Autor Anwender Status Innovativ Kategorie Anwenderbericht Schluss mit Guss Verarbeitung von Edelmetallen im digitalen Workflow ZTM Jörg Bies Edelmetalle gehören zu den bewährtesten Materialien für die Herstellung biokompatiblen Zahnersatzes, die bis heute von vielen Zahnärzten bevorzugt verwendet werden. Lange Zeit waren diese jedoch ausschließlich im traditionellen Gussverfahren bearbeitbar. Durch das Angebot des Fräsens in Edelmetall von C.HAFNER (D-Pforz heim) wurde der Weg für die computergestützte Herstellung von Edelmetallrestaurationen geebnet. Davon profitieren insbesondere zahntechnische Labore, die bereits über CAD-Komponenten verfügen und die bewährten Werkstoffe in die vorhandene moderne Prozesskette mit einbinden möchten. Die frästechnische Bearbeitung von industriell gefertigten Rohlingen aus Edelmetall hat in meinen Augen zahlreiche Vorteile: Schon bei der Rohlingsproduktion im Stranggussverfahren wird ein sehr feines und homogenes Materialgefüge sichergestellt. Dieses wirkt sich positiv auf die Qualität der definitiven Versorgung aus, da bei der Fräsbearbeitung lediglich Material abgetragen wird, die Gefügestruktur aber identisch bleibt. Fertigungsverfahren Rohlinge zum Einsatz kommen, von denen nur ein geringer Anteil schließlich für die Versorgung verwendet wird. Dies führt nicht nur dazu, dass die Anschaffungskosten für die Materialrohlinge bei Edelmetall so hoch sind, dass ein zahntechnisches Labor oder Fräszentrum diese kaum stemmen könnte. Zusätzlich muss eine Aufbereitung der Fräsabfälle erfolgen, die für zahntechnische Betriebe nicht wirtschaftlich realisierbar ist. Als Scheideanstalt verfügt C.HAFNER über die notwendigen Rohmaterialien, das Know-how hinsichtlich deren hochwertiger Verarbeitung sowie die für das Recycling der anfallenden Abfälle erforderliche Infrastruktur. Aus diesem Grund ist es dem Unternehmen möglich, cehagold das Edelmetallfräsen als Dienstleistung für zahntechnische Labore anzubieten. Für die Auswahl und fachkundige Einrichtung der Fräsmaschinen, die Entwicklung der Frässtrategien sowie die Abstimmung der gesamten Prozesskette unterstützte millhouse (D-Hofheim- Wallau) das Team von C.HAFNER. Ein möglicher Arbeitsablauf bei der Herstellung einer Versorgung mit einem gefrästen Edelmetallgerüst wird im Folgenden anhand eines klinischen Fallbeispiels detailliert beschrieben. QR-Code scannen und den Beitrag auf Ihr Smartphone oder Tablet herunterladen! Anders ist dies bei additiven Herstellungsverfahren und der Gusstechnik, bei denen die Gefahr besteht, dass das Edelmetall nach dem Aufschmelzen nicht gleichmäßig aushärtet. Dadurch können sich Poren, Lunker und Unreinheiten in der Versorgung bilden, die von außen nicht identifizierbar sind. Herausforderung Die Herausforderung des Fräsens in Edelmetall liegt grundsätzlich darin, dass bei dem subtraktiven Patientenfall Ausgangssituation Eine 57-jährige Patientin stellte sich mit einer insuffizienten dreigliedrigen Brücke im Unterkiefer (Zähne 34 bis 36) sowie kariösen Defekten an den Zähnen 15 und 16 in der Praxis vor. Es wurde geplant, die Zähne 15 und 16 mit Einzelkronen zu versorgen sowie eine neue Brücke für den Unterkiefer herzustellen. Die Wahl fiel auf keramisch verblendete Restaurationen aus Edelmetall. 24
