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Zirkoniumdioxid

Über kaum einen Werkstoff aus der Zahnheilkunde wird zur Zeit soviel diskutiert wie über Zirkoniumdioxid und die damit verbundene Bearbeitung mit CAD/CAM-Technologie.

Vorweggenommen werden kann, dass das Potenzial dieses Metallfreien Werkstoffes für die Zahnheilkunde enorm ist und die verschiedenen Ver- bzw. Bearbeitungsmöglichkeiten mittlerweile einen Zuverlässigkeitsgrad erreicht haben, der keine Wünsche mehr offen lässt. Zirkoniumdioxid (ZrO2), das umgangssprachlich auch als Zirkon(oxid) bezeichnet wird, ist eine Hochleistungskeramik, also ein nichtmetallischer, anorganischer Werkstoff auf oxidischer Basis. Zu den besonderen Eigenschaften, die Zirkoniumdioxid als Werkstoff in der Zahnheilkunde qualifizieren, gehen vor allem seine außergewönliche Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit und Formstabilität:
Biegefestigkeit (900 bis 1200 MPa), Härte (1200 Vickers) und hohe Risszähigkeit (9 bis 10 MPa m 1/2 7) der Zirkoniumdioxidkeramik

Biokompatibilität:
CAD/CAM-gefertigter Zahnersatz auf Vollkeramikbasis ist absolutinert und verursacht keinerlei allergische Erscheinungen. Mit Yttrium teilstabilisiertes tetragonales Zirkoniumdioxid wird bereits seit vielen Jahren hundert – tausendfach problemlos bei k・stlichen Härtgelenke n eingesetzt . Auch in der Zahnheilkunde geht die Zahl der eingesetzten Geräte bereits in die hunderttausende. Obwohl Zahnersatz in Form von Metallkeramik (Einzelkronen und Brücken) durchaus ihren Stellenwert in der Zahnmedizin hat und durch die Verwendung von hochreinen Materialien negative Einflüsse auf den Organismus beinahe ausgeschlossen sind, so ist das ästhetische Erscheinungsbild von vollkeramischen Restaurationen ein vollkommeneres. Durch die weiße Farbe des Gerüstmaterials ergeben sich für den Zahntechniker -der exakten farblichen Anpassung  der Restauration an den im Patientenmund verbliebenen Restzahnbestand. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil vollkeramischer Restaurationen ist auch die Tatsache, dass auf Grund der bereits erwähnten Biokompatibilität negative Reaktionen des Zahnfleisches (Verfärbungen, Rückbildungen) ausgeschlossen werden können. Bei Metallkeramikarbeiten nach längerer Trasche Ubergänge zwischen Zahnersatz und Zahnfleisch sollten eigentlich nicht mehr auftreten können.

Passgenauigkeit der Arbeit CAD/CAM-gefertigter Zahnersatz ist in seiner Präzision unerreichbar. Natürlich sind dabei die fachliche Kompetenz des Zahnarztes (Präparation) und das handwerkliche Können des Zahntechnikers gleichermaßen gefordert, um die materialspezifischen Möglichkeiten solcherart gefertigten Zahnersatzes voll – kommen auszureizen. Plaque-Affinität Zirkoniumdioxid weist eines o geringe Plaque-Affinität auf wie kein anderes in der Zahnmedizin verwendetes Material.

Phänomen der „Mundbatterie “ Besonders bei empfindlich reagierenden Patienten kann ein „Metallmix“ in Zusammenhang mit der elektrischen Leitfähigkeit des Speichels einen batterieähnlichen Effekt haben.

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 und Zahntechnik. Der Werkstoff Zirkoniumdioxid verfügt im Vollkeramikbereich über ein großes Potenzial und ist mittlerweile in der Dentalwelt weit verbreitet. Zirkoniumdioxid ist ein anorganischer, nichtmetallischer, oxidkeramischer Werkstoff aus der Gruppe der Hochleistungskeramiken. Hochleistungskeramiken verfügen über Eigenschaften, die für extreme mechanische, thermische, korrosive sowie elektrische Bean- spruchung entwickelt wurden.

