Vollkeramik ist das Material der Wahl für indirekte Restaurationen, da die verschiedenen Keramiken sowohl die ästhetischen als auch die funktionellen Anforderungen an Zahnrestaurationen im Front- und Seitenzahnbereich erfüllen. Darüber hinaus gelten Keramiken als eine der biokompatibelsten Materialklassen. Hier wird eine Studie beschrieben, in der das Abrasionsverhalten von Lithiumsilikat-Keramiken untersucht wurde.
Vollkeramik und die Gruppe der Silikat-Keramiken: Je nach Art ihrer Verstärkung können Silikat-Keramiken in leicht (Feldspat/Leuzit) und stark verstärkte Keramiken (Lithiumsilikat) eingeteilt werden. Diese Keramiken werden typischerweise für die Herstellung von Einzelzahn-Restaurationen wie Teil- und Vollkronen, Inlays, Onlays und Veneers eingesetzt.
Für subtraktive Fertigungstechniken gilt es zu unterscheiden zwischen:
- Lithiumdisilikat-,
- Lithiummetasilikat-,
- Lithiumaluminasilikat- und
- Lithiumdi-/aluminasilikat-Keramiken.
Lithiumdisilikat-Keramiken im Fokus
Die Lithiumdisilikat-Keramiken sind am längsten auf dem Markt und wurden bereits umfassend untersucht. Alle diese Keramiken werden teilweise unterschiedlich verarbeitet. Sie sind als vorkristallisierte bzw. vollständig kristallisierte CAD/CAM-Blöcke erhältlich (Weitere Informationen im Werkstoffkunde-Kompendium „Dentale Keramiken“; kostenfrei für Mitglieder im EADT e.V.). Nach dem Fräsen müssen die vorkristallisierten Blöcke kristallisiert werden, um ihre endgültigen Eigenschaften zu erhalten. Vollständig kristallisierte Blöcke hingegen müssen gut poliert werden, um sicherzustellen, dass keine Mikrorisse auf der Oberfläche vorhanden sind. Diese könnten dazu führen, dass das Material vorzeitig bricht. Eine weitere Option ist das Glasieren, das zusammen mit der Individualisierung mittels Malfarben erfolgen kann. Dieses Verfahren kann sowohl bei vorkristallisierten als auch bei vollständig kristallisierten Keramiken angewendet werden. Die zusätzliche Glasur schließt theoretisch die Mikrorisse innerhalb der keramischen Masse und verhindert somit hauptsächlich das Wachstum von subkritischen Rissen. Restaurationen aus Lithiumsilikatkeramik werden hauptsächlich monolithisch ohne Verblendung verwendet.
Verschleiß wird als Materialverlust von einer Restaurationsfläche definiert, verursacht durch mechanischen Kontakt gegen einen festen oder flüssigen Körper, chemische Reaktionen oder gleichzeitige Wirkung von chemischen und mechanischen Reaktionen. Die Härte und Dicke des Schmelzes sowie das Kauverhalten in Kombination mit parafunktionellen Gewohnheiten und neuromuskulären Kräften beeinflussen den klinischen Verschleiß. Das Antagonistenmaterial ist ebenso entscheidend. Antagonisten mit geringerer Härte weisen höhere Materialverluste auf als härtere Antagonisten. Daher zielte die hier vorgestellte Studie darauf ab, den Zweikörper-Verschleiß (two-body wear) von Lithiumsilikat-Keramiken in Abhängigkeit von verschiedenen Antagonistenmaterialien zu untersuchen.
In-vitro-Untersuchung
Die hier vorgestellte Studie zielte darauf ab, den Zweikörper-Verschleiß (two-body wear) von Lithiumsilikat-Keramiken in Abhängigkeit von verschiedenen Antagonistenmaterialien zu untersuchen.
Es wurden drei Lithiumsilikat-Keramikmaterialien untersucht:
- Initial LiSi Block (LISI), GC Corporation, Tokio, Japan,
- IPS e.max CAD (EMA), Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein,
- CEREC Tessera (TESE), Dentsply Sirona Inc., Charlotte NC, USA.
Aus den Werkstoffen sind formkongruente monolithische Kronen gefräst und sorgfältig poliert worden. Die Stumpfmodelle wurden aus einem glasfaser-verstärkten CAD/CAM-Block ((TRINIA, Bicon Europe Ltd., Büchenbeuren, Deutschland, E-Modul: 19 GPa) gefräst und korundgestrahlt. Die Innenflächen der Lithiumsilikat-Keramikkronen wurden 20 Sek. lang mit Flusssäure geätzt und anschließend mit Alkohol in einem Ultraschallbad gereinigt. Die Kronen wurden mit G-Multi PRIMER (GC Europe) konditioniert und mit einem selbstadhäsiven Befestigungskomposit (G-Cem ONE, GC Europe) befestigt.
Zweikörper-Verschleiß
Die Studie untersuchte den Zweikörper-Verschleiß von einem vollständig kristallisierten und einem vorkristallisierten Lithiumdisilikat-Keramikmaterial sowie einer vorkristallisierten Lithiumdi-/aluminasilikat-Keramik und verglich diese mit einem direkten Füllungsmaterial sowie menschlichen Zähnen. Verwendet wurden unterschiedliche Antagonistenmaterialien wie Steatit, Keramik und menschlicher Zahnschmelz.
Die Ergebnisse zeigten, dass LISI-Restaurationen nach einer simulierten Kaubewegung über fünf Jahre den geringsten In-Vitro-Zweikörper-Verschleiß unter den drei Lithiumsilikat-Materialien aufwiesen. Interessanterweise hing der Abrieb der LISI-Restaurationen nicht vom Antagonistenmaterial ab. Einer der Hauptunterschiede zwischen LISI und den anderen beiden Lithiumsilikat-Materialien liegt in ihrem Kristallisationszustand während des Fräsens.
Schlussfolgerung
Im Allgemeinen bestehen Lithiumsilikat-Keramiken aus Li2Si2O5-Kristallen, die in einer Glasmatrix eingebettet sind. EMA, der erste Lithiumdisilikat-Keramikblock für subtraktive Fertigung, wird in einem intermediären kristallinen Zustand („blauer Zustand“) verarbeitet, bei dem Lithiummetasilikat (Li2SiO3) einen bestimmten Anteil der Lithiumsilikat-Kristalle ausmacht. Das Schleifen von Keramiken in ihrem vorkristallisierten Zustand ist eine elegante Methode für eine verbesserte Schleifeffizienz und einen reduzierten Verschleiße der Werkzeuge. Die endgültigen mechanischen und ästhetischen Eigenschaften der Restauration werden nach einem Kristallisationsbrand erreicht, in dem Lithiummetasilikat in Lithiumdisilikat-Kristalle umgewandelt wird. In dieser Studie wurden die Restaurationen aus EMA- und TESE-Blöcken kristallisiert, während die LISI-Restaurationen nach dem Schleifen kein zusätzliches Brennverfahren durchliefen. Das Material LISI ist eine neue Art von Lithiumdisilikat-Keramik, die in einem vollständig kristallisierten Zustand verarbeitet werden kann. Des Weiteren weist das Material laut Hersteller kleinere Kristallgrößen auf, was einer der wesentlichen strukturellen Unterschiede im Vergleich zu älteren CAD/CAM-Lithiumdisilikat-Keramiken wie EMA darstellt.