Ziel: Vollkontakt-Modelle (Ganzkiefermodelle) werden bei der Zahnpräparation und Herstellung von Zahnersatz häufig verwendet. Dagegen kommen sie bei Festigkeitsuntersuchungen von Zahnersatz nur selten zum Einsatz. Ziel dieser Studie war es, geeignete Vollkontakt-Modelle zum Testen von Zahnersatz zu konstruieren.
Material und Methoden: Ein dentaler Standard-Modellsatz (Ober- und Unterkiefer) mit vollständiger Morphologie aller Zähne wurde rastergescannt und digital rekonstruiert. Anschließend wurden die Positionierungs- und Befestigungsflächen der Modelle neu gestaltet. Es folgte eine digitale Zerlegung in zwei Bestandteile: einen Basisteil und einen abnehmbaren Teil. Diese modulare Form wurde für unterschiedliche Zahndefekte im Bereich der ersten Molaren realisiert. Die Repliken der präparierten Zähne (Modellstümpfe) wurden mit der Sequenz Präparation/Scan/Registrierung/Separation konstruiert. Nach der Konstruktionsphase wurden die Modelle im Stereolithografieverfahren 3-D-gedruckt. Zur Bruchfestigkeit der Modelle wurde eine Prognose mithilfe der Finite-Elemente-Methode getroffen. Die Effekte der vier Konstruktionsmerkmale des Modells auf die fünf Arbeitsschritte der Testung (Stumpfherstellung, Herstellung des Zahnersatzes, Montage in der Prüfmaschine, Lastversuch, Beobachtung) wurden quantitativ analysiert. Drei Zahnersatztypen wurden auf ihre statische Bruchfestigkeit getestet: zahngetragene Kronen, implantatgetragene Kronen und zahngetragene Brücken. Eine herausnehmbare Teilprothese wurde dynamisch getestet, um die Abnutzungseigenschaften zu untersuchen.
Ergebnisse: Das Modell erreichte in den Stützbereichen eine Bruchlast von mindestens 4268,3 N. Die Konstruktionsmerkmale des Modells hatten sieben positive und zwei negative Effekte auf die Testschritte. Die maximale Bruchfestigkeit betrug für die zahngetragenen Krone 1331,2 N, für die Implantatkrone 1356,7 N und für die zahngetragenen Brücke 1987,7 N. Die Schlifffacetten der Teilprothese nach der dynamischen Testung waren auf drei Regionen der Kaufläche verteilt.Schlussfolgerungen: Die Festigkeit des hier vorgestellten Vollkontakt-Modells war ausreichend hoch für eine Verwendung in statischen Festigkeitsuntersuchungen von Zahnersatz. Das Modell bietet Verbesserungen bei der Modellfixierung und -positionierung, der Konstruktion abnehmbarer Teile sowie der Konstruktion von Replikaten. Das Modell ist eher für dynamische als für statische Tests zu empfehlen.