Dies ist der Grund der hohen Biegefestigkeit (ca.1000 MPa) und der Bruchzähigkeit von ZrO 2 (bis zu 10 MPa. m 1/2 ) (Tabelle 6), weshalb Garvie et al. (1975) es als Ceramic Steel bezeichnet haben. Die hohe Stabilität des ZrO 2 wird bei der Verwendung als zahnärztlichem Restaurationsmaterial mit einem deutlich höheren Zeitaufwand bei der Präparation erkauft. Wie Aluminiumoxid können aus Zirkoniumdioxid hergestellte Gerüste prinzipiell verblendet werden. Die Entwicklung bzw. Optimierung von Verblendkeramiken mit entsprechenden Eigenschaften ist Gegenstand der aktuellen Forschung.

25 2 Stand der Wissenschaft? 19 Tabelle 6: Eigenschaften von ZiO 2 Druckfestigkeit Biegebruchfestigkeit E - Modul Bruchzähigkeit K 1C ca MPa ca MPa ca.210 GPa ca..10 MPa?m Tabelle 7: Eigenschaften von Zirkondioxid Pfosten Pfosten Hersteller Werkstoff Röntgen- Indikationen Name Opazität Zirabut Wohlwend Zirkoniumoxid Ja Einzelkrone und Brückenpfeiler im Front+ Seitenzahnbereich ZiReal 3i Implant Innovations TPZ-Keramik + Titan Ja Einzelkrone und Brückenpfeiler im Front+ Seitenzahnbereich Cercon- Balance Degussa Dental Zirkoniumoxid Ja Einzelkrone und Brückenpfeiler im Front+ Seitenzahnbereich Procera Nobel Biocare Zirkoniumoxid Ja Einzelkrone und Brückenpfeiler im Front+ Seitenzahnbereich Semados Bego Semados Gehipptes Zirkoniumoxid Ja Einzelkrone und Brückenpfeiler im Front+ Seitenzahnbereich.. Keramik- Abutment Altatec Zirkoniumoxid Ja Einzelkrone und Brückenpfeiler im Front+ Seitenzahnbereich

26 2 Stand der Wissenschaft? 20 Tabelle 8: Herstellerangaben von Zirkondioxid Pfosten Pfosten Name Herstellung Verblendung Befestigung Web Zirabut Vorfabriziert, möglich aber Schraube des ent- 5 Ausführungen für nicht empfohlen sprechenden Imp- innovative@adon.li Brånemark, 2 für ITI, (Titankeramiken, lantatsystems individuelle Fertigung CerconCeram, durch Kopierfräsverfah- Empress 2) ren optional (Wasserkühlung) ZiReal Vorfabriziert, nicht möglich Vierkant 6 Ausführungen, indivi- Gold-Tite -Uni- dualisierbar durch Be- Schraube schleifen (Wasserkühlung) Cercon Vorfabriziert, nicht möglich mit integrierter Balance 8 Ausführungen, indivi- Schraube.de dualisierbar durch Beschleifen (Wasserkühlung) Procera Mit Cad/Cam System möglich mit Torquetite Zirkonium nach individueller De- (CerconCeram, Unigrip - se Cad/Cam signvorgabe durch das Titan Keramiken) Schraube Labor hergestellt Semados Vorfabriziert, möglich mit goldfarbener 2 Ausführungen individu- (Keramik auf Schraube mit alisierbar durch Beschlei- Anfrage) Innenhex fen (Wasserkühlung) Keramik- Anatomisch vorgeformt, nicht möglich mit Torquetite Abutment individualisierbar durch Unigrip - Camlog Beschleifen Schraube (Wasserkühlung)

27 2 Stand der Wissenschaft? Zirabut (Arnold Wohlwend AG, Schellenberg, Liechtenstein) Wohlwend et al. stellten (1996) einen experimentellen, mit Yttriumoxid stabilisierten, keramischen Pfosten vor. Diese Pfosten gibt es für Brånemark Implantate verschiedener Plattformen. Sie werden mit einer Diamantscheibe grob vorpräpariert und mit weiteren grobkörnigen konischen Diamantschleifern unter Wasserkühlung in die gewünschte Form gebracht. Der Zirabut kann entweder als Substruktur für eine aufzementierte Krone oder als Gerüstkern, der individuell verblendet werden kann, dienen ZiReal (Implant Innovations Inc., Palm Beach, USA) Der ZiReal -Pfosten ist Bestandteil der PrepTite Serie von 3i. Er besteht aus einer Titanbasis mit einer Höhe von 3mm, auf den TZP-Keramik aufgesintert wird. Durch dieses Verfahren werden die Transparenz von Keramik, die Präzision sowie die ideale Kraftübertragung präfabrizierter Titanteile in einem Pfosten kombiniert. Rotationssicherheit ist durch den Titanunterbau gegeben (Abbildung 1). Dieses soll ein von Brodbeck (2003) als Fretting wear beschriebenes Phänomen vermeiden. Abbildung 1: Schematische Darstellung des Zero-Rotation -Merkmals (Prep-Tite Serie, Implant Innovations, Inc.) In Bereichen mit gleichmäßiger Gewebehöhe kann der vorgefertigte ZiReal -Pfosten ohne Modifikation verwendet werden. Es sind abgeflachte Seitenwände zur Sicherung gegen Rotation der Krone gegeben.

