Zirkonoxidkeramik ist zu einem beliebten Werkstoff für prothetische Restaurationen geworden. Diese Materialgruppe hat sich in unterschiedliche Produkte aufgefächert, die sehr differenzierte Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Ästhetik und Lichtleitfähigkeit aufweisen.
Die Erkenntnis unserer Tage, dass „Zirkonoxid nicht gleich Zirkonoxid ist“, haben die Veranstalter des Cerec-Tags 2020 Mitte September in Düsseldorf zum Anlass genommen, über die Verfahrensweisen mit dem Werkstoff und die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in Experten-Vorträgen zu berichten und in Workshops zu demonstrieren.
Der Cerec-Tag unter der Leitung von Dr. Andreas Kurbad, Viersen, findet am 18. und 19. September 2020 als Präsenz-Veranstaltung in Düsseldorf (Maritim Hotel am Airport) statt. Aufgrund des angezeigten „Social Distancing“ und der gültigen Hygienemaßnahmen ist die Teilnehmeranzahl beschränkt. Anmeldungen können telefonisch oder per Mail beim Cerec Masters Club, Tel. (02162) 102 1875, E-Mail: masters@cerec.de erfolgen.
Zirkonoxidkeramik hat viele Entwicklungsstadien durchlaufen. Einst als „weißer Stahl“ für prothetische Kronen- und Brückengerüste gelobt, bot sie aber zur Erfüllung ästhetischer Ansprüche wenig Potenzial. Die opake Struktur erforderte eine Verblendung aus Fluorapatit-Sinterkeramik. Die unterschiedlichen Wärmeausdehnungseigenschaften von Gerüst- und Verblendkeramik löste vielfach Frakturrisiken (Chippings) aus. Das Problem konnte minimiert werden mit anatomisch höckerunterstützendem Gerüstdesign, gleichmäßig dimensionierten Verblendschichten und durch Reduzierung der Abkühlgeschwindigkeit während der Sinterphase.
Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung für den Einsatz verblendfreier, das heißt, monolithischer Restaurationen konnte das Chippingproblem umgangen werden. Die ästhetisch störende Opazität und die fehlende Transluzenz wurden ursprünglich dadurch verändert, dass die Sintertemperatur erhöht wurde. Die Lichtleitfähigkeit wurde auch dadurch verbessert, indem der Anteil an Aluminiumoxid – zuständig für die Stabilisierung des Gefüges gegen Feuchtigkeit (Speichel) – gesenkt wurde. Das 3Y-TZP Zirkonoxid verlor jedoch die bisher gewohnte Biegebruchfestigkeit und sank von 1.500 auf 900 MPa. Geeignet für monolithische Kronen im Seitenzahnbereich, blieb die Ästhetik der gefertigten Restaurationen immer noch kompromissbehaftet.
Festigkeit versus Transluzenz
Zur weiteren Steigerung der Transluzenz wurde in der nächsten Generation der Anteil von Yttriumoxid auf 5 Molprozent erhöht (5Y-TZP). Durch die strukturelle Änderung der kubischen Phase verlor das „vollstabilisierte“ Zirkonoxid die spannungsinduzierte Phasenumwandlung von der tetragonalen zur monoklinen Phase (Airbag-Effekt). Dadurch sanken die Bruchzähigkeit und somit die mechanischen Eigenschaften der Keramik.
Ziel der Folgegeneration war, die Festigkeit sowie die Transluzenz auf hohem Niveau zu etablieren. Die Absenkung von Yttriumoxid auf 4 Molprozent (4Y-TZP) führte zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften bei leichten Verlusten der Lichtleitfähigkeit. Um die optischen Eigenschaften von Zirkonoxid besonders für die monolithische Restauration zu verbessern, wurden auch die Sinterprogramme überarbeitet.
