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Was zeichnet die nach diesen Vorgaben eingegliederten Kronen aus? Neben der Freude an einer sehr naturnahen Restauration sind viele Pluspunkte für ein solches Vorgehen anzuführen. Unter den Punkten „die Vollkeramik“ bzw. „das Präparations-Set“ werden Sie in ein vom Verfasser schon in vielen tausend Präparationen erprobtes Behandlungskonzept eingeführt. Ob es sich bei dem vorgestellten Konzept wegen der Vielzahl der Neuerungen um eine Evolution handelt oder ob das Ganze durch die Summe der Neuerungen als Revolution zu bezeichnen ist, bleibt dem interessierten Leser überlassen. Viel Vergnügen ! Julian Brandes
Darüber hinaus lassen sich durch geschickte Gestaltung der Spaltbreite zwischen Zahnstumpf und Krone die bisher als negativ betrachteten Effekte einer Schrumpfung des Befestigungsmaterials positiv nutzen. Zur Stabilisierung des Systems (molekulare oder osmotische Veränderungen entwickeln ungeahnte Kräfte, man denke an gefrierendes Wasser bzw. quellendes Holz)wird eine zusätzliche mechanische Fixierung gebraucht, da im Vergleich zu diesen Kräften die Adhäsion am Dentin immer noch als relativ schwach einzustufen ist und somit langfristig mit einem Lösen des Befestigungsmaterials gerechnet werden muß.
Über die Zementierung ist bisher von wissenschaftlicher Seite hauptsächlich in folgenden Richtungen nachgedacht und verbessert worden. Die Löslichkeit des Zementes soll verringert werden (Phosphatzement ist besonders gegenüber Säuren sehr unbeständig und damit für hochwertige Versorgungen nicht mehr akzeptabel), die Haftung an der Zahnsubstanz soll verbessert werden (wobei das Problem für den Schmelzbereich als gelöst betrachtet werden kann, am Dentin jedoch immer noch nicht), die Schrumpfung soll verringert werden (da gerade zum Zementieren eine niedrige Viskosität benötigt wird, ist dieses Problem noch gravierender als in der Füllungstherapie). Der bei einer Stufenpräparation frei liegende Zementspalt gilt gegenüber der Hohlkehle als empfindlicher Nachteil.
Soll bei der prothetischen Versorgung (auch der Molaren) standardmässig Vollkeramik verwendet werden, muss die Präparation einerseits materialgerecht, andererseits und vor allem substanzschonend erfolgen. Aus dem bisher Gesagtem unterliegt eine vollkeramische Präparation folgenden Bedingungen: Erstens muss die Krone sich auf einer annähernd horizontalen, den ganzen Zahn umfassenden Stufe abstützen.
Nachdem vor Jahrzehnten die Gusstechnik in die Zahntechnik eingeführt wurde, hat die Hohlkehlpräparation die Tangentialpräparation abgelöst und sich als Standard etabliert. Zur Anwendung der Gusstechnik wird auf dem Modell eine Wachsmodellation hergestellt, die, in einer feuerfesten Masse eingebettet, mit Hilfe eines Giessverfahrens durch den gewünschten Werkstoff ersetzt wird. Für eine vollkeramischer Versorgung ist eine Hohlkehlpräparation ungeeignet. Keramik eignet sich wegen möglicher Ausbrüche nicht für dünn auslaufende Ränder. Keramikkronen vertragen wegen der gegenüber Metallen geringen Zugfestigkeit aufgrund des „Ei-Effekts“ auch keine Abstützung auf einer Schrägen (es ist immer wieder schwer vorstellbar, daß es einem Küken gelingt von innen eine Eierschale aufzubrechen, wobei das Ei sich gegenüber von aussen wirkenden Kräften als ziemlich stabil erweist). Bis zur Einführung der Vollkeramik war nur für die Jacketkrone bzw. die nicht metallgestützte Keramikschulter eine Stufenpräparation nach allgemeiner wissenschaftlicher Meinung indiziert. Diese erforderte wegen des verwendeten Kronenmaterials eine besonders breite Stufe und wurde in der Regel nur an Frontzähnen praktiziert.
Konzept der Kronenversorgung heute und morgen Neue Werkstoffe, Materialien und Methoden wandeln momentan die zahnärztliche Tätigkeit. Schlagworte wie „Vollkeramik, Zirkon oder adhäsiv“ sind inzwischen mehr als Fachtermini, auch Patienten interessieren sich zunehmend für metallfreie Versorgungsformen. Zum 1.1.2005 ist mit Einführung der neuen Festzuschuss-Berechnungen für Zahnersatz das staatliche Gesundheitssystem reformiert worden. Damit wurde erstmalig auch ein qualitativer Unterschied in prothetischen Versorgungen zugestanden. Billigte das System früher dem Zahnarzt nur den Mehraufwand für eine Verblendung zu, ist heute auch der Aufwand für eine adhäsive Befestigung definitiv keine Kassenleistung.
