26.05.2009 | Allgemeine Zahnheilkunde

Zirkonoxid-Verblendkeramiken: Mit voller Rechenkraft gegen das Abplatzen

Mit Hilfe einer rechenaufwendigen Computersimulation ist es gelungen, eine wesentlich erhöhte Sicherheit bei der Verarbeitung von Zirkonoxid-Verblendkeramiken zu erreichen. Speziell für Cercon base und Cercon ceram Kiss hat der Hersteller DeguDent in Zusammenarbeit mit den Universitäten Aachen und Heidelberg ein neues Abkühlprozedere etabliert. Es senkt das Risiko von Abplatzungen nach Angaben des Herstellers auf die bei Metallkeramikarbeiten übliche Quote [1].  

Um diese Fortschritte erzielen zu können, musste eine extrem aufwändige Computersimulation durchgeführt werden. Zur Simulation der Zug- und Druckspannungen wurde die sogenannte Finite-Elemente-Methode eingesetzt. Dabei teilt man einen komplexen Körper in Untervolumina auf und berechnet die Spannungen an den Knotenpunkten. Berechnet wurde ein speziell auf die Zahntechnik zugeschnittenes Drei-Schicht-Modell. Dabei erwiesen sich ein Zahn oder eine Restauration als ein komplexeres System als zum Beispiel ein Auto im Crash-Test: Während man beim Auto näherungsweise mit nur einem Werkstoff rechnen muss, sind es bei einer Restauration mindestens drei verschiedene Schichten: Gerüst, Liner und Dentin. Der Rechenaufwand sprengte die Rechenkapazität der Aachener Maschinenbau-Fakultät - man musste das Datenmaterial ins zentrale Universitäts-Rechenzentrum einspeisen.  

Die Berechnung an der RWTH Aachen ergab, dass mögliche Abschilfe­rungen („Chipping“) durch eine überhöhte Zugspannung im Abkühlprozess verursacht werden können. Die Abkühlphase einfach „nach Bauchgefühl“ zu verlängern führt aber nicht zum Ziel. Stattdessen gibt es spezifische Haltetemperaturen und Kühl-geschwindigkeiten in den dazwischen liegenden Phasen. Zwar gilt es, die Zugspannungen in der fertigen Brücke zu minimieren. Zusätzlich ist jedoch darauf zu achten, dabei die Druckspannungen nicht zu stark zu verringern, da hohe Druckspannungen die Verblendkeramik schützen. Beides zusammen erreicht man nur mit einem sehr genau berechneten Abkühlschema.