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Keramische Werkstoffe

Dem Wunsch der Patienten nach einem ästhetisch anspruchsvollen und qualitativ hochwertigen Zahnersatz wird von Seiten der Zahnärzte, der Techniker und der Industrie durch stetige Neuentwicklungen und Verbesserungen der Restaurationsmaterialien Folge geleistet. So sind dentale Keramiken in den letzten Jahrzehnten aufgrund ihrer hohen Biokompatibilität und Mundbeständigkeit sowie ihrer hervorragenden ästhetischen Eigenschaften zu einem wichtigen Pfeiler in der Wieder-herstellung von dentalen Defekten herangereift. Bei der Herstellung von Einzelzahn-restaurationen bilden Vollkeramische Systeme durch kontinuierliche Verbesserungen ihrer mechanischen Eigenschaften eine echte Alternative zu Metallgussrestaurationen. Durch den Einsatz neuer und innovativer Techniken wurde es möglich, keramische Werkstoffe auch in funktionellen und ästhetisch anspruchsvollen Bereichen der Mundhöhle sicher einzugliedern.

Um gezielt eine Keramik betrachten zu können, ist es notwendig eine Unterteilung der verschiedenen Produkte zu treffen:

Verblendkeramik:
Hierbei kann eine Unterteilung nach der chemischen Zusammensetzung bezüglich des Leuzitgehaltes getroffen werden.  Leuzithaltige Keramiken können sowohl natürlich als auch synthetisch hergestellt werden. Natürlich hergestellte leuzithaltige Keramiken sind klassische Aufbrennkeramiken.

Synthetisch hergestellte  Leuzitkeramiken gelten als moderne Aufbrennkeramiken. Die in der Glasphase dispers verteilten Leuzitkristalle  haben die Aufgabe durch Streuung und Trübung die transparente Glasphase farblich dem Zahnschmelz anzugleichen sowie die Standfestigkeit beim Brennen und die Endfestigkeit unter funktioneller Belastung zu steigern.

Gerüstkeramik
Presskeramik:
Presskeramiken lassen sich ebenfalls bezüglich ihrer chemischen Zusammensetzung in Lithiumdisilikathaltige und Leuzithaltige Keramiken unterteilen.

Fräs- und Schleifkeramik:
Auch in der Gruppe der Fräs- und Schleifkeramiken soll vorab eine Unterteilung bezüglich der chemischen Zusammensetzung getroffen werden:

  • Glaskeramiken zur Herstellung von Inlays und Kronen
  • Zirkoniumoxid zur Fertigung von Kronen und Brücken mittels Fräs- und Schleiftechnik geeignet.

Als Vorteil von Restaurationen aus Zirkoniumoxid gegenüber anderen Vollkeramiken kann eine höhere Biegefestigkeit (600 MPa bis 1400 MPa) sowie Elastizitätsmodule zwischen 200 GPa bis 300 GPa genannt werden. Sie vereinigt die zur Zeit besten, für die Zahnheilkunde nutzbaren Materialeigenschaften.

Eigenschaften einer Dentalkeramik:
Die Anforderungen an eine Keramik, um sie als zahnärztlichen Werkstoff zu etablieren, sind vielfältig. So ist eine gute mechanische und physikalische Eigenschaft ebenso notwendig wie einfache Handhabung und präzise Verarbeitung. Optische Eigenschaften sowie Verträglichkeit und Beständigkeit in der Mundhöhle, sind weitere Auswahlkriterien bei der Suche nach neuen Werkstoffen im keramischen Bereich.

Mechanische und physikalische Eigenschaften:
Um anhand der Festigkeit der Keramik eine Aussage über die Eignung als Zahnersatz geben zu können, müssen Kaukräfte, die an natürlichen Zähnen gemessen wurden, als Vergleichswert herangezogen werden. Die mittlere Belastbarkeit von Einzelzähnen reicht von ca. 150 N bei Frontzähnen bis ca. 360 N für Molaren. Als Maximalwerte können im Molarenbereich Kräfte bis ca. 530 N auftreten. Sie sind im wesentlichen von der Wurzelform, der Wurzelgröße und vom Wurzelquerschnitt abhängig. Ein Vollkeramiksystem sollte demnach diesen Belastungen standhalten. Ein Versagen gegenüber diesen Belastungen zeigt sich in Form von Rissen, Sprüngen, Abplatzungen oder gar im Bruch der Keramik.