Die Stufenpräparation Die Art einer Kronenpräparation ist gekennzeichnet durch die Form des Abschlusses am Kronenrand.
Die Kontinuität: Die Stufe soll den ganzen Zahn zirkulär umfassen.
Dementsprechend sind folgende Fehler in Präparationen zu finden: Eine fehlende Kontinuität: Die Stufe ist zirkulär nicht oder nicht vollständig ausgebildet. Eine fehlende Stetigkeit: Beim Präparieren des Zahnes treffen sich die Präparationsstufen nicht auf gleicher Höhe. Eine fehlende Konizität: Der Zahn zeigt „unter sich gehende“ Stellen, die ein Aufsetzen der Restauration unmöglich machen oder zumindest die Breite der Auflagefläche verringern. Eine zu große Konizität: Verringerte retentive Haftkräfte bzw. Gefahr der Pulpenschädigung durch zu großen Substanzabtrag. Eine zu große Stufenbreite: Bei einer zu frühen Anwendung ungeführter Instrumente nicht nur die Stufe „tiefer“ gelegt, sondern auch unbeabsichtigt verbreitert, was zu einer unnötigen Schwächung des Stumpfes führt. Eine zu geringe Stufenbreite: Die Materialstärke der Krone wird zu dünn, die Krone neigt beim Einsetzen zum Platzen, ungenügende Abstützung der Kaukräfte durch zu schnelles Weiterführen des Instrumentes.
- Seite 1 von 1 - Ist Keramik gleich Keramik? In den letzten 20 Jahren sind viele keramische Systeme entwickelt worden. Prinzipiell ist diese Materialgruppe den Kunststoffen deutlich überlegen. In welcher Form Keramik zum Einsatz kommt, ist eine Frage des technischen und personellen Aufwands. Je hochwertiger Keramik verarbeitet wird, um so besser ist die biologische Akzeptanz durch den eigenen Körper und es ist eine längere durchschnittliche Tragezeit zu erwarten. Auch keramikverstärkte Füllungen haben wegen Ihres geringen Preises manchmal Ihre Berechtigung. Laborkosten sparende, computergestützte Fräsverfahren direkt in der Zahnarztpraxis können nach unserer Erfahrung nur Einzelfälle abdecken. Eine wichtige Komponente einer optimalen Behandlung ist nach wie vor die individuelle Herstellung der Keramik-Versorgung durch einen hoch spezialisierten Zahntechniker. Sie gewährt beste Passgenauigkeit, Qualität und Oberflächengüte und bildet den Grundstein für eine ganzheitliche Restauration. Gold versus Keramik Gold war Jahrzehnte lang der Standard bei hochwertigen Versorgungen. Seine Nachteile gegenüber Keramik sind die höhere Wärmeleitfähigkeit, der ungünstigere Ausdehnungskoeffizient, die fehlende Verklebbarkeit, die selektive Beeinflussung der Mundflora, die höheren Materialkosten und eben auch die Sichtbarkeit.
Die Stufenpräparation und Vollkeramik Das neunzehnte Jahrhundert war die Hochzeit der Mechanik. Viele grundlegenden Konstruktionen aus allen Lebensbereichen sind zur damaligen Zeit schon angedacht worden, aber die Umsetzung scheiterte oft an geeigneten Werkstoffen bzw. Herstellungsverfahren oder die Idee war ihrer Zeit einfach zu weit voraus. So sind viele Gedankenansätze wieder verschollen.
Das Präparationsinstrument Seit fast hundert Jahren hat sich in der restaurativen Zahnheilkunde die Präparation von Zähnen mit Hilfe rotierender Instrumente etabliert. Dabei haben sich die Vorstellungen über die Form der Präparation im Laufe der Jahre gewandelt. Die favorisierte Präparationsart war immer geprägt von den medizinischen Erkenntnissen als auch den technischen Möglichkeiten. Sie diente dazu, überhaupt eine praktikable Form der Behandlung und Versorgung zu ermöglichen. Dabei gab es nicht nur bei der Präparation selbst große Schwierigkeiten, sondern ebenfalls bei den zahlreichen, damit verbundenen Begleitarbeiten wie zum Beispiel Abformung, Bißnahme oder der Handhabung der Weichgewebe. Nicht zuletzt beeinflussten die labortechnischen Möglichkeiten die Gestaltung der Präparation. Seit den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts eroberte das Gießverfahren die Zahntechnik und wurde ein noch heute gültiger Maßstab. Die Gusstechnik erlaubt funktionell deutlich verbesserte Restaurationen und macht individuell gestaltete Ränder möglich. Dies brachte ein Umdenken in der Präparationstechnik. Jetzt war eine bewusst angelegte Präparationsgrenze labortechnisch umsetzbar, andererseits konnten aber auch unvollkommen präparierte Zähne noch ausreichend umfasst werden.
