CAD/CAM

Pro-Arch-Restauration mit PEKK-Gerüst und monolithischem Zirkonoxid

Ist Erfolg planbar?

Ein Beitrag von Team Zimmermann, Mäder, Eitler, Willauer

Themen:  CAD/CAM, CAD/CAM, Keramik, Prothetik

Ein Vorteil der CAD/CAM-gestützten Fertigung ist in der damit verbundenen Materialvielfalt zu sehen. In Kombination mit manuellen Arbeitsschritten kann damit eine breite Palette an Werkstoffen verarbeitet werden. Der Wirtschaftlichkeit wird der Zahntechniker damit ebenso gerecht wie der Forderung nach Ästhetik und Funktion. In diesem Beitrag wird die Herstellung eines Gerüsts für eine implantatgestützte Hufeisenbrücke aus dem PEKK-Material Pekkton vorgestellt. Die Zähne wurden monolithisch aus Zirkonoxid gefräst, die individuelle Charakterisierung erfolgte händisch.

Digitale Technologien verändern die Welt – Schritt für Schritt. Traditionelle zahntech­nische Handwerksunternehmen profitie­ren, indem sie digitales Know-how mit handwerklichen Fertigkeiten und Techniken sinnvoll kombinieren. Zusätzlich zur Präzision und Reproduzierbarkeit bietet die CAD/CAM-Technologie den Vorteil der Mate­rial­­vielfalt. Für den Zahntechniker bedeutet dies auch: Wissen! Insbesondere im Bereich der Werkstoffkunde scheint dies heute wichtiger denn je. Die moderne Zahntechnik steht auf drei Pfeilern: Handwerk, Wissen, Dienstleistung. Dazu gesellen sich Leidenschaft für das eigene Tun, Kreativität und Affinität zu digitalen Technologien. In dieser Kombination liegt das zahntechnische Lebensgefühl.

Perspektiven erkennen

Doch nicht nur die Zahntechnik verändert sich, sondern das gesamte Umfeld. Aus der modernen Gesellschaft heraus resultie­ren laufend höhere Anforderungen. Die Menschen stellen an sich und andere hohe Ansprüche, zum Beispiel hinsichtlich Gesund­heit, medizinischer Versorgung und Ästhetik. Diesen vielen Anforderungen genügt ein hochwertiger Zahnersatz mit seiner Ästhetik, Qualität, Funktion und Langlebigkeit. Der Balanceakt aus Möglichkeiten und praktikablen Konzepten ist im Alltag nur zu bewältigen, wenn man sich fundiert mit Veränderungen auseinandersetzt. Aber wie sieht es mit der Wirtschaftlichkeit aus? … Geht’s noch? Geht’s noch weiter, geht’s noch besser, geht’s noch schneller und … preiswerter? Zahntechniker sind gefordert, neue Technologien kritisch zu hinterfragen, deren Anwendungen im Alltag zu testen und Abläufe auf Basis bewährter Grundlagen zu prüfen. Nur so entstehen im Laufe der Zeit Konzepte, die den zahntechnischen Arbeitsalltag nachhaltig optimieren. Kommunikation: Neue Wege finden Momentan stehen die Digitalisierung der Totalprothetik sowie monolithische Restaurationen (zahn- und implantatgestützt) im Fokus. Dabei vermischen sich die klassischen Fachgebiete der abnehmbaren und der festsitzenden Prothetik. Gemeinsam müssen neue Prozesse definiert werden. Das bedeutet Kommunikation. Ein Dialog aus dem Labor­alltag der Autoren verdeutlicht dies:

Dominik Mäder: „Können wir eine verschraubte, implantatgestützte „Wrap around/Implant­bridge“ ohne konfektionierte Kunststoffzähne herstellen?“

Ztm. Patrik Zimmermann:  „Ja natürlich, das ist möglich, zum Beispiel als Brücke aus Vollzirkonoxid. Hart wie Stein und schwierig umzusetzen!“

