Cercon-Symposium: "Eine offene und kollegiale Diskussion, wie wir sie selten erlebt haben"

Experten aus Wissenschaft und Praxis im Zirkonoxid-Dialog
Zirkonoxid-Technologie (PresseBox) (Erbach, ) Zirkonoxid hat sich in der geringen Zeitspanne von sechs Jahren in der Zahnmedizin als eine routinemäßig eingesetzte Werkstoffoption etabliert. Inzwischen ist damit ein Punkt erreicht, zu dem sowohl Ergebnisse klinischer Studien mit längeren Laufzeiten sowie aussagekräftige Erfahrungen von Praktikern in größerer Zahl verfügbar werden. DeguDent nahm dies zum Anlass, Experten aus dem deutschsprachigen Raum für den 16./17. November 2007 zum Cercon-Symposium auf Schloss Reinhartshausen einzuladen. Zwischen den rund 90 Teilnehmern entspann sich eine lebhafte Diskussion um Aspekte wie Verarbeitung, Festigkeit und Langlebigkeit des Gerüstwerkstoffes Zirkonoxid sowie seiner Verblendsicherheit. Die klinische Bewährung dieses Werkstoffes und mögliche Strategien zur Steigerung seiner Anwendungssicherheit wurden erörtert.

Die Experten waren sich einig: Zirkonoxid hat sich in den vergangenen Jahren in Klinik und Praxis bewährt und stellt heute neben der klassischen Metallkeramik eine interessante Wahlmöglichkeit dar. Dies belegten die Referenten mit zahlreichen aktuellen Resultaten aus ihrer Forschung, wobei sie über Laboruntersuchungen ebenso wie über klinische Studien und Beobachtungen aus der Praxis niedergelassener Zahnärzte berichteten. Es waren zwei Tage dicht-gedrängter und geballter Information, begleitet von anregenden Diskussionsbeiträgen.

Unter den zahlreichen vorgestellten klinischen Studien umfasst z. B. die Tübinger Untersuchung einen Datenpool von insgesamt 85 Cercon-Restaurationen, die zwischen 2002 und 2007 eingesetzt wurden. Dr. Martin Groten fasste zusammen: "Bis heute kein Misserfolg, kein Ersetzen von Restaurationen – ein vielversprechendes Gerüstmaterial." Prof. Dr. Peter Rammelsberg, Universität Heidelberg, sah gemäß seinen Ergebnissen selbst bei großen Spannen eine ausreichende Festigkeitsreserve des Werkstoffs. Dr. Marc Schmitter, ebenfalls aus Heidelberg, trug die Resultate seiner Untersuchung von größeren Brücken mit 36 bis 47 Millimetern anatomischer Länge vor.

Die längsten Erfahrungen mit Zirkonoxidrestaurationen kann zweifellos die Universitätszahnklinik Zürich vorweisen, denn dort wurde der Cercon-Vorläufer DCM ("direct ceramic machining") entwickelt. Die aktuellen Ergebnisse der vor neun Jahren begonnenen Pilotstudie referierte PD Dr. Jens Fischer. Da in den Anfängen mit dieser Technik verfahrensbedingt allerdings keine streng anatomische Gerüstgestaltung vorgenommen werden konnte, schätzte Dr. Fischer aus eigenen in vitro-Untersuchungen ab, dass eine solchermaßen durchgeführte Konstruktionsform die Bruchlast um ca. 30% gesteigert hätte. Die Befestigung erfolgte mit unterschiedlichen Materialien, und es wurde damals eine experimentelle Verblendkeramik verwendet. Unter diesen aus heutiger Sicht ungünstigen Bedingungen sind die Resultate als Erfolg des DCM-Systems zu werten: Von 25 nachuntersuchten Brücken sind noch 18 in situ, wobei der Bruch einer fünfgliedrigen Brücke auf einen zu klein dimensionierten Verbinder (6,6 mm²) zurückzuführen war.