Kürzen des Führungsstiftes Um auch in schwierigen Fällen eine sichere Führung zu ermöglichen, ist der Führungsstift werkseitig überlang ausgeführt.
Um den individuellen Anforderungen gerecht zu werden, kann der Führungsstift des Instruments gekürzt werden. Dazu muss das Instrument eingespannt und die Einheit betriebsbereit sein.
Die schwimmende Zementierung Mit Einführung der vollkeramischen Materialien als Restaurationsmaterial in der Zahnheilkunde stellte sich auch das Problem der adäquaten Befestigung solcher Materialien. Wie in meinen theoretischen Überlegungen zum Schrumpfungsverhalten von Zementen erläutert, gibt es unter Umständen Möglichkeiten, diese an sich unerwünschte Eigenschaft zu nutzen, um auch im Dentin-begrenzten Randbereich eine dichte Befestigung zu ermöglichen.
Überlegungen zum Konzept der schwimmenden Zementierung Durch den zunehmenden Einsatz adhäsiver Befestigungsverfahren vor allem bei vollkeramischen Kronen müssen noch einmal prinzipielle Überlegungen über die Vorgänge während der Zementierung erörtert werden. Daraus können sich eventuell Änderungen in der Vorgehensweise bei der Präparation, Anfertigung oder dem Einsetzen von Kronen ergeben.
Feinanpassung mit Ultraschall Bei Restaurationen mit Stufenpräparation können zusätzliche Maßnahmen zur Verbesserung der Passgenauigkeit angewandt werden. Dazu müssen aber von der präparatorischen sowie der zahntechnischen Seite die Voraussetzungen geschaffen sein. Darum muss ein anderer Weg gesucht werden! In der Praxis bietet sich dazu der Einsatz von Ultraschall an. Durch die Energieübertragung kann die Krone in hochfrequente Schwingung mit geringer Amplitude gebracht werden. Die daraus resultierende Relativbewegung führt zu einer Abrasion der Reibungspartner und einem Einebnen feiner und feinster Unebenheiten. Idealerweise ist dieser Prozess mit einem vollständigen streifenförmigen, zirkulären Aufliegen des Kronenrandes auf der horizontalen Präparationsstufe beendet.
Eine Verwendung ungeeigneter Instrumente: Eine Verzerrung der Stufengeometrie bei einer girlandenförmigen Präparationslinie: Eine Ausbildung scharfer Kanten innerhalb der Präparation:
Eine Reihe positiver Eigenschaften prädestinieren die Keramiken als die Werkstoffklasse für die Zahnmedizin. Seine chemischen, mechanischen und optischen Eigenschaften sowie die scheinbar unbegrenzte Modifizierbarkeit erfüllen schon jetzt große Teile des gewünschten Anforderungsprofils. Jedoch ist die Achillesferse der Keramik die geringe Zugfestigkeit.
Bei der Anprobe ist ein Metallguss unempfindlich und nachträglich gut korrigierbar. Im Zusammenhang mit der langen Kette von sich multiplizierenden Ungenauigkeiten wie Präparation, Abformung, Arbeitsmodell, Wachsmodellation, Einbetten und Giessen, hat sich die Hohlkehlpräparation aufgrund der geometrisch bedingten Fehlerkompensation als guter Kompromiss bei metallgestützten Versorgungen bewährt. Obwohl in den letzten Jahren massive Änderungen besonders im Behandlungsumfeld stattgefunden haben, man denke zum Beispiel an die arbeitsnahen Lichtquellen in Handstücken, die Verbesserung zahnärztlicher Hilfsmaterialien usw., bleiben die persönlichen Fähigkeiten des Behandlers wie manuelle Geschicklichkeit und ruhige Hand, die Geduld des Patienten sowie die Gewissenhaftigkeit und Präzision in der technischen Ausführung immer noch ausschlaggebend für ein gutes Ergebnis. In den letzten 10 Jahren hat in der restaurativen Zahnheilkunde, vor allem von der Patientenseite, aber auch seitens der Zahnärzte, der Wunsch nach Versorgungsarten mit besonders natürlichem Aussehen stetig zugenommen. Der tiefenpsychologische Aspekt einer, wenn auch nur optischen, restitutio ad integrum spielt dabei eine nicht zu unterschätzende Rolle. Es liegt in der Hand des Behandelnden, einerseits dem Wunsch des Patienten zu entsprechen, andererseits der medizinischen Verantwortung zu genügen. Dabei eröffnet die vollkeramische Versorgung trotz ihrer großen, speziellen Anforderungen neue Perspektiven. Nicht nur die bessere Ästhetik, sondern vor allem die hohe Biokompatibilität, das neutrale Verhalten bezüglich der Mundflora, die gute Temperaturisolation oder die extrem stabile Verbund-Trias Schmelz-Composite-Keramik mit dem dadurch möglichen Erhalt fragiler Zahnsubstanz sind Argumente, die den Siegeszug der Keramik als das Material für die hochwertige Zahnmedizin unterstützen werden.