Für einen Gerüstwerkstoff sind der Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit als wichtige Kenngrößen zu nennen. So beschreibt der Elastizitätsmodul den Widerstand gegen eine elastische Verformung. Die Biegefestigkeit ermittelt die elastische Verformung, die durch Druck- und Zugspannung auftritt. Hierbei liegt die einen Bruch auslösende Spannung auf der Zugseite der Keramik, da herstellungsbedingt eine Druckspannung erzeugt wird, aus der  eine höhere Druckfestigkeit resultiert. Erreicht die Biegezugspannung den kritischen Wert, bei dem ein Bruch durch Rissbildung eingeleitet wird, so ist die Biegefestigkeit erreicht, welche die Grenze der elastischen Belastbarkeit einer Dentalkeramik darstellt.

Chemische Eigenschaften:
Dentale Keramiken zählen zu der Materialgruppe der Gläser, welche sich durch eine hohe Beständigkeit gegenüber fast allen Chemikalien im üblichen Temperaturbereich auszeichnen. Die Ausnahme bildet hierbei  die Flusssäure, welche zu einem sofort sichtbaren Angriff der Oberfläche führt. In der Mundhöhle wird die Keramik mit einer Fülle von chemischen Reaktionen konfrontiert. So sind sowohl die mit der Nahrung aufgenommenen Säuren als auch die von Mikroorganismen  in der Plaque gebildeten Säuren als schädigende Substanzen zu nennen.

Optische Eigenschaften:
Eine dentalkeramische Restauration soll in Farbe und Form so nah wie möglich an das Erscheinungsbild des natürlichen Zahnes herankommen. Dabei sind die Grundlagen physikalischen Eigenschaften der Keramik in Bezug auf Lichtleitung und Lichtreflexion von großer Bedeutung. Durch Beimengung verschiedener Pigmente in Schmelz- und Dentinmassen wird eine bestimmte Färbung und Transluzenz der Keramik erreicht. Eine glatte Oberflächengestaltung gewährleistet einen ungehinderten Lichttransport in tiefer gelegene Schichten der Restauration. Die Auswahl des Befestigungsmediums spielt im optischen Erscheinungsbild der Restauration ebenso eine wichtige Rolle. Der Lichttransport sollte zwischen keramischer Restauration und präpariertem Zahn ungehindert erfolgen, damit die Farbe des natürlichen Zahnes in die Restauration einstrahlen kann und so bei der Farbgebung mitwirken kann. Weiterhin sollte sich eine keramische Oberfläche nicht durch in Nahrungs- und Genussmittel enthaltene Substanzen verfärben.

Biokompatibilität:
Unter Biokompatibilität verstehen wir die Verträglichkeit und Beständigkeit eines in den Körper eingebrachten Stoffes, ohne hierauf Reaktionen des Körpers auszulösen. Dentalkeramiken zeigen allgemein eine recht gute Biokompatibilität. Im Bereich des marginalen Parodont und der Klebefuge ist eine uneingeschränkte Biokompatibilität jedoch nicht zu erwarten.

Gerüstmaterial

Sind die ästhetisch bedeutenden Bereiche der Brückenkonstruktion mit Keramik beschichtet, spricht man von einer Keramikverblend-brücke. Eine Keramikverblendbrücke besitzt ein Gerüst aus Metall oder Keramik, das großenteils von zahnfarbener Keramik ummantelt ist. Das Gerüst selbst kann sowohl aus einer …

Verblendmaterial

Keramikmassen stehen zwischen Glas und Porzellan. Wie bei herkömmlicher Keramik werden
während des Brennvorgangs Kristalle gebildet (Leuzitkristalle). Der Hauptunterschied zwischen der Dentalkeramik und dem Porzellan besteht in der Verarbeitungsweise der Massen. …

Gerüstmaterial

Sind die ästhetisch bedeutenden Bereiche der Brückenkonstruktion mit Keramik beschichtet, spricht man von einer Keramikverblendbrücke.

Eine Keramikverblendbrücke besitzt ein Gerüst aus Metall oder Keramik, das großenteils von zahnfarbener Keramik ummantelt ist. Das Gerüst selbst kann sowohl aus einer goldhaltigen Legierung als auch aus Nichtedelmetall-Legierungen (NEM) oder Keramischen Werkstoffen hergestellt werden. Die Keramik kann der natürlichen Zahnfarbe weitestgehend angeglichen werden, sodass der Zahnersatz hohen ästhetischen Anforderungen gerecht wird.

