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Metalle

Metalle haben sich in der Zahntechnik über Jahrzehnte bewährt und waren lange unverzichtbar, um einer prothetischen Arbeit die nötige Stabilität zu geben. Nur so konnte der Zahnersatz den enormen Kaukräften im Mund des Patienten langfristig standhalten.

Bei Dentallegierungen unterscheidet man:

  • Edelmetall-Legierungen: EM, Gold, Silber, Palladium oder Platin
  • Nichtedelmetall-Legierungen: NEM, Cobalt, Eisen, Nickel, Kupfer, Chrom, Molybdän, Titan, Wolfram,  Zinn, Zink, Rhenium, Indium, Gallium, Tantal, Bor, Iridium, Mangan, Ruthenium, Silicium, Yttrium oder Rhodium

Nichtedelmetall Legierungen

Kobalt-Chrom-Legierungen gehören wohl zu einer der am häufigsten gebrauchten Legierungsgruppe in der Zahnmedizin. Sie werden zum größten Teil für Modellgussprothesen verwendet, da sie sich neben ihrer Härte und Mundbeständigkeit durch ein günstiges Elastizitäts-Modul auszeichnen,  welches den Klammeranteilen zugute kommt.

Platinhaltige Goldlegierungen

Metalle haben ein regelmäßiges kristallines Gefüge. Man stellt sich vor, dass die positiv geladenen  Metallionen auf festen Gitterplätzen sitzen. Die negativ geladenen Elektronen sind als Gas in den Zwischenräumen des Gitters freibeweglich verteilt. Die Metallbindung gilt für alle Metalle.

Titan

Schwer zu verarbeiten – gut zu positionieren
Denn der Zahnarzt kennt und schätzt diesen Werkstoff. Schließlich kommt Titan gerade als Zahnimplantatmaterial eine besondere Bedeutung zu. Es ist bekannt, dass ihre wenige Nanometer starke, oberflächliche Oxidschicht Werkstücke aus Titan reaktionsträge und damit biokompatibel macht.

Nichtedelmetall Legierungen

Kobalt-Chrom-Legierungen gehören wohl zu einer der am häufigsten gebrauchten Legierungsgruppen in der Zahnmedizin. Sie werden zum größten Teil für Modellgussprothesen verwendet, da sie sich neben ihrer Härte und Mundbeständigkeit durch ein günstiges Elastizitäts-Modul auszeichnen,  welches den Klammeranteilen zugute kommt. Aber auch als Grundgerüst für Teleskop- und Geschiebeprothesen können sie benutzt werden, um deren Stabilität und Haltbarkeit zu gewährleisten. Sie gewinnen auch weltweit zunehmend an Bedeutung für die Kronen- und Brückentechnik.

Die zahnärztlichen Anfänge von edelmetallfreien Arbeiten reichen bis ins Jahr 1860 zurück. Man stellte damals bereits Basisplatten aus Aluminium mittels Kaltverformung her. Im Jahr 1919 führte die Firma Krupp den Edelstahl ein und dieser diente daraufhin als Grundmaterial für Klammern, Bügel und Basisplatten.

In der weiteren Entwicklung gelang ERDLE und PRANGE 1932 die Herstellung der vergießbaren Kobalt-Chrom-Legierung Vitallium. Auch heutzutage bildet diese in nahezu unveränderter Form den Grund-baustein der modernen Kobalt-Chrom-Legierungen. Heutzutage stellen die edelmetallfreien Legier-ungen weltweit nach ihrem Umsatz betrachtet die größte Legierungsgruppe dar. Besonders in den USA erreichen diese als kostengünstige Variante zu edelmetallhaltigen Arbeiten einen Markteil bis zu 70%.

Legierungen (NEM) an die Stelle der Goldlegierungen:
Sie sind, wie der Name sagt, edelmetallfrei. NEM-Legierungen bestehen hauptsächlich aus Chrom, Kobalt und Molybdän mit wechselnden Anteilen, und Beimengungen aus Silizium und anderen Bestandteilen. Dieses Material wird von Zahnärzten und Zahntechnikern zuweilen auch fälschlich als „Edelstahl“ bezeichnet. Fälschlich deshalb weil in diesen Legierungen keinen Stahl oder Eisen enthalten ist. Edelstahl besteht hauptsächlich aus Chrom, Nickel und Eisen. Cobalt-Chrom-Legierungen werden seit ca. 1960 in der Zahnmedizin und Zahntechnik für die Herstellung von Modellgussprothesen verwendet.