In den nächsten Jahren sind in allen Bereichen weitere Fortschritte zu erwarten, sei es bei der Optimierung von Klebesystemen oder keramischer Materialien bezüglich ihrer Bruchfestigkeit und Erweiterung ihres Indikationsbereiches. Es hat in der Vergangenheit immer wieder auch bei den Präparationsinstrumenten Vorschläge über Verbesserungen gegeben. Der Markt ist überschwemmt mit unzähligen Formen und Ausführungen, deren Sinn sogar einem Fachmann manchmal zweifelhaft erscheint. Einige wenige Versuche hat es dazu im Bereich der geführten Instrumente gegeben, die zwar im theoretischen Ansatz eine Verbesserung des Behandlungsergebnisses versprachen, aber nicht konsequent weiterentwickelt wurden und zur Zeit in Gestaltung wie Dimensionierung nicht genügend ausgereift scheinen. In den Jahren 1994/5 habe ich mich aufgrund der nicht immer befriedigenden Ergebnisse bei der freihändigen Stufenpräparation entschlossen, ein für die Vollkeramik geeignetes Instrument dieser Gattung zu entwickeln.
Gegenüber anderen geführten Instrumenten zeichnet sich meine Entwicklung durch mehrere besondere Eigenschaften aus: Erzeugung einer für Keramik erforderlichen horizontalen Stufe und Stufenbreite (0,60 mm) in einem Arbeitsschritt Führungsstift in unterschiedlichen Längen exakte Abstimmung aller Dimensionen einschließlich optimierter Schaftlänge geometrisch angeglichenes Präparationsset ausgiebige klinische Erprobung
Mit diesem Instrument sind in den letzten Jahren mehrere tausend, vielleicht schon 10 000 Präparationen erfolgt. Diese sind nicht nur von mir selbst, sondern auch von meinen in der Gemeinschaftspraxis mitarbeitenden oder auszubildenden Kollegen ausgeführt worden. Deshalb kann ich inzwischen auf eine fundierte Erfahrung zurückblicken.
Passend zu diesem zentralen Präparationsinstrument habe ich im Laufe der Zeit ein mehrteiliges Präparationsset entwickelt, das auch die ergänzenden Präparationsschritte für die Vollkeramik systematisch erfasst. Dabei werden die intrakoronalen Bereiche von Teilkronen, wie auch die Inlay- bzw. Onlayversorgungen berücksichtigt. Alle Instrumente sind für den Einsatz in einem schnelllaufenden Winkelstück („Rotring“) gedacht. Da die Präparationen besonders gegen Ende der Präparation mit niedrigeren Drehzahlen ausgeführt werden sollten, ist eine Turbine nicht geeignet. Es wird darüber hinaus die Verwendung einer „Low Speed“ Funktion zur Erhöhung des Drehmoments empfohlen, die bei langsamen Drehzahlen ein Stehenbleiben des Antriebs verhindert. Gemäß den allgemeinen Empfehlungen über die zu verwendenden Schleifkorngrößen sind zur Schonung der Zahnsubstanz und zur Verbesserung der Abformgenauigkeit und Oberflächengüte des Arbeitsmodells alle Instrumente mit der „roten“ Diamantierung versehen. Ausgenommen sind zwei mit Standardkorn belegte Instrumente, wobei der Dentin-Scratcher nicht in der Präparationssitzung, sondern vor der Zementierung Anwendung findet. Die Praxis zeigt, dass die Schneidleistung von etwas feinkörnigerer Belegung einer grobkörnigen nur unwesentlich unterlegen ist. Dies ist auf die wesentlich höhere Anzahl gleichzeitig schneidender Partikel zurückzuführen. Allein der Zeitverbrauch zum Wechseln der Instrumente ist oft größer als die mit gröberen Instrumenten erzielte Zeiteinsparung. Die Rautiefe des erzeugten Schliffbildes ist ein optimaler Kompromiss aller zu berücksichtigender Faktoren.
Das Instrument mit Führungsstift zeichnet sich durch wohl festgelegte Proportionen aus. In den meisten Fällen werden bei Erwachsenen oder älteren Menschen Präparationen ausgeführt, sodaß ein länger gehaltener Führungsstift durch die häufig fortgeschrittene Taschentiefe verwendet werden kann. Zudem entsteht noch ein geometrisches Problem bei Präparationen mit großen vertikalen Höhenunterschieden, die allein dadurch einen längeren Führungsstift benötigen.