28 2 Stand der Wissenschaft? 22 In Bereichen mit variabler Gewebehöhe ist es möglich, ihn unter Berücksichtigung des prospektiven Kronenrandes dem Gingivaverlauf durch Bearbeiten mit Diamantschleifkörpern und Wasserkühlung anzupassen. Dabei besteht die Möglichkeit, die Modifikation direkt im Patientenmund oder auf dem Meistermodell durchzuführen. Alternativ zur herkömmlichen Technik mit Transferpfosten und Modellimplantat, kann der Pfosten auch weniger zeit- und kostenintensiv direkt wie ein natürlicher Pfeilerzahn abgeformt werden. ZiReal -Pfosten sind für 3i Implantate für zwei Plattformgrößen (4,1 und 5,0 mm) und zwei keramischer Pfostenbreiten (5,0 und 6,0 mm für 4,1-mm-Plattform sowie 6,0 und 7,5 mm für 5,0-mm-Plattform) erhältlich. Der Konuswinkel beträgt bei allen Ausführungen 6. ZiReal - Pfosten sind röntgenopak. Diese Eigenschaft ermöglicht eine sichere radiologische Passungskontrolle. Zur Verschraubung empfiehlt sich der Einsatz der systemimmanenten Gold-Tite Schraube bei Ncm Cercon Balance (Degussa Dental, Hanau, Deutschland) Der Cercon Balance Pfosten gehört zu dem Balance-Pfostensystem des Ankylos - Implantatsystems, das von Degussa Dental hergestellt und von der Firma Friadent vertrieben wird. Die Namensgebung erfolgte in Anlehnung an das CAM-System Cercon von Degussa Dental zur Fertigung von Kronen und Brücken. Cercon Balance - Pfosten sind vorpräpariert und sowohl bezüglich der Pfostenform, als auch im Sulkusbereich anatomisch vorgeformt. Die umlaufende Hohlkehlbreite beträgt 1 mm. Die Pfosten sind mit den Durchmessern 5,0 oder 7,0 mm erhältlich und entweder gerade oder im Winkel von 15 abgewinkelt erhältlich. Es stehen Pfosten mit einer Höhe von 6,5 mm oder 7,5 mm zur Auswahl. Die Sulkushöhe variiert zwischen 1,5 und 3,0 mm, so dass sich insgesamt acht Ausführungen ergeben. Das Individualisieren des Cercon Balance -Pfostens durch Beschleifen mit zylindrischen Diamantschleifern sollte im Labor unter Wasserkühlung geschehen Procera Zirkoniumdioxid (Nobel Biocare AB, Göteburg, Schweden) Mit dem im Kapitel beschriebenen Procera -Verfahren können wie bereits erwähnt neben Al 2 O 3 - auch ZrO 2 -Aubauten hergestellt werden.

