Fragen und Antworten zum Thema Zirkoniumoxid - Blum Zahntechnik

Ztm. Ernst A. Hegenbarth über das Aufsehen erregende Zirkoniumoxid
Über keinen Werkstoff wird zur Zeit so viel geredet, wie über Zirkoniumoxid. Ztm. Ernst A. Hegenbarth,
der sich schon seit längerer Zeit eingehend mit Zirkoniumoxid befaßt, sagt uns, ob das Aufsehen
berechtigt ist und wie er das Potential von Zirkoniumoxid einschätzt.
Herr Hegenbarth, seit wann interessieren
Sie sich für Zirkoniumoxid und
warum?
Ernst A. Hegenbarth: Schon seit vielen Jahren
sucht die restaurative Zahnheilkunde nach dem
idealen, metallfreien Werkstoff. Ich selbst begann
nach meiner Ausbildung vor über 30 Jahren als
Keramiker mit dem damaligen Klassiker, der keramischen
Jacketkrone auf Platinfolie. Die Metallke-'
ramik dieser Zeit beschränkte sich auf nur zwei
Systeme. John McLean leitete die frühen Entwick-
lungen zur Verbesserung der Festigkeit der klassischen
Keramiken durch die Erhöhung des Aluminiumoxidanteils
der Kemmaterialien ein (HiCeram,
Vita). Michel Sadoulls Innovation der Glasinfiltration
von Aluminiumoxid (InCeram, Vita) Ende
der achtziger Jahre darf als Meilenstein zu besserer
Stabilität vollkeramischer Kronen angesehen werden.
Die hervorragenden ästhetischen Möglichkeiten
von InCeram wurden von künstlerisch talentierten
Kollegen wie Claude Sieber und anderen
eindrücklich unter Beweis gestellt. - Bald zeigte
sich, daß die anwendungstechnischen Möglichkeiten
bei der Verarbeitung noch stabilerer Materialien
mit normalen Laborgeräten an eine Grenze
gestoßen waren. Erst die Einführung von computergesteuerten
Maschinen machte es möglich, zu vorher
nicht gekannten Grenzen der Präzision und
Stabilität vorzudringen. Mit dem von Matts
Anderson im Jahre 1994 vorgestellten Procera-
System wurde ein Durchbruch erzielt. Die
Schlagworte "CAD/CAM", "Outsourcing"
und "Computer Integrated Manufacturing
(CIM)" waren plötzlich in aller Munde.
Tatsächlich war Nobel Biocare mit Procera
der erste Anbieter der Dentalindustrie, der so
etwas wie "E-commerce" anbot, lange bevor
dieses Wort erfunden wurde. Ich war anfangs
der einzige Techniker in Deutschland, der sich im
klinischen Bereich mit Procera auseinandersetzte.
Einige meiner Konzepte und Ideen fanden Eingang
in die Procera-AllCeram- Verblendkeramik. inzwischen
wurden weltweit mehr als 1,5 Millionen
Procera-Kronen hergestellt. Die Suche nach noch
stabileren Materialien ließ uns in den letzten Jahren
unser Augenmerk auf Zirkoniumdioxid (ZrO2) richten
- ein äußerst interessantes "Biomaterial".

Worin sehen Sie die herausragenden,
- werkstollinhärenten Vorteile von
Zirkoniumdioxid?
Ernst A. Hegenbarth: Bei Zirkoniumdioxid als
Dentalwerkstoff handelt es sich tatsächlich um
mit Yttrium teilstabilisiertes tetragonales
Zirkoniumdioxid (TZP), das bereits seit vielen
Jahren hunderttausendfach bei künstlichen
Hüftgelenken eingesetzt wird. Die biologische
Verträglichkeit ist somit in besonderem Maße
gegeben. Herausragende Eigenschaften wie hohe
Biegefestigkeit (zirka 900 bis 1200 MPa) und eine
gegenüber Aluminiumoxid
fast doppelt so hohe
Bruchzähigkeit lassen es
als das geeignete Material
überall dort erscheinen,
wo eine hohe Langzeitstabilität
erwartet wird
und besondere Belastungen
vorliegen.