Der Kostendruck in der Zahnmedizin veranlasste die Dentalindustrie daraufhin einen neuen Werkstoff zu finden der preisgünstiger als Goldlegierungen ist. Es mussten viele Komponenten für die Verarbeitung dieser Legierungen modifiziert werden: die Legierungszusammensetzung, die Einbett-massen, die Gießtechnik, die Keramikmassen, die Werkzeuge, usw.. Nach erfolgreicher Forschung und Entwicklung ist dieser Werkstoff auch sehr gut geeignet, um die verblendbaren Metallgerüste für Kronen, Brücken und andere metallische Zahnersatzelemente herzustellen. Die von uns verwendeten NEM-Legierungen sind alle Nickelfrei, somit sind die Gefahren der Allergieauslösung sehr gering. Es gibt jedoch noch Legierungen auf dem Markt die Nickel enthalten, deshalb sollten Sie vor der Behandlung abklären ob die verwendete Legierung zu den Nickelfreien Legierungen gehört.
Die Nichtedelmetall-Legierungen der neuen Generation haben sich in vielen wissenschaftlichen und klinischen Studien als absolut biokompatibel und allergie unbedenklich erwiesen. Weiters hat sich dabei herausgestellt, dass Nichtedelmetall-Legierungen nicht als billiger oder gar minderwertiger Ersatz für Goldlegierungen gesehen werden dürfen, weil NEM-Legierungen einen deutlich günstigeren Materialpreis als Goldlegierungen haben, denn sie besitzen einige positive Eigenschaften. Nichtedelmetall ist daher durchaus eine vollwertige und dabei preiswertere Alternative zu Goldlegierungen oder Titan. Wir und unsere Lieferanten sind in der Herstellung von Zahnersatz aus NEM-Legierungen seit vielen Jahren erfahren. Mit Zahnersatz aus NEM-Legierungen erhalten Sie als Patient eine funktionell einwandfreie und sichere und dabei preiswerte Qualitativ hochwertige Arbeit, die den strengen Anforderungen des Medizinproduktgesetzes entspricht.

Definition von Legierungen:
Legierungen bestehen aus mindestens 2 verschiedenen Metallen. Durch diese Verbindung (durch zusammenschmelzen) entsteht eine Legierung die ganz neue Eigenschaften als die ursprünglichen Metalle haben kann.
Legierungen im Dentalbereich sind sehr hoch entwickelt und bestehen teilweise aus bis zu 10 Metallen und Zusätzen um den hohen Ansprüchen in der Dentaltechnik und Zahnmedizin gerecht zu werden.
Ein nicht geringer Teil des Legierungspreises besteht deshalb aus den hohen Forschungs- und Entwicklungskosten um die erforderliche Zertifizierung (Ce- Zeichen) zu erhalten.

In jedem Fall sind diese Legierung Nickelfrei! Da Nickel als Allergieauslöser bekannt ist wird bei fast allen Legierungen auf Nickel verzichtet.

NEM- Legierungen bestehen im Wesentlichen aus:
Cobalt, Chrom, Molybdän, Eisen, Wolfram, Silicium, Mangan, Platin

NEM – Legierung – Technische Daten:
Härte nach Vickers: 280
Dichte: : 8,3
Zugfestigkeit : 690
0,2 Dehngrenze : 560
Bruchdehnung : 14
E- Modul : 210.000
WAK- Wert : 14.8×10-6 K-1

Platinhaltige Goldlegierungen

Metalle haben ein regelmäßiges kristallines Gefüge. Man stellt sich vor, dass die positiv geladenen  Metallionen auf festen Gitterplätzen sitzen. Die negativ geladenen Elektronen sind als Gas in den Zwischenräumen des Gitters freibeweglich verteilt. Die Metallbindung gilt für alle Metalle.

Arten: Legierungen sind Mischungen von mindestens zwei Metallen bzw. einem Metall und einem Nichtedelmetall. Die Bestandteile werden in einem bestimmten Mischungsverhältnis zusammen-geschmolzen. In der Zahntechnik ist das die übliche Form der verwendeten Metalle, da die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften gezielt verändert werden können. Die drei Hauptkriterien die man bei der Legierungsherstellung beachten sollte sind die Materialeigen-schaften (Härte, Elastizität), Verarbeitungsdaten (Fließfähigkeit, Geräteeinsatz) und die Patienten-perspektive (Ästhetik, Reinigungsfähigkeit).

Man unterscheidet zwischen den 

  • Edelmetalllegierungen (Gold-, Palladium- und Silberlegierung) die vorwiegend bei der Herstellung von dem festsitzendem Zahnersatz gebraucht werden und
  • den Nichtedelmetalllegierungen (Kobalt-, Nickel-, Eisenlegierungen) für die herausnehmbare prothe-tische Versorgung

Hochwertige Goldlegierungen  bestehen zwischen 75 bis 90% aus Gold. Die weiteren Bestandteile sind oft Platin, Palladium, Silber, Kupfer und weitere Metalle.

