Kronen und Brücken aus ZrO2

• versch. vollkeramische Materialklassen für versch. Indikationen zur Auswahl

• Keramiken anhand Glasphase in 2 Hauptgruppen:

  1. Gruppe 1 (Keramiken mit „Glasphase“):

     • Silikatkeramiken (u.a. auch die stabilere Lithiumdisilikatkeramik)

     • glasinfiltrierte Oxidkeramiken (u.a. Aluminiumoxidkeramiken mit Glasphase)

     • Vorteil: besser Ästhetik durch höhere Lichtdurchlässigkeit

     • Nachteil: Reduzierte Materialfestigkeit

  2. Gruppe 2 (Keramiken ohne „Glasphase“):

     • dicht gesinterte Oxidkeramiken (Aluminiumoxid-, Zirkonoxidkeramiken)

     • Vorteil: Höhere Materialfestigkeit

     • Nachteil: schlechtere Ästhetik durch geringe Lichtleitung

• Glasmatrix (amorph) mit eingelagerten Kristallen (kristallin)

• Sintertemperatur < 1000°

• Lichtleitend

• Adaptieren die Umgebungsfarbe

• Gepresst oder aus vorgefertigten Keramikblocks gefrässt

• Dimensionsstabil beim Brennen

• Auch als Verblendkeramik einsetzbar

• Lithiumdisilikatkeramik

  • Unterform der Silikatkeramik

  • gepresst: e.max Press

  • gefrässt: e.max CAD

  • gesteigerte Festigkeit mit Biegefestigkeit bis max. 400 MPa

• Infiltration von Glas -> verfestigtes poröses Gerüst aus Aluminiumoxidkristallen oder mit Zirkonoxiddotiertem Aluminiumoxid

• Semilichtbrechend

• Biegefestigkeit bis maximal 650 MPa

• (historische Vorstufe der dichtgesinterten Oxidkeramiken)

• Rein kristallin aus Aluminiumoxid oder Zirkoniumdioxid, yttriumdotierte, tetragonale Zirkoniumdioxid-Polykristalle

• Sintertemperatur > 1400°

• Weiß bis opak

• Kaum lichtbrechend

• Zirkoniumdioxidgerüste schrumpfen durch Endsinterung etwa um 15-20% und haben eine Biegefestigkeit von über 1000 MPa

Widerstand, den ein Werkstoff einer Rissausbildung entgegensetzt

Maximale Biegespannung (Kombination aus Zug- und Druckfestigkeit), die während eines Biegeversuchs vom Prüfkörper ertragen wird ohne dass es zum Bruch kommt.

Bei der Biegung treten sowohl Druckkräfte (dort wo das Material gestaucht wird) als auch Zugkräfte (dort, wo das Material gedehnt wird) auf.

• reines Zirkonoxid ist unbrauchbar

• reines Zirkoniumdioxid bei Raumtemperatur in monoklinen Kristallstruktur

• Bei Temperaturerhöhung: monokline Zirkoniumdioxid reversibel in tetragonale Phase -> Volumenabnahme >4%.

• Beim Abkühlen auf Raumtemperatur: Volumenerhöhung durch Rückwandlun tetragonalen in monokline Phase

• „Wunderwaffe“ Yttriumoxid stabilisiertes ZrO2

• Transformationsverfestigung

• Zusatz von 4-5% Yttriumoxid: tetragonale Phase bei Raum-/ Mundtemperatur erhalten (metastabil) und setzt Material unter „Vorspannung“

• Riss kann Spannung freisetzen -> Umwandlung in monokline Phase -> Volumenzunahme -> Druckspannung an Spitze des Risses -> Rissfortschreitung gestoppt/gehemmt

1. Belastungen

2. Umwandlung tetragonale in monokine Struktur im Bereich von Rissen

3. Volumenzunahme ca. 4%

4. Rissfortschritt durch entstehende Druckspannung am Rissgrund verhindert

Resultat: hohe Risszähigkeit des tetragonalen Zirkons im Vergleich zu anderen Keramiken

Klassisches Gerüstzirkoniumdioxid = 3Y-TPZ-A Zirkoniumdioxid

• 3 mol% Yttriumoxid („3Y“) stabilisiert

• Tetragonale Kristallstruktur („T“)

• Polykristallin („P“)

• Zirkoniumdioxid („Z“)

• Aluminiumoxid-dotiert

• Vorteil: Hohe mechanische Werte (z.B. hohe Risszähigkeit)

• Nachteil: Schlechte Ästhetik (Opakes Erscheinungsbild / mangelnde Transluzenz)

1. Tetragonale Struktur

2. Eigenschaften an den Korngrenzen*

3. Poren und Einschlüsse

*Zur Verbesserung der Hydrolysestabilität klassischer Gerüstzirkonoxide -> homogene Verteilung von ca. 0,25 Gewichtsprozent Al2O3 an Korngrenzen der einzelnen Kristalle. Grund: ZrO2 im aggressiven wässrigen Mundmilieu ständig den Angriffen des Dipols H20 mit seinen spaltenden Eigenschaften ausgesetzt

• Reduktion tetragonalen Phase (durch Erhöhung des Yttriumoxidanteils von 3 auf 4 bzw. 5mol%)

• Reduktion Aluminiumoxids an Korngrenzen

• Reduktion der Porositäten und Einschlüsse durch erhöhte Sintertemperaturen

• tetragonale Phase wird bei 4Y-Zirkoniumdioxiden (5Y-Zirkoniumdioxiden) zu ca. 25% (50%) durch kubische Kristallstruktur ersetzt

• entsteht bei reinem Zirkoniumdioxid erst bei Temperaturen über 2370°C.