Im Gegensatz zu anderen geführten Instrumenten ist mit diesem Instrument nicht nur ein horizontaler Abstandhalter geschaffen, sondern durch die Breite der horizontalen Stufe auch eine vertikale Führung. Dadurch kann sich der Behandler wesentlich sicherer während der Präparation auf der präparierten Stufe abstützen. Es ist das erste Mal in der Geschichte der Präparationsmethoden möglich, einen absolut kontrollierten Substanzabtrag vorzunehmen. Wunsch und Realität nähern sich in bisher nicht gekannter Form. Auch in schwierigen Bereichen, wie zum Beispiel tiefen und großen Approximaldefekten sind zur Ausführung der Präparation keine unterstützenden Unterfüllungen mehr nötig, was auch die optische Kontrolle dieser schwer einsehbaren Bereiche und die Beurteilung der Stabilität von verbliebenen Kavitätenwänden wesentlich erleichtert. Je mehr Zähne gleichzeitig behandelt werden müssen, je schwerer der Zerstörungsgrad und je schwieriger die Zugänglichkeit ist, umso hilfreicher ist das Instrument.
Wie verträgt sich das Präparationsergebnis mit modernen Herstellungsverfahren? Die standardmäßige Verwendung dieses Instruments seit 1996 war die Initialzündung für eine Revolution in meinem gesamten Behandlungskonzept. Nicht nur die klare Präparation des Stufenbereichs, sondern auch der Kopfbereich der Präparation wird in veränderter Form behandelt. Die Selbstverständlichkeit, mit der wir täglich in unserer Praxis Versorgungen höchster Präzision ausführen, ist heute nicht mehr wegzudenken.
Neben einer klaren Stufenpräparation ist bei der Präparation auch eine sorgfältige Rundung der koronalen Anteile notwendig. Bei der zahntechnischen Herstellung der Kronen ist auf eine definierte Spaltbreite unter der Krone zu achten, besonders in den kritischen Bereichen mit engen Radien, um ein späteres Aufsetzen der Krone im koronalen Anteil zu vermeiden. Das Maß der Gesamtexpansion ist so zu wählen, dass eine friktionsfreie, dass heißt klemmfreie Passung der Krone auf dem Stumpf ermöglicht wird. Bei der Anprobe und nach der Ultraschall - Feinanpassung muss die Krone immer noch vom Zahn „fallen“, ohne jedoch merkliches Spiel zu zeigen. Die Ultraschallanpassung soll Vorkontakte im Randbereich einebnen, um ein Aufstoßen auf diesen Vorkontakten zu vermeiden. Im Idealfall wird eine gleichmäßige, flächige Auflage im Randbereich erzielt, die bei minimaler Fugenbreite aber einen Kontakt von Zahn und Krone bei der anschließenden Zementierung verhindert. Vor dem Einsetzen ist noch ein Anrauen der vertikalen Anteile der Präparation zu empfehlen, um nach Abbinden des Zementes nicht nur eine Haftung durch chemische Bindung zu erreichen, sondern zusätzlich eine mechanische Verriegelung in den vertikalen Anteilen zur Stabilisierung der vorhandenen inneren Zug- und Druckkräfte zu erzielen.
Die stark ansteigenden Kräfte bei engen Spaltmaßen (Strömungslehre von Bernoulli, der Fließwiederstand steigt bei halbiertem Durchmesser mit der vierten Potenz, also um das 16fache !) führen automatisch zu einem Zentrieren der Krone bei gleichmäßig verteilter Zementschicht. Hat die Krone in der Abbindephase keine direkte Berührung am Zahn, führt die Abbindekontraktion zum gewünschten Aufbau einer Druckzone im Randbereich, der die Klebung zusätzlich unterstützt. Im Rahmen der Nachuntersuchungen ist die Verklebung optisch kontrollierbar. Ein heller, unauffälliger Übergang von Restauration zu Zahnsubstanz ist Zeichen einer intakten Verklebung, eine, meist dunkelbraune, Verfärbung zeigt eine Undichtigkeit an. Es bleibt anzumerken, dass nur transparente, vollkeramische Restaurationen überhaupt eine so gute Kontrollierbarkeit des Behandlungsergebnisses ermöglichen, denn bei metallgestützten Restaurationen ist wegen der Undurchsichtigkeit sowie der Abschattung der Zahnsubstanz eine solche Kontrolle nicht möglich. Zementierungsmängel bei diesen Versorgungsarten offenbaren sich meist erst nach einer Latenzzeit unkalkulierbarer Dauer (Wochen bis Jahre). Je nach Lokalisation ist im zervikalen Bereich eine behandlungsresistente Gingivitis oder Parodontitis symptomatisch, bei gingivafernen Defekten eine Sekundärkaries.