Für welche
- Indikationen
bietet sich Ihrer Ansicht
nach Zirkoniumoxid an?
Ernst A. Hegenbarth:
Meiner Ansicht nach
werden die Indikationen
nur noch durch
die technologisch schwierige
Bearbeitung von ,.,." -"1:' .,'"
Zirkonium dioxid begrenzt.
Einzelkronen. mehrgliedrige
Brücken, Stiftkernaufbauten bis hin zu
inzwischen einer ganzen Reihe
Implantat-Abutments sind heute schon
möglich. Eine besondere klinische
Indikation sehe ich im posterioren
Bereich - nicht etwa nur aufgrund der
Stabilität - sondern vor allem auch durch
die Oberflächengüte der speziellen
Verblendkeramik cercon ceram (Degussa
Dental) in der Okklusion. Meiner Ansicht
nach sollte man Zirkoniumdioxid-
Gerüste - das Material hat ja einen sehr
niedrigen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten - nicht mit irgendeiner
beliebigen Titankeramik mit eingeschränkten
ästhetischen Möglichkeiten verblenden. Cercon
ceram war eine der ersten, nur für diesen speziellen
Bereich entwickelten Keramiken.
~ - Auf welche Verarbeitungssysteme beziehen
sich Ihre Erfahrungen?
Ernst A. Hegenbarth: Meine Erfahrungen beziehen
sich auf Procera AIIZirkon-Einzelkronen im
CAD/CAM- Verfahren, sowie auf cercon ceram im
Bereich der Einzelkronen bis dreigliedrigen
Brückeni des weiteren auf implantatgetragene
Kronen mit keramischen Abutments sowie
Zirkoniumoxidabutments.
~ - Welche Nachteile ergeben sich aus der
praktischen Verarbeitung von
Zirkoniumoxid?
Ernst A. Hegenbarth: Als praktisch veranlagter
Mensch versuche ich jede neue Technologie an den
Ergebnissen zu messen, die ich bereits in der
Vergangenheit mit bekannten und im Labor eta-
Abb.2
und 3
Dreigliedrige
Frontzahnbrücke
aus
Zirkoniumoxid.
Die Gerüste sollten
nicht mit einer
beliebigen
Titankeramik mit
eingeschränkten
ästhetischen
Möglichkeiten,
sondern mit speziell
für diesen
Bereich entwickelten
Keramiken verblendet
werden.
Abb.4
Mit dem Procera
CADjCAM-
Verfahren wurden
seit 1994 weltweit
bereits 1,5
Millionen Kronen
hergestellt. Die
hier gezeigten
Procera AlIZirkon-
Käppchen sind
seit diesem Jahr
erhältlich.

lierten Techniken erzielen konnte. Nicht erst seit
wir mit dem Stereomikroskop arbeiten, ist dies insbesondere
bezüglich der Präzision ein hoher
Maßstab. Allerdings bin ich auch der Meinung, wir
sollten unser Ziel einer hochqualitativen Arbeit mit
möglichst einfachen Mitteln erreichen. Als Zahntechniker
müssen wir erkennen, daß das Limit des
manuell Möglichen fast ausgeschöpft ist. Heute
können per Computerdesign bei der Herstellung
von Gerüsten mit computergesteuerten Maschinen
teilweise standardmäßig Paßgenauigkeiten erzielt
werden, für die wir im Labor mit keramischen
Schultern einen sehr hohen Aufwand betreiben
müssen. In der praktischen Arbeit sollte der
Zeitaufwand im Labor bei der Bearbeitung von
Zirkoniumdioxid-Gerüsten - egal wie sie hergestellt
wurden - nicht höher sein, als in der konventionel-
len Technik. Jedes Zirkoniumdioxid-System, bei
dem dieser Aufwand höher ist, sollte nur bei entsprechenden
Möglichkeiten der Preisgestaltung in
Betracht gezogen werden. Als erste Anschaffung
für jedes Labor, das an den Einsatz von Zirkoniumoxidgerüsten
denkt, empfehle ich die Anschaffung
einer wassergekühlten Turbine, wie das Shape-Air
von Nobel Biocare. Tatsächlich läßt sich damit
Zirkoniumoxid besser schleifen, als Aluminiumoxid.
