Die keramische Verblendung von aus ZYTTRIA® hergestellten Kronenkappen, Brücken und Kronen kann mit standardmässigen Verblendkeramiken durchgeführt werden, die im Handel für die Verblendung von Zirkonoxid mit Ausdehnungskoeffizient (CET) 8,8 bis 9,5 erhältlich sind. Es handelt sich um Keramikprodukte wie z.B. Zirox Wieland, Vita, Emax Ivoclar, Noritake, usw.
Die Keramikverblendung haftet auf Zirkonoxid vor allem durch mechanische Zusammenziehung, aber auch durch chemische Bindung wie bei Metalle, auch wenn in schwacherer Weise. Um gute Ergebnisse zu erzielen ist ein leichtes Sandstrahlen der Zirconoxidteile nützlich. Man empfiehlt, nach der Fertigbearbeitung die Zahngerüste mit Aluminiumoxid mit Kornfeinheit 110nm bei 1bar Druck sandzustrahlen, und dann mit Dampf bei 5cm Düsenabstand zu säubern. Die Oberfläche der Zahngerüsten muss sehr sauber sein, um eine bessere Benetzbarkeit der Oberfläche wahrend der Schichtung der Keramik zu ermöglichen.
Die Färbung hat auf Verhaltung und Widerstand des Zirconoxides überhaupt keinen Einfluss. Es ist deshalb nützlich, die Strukturen zu färben, um den Cervicalrand zu verblenden, ansonsten bei minimaler Wandstärke könnte die weisse Farbe durchscheinen. Der Liner ist sehr nützlich: er hat eine Bindungsfunktion und steigert die Benetzbarkeit des Zirconoxides. Es ist ein lichtdurchlässiger Liner vorzuziehen, um zu vermeiden, dass bei der Färbung von ungefärbten Strukturen, das Lichtdurchscheinen blockiert wird, und das Ergebnis unästhetisch ausfällt.
Bitte aufpassen!
- Die Zahnverbinder der Gerüste dürfen nicht mit Trennscheiben fertigbearbeitet werden, damit keine Bruchlinie entstehen kann.
- Man darf keine Sinter-Unterlagsplatten und Pinseln verwenden, die schon für andere Keramiken verwendet wurden.
Bitte aufpassen!
Diese Bearbeitungen können die biologische, chemische, physische und mechanische Eigenschaften des Produktes verändern.
Bei geringen Änderungen der gesinterten Teilen muss die Temperatur während der Schleifbearbeitung für alle Teile aus Zyttria Z401 S niedriger als 70°C bleiben.
Während der Schleifphase soll die oxidkeramische Struktur mit Wasserstrahl gekühlt werden.
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Allgemeine EmpfehlungenDie Sinterung von Zirkonoxid ist von dem verwendeten Pulvertyp abhängig. Manche Pulver wie ZYTTRIA Z401 White und ZYTTRIA Z Color sintern bei 1450°C, andere wie ZYTTRIA Z402 Transluzent bei 1530°C. Wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit des Zirconoxides hängt das thermische Gradient (d.h. die Geschwindigkeit der Temperaturaufstieg bzw. -Abstieg) von der Masse bzw. Gewicht des zu sinternden Struktur ab. Die Sintergeschwindigkeit hängt ausserdem von der Form der Kronenkappen, der Gerüste oder der Pfeilerkronen ab, die gesintert werden sollen. Der Zahn mit grösster Masse bestimmt die Geschwindigkeit des Sinterprozesses. Prozess für verschiedene KomponentenZYTTRIA Z 401 WEISS und ZYTTRIA COLOR Z
Zahn mit Masse kleiner 1 g.
Zahn mit Masse bis 3 g.
Zahn mit Masse grösser 3 g. Die Haltezeit bei Höchsttemperatur kann bis zu 1 Stunde reduziert werden, je nach Stärke der Prothesengerüste. Manche Sinterprozesse können auch in 8–12 Stunden vervollständigt werden, in Funktion der Geometrie der zu sinternden Prothesengerüste. Das Labor muss den Prozess in Funktion von dem zu sinternden Teil optimieren, um Risse und Verformungen zu vermeiden. Genaue Temperaturangaben
Das Sintern eines Zirconoxides hängt vom verwendeten Pulvertyp ab.