Dominik: „Aber ich als Keramiker hätte da schon meine Freude daran. Ich könnte alles schön konstruieren, fräsen und dann mit den genialen 3-D-Pasten CeraMotion One Touch charakterisieren und finalisieren!“

Patrik: „Klingt gut, aber hast du an die Einprobe gedacht? Was machst du, wenn die Stellung der Zähne oder die Kieferrelationsbestimmung nicht stimmen? Dann beginnst du von vorn. Wirtschaftlich ist das nicht. Außerdem bist du mit diesem Vollzirkonoxid systemabhängig, und vielleicht erinnerst du dich: Wir haben diese Fräsmaschine nicht.“

Dominik: „Hmm … da hast du recht. Aber zumindest hätten wir keine Abrasionen wie bei Kunststoffzähnen.“

Patrik: „Stimmt, aber ist es gut, wenn Zahnersatz überhaupt nicht abradiert? Natürliche Zähne haben Abrasion.“

Dominik: „Verzwickt. Eigentlich sollte man die zwei Versionen miteinander mischen. Die Flexibilität eines Kunststoffes mit der Festigkeit des Zirkonoxids.“

Patrik: „Probieren wir es aus!“

Dominik: „Dann sollten wir die Vorteile des Titangerüsts nutzen, um die Arbeit direkt auf den Implantaten verschrauben zu können …“

Patrik: „… Ja, oder noch besser, wir verwenden ein Hochleistungspolymer, das für diese Indikation freigegeben ist. Kunststoff als Dämpfer für die Kaumuskeln und ...“

Dominik: „… die Seitenzähne aus Zirkonoxid, um die Langlebigkeit der Arbeit zu sichern.“

Patrik: „Ästhetik durch gewohnte Arbeitsabläufe, Wirtschaftlichkeit durch Nutzen der eigenen Infrastruktur ...“

Dominik:  „… und Erfolg durch Planung und einfache Umsetzung.“

Arbeitsbeispiel

Sechs Implantate im zahnlosen Oberkiefer sollten in unserem Beispiel mit einer bedingt abnehmbaren Pro-Arch-Restauration versorgt werden (Abb. 1). Das implantatprothetische Pro-Arch-Konzept von Straumann ist ein effi­zienter Weg für „festsitzende“ Versorgungen bei zahnlosen Patienten. Die Idee ist, eine implantatgestützte Restauration herzustellen, ohne lange, schräge Implantate setzen oder Knochen aufbauen zu müssen. Hierzu wird derzeit eine Studie an der Klinik für ­Rekonstruktive Zahnmedizin und Gerodontologie der ZMK Uni­versität Bern unter der Leitung von Priv.-Doz. Dr. ­Julia-Gabriela ­Wittneben MMedSc zusammen mit der Queen’s University Belfast/Großbritannien vorgenommen.
 Das zahntechnische Labor wird in der Regel frühzeitig in die Therapie eingebunden. Auf Basis von Situationsmodellen sowie einer Kieferrelationsbestimmung wird ein Set-up gefertigt. Dieses kann zugleich als provisorische Versorgung dienen und Grundlage für eine OP-Schablone (navigierte Implantologie) sein.

Manuell: Set-up und Einprobe

Zunächst galt es, basierend auf prothetischen Grundlagen, ein Set-up herzustellen. Hierfür wurden klassische Kunststoffzähne verwendet. Die Zähne weisen eine natürliche Zahnform auf und es kann aus unterschiedlichen Morphologien ausgewählt werden. Innerhalb einer vergleichsweise kurzen Zeit war die Aufstellung fertig. Absichtlich wurde auf eine charismatische Zahnstellung geachtet, da dies die Individualität eines Patienten unterstreicht (Abb. 2a und b). Alles außer austauschbar. So möchten viele Patienten ihren neuen Zahnersatz gestaltet bekommen, und der Zahntechniker kann diesen Wunsch erfüllen – immer mit dem Blick auf funktionelle Kriterien. Bei einer Einprobe wurden die Ästhetik und die Funktion validiert. Der Patient zeigte sich zufrieden mit dem angestrebten Ziel.

