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Zirkoniumdioxid: Allgemein

Zirkoniumdioxid wird aus dem Mineral Zirkon (ZrSiO4) hergestellt. Die Bezeichnungen Zirkon und Zirkonoxid sind als Bezeichnung der Strukturformel ZrO2 nicht richtig. Zirkon steht für das Mineral Zirkonsilikat (ZrSiO4), welches als natürlicher Rohstoff für die Strukturkeramik dient.
Die richtige Bezeichnung für ZrO2 lautet: Zirkoniumdioxid.

Dem Ausgangspulver werden Zusätze beigemischt:

  • Hilfsstoffe (Wasser, organische Verbindungen) erleichtern die Formgebung zu Rohlingen und verflüchtigen sich beim Vorsintern.
  • Sinteradditive bleiben im Material und beeinflussen das Sinterverhalten und die Eigenschaften der fertigen Keramik.
  • Zirkoniumdioxid von pritidenta enthält u.a. Hafniumoxid, Yttriumoxid und Aluminiumoxid.

Alle Gerüstwerkstoffe altern, auch Metalle. Teilstabilisiertes Zirkoniumdioxid (opak / transluzent) weist aber eine gute Alterungsbeständigkeit auf: Die Festigkeit fällt auch nach langer Tragedauer nicht unter die von der DIN EN ISO 6872 geforderten 800 MPa. Hoch- und extratransluzentes, vollstabilisiertes Zirkoniumdioxid weist eine sehr gute Alterungsbeständigkeit auf: In wissenschaftlichen Studien wurde selbst nach langer Tragedauer kein Festigkeitsverlust festgestellt.

Alles ist radioaktiv, auch der menschliche Körper (6.000 Bq). Eine Zirkoniumdioxid-Krone weist ca. 0,4 Bq auf, eine VMK-Krone bis zu 2 Bq. Die keramische Dentalnorm DIN EN ISO 6872 gibt Obergrenzen vor; der Nachweis über die Einhaltung ist jeweils in der Technischen Dokumentation enthalten.

Nein, entscheidend sind Härte und Oberflächengüte. Im Idealfall werden daher monolithisch-vollanatomische Restaurationen aus Zirkoniumdioxid poliert – insbesondere die Bereiche mit Antagonistenkontakt - und zusätzlich glasiert. Für die Glasur auf den polierten Oberflächen empfehlen wir den Einsatz von Lithiumsilikatspray (z.B. CeraFusion).

Bei korrekter Gestaltung und Ausführung sind Zirkoniumdioxid-Restaurationen so langlebig wie VMK-Kronen.

Chipping steht für Abplatzungen der Verblendkeramik, die durch folgende Umstände verursacht werden kann:

  • scharfe Kanten des Gerüstmaterials
  • starkes Abstrahlen (= hoher Strahldruck) der Außen- und Innenflächen
  • Nichteinhaltung der vorgegebenen Aufheiz- und Abkühlphase beim Sinterprozess und beim Verblendprozess
  • Zugspannung in der Verblendschicht (durch unterschiedliche Schichtstärken)
  • Gerüstgestaltung folgt nicht einer reduzierten, anatomischen Form (= Höckerunterstützung)
  • Zu dicke Verblendschicht (>1,5mm Schichtstärke)
  • Unterschreitung der Mindestgerüstwandstärke (<0,4mm)
  • Zu starkes extra- oder intraorales Beschleifen der endgesinterten Restauration
  • Kontraindizierte Bearbeitung
  • Unterschiedliches Wärmeausdehnungsverhalten (WAK) zwischen Gerüst- und Verblendkeramik

Umgangssprachlich wird teilweise auch bei Frakturen von Chipping gesprochen.