Für Zyttria-Werkstoff lauten die Sinterbereiche wie folgt:
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Das vorgesinterte Zirconoxid ist porös (48%) und nimmt Wasser auf in Funktion der Fräsezeit bzw. nimmt Färbeflüssigkeit auf in Funktion der Eintauchzeit.
Bitte aufpassen!
Vor der Einführung im Ofen müssen die Zirconoxid-Teile in geeigneter Weise getrocknet werden.
Die Trocknung des Teils nach der Nassbearbeitung bzw. nach der Färbungsphase kann mittels einem durchgelüfteten Ofen bei einer Temperatur zwischen 80° und 100°Cerfolgen.
Die Trocknungsdauer hängt von der Stärke der Prothesen ab, und liegt zwischen 30 Minuten und 2 Stunden.
Eventuell kann auch eine Infrarotlampe verwendet werden. Als Alternative kann das Teil im Sinterofen getrocknet werden, nach Einführung eines Trocknungsschritt bei 150°C für wenigstens 30 Minuten im Sinterablaufprogramm.
Um eventuelle Ermüdungen und mögliche Brüche des zu bearbeitenden Teils zu vermeiden, ist es notwendig, das Handbuch der Maschine nachzuschlagen, um die geeignetsten Fräsentyp und Drehgeschwindigkeit auszuwählen.
Das Fräsen soll unter Berücksichtigung der Endabmessungen der Struktur programmiert werden (siehe Nachrechnung der Schwindung).
Man soll das Komponent mit einer Fräse aus Wolframcarbid oder mit einer diamantbeschichteten Fräse bearbeiten, je nach Anweisungen des Maschinenherstellers.
Bitte aufpassen!
Die vorgesinterte Teile sollen nicht in Berührung mit Flüssigkeiten (Wasser, Öl) oder fettigen Kreme kommen, weder beim Fräsen noch während anderen Bearbeitungsschritte.
Das Fräsen kann auf jedem Fall in einem nassen Raum erfolgen, unter der Bedingung, dass das Teil vor dem Sintern vollständig getrocknet wird.
Die vorgesinterte Komponenten ZYTTRIA Z401 WHITE TRANSLUZENT, ZYTTRIA Z402 TRANSLUZENT EXTRA und ZYTTRIA COLOR Z sollen laut folgender Arbeitsfolge bearbeitet werden:
- Das Komponent in der Halterung der Fräsmaschine einsetzen.
- Fräsung unter Berücksichtigung der Endabmessungen der Struktur programmieren.
- Das Komponent mit Wolframcarbid- oder Diamantfräse bearbeiten, laut Anweisungen des Maschinenherstellers.
- Während der Fräsung sollen Werkstück und Werkzeug mit Luft bzw. mit Wasserstrahl sauber gehalten werden.
- Das Werkstück mit Infrarotlampe oder mit Ofen trocknen.
- Vor dem Sinterungprozess prüfen, dass das bearbeiteten Teil unbeschädigt ist.
- Die keramische Struktur mit angemessenen Öfen sintern.
- Erst wenn der Ofen auf Raumtemperatur zurückgekehrt ist, die gesinterte Struktur aus dem Ofen entnehmen.
- Mit dem MICROCHECK-System und eindringenden, fluoreszierenden Flüssigkeiten prüfen, dass die gesinterte Strukturen rissfrei sind.
- Die keramische Struktur auf dem Vergleichsmodell prüfen, die Genauigkeit prüfen und – falls nötig – zweckmässige Änderungen unter Verwendung von Turbinen mit diamantbeschichteten, wassergekühlten Werkzeugen vornehmen.
- Falls nötig, die gesinterte Struktur mit Aluminiumoxid 60–100 nm Korngrösse und 1–2 bar Druck sandstrahlen.
- Die gesinterte Struktur mit Wasser hygienisieren. Keine Dampfstrahl-Turbine verwenden.
Die vorgesinterte Komponenten ZYTTRIA Z401 WHITE TRANSLUZENT, ZYTTRIA Z402 TRANSLUZENT EXTRA und ZYTTRIA COLOR Z sollen laut folgender Arbeitsfolge bearbeitet werden:
- Das Komponent in der Halterung der Fräsmaschine einsetzen.
- Fräsung unter Berücksichtigung der Endabmessungen der Struktur programmieren.
