Zirkon in der Zahntechnik
– Verarbeitung und Herausforderungen

Zirkon ist längst State of the Art in der Zahntechnik. Es bringt eine Vielzahl an Vorteilen mit sich, wodurch es bei Zahntechnikern, Zahnärzten und Patienten gleichermaßen beliebt ist. Neben den Tatsachen, dass Zirkoniumoxid metallfrei ist, durch seine gute Korrosionsbeständigkeit eine hohe Biokompatibilität aufweist und außerdem sehr gute mechanische Fähigkeiten in Form von hoher Biegefestigkeit und Bruchzähigkeit mit sich bringt, ist das Material – insbesondere die neue Generation – besonders ästhetisch. 

Verarbeitung von Zirkon

Die Verarbeitung von – in Rondenform gepresstem – Zirkon in der Zahntechnik wurde überhaupt erst durch den Einzug der Digitalisierung in der Dentalbranche möglich, denn diese erfolgt maschinell mittels CAD / CAM Fräseinheiten. Zirkon befindet sich bei der Verarbeitung in den Fräseinheiten i.d.R. noch im „rohen“, kreideähnlichen Zustand. Erst wenn die Gerüste – aus dem Vollen gefräst – die gewünschte Form der CAD Konstruktion angenommen haben, werden sie gesintert und erreichen somit die nötige Härte und Festigkeit, um später im Patientenmund eingesetzt zu werden.Für manche Zirkoniumoxid Materialien werden sogar bestimmte Brennöfen empfohlen, da diese individuelle Brennparametereinstellungen mit besonderen Anforderungen benötigen. 

Wichtig zu wissen: 
Beim Sintervorgang schrumpft das Zirkongerüst um ca. 20 bis 30 %. Der Schrumpfungsfaktor muss bei der Herstellung von gefrästem Zirkongerüsten also in jedem Fall berücksichtigt werden.


Die Nachbearbeitung – also das Ausarbeiten und Aufpassen von Zirkongerüsten – findet dann im gesinterten Zustand statt. Da das Material sehr anfällig für Sprünge und Abplatzungen ist, wird die Nachbearbeitung mit einer wassergekühlten Turbine empfohlen.

Gehiptes Zirkon

In Bezug auf Zirkon fällt in der Zahntechnik auch immer wieder der Begriff „gehiptes Zirkon“. Gemeint ist hierbei durchgesintertes Zirkon in Rondenform, das zur CAD/CAM Verarbeitung verwendet wird und somit im Anschluss an den Fräsvorgang nicht mehr gesintert werden muss. Neben der Tatsache, dass Dentallabore für die Verarbeitung von gehiptem Zirkon die Anschaffung eines Sinterofens umgehen, ist das Material, in seiner durchgesinterten Form, aufgrund von Härte und Festigkeit weniger empfindlich und die Fehlerquelle der Berücksichtigung eines Sinterfaktors entfällt. Da der Werkzeugverschleiß aber bei der Verarbeitung von gehiptem Zirkon enorm ist und zudem die Bearbeitungszeit wesentlich höher ausfällt als bei Zirkon im Rohzustand, konnte sich diese Variante am Markt nicht durchsetzen. 

CADtools Zirkon Rohling zum Fräsen

Verwendung und Indikationen von Zirkon

Zirkon kann als Material sowohl für Verblendgerüste, als auch für vollanatomische Kronen und Brücken – man spricht auch von Vollzirkonkronen und Vollzirkonbrücken – verwendet werden. Die Materialien der meisten Zirkoniumoxidhersteller sind für Kronen, Inlays, Onlays, Veneers, Brücken bis 16 Glieder, Primärteleskope, implantatgetragene Suprakonstruktionen und Stege freigegeben. Hierbei sei angemerkt, dass freigegeben nicht zwingend mit sinnvollem Einsatz gleichzusetzen ist.

Lediglich die ultrahochtransluzenten Materialien sind nur bis zu einer Spanne von drei Gliedern freigegeben und sollten auch nicht für Primärteleskope, implantatgetragene Suprakonstruktionen und Stege eingesetzt werden.

Apropos „nicht zwingend sinnvoller Einsatz“: Bei zu verblendenden Kronen und Brücken besteht die Gefahr des „Chipping“. 

„Chipping“ bei Verblendkronen und –brücken aus Zirkon

Da mit Verblendkeramik und Zirkoniumoxid zwei spröde Materialien aufeinandertreffen, können durch Spannungen – die sich unter anderem aus verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) ergeben – Frakturen in der Keramik entstehen, die zu Ausbrüchen, Sprüngen, Rissen in der Verblendkeramik und später auch zu Abplatzungen führen können. Auch bei Gerüsten aus Metall kann es zum sogenannten „Chipping“ kommen, häufiger tritt es jedoch bei Verblendgerüsten aus Zirkonoxid auf. 