Hier greifen diverse Faktoren ineinander

  • Perfekte Arbeitsgrundlage auf dem Modell (Vorarbeit in der Zahnarztpraxis)
  • Präzise Scandaten
  • CAD-Parameter für Kronendesign (Spacer, Randverlauf, …)
  • Einstellungen des CAM-Systems
  • Durchmesser und Güte der Bearbeitungswerkzeuge
  • Sinterprozess (Brennprogramm, Lagerung auf Perlen / okklusalen Stiften...)
  • Immer die Verarbeitungsanleitung des Herstellers beachten!

Beim Sintern werden feinkörnige keramische oder metallische Stoffe – oft unter erhöhtem Druck – erhitzt. Damit das Werkstück seine Form behält, bleiben die Temperaturen dabei unter dem Schmelzpunkt der Hauptkomponente.

I.d.R. kommt es zu einer Schwindung, weil sich die Partikel des Ausgangsmaterials durch Diffusionsvorgänge und Verringerung der spezifischen Oberfläche verdichten und Porenräume aufgefüllt werden. Jede Brücke ab ca. 4 Gliedern sollte beim Sintern mit einem individuellen, an die Materialmasse angepassten Querverbinder stabilisiert werden. Okklusale Sinterstützen sorgen für eine gleichmäßige horizontale und vertikale Materialkontraktion.

Durch das Sintern erhält das Material seine (nahezu) maximale Dichte und damit seine für Zahnersatz spezifizierten Eigenschaften.

Wenn alle Parameter des Sinterprozesses korrekt sind, kommen folgende Gründe für eine unerwünschte Veränderung von Farbe / Transluzenz infrage:

  • Kontamination im Ofen durch Fremdmaterialien, z.B. Rückstände von Färbeflüssigkeiten > Reinigungsbrand mit Reinigungspulver durchführen, Sinterperlen austauschen.
  • Querkontamination durch verunreinigte Fräser > Bei der manuellen Nachbearbeitung keine Werkzeuge benutzen, die bereits für Metalle, Kunststoffe oder andere Materialien verwendet wurden.
  • Kontamination durch Kühlmittel / Schleifzusätze > Beim Nassschleifen von priti®multibloc ZrO2 reines Wasser verwenden, vorher den Tank reinigen, ggf. 2. Tank nutzen.
  • Variierende Wandstärken > Vor allem bei sehr transluzentem Zirkoniumdioxid hat die Wandstärke großen Einfluss auf die Farbwirkung; je dicker das Material ist, desto dunkler bzw. farbintensiver wirkt es.
  • Unterschiedliche Stumpffarben > Bei stark verfärbten Stümpfen sollte eher ein opakes Material gewählt werden. Dieses kann selbst auf metallischen Konstruktionen ohne farbliche Abdeckung eingesetzt werden, bei transluzenteren Materialien ist ein Opaker oder opakes Befestigungsmaterial erforderlich.
  • Zusätzliche Einfärbung > Voreingefärbtes Zirkoniumdioxid kann zwar theoretisch zusätzlich mit Färbeflüssigkeiten behandelt werden, besser ist es, eine weitere Charakterisierung mit Glasurmalfarben zu realisieren.

Eine natürliche, patientenindividuelle Fluoreszenz wird am besten über fluoreszierende Glasur- bzw. Verblendmassen realisiert. Die Zugabe von fluoreszierenden Zusätzen im Zirkonoxid führt dagegen einerseits zu einer erheblichen Reduzierung der Transluzenz, andererseits kann die Intensität von natürlicher Fluoreszenz von Zähnen dadurch nicht erreicht werden.

Es empfiehlt sich der Vergleich von Biegefestigkeit, Transluzenz und Indikationsspektrum.


priti®multidisc ZrO2 / priti®multibloc ZrO2: Allgemein

priti®multidisc ZrO2 multicolor ist in den drei Transluzenzstufen High Translucent (HT), Extra Translucent (ET) und Translucent (T) erhältlich – jeweils in 7 bzw. 8 Farbkategorien, mit denen sämtliche VITA-Farben reproduzierbar sind.

priti®multibloc ZrO2 multicolor ist in der Transluzenzstufe High Translucent (HT) erhältlich – in 3 Farbkategorien, mit denen die VITA classical A1- B2 Farben reproduzierbar herstellbar sind.