Sintern und Ästhetik
Waren für das konventionelle Sintern vier bis zehn Stunden erforderlich, zeigte das „Schnell-sintern“ – zugelassen für Einzelkronen und kleine Brücken – einen erheblichen Verlust an Transluzenz in der Restauration. Erfahrungen der Cerec Masters belegen, dass mit zweieinhalb bis fünfdreiviertel Stunden Sinterung (je nach Ofen) sehr ästhetische Ergebnisse erzielt werden können. Das Einfärben mit Tauchliquids zeigt keinen Einfluss auf die initialen Festigkeiten.
Abb. 1 Einfluss der Schichtstärke und des Sinterprogramms auf die Transluzenz von monolitischen Kronen aus Zirkonoxid mit semitransparenten Eigenschaften. Blick von basal in das Kronenlumen im Durchlicht. Die Schichtstärke sowie dies Dauer der Sinterung bestimmen die Lichtdurchleitung. Farbe A3 – links: 1 mm Schicht, 15 Minuten Sinterung; Mitte: 0,6 mm Schicht, 37 Minuten Sinterung; rechts: 0,6 mm Schicht, 57 Minuten Sinterung. Bild: Ivoclar Vivadent
Abb. 2 Blick von okkusal mit unveränderten Schichtstärken und Sinterzeiten (wie oben). Die Schichtstärke und die Sinterung beeinflussen sichtbar die Opazität. Vergleichsweise längere Sinterzeiten erhöhen die Transluzenz der Krone. Bild: Ivoclar Vivadent
Abb. 3 Mit keramischen Malfarben lässt sich das optische Erscheinungsbild von Zirkonoxid-Restaurationen erheblich aufwerten. Bild: CMC
Um Zirkonoxid mit guten optischen Eigenschaften auch im Frontzahnbereich zu platzieren, haben sich neuerdings „Multilayer“-Produkte etabliert. Hierbei bestehen die Fräsronden aus mehreren Lagen Zirkonoxid, die von okklusal zum Zahnhals hin in Schichten immer dunkler eingefärbt sind. Andere Produkte sind mehrschichtig aufgebaute Fräsrohlinge, bei denen verschiedene Zirkonoxide verbunden sind. Im oberen okklusalen Bereich befindet sich semitransparentes 5Y-TZP, im basalen Segment das mechanisch stabile 4Y-TZP. So kann durch stufenfreien Farb- und Transluzenzverlauf die Zahnhartsubstanz präzise nachgeahmt werden.
Zirkonoxid vital gestalten
Die maschinelle Formgebung von Zirkonoxid durch digital gesteuerte Fräsautomaten hat die manuelle Gestaltung nicht verdrängt. Mamelons, Textur, Lichtleisten, Perikymatien, Reliefflächen zur Charakterisierung, Malfarben, Microveneerings, fluoreszierende Glasursprays – alle diese Techniken und Hilfsmittel beeinflussen und steigern die Individualität der Restauration. Schon die feinfühlige Bearbeitung der Zirkonoxid-Oberflächen nach dem Fräsen eröffnet neue gestalterische Möglichkeiten. Auf dem Symposium stellen die Cerec Masters ein „schnitzfähiges Zirkonoxid“ vor, das ermöglicht, schmelztypische Reliefs in die Restauration einzubringen.
Zirkonoxid bietet heute für die Ästhetik viele gestalterische Möglichkeiten, erfordern jedoch für die Einzelzahnversorgung im Chairside-Einsatz Geduld und Ausdauer – diese ist hauptsächlich den Bearbeitungszeiten geschuldet. Kronen und Brücken für Bruxismus-Patienten erfordern größeren zeitlichen Aufwand und sind eher semichairside mit zahntechnischer Expertise oder im ZT-Labor zu fertigen. Entscheidend ist der sichere Blick für die Zahnfarbe sowie die Auswahl der geeigneten Werkstoffe und Komponenten, um individuelle ästhetische Restaurationen zu erlangen.
Manfred Kern, Wiesbaden, für den Cerec Masters Club