29 2 Stand der Wissenschaft? Semados (BEGO Bremer Goldschlägerei, Bremen, Deutschland) Bei Semados -Pfosten handelt es sich um einen vorfabrizierten, anatomisch vorkonturierten Pfosten aus ZrO 2. Damit ist sowohl die Indikation im Front- als auch im Seitenzahnbereich gegeben. Eine Einschränkung der Indikation besteht derzeit noch dadurch, dass nur Pfosten für Semados S-Implantate mit einem Durchmesser von 3,25 mm und 4,5 mm angeboten werden. Eine Version mit 5,5 mm Durchmesser ist in Vorbereitung. Der Keramikpfosten ist bei Bedarf durch Beschleifen unter Wasserkühlung individualisierbar. Die minimale Wandstärke sollte 0,4 mm betragen. Ein direktes Aufbrennen ist mit einer Verblendkeramik mit passendem WAK möglich, wobei BEGO keine offizielle Empfehlung ausspricht Keramik-Abutment-Camlog (Altatec Medizintechnische Element, Wurmberg, Deutschland) Für Camlog Implantate, bei denen der Außensechskant durch eine nockenartige Tube-intube-Verbindung ersetzt ist, werden zweiteilige keramische Pfosten von Altatec angeboten. Der keramische Anteil wird vom metallenen Konnektor getrennt geliefert und muss im Labor verklebt werden, oder die Komponenten werden ausschließlich durch die Befestigungsschraube dauerhaft miteinander und mit den Implantat verbunden. Dieses Design minimiert das Fretting (Brodbeck 2003) und erlaubt eine Apikalverlagerung des Restaurationsrandes bis nahe an die Implantatschulter heran. (Yildirim et al. 2003). Camlog Keramik Pfosten werden in fünf verschiedene Durchmesser angeboten (3,3 mm/3,8 mm/4,3 mm/5 mm/6 mm).

30 2 Stand der Wissenschaft? Implantatpfosten aus glasinfiltrierter Al 2 O 3 -ZrO 2 -Keramik Vita In-Ceram-Zirconia für das SynOcta System (Vita Zahnfabrik; Bad Säckingen)(Tabelle 9 und Tabelle 10) Der SynOcta In-Ceram -Pfosten ist das ein Ergebnis der Kooperation zwischen der Firma Straumann und der Vita Zahnfabrik. Das SynOcta -Prothetiksystem steht für das ITI Dentalimplantatsystem zur Verfügung. Der Rohling mit einem Durchmesser von 9 mm und einer Höhe von 15 mm ist aus In-Ceram -Zirconia. Es handelt sich um ein Aluminium-/ Zirkonoxidgemisch. Die Innenkonfiguration und der Schraubensitz des Vollkeramikpfostens sind vorinfiltriert, um eine gute Passgenauigkeit zu gewährleisten. Der nicht infiltrierte Teil des Rohlings lässt sich mit Diamantschleifkörpern ohne Wasserkühlung bearbeiten. Nach der individuellen Formgebung durch den Zahntechniker wird der Rohling mit einem Spezialglas (Vita In-Ceram Zirconia Glass Powder) infiltriert, um ihm eine Festigkeit bis 1183 N zu geben. In-Ceram Rohlinge sind nach Angaben der Hersteller für Einzelzahnversorgungen im Front- und Seitenzahnbereich zu verwenden. Tabelle 9: Implantatpfosten aus glasinfiltrierter Al 2 O 3 -ZrO 2 -Keramik Pfosten Hersteller Werkstoff Röntgenopazität Indikationen Name SynOcta Straumann Vita In-Ceram Zirkonia Ja Einzelkrone im Front+ Seitenzahnbereich Tabelle 10: Herstellerangaben von glasinfiltrierter Al 2 O 3 -ZrO 2 -Keramik Pfosten Pfosten Name Herstellung Verblendung Befestigung Web SynOcta Vorfabriziert, möglich Mit SCS teilvorinfiltriert, (Vitadur Alpha ) Befestigungs- eine Größe, Schraube individualisierbar durch Beschleifen

31 2 Stand der Wissenschaft? Indikationen und Kontraindikationen keramischer Pfosten Prestipino und Ingber (1996) und Yildirim et al.(2000) haben die Indikationen und Kontraindikationen keramischer Pfosten zusammengestellt: Das Implantat ist nicht tief genug im Weichgewebe inseriert: Ist das Weichgewebe um das Implantat minimal, so ist bei Verwendung eines individualisierten Keramikpfostens indiziert. Damit sind das Erreichen einer optimalen, anatomischen Zahnhalskontur, sowie eine ästhetische und eine natürliche Farbe leichter zu erreichen. Dünne Gingiva: Wenn die Gingiva um das Implantat dünn ist, kann das Durchschimmern metallischer Pfosten eine mangelnde Ästhetik bewirken. Durch die Verwendung zahnfarbener Keramikpfosten kann dieses Problem gelöst werden. Röntgenopazität: Bei Zirkoniumdioxidpfosten ist die Passung aufgrund der im Vergleich zu Aluminiumoxid höheren Radioopazität besser überprüfbar. Farbe: Die Hochleistungskeramiken Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid können lediglich in Bezug auf ihre Grundfarbe (weißlich-gelb) an die Bedürfnisse innerhalb eines engen Spielraumes angepasst werden (Kreigesmann 1989; Maier 1992). Beide Materialien besitzen eine geringe Transluzenz. Mechanische Eigenschaften: Zirkoniumdioxid weist im Vergleich zu Aluminiumoxid bessere mechanische Eigenschaften auf. Dies ermöglicht dem Behandler eine gute mukogingivale Ästhetik zu erreichen, ohne auf eine hohe Belastbarkeit der prothetischen Rekonstruktion verzichten zu müssen. Al 2 O 3 -Pfosten sind nur für Einzelzahnversorgungen bis einschließlich zum zweiten Prämolaren. Zirkoniumdioxidpfosten sind dagegen bei Kronen und Brücken im Front- und auch in Seitenzahnbereich indiziert. 2.8 Studien zur Bewährung keramischer Implantatpfosten In-vitro Studien mit keramischen Implantatpfosten In einer Untersuchung von Knode und Sørensen (1992) wurden Al 2 O 3 -Pfosten (CeramicCore ) mit Metallpfosten aus Gold vom UCLA-Typ (Olympia ) und Titanpfosten (CeraOne ) auf ihre Bruchfestigkeit getestet. Dazu wurden insgesamt fünfzehn Implantate in drei Grup-