Goldreduzierte Legierungen, die sogenannten Spargolde, besitzen einen geringen Edelmetallgehalt (60-65%).

Galvano Gold:
Dabei handelt es sich um eine hauchdünne Metallschicht, die auf einer leitenden Oberfläche abge-schieden wird. Bei einer dicken Schicht entsteht ein selbsttragendes Gerüst, das in der Zahntechnik eine sehr breite Indikation hat. Die Galvanogerüste sind eine gute Grundlage  für Kronen, Brücken,  Inlays, Teleskope wie auch für die Implantat-Technik. Die vielfältigen Einsatzgebiete hängen stark mit den Eigenschaften des Werkstoffes zusammen. Die Käppchen bestehen aus dicht zusammengelagerten Körnen. Sie sichern eine Spannungsfreiheit und eine enorme Passungsgenauigkeit. Bei dem Galvano-forming wird fast ein hundertprozentiges Gold abgeschieden, was heißt, dass die Gerüste nicht oxi-dieren können und somit keine Allergien auslösen. Ein Nebenaspekt ist auch der warme Farbton, der bei den Verblendkronen zur Geltung kommt.

Nichtedelmetalle oder anders genannt, edelmetallfreie Legierungen, bestehen aus Chrom, Kobalt und Molybdän. Die Hauptbestandteile tragen dazu bei, das das Gerüst für die Modellgussarbeiten hart aber auch streckbar und elastisch ist. Die Legierung zeichnet sich mit der typischen silberweißen Farbe aus. Trotz der chemischen Beständigkeit können die Bestandteile (im Gegensatz zu den Edelmetallen) bei dem Träger einen leicht metallischen Geschmack hervorrufen. Der Stahl erfreut sich dank dem niedrigen Preis großer Nachfrage. Er wird fast in allen Bereichen verwendet, ob als Gerüstwerkstoff oder zuletzt sogar bei den präzise hergestellten Teleskopen.

Eigenschaften:
Jedes Metall hat außer den material- auch die elementspezifischen Eigenschaften. Sie zeichnen sich unter anderem mit  Glanz, Wärmeleitfähigkeit, Lichtundurchlässigkeit, relativ hoher Dichte und der elektrischen Leitfähigkeit. Es gibt da aber auch die so genannten Kornfeiner (z.B. Molybdän, Wolfram) die eine enorme Bedeutung als Legierungsbestandteil haben. Sie bewirken, wie der Name schon sagt, ein feines kleines Korn. Bei Erstarren der Schmelze beginnt die Gitterbildung an vielen Stellen. Es erstarren zunächst die Bestandteile mit hohem Schmelzpunkt. Je mehr Gitteranfänge, desto kleiner das Korn und somit feiner die Struktur der Legierung. Die anderen Metalle, wie z.B. Platin, Silber in Verbindung mit Kupfer sind für die Härte verantwortlich. Ein sehr wichtiger Aspekt ist auch die Korrosion. Die Korrosionsbeständigkeit hängt ab von den elektrochemischen Negativitäten einer Legierung oder eines Metalls. Bei den zuletzt genannten Metallen unterscheidet man zwischen edlen und unedlen. Edle Metalle lassen sich in einer Lösung schlechter zersetzten als die unedlen. In einer Legierung sieht es ähnlich aus, sie soll eine geringe Elektronegativität aufweisen, damit sie nicht korrodieren. Es sind also große Ladungsunterschiede zwischen den Metallen im Mund zu meiden (z.B. Titan und Gold).

Legierungsbestandteile und deren Funktion in Edelmetall-Legierungen:
Gold (Au)
Verleiht ästhetische Farbe, biokompatibel, beständiges Edelmetall

Platin (Pt)
hochwertiges Edelmetall, biokompatibel, härtet und bringt Festigkeit

Silber (Ag)
Härtet in Verbindung mit Kupfer, bildet gutes Haftoxid

Palladium (Pd)
Preiswertes Edelmetall, härtet, korrosionsbeständig, erhöht die Festigkeit, ist ein Metall der Platin-gruppe.