Materialwahl Der Zahnarzt, der von Edelmetall als Restaurationsmaterial absolut überzeugt ist, kam vor einigen Monaten als Neukunde zu Zahntechnik Bies: Er hatte erfahren, dass hier gefräste Restaurationen aus Edelmetall angeboten werden. Mit der Erwartung, von den bekannten Vorzügen der CAD/CAM-Technologie qualitativ hochwertigen und passgenauen Restaurationen mit homogener Struktur profitieren zu können, bestellte er die ersten Versorgungen. Seine Erwartungen wurden erfüllt, sodass er inzwischen ausschließlich auf computergestützt hergestellte Restaurationen aus hochgoldhaltigen Legierungen setzt. Das Angebot von C.HAFNER umfasst derzeit vier unterschiedliche Goldlegierungen, von denen im vorliegenden Fall die hochgoldhaltige Aufbrennlegierung ORPLID Keramik 3 gewählt wurde. Dabei handelt es sich um eine normalexpandierende, in hohem Maße korrosionsfeste Legierung, die für alle Indikationen freigegeben ist. Präparation Nach der Präparation der Zähne 15, 16, 34 und 36 wurde eine konventionelle Abformung durchgeführt. Auf Grundlage dieser erfolgte im zahntechnischen Labor die Herstellung eines Gipsmodells (Abb. 1 und 2). Bei der Präparation ist es nicht erforderlich, eine deutlich ausgeprägte Schulter zu gestalten, weil das Edelmetall ein sehr dünnes Auslaufen der Ränder ermöglicht. Es sollte lediglich darauf geachtet werden, dass keine Unterschnitte präpariert werden und die Stümpfe durch einen optisch arbeitenden Scanner vollständig zu erfassen sind. Abb. 2: der präparierten Kiefersituation. Computergestützte Konstruktion Für die Digitalisierung des Modells kam der Scanner D900 (3Shape, DK-Kopenhagen) zum Einsatz. Abbildung 3 zeigt das Ergebnis des Scanvorgangs. Nach Angabe des ausgewählten Materials und der gewünschten Restaurationstypen im Zahnschema der Software DentalDesigner 2013 (3Shape) erfolgte die Konstruktion der Käppchen und des Brückengerüstes zunächst vollanatomisch. Hierzu wurden die Präparationsgrenzen an den Stümpfen eingezeichnet (Abb. 4), gefolgt von Abb. 3: Virtuelles Sägeschnittmodell von Ober- und Unterkiefer. Abb. 1: Sägeschnittmodell Abb. 4: Stümpfe mit eingezeichneten Präparationsgrenzen. 25
der automatischen Berechnung eines Konstruktionsvorschlags (Abb. 5 und 6). Um eine optimale Unterstützung der Verblendkeramik durch das Gerüst sicherzustellen, wurden sogar die Kontaktpunkte approximal sowie okklusal exakt modelliert (Abb. 7). Die Okklusalkontakte wurden im virtuellen Artikulator überprüft (Abb. 8). Abb. 8: Überprüfung der Okklusalkontakte im virtuellen Artikulator. Abb. 5: Automatisch generierter Konstruktionsvorschlag für die Brücke Anschließend folgte die automatische Reduzierung der Versorgungen um 1,2 mm die Schichtstärke, die im Optimalfall für die Keramikverblendung zur Verfügung steht (Abb. 9). Dabei sorgt die Software jedoch dafür, dass die minimale Gerüststärke, die für Orplid Keramik 3 mit 0,5 mm hinterlegt ist, nicht unterschritten wird. Im gleichen Schritt wurden die Verbinder zwischen den Brückengliedern angelegt. Nach der Fertigstellung der Gerüste (Abb. 10) sowie einer finalen virtuellen Kontrolle wurden die Konstruktionsdaten an C.HAFNER übermittelt. Abb. 6: sowie die Kronen. Gerüstherstellung Für den Datenversand steht Kunden der ZAHNOMAT zur Verfügung. Dabei handelt es sich um eine von millhouse und mill-it (D-Hofheim- Wallau) gemeinsam entwickelte Software zur Auftragserfassung und -verwaltung, die eine einfache Übermittlung von Datensätzen und Informationen ermöglicht. Die übermittelten Daten werden zu- Abb. 7: Manuelle Modifikation des Konstruktionsvorschlags. Abb. 9: Das vollanatomische Design wird auf das Gerüst reduziert. 26