Die am weitesten reichende Langzeitstudie mit dem heutigen Cercon-System, wie es DeguDent in Zusammenarbeit mit der Zürcher Forschergruppe marktfähig gemacht hat, präsentierte Dr. Matthias Rödiger, Universität Göttingen. Es wurden bei 75 Patienten 99 Restaurationen eingesetzt und nach Beobachtungszeiten von 50 bzw. 38 Monaten insgesamt 7 Totalverluste (7 %) beobachtet, die jedoch in vielen Fällen auf "externe" Ursachen wie Kariesbildung nach langer Vermeidung eines Recalls durch die Patienten oder Wurzelfraktur zurückzuführen waren.

Untersuchungen zu Grenzfällen trugen Prof. Dr. Hans-Jürgen Wenz, (Freiendbrücken), Kiel, Prof. Dr. Lückerath (Bruxer), Bonn, und Dr. Paul Weigl (Teleskopbrücken, Keramikabutments), Frankfurt am Main ("Carolinum") vor. Prof. Lückerath konzentrierte sich in einer Studie auf die Versorgung von Patienten mit okklusaler Parafunktion mit dem Argument: "Wenn wir schon ein solches Supermaterial wie Zirkonoxid zur Verfügung haben, dann sollte es doch überall funktionieren, wo wir bisher Gold genommen haben." Es wurden allerdings nach längerer Tragezeit teils deutliche Aufrauungen an den Attritionsfacetten festgestellt, was den Referenten zu der Frage veranlasste, wie der Verblendkeramik eine höhere Festigkeit verliehen werden könne.

Prof. Wenz konnte bei seinem Vergleich keine Unterschiede zwischen der Überlebensrate von Freiendbrücken und "normalen" Brücken aus Zirkonoxid feststellen. Mit dem Zusammenspiel von Galvano-Sekundärkronen und Cercon-Primärkronen bei Teleskop-brücken führte Dr. Weigl eine außergewöhnliche, jedoch besonders in Frankfurt am Main bereits wohletablierte Restaurationsform vor. Wenige Voraussetzungen schaffen die Grundlage für den Erfolg: 2°-glatte Oberflächen an den Zirkonoxid-Primärkronen, das direkte Aufgalvanisieren des Reinstgoldes auf die Primärkronen unter Verwendung von Silberleitlack und schließlich die Verklebung im Mund des Patienten (nicht auf dem Meistermodell!).

Auf die speziellen Chancen der Cercon-Überpresstechnik wies Dr. Florian Beuer, München, hin. Nach ersten Ergebnissen einer klinischen Studie erweist sich diese Variante möglicherweise besonders resistent gegen Schäden an der Verblendkeramik.

Dr. Fischer stellte den klinischen Studien schließlich eine Meta-Analyse von 3.473 Artikeln zum Vergleich vollkeramischer und metallkeramischer Restaurationen zur Seite, von denen nach strengen Richtlinien 34 in die Endauswertung eingingen. Es sollte dabei die Erfolgsstatistik für metallkeramische und vollkeramische Restaurationen verglichen werden. In der Überlebensstatistik schnitt dabei VMK leicht besser ab.

Demgegenüber stellte Prof. Dr. Thomas Kerschbaum, Köln, ganz auf den niedergelassenen Zahnarzt ab, der nach einer alltagstauglichen Formel für den Erfolg seiner Zirkonoxidrestaurationen sucht. Dazu hat er über ein zahntechnisches Labor Zugriff auf die Patientenkarteien von drei Zahnarzt-Kunden erhalten und konnte damit fünf Jahre Praxiserfahrungen (2002-2006) mit Cercon auswerten. Bei den zahngetragenen Restaurationen registrierte Prof. Kerschbaum insgesamt 8 % Ausfälle, was er bei einem noch neuen Verfahren mit einem innovativen Werkstoff als durchaus in Ordnung bewertete – zumal die Gründe eher im Chipping als in etwaigen Gerüstbrüchen zu suchen seien. Dabei kann das Abplatzen der Verblendkeramik für den Frontzahnbereich und bei Brücken bis zu den Prämolaren sogar als vernachlässigbar angesehen werden. Zusammenfassend stellte Prof. Kerschbaum fest:

1. Verbinder und Kappen aus Zirkonoxid sind bruchfest, und wenn sie überhaupt einmal brechen, dann nicht lange nach der Eingliederung. Dies weist auf technische Fehler bei der Herstellung bzw. Präparation hin, die nicht dem Werkstoff oder dem System anzulasten sind. Darin liegt auch der Grund, dass diese Fälle bei klinischen Studien von der Auswertung ausgenommen werden und daher nicht als Ausfälle in der Statistik auftauchen.
2. Misserfolge dürften auch auf individuelle Fehler des behandelnden Zahnarztes zurückzuführen sein, wobei zurzeit noch unklar ist, an welcher Stelle des Behandlungsregimes diese liegen. Ein Kardinalfehler wäre jedoch ein Einschleifen ohne Wasserkühlung und der Verzicht auf eine anschließende Oberflächenpolitur.
3. Das Hauptaugenmerk aber liegt auf der zahntechnischen Gerüstgestaltung und der werkstoffgerechten Verarbeitung. Die verkleinerte anatomische Zahnform, für eine gleichmäßige Unterstützung der Verblendkeramik, ist hier "state of the art".

Von einer klinischen Studie zur Bewährung keramischer Abutments und Suprastrukturen, durchgeführt in der eigenen Praxis, berichtete Dr. Sven Rinke, Klein-Auheim, der darüber hinaus übrigens die gesamte Veranstaltung gekonnt moderierte. Lediglich bei einer einzigen und zudem überlangen Krone frakturierte einmal eine der Aufbauten. Insgesamt fasste Dr. Rinke seine Erfahrung aus 648 nachuntersuchten Cercon-Kronen so zusammen: "Gerüstbrüche sind bei deren regelrechter Gestaltung in der klinischen Praxis nicht zu erwarten. Die Haltbarkeit der Verblendung wird durch eine reduzierte anatomische Gerüstform sowie ein adäquates Einschleifen und anschließendes Polieren positiv beeinflusst.

Eine innovative Möglichkeit, eine Dezementierung oder ein Abplatzen der Verblendkeramik besonders sicher zu verhindern, stellte Prof. Dr. Albert J. Feilzer, Amsterdam, vor: SIE ("selective infiltration etching"). Dabei wird die Oberfläche des Zirkonoxids innerhalb von zwei Minuten bei 700 °C mit Siliciumdioxid (1 bis 5 µm Schichtdicke) verstärkt und somit etwaige Festigkeitsunterschiede zwischen dem Materialinneren und der Oberfläche ausgeglichen, ohne die guten Eigenschaften der Keramik – insbesondere den "automatischen Rissstopp" – zu gefährden. Dieses Verfahren führt zu einem besseren Halt der Verblendkeramik und wird insbesondere für die Anwendung bei Zirkonoxidimplantaten sowie bei Inlaybrücken und allgemein bei minimalinvasiven Präparationen empfohlen.

