Fachbericht
Themen & Materialien
10.04.24
Die sichere Bank unter den Materialien
Inlays, Onlays und Kronen aus Lithium(di)silikat
Glasphase, Inlay, kristalline Phase, Krone, Lithiumdisilikat
Mit einer Kombination aus modernen Nanohybrid-Kompositen und Adhäsivsystemen kann fast jeder Zahn minimalinvasiv und direkt restauriert werden. Ist der Defekt jedoch so ausgedehnt, dass mit einer direkten adhäsiven Restauration kein ausreichender Approximalkontakt hergestellt werden kann oder die funktionelle Gestaltung der Kaufläche und der Höcker nur suboptimal gelingen, sind Inlays, Onlays und Kronen aus Lithium(di)silikat-Keramik eine ideale Lösung.
Mit Ausnahme der Oxidkeramiken bestehen die meisten Dentalkeramiken aus einer Glasphase und einer kristallinen Phase.
Die Glasphase: Sie ist entscheidend für die Ästhetik des Materials. Sie verleiht dem Werkstoff seine zahnähnliche Farbe und Transparenz. Aufgrund der amorphen Struktur hat die Glasphase eine relativ geringe Festigkeit und Bruchzähigkeit. Die Festigkeit einer Glaskeramik resultiert aus der kristallinen Phase. Bei Glaskeramiken entsteht die kristalline Phase durch ein gezieltes Temperieren des Glases.
Die kristalline Phase: Sie verleiht dem Material die nötige Bruchzähigkeit, um den Kaukräften zu widerstehen. Daher sind die mechanischen Eigenschaften der Keramik umso besser, je höher der Anteil der kristallinen Phase ist [12]. Die Kristallite streuen das einfallende Licht und lassen das Material opaleszent erscheinen. Das Zusammenspiel aus transluzenter Glasphase und opaleszenter kristallinen Phase ergibt die zahnähnliche Ästhetik und die mechanische Widerstandskraft einer Glaskeramik.
Dentale Glaskeramiken wie Leuzit (z. B. Initial LRF, GC; IPS Empress Press oder CAD, Ivoclar Vivadent) oder Feldspat (z. B. Vita blocs Mark II, Vita Zahnfabrik) haben einen Kristallitgehalt von etwa 40 Vol.-% [8]. Sie sind aufgrund ihrer hohen Transluzenz sehr ästhetisch und besitzen eine relativ niedrige Bruchzähigkeit [4]. Verstärkte Glaskeramiken, wie Lithium(di)silikat-Keramiken weisen einen deutlich höheren Kristallitgehalt von ca. 70 Vol.-% und damit eine deutlich höhere Bruchzähigkeit im Vergleich zu Feldspat- und Leuzitglaskeramiken auf [4]. Aufgrund dieser höheren Bruchzähigkeit und einer zahnähnlichen Ästhetik sind Lithium(di)silikat-Keramiken allgemein das Material der Wahl für:
- Vollkronen im Prämolaren-, Molaren- und Frontzahnbereich
- Inlays
- Onlays
- Overlays
Im Einzelnen müssen Zahnärzte die vom Herstellenden freigegebenen Indikationen beachten. Die gegenüber Leuzit- und Feldspatkeramik überlegenen mechanischen Eigenschaften von Lithium(di)silikat-Keramiken sind nicht nur auf den höheren Kristallitgehalt, sondern auch auf die Mikrostruktur der Kristallite zurückzuführen. Diese Glaskeramik enthält längliche Kristallite aus Lithiumsilikat (Li2SiO3) und Lithiumdisilikat (Li2SiO5) (Abb. 1), die miteinander verkeilt sind und eine Gesamtmikrostruktur bilden, die das Wachstum potenzieller Risse durch Ablenkung um die Kristallite herum verhindert [3]. Dies spiegelt sich auch im klinischen Alltag wider: Teilkronen aus gefräster Lithium(di)silikat-Keramik weisen signifikant höhere Überlebensraten auf als Teilkronen aus gefräster Leuzitkeramik [2].
Je nach Hersteller sind Lithium(di)silikat-Keramiken als Presskeramik-Ingot (z. B. Initial LiSi Press, GC) oder als CAD/CAM-Block (z. B. Initial LiSi Block, GC; Cerec Tessera, Dentsply Sirona oder IPS e.max CAD, Ivoclar) erhältlich (Abb. 2). Einige Lithium(di)silikat-Keramiken werden als CAD/CAM-Block in vorkristallisierter Form beschliffen, wie etwa IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent oder Vita Suprinity PC, Vita Zahnfabrik. Nach dem Beschleifen muss anschließend ein Kristallisationsbrand durchgeführt werden, um die endgültige Ästhetik und Festigkeit der Restauration zu erreichen („two-step-chairside“-CAD/CAM-Keramik).
