Wieso Keramikimplantate eine gute Alternative sind
Keramikimplantate sind heute mehr denn je in aller Munde. Ihre Hauptvorteile liegen in der Gewebeverträglichkeit sowie der geringen Plaqueakkumulation. Bereits seit längerer Zeit haben sich in der Dentalmedizin einteilige Implantate aus Keramik am Markt etabliert. Galten in der Vergangenheit zweiteilige Lösungen als zu risikoreich, hat sich in diesem Bereich viel getan.
Keramikimplantate: Wie alles begann
Seit Jahren setzen Zahnärzte bei Zahnimplantaten erfolgreich auf Titan. Der erste klinische Einsatz dieser Produkte liegt mehr als fünf Jahrzehnte zurück. Zeitgleich kam es zur Entwicklung von keramischen Implantaten aus Aluminiumoxid, die später ebenfalls in der klinischen Anwendung eingesetzt wurden.
Titan-Implantate haben sich seitdem als Goldstandard etabliert und werden zur Verankerung von herausnehmbarem und festsitzendem Zahnersatz verwendet. Mit seiner geringen Risszähigkeit hingegen konnte sich Aluminiumoxid als Werkstoff für die Implantatherstellung nicht durchsetzen.
Zirkonoxid – moderne Hochleistungskeramik mit vielen Einsatzmöglichkeiten
Bei der Herstellung der Keramikimplantate hat sich das sogenannte Zirkoniumdioxid durchgesetzt. Der Werkstoff gehört zur Familie der Hochleistungskeramiken. Bei diesem Werkstoff ist eine besonders hohe Risszähigkeit vorhanden. Geschuldet ist sie dem Polymorphismus der zugrunde liegenden Gitterstruktur. Möglich sind
– monokline (Raumtemperatur bis 1'170 °C),
– tetragonale (1'170 bis 2'370 °C) und
– kubische (2'370 °C bis zum Schmelzpunkt) Gitterstrukturen.
Ein Passieren der jeweiligen Temperaturschranken verursacht in dem Gefüge eine Volumenveränderung. Durch eine Zugabe von speziellen Oxiden lassen sich ungewollte Volumensprünge während der Herstellung vermeiden. Sie unterbinden während des Abkühlens nach dem Sintervorgang einen Phasenübergang von tetragonal nach monoklin.
Kommt es zu einer belastungsindizierten Rissbildung, wandeln Kristallite, welche an den Riss angrenzen, ihr Gitter in die monokline Modifikation um. Das ruft die bereits erwähnte Volumenzunahme hervor. Daraus resultiert eine Druckspannung im Gefüge – das Fortschreiten des Risses lässt sich auf diese Weise unterbinden.
Allerdings müssen Sie sich im Klaren darüber sein, dass auch bei dieser hochfesten Keramik Grenzen und Besonderheiten vorhanden sind. Trotz optimalem Selbstheilungspotenzial kann es zum Versagen kommen, wenn herstellungsbedingte Fehlstellen zu gross ausfallen oder für das jeweilige Werkstück eine spezifische kritische Dicke der transformierten Schicht erreicht wird.
Wieso sind Keramikimplantate eine optimale Alternative?
Wie bereits erwähnt, zählt Titan zu den bewährten Werkstoffen für die Implantatherstellung. Es zeichnet sich durch eine hohe Stabilität aus, und die meisten Patienten zeigen eine gute Verträglichkeit.
Bestehen Metall-Allergien, Unverträglichkeiten oder machen sich Patienten Sorgen über eine Metall-Belastung des Organismus, wird eine Alternative zu Titan benötigt. Um fehlende Zähne zu ersetzen, sind keramische Implantate eine ideale Variante und die einzige Alternative zu den Titanimplantaten.
Die Eigenschaften keramischer Implantate
Im Grunde handelt es sich bei der metallfreien Alternative um eine gewöhnliche Implantatschraube. Nur besteht sie nicht aus Titan, sondern aus dem Hochleistungskeramik Zirkonoxid.
Das überaus stabile und sehr bruchsichere Material eignet sich besonders für medizinische und zahnmedizinische Anwendungen. Im Gegensatz zu Titanimplantaten werden sie allerdings bevorzugt einteilig angewendet. Das hat zur Folge, dass das Aufbringen des eigentlichen Zahnersatzes schwieriger ist.
Hier hat sich viel getan: Es gibt mittlerweile zweiteilige Systeme. Für einen dauerhaften und optimalen Halt werden die beiden Elemente miteinander verklebt. Allerdings eignet sich nicht jeder Zahn für das zweiteilige Modell. In diesem Fall ist Ihre behandelnde Arztpraxis der richtige Ansprechpartner. Die höchste Priorität sollte ein festsitzender Zahnersatz sein.
Vielfältige Einsatzmöglichkeiten in der Dentalmedizin
Die metallfreien Implantate bieten ein breites Einsatzspektrum. Es reicht vom Ersatz von einzelnen Zähnen über Brücken bis zur stabilen Verankerung von herausnehmbarem Zahnersatz.
Da es weniger sichtbar ist, kommt das Keramikimplantat vorzugsweise im Bereich der Frontzähne zum Einsatz. Doch es gibt auch da sehr gute Lösungen auf dem Markt mit zwieteiligen Keramikimplantate, da die Behandlung für den Zahnarzt leichter fällt in die hinteren Backenzähne zu gelangen.
