Ztm. Ernst A. Hegenbarth über das Aufsehen erregende Zirkoniumoxid Über keinen Werkstoff wird zur Zeit so viel geredet, wie über Zirkoniumoxid. Ztm. Ernst A. Hegenbarth, der sich schon seit längerer Zeit eingehend mit Zirkoniumoxid befaßt, sagt uns, ob das Aufsehen berechtigt ist und wie er das Potential von Zirkoniumoxid einschätzt. Herr Hegenbarth, seit wann interessieren Sie sich für Zirkoniumoxid und warum? Ernst A. Hegenbarth: Schon seit vielen Jahren sucht die restaurative Zahnheilkunde nach dem idealen, metallfreien Werkstoff. Ich selbst begann nach meiner Ausbildung vor über 30 Jahren als Keramiker mit dem damaligen Klassiker, der keramischen Jacketkrone auf Platinfolie. Die Metallke' ramik dieser Zeit beschränkte sich auf nur zwei Systeme. John McLean leitete die frühen Entwick lungen zur Verbesserung der Festigkeit der klassischen Keramiken durch die Erhöhung des Aluminiumoxidanteils der Kemmaterialien ein (HiCeram, Vita). Michel Sadoulls Innovation der Glasinfiltration von Aluminiumoxid (InCeram, Vita) Ende der achtziger Jahre darf als Meilenstein zu besserer Stabilität vollkeramischer Kronen angesehen werden. Die hervorragenden ästhetischen Möglichkeiten von InCeram wurden von künstlerisch talentierten Kollegen wie Claude Sieber und anderen eindrücklich unter Beweis gestellt. Bald zeigte sich, daß die anwendungstechnischen Möglichkeiten bei der Verarbeitung noch stabilerer Materialien mit normalen Laborgeräten an eine Grenze gestoßen waren. Erst die Einführung von computergesteuerten Maschinen machte es möglich, zu vorher nicht gekannten Grenzen der Präzision und Stabilität vorzudringen. Mit dem von Matts Anderson im Jahre 1994 vorgestellten Procera System wurde ein Durchbruch erzielt. Die Schlagworte "CAD/CAM", "Outsourcing" und "Computer Integrated Manufacturing (CIM)" waren plötzlich in aller Munde. Tatsächlich war Nobel Biocare mit Procera der erste Anbieter der Dentalindustrie, der so etwas wie "Ecommerce" anbot, lange bevor dieses Wort erfunden wurde. Ich war anfangs der einzige Techniker in Deutschland, der sich im klinischen Bereich mit Procera auseinandersetzte. Einige meiner Konzepte und Ideen fanden Eingang in die ProceraAllCeram Verblendkeramik. inzwischen wurden weltweit mehr als 1,5 Millionen ProceraKronen hergestellt. Die Suche nach noch stabileren Materialien ließ uns in den letzten Jahren unser Augenmerk auf Zirkoniumdioxid (ZrO2) richten ein äußerst interessantes "Biomaterial".
Worin sehen Sie die herausragenden, werkstollinhärenten Vorteile von Zirkoniumdioxid? Ernst A. Hegenbarth: Bei Zirkoniumdioxid als Dentalwerkstoff handelt es sich tatsächlich um mit Yttrium teilstabilisiertes tetragonales Zirkoniumdioxid (TZP), das bereits seit vielen Jahren hunderttausendfach bei künstlichen Hüftgelenken eingesetzt wird. Die biologische Verträglichkeit ist somit in besonderem Maße gegeben. Herausragende Eigenschaften wie hohe Biegefestigkeit (zirka 900 bis 1200 MPa) und eine gegenüber Aluminiumoxid fast doppelt so hohe Bruchzähigkeit lassen es als das geeignete Material überall dort erscheinen, wo eine hohe Langzeitstabilität erwartet wird und besondere Belastungen vorliegen. Für welche Indikationen bietet sich Ihrer Ansicht nach Zirkoniumoxid an? Ernst A. Hegenbarth: Meiner Ansicht nach werden die Indikationen nur noch durch die technologisch schwierige Bearbeitung von,.,." "1:'.,'" Zirkonium dioxid begrenzt. Einzelkronen. mehrgliedrige Brücken, Stiftkernaufbauten bis hin zu inzwischen einer ganzen Reihe ImplantatAbutments sind heute schon möglich. Eine besondere klinische Indikation sehe ich im posterioren Bereich nicht etwa nur aufgrund der Stabilität sondern vor allem auch durch die Oberflächengüte der speziellen Verblendkeramik cercon ceram (Degussa Dental) in der Okklusion. Meiner Ansicht nach sollte man Zirkoniumdioxid Gerüste das Material hat ja einen sehr niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten nicht mit irgendeiner