Sechs Implantate im zahnlosen Oberkiefer sollen mit einer bedingt abnehmbaren Restauration (Pro-Arch) versorgt werden.

Das manuell hergestellte Set-up mit konfektionierten Zähnen ist für die Einprobe vorbereitet.

Digital: Gerüstherstellung

 Nachdem bei der individuellen „Feinarbeit“ einer Aufstellung das manuelle Tun des Zahntechnikers unverzichtbar ist, geben wir bei der Gerüstherstellung der CAD/CAM-Technologie den Vorzug. Das im Mund validierte Set-up wurde daher in die CAD-Software überführt und basierend darauf das Gerüst in anatomisch verkleinerter Zahnform konstruiert (Abb. 3a bis c).

Know-how Materialwahl
Zahntechniker möchten Natur imitieren. Sie sollten hierbei nicht nur an die Ästhetik denken, sondern auch die mechanischen Eigenschaften der Materialien berücksichtigen. Die Möglichkeiten sind so vielfältig wie nie zuvor. So zählen beispielsweise moderne Hochleistungspolymere zu einer Materialgruppe mit hohem Potenzial. Ein Zahnersatz auf Basis von Polymer kann in vielen Fällen besser geeignet sein als steife, rigide Materialien wie Metall oder Keramik. Beispielhaft ist die Implantatprothetik: Der Stressfaktor auf Implantate könnte durch ein Gerüstmaterial mit ähnlichem E-Modul wie Knochen gemindert und abgefedert werden. Zur Gruppe der polymerbasierten CAD/CAM-Materialien gehört PAEK (Polyaryletherketon), siehe Abschnitt „Information PAEK-Materialien“. 

Information PAEK-Materialien

Der EADT e. V. beschreibt die PAEK-Mate­rialien in einer schlüssigen Definition wie folgt: „[…] Derzeit ist Polyetherether­keton (PEEK) bekanntester Vertreter der PAEK-Werkstoffe in der Zahnmedizin. Zusätzlich zu PEEK gibt es weitere Materialmodifikationen. Diese unterscheiden sich durch eine Variation der funktionellen Gruppen in der Polymerkette. Hierdurch können die Eigenschaften des Werkstoffs verändert und beliebig eingestellt werden. […] Im Vergleich zu PEEK ist das Polyether­ketonketon (PEKK) aus nur einer Ether- und zwei Ketongruppen aufgebaut. Dadurch wird das Polymer zwar geringfügig steifer, wobei sich aber die optischen und die chemischen Eigenschaften weiterhin stark ähneln. Für beide Modifikationen ergeben sich zahlreiche Indikationsbereiche, zum Beispiel Kronen- und Brückengerüste, Prothesenbasen und -klammern, Implantat-Abutments und Teleskope. […] PEKK wird derzeit nur von einem Hersteller angeboten: von der Firma Cendres+Métaux mit dem Produkt Pekkton ivory. Zur Optimierung der mechanischen Eigenschaften ist das Material mit TiO2 gefüllt. Pekkton ivory enthält circa 10 Gew.-% TiO2 und zeichnet sich optisch durch einen leicht gräulichen Charakter aus. Der Werkstoff ist in Bezug auf Duktilität für verschiedene Indikationen angepasst und variiert im Verhältnis der kristallinen sowie amorphen Anteile.“