Andere Varianten, beispielsweise Initial LiSi Block, GC, benötigen keinen separaten Kristallisationsbrand („one-step-chairside“ CAD/CAM-Keramik). Sie können direkt nach dem Beschleifen durch Bemalen, Microlayering oder einfach durch Hochglanzpolieren nachbearbeitet werden. In-vitro-Studien zeigen, dass die Hochglanzpolitur ohne eine zusätzliche Glasur zu einem geringeren Abrieb der Antagonisten an den Kontaktpunkten führt [9].
Kavitätenpräparation
Damit klinisch ein Maximum an Erfolg in puncto Überleben und Ästhetik erreicht wird, müssen Inlays und Teilkronen aus
Lithium(di)silikat-Restaurationen kompromisslos adhäsiv befestigt werden. Schon vor der Präparation muss geprüft werden, ob eine absolute Trockenlegung mittels Kofferdam möglich ist. Wenn dies im Approximalbereich nicht möglich sein sollte, kann eine „Deep Margin Elevation“ in Betracht gezogen werden. Hierbei wird mit einer speziellen Matrizentechnik eine direkte adhäsive Füllung eingebracht, sodass der Präparationsrand weiter koronal zu liegen kommt und eine Kofferdamisolierung möglich wird [7]. Alternativ kann eine chirurgische Kronenverlängerung stattfinden, wobei dies im Vergleich zur „Deep Margin Elevation“ invasiver ist.
Bei der Präparation von Teilkronen und Inlays aus Lithium(di)silikat gelten die gleichen Regeln wie für Inlays und Teilkronen aus anderen keramischen Materialien [6]:
- Die wichtigste Regel ist, dass alle Übergänge in der Kavität abgerundet werden, um Spannungsspitzen zu minimieren.
- Die Präparation sollte so gestaltet werden, dass die Restauration immer eine Mindestschichtstärke von 1,0 bis 1,5 mm aufweist bzw. sich entsprechend den Herstellerempfehlungen orientiert.
- Insbesondere im Bereich der zentralen Fissuren ist auf ausreichend Platz zu achten.
- Auch die Restzahnsubstanz im Höckerbereich sollte nicht weniger als 1,5 mm dick sein. Wird dies nicht erzielt oder reicht die Präparationsgrenze bis zur Höckerspitze, muss der Höcker gekürzt werden.
- Am Übergang von der Restauration zur Zahnhartsubstanz sollte ein Winkel von 90° gebildet werden.
- Der approximale Öffnungswinkel der Kavität sollte ebenfalls 90° betragen.
- Der Öffnungswinkel der Kavitätenwand zur okklusalen Fläche sollte 6° bis 10° betragen.
- Bei der Krone soll eine Hohlkehle mit einer gleichmäßigen zirkulären und okklusalen Schichtstärke von ca. 1,5 mm präpariert werden. Die Hohlkehle ist eine bewährte Präparationsform und sichert die mechanische Abstützung der Krone.
Adhäsive Befestigung
Lithium(di)silikat-Keramiken lassen sich gut adhäsiv an der Zahnsubstanz befestigen. Unabhängig vom gewählten Befestigungsverfahren ist die Vorbehandlung der Lithium(di)silikat-Keramik mitentscheidend für den klinischen Erfolg der Restauration. Die zu verklebenden Flächen werden gemäß Herstellerangaben, in der Regel für 20 Sekunden mit 5%iger Flusssäure, geätzt und anschließend gründlich mit Wasser abgespült. Hierbei löst die Flusssäure nur die Glasphase auf, die Kristalle hingegen nicht. So entsteht eine raue, mikroretentive Oberfläche. Fakultativ kann die geätzte Restauration noch im Ultraschallbad zusätzlich nach dem Ätzen gereinigt werden. Die geätzte und saubere Oberfläche wird mit einem silanhaltigen Haftvermittler behandelt. Durch Verdampfen der Lösungsmittel im Silanprimer kondensiert die Silanolgruppe des Silans und geht eine Verbindung mit der geätzten Glaskeramikoberfläche ein. Dieser Vorgang wird als Silanisierung bezeichnet. Über den Methacrylatrest des Silan-Haftvermittlers, welcher zur Klebefuge zeigt, wird die Verbindung zum Befestigungskomposit hergestellt.