Kupfer (Cu)
Härtet in Verbindung mit Silber, intensiviert die Farbe

Indium (In)
Härtet und senkt den Schmelzpunkt, Oxidbilder

Gallium (Ga)
Härtet und senkt den Schmelzpunkt von palladiumhaltigen Legierungen

Iridium (Ir)
wirkt als Kornfeiner

Zink (Zn)
Verbessert das Fließverhalten in Goldlegierungen

Verarbeitung:
Im Prinzip kann man sagen, dass jedes Gerüst eine vorab angefertigte Wachsmodellation benötigt. Als Erstes werden die Abformungen ausgegossen. Die hierzu verwendeten Materialien sind Gips oder unter bestimmten Bedinungen Kunststoff oder Einbettmassen bei Modellgussarbeiten. Anschließend wird auf dem Modell ein Wachsgerüst modelliert. Des Weiteren wird die Modellation eingebettet und in einen Ofen gestellt wo das Wachs unter sehr hoher Temperatur entweichen kann. In den so entstandenen Hohlraum gießt man das geschmolzene Metall. Nach dem Abkühlen der Form wird das Werkstück ausgebettet und mit entsprechenden Fräsen und Schleifkörpern verarbeitet. Je nach Einsatzgebiet, ob Kronen oder partielle Prothesen, werden die Metalle durch unterschiedliche Verbundsysteme durch Kunststoff oder Keramik ergänzt.

Einsatzgebiete: die Metalle werden in verschiedensten Formen gebraucht. Ob als Folien (Platinfolien als Brennträger für die Kronen, Zinnfolien zum Hohllegen von Schleimhautbereichen), Gerüste für Kronen, Brücken oder partielle Prothesen oder schlicht als Metalleinlage zur Verstärkung.

Titan

Schwer zu verarbeiten – gut zu positionieren:
Denn der Zahnarzt kennt und schätzt diesen Werkstoff. Schließlich kommt Titan gerade als Zahnimplantatmaterial eine besondere Bedeutung zu. Es ist bekannt dass ihre wenige Nanometer starke oberflächliche Oxidschicht Werkstücke aus Titan reaktionsträge und damit biokompatibel macht. Darum ist es ja die Grundlage auch für Beinprothesen, für Kniegelenkersatz nach Arthrose, für künstliche Hüft-Endoprothesen, für Hüftkopfersatz, für Gehörknöchelchenersatz-Prothesen und Paukenröhrchen für die Mittelohrchirurgie sowie für Herzschrittmacher-Gehäuse und für Gefäßstützen (Stents). Nicht zuletzt ist Titan täglich in Form von chirurgischen Instrumenten im Einsatz.

Die Chancen dieses Materials in der Zahnheilkunde haben sich nochmals entscheidend erhöht, seit es möglich geworden ist, Titangerüste industriell fräsen zu lassen (Compartis, DeguDent, Hanau). Das zahntechnische Labor nimmt dazu nach Digitalisierung der Modellunterlagen (Laserscanner Cercon eye) eine virtuelle Modellation vor (Software Cercon art), wählt als Gerüstwerkstoff Titan und sendet die Daten nach Hanau. Die werkstoffgerechte Bearbeitung vermeidet von vornherein alle Probleme, die vom Guss bekannt sind. Durch spezielle Bahnabstände beim Fräsvorgang erzielt man sogar eine besonders hohe Oberflächengüte. Vor der Auslieferung an das zahntechnische Labor durchläuft jedes einzelne Gerüst eine spezielle optische Prüfung.

Werkstoffgerecht frästechnisch hergestellt – sicher verblendet:
Lieferbar sind inzwischen Einzelkronen und bis zu 14-gliedrige Brücken. Damit sich Gerüste von einer so großen Spannweite sicher herstellen lassen, kommt ein kommerziell nicht verfügbares Ausgangs-material zum Einsatz: ein hoch qualitatives Titan, das vor dem Fräsvorgang zusätzlich eine spezielle Vorbehandlung erfahren hat. Damit schließt man elastische Verformungen aus, die zum Abplatzen der im Labor aufgebrannten Verblendung führen könnten. Dies ist schließlich das i-Tüpfelchen. Als einer von ganz wenigen Herstellern hat DeguDent innerhalb der letzten Jahre in die Verbesserung der Verblendsicherheit von Titan investiert, und die Forschungen haben einen neuartigen Bonder hervor-gebracht (Ti-Bond).

Bei der abschließenden Verblendung im Labor mit der Keramik schafft er eine bei diesem Gerüst-werkstoff bislang kaum erzielbare Stärke, sodass im Ergebnis die Verblendsicherheit vom Compartis-Titan derjenigen eines Nichtedelmetall-Keramik-Haftverbunds nicht nachsteht. Damit kann das Metall endlich seine natürlichen Stärken voll ausspielen: die Bioverträglichkeit, die Korrosionsbeständigkeit und den Tragekomfort für den Patienten. Mit der industriellen Fertigung sind zudem gleichbleibend gute Ergebnisse erzielbar.

So kann sich das zahntechnische Labor mit Titan jetzt auch im oft als Billigsegment angesehenen Nichtedelmetallbereich erfolgreich positionieren: preislich günstig und qualitativ eine ganze Klasse besser.