Die Krone soll in der Phase der Anprobe nur auf dem Präparationsrand aufsitzen. Sie darf keine Friktion haben, aber auch kein merkliches Spiel. (Ein Berührung in den konischen vertikalen Anteilen bewirkt ein schwingungshemmendes Klemmen mit Frakturgefahr der Krone, ein Kontakt im okklusalen Bereich ist zu großflächig und ist so nicht korrigierbar.) Mit diesem Arbeitschritt lassen sich alle systembedingten Ungenauigkeiten kompensieren. Der Randspalt hat eine bis dato nicht gekannte Genauigkeit. Es ist eine Reduzierung der Spaltbreite um 90% möglich. Bei erfolgreicher Feinanpassung durch Ultraschall-Beaufschlagung ist ein Silikon-Kontrollabformung wie ausgestanzt.
Auf Dauer werden diese Kapillarspalten von Keimen besiedelt, die subgingival zu einer Parodontitis führen, bei speichelberührten Oberflächen eine Sekundärkaries ermöglichen. In den letzten Jahren finden in der Prothetik zunehmend vollkeramische Restaurationen Verwendung. Ästhetik, Biokompatibilität, geringere Wärmeleitfähigkeit und inzwischen auch schmelzähnliches Abrasionsverhalten stehen dem Risiko des Bruches gegenüber. Viele vollkeramische Materialien ermöglichen durch eine Konditionierung der Oberfläche einen echten adhäsiven Verbund zwischen Keramik und Zement. Bei metallgestützten Versorgungen ist dieser wegen der problematischen Konditionierung besonders von Edelmetalloberflächen (Silikatisierung-Silanisierung) schwierig. Um die Möglichkeiten einer adhäsiven Befestigung auszuloten, sind prinzipielle Überlegungen über Verklebungsvorgänge notwendig.
Bei einer Verklebung spielen mehrere Faktoren für eine erfolgreiche Verbindung eine Rolle. -Mikromechanische Retention (Oberflächenstrukturen wie Rautiefe und Ätzmuster) -Makromechanische Retention (Oberflächenkonturen der zu verbindenden Teile; intra- und extrakoronale Form sowie die Konizität der vertikalen Anteile) -Chemische Bindung bzw. molekulare Kräfte (eigentliche adhäsive Komponente des Systems wie chemische Bindung, H-Brücken, van der Waal´sche Kräfte) -Einwirkung des umgebenden Mediums (Luft und Luftdruck) -Viskosität des Verbindungsmaterials (Verdrängung der Luft aus den mikroskopischen Strukturen und erzielbare Fugenbreite) -Physikalische Eigenschaften des verbindenden Werkstoffes (Zug-, Druck- und Scherfestigkeit) -Elastizität bzw. Ausdehnungsverhalten der zu verklebenden Teile bei mechanischer und thermischer Belastung -Volumenänderung durch Abbindevorgänge -Filmstärke bzw. Korngrösse des Füllmaterials -Haftfähigkeit des Füllmaterials -Quell/Schrumpfungsverhalten durch Wasseraufnahme bzw. Verdampfen von Lösungsmitteln
Der Verklebungsvorgang findet normalerweise unter atmosphärischem Druck statt. Beim Auftragen des Befestigungszementes wird Luft verdrängt. Sollen im Zugversuch die adhäsiven Kräfte ermittelt werden, ist das dabei entstehende Vakuum in die Berechnung mit einzubeziehen. Dazu reicht es in der Regel aus, von der ermittelten Gesamthaftkraft näherungsweise 10 Newton pro Quadratzentimeter effektiver Oberfläche abzuziehen. Bei einem Molaren ergibt sich eine luftdruckwirksame Projektionsfläche von ca. 1,5 Quadratzentimeter. Die meisten Befestigungsmaterialien für Kronen schrumpfen. Die Schrumpfung wird durch die Verwendung von Füllkörpern reduziert. Diesem Verfahren sind Grenzen gesetzt durch eine steigende Viskosität, abhängig von der geometrischen Anordnung der Füllstoffe sowie ihrer Korngröße. Bei der Verarbeitung spielen auch mögliche Entmischungseffekte bedingt durch Gravitation und Pressdruck einen Rolle. Die Schrumpfung entsteht durch die chemische Reaktion (die zunehmende Vernetzung von Molekülen spart Platz), sowie durch die Verdunstung von Lösungsmitteln, die gegebenenfalls zur Einstellung der Viskosität (Verarbeitbarkeit, Reaktionsfähigkeit) erforderlich sind. Allgemein ist zu erwarten, dass die Schrumpfungskräfte den Adhäsionskräften konträr sind und den Halt der Verbindung schmälern. Für Vollkeramik wird in der Literatur eine lineare Dimensionsänderung von weniger als 0,8% gefordert. Rein rechnerisch entspricht dies einer Volumenschrumpfung von 2,38 %. Bei üblich konziperten Kronen mit einer friktiver Passung kann eine nicht kompensierte Schrumpfung zu vorzeitigem Verlust der adhäsiven Verbindung vor allem im ohnehin kritischen Randbereich führen.