beliebigen Titankeramik mit eingeschränkten ästhetischen Möglichkeiten verblenden. Cercon ceram war eine der ersten, nur für diesen speziellen Bereich entwickelten Keramiken. Auf welche Verarbeitungssysteme beziehen sich Ihre Erfahrungen? Ernst A. Hegenbarth: Meine Erfahrungen beziehen sich auf Procera AIIZirkonEinzelkronen im CAD/CAM Verfahren, sowie auf cercon ceram im Bereich der Einzelkronen bis dreigliedrigen Brückeni des weiteren auf implantatgetragene Kronen mit keramischen Abutments sowie Zirkoniumoxidabutments. Welche Nachteile ergeben sich aus der praktischen Verarbeitung von Zirkoniumoxid? Ernst A. Hegenbarth: Als praktisch veranlagter Mensch versuche ich jede neue Technologie an den Ergebnissen zu messen, die ich bereits in der Vergangenheit mit bekannten und im Labor eta Abb.2 und 3 Dreigliedrige Frontzahnbrücke aus Zirkoniumoxid. Die Gerüste sollten nicht mit einer beliebigen Titankeramik mit eingeschränkten ästhetischen Möglichkeiten, sondern mit speziell für diesen Bereich entwickelten Keramiken verblendet werden. Abb.4 Mit dem Procera CADjCAM Verfahren wurden seit 1994 weltweit bereits 1,5 Millionen Kronen hergestellt. Die hier gezeigten Procera AlIZirkon Käppchen sind seit diesem Jahr erhältlich.
blierten Techniken erzielen konnte. Nicht erst seit wir mit dem Stereomikroskop arbeiten, ist dies insbesondere bezüglich der Präzision ein hoher Maßstab. Allerdings bin ich auch der Meinung, wir sollten unser Ziel einer hochqualitativen Arbeit mit möglichst einfachen Mitteln erreichen. Als Zahntechniker müssen wir erkennen, daß das Limit des manuell Möglichen fast ausgeschöpft ist. Heute können per Computerdesign bei der Herstellung von Gerüsten mit computergesteuerten Maschinen teilweise standardmäßig Paßgenauigkeiten erzielt werden, für die wir im Labor mit keramischen Schultern einen sehr hohen Aufwand betreiben müssen. In der praktischen Arbeit sollte der Zeitaufwand im Labor bei der Bearbeitung von ZirkoniumdioxidGerüsten egal wie sie hergestellt wurden nicht höher sein, als in der konventionellen Technik. Jedes ZirkoniumdioxidSystem, bei dem dieser Aufwand höher ist, sollte nur bei entsprechenden Möglichkeiten der Preisgestaltung in Betracht gezogen werden. Als erste Anschaffung für jedes Labor, das an den Einsatz von Zirkoniumoxidgerüsten denkt, empfehle ich die Anschaffung einer wassergekühlten Turbine, wie das ShapeAir von Nobel Biocare. Tatsächlich läßt sich damit Zirkoniumoxid besser schleifen, als Aluminiumoxid. Ein negativer klinischer Aspekt kann in den größeren Schwierigkeiten gesehen werden, eine solche Brücke intraoral entfernen zu müssen. Welchen Eindruck hinterlassen bei Ihnen die derzeitigen CAD/CAM bzw. CAMSysteme? Sind sie schon ausgereift und einer größeren Investition würdig? Ernst A. Hegenbarth: Die Breite des möglichen Investitionsbedarfs hat auch mich überrascht. Früher galt die Investition in einen Keramikofen von zirka 10.000 bis 12.000. DM fast schon als Schallgrenze. Die Bereitschaft, hohe Investitionen zu tätigen, kann nur mit der positiven Grundtendenz der Labors für eine prosperierende Zukunft erklärt werden. Nach meiner persönlichen Einschätzung werden sich die Anbieter, die bereits seit längerem Forschung in diesem Bereich betreiben und etabliert sind, am ehesten behaupten können. Die "keramische Kompetenz" ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Ich würde jedem Anwender empfehlen, sich nicht nur die angebotene Technologie der ZirkoniumdioxidGerüstherstellung genau anzuschauen, sondern vor jeder Entscheidung das gestalterische Potential der Zirkoniumoxid Verblendkeramik genau zu betrachten. Noch leben wir von den fertig verblendeten Keramikarbeiten und nicht von den Gerüsten! Die Hauptfrage bleibt dennoch: "Outsourcing", d.h. die Fertigung in einer WorkStation bzw. einem sog. Fräszentrum, oder "Inhouse", d.h. die Fertigung per CAM im eigenen Labor zum Erhalt der Wertschöpfung im eigenen Betrieb?
