Kleine Werkstoffkunde
Dank umfassender Vorsorgeprogramme hat sich die Zahngesundheit in Deutschland wesentlich verbessert. Dennoch wird für viele Menschen früher oder später Zahnersatz erforderlich.
Bei der Entwicklung geeigneter Dentalwerkstoffe haben Wissenschaft und Dentalindustrie in den letzten Jahrzehnten Pionierarbeit geleistet. Zahnärzte und Zahntechniker verfügen somit heute über eine Vielzahl sowohl biologisch als auch technisch hochwertiger Werkstoffe.
Für bestimmte Verwendungen sind die etablierten Werkstofftypen derzeit ohne Alternative: Legierungen werden für die Gerüste von Teilprothesen eingesetzt, Kunststoffe für Teil- und Totalprothesen sowie für künstliche Zähne und Keramiken für beständige Verblendungen. Bei der Gerüstfertigung für Kronen und Brücken dagegen konkurrieren Legierungen, insbesondere die Goldlegierungen, mit den Hart- und Oxidkeramiken.
Zwar hat sich festsitzender Zahnersatz aus keramikverblendeten Goldlegierungen seit Jahrzehnten bewährt. Für viele erfüllt er aber nicht mehr die ästhetischen Kriterien. Daher bevorzugen viele Patienten inzwischen vollkeramischen Zahnersatz, auch wenn er aufwändiger und damit kostenintensiver ist. Er ermöglicht dafür aber eine nahezu perfekte Natürlichkeit.
Füllt der Zahnarzt einen defekten Zahn direkt im Mund, stehen ihm als Füllungswerkstoffe Amalgame, Komposite und Zemente zur Verfügung.
Amalgame sind silberfarbene Legierungen des Quecksilbers mit einem Pulver aus einer Silber-Zinn-Kupfer-Legierung. Die aus Quecksilber und Pulver gemischte Paste erhärtet im Verlauf von mehreren Stunden durch Reaktion des flüssigen Quecksilbers mit Teilen des Pulvers zu festen Legierungen. Amalgam haftet nicht an der Zahnhartsubstanz; die Füllungen finden ihren Halt an vom Zahnarzt vorzuhaltenden Unterschnitten in der Kavität. Amalgame sind belastbarer und vor allem beständiger als Komposite und erst recht als Zemente.
Die Ausführungen zur Verträglichkeit dentaler Werkstoffe gelten ausdrücklich auch für die modernen kupferreichen (gamma-2-freien) Amalgame. Allergien gegen Amalgam, genauer gegen seine Legierungskomponenten, sind bekannt, aber selten.
Zur Versorgung eines Defektes mit einer direkten Füllung stehem dem Zahnarzt grundsätzlich drei plastische Füllungswerkstoffe zur Verfügung: Amalgame, Komposite, Zemente.
Komposite sind zahnfarbene Verbundwerkstoffe (engl. composite material) aus hochvernetztem Kunststoff, dem zur Steigerung insbesondere der Verschleißfestigkeit feine und feinste Partikel aus Glas und/oder Quarz zugesetzt sind.
Damit der Kunststoff am Zahn haftet, wird die Zahnhartsubstanz speziell konditioniert. Allerdings kann das Material während der Härtung schrumpfen, was die Passgenauigkeit gefährdet. Problematisch ist zudem die geringe mechanische Stabilität. Die Komposite sind durchweg lichthärtend, das heißt, die fertig gemischt gelieferten Materialien härten unter der Einwirkung einer Spezialleuchte. Für den Seitenzahnbereich wurden so genannte Hybridkomposite konzipiert. Sie haben inzwischen für diese Indikation akzeptable Eigenschaften.
Bei direkt im Mund gefertigen Füllungen stehen dem Zahnarzt grundsätzlich drei plastische Füllungswerkstoffe zur Verfügung: Amalgame, Komposite, Zemente.
Glasionomer-Zemente sind zahnfarbene Reaktionsprodukte von in Glaspartikeln enthaltenen löslichen Metalloxiden (Pulver) mit organischen, polymerisierten Säuren (Polysäuren; vgl. unten: Kunststoffe). Die Härtung erfolgt, wenn sich nach dem Anmischen die freigesetzten Metalle mit den Säuren vernetzen.
Diese Materialien haben den Vorteil, dass sie unmittelbar an den Zahnhartsubstanzen Dentin und Schmelz haften. Außerdem setzen sie gezielt und kontinuierlich Fluorid aus dem Glas frei. So schützen sie die benachbarte Zahnhartsubstanz gegen eine weitere kariöse Zerstörung. Nachteilig ist die mäßige Verschleißfestigkeit, so dass Glasionomerzemente bei Kauflächen nur im Milchgebiss oder für provisorische Füllungen verwendet werden. Sie eignen sich dagegen besser zur Versorgung von Defekten am Zahnhals.
Metallische Werkstoffe für Dentalzwecke sind mit wenigen Ausnahmen Legierungen, also Mischungen mehrerer Metalle.