Aufgrund der spezifischen Materialeigenschaften wurde für das Gerüst das PEKK-Mate­rial Pekkton ivory ausgewählt. Wie bei jedem Zahnersatz wird die Langzeitstabilität vom Material und der Dimensionierung des Gerüsts mitbestimmt. Diesbezüglich kann man sich an bekannten Vorgaben orientieren. Idealerweise sollte der Querschnitt eines Pekkton-Gerüsts gegenüber Gerüsten aus einer Metalllegierung um den minimalen Faktor 1.5 erhöht werden. Das ­CAD/­CAM-gestützte Fräsen erfolgte mit den Fräsparametern für PMMA. Es sollten scharfe Fräswerkzeuge genutzt werden und es ist auf eine gute Kühlung während des Fräsens zu achten. Hochleistungspolymere sind temperaturempfindlicher als Metall oder Zirkonoxid. Materialtemperaturen von mehr als 160 °C können zu Gerüstverzügen führen. Nach dem Heraustrennen des Gerüsts aus dem Fräsblank erfolgte das Ausarbeiten mit kreuzverzahnten Fräsern und einer maxi­malen Umdrehungszahl von 15 000 min-1 (Abb. 4a bis c).

Das digitalisierte Set-up diente als Grundlage für die Konstruktion des Gerüsts (verkleinerte Kronenform und reduzierte Zahnfleischanteile).

Das konstruierte Gerüst wurde aus einem PEKK-Blank (Pekkton ivory) herausgefräst und ausgearbeitet.

Manuell: Verkleben mit den Titanbasen

Das Verkleben des PEKK-Gerüsts mit den Titanbasen erfordert höchste Genauigkeit. Die Titanbasen wurden hierfür auf die Modell­analoge geschraubt und die Schrauben­ka­näle mit Wachs verschlossen. Nach dem Abstrahlen der Oberfläche der Titanbasen mit 110 μm Aluminiumoxid und einem Druck von 3 bar (Abb. 5a) erfolgte das Silanisieren der metallischen Oberflächen (Abb. 5b). Die Klebeflächen des Pekkton-Gerüsts wurden mit Komposit-Primer konditioniert (Abb. 5c). Anschließend konnten der für diese Indikation freigegebene Kleber in die Gerüstinnenfläche appliziert und das Gerüst sowie die Titanbasen zusammengefügt werden.

Konditionieren des PEKK-Gerüsts sowie der Titanbasen zum Verkleben der Komponenten

Digital: Monolithische Kronen

Wirtschaftlichkeit und Sicherheit – für das Verblenden einer Pro-Arch-Versorgung gibt es verschiedene Möglichkeiten. In diesem Fall war eine sehr hohe Ästhetik gewünscht und daher wurde zumindest eine minimale keramische Verblendung favorisiert. Um zugleich der Wirtschaftlichkeit gerecht zu werden, sollten mono­lithische Zirkonoxid-Kronen gefertigt werden. Da mit dem Gerüstwerkstoff ­Pekkton eine gewisse Dämpfung der Kaukräfte erzielt wird, besteht die Annahme, dass die hohe Festigkeit des Zirkonoxids damit ausgeglichen werden kann. Das Set-up wurde digitalisiert und diente als Vorlage für die Kronen. Die Zähne konnten quasi 1:1 in die Konstruktion der monolithischen Kronen überführt werden (Abb. 6). Ausgefräst ­wurden die Zähne aus einem Zirkonoxid, das mit vier fein abgestimmten Farbschichten einen ­sanften internen Farbverlauf bietet (Abb. 7).

Das digitalisierte Set-up diente als Grundlage für die Konstruktion der monolithischen Zirkon­oxid-Kronen.