Unser Tipp:
Es empfiehlt sich für die Verblendung eine Verblendkeramik zu wählen, die einen (annähernd) identischen WAK-Wert aufweist, wie das Material des zu verblendenden Gerüsts. Zudem sollten Gerüste aus Zirkon anatomisch unterstützt und abgerundet gestaltet werden, um eine höhere Bruchlast zu erreichen und das Risiko von „Chipping“ zu minimieren.

 

„Chipping“-Risiko mit monolithischen Kronen und Brücken aus Zirkon umgehen

Mit den neuen Zirkon Materialien weisen Kronen- und Brückenkonstruktionen aufgrund der besonders hohen Transluzenz bereits eine so hohe Ästhetik auf, dass sie ohne Verblendung, also bereits in monolithischer Form beim Patienten eingesetzt werden können. Ohne die Notwendigkeit einer keramischen Verblendung kann also das Risiko von „Chipping“ umgangen werden. Aber nicht nur das „Chipping“ wird mit monolithischen Lösungen umgangen, auch benötigen monolithische Arbeiten wesentlich weniger Platz, da auf Verblendschichten verzichtet wird. Bei Mundsituationen, die wenig Platz aufweisen bieten sich Vollzirkonkronen also an.

Monochromes Zirkon und Multilayer Zirkon

Viele Zirkon-Rohlinge (wie unter anderem einige Ivoclar Zirkon Materialien aus dem Ivoclar IPS e.max® ZirCAD System) sind bereits industriell in Zahnfarben vorgefärbt. Im Gegensatz zu monochromen Zirkon-Blanks, die in einer Farbe durchgefärbt sind, sind bei Multilayer Zirkon (z.B. KATANA™ Zirconia) innerhalb einer Ronde verschiedene Schichten erkennbar, die von Dentin zur Schneide einen natürlichen Farbverlauf (von Dentin – dunkel, bis zu Schneide – hell) simulieren. Wie auch beim natürlichen Zahn ist die Opazität im Dentin-Bereich höher, während im Bereich der Schneide eine höhere Transluzenz erzielt wird. Der Zahntechniker, der die virtuelle Konstruktion im Blank platziert, kann so Einfluss auf die Transluzenz der Krone oder Brücke nehmen. Für einen natürlichen Farbverlauf gibt es dann noch die Möglichkeit nach dem Fräsen von Zirkon Farbe in die Gerüste zu infiltrieren – das wohl bekannteste Material, das mit dieser Technik arbeitet, ist Prettau® Zirkon
Unsere Eigenmarke CADtools deckt im Bereich CADtools Zirkon das komplette Spektrum – von opakem Zirkon, über industriell eingefärbtes monochromes und multilayer Zirkon bis hin zum individualisierbaren infiltrierbaren Zirkon – ab. 

Herausforderungen bei der Verarbeitung von Zirkoniumoxid

Je transluzenter das Material ist, das verarbeitet wird, desto dicker müssen – aufgrund abnehmender Biegefestigkeit – Wand und Rand gestaltet werden. Oft gibt das die Mundsituation des Patienten nicht her, weshalb diese Anforderungen oft wider besseren Wissens nicht eingehalten werden. Tritt dieser Fall ein, dass die Empfehlungen hinsichtlich der Wand- und Randstärken nicht eingehalten werden, kann es dann zu Brüchen und Sprüngen in den Gerüsten kommen.

Auch der falsche Einsatz von Keramikbränden kann zu Sprüngen, Rissen oder ganz allgemein gesagt, zu „Chipping“, führen. Zirkon ist ein schlechter Wärmeleiter weshalb dieses Material andere Anforderungen an Keramikbrände stellt, als es bei Gerüsten aus Metall der Fall ist.
 

UNSER FAZIT

Zirkon ist ein echter Allrounder in der Zahntechnik und kann vielseitig eingesetzt werden – auch wenn Vorteile und Herausforderungen durchaus ausgewogen sind. Für jeden Patientenfall gilt es individuell zu entscheiden, welche Art von Zirkon sinnvoll ist und ob es als Vollzirkon oder zum Verblenden angewendet werden soll. Sie haben einen Fall vorliegen, bei dem Sie sich unsicher sind mit welchem Zirkon Sie arbeiten sollen? Dann kontaktieren Sie uns, unsere Experten beraten Sie gerne!