Ein negativer klinischer Aspekt kann in den größeren
Schwierigkeiten gesehen werden, eine solche
Brücke intraoral entfernen zu müssen.
~ Welchen Eindruck hinterlassen bei
- Ihnen die derzeitigen CAD/CAM- bzw.
CAM-Systeme? Sind sie schon ausgereift und einer
größeren Investition würdig?
Ernst A. Hegenbarth: Die Breite des möglichen Investitionsbedarfs
hat auch mich überrascht. Früher
galt die Investition in einen Keramikofen von zirka
10.000 bis 12.000.- DM fast schon als Schallgrenze.
Die Bereitschaft, hohe Investitionen zu tätigen,
kann nur mit der positiven Grundtendenz der
Labors für eine prosperierende Zukunft erklärt werden.
Nach meiner persönlichen Einschätzung werden
sich die Anbieter, die bereits seit längerem
Forschung in diesem Bereich betreiben und etabliert
sind, am ehesten behaupten können. Die
"keramische Kompetenz" ist ebenfalls ein wichtiger
Faktor. Ich würde jedem Anwender empfehlen, sich
nicht nur die angebotene Technologie der
Zirkoniumdioxid-Gerüstherstellung genau anzuschauen,
sondern vor jeder Entscheidung das
gestalterische Potential der Zirkoniumoxid-
Verblendkeramik genau zu betrachten. Noch leben
wir von den fertig verblendeten Keramikarbeiten
und nicht von den Gerüsten! - Die Hauptfrage
bleibt dennoch: "Outsourcing", d.h. die Fertigung
in einer Work-Station bzw. einem sog. Fräszentrum,
oder "In-house", d.h. die Fertigung per CAM im
eigenen Labor zum Erhalt der Wertschöpfung im
eigenen Betrieb?

Gehört die Zukunft den Fräs-
- zentren?
Ernst A. Hegenbarth: Sprechen wir von
"Fräszentren", sollten wir eine wichtige
Unterscheidung machen: zum einen wird es
"Work-Stations" wie bei Procera geben (das
Labor investiert nur in einen Scanner) und
zum anderen bauen Kollegen spezialisierte
sog. Fräszentren auf, um für andere Labors
Gerüste herzustellen. Die hohe Auslastung
einer oder mehrerer zentraler Work-Stations
mit einer fast industriellen Produktion
ermöglicht meines Erachtens eine günstigere
Preisstruktur als es ein Fräszentrum mit
entsprechenden Renditeerwartungen anbieten
könnte. Selbst Labors in den USA, die
mehrere tausend Procera-
Kronen - wohlgemerkt pro
Monat - herstellen, nutzen
die Möglichkeiten des
Outsourcings. Andere hingegen
entscheiden sich
für Kontrolle, Herstellung
und Wertschöpfung mit
einem CAM-Gerät, wie
cercon von Degussa Dental
im eigenen Labor.
Beide Wege können erfolgreich
sein. Entscheidend
ist die nach der
Gerüstherstellung erfolgende,
funktionell und
ästhetisch ansprechende
Verblendung. Ein solches
"High-end-Produkt" verdient
auch einen entsprechenden
Aufwand bei der
kreativen zahntechnischen
Leistung des
Keramikers.
~ - Was halten Sie aus zahntechnischer Sicht
für am zweckmäßigsten: die Bearbeitung
von Grünkörpern, vorgesintertem Zirkoniumdioxid
oder durchgesintertem Zirkoniumdioxid?
Ernst A. Hegenbarth: Einige Zirkoniumdioxid-
Systeme, hier sei vor allem DCS-Precident genannt,
konzentrieren sich auf das Fräsen durchgesinterter
Blöcke. Werkzeugeinsatz und -verschleiß aber auch
der hohe Zeitfaktor des eigentlichen Fräsvorgangs
von mehreren Stunden sind hier zu berücksichtigen.