• Zugabe des Yttriumoxids von 4 bzw. 5mol% -> Beibehaltung dieser Phase auch bei Raum- bzw. Mundtemperatur.

• Vorteil: Erhöhung der Transluzenz (u.a. durch geringere Lichtstreuung)

• Nachteil: Verlust der Transformationsumwandlung

• Fazit: Verbesserte Ästhetik bei gleichzeitigem Verlust an Stabilität

Bruch innerhalb der Verblendkeramik

• Anatomisch unterstützende Gerüstgestaltung

• Möglichst gleichmäßige Schichtstärken der Verblendkeramiken, die 2mm nicht übersteigen

• Langsame Abkühlung beim letzten Verblendbrand -> Vermeidung von Spannungen in Verblendstrukturen (sehr hohen Wärmespeicherkapazität des Zirkoniumdioxids im Gegensatz zu Metallgerüsten)

• Aufeinander abgestimmte Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) von Gerüst- und Verblendkeramik

• Material der Wahl = monolithisches / vollanatomisches Zirkoniumdioxid (Restauration aus einem (Werk)stück im Ganzen ohne zusätzliche geschichtete Verblendung)

• Vestibuläre Verblendungen nur innerhalb der GKV Verblendgrenzen (OK bis einschließlich 5er; UK bis einschließlich 4er)

• Rohlinge mit bestimmten Formen aus ZrO2-Pulver gepresst

• Grünling ist heutzutage unpassend -> enthält immer noch Bindemittel

• „Weißling“ bereits bei hohen Temperaturen vorgesintert -> Bindemittel ausgebrannt und das Material minimal verfestigt

• im Weißzustand gefräste Zirkonoxid anschließend gesintert -> Endhärte und Endfestigkeit

  1. Trockenfräse (Sintern ohne vorherigen Trocknungsprozess)

  2. Nassfräse (Trocknungsprozess notwendig -> Wasserausdehnung beim Sintern würde Keramik zersprengen)

• CAD = Computer Aided Design

• CAM = Computer Aided Manufacturing

• Bearbeitung erfolgt maschinell

• mittels spezieller CAD/CAM-Maschinen bearbeitet

• häufigste Variante: subtraktive Bearbeitung eines sogenannten Weißlings (angesinterter Zirkoniumdioxid-Block)

  • porösen, kreideartigen Struktur einfacher (mit Hartmetallfräsen) schleiftechnisch verarbeiten als dichtgesinterten (gehipten) Zustand

• Sinterschrumpfung

  • Dichtsinterung nach Fräsprozess

  • Schrumpfungsprozess von 20-30 % seine dichtgepackte kristalline Struktur und damit seine beabsichtigten Eigenschaften erhält

  • Fräsen des Werkstücks in entsprechender Übergröße (Durch Barcode einscannbar oder manuell eingebbar)

• Finalisierung(smaßnahmen)

  • Politur

  • Malfarbenbrand

  • Glasurbrand

1. Politur

   • v.a. okklusionstragenden Flächen mit speziellen von grob nach fein abgestimmten Zirkoniumdioxidpolierern

   • nach dem Sintern und vor dem (Mal-) und Glasurbrand die essentielle Säule bei labortechnischen Finalisierung

   • Ohne Politur -> eventuellen verschleißbedingten Verlust der Glasurschicht -> Exposition rauhen Zirkoniumdioxids -> erhöhten Verschleiß am Antagonisten

2. weitere Möglichkeiten:

   • Einfach: Politur + Glasur

   • Höher: simultaner Mal- und Glasurbrand

   • Hoch: getrennter Mal- und Glasurbrand

3. monolithische Multilayer-Zirkoniumdioxiden (Rohlinge mit geschichtetem Farbverlauf) kann mit blockimmanenten unterschiedlichen Farbintensitäten

• glaskeramische Werkstoffe fast immer nicht freigegeben

• Oxidkeramiken (ZrO2) Vorteil: Yttrium stabilisiert tetragonale Phase -> bei Rissbildung Phasenumwandlung in monokine Phase + gleichzeitge Volumenzunahme -> Rissausbreitung unterbunden -> gesteigerte Bruchzähigkeit

• 1. + 2. Generation bei Bruxern bevorzugen

• BruxZir (Glidewell, USA) freigegeben

• monolithische Restauration bevorzugen, um Chipping/Delamination zu vermeiden

1. monolithisches ZrO2 oder metallische Restauration

2. Anzahl Impls erhöhen -> jeder fehlende Zahn durch 1 Impl ersetzen

3. Verblockung der Impls -> Reduktion periimplantärer Spannung

4. nur wenige statische Kontakte möglichst nahe am Implantatzentrum

5. Okklusalfläche verkleinert

6. flache Höcker -> dynamische Okklusion keine exzentrischen Kräfte

7. harte Schutzschine nach ZE Eingliederung