Die Vorteile von Keramikimplantaten
Hohe Biokompatibilität
Der Werkstoff gibt an das Gewebe keine Partikel ab. Auch Speichel kann ihm nichts anhaben, es werden dadurch keine Stoffe freigesetzt. Unverträglichkeiten oder Allergien, wie sie bei Metallen weit verbreitet sind, treten nicht auf. Unterschwellige Entzündungen oder toxische Wirkungen des Implantats sind ausgeschlossen.
Optimale Ästhetik
Die Hochleistungskeramik besitzt eine Farbe, die echten Zähnen stark ähnelt. Im Gegensatz zum dunklen Titan wird so ein Durchschimmern vermieden. Sollte das Zahnfleisch zurückgehen, bleiben die Implantate deutlich unauffälliger.
Die Anlagerung von Zahnfleisch
Der hochmoderne Werkstoff zeigt sich nicht nur für das Gewebe gut verträglich. Gern lagert sich ausserdem Zahnfleisch an das jeweilige Implantat aus Keramik an. Laut Studien wächst das Gewebe sogar besser an den Stoff als an den natürlichen Zahn an. Tritt beispielsweise bei Titanimplantaten öfter Zahnfleischrückgang auf, kann ihm mit einem Keramikimplantat vorgebeugt werden.
Bakterienunfreundliche Umgebung
Bakterien mögen Keramik nicht. Das beugt der Periimplantitis, also einer Entzündung um das Implantat, vor. Ganz lässt sich das Risiko leider auch hier nicht ausschliessen. Da sich auf der Keramikoberfläche nur wenige Bakterien ansammeln, minimiert sich die Entzündungsgefahr.
Keramikimplantate in der Medizin
In der Medizin dient die Hochleistungskeramik Zirkoniumdioxid vielfach als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Gehör- und Fingerendoprothesen. Ein Ersatz von Hüftgelenken ist ein weiterer Teil des breiten Anwendungsspektrums.
Wie bereits erwähnt, hat sich das Hightech-Material auch in der Dentalmedizin längst etabliert und bewährt. Wurzelstifte, Kronen und Brücken werden ebenso wie Brackets für die Kieferorthopädie daraus hergestellt. Auch die Chirurgie profitiert von den Vorzügen. Es lässt sich hier als Ausgangsmaterial für Implantate und Abutments einsetzen.
Keramik ist nicht gleich Keramik
Abhängig von dem Anwendungszweck ist es möglich, die kubische Form zu stabilisieren (cubic stabilized zirconia, CSZ). Die Konzentration des zugesetzten Oxids ermöglicht zudem eine grundsätzliche Unterscheidung zwischen
– vollstabilisiertem Zirkoniumdioxid (fully stabilized zirconia, FSZ) und
– teilstabilisiertem ZrO2 (partially stabilized zirconia, PSZ).
Bei einem Vergleich von voll- und teilstabilisierten Formen fällt bei der PSZ-Keramik ein verringerter Anteil an zugesetztem Oxid auf. Es wird in der Regel versucht, bei PSZ-Keramiken eine Stabilisation der kubischen Phase zu erreichen. Gleichzeitig liegt in diesem Material die monokline und tetragonale Phase vor.
Keramiken, die zu 100 % aus der tetragonalen Phase des ZrO2-Y2O3-Systems bestehen, werden als TPZ-Keramiken (tetragonal zirconia polycrystals) bezeichnet. Um diese Keramiken herzustellen, bedarf es einer hohen chemischen Reinheit als Grundvoraussetzung der Ausgangsmaterialien. In der Regel bestehen keramische Implantate aus einer Y-TZPA-Keramik.
Der Anteil des Aluminiumoxids ist um 0,25 % geringer als bei einer Y-TZP-Keramik. Herstellungstechnische Verfahren erlauben eine Optimierung der Materialeigenschaften. Es gilt, ein Material mit einer praktisch zu 100 % dichten Struktur zu erhalten. Dafür wird der als HIP-Prozess bezeichnete Vorgang angewendet. Das erlaubt eine gleichmässig feine Korngrösse bei hohem Reinheitsgrad.
Der HIP-Prozess (hot isostatic postcompaction) wird dem Sintern nachgeschaltet. Unter hohem Druck, in Schutzatmosphäre (Argon) und etwas unterhalb normaler Sintertemperaturen kommt es zu einer Verringerung des Fehler- und Porenanteils. Gleichzeitig erhöhen sich Reinheit und Dichte. Daraus resultiert ein verringertes Bruchverhalten (modulus of rupture, MOR).
Hohe Haltbarkeit und ein natürliches Aussehen
Nicht nur für Zahnimplantate muss das verwendete Material hohen Anforderungen gerecht werden. Die Implantate sollen langfristig im Körper verbleiben. Daher stehen biokompatible Materialien mit hoher Festigkeit und guter Verträglichkeit im Fokus der Implantologen.
Wichtig ist auch ein festes Verwachsen mit dem Knochen und dem umliegenden Gewebe. Die weisse Farbe des Werkstoffs erfüllt zudem hohe ästhetische Ansprüche. Die BSQ TECH GmbH ist Experte für technische Keramiken und die damit verbundenen Produkte. Gerne unterstützen wir Sie bei Ihren Projekten. Kontaktieren Sie uns, wir freuen uns auf Sie!