Kann dieser an sich unerwünschte Effekt für das Zementieren von Kronen genutzt werden? Um diese Frage zu beantworten, möchte ich an einem theoretischem Modell die bei der Verklebung durch Schrumpfung auftretenden inneren Spannungen aufzeigen. Die dazu verwendeten geometrischen, dreh-runden Prüfkörper sind modellhaft und in Grafiken dargestellt. Gedankenmodell 1 Bedingungen: plane Flächen, angenommene Schrumpfung des Verbindungsmaterials 10%, optimale Adhäsion, Spaltbreite zwischen den Prüfkörpern 10 mm, kongruentes Verhalten von Erstarrung und Schrumpfung. Abbindevorgang unter atmosphärischem Druck ohne zusätzliche Krafteinwirkung (Vernachlässigung der Schwerkraft), freie Beweglichkeit der zu verbindenden Teile zueinander. Wie verhält sich die in Abbildung 1 dargestellte Verklebung planer Flächen?
Werden diese beiden Körper verklebt, so ist eine Schrumpfung der Fuge um fast 10 % zu erwarten. Die Fugenbreite nimmt etwas weniger als 10 % ab, da der Schrumpfungsprozess in allen drei Dimensionen des Raumes stattfindet. Die vertikale Volumenkontraktion führt zu einer Annäherung der beiden Körper, die horizontale zu einer konkaven Wölbung der Fugenoberfläche. Wegen der während des Abbindevorgangs ansteigenden Viskosität kommt es auch an dieser Stelle zu einem geringen Volumenausgleich (2). Gedankenmodell 2 Es gelten die gleichen Bedingungen: plane Flächen, äußere Spaltbreite zwischen den Prüfkörpern 10 mm, zentrale Spaltbreite 20 mm, angenommene Schrumpfung des Verbindungsmaterials 10%, optimale Adhäsion, Spaltbreite zwischen den Prüfkörpern 10 mm, kongruentes Verhalten von Erstarrung und Schrumpfung. Abbindevorgang unter atmosphärischem Druck ohne zusätzliche Krafteinwirkung, freie Beweglichkeit der Körper zueiander.
Werden diese beiden Teile verklebend miteinander verbunden, so treten folgende Phänomene auf:
Es ist eine Schrumpfung von mehr als 10% zu erwarten. Da der ganze Vorgang unter atmosphärischem Druck abläuft, baut dieser zusätzlich zum molekularen Verbund eine entsprechenden Kraft beim Schrumpfungsprozess auf. Die Adhäsion und der Druckaufbau im Randbereich verhindert dabei ein Einströmen von Luft (oder Flüssigkeit) ins Zentrum. Der Luftdruck unterstützt die Annäherung der beiden frei beweglichen Teile aufeinander zu. Sollte durch die Stützung im Randbereich der Volumenausgleich der beiden Körper durch Annäherung nicht ausreichen, ist auch eine Lunkerbildung im zentralen Bereich zu möglich. Es entsteht ein Gleichgewicht aus zentralen Zug- und periphären Druckkräften.
Gedankenmodell 3 Es gelten die gleichen Bedingungen: plane Flächen, Spaltbreite zwischen den Prüfkörpern 10 mm, angenommene Schrumpfung des Verbindungsmaterials 10%, kongruentes Verhalten von Erstarrung und Schrumpfung. Abbindevorgang unter atmosphärischem Druck ohne zusätzliche Krafteinwirkung, keine Beweglichkeit der zu verbindenden Teile zueinander, der Zapfen stößt auf.
Besteht für die zu verbindenden Teile nicht die Möglichkeit der Annäherung, so wird die entstehende Schrumpfung zu höheren inneren Materialspannungen führen. Die fehlende Annäherungsmöglichkeit der beiden Körper führt zu einer stärkeren Einziehung der Fuge. Im Zentrum wirken den adhäsiven und Vakuum-Kräften starke, nur wenig kompensierte Kontraktionskräfte entgegen, es bleiben nach Abbindung höhere innere Spannungen. Im Randbereich wirken Zugkräfte den adhäsiven Kräften entgegen.Die Gefahr eines Versagens der Klebung ist gegenüber Versuch 1 und 2 wesentlich größer.
Gedankenmodell 4 Es gelten die gleichen Bedingungen: plane Flächen, äußere Spaltbreite zwischen den Prüfkörpern jedoch nur 0,1 mm, angenommene Schrumpfung des Verbindungsmaterials 10%, kongruentes Verhalten von Erstarrung und Schrumpfung. Abbindevorgang unter atmosphärischem Druck ohne zusätzliche Krafteinwirkung, keine Beweglichkeit der zu verbindenden Teile zueinander.
