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University of Basel

Ein neuer Werkstoff im Test

Jens Fischer

Ein Werkstoff zur Wiederherstellung und zum Ersatz von Zähnen hat eine Reihe von Eigenschaften zu erfüllen: So soll er etwa stabil genug sein, ohne an Elastizität zu verlieren. Erfolgversprechend scheint ein neuartiger Verbundstoff aus Keramik und Kunststoff zu sein.

Ziele einer zahnärztlich-restaurativen Versorgung sind der Ersatz verlorener Zahnhartsubstanz und die Wiederherstellung der Kaufunktion, der Ästhetik und der Phonetik. Die Anforderungen an die zu verwendenden Werkstoffe sind vielfältig: Es muss eine ausreichende Festigkeit der Restauration gewährleistet sein, damit der Kaubelastung standgehalten werden kann, der Werkstoff muss eine ausreichende Biokompatibilität aufweisen, damit auch langfristig keine Gewebeschäden auftreten, und die Restauration muss sich aus ästhetischer Sicht harmonisch in die Umgebung einfügen, damit sie neben den natürlichen Zähnen nicht als Zahnersatz wahrgenommen wird.

Keramik und Kunststoff vereint
Deshalb werden heute für zahnärztliche Restaurationen die zahnähnlich einfärbbaren Materialien Keramik oder Kunststoff bevorzugt. Keramiken sind spröde und damit frakturanfällig. Kunststoffe dagegen sind für dauerhafte Restaurationen nicht stabil genug, haben aber den Vorteil einer grösseren Elastizität, sodass sie im Vergleich zu den Keramiken weniger spröde reagieren. In Verbundwerkstoffen aus Keramik und Kunststoff können die Vorteile beider Werkstoffe kombiniert werden. Ein interessanter Ansatz zur Herstellung eines solchen Verbundwerkstoffs stammt aus der Entwicklungsabteilung der VITA Zahnfabrik in Bad Säckingen (Deutschland). Dort ist es gelungen, in ein keramisches Netzwerk Kunststoff hineinzupressen und so eine Hybridkeramik zu entwickeln, die aus sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken aus Keramik und Kunststoff besteht. Der Elastizitätsmodul dieser Hybridkeramik liegt etwas höher als jener des Kunststoffs, aber deutlich unter jenem der Keramik, das heisst, das Hybridmaterial ist deutlich elastischer als reine Keramik. Das Team des Instituts für Werkstoffwissenschaften, Technologie und Propädeutik prüft in Zusammenarbeit mit der Klinik für Parodontologie, Endodontologie und Kariolo-gie der Universität Basel, inwieweit sich dieser Hybridwerkstoff für die klinische Anwendung eignet. Erste In-vitro-Festigkeitsuntersuchungen mit Zerstörung von Kronen haben gezeigt, dass das Material eine höhere Festigkeit aufweist als das reine keramische Material, das in diesem Verbundwerkstoff verarbeitet wird. Überraschender war allerdings die extrem geringe Streuung der Messresultate. Eine geringe Streuung bedeutet eine gute Vorhersagbarkeit der Festigkeitswerte und damit eine hohe Zuverlässigkeit des Materials. Denn für die Aussage zur klinischen Haltbarkeit der Restauration ist nicht der Mittelwert, sondern der niedrigste bei sorgfältiger Herstellung erreichte Wert massgebend. Daneben erfolgt eine praktische Erprobung mittels Produktion von maschinell hergestellten Versorgungen. Insbesondere die Kantenstabilität während des Schleifprozesses, die auf das spezielle Gefüge zurückzuführen ist, zeichnet diesen Werkstoff aus. Ein Restaurationsrand kann bei der Hybridkeramik wesentlich präziser geschliffen werden. Dagegen splittert der Rand bei einer Keramik wegen der Sprödigkeit des Materials viel leichter. Die Materialeigenschaften und die bisherigen Versuchsergebnisse deuten darauf hin, dass hier eine neue vielversprechende Materialklasse vorliegt; dies rechtfertigt die Anwendung in der Klinik, die Aufschluss darüber geben wird, inwieweit die Hybridkeramik die in sie gesetzten Erwartungen erfüllen kann.

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