PAEK ≠ PAEK: Wo liegen Unterschiede und für welche Indikationen sind die...

PAEK ≠ PAEK: Wo liegen Unterschiede und für welche Indikationen sind die Materialien geeignet?

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Eines der Hauptforschungsgebiete des Werkstoffkundeteams der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik an der LMU München liegt auf den Werkstoffen der Polyaryletherketone (PAEK). In diesem Artikel wird ein kurzer, aktueller Überblick zu den Materialien gegeben.

Die Materialgruppe der Polyaryletherketone (PAEK) wird den Hochleistungsthermoplasten zugeordnet, die seit einiger Zeit an Interesse als Restaurationsmaterial in der Zahnmedizin gewinnen. PAEK-Werkstoffe sind teilkristalline Polymere. Sie zeichnen sich durch hohe mechanische sowie gute chemische Eigenschaften aus und sind frei von Restmonomeren. Aufgrund ihrer Biokompatibilität gelten PAEK-Werkstoffe als hervorragende Alternative zu metallischen Versorgungen.

Grafische Übersicht: Gliederung von PAEK
Grafische Übersicht: Gliederung von PAEK

Gliederung der Werkstoffe

Derzeit ist Polyetheretherketon (PEEK) bekanntester Vertreter der PAEK-Werkstoffe in der Zahnmedizin. Zusätzlich zu PEEK gibt es weitere Material-Modifikationen. Diese unterscheiden sich durch eine Variation der funktionellen Gruppen in der Polymerkette. Hierdurch können die Eigenschaften des Werkstoffes verändert und beliebig eingestellt werden. Somit ist PAEK also nicht gleich PAEK. Im Vergleich zu PEEK ist das Polyetherketonketon (PEKK) aus nur einer Ether- und zwei Ketongruppen aufgebaut. Dadurch wird das Polymer zwar geringfügig steifer, wobei sich aber die optischen und die chemischen Eigenschaften weiterhin stark ähneln. Für beide Modifikationen ergeben sich zahlreiche Indikationsbereiche, z. B. Kronen- und Brückengerüste, Prothesenbasen und -klammern, Implantat-Abutments und Teleskope.

Material-Varianten: Was ist was?

PEEK wird von diversen Herstellern in unterschiedlichen Qualitäten angeboten. Um den ursprünglich gräulich-opaken Farbton für den Einsatz in der Zahnmedizin zu optimieren, wurden Titanoxide (TiO2) als Füllstoffpartikel eingesetzt. Diese haben zusätzlich einen positiven Effekt auf die mechanischen Eigenschaften. Ungefülltes (reines) PEEK wird hauptsächlich für herausnehmbaren Zahnersatz verwendet. Gefüllte Materialien kommen auch für festsitzende Restaurationen in Frage. Aktuell werden neben reinen PEEK-Materialien auch Materialien mit einem TiO2-Füllstoffgehalt von 20 bis 30 Gew.% eingesetzt. Die Farbe der Produkte variiert von grau über perlweiß bis zu hellgelb. Ganz neu werden rosafarbene Materialien für die Gingivaanteile angeboten.

PEKK hingegen wird derzeit nur von einem Hersteller angeboten, der Firma Cendres+Métaux SA mit dem Produkt Pekkton ivory. Zur Optimierung der mechanischen Eigenschaften ist das Material ebenfalls mit TiO2 gefüllt. Pekkton ivory enthält zirka 10 Gew. % TiO2 und zeichnet sich optisch durch einen leicht gräulichen Charakter aus. Der Werkstoff ist in Bezug auf Duktilität für verschiedene Indikationen angepasst und variiert im Verhältnis der kristallinen sowie amorphen Anteile.

Verarbeitung

Um die PAEK-Werkstoffe möglichst vielseitig verarbeiten zu können, ist PEEK und PEKK in unterschiedlichen Darreichungsformen erhältlich. Vorgefertigte Ronden ermöglichen die CAD/CAM-gestützte Herstellung von Restaurationen. Als Granulat oder Pellets unterschiedlicher Größe kann das Material in entsprechenden Pressöfen verarbeitet werden. Es ist zu beachten, dass das Pressen der Materialien die mechanischen Eigenschaften beeinflusst und zu einer steigenden Duktilität führt.

Produktvielfalt

PAEK PEEK Werkstoffkunde Zahntechnik
PAEK-Materialien in verschiedenen Farbtönen für die Press- sowie CAD/CAM-Technologie

Die ersten PAEK-Werkstoffe wurden 1978 entwickelt. Seit 1998 sind sie kommerziell verfügbar. Längste Kompetenz bei PAEK-basierten Werkstoffen in der Zahnmedizin hat die bredent group. Im Jahr 2006 wurde mit dem Werkstoff BioXS (Verarbeitung: Thermopress-System) das erste PEEK-basierte Material auf den Markt gebracht. Das Material wurde weiterentwickelt und 2012 von BioHPP (Verarbeitung: for2press-System) ersetzt. Im Jahr 2011 hat nt-trading mit Dentokeep die ersten PEEK-basierten Blanks (Verarbeitung: CAD/CAM) für permanenten Zahnersatz auf den Markt gebracht. 2013 zog bredent mit breCAM BioHPP, Zirkonzahn mit Tecno Med und Tecno Med Mineral sowie 2014 Merz Dental mit PEEK BioSolution nach. Mittlerweile werden PAEK-Werkstoffe von vielen Firmen als Rohlinge vertrieben. Die Firma Juvora bietet seit 2012 den PEEK-basierten Werkstoff innoBlanc medical PEEK der Firma Invibio Biomaterial Solution (zehnjährige Erfahrung bei Humanimplantaten) als CAD/CAM-Rohling an. Diese Rohlinge werden heute auch von Siladent, Teamziereis und Schütz Dental vertrieben.

Hinweis: Die PAEK-Werkstoff-Palette wird täglich größer. Daher erheben wir keinen Anspruch auf Vollständigkeit und Aktualität. Die Recherche wurde nach bestem Wissen und Gewissen vorgenommen.

Autorin: A. Kieschnick, Berlin (www.annettkieschnick.de)