High Translucent (HT) = 49 %
Extra Translucent (ET) = 45 %
Translucent (T) = 40 %
Opaque (O) = 35 %

High Translucent (HT): Inlays, Onlays, Veneers, Teilkronen, anatomisch reduzierte und monolithisch-vollanatomische Kronen und Brücken (max. 3 Glieder) für den Front- und Seitenzahnbereich

Extra Translucent (ET) / Translucent (T): Teilkronen, monolithisch-vollanatomische und teil- oder vollverblendete Kronen und Brücken (bis 16 Glieder) sowie individuelle Aufbauten für den Front- und Seitenzahnbereich auf natürlichen Zahnpfeilern und Implantaten

Opaque (O): Teil- oder vollverblendete Kronen und Brücken (bis 16 Glieder) sowie individuelle Aufbauten für den Front- und Seitenzahnbereich auf natürlichen Zahnpfeilern und Implantaten

Jede Farbkategorie steht für einen bestimmten Farbbereich, der durch den im Rohling integrierten Farbverlauf abgedeckt wird. Je nach Positionierung der Konstruktion auf dem Verlauf, also weiter oben oder unten im Rohling, ist der Grundton der Restauration heller oder dunkler.

pritidenta-FarbkategorieVITA classical A1-D4 FarbenVITA System 3D-Master®
A lightA1 – A32M1, 1M2, 2R1.5, 2M2, 3M2
A darkA3,5 – A43R2.5, 5M3, 4L2.5
B lightB1 – B22L1.5
B darkB3 – B43L2.5, 3M3
C lightC1 – C23M1, 3L1.5
C darkC3 – C44L1, 5M1, 5M2
D lightD2 – D44R1.5, 4R2.5, 3R1.5, 4M1, 4M2, 4M3
priti bleach0M1, 0M2, 0M3, 1M1

priti®MPguide ZrO2 High Translucent und priti®MPguide ZrO2 Extra Translucent sind Farbschlüssel zur Bestimmung der Zahnfarbe entsprechend der pritidenta-Farbkategorien. Die Farbmusterstäbchen werden einfach mit dem Patientenzahn abgeglichen; an jedem Muster sind die Farbkategorie und die erforderliche Position in der Ronde (oben / mittig / unten) angegeben.
Die Software MPT – Multicolor Positioning Tool bietet eine Simulation der Farbwirkung nach dem Sintern. Die Konstruktion kann innerhalb der virtuellen Ronde verschoben werden und die Software zeigt, wie die fertige Restauration je nach Position farblich aussehen würde.

Einzelkronen im Frontzahnbereich: 0,4 mm
Einzelkronen im Seitenzahnbereich und bei sämtlichen Brückenpfeilern: 0,6 mm


priti®multidisc ZrO2 / priti®multibloc ZrO2: Verarbeitung

Die Materialien priti®multidisc ZrO2 monochrom und multicolor in den Transluzenzstufen Opaque, Translucent und Extra Translucent sind Klasse 5-Dentalkeramiken mit einer Biegefestigkeit von weit über 800 MPa. Gemäß DIN EN ISO 6872 sind sie somit geeignet für monolithische Brücken und Verblendbrücken mit vier und mehr Gliedern. Eine Limitierung hinsichtlich Spannweite und Verteilung der Brückenpfeiler gibt es nicht; grundsätzlich sind die statischen und physiologischen Belastungsgrenzen zu berücksichtigen. pritidenta empfiehlt:

  • max. ein endständiges Brückenglied
  • max. zwei Zwischenglieder im Seitenzahnbereich
  • Anpassung der Wandstärken und Verbinderquerschnitte bei extremen Spannweiten

Der Blockhalter wird gerade und längs über die Arretierung in die Blockhalterung der Maschine eingeführt, dann kann die Madenschraube mit einem Drehmomentschlüssel festgezogen werden – bei Dentsply Sirona-Systemen rastet sie hörbar ein. Für einen korrekten Sitz sollte der Block beim Befestigen nur an der Stirnseite mit dem Finger fixiert werden.