vermessenen Objekten überprüft. Nach Heraustrennen aus dem Rohling werden die gefrästen Gerüste unter dem Mikroskop kontrolliert (Abb. 14), bevor das Gewicht ermittelt wird, an dem sich die Kosten für die Fräsobjekte sowie die erbrachte Dienstleistung orientieren. Abb. 10: Fertigstellung des virtuellen Brückengerüstes mit letzten Modifikationen. nächst überprüft und nachfolgend mit der CAM- Software hyperdent (FOLLOW-ME!, D-München) für die Fräsbearbeitung vorbereitet (Abb. 11 und 12). Abb. 13: Frästechnische Bearbeitung eines Rohlings. Abb. 11: Automatisches Hinzufügen der Supports Abb. 12: und Positionierung der Gerüste im virtuellen Rohling. Abb. 14: Qualitätskontrolle unter dem Mikroskop. Die Fertigung erfolgt bei C.HAFNER mit einer von derzeit drei 6-Achs-Fräsmaschinen Cybaman Replicator von Cybaman Technologies (UK-Hyde) (Abb. 13). Diese werden zur Gewährleistung einer sehr hohen Genauigkeit regelmäßig kalibriert und anhand von testweise gefrästen sowie anschließend Verblendung Nach Eintreffen der Gerüste im Labor die Lieferzeit beträgt in der Regel 48 Stunden ab Auftragseingang, wenn nicht individuell eine raschere Lieferung vereinbart wurde erfolgte die Fertigstellung der Versorgungen. 27
Zunächst wurden die Reste der Supportstrukturen von den Gerüsten entfernt und verschliffen. Danach wurden die Gerüste aufgepasst: Erfahrungsgemäß ist die Passung der gefrästen Objekte wie im vorliegenden Fall so präzise (Abb. 15 und 16), dass nahezu keine Anpassungen erforderlich sind. Auch weitere Schritte der Ausarbeitung, die bei gusstechnisch produzierten Gerüsten notwendig sind, entfallen vollständig, da die Fräsobjekte eine der virtuellen Konstruktion exakt entsprechende Oberfläche aufweisen. Eindruck an der Oberfläche weniger stark oxidiert als bei gusstechnisch hergestellten Gerüsten. Dies mag auf die höhere Reinheit und Homogenität der Materialstruktur zurückzuführen sein. Durch diesen Effekt wird die Gefahr, dass beim Keramikauftrag Metalloxide in die Verblendung eingearbeitet werden, minimiert. Abb. 17: Brückengerüst mit dünn auslaufenden Restaurationsrändern. Abb. 15: Exakte Passung der Kronengerüste Abb. 18: Brückengerüst nach Applikation des Opakers. Abb. 16: und des Brückengerüsts auf dem Sägeschnittmodell. Die Innenseiten der Gerüste wurden mit Aluminiumoxid mit 110 µm Körnung unter 2 bar Druck abgestrahlt. Abbildung 17 zeigt die fein ausgefrästen Restaurationsränder des Brückengerüstes nach dem Sandstrahlen. Es folgten der Oxidbrand sowie zur optimalen Vorbereitung der Oberfläche für die Verblendkeramik ein erneutes Sandstrahlen der gesamten Gerüstoberfläche. Anschließend wurde erst Opaker (Abb. 18) und danach die Verblendkeramik HeraCeram (Heraeus Kulzer, D-Hanau) in der Farbe A3 aufgetragen (Abb. 19). Auf das Verblenden positiv wirkt sich aus, dass das gefräste Material nach eigenem Abb. 19: Schichtweises Auftragen der Verblendkeramik. Ergebnis Die Abbildungen 20 bis 22 zeigen die fertiggestellten Versorgungen auf dem Sägeschnittmodell: Es ist deutlich erkennbar, dass die Keramik (wie auch 28