Lithiumdisilikat

Lithium-Disilikat-Glaskeramik (LS2) eignet sich ideal für die Herstellung monolithischer oder verblendeter Restaurationen im Front,- und Seitzahnbereich. Dank des natürlichen Farbverhaltens und der optimalen lichtoptischen Eigenschaften werden eindrucks-volle Resultate erzielt. …

Zirkoniumdioxid

das weiße Gold
Zirkoniumdioxid ist ein Werkstoff, der sich seit fast 20 Jahren als Biomaterial bewährt hat und dessen Körperverträglichkeit unumstritten ist. Die CAD/CAM- Technologie eröffnete neuen Materialien den Weg in die Zahnmedizin …

Verblendmaterial

Keramikmassen stehen zwischen Glas und Porzellan. Wie bei herkömmlicher Keramik werden während des Brennvorgangs Kristalle gebildet (Leuzitkristalle). Der Hauptunterschied zwischen der Dentalkeramik und dem Porzellan besteht in der Verarbeitungsweise der Massen.

Glaskeramik besteht aus einer transparenten, amorphen Glasphase, die mit fein verteilten Leuzitkristallen verzerrt ist. Die eingelagerten Kristalle übernehmen die Aufgabe der Farbgebung und gewährleisten die Festigkeit unter funktioneller Belastung.

Die Dentalkeramiken bestehen hauptsächlich aus zwei Komponenten: Tonerden (Kali- und Natron-feldspaten) die die Kristallphase bilden und für die Entstehung einer amorphen, kristalllosen Phase zuständig sind und Quarz. Zusätze wie Metalloxide, organische Bindemittel oder Farbstoffe verleihen den Keramiken die gewünschte Farbe oder ermöglichen dem Zahntechniker ein einfaches und schnelles Schichten.

Zirkonoxidkeramik lässt sich zu Brückengerüsten oder zu Kronenkonstruktionen verarbeiten. Die außergewöhnliche mechanische Festigkeit der Keramik wird durch das Sintern erreicht dass der vorgesinterte Rohling, der ursprünglich eine kreidige und poröse Konsistenz besitzt,  soweit erwärmt werden muss, bis die einzelnen Bestandteile miteinander verschmelzen.

Die ständige Forschung an dem Material ermöglicht immer innovativere Einsatzmöglichkeiten. Man versucht das populäre und leider immer teuer werdende Metall zu ersetzen. Es lassen sich unterschiedliche Vorteile aufzählen, die sowohl der Verarbeitungs- wie auch Indikationswegen, für das Zirkonoxid sprechen. Das auffälligste für den Patienten ist bei den üblichen Metallgerüsten die sichtbare Verfärbung des Zahnfleisches. Das Problem tritt bei den Gerüsten mit einer Keramikschulter (Keramikrand) oder vollkeramischen Gerüsten nicht auf, zusätzlich verhindert die geringe Temperaturleitfähigkeit die thermische Irritation des überkronten Zahnes, die zur Entzündungen und damit zur unangenehmen Zahnschmerzen führen kann. Die Zirkonoxidgerüste eignen sich auch hierfür ideal, sie verdecken die Ansicht auf einem Röntgenbild nicht und erleichtern somit den Befund. Man soll nicht vergessen, dass die Keramikgerüste eine wunderbare Farbgebung ermöglichen. Die Reflektion des Lichtes ist bei keinem anderen festsitzenden Zahnersatz zu übertreffen. Die ästhetischen Vorteile des Zirkonoxids werden zusätzlich durch die mögliche Einfärbung des Gerüstes unterstützt. Die Schichtstärke der Verblendung kann somit gering gehalten werden und den hohen Substanzverlust bei der Zahnpräparation hindern. Nicht selten kommt es zu allergischen Reaktionen auf Edelmetalle oder andere Bestandteile der Legierungen. Zirkonoxid kann in solchen Fällen eine hervorragende Lösung bieten. „Das weiße Gold“ ist eine oxidierte Form des Zirkoniums, eines Metalls, das in der Natur als Mineral (Zirkon) oder Zirkoniumerde vorkommt.

Bei uns verwendete Materialien

IPS e.max Ceram

Verarbeitungsanleitung

IPS e.max Press

Verarbeitungsanleitung

IPS InLine

Verarbeitungsanleitung

Zirkondioxid Katana

Informationsbroschüre

Zirkondioxid Katana

Technische Informationen