  • Der Blockhalter befindet sich auf horizontaler Ebene mittig, auf vertikaler Ebene jedoch etwas nach unten versetzt; das muss in der CAM-Software ggf. ausgeglichen werden.
  • Der Farbverlauf von hell nach dunkel führt im Block von oben nach unten; die Block-Oberseite ist am Aufdruck erkennbar. Ggf. muss die Ausrichtung des Blocks in der Maschinen-Blockhalterung an die Ausrichtung in der CAM-Software angepasst werden.

Opake Materialien eignen sich eher dafür als transluzentere Materialien. Unser Zirkoniumdioxid ist zwar sehr kantenstabil, aber bei einem extrem hohen Bearbeitungstempo muss mit Ausbrüchen gerechnet werden. Gute Ergebnisse werden mit folgenden Einstellungen erzielt:

BearbeitungsschrittSchruppen
Okklusal/Kavität
Schrupp-/Schlichtbearbeitung
Okklusal/Kavität + Restmaterial
Bearbeitungswerkzeug SchruppfräserSchrupp-/Schlichtfräser
Parameter:
Drehzahl (n)19.000-23.000 U/min 23.000-27.000 U/min
Vorschubgeschwindigkeit (Vf)1.200-1.500 mm/min800–1.200 mm/min
Aufmaß0,15 mm0,15 mm
Bahnabstand 1,00 mm0,20 mm
Zustellung1,00 mm0,50 mm

1. Heraustrennen des Objekts aus dem Rohling
2. Begradigung der Konnektoransatzstelle
3. Reinigung von Frässtäuben
4. Korrekte Sinterplatzierung auf Sinterplatte / Sinterperlen

Nach dem CAM-Prozess: Reinigung/Entfernung durch Absaugung (sauberer Pinsel/keine Druckluft, um Verunreinigungen durch Fremdpartikel zu vermeiden).
Nach dem Sintern: Reinigung/Entfernung durch Abstrahlen (50 µm-Korundstrahlgut, max. 1 bar Druck, 10 mm Abstand, 5 sec Strahlzeit/Einheit)

Es ist jeder programmierbare, offene Ofen geeignet, der für eine Hochtemperatur-Sinterung (bis 1.600 °C) ausgelegt ist.

Die tatsächliche Temperatur im Ofenraum bei der Sinterung kann mit „PTC-Ringen“ (z.B. der Firma Schupp) sehr genau gemessen werden und der Temperaturwert gegebenenfalls im Sinterprogramm korrigiert werden. Zusätzlich kann eine Prozesskontrolle erfolgen, indem PTC-Ringe in regelmäßigen Abständen der Sinterung beigelegt werden.

Empfohlene Vorgehensweise:

  • Ringtyp MTH 1340°C – 1520°C verwenden - zu beziehen unter www.schupp-ceramics.com
  • Ring bei einer Standardsinterung mit einlegen (immer die gleiche Stelle in der Sinterschale bzw. im Sinterofen verwenden, am besten notieren)
  • Ring entnehmen und mit einem geeigneten Messgerät vermessen (auch bei den Ringen eine Stelle notieren an der in Zukunft immer gemessen wird)
  • Messwerte nach Korrektur mittels „Ringtemperatur Korrekturkurve“ in der jeweiligen „Temperature-Table for PTCR“ prüfen und ggf. die Endtemperatur in 10°C Schritten anpassen

Möglichkeit 1: Standardsintern bei 1.450 °C (Aufheiz- und Abkühlrate von 10 °C/min, Haltezeit 2 h)
Möglichkeit 2: Schnellsintern bei 1.500 °C (Aufheizrate von 10 °C/min, Abkühlrate von 40 °C/min, Haltezeit 30 min)

Einzelzahnrestaurationen und maximal 3-gliedrige Brücken können zusammen gesintert werden. Um Spannungen innerhalb von Brückenrestaurationen zu vermeiden, sollte grundsätzlich eine Langzeitabkühlung bis auf 400 °C erfolgen und das Material anschließend auf dem Brennträger langsam weiter abkühlen.