- Das Komponent mit Wolframcarbid- oder Diamantfräse bearbeiten, laut Anweisungen des Maschinenherstellers.
- Während der Fräsung sollen Werkstück und Werkzeug mit Luft bzw. mit Wasserstrahl sauber gehalten werden.
- Das Werkstück mit Infrarotlampe oder mit Ofen trocknen.
- Vor dem Sinterungprozess prüfen, dass das bearbeiteten Teil unbeschädigt ist.
- Die keramische Struktur mit angemessenen Öfen sintern.
- Erst wenn der Ofen auf Raumtemperatur zurückgekehrt ist, die gesinterte Struktur aus dem Ofen entnehmen.
- Mit dem MICROCHECK-System und eindringenden, fluoreszierenden Flüssigkeiten prüfen, dass die gesinterte Strukturen rissfrei sind.
- Die keramische Struktur auf dem Vergleichsmodell prüfen, die Genauigkeit prüfen und – falls nötig – zweckmässige Änderungen unter Verwendung von Turbinen mit diamantbeschichteten, wassergekühlten Werkzeugen vornehmen.
- Falls nötig, die gesinterte Struktur mit Aluminiumoxid 60–100 nm Korngrösse und 1–2 bar Druck sandstrahlen.
- Die gesinterte Struktur mit Wasser hygienisieren. Keine Dampfstrahl-Turbine verwenden.
Im biomedizinischen Fach wird das ZIRKONOXID (ZrO2) als der leistungsfähigeren Werkstoff für prothesische Restaurationen betrachtet. Das ZIRKONOXID – üblicherweise ZIRCONIA genannt – ist ein metal-free keramisches Oxyd, was nicht mit dem Zirconium (Zr) verwechselt werden darf, das stattdessen ein Metall ist.
Das Zirkonoxid ZrO2 wird aus dem Mineral Zirkoniumsilicat gewonnen, das sich in Lagerstätten befindet, die in Australien, Russland, USA, Indien und Südafrikagelegen sind, oder aus der Baddeleyte, deren Lagerstätten sich vorwiegend inSüdafrika und Sri Lanka befinden.
Die Rohstoff-Eigenschaften
Die Phasenumwandlungen sind umkerbar und beeinflussen die Werkstoffleistungen: diese sind sehr bescheiden in den monoklinen und kubischen Phasen. In der tetragonalen Phase sind die Werkstoffleistungen dagegen sehr interessant.
Die Umwandlung von tetragonal zu monoklin ist eine martensitische Umwandlung: während der Abkühlung, die tertragonale Struktur wandelt zu monoklin, mit einer Volumenausdehnung zwischen 3 und 5% über die Elastizitätsgrenze der Baddeleyte hinaus, wodurch Mikrorisse in der Struktur verursacht werden.
Dieser Mechanismus, der in erster Annäherung die Ursache einer negativen Auswirkung auf die Materialleistungen scheinen könnte, wird andererseits ausgenutzt, um sowohl die Festigkeit als auch die Zähigkeit zu steigern.
In der Tat, wenn unter Belastung Mikrorisse in der Keramik entstehen, die Zirkonoxidkristalle, die sich in unmittelbarer Nähe befinden, verformen sich zur monoklinen Struktur. Die Druckspannungen, die in der Nähe der Mikrorisse wegen Materialausdehnung entstehen, wirken stattdessen gegen der Ausbreitung der Risse.
Diese Riss-Sperrfunktionen sind diejenigen, die die hohen Werte der Festigkeit und der Bruchzähigkeit bestimmen.
Die Anwendung von Zirconoxid (ZrO2) im Medizinbereich datiert aus dem Jahr 1969, als dieser Werkstoff für die Herstellung von Hüftgelenk-Prothesen eingesetzt wurde. Als Alternative zum Einsatz von Titanium, Stahl oder Aluminiumoxid, der neue Werkstoff gewährleistete bessere Beständigkeit gegen Bruch und Korrosion, sowie eine sehr hohe Bioverträglichkeit, die durch die Tatsache bestätigt wurde, dass in vier Jahrzehnten kein Ausfall bei den rund 300.000 Patienten registriert wurde, die eine Hüftgelenk-Prothese aus Zirconoxid implantiert bekommen haben.