Haltbarkeit, Belastbarkeit und Erfolg von Zirkonoxidrestaurationen in situ lassen sich bei einem neuen Werkstoff selbstverständlich (noch) nicht über zehn, zwanzig Jahre durch klinische Studien belegen. Umso interessanter erscheinen naturnahe Kausimulatorexperimente, wie sie Prof. Dr. Michael Behr und Martin Rosentritt, beide Regensburg, und Prof. Dr. Klaus Ludwig, Kiel, vorstellten. Der einfache in vitro-Bruchversuch kann naturgemäß nur ein Ranking verschiedener Werkstoffe liefern, aber keine Rückschlüsse auf die Überlebensrate von Restaurationen. Dabei hilft das Kausimulatorexperiment, das seinerseits unter Einbeziehung klinischer Daten validiert werden muss. Dann jedoch eignet sich dieses Verfahren hervorragend, um Alterung und Langzeitverhalten nach mehrjähriger Tragezeit vorherzusagen. Bei den Überprüfungen in Regensburg stellte sich heraus: Zirkonoxidgerüste erlauben eine langjährige gute Prognose, wobei, zumindest bei Molarenkronen, kein Unterschied zwischen adhäsiver und konventioneller Befestigung festzustellen ist. Die Verblendungen zeigen theoretische Überlebensdauern von zehn Jahren; längere Zeiten wurden bislang nicht simuliert. Darüber hinaus zeigte sich unter Verwendung des so genannten Alamar blue Assay, eines bakteriologischen Tests aus der Landwirtschaft, dass die geringe Bakterienanhaftung auf Zirkonoxidoberflächen auch für deren Verblendungen erzielt wird. Damit ist ein wesentlicher Vorteil dieser Keramik gegenüber alternativen Werkstoffen (auch Gold) abgesichert.

Prof. Behr hat dreigliedrige implantatgetragene Zirkonoxidbrücken (u.a. Cercon base, verblendet mit Cercon ceram kiss) im praxisnahen Kausimulatorexperiment auf ihre Dauerfestigkeit überprüft und dabei sowohl Titanabutments als auch Keramikabutments eingesetzt. Als "worst-case-Szenario" wurde die zyklische Wechsellast im Dreipunkt-Biegeversuch exzentrisch eingeleitet. Die Gerüste hielten problemlos Stand. Eine Kausimulator-Studie mit dreigliedrigen Cercon-Brücken, die adhäsiv auf elastisch gelagerte Metallzähne zementiert waren, hat Prof. Ludwig durchgeführt. Ergebnis: Verbinder mit 9 mm² Durchmesser bieten ausreichend Sicherheit. Noch kleinere Verbinder werden jedoch aufgrund der statistisch errechneten schlechteren Prognose nicht empfohlen.

Mit der Frage, was von der Anfangsfestigkeit bei Keramiken nach einer gewissen Tragezeit übrig bleibt, befasst sich Prof. Dr. Joachim Tinschert, Aachen, bereits seit Anfang der 90er. Dabei können Modellrechnungen nach der Finite-Elemente-Methode eine große Hilfe sein. "Seien Sie dabei aber kritisch!" betonte Prof. Tinschert. "Die Computersimulation gibt uns zwar die Möglichkeit, verschiedene Designs von Restaurationen am Bildschirm zu testen – genau so wie es in der Automobilindustrie üblich ist. Allerdings bleiben bei bloßer Verwendung von DIN-Werten Oberflächenfehler und Alterungseffekte unberücksichtigt. Daher müssen die Computermodelle zunächst anhand klinischer Daten und unter Einbeziehung der tatsächlichen Oberflächenfestigkeiten angepasst werden. Ein interessantes aktuelles Ergebnis der Studien betrifft speziell Inlaybrücken: Entgegen dem Gefühl kommt es bei ihnen nicht so sehr auf eine starke Ausführung der Inlay-Anker an; das Augenmerk ist stattdessen voll auf die Verbinder zu richten. Klinisch sei von der Verwendung selbstätzender Bonder abzuraten, so Prof. Tinschert. Er bevorzugte statt dessen ein klassisches Ätzen und Vorkonditionieren des Zirkonoxidgerüsts gemäß dem Verfahren von Prof. Kern, Kiel.