Achtung: Keramiken besitzen grundsätzlich eine geringe Wärmeleitfähigkeit – bei zu schnellem Abkühlen entstehen Spannungen im Werkstück, die später zu Rissen und Sprüngen in der Verblendschicht oder im Gerüst führen können.

Wichtig sind eine gleichmäßige Abkühlung von Gerüst und Verblendkeramik sowie eine stabile, ausgeglichene Abstützung der Restauration beim Sintern. Brenngutträger / -stifte sollten metallfrei sein. Folgende Brennparameter werden empfohlen:

Art der AusführungAufheiz- / AbheizrateLangzeitabkühlung aller BrennzyklenOfenentnahme Werkstück
Vollanatomischreduziertnotwendig (400 °C – 200 °C)100 °C
Teilanatomisch / Gerüstreduziertnotwendig (400 °C – 200 °C)100 °C

Nach jedem Verblend- und Glasurbrand:
1. Vorsichtige Entnahme des Brenngutträgers aus der Brennkammer
2. Platzierung des Brenngutträgers auf einem feuerfesten Untergrund, geschützt vor starken Temperaturschwankungen (z.B. Luftzug)
3. Vollständige Abkühlung der Restauration bis auf Raumtemperatur (Dauer ca. 20 min, abhängig von Größe und Volumen)

Ja > 50 µ-Korundstrahlgut, max. 1 bar Druck, 10 mm Abstand, 5 Sekunden Strahlzeit / Einheit.

Wir empfehlen diamantierte Schleifkörper und Wasserkühlung. Alternativ gibt es von verschiedenen Herstellern Zirkoniumdioxid-Schleifer, die ohne Kühlung funktionieren. Soweit möglich sollten formspezifische Änderungen jedoch vor dem Sintern vorgenommen werden.


priti®multidisc ZrO2 / priti®multibloc ZrO2: Finalisierung und Befestigung

Möglichkeit 1: Politur – gerne mit Diamantpolierpaste
Möglichkeit 2: Glasur und Maltechnik – von uns bevorzugt, weil die Politur eine extrem glatte, oft unnatürlich wirkende Oberfläche erzeugt. Es kann jede beliebige Malfarbe und Glasurmasse verwendet werden, die für Zirkoniumdioxid zugelassen ist.

Es können ohne Einschränkung alle Techniken der Voll- und Teilverblendung, auch Cut back, mit jeder Keramikmasse, die auf den WAK von Zirkoniumdioxid abgestimmt ist, angewandt werden. Bitte beachten Sie grundsätzlich die Verarbeitungsanweisungen des Verblendkeramikherstellers, z.B. hinsichtlich Liner, Brennparameter etc.

Durch Abstrahlen der Innenflächen/Kavitäten mit 50 µm-Korundstrahlgut, max. 1 bar Druck, ca. 10 mm Abstand und ca. 5 sec Strahlzeit/Einheit.

Es kann Phosphatzement oder Glasionomerzement verwendet werden. Alternativ ist eine (selbst-)adhäsive Befestigung möglich. Bei transluzenten Materialien empfehlen sich zahnfarbene Befestigungsmaterialien. Von einer provisorischen Befestigung wird abgeraten.

Werden die Restaurationen in irgendeiner Form beim Patienten einprobiert, sollte möglichst erneut ein Abstrahlen der Innenflächen/Kavitäten mit 50 μm-Korundstrahlgut, max. 1 bar Druck, ca. 10 mm Abstand und ca. 5 sec Strahlzeit/Einheit erfolgen, um eine Kontamination der Oberfläche zu vermeiden und somit einen maximalen Haftverbund mit dem Befestigungsmaterial zu gewährleisten.