Gehört die Zukunft den Fräs zentren? Ernst A. Hegenbarth: Sprechen wir von "Fräszentren", sollten wir eine wichtige Unterscheidung machen: zum einen wird es "WorkStations" wie bei Procera geben (das Labor investiert nur in einen Scanner) und zum anderen bauen Kollegen spezialisierte sog. Fräszentren auf, um für andere Labors Gerüste herzustellen. Die hohe Auslastung einer oder mehrerer zentraler WorkStations mit einer fast industriellen Produktion ermöglicht meines Erachtens eine günstigere Preisstruktur als es ein Fräszentrum mit entsprechenden Renditeerwartungen anbieten könnte. Selbst Labors in den USA, die mehrere tausend Procera Kronen wohlgemerkt pro Monat herstellen, nutzen die Möglichkeiten des Outsourcings. Andere hingegen entscheiden sich für Kontrolle, Herstellung und Wertschöpfung mit einem CAMGerät, wie cercon von Degussa Dental im eigenen Labor. Beide Wege können erfolgreich sein. Entscheidend ist die nach der Gerüstherstellung erfolgende, funktionell und ästhetisch ansprechende Verblendung. Ein solches "HighendProdukt" verdient auch einen entsprechenden Aufwand bei der kreativen zahntechnischen Leistung des Keramikers. Was halten Sie aus zahntechnischer Sicht für am zweckmäßigsten: die Bearbeitung von Grünkörpern, vorgesintertem Zirkoniumdioxid oder durchgesintertem Zirkoniumdioxid? Ernst A. Hegenbarth: Einige Zirkoniumdioxid Systeme, hier sei vor allem DCSPrecident genannt, konzentrieren sich auf das Fräsen durchgesinterter Blöcke. Werkzeugeinsatz und verschleiß aber auch der hohe Zeitfaktor des eigentlichen Fräsvorgangs von mehreren Stunden sind hier zu berücksichtigen. Bei nur vorgesinterten Blöcken ist die Fräszeit sehr viel kürzer, etwa ls bis 40 Minuten, je nach Größe des Werkstücks. Dafür ist eine mehrstündige Sinterzeit notwendig. Entscheidende Faktoren sind das Resultat, der Aufwand der Nachbearbeitung im Labor und die erreichbare Präzision. Untersuchungen von Dr. Van Thomson (Rochester University/USA) zeigten eine Beeinträchtigung der Mate rialqualität beim Fräsen aus dicht gesinterten Blöcken. Hier ist sicher ein Vorteil des Fräsens aus nur vorgesinterten Blöcken zu sehen. Meine persönliche Ansicht ist, daß sich das Fräsen aus vorgesinterten Blöcken durchsetzen wird, da das mathematischtechnologische Problem der Schrumpfung während des Sintervorgangs weitestgehend gelöst ist. 2. Das Verbundsystem ZirkoniumGerüst und Zirkonium Verblendkeramik soll sich nach werkstoffkundlichen InvitroUntersuchungen von Prof. Dr. H. F. Kappert (Universität Freiburg) ähnlich verhalten, wie Metallkeramik. Können Sie dies aus Ihren praktischen Erfahrungen heraus in bezug auf Gerüstdesign, Kronenwand und Verbinderstärken etc. bestätigen? Abb.5 Individuelles Implantat Abutment aus Zirkoniumoxid (Ankylos Balance, Degussa Dental) Abb.6 Krone aus cercon ceram auf dem Ankylos Balance Pfosten aus Abbildung 5
Ernst A. Hegenbarth: Provokativ fonnuliert: Nichts verhält sich so, wie etwas Anderes! Wie sich ein Material intraoral verhält kann meines Erachtens nur empirisch oder basierend auf gesicherten klinischen Langzeitstudien ermittelt werden. Die heutige modeme Zahnheilkunde sollte auf einer wieder einer dieser Anglizismen "Evidence Based Dentistry" aufgebaut sein. InvitroUntersuchungen sind sehr wichtig, ersetzen jedoch keineswegs die klinische Realität. Entscheidend scheint mir ist die richtige Indikation im richtigen Fall. Generell sind die Grundlagen der Metallkeramik durchaus auf das Design des Gerüstes und die Verbindungsstärke bei ZirkoniumoxidBrücken anwendbar. Bei der Dicke der Kronen empfehle ich 0,4 bis 0,5 mm nicht zu unterschreiten. Der Grund ist das sensiblere thermische Verhalten zwischen Zirkoniumoxidgerüst und ZirkoniumKeramik. Und wie steht es um die Ästhetik? Von den zugehörigen, neuentwickelten Zirkoniumoxid Verblendkeramiken war seither noch nicht viel zu hören und zu sehen. Ernst A. Hegenbarth: Ich teile Ihre Ansicht. Die Hersteller sind noch zu sehr auf die