bei gusstechnisch gefertigten Versorgungen) nicht ganz bis zum Restaurationsrand aufgetragen wurde. Dies stellt sicher, dass die Keramik stabil abgestützt ist und an den Rändern nicht ausbricht. Zudem ist es möglich, die reinen Metallränder noch dünner auslaufen zu lassen, sodass der Übergang zur Zahnsubstanz mit einer Sonde nicht spürbar ist. Lingual ist der metallische Rand etwas breiter gestaltet als vestibulär, um nach der Eingliederung optisch nicht mehr sichtbar zu sein. Direkt nach der Eingliederung der Versorgungen mit PANAVIA 21 (Kuraray Europe, D-Hattersheim / Main) zeigte sich bereits ein ästhetisch ansprechendes Ergebnis, mit dem der Zahnarzt sowie die Patientin sehr zufrieden waren (Abb. 23 und 24). Abb. 23: Brücke direkt nach der Eingliederung im Unterkiefer. Abb. 20: Fertiggestellte Brücke mit dünn auslaufenden Rändern. Abb. 24: Eingegliederte Kronen im Oberkiefer. Fazit Abb. 21: Die beiden Kronen auf dem Sägeschnittmodell. Abb. 22: Von vestibulär betrachtet sind die Metallränder weniger stark ausgeprägt. Mit cehagold bietet C.HAFNER eine Dienstleistung an, die es ermöglicht, endlich auch Edelmetalle im digitalen Workflow zu verarbeiten. Zwar ist diese Option mit der Notwendigkeit eines Outsourcings des Produktionsschritts verbunden, dem einige Zahntechniker eher kritisch gegenüberstehen, doch in diesem Fall erweist sich die externe Fertigung als besonders sinnvoll: Es ist keinerlei Lagerhaltung von Edelmetalllegierungen mehr erforderlich und es wird nur die Menge an Gold in Rechnung gestellt, die tatsächlich für die Restauration verwendet wurde. Aufgrund der hohen Qualität der gefertigten Gerüste fallen im Labor nahezu keine Nacharbeiten und somit keine Materialabfälle an, die gesammelt und recycelt werden müssen. 29
Insgesamt spart der Zahntechniker im Vergleich zum Gussverfahren viel Zeit, die er beispielsweise für die Verblendung der Gerüste investieren kann. In meinen Augen lohnt sich cehagold insbesondere für solche Labore, die bereits über ein CAD- System für die computergestützte Fertigung von Zahnersatz verfügen und von der erzielbaren Qualität der Gerüste und Versorgungen auch hinsichtlich der Verarbeitung von Edelmetall profitieren möchten. In unserem Fall konnten wir durch dieses Angebot sogar einen Zahnarzt als Neukunden gewinnen. ZTM Jörg Bies Alling, Deutschland 1996 Abschluss der Meisterausbildung im Zahntechnikerhandwerk 1998 Gründung eines eigenen zahntechnischen Labors in Gilching 2008 Umzug des Labors in neue Räumlichkeiten in Alling seit 2008 CAD/CAM Kompetenzzentrum (Heraeus Kulzer) seit 2011 von 3Shape zertifiziertes Labor für CAD/CAM-Technologie / Intraoralscanning Kontakt: jbies@zahntechnik-bies.de Biokompatible CAD/CAM-Schienen Das neue Technologiezentrum von Dental Direkt (D-Melle) hat als Speziallösung für die computergestützte Fertigung biokompatibler Knirscher-, Miniplast- und adjustierbarer Bissschienen das DD Bio Fix-Konzept entwickelt. Die Schienen werden aus medizinischem PMMA gefertigt, das aufgrund extrem langer Molekülketten nahezu restmonomerfrei und sehr stabil sowie plaqueresistent sein soll. Für eine verzugs- und spannungsfreie Herstellung wird ein STL-Datensatz der Schiene an das Dental Direkt-Technologiezentrum übermittelt. Bei Verlust oder Bruch ist dank gespeicherter CAD-Daten eine einfache und schnelle Reproduktion möglich. Zudem kann das digitale Design für eine Therapie-Serie sukzessive abgeändert werden. Dental Direkt, www.dentaldirekt.de, Tel. +49 (0) 54 28 / 50 16 83 0 30