Herausfräsen der Kronen aus einem polychromatischen Zirkonoxid

Manuell: Charakterisierung der Kronen

Den monolithischen Zirkonoxid-Kronen sollte auf effizientem Weg eine hohe Ästhetik verliehen werden. Hierfür bietet sich das noch relativ junge Konzept der ceraMotion One-Touch-­Pasten an, das mit klassischen Malfarben kaum vergleichbar ist. Die ceraMotion One-Touch-Pasten sind speziell für die Finalisierung und Charakterisierung monolithischer Restaurationen entwickelte 2-D- und 3-D-Pasten, beispielsweise für Zirkonoxid-Konstruktionen. Die Partikelgröße der Pasten ist an die Anforderungen der Maltechnik (2-D) angepasst. Zudem kann damit eine individuelle Morphologie im Schneide- beziehungsweise Kauflächenbereich (3-D) erzielt werden. Aufgrund der thixotropen Eigenschaften der Massen erhält man einen idealen Oberflächenverbund und die Möglichkeit einer minimalen Schichtung. Die Pasten liegen in vielen Farbnuancen vor und sind transluzent, weshalb sie den lichtdynamischen Effekt des Gerüstmaterials unterstützen. Die Einzelkronen wurden mit den gebrauchsfertigen Pasten charakterisiert (Abb. 8a bis c). Mit Gespür für Ästhetik und Harmonie sowie mit zielgerichteter Feinarbeit konnte den Kronen so in Hinblick auf eine natürliche Wirkung der nötige Pep verliehen werden. Wie durch ein internes Farbspiel erzeugt, erschienen die monolithischen Restaurationen lebendig und echt. Dieses Ergebnis ist sonst nur aus der Schichttechnik bekannt – nur, dass diese wesentlich aufwendiger ist.

Die quasi vollanatomisch gestalteten Zirkonoxid-­Kronen wurden mit den 2-D- und 3-D-Pasten des ceraMotion One-Touch-Konzepts charakteriesiert. Mit diesen ist ein einfaches Bemalen aber auch eine minimale Schichtung möglich.

Manuell: Verkleben der Zähne mit dem Gerüst

Als Befestigungsmaterial für die Zirkon­oxid-Kronen auf dem PEKK-Gerüst diente das dualhärtende Material Multilink Automix mit optionaler Lichthärtung, das vom Hersteller Ivoclar Vivadent für die adhäsive Befestigung von Metall, Metallkeramik, Silikat- und Oxidkeramik und Komposit empfohlen wird. Die PEKK-Gerüst­oberfläche wurde hierfür mit einem ­Diamanten (geringe Umdrehungszahl, geringer Druck) aufgeraut und die Klebeflächen wurden mit Alkohol gereinigt. Zirkon­oxid-Kronen und Pekkton-Gerüst mussten anschließend mit Aluminiumoxid (110 µm, 2 bar) abgestrahlt werden. Das ­Konditionieren der Klebeflächen und das Verkleben der Kronen auf dem Gerüst erfolgte entsprechend den Herstellervorgaben (Abb. 9a bis c).

Verkleben der einzelnen Zirkonoxid-Kronen mit dem PEKK-Gerüst

Manuell: Verblendung Gingivaanteile

Die individuelle Verblendung der prothe­tischen Gingiva ist wieder klassisches ­Handwerk. Verwendet wurde ein lichthärtendes Laborkomposit. Nach dem Abdecken des Gerüsts ­konnte mit etwas Kreativität und dem Wissen um anatomische Grundlagen die Gingiva imitiert werden (Abb. 10a bis c). Der Bereich der keratinisierten Gingiva wurde hellrosa gestaltet, da hier die Durchblutung in der ­Regel weniger stark ist. Im Gegensatz dazu ist der mukogingivale Bereich stark ­durchblutet (dunkelrot) und von Äderchen durchzogen. Auch das dreidimensionale Gingiva­design für Tiefenwirkung – es entsteht aus einem Wechselspiel konvexer sowie konkaver ­Anteile im Bereich der Alveolen und aus sanften ­Stippelungen – wurde mit den pastösen Massen reproduziert. Die Restauration wurde schließlich polymerisiert, danach sorgsam poliert und kontrolliert (Abb. 11a bis c).