technologischen Aspekte der jeweiligen Systeme fixiert. Es könnte tatsächlich der Eindruck entstehen, die Verblendung der Gerüste sei von nachrangiger Bedeutung. Ich bin seit vielen Jahren in die Entwicklung von keramischen Materialien involviert. Vom Creativ ColorSystem für Ducera Dental über die Ducera GoldKeramik bis hin zur Procera AllCeram hatte ich die Möglichkeit auf innovative Produkte Einfluß zu nehmen. Cercon ceram, die Glaskeramik für ZirkoniumdioxidGerüste, empfinde ich als einen Höhepunkt in der technologischen Entwicklung keramischer Massen. Cercon ceram ist eine niedrigschmelzende Keramik Brenntemperatur 720 bis 7800 C mit zukunftweisenden Eigenschaften. Besonders freut es mich, daß meine Ideen von Modifiern, Opalmassen und fluoreszierenden Materialien hier ebenfalls miteinbezogen wurden. Hatten Sie mit Zirkoniumoxid schon Mißerfolge und wenn ja, welcher Art und worauf führen Sie diese zurück? Ernst A. Hegenbarth: Für eine Aussage in bezug auf den klinischen Erfolg ist der Zeitraum der Anwendung noch zu kurz. Für das cerconsystem kann auf eine Studie der Universität Zürich unter Prof. Peter Schäfer mit 22 dreigliedrigen ZirkoniumdioxidBrücken mit einer hundertprozentigen Erfolgsrate verwiesen werden. Denken Sie, Restaurationen aus Zirkoniumoxid können die altbewährte Metallkeramik langfristig verdrängen? Ernst A. Hegenbarth: Sehen Sie, seit 20 Jahren halte ich Kurse und Vorträge in vielen Teilen der Welt. Die wirtschaftlichen Möglichkeiten innerhalb der gesellschaftlichen und gesundheitspolitischen Systeme in vielen Ländern lassen es noch als illusorisch erscheinen, daß solche "Hightech"Produkte die konventionelle Metallkeramik ersetzen. Alleine den Menschen in einigen wohlhabenden Ländern und einer kleinen vermögenden Oberschicht in anderen Teilen der Welt wird es möglich sein, hochwertige dentale Restaurationen zu erhalten. Die Metallkeramik wird aufgrund ihrer universellen Therapiemöglichkeiten auch bei uns auf lange Sicht noch ihren berechtigten Stellenwert behalten. Allerdings zeigt der große Erfolg vollkeramischer Systeme in den letzten Jahren einen deutlichen Trend. Die steigenden Erwartungen und das immer besser werdende Informationsniveau unserer Patienten hinsichtlich der ästhetischen Möglichkeiten in der modernen Zahnheilkunde sind hier der entscheidende Faktor. Auch ökonomische Aspekte dürfen nicht unberücksichtigt bleiben. Der Aufwand für eine erstklassige Metallkeramikrestauration mit keramischen Schultern, individueller Farbnahme und Schichttechnik ist beträchtlich. Die Erfahrung zeigt, daß eine durchschnittliche Metallkeramikarbeit keineswegs "ein Leben lang" hält. Insbesondere die biologischen Aspekte wie Randgestaltung, Kronenkontur, PonticDesign, Materialauswahl und Funktion werden zu oft vernachlässigt. Patienten, deren konventionelle Metallkeramikbrücke durch eine ästhetisch ansprechende vollkeramische Restauration aus biologisch verträglichen Werkstoffen ersetzt wird, zeigen sich in der Regel hochzufrieden und können sich nicht mehr vorstellen, irgendein Metall im Munde zu haben. Sie referieren über den Werkstoff Zirkoniumoxid bei dem DentalProthetikForum Rdialogue 2001R in Frankfurt/Main. Was werden Sie uns dort präsentieren? Ernst A. Hegenbarth: Neben der Präsentation des CerconCAMSystems und der cercon ceramverblendkeramik möchte ich mich auf einen Aspekt konzentrieren: Wofür nutzen wir unsere Zeit, wenn uns der Computer bestimmte Prozesse abnehmen kann? Unser Beruf wird immer mehr von Dienstleistungen geprägt. Kommunikation, Fallplanung, das ästhetische Design, Farbauswahl per Computermessung und weitere Aspekte der dentalen Ästhetik werden in der Zukunft eine wichtige Position einnehmen. Zufriedene Patienten sind ein Ergebnis erfolgreicher Teamarbeit. Der technologische Fortschritt und die Anwendung neuer Materialien in der restaurativen Zahnheilkunde und Zahntechnik sollte diese Ziele unterstützen. Vielen Dank für dieses Interview. oe