32 2 Stand der Wissenschaft? 26 pen aufgeteilt und mit einer 30 zur Zahnachse angulierten, palatinal auftreffenden Kraft bis zum Bruch belastet. Für die Befestigung der CeramicCore - und der UCLA-Pfosten wurden Goldschrauben verwendet. Die CeraOne Pfosten wurden mit Titanschrauben befestigt. Die Bruchfestigkeitswerte lagen bei 117 N für CeramicCore Pfosten. Bei ca.198 N Belastung kam es zur Deformation der Pfostenschrauben vom UCLA-Typ und CeraOne Pfosten. Der vollkeramische Pfosten frakturierte auf Höhe der Befestigungsschraube. Die metallischen Pfosten blieben intakt. In diesen Gruppen fand das Bruchereignis bei den Befestigungsschrauben statt. Obwohl der Bruchfestigkeitswert von Al 2 O 3 niedriger lag als der der Metallpfosten, lag er nach Ansicht der Autoren immer noch über den intraoralen Kräften, welche während einer Kaubewegung entstehen (Lundgren et al. 1987; Laurell&Lundgren 1988; Falk et al. 1989). McGlumphy et al. (1992) untersuchten in einer in-vitro Studie die Bruchfestigkeit von CeramicCore Keramikpfosten, CeraOne Titanpfosten und gegossenen UCLA Goldpfosten, sowohl mit als auch ohne Kronen. Die Prüfkörper wurden in einem Winkel von 45 zur Horizontalenebene ausgerichtet und bis zum Bruch belastet. Die Pfosten, die mit einer Krone versorgt waren, zeigten eine signifikant höhere Bruchfestigkeit als diejenigen ohne. McGlumphy et al. konnten keinen signifikanten Unterschied zwischen der Bruchfestigkeit von Metall- und Keramikpfosten finden. Tripodakis et al. (1995) verglichen vier unterschiedliche Pfostenkonfigurationen aus In- Ceram (Vita Zahnfabrik, Bad Säckingen, Deutschland) mit CeraOne -Pfosten auf Brånemark -Implantaten unter statischer Belastung. Von den vier Testgruppen wurden drei mit aufzementierten In-Ceram Vollkeramikkronen versorgt. Bei einer Testgruppe wurde die Verblendkeramik (Vitadur Alpha, Vita Zahnfabrik, Bad Säckingen, Deutschland) direkt auf den Pfosten aufgebrannt. Die Probenkörper wurden in der Universalprüfmaschine (Zwick 1445, Zwick, Ulm, Deutschland) mit einem Winkel von ca. 30 zur horizontalen Ebene angeordnet und von palatinal bis zum Bruch belastet. Die schwächste Gruppe war die jenige mit dem keramischen Pfosten und direkt aufgebrannter Keramikverblendung. Die Frakturen traten bei 263 N auf. Die Bruchfestigkeit der drei weiteren Testgruppen war abhängig von der Lage des Schraubenkopfes im Verhältnis zum Kronenrand. Die Testgruppe bei der die Keramikpfosten mit einer aufliegenden Schraube stabilisiert wurden, erreichte mit einer Bruchfestigkeit von 422 N ungefähr die Werte der Kontrollgruppe bestehend aus mit Kronen versorgten CeraOne Pfosten (427 N). Die Autoren folgerten daraus, dass durch die Positionierung der Schraubenkopflage oberhalb des Keramikpfostens die Bruchfestigkeit gesteigert werden