Vorbehandlung von Zahn und Befestigungsmaterial
Damit Teilkronen und Inlays aus Lithium(di)silikat-Keramik ihre maximale Festigkeit und Ästhetik erreichen können, ist eine kompromisslose Adhäsion am Zahn mittels Schmelz-Ätz-Technik und Dentinbonding erforderlich. Hierfür muss ein absolut trockenes Operationsfeld vorliegen. Dies lässt sich nur zuverlässig mittels Kofferdam erreichen [5]. Für die Befestigung können licht- oder dualhärtende adhäsive (Mehr-Schritt-)Befestigungskomposite in Kombination mit einem geeigneten Adhäsivsystem zum Einsatz kommen (z. B. G-Cem Linkforce, GC; Variolink Esthetic DC, Ivoclar oder RelyX Ultimate, 3M). Alternativ können universale Befestigungskomposite im adhäsiven Modus verwendet werden (z. B. G-Cem One mit AEP oder G-Premio Bond; RelyX Universal mit Scotchbond Universal Plus, 3M) [11]. Für diese Befestigungsmaterialien erfolgt unter Kofferdam das Ätzen der Schmelzanteile der präparierten Kavität mit ca. 40%igem Phosphorsäure-Gel für 30 Sekunden. Nach dem Abspülen des Phosphorsäure-Gels und Kontrolle des Schmelzätzmusters wird das zum Befestigungskomposit passende Dentinbonding oder der entsprechende Primer gemäß Herstellerangaben in die Kavität appliziert.
Kronen aus Lithium(di)silikat-Keramik auf Kronenstümpfen mit ausreichender Retention können mit selbstadhäsiven sogenannten Ein-Schritt-Befestigungskompositen wie RelyX Unicem Automix 2, 3M oder universalen Befestigungskompositen im selbstadhäsiven Modus, z. B. G-Cem One, GC oder RelyX Universal, 3M eingesetzt werden [11]. Der Vorteil hierbei ist, dass eine Vorbehandlung des Dentins nicht nötig ist: Die Adhäsion am Zahn erfolgt über die sauren Haftmonomere des selbstadhäsiven Befestigungskomposits.
Politur
Das Anpassen der Restauration an die Kavität und das Einschleifen der Okklusion nach dem Einsetzen lässt sich nicht immer vermeiden. Untersuchungen haben gezeigt, dass dabei die Oberfläche der Keramik so stark beschädigt werden kann, dass ihre Festigkeit dauerhaft herabgesetzt wird und sich die Frakturwahrscheinlichkeit erhöht. Aus diesem Grund sollte die Restauration nach dem Beschleifen mit Finierern aller Körnungen (Farbringe von Rot über Gelb bis Weiß) perfekt ausgearbeitet und anschließend mit speziellen Keramikpolierern, z. B. Diapol, Fa. Eve, auf Hochglanz poliert werden. Das Polieren einer mit groben Schleifern nachgearbeiteten Restauration oder ein erneutes Glasieren ist nicht ausreichend, um die mechanischen Eigenschaften wiederherzustellen. Ohne das gründliche Finieren verbleiben tiefe Defekte in der Oberfläche, auch wenn diese glänzt [10].
Klinischer Fallbericht
Die insuffizienten Füllungen in Zahn 46 und 47 mussten ersetzt werden (Abb. 3a). Nach dem Entfernen der defekten Restaurationen und der Karies wurde angesichts der Größe der Kavitäten entschieden, die Zähne mit zwei Lithium(di)silikat-Presskeramik-Inlays (Initial LiSi Press, GC) zu versorgen (Abb. 3b). Nach der Einprobe wurden die Inlays mit 5%iger Flusssäure 20 Sekunden geätzt (Abb. 3c) und silanisiert (G-Multi Primer, GC) (Abb. 3d). Für die anschließende Befestigung wurde das universale Befestigungskomposit G-Cem One im adhäsiven Modus mit dem dazugehörigen G-Cem One AEP (G-Cem One Adhäsiv Enhancing Primer, GC) verwendet. Nach dem Isolieren der Zähne mittels Kofferdam wurden die Schmelzflächen der Kavitäten selektiv mit 38%igem Phosphorsäure-Gel für 60 Sekunden geätzt (Abb. 3e). Nach dem selektiven Ätzen der Schmelzränder wurde das Dentin mit dem G-Cem One AEP (G-Cem One Adhäsiv Enhancing Primer, GC) vorbehandelt (Abb. 3f). Die Restaurationen wurden anschließend mit G-Cem One adhäsiv befestigt. Hierbei wurde überschüssiges Befestigungskomposit mittels Tack-Cure-Technik entfernt und nach dem vollständigen Lichthärten die Zähne und Restaurationen poliert. Nach Entfernung des Kofferdams fügten sich die Restaurationen gut in die Zahnreihe ein (Abb. 3g).