Bei nur vorgesinterten Blöcken ist die Fräszeit
sehr viel kürzer, etwa lS bis 40 Minuten, je nach
Größe des Werkstücks. Dafür ist eine mehrstündige
Sinterzeit notwendig. Entscheidende Faktoren sind
das Resultat, der Aufwand der Nachbearbeitung im
Labor und die erreichbare Präzision. Untersuchungen
von Dr. Van Thomson (Rochester University/USA)
zeigten eine Beeinträchtigung der Mate- gen?
rialqualität beim Fräsen aus dicht gesinterten
Blöcken. Hier ist sicher ein Vorteil des Fräsens aus
nur vorgesinterten Blöcken zu sehen. Meine persönliche
Ansicht ist, daß sich das Fräsen aus vorgesinterten
Blöcken durchsetzen wird, da das mathematisch-technologische
Problem der Schrumpfung
während des Sintervorgangs weitestgehend gelöst
ist.
~2. Das Verbundsystem Zirkonium-Gerüst
- und Zirkonium- Verblendkeramik soll
sich nach werkstoffkundlichen In-vitro-Untersuchungen
von Prof. Dr. H. F. Kappert (Universität
Freiburg) ähnlich verhalten, wie Metallkeramik.
Können Sie dies aus Ihren praktischen Erfahrungen
heraus in bezug auf Gerüstdesign,
Kronenwand- und Verbinderstärken etc. bestäti-
Abb.5
Individuelles
Implantat-
Abutment aus
Zirkoniumoxid
(Ankylos Balance,
Degussa Dental)
Abb.6
Krone aus cercon
ceram auf dem
Ankylos Balance-
Pfosten aus
Abbildung 5

Ernst A. Hegenbarth: Provokativ fonnuliert: Nichts
verhält sich so, wie etwas Anderes! Wie sich ein
Material intraoral verhält kann meines Erachtens
nur empirisch oder basierend auf gesicherten klinischen
Langzeitstudien ermittelt werden. Die heutige
modeme Zahnheilkunde sollte auf einer - wieder
einer dieser Anglizismen - "Evidence Based
Dentistry" aufgebaut sein. In-vitro-Untersuchungen
sind sehr wichtig, ersetzen jedoch keineswegs die
klinische Realität. Entscheidend - scheint mir - ist
die richtige Indikation im richtigen Fall. Generell
sind die Grundlagen der Metallkeramik durchaus
auf das Design des Gerüstes und die Verbindungsstärke
bei Zirkoniumoxid-Brücken anwendbar. Bei
der Dicke der Kronen empfehle ich 0,4 bis 0,5 mm
nicht zu unterschreiten. Der Grund ist das sensiblere
thermische Verhalten zwischen
Zirkoniumoxidgerüst und Zirkonium-Keramik.
~ - Und wie steht es um die Ästhetik? Von
den zugehörigen, neuentwickelten Zir-
koniumoxid- Verblendkeramiken war seither noch
nicht viel zu hören und zu sehen.
Ernst A. Hegenbarth: Ich teile Ihre Ansicht. Die
Ernst A. Hegenbarth: Sehen Sie, seit 20 Jahren
halte ich Kurse und Vorträge in vielen Teilen der
Welt. Die wirtschaftlichen Möglichkeiten innerhalb
der gesellschaftlichen und gesundheitspolitischen
Systeme in vielen Ländern lassen es noch als illusorisch
erscheinen, daß solche "High-tech"-Produkte
die konventionelle Metallkeramik ersetzen. Alleine
den Menschen in einigen wohlhabenden Ländern
und einer kleinen vermögenden Oberschicht in
anderen Teilen der Welt wird es möglich sein, hochwertige
dentale Restaurationen zu erhalten. Die
Metallkeramik wird aufgrund ihrer universellen
Therapiemöglichkeiten auch bei uns auf lange Sicht
noch ihren berechtigten Stellenwert behalten. -
Allerdings zeigt der große Erfolg vollkeramischer
Systeme in den letzten Jahren einen deutlichen
Trend. Die steigenden Erwartungen und das immer
besser werdende Informationsniveau unserer
Patienten hinsichtlich der ästhetischen Möglichkeiten
in der modernen Zahnheilkunde sind hier
der entscheidende Faktor. Auch ökonomische
Aspekte dürfen nicht unberücksichtigt bleiben. Der
Aufwand für eine erstklassige Metallkeramikrestauration
mit keramischen Schultern, individueller
Farbnahme und Schichttechnik ist beträchtlich. Die
Erfahrung zeigt, daß eine durchschnittliche Metallkeramikarbeit
keineswegs "ein Leben lang" hält.