Versuch 4 soll verdeutlichen, dass die makroskopischen Bedingungen (Krone auf Zahn) auch für die mikroskopischen (Randschlussgenauigkeit) Bereiche gelten. Eine normal aufgesetzte Krone hat theoretisch einen 3-Punktkontakt, bestenfalls einen Vielpunktkontakt. Da in der Randzone ein Druckaufbau zur Unterstützung der adhäsiven Kräfte erwünscht ist, ist zur Erreichung einer optimalen Klebefuge ein möglichst homogener Vielpunktkontakt nötig. Wie dies praktisch erreicht werden kann, wird im Kapitel Feinanpassung mit Ultraschall beschrieben.
Abbildung 5 zeigt die tatsächlichen Verhältnisse am Kronenrand bei konsequenter Stufenpräparation unter Anwendung eines genormten Präparationsinstrumentes und zusätzlicher Feinanpassung mit Hilfe von Ultraschallbeaufschlagung. Hierbei werden Randschlussgenauigkeiten nach der Zementierung in der Höhe von weniger als 0,03 mm erreicht bei einer Stufenbreite von 0,6 –0,7 mm. Dies ist ein Höhen-Breiten-Verhältnis von ca. 1 : 20 ! Bei einem Gesamtdurchmesser eines Molaren von 12 mm und einem Kerndurchmesser des Stumpfes von 11 mm ergibt sich ein Hebelverhältnis (ausgehend von den Flächengrößen) von ca. 5:1, das den Druckaufbau unterstützt.
Aus den bisherigen Erörterungen postulieren sich mehrere Forderungen an die Gestaltung von Kronen. 1) konsequente zirkuläre Stufenpräparation zum Aufbau einer Druckzone Besonders Punkt 6 ist für die Langlebigkeit der Verklebung wichtig. Sind diese Bedingungen erfüllt, so ist eine besonders dichte Randgestaltung möglich, dieses Verfahren ist prinzipiell auch für metallgestützte Versorgungen denkbar. Die Konsequenz aus diesen Überlegungen ist das Postulat der “schwimmenden Zementierung“. Die Krone darf nach dem Einsetzen vor dem Abbinden an keiner Stelle direkten Kontakt zum Zahn haben, sie muss auf dem Zement schwimmen, um der Abbindekontraktion folgen zu können.
Mechanische Dentinkonditionierung Die adhäsive Klebetechnik hat sich in der Zahnmedizin nach über 20-jähriger Entwicklung als eine unersetzliche Methode etabliert. Der Zahnschmelz ist aufgrund seiner völlig anorganischen, mineralischen Beschaffenheit hervorragend zum Aufbau einer starken Klebeverbindung geeignet. Dazu wird die Schmelzoberfläche durch eine Säureätzung angeraut. Das so geschaffene Ätzmuster ist die Basis für eine mikromechanische Verzahnung mit einem aushärtenden Kunststoff. Dieses Verfahren ist inzwischen in der konservierenden Zahnheilkunde (Compositefüllungen) sowie in der Kieferorthopädie (Brackets) Standard.
Dentin ist im Gegensatz zu Schmelz anders aufgebaut. Der anorganische Anteil beträgt knapp 70 %, der Rest ist organischer Struktur. Zudem ist das Dentin noch mit abertausenden feinster Kanälchen pro Quadratmillimeter Oberfläche durchzogen, die bei der Präparation angeschnitten werden und ähnlich wie beim Schmelz für die mikromechanische Retention beim Verkleben dienen können. Zum Freilegen dieser Kanälchen wird ein Ätzvorgang benötigt. Leider wird durch diesen Ätzvorgang auch an der Oberfläche das Verhältnis organischer zu anorganischer Substanz zu Ungunsten des anorganischen Anteils verschoben. Der organische Anteil des Dentins behindert eine Verklebung. Daher verzichten schon manche Hersteller von Befestigungszementen zum Erhalt des mineralischen Anteils auf eine Empfehlung, das Dentin vor dem Einsetzen zu ätzen.
Bei den von mir ausprobierten Verfahren hat sich das Abtragen der kontaminierten Dentinschicht mit einem Diamanten grüner Körnung am besten bewährt. Da dieser Vorgang nur die Oberfläche betreffen soll, ist ein Arbeiten mit ganz geringer Drehzahl und gleichzeitig mehr Anpressdruck erforderlich. Damit wird ein zu Passungsungenauigkeiten führender Substanzverlust vermieden und die größere Eindringtiefe der Diamantkörnung erhöht zusätzlich die mechanische Retention der Klebung beträchtlich. Dieses Verfahren ist im Prinzip nicht neu, gewinnt aber im Zusammenhang mit den adhäsiven Klebetechniken aus den erwähnten Gründen neue Bedeutung. Um der Aktualität gerecht zu werden, schlage ich vor, dieses Vorgang als Dentin-Scratching zu bezeichnen.
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