Schlussfolgerungen
Lithium(di)silikat-Glaskeramiken sind ideale Werkstoffe für indirekte zahnfarbene Restaurationen wie Teilkronen, Inlays und Kronen. Sie zeichnen sich durch eine sehr gute Ästhetik bei hoher Festigkeit aus. Gute Langzeitergebnisse setzen umfassende Kenntnisse rund um die Prinzipien der Kavitätengestaltung und der adhäsiven Befestigung voraus, gepaart mit den klinischen Fähigkeiten, dieses Wissen umzusetzen.
Priv.-Doz. Dr. José Ignacio Zorzin ist Oberarzt, Forscher und Dozent an der Zahnklinik 1 – Zahnerhaltung und Parodontologie – des Uniklinikums Erlangen. Seine Forschungsschwerpunkte sind die adhäsive Befestigung indirekter Restaurationen sowie werkstoffkundliche Eigenschaften von Keramiken und Kompositen. Zu seinen klinischen Schwerpunkten gehören minimalinvasive ästhetische Restaurationen, Endodontie und Dentalfotografie.
- Dr. Zorzin promovierte an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2011 und habilitierte 2019 zum Thema „Moderne Materialien in der restaurativen Zahnmedizin“.
- 2009 schloss er sein Studium der Zahnheilkunde an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg „mit Auszeichnung“ ab.
Kontakt
Priv.-Doz. Dr. José Ignacio Zorzin
Zahnklinik 1 – Zahnerhaltung
und Parodontologie
Glückstraße 11
91054 Erlangen
jose.zorzin@uk-erlangen.de
Literaturnachweise:
[1] Ahlers MO, Mörig G, Blunck U, Hajtó J, Pröbster L, Frankenberger R. Guidelines for the preparation of CAD/CAM ceramic inlays and partial crowns. Int J Comput Dent. 2009; 12(4): 309–225.
[2] Belli R, Petschelt A, Hofner B, Hajtó J, Scherrer SS, Lohbauer U. Fracture rates and lifetime estimations of CAD/CAM ll-ceramic Restorations. J Dent Res. 2016 Jan; 95(1): 67–73.
[3] Belli R, Wendler M, Petschelt A, Lohbauer U. Mixed-mode fracture toughness of texturized LS2 glass-ceramics using the three-point bending with eccentric notch test. Dent Mater. 2017 Dec; 33(12): 1473–1477.
[4] Belli R, Wendler M, Petschelt A, Lube T, Lohbauer U. 2018. Fracture toughness testing of biomedical ceramic-based materials using beams, plates and discs. J Eur Ceramic Soc. 2018; 38: 5533–5544.
[5] Falacho RI, Melo EA, Marques JA, Ramos JC, Guerra F, Blatz MB. Clinical in-situ evaluation of the effect of rubber dam isolation on bond strength to enamel. J Esthet Restor Dent. 2023 Jan; 35(1): 48–55.
[6] Frankenberger 2007
[7] Frankenberger R, Hehn J, Hajtó J, Krämer N, Naumann M, Koch A, Roggendorf MJ. Effect of proximal box elevation with resin composite on marginal quality of ceramic inlays in vitro. Clin Oral Investig. 2013 Jan; 17(1): 177–183.
[8] Guazzato M, Albakry M, Ringer SP, Swain MV. Strength, fracture toughness and microstructure of a selection of all-ceramic materials. Part I. Pressable and alumina glass-infiltrated ceramics. Dent Mater. 2004 Jun; 20(5): 441–448.
[9] Lawson NC, Janyavula S, Syklawer S, McLaren EA, Burgess JO. Wear of enamel opposing zirconia and lithium disilicate after adjustment, polishing and glazing. J Dent. 2014 Dec; 42(12): 1586–1591.
[10] Lohbauer U, Belli R, Wendler M. Einfluss der Politur auf die Festigkeit zahnfarbener Dentalmaterialien. Quintessenz Zahntechnik. 2018; 44: 1546–1559.
[11] Maravić T, Mazzitelli C, Mancuso E, et al. Resin composite cements: Current status and a novel classification proposal. J Esthet Restor Dent. 2023 Mar 16. Epub ahead of print.
[12] Serbena FC, Mathias I, Foerster CE, Zanotto ED. 2015. Crystallization toughening of a model glass-ceramic. Acta Materialia. 2015; 86: 216–228.
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