Manuell: Verblendung Gingivaanteile

Die individuelle Verblendung der prothe­tischen Gingiva ist wieder klassisches ­Handwerk. Verwendet wurde ein lichthärtendes Laborkomposit. Nach dem Abdecken des Gerüsts ­konnte mit etwas Kreativität und dem Wissen um anatomische Grundlagen die Gingiva imitiert werden (Abb. 10a bis c). Der Bereich der keratinisierten Gingiva wurde hellrosa gestaltet, da hier die Durchblutung in der ­Regel weniger stark ist. Im Gegensatz dazu ist der mukogingivale Bereich stark ­durchblutet (dunkelrot) und von Äderchen durchzogen. Auch das dreidimensionale Gingiva­design für Tiefenwirkung – es entsteht aus einem Wechselspiel konvexer sowie konkaver ­Anteile im Bereich der Alveolen und aus sanften ­Stippelungen – wurde mit den pastösen Massen reproduziert. Die Restauration wurde schließlich polymerisiert, danach sorgsam poliert und kontrolliert (Abb. 11a bis c).

Auftragen von rosa Opaker auf das Gerüst als Vorbereitung für das Verblenden des Zahnfleischanteils. Mit der Komposit-Basismasse Basic Gingiva BG34 wurde der Gingivaanteil grundiert.

Die Restauration wurde nach Abschluss der Kompositschichtung und der finalen Polymerisation sorgsam poliert und anschließend kontrolliert.

Zusammenfassung

Nach der abschließenden Politur beeindruckten sowohl die monolithischen Zirkon­oxid-Kronen als auch die prothetische ­Gingiva mit einem natürlichen Farbspiel aus der Tiefe heraus. Und was steckt drin? Ein Potpourri an Know-how und Möglichkeiten. Dank der implantologischen Umsetzung nach dem ­Pro-Arch-Konzept von Straumann konnte der vorhandene Knochen bestmöglich genutzt werden. Das Gerüst aus dem PEKK-­Material Pekkton ivory bietet optimale mechanische (hohe Dämpfung/Pufferung) und biologische (hohe Biokompatibilität) Eigenschaften (Abb. 12a und b). Die monolithischen ­Zirkonoxid-Zähne ermöglichten eine effiziente „Verblendung“. Mit den 2-D- und 3-D-Pasten konnte eine wunderbare Charakterisierung erzielt werden. Das Laborkomposit erlaubte die individuelle Gestaltung der Gingiva. Besonders hervorzuheben ist mit Sicherheit das Gerüst­material PEKK. Dem vergleichsweise jungen Material ist insbesondere in der Implantatprothetik ein hohes Potenzial zuzurechnen. Hierzu gibt es bereits eine Vielzahl an Veröffentlichungen. Ein Umstand, der dem Zahntechniker und dem Zahnarzt zusätzlich Sicherheit für den Arbeitsalltag gibt.

Pufferung und Dämpfung ist aufgrund des PEKK-Gerüsts gegeben, die Ästhetik stellt die individuelle Charakterisierung her und die Sicherheit wird mit den monolithischen Zirkonoxid-Kronen erreicht.

Fazit

Die CAD/CAM-Technologie bietet dem Zahntechniker eine Vielzahl an Möglichkeiten. Sicher­lich ist es nicht immer ratsam, gleich auf jeden neuen Zug aufzuspringen. Und doch sollte man sich als modernes Labor mit ­Veränderungen auseinandersetzen. Denn bei den vielen „Innovationen“, die regelmäßig in Fachzeitschriften und/oder Produktkatalogen angeboten werden, sind immer welche ­dabei, die den zahntechnischen Arbeitsprozess optimieren. Ein zeitgemäßes Dentallabor muss zusätzlich zum handwerklichen Können ­digitale Kompetenzen, fundiertes Wissen in der Werkstoffkunde und den offenen Blick über den Tellerrand vorweisen können. Denn: Die Welt verändert sich!


 

Kontakt
Zahnmanufaktur Zimmermann & Mäder AG
Meisterlabor für Zahntechnik
 Hirschengraben 2
3011 Bern/Schweiz
Fon + 41 31 311 51 50
www.zmdental.ch/kontakt

drucken
Ihre Nachricht
CAPTCHA-Bild zum Spam-Schutz
loading