Insbesondere die biologischen Aspekte wie Randgestaltung,
Kronenkontur, Pontic-Design, Materialauswahl
und Funktion werden zu oft vernachlässigt.
Patienten, deren konventionelle Metallkeramikbrücke
durch eine ästhetisch ansprechende
vollkeramische Restauration aus biologisch verträglichen
Werkstoffen ersetzt wird, zeigen sich in der
Regel hochzufrieden und können sich nicht mehr
vorstellen, irgendein Metall im Munde zu haben.
Hersteller sind noch zu sehr auf die technologischen
Aspekte der jeweiligen Systeme fixiert. Es könnte
tatsächlich der Eindruck entstehen, die Verblendung
der Gerüste sei von nachrangiger Bedeutung.
Ich bin seit vielen Jahren in die Entwicklung von
keramischen Materialien involviert. Vom Creativ-
Color-System für Ducera Dental über die Ducera-
Gold-Keramik bis hin zur Procera AllCeram hatte
ich die Möglichkeit auf innovative Produkte Einfluß
zu nehmen. Cercon ceram, die Glaskeramik für
Zirkoniumdioxid-Gerüste, empfinde ich als einen
Höhepunkt in der technologischen Entwicklung
keramischer Massen. Cercon ceram ist eine niedrigschmelzende
Keramik - Brenntemperatur 720 bis ~ Sie referieren über den Werkstoff
7800 C - mit zukunftweisenden Eigenschaften. - Zirkoniumoxid bei dem Dental-Pro-
Besonders freut es mich, daß meine Ideen von thetik-Forum Rdialogue 2001R in Frankfurt/Main.
Modifiern, Opalmassen und fluoreszierenden Was werden Sie uns dort präsentieren?
Materialien
-
hier ebenfalls miteinbezogen wurden.
~ Hatten Sie mit Zirkoniumoxid schon
Mißerfolge und wenn ja, welcher Art
Ernst A. Hegenbarth: Neben der Präsentation des
Cercon-CAM-Systems und der cercon ceram-Verblendkeramik
möchte ich mich auf einen Aspekt
konzentrieren: Wofür nutzen wir unsere Zeit, wenn
und worauf führen Sie diese zurück?
Ernst A. Hegenbarth: Für eine Aussage in bezug
uns der Computer bestimmte Prozesse abnehmen
kann? - Unser Beruf wird immer mehr von
auf den klinischen Erfolg ist der Zeitraum der An- Dienstleistungen geprägt. Kommunikation, Fallwendung
noch zu kurz. Für das cercon-System planung, das ästhetische Design, Farbauswahl per
kann auf eine Studie der Universität Zürich unter Computermessung und weitere Aspekte der denta-
Prof. Peter Schäfer mit 22 dreigliedrigen Zirkoniumlen Ästhetik werden in der Zukunft eine wichtige
dioxid-Brücken mit einer hundertprozentigen Position einnehmen. Zufriedene Patienten sind ein
Erfolgsrate verwiesen werden.
Ergebnis erfolgreicher Teamarbeit. Der technologische
Fortschritt und die Anwendung neuer
~ - Denken Sie, Restaurationen aus Zirko- Materialien in der restaurativen Zahnheilkunde und
niumoxid können die altbewährte Zahntechnik sollte diese Ziele unterstützen.
Metallkeramik langfristig verdrängen?
Vielen Dank für dieses Interview. oe