Die mathematisch anspruchsvollen Grundlagen für alle Kalkulationen rund um die dargelegten Studien erläuterte Prof. Rudolf Marx, Aachen. Festzuhalten bleibt: Die Bruchzähigkeit stellt eine Werkstoffeigenschaft dar, während die Biegefestigkeit zusätzlich Aufschluss über die angemessene Verarbeitung gibt. Werden etwa verfahrensbedingt etwaige Fehlstellen zurückgedrängt, lassen sich selbst bei relativ kleinen Bruchzähigkeiten hohe Biegefestigkeiten aus dem Material "herausholen". Kommt es doch einmal zum Bruch, so lässt sich nach Prof. Marx immerhin nachträglich feststellen, wie groß die Beanspruchung gewesen ist, die dazu geführt hat. Dazu legt man kreisförmig um die Fehlstelle im Material einen so genannten Bruchspiegel ("mirror"), die Grenze zwischen unterkritischem Risswachstum (im Kreisinnern) und Rissverzweigung (sog. Hackle-Bereich). Aus dem Radius (sog. Spiegelparameter) und der in vitro-Biegefestigkeit lässt sich nun die Bruch auslösende Spannung errechnen.

Für den Gastgeber umrissen DeguDent-Geschäftsführer Dr. Alexander Völcker, Dr. Udo Schusser, Leiter Forschung und Entwicklung, und Dr. Lothar Völkl, Leiter Entwicklung und Anwendungstechnik bei DeguDent, den aktuellen Stand der Zirkonoxid-Technologie und blickten voraus auf kommende Erweiterungen. "Zirkonoxid hat seine moderne Werkstoffkarriere 1975 begonnen, ist jedoch zunächst als Motorblockkomponente gescheitert", begann Dr. Völcker seinen historischen Rückblick. "Das lag aber zum größten Teil an der schwierigen Verarbeitung. Die moderne Computertechnik hat dies grundlegend verändert, dennoch handelt es sich in der Zahnheilkunde um ein junges Material – und dies gibt stets Anlass, sich damit zu beschäftigen. Rund 2,5 Millionen Zahneinheiten sind uns dafür ein großer Ansporn." Dr. Schusser gab unumwunden zu, dass er als Werkstoffwissenschaftler im Jahre 2001 die Aussichten von Zirkonoxid äußerst zurückhaltend bewertet hätte. "Die Kombination aus hoher Oberflächenenergie und geringer Korngröße schafft derartige Triebkräfte für die Kompaktierung des Pulvers, dass die ansonsten nötigen hohen Drücke bei Zirkonoxid nicht benötigt werden", führte er aus.

"Innovationen erwachsen nun immer häufiger aus der Anwendung", erläuterte Dr. Völkl. So wie sich in der Vergangenheit andere zahntechnisch-zahnmedizinsche Disziplinen aus dem Alltag heraus weiterentwickelt haben, findet dies aktuell auch für die Anwendungsbreite von Zirkonoxid statt.

DeguDent hat schon viele Anregungen von den Cercon-Praktikern aufgegriffen, sei es zur Weiterentwicklung der virtuellen Gestaltungsmöglichkeiten von Gerüsten über das CAD-Modul Cercon art oder durch die Idee zur Herstellung eines individuellen Abutments aus Zirkonoxid, welches im Bereich seines Interfaces zum Implantat von DeguDent konfektioniert wird und im oberen Teil zahntechnisch individualisiert werden kann. Ab dem 1. Quartal 2008 wird dies als Cercon base XiVE erhältlich sein. Ein weiteres Beispiel für diese Entwicklung sind auch die Kunststoffrohlinge Cercon base cast, aus denen nach virtueller Modellation Gießgerüste für die Gusstechnik entstehen. Das Cercon-System bietet zudem die Möglichkeit, über die DeguDent Compartis Netzwerkfertigung Gerüste – neben Zirkonoxid – auch in Titan oder in Kobalt-Chrom zu bestellen.

Zirkonoxid hat die dentale Welt verändert und wird es weiterhin tun. Selten sind so viele Detailinformationen dazu zusammengetragen und so intensiv diskutiert worden wie beim diesjährigen Cercon-Symposium am 16./17. November.

Am Schluss der Veranstaltung bedankte sich Prof. Koeck spontan unter Applaus im Namen der rund 90 Gäste für die gelungene Veranstaltung: "Das war eine offene und kollegiale Diskussion, wie wir sie selten erlebt haben. Das war toll. Das war richtig schön."

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