Zirkoniumdioxid in der Dentaltechnik:
Feinkörniges, mit Yttriumoxid teilstabilisiertes Zr02 Keramikpulver ist das Ausgangsmaterial der meisten im Dentalbereich angebotenen Zirkoniumdioxide, gleich ob man von Zirkon, Zirkonium, Zirkonoxid oder Zirkoniumoxid spricht . Die chemisch korrekte Bezeichnung ist Y-TZ P Zirkoniumdioxid, stammt aus dem Englischen und heißt übersetzt Yttriastabilized Tetragonal Zirconia Polycrystals.

Von mehreren Herstellern wird Zirkoniumdioxid in den unterschiedlichen Qualitätsstufen zur CAD/CAM-Bearbeitung angeboten. Hierzu zählen Grünlinge nur gepresst zur Trockenbearbeitung, vorgesinterte Weißlinge zur Weichbearbeitung sowie dichtgesiiterte, „ gehipte“ Rohlinge zur Hartbearbeitung. Sowohl die Materialqualität des Rohlings als auch der Fertigungsprozess beeinflussen die Qualität.

Besuch von Fachtagungen für Zahntechniker und Zahnärzte fällt auf, dass aus Unkenntnis und/oder Nachlässigkeit die Begriffe Zirkon, Zirkonium und Zirkonoxid synonym für dieses Material verwendet werden, was aus werkstoffwissenschaftlicher Sichtweise falsch ist.

Hierzu eine kurze Erläuterung:
Zirkon:
Bei Zirkon handelt es sich um ein Mineral, das heißt, es ist ein strukturell, chemisch und physikalisch homogener, anorganischer Bestandteil der Erdkruste mit silikatischer Zusammensetzung und kristallinem Aufbau. Zirkon ist ein Zirkoniumsilikat mit der chemischen Formel Zr SiO4. Zirkonsand wird aufgrund seiner guten Temperaturwechselbeständigkeit, seiner geringen Wärmedehnung sowie seiner geringen Benetzbarkeit als Formsand und als feuerfester Füllstoff in Gießereischlichten eingesetzt. Weiterhin wird Zirkon auch als Edelstein in der Schmuckherstellung wegen seiner Ähnlichkeit mit dem Diamanten verwendet. Das Mineral Zirkon ist Ausgangsstoff zur Herstellung des reinen Metalls Zirkonium.

Zirkonium:
Zirkonium ist ein relativ weiches, biegsames, silbrig glänzendes Metall aus der Titangruppe. Das metallische Zirkonium passiviert sich, ähnlich wie Titan, durch eine dünne Oxidschicht und ist dadurch korrosionsresistent. Aufgrund seiner chemischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften findet es Verwendung für Kernenergieanlagen, Verbrennungsräume und Düsenantriebe, sowie als Bestandteil von Hochleistungslegierungen. Die wichtigste Verbindung dieses (Übergangs-)Metalls Zirkonium ist Zirkoniumdioxid mit der chemischen Formel ZrO2.

Zirkoniumdioxid:
Die technische Oxidkeramik Zirkoniumdioxid wird in einem aufwändigen chemischen Prozess aus dem Mineral Zirkonsand (ZrSiO4 ) gewonnen. Zirkoniumdioxid hat in den letzten Jahren als Werk- stoff zunehmende Bedeutung erlangt wegen höchster Biege- und Zugfestigkeit, hoher Bruchzähigkeit, hoher Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und niedriger Wärmeleit- fähigkeit. Es besitzt einen stahlähnlichen E-Modul und weist ein quasi plastisches Verhalten auf, weswegen es auch als „keramischer Stahl“ bezeichnet wird. Aus dieser Keramik ist sogar die Herstellung von extrem scharfen Messerklingen möglich.