Für die Herstellung von Dental-Prothesen schon seit dem 18. Jahrhundert wurden keramische Werkstoffe eingesetzt. Es handelte sich um Werkstoffe, die im allgemeinen excellente esthätische Eigenschaften zeigten, aber keine verbreitete Anwendung in Zahnheilkunde gefunden haben wegen zu niedriger Festigkeit, die keine Bruchbeständigkeit gewährleistete. Das Porzellan wurde deshalb nur in Metallkomposite verwendet. Die Bedenken bezüglich der Verwendung von Metalle – bekanntlich mit niedriger Bioverträglichkeit – im Mundraum haben die Aufmerksamkeit auf andere “metal-free” Werkstoffe verlegt.
In den letzten Jahren hat sich das Zirkonoxid als hervorragendes Material für die Herstellung von Qualitäts-Zahnrestaurationen bestätigt, weil neben den hohen mechanischen Eigenschaften – Schlagbeständigkeit, Bruchfestigkeit, elastisches Modul – auch eine hohe biologische Verträglichkeit mit Zahnfleisch- bzw. Knockenstoff aufweist.
Grundlegend ist die Technologie gewesen, die es ermöglicht hat, die tetragonale Phase zu stabilisieren, und deshalb zu vermeiden, dass das Zirkonoxid bei Raumtemperatur die typische Phasenverformung erfährt (kristalline, monokline Struktur) und stattdessen die tetragonale Struktur auch nach der Kühlung bis zu Raumtemperatur weiter hält.
Die Teilstabilisierung des Zirkonoxides wird durch Zugabe von keramischen Oxide wie Yttriumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid oder Ceriumoxid erreicht.
Verwendet für Dentalanwendungen wird vor allem Zirkonoxid mit Yttriumoxid stabilisiert (ZrO2/Y2O3).
Stabilisiertes Zirkonoxid
Die Mindesteigenschaften für klinische Anwendungen des Zirconoxides werden von der EN-ISO Norm 13356 festgelegt:
| Chemische Zusammensetzung | Standard ISO Norm 13356:2008 |
| ZrO2 + HfO2 + Y2O3 | >99 % |
| Y2O3 | von 4,5 % bis 5,4 % |
| Hf2O3 | < 5 % |
| Al2O3 | < 0,5 % |
| Weitere Oxide | < 0,5 % |
Viele sind die Eigenschaften des mit Yttriumoxid stabilisierten Zirkonoxides (ZrO2/Y2O3), wonach es besonders geignet für die modernen Zahnheilkunde geworden ist:
- Beste Bioverträglichkeit
- Geringes spezifisches Gewicht
- Hohe ästhetische Eigenschaft, vor allem als Transluzenz
- Elastizität ähnlich wie bei Stahl
- Biegebeständigkeit (>1.000 MPa) mehr als doppel im Vergleich zu Stähle
- Druckbeständigkeit 4 mal höher im Vergleich zu Stahl
- Beste Bruchbeständigkeit, wonach Wandstärken dünner als 1 mm verwendet werden können, so dass längere Brücke, leicht und robust, hergestellt werden können (wobei 1 mm die unüberschreitbare Grenze bei Verwendung von Edellegierungen wie z.B. Gold-Platin ist)
- Hohe Beständigkeit gegen Säure und deshalb höhere Beständigkeit bei Berührung mit Essmitteln
- Durchsichtigkeit zu Röntgen-Strahlen und kein Magnetismus (Vorteile bei Untersuchungen wie RX, TAC, usw.).
Viele Faktoren beeinflüssen das Endergebnis. Obwohl Zirkonoxidgranulate untereinander chemisch sehr ähnlich sind, nach dem Vorbereitungsprozess können unterschiedlich mechanische bzw. optische Eigenschaften ausfallen.
Um ein gleichbleibendes Qualitätsniveau zu erreichen, erfordert das Fertigunsvervahren dieser Produkte eine hohe Spezialisierung, beginnend von der Vorbereitung und Kontrolle der Granulate.
CO.N.CE.P.T. verwendet die besten japanischen Pulvergranulate für die Fertigung der Halbfertigteile aus Zirkonoxid.
Jedes Los von Rohstoff wird zu strengen Eingangskontgrolle unterworfen, u.A.:
- Chemische Zusammensetzung
- Prüfung der Radioaktivität
- Streuung der Korngrösse
- Schwindungsprüfung
- Dichteprüfung