Knochen und Zähne, die harten Gewebe des menschlichen Körpers, haben eine anorganische Komponente. Die anorganische Komponente besteht hauptsächlich aus Hydroxylapatit (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , HA). In den meisten Fällen sind sie auch eine organische Komponente, die meistens Kollagen ist.
Zahnschmelz, die äußere Zahnschicht, ist das härteste Material des Körpers und so ist es nicht verwunderlich, dass es zu etwa 92 % aus Hydroxylapatit besteht.
Darum geht´s
Die orale Umgebung und Anforderungen
Zähne funktionieren in einer der unwirtlichsten Umgebungen des menschlichen Körpers. Sie unterliegen größeren Temperaturschwankungen als die meisten anderen Teile und meistern die Kälte von Eis (0°C) bis hin zu heißem Kaffee und Suppen. Sie treffen auch auf pH-Änderungen im Bereich von 0,5 bis 8. Hinzu kommen die Belastungen, die mit dem Kauen verbunden sind, wobei die zyklischen Belastungen von 20 bis etwa 100 MPa variieren können.
Anforderungen an Dentalmaterialien
Während Dentalmaterialien in der oben beschriebenen Umgebung stabil sein und den Belastungen beim Kauen standhalten müssen, müssen Dentalmaterialien einem weiteren Kriterium, der Ästhetik, genügen. Da die Gesellschaft immer selbstbewusster wird, müssen alle zahnmedizinischen Materialien, die an sichtbaren Stellen verwendet werden, Farbe und Transluzenz so nahe wie möglich an den natürlichen Zähnen haben.
Geschichte der Dentalkeramik
Dentalkeramik wurde erstmals vor etwa 225 Jahren verwendet. Die erste Anwendung waren Porzellanprothesen. Interessanterweise wird Porzellan in der Zahnheilkunde immer noch sehr häufig verwendet.
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Aktuelle Anwendungen von Keramik in der Zahnheilkunde umfassen Füllungen, Kronen, Veneers, Implantate und Zahnbrackets.
Füllungen
Traditionell wurden Füllungen aus Silber/Zinn/Quecksilber-Amalgamen hergestellt. Füllungsmaterialien auf Harzbasis gewinnen jedoch aus gesundheitlichen und ästhetischen Gründen schnell an Popularität.
Diese Harze sind normalerweise mit 35-85% keramischen Füllstoffen wie Silikatgläsern, kolloidalem Siliziumdioxid oder Quarz gefüllt. Trotz der Vorteile der Verwendung von keramikgefüllten Harzen können diese Materialien beim Auftragen auf Kauflächen verschleißanfällig sein.
Aus diesem Grund werden auch vollkeramische Inlays, Onlays und Kronen immer beliebter. CAD-CAM-Systeme werden auch immer beliebter und ermöglichen es Zahnärzten, Zahnkeramik-Rohlinge individuell zu bearbeiten und in derselben Sitzung zu brennen. Geeignete Materialien für diese Anwendung sind:
• Leuzitverstärktes Feldspatporzellan
• Aluminiumoxid mit kontinuierlich miteinander verbundener Porosität, infiltriert mit Lanthan-Aluminosilikatglas, nach der Bearbeitung, um Transluzenz zu erzielen
• Glasinfiltrierter poröser Spinell
• Glasinfiltriertes poröses Zirkonoxid
Kronen und Veneers
Auf Metall geschmolzene Porzellanmaterialien (PFM) machen etwa 75 % aller Kronen in einem Markt aus, der allein in den USA etwa 30 Millionen Kronen verbraucht. Das verwendete Porzellan ist ein Feldspatporzellan. Das Porzellan enthält unterschiedliche Mengen an kristallisiertem Leuzit. Die Menge an kristallisiertem Leuzit beeinflusst Eigenschaften wie Festigkeit und Wärmeausdehnung. Die Wärmeausdehnung ist bei der Herstellung von Keramik-Implantaten von entscheidender Bedeutung, um Risse in der Keramik zu vermeiden, die während der Herstellung oder im Betrieb zu einem Versagen führen könnten.
PFM-Materialien werden auch für Veneers verwendet, um beschädigte Frontzähne und Kronen abzudecken, obwohl bei einigen Kronen Keramikkerne verwendet werden. Alle Keramikkronen werden normalerweise mit Porzellan überzogen, damit Farbe und Transluzenz aufeinander abgestimmt werden können.
Zahnimplantate
Zahnimplantate werden als Alternative zu Brücken verwendet, wenn ein Zahn verloren gegangen oder entfernt wurde. Diese bestehen ebenfalls aus PFM, wobei ein biokompatibler Metallstift aus einem Material wie Titan im Kieferknochen verankert und die Porzellankrone auf dem Stift befestigt wird.
Der Metallstift kann auch mit Hydroxyapatit beschichtet werden, um die Knochenhaftung und schnelle Osseointegration zu unterstützen. Aus dem gleichen Grund werden manchmal auch Bioglaspfosten für diesen Zweck verwendet.
Die jüngste Anwendung von Keramik in der Zahnheilkunde sind kieferorthopädische Brackets. Die Entwicklung und Nachfrage nach diesen Artikeln wurde ausschließlich von der Ästhetik getrieben. Polykristallines Aluminiumoxid ist das Material der Wahl für diese Anwendung.