Ihre Bezeichnung richtet sich nach dem Hauptbestandteil. Die herkömmlichen dentalen Gold-Legierungen enthalten mindestens 75 Massenprozent Gold (hochgoldhaltig); sie unterscheiden sich deutlich von den Schmuckgolden. Weitere Bestandteile wie Platin, Palladium, Silber, Kupfer und andere dienen der Korrosionsfestigkeit, mechanischen Stabilität, Vergießbarkeit und bei keramischer Verblendung, der Haftung zwischen Gerüst und Keramik. Aus Kostengründen finden sich auch goldreduzierte Legierungen mit mindestens 50 Massenprozent Gold sowie silberfarbige Palladium-Legierungen. Diese Edelmetall-Legierungen werden praktisch ausschließlich für festsitzenden Zahnersatz (Inlays, Onlays, Kronen und Brücken) verwendet.
Ebenso aus Preisgründen, jedoch eher selten, dienen silberfarbene Kobalt-Legierungen als Gerüstwerkstoffe für Kronen und Brücken. Ihre hervorragende Korrosionsfestigkeit verdanken sie dem Zusatz von Chrom und Molybdän. Auch Legierungen auf Nickelbasis werden für festsitzenden Ersatz verwendet. Diese Nicht-Edelmetall-Legierungen sind im Vergleich zu den Legierungen aus Edelmetall wesentlich formstabiler und nur etwa halb so schwer, jedoch aufwändiger zu vergießen. Gerüste für Teilprothesen beispielsweise fertigt der Zahntechniker nahezu ausschließlich aus Kobalt-Legierungen.
Titan wird unlegiert für Kronen- und Brückengerüste verwendet; dabei ist das computergestützte Fräsen dem störanfälligen Vergießen dieses Metalls vorzuziehen. Wegen seiner grauen Farbe wird Titan immer verblendet. Implantate sind überwiegend aus Titan gefertigt.
Keramische Werkstoffe für dentale Zwecke leiten sich zwar vom Porzellan ab, setzen sich inzwischen aber deutlich anders zusammen.
Sie sind lichtdurchlässig und lassen sich mit Pigmenten sehr differenziert einfärben. Keramiken werden vorwiegend als Verblendmaterialien, aber auch für Inlays verwendet. Sie imitieren die Zahnhartsubstanz so perfekt, dass es schwerfällt, den Zahnersatz von natürlichen Zähnen zu unterscheiden. Zahnfarbene Keramiken können härter sein als Zahnschmelz. Sie sind aber gleichzeitig spröde und damit wenig bruchfest.
Von allen Dentalwerkstoffen werden Keramiken am besten vertragen; Allergien gegen Keramik sind nicht bekannt. Die Zugabe spezieller Kristallpartikel macht Keramiken bruchfester, allerdings auch weniger lichtdurchlässig. Diesem Effekt sind daher bei den Verblendmaterialien enge Grenzen gesetzt. Aus bruchfesten Keramiken stellt der Zahntechniker Kronen sowie kleinere Brückengerüste her, entweder im Brennverfahren oder durch computergestütztes Fräsen. Diese Gerüste verblendet er mit den herkömmlichen Materialien (Vollkeramik). Im weniger gut einsehbaren Seitenzahnbereich werden auch komplett aus bruchfester Keramik bestehende Kronen eingegliedert, die lediglich farblich dem Restgebiss angepasst sind (Maltechnik).
Durch Aluminium- oder Zirkonoxid als Gerüstmaterial (Oxid-, Zirkonkeramik) wird vollkeramischer Ersatz noch stabiler.
Kunststoffe bestehen aus sehr langen Molekülketten, den Polymeren. Die Polymere bilden sich durch Aneinanderreihung kleiner Moleküle, den so genannten Monomeren.
Die zunächst flüssigen Monomere gehen durch die Verlängerung der Ketten in den festen Zustand über. Dies wird auch als Polymerisation bezeichnet. Gezielte chemische Verknüpfungen der Molekülketten untereinander (Vernetzung) können die Festigkeit eines Kunststoffes verstärken.
Kunststoffe auf Acrylatbasis sind glasklar und damit sehr lichtdurchlässig. Durch Zugabe von Pigmenten lassen sie sich hervorragend einfärben. Schleimhautfarbene Prothesenkunststoffe komplettieren die Metallgerüste für Teilprothesen und bilden die zahntragenden Basen von Totalprothesen. Prothesenkunststoffe sind, wenn auch mäßig, sprödbruchgefährdet, etwa beim Aufprall auf gefliesten Boden.
Aus zahnfarbenen Kunststoffen, die durch Glas- und/oder Quarzpartikel verstärkt sind, werden künstliche Zähne für Teil- und Totalprothesen industriell hergestellt. Der Zahntechniker nutzt sie außerdem für Inlays sowie zur Verblendung von Kronen und Brücken. Da sie im Vergleich zu den Keramiken schneller verschleißen, sind Kunststoffverblendungen jedoch nur noch in Sonderfällen zu empfehlen. Die unzureichende mechanische Stabilität beschränkt die Verwendung von Kunststoffkronen und -brücken auf provisorische Versorgungen.
Quelle: www.zahnersatz-spezial.de
