3-D-Druck von Dentalkeramik möglich

Subtraktive CAD/CAM-Technologien haben in der Zahnmedizin zu einer Verbesserung vieler Arbeitsabläufe geführt. Auf diese Weise lassen sich reduzierte Arbeitszeiten bei zuverlässig hoher und gleichbleibender Qualität erreichen. Durch das Formschleifen geht viel Material verloren, und die Schleifwerkzeuge nutzen sich oft rasch ab. Der Schleifprozess kann auch zur Bildung von Mikrorissen führen, die das Material schwächen können. Beim Einsatz additiver Herstellungsprozesse bestehen diese Einschränkungen nicht mehr, da ein schichtweiser Aufbau erfolgt. Solche Prozesse werden zur Herstellung von Werkstücken aus Metallen oder Polymeren bereits eingesetzt, wo-hingegen die Verarbeitung von Keramiken noch in den Kinderschuhen steckt. Keramiken lassen sich additiv durch die Polymerisation eines anorganischen Bindemittels in einem Bett aus keramischem Pulver (3-D-Druck), selektives Lasersintern (SLS), Drucken aus einer Keramiksuspension („direct inkjet printing“) oder mittels Stereolithographie (SLA) verarbeiten.

In der vorliegenden Studie sollten die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von sechs verschiedenen stereolithographisch (SLA) hergestellten experimentellen Alumina-Keramiken mit denjenigen von aus In-Ceram-AL-Blocks (Vita Zahnfabrik) gefrästen Keramiken (Kontrollgruppe) in der Produktion von Gerüststrukturen verglichen werden. Die experimentellen SLA-Keramiken aus Suspensionen mit kleinen (S, 0,46 ± 0,03 μm) und grossen (L, 1,56 ± 0,04 μm) Partikeln sowie Feststoffanteilen von 70, 75 und 80 % wurden dynamisch rheometrisch untersucht, hydrostatisch gewogen, einem 3-Punkt-Biegetest (inkl. Weibull-Analyse) unterzogen und mikrometrisch auf den Schrumpfungsfaktor vor und nach der Wärmebehandlung im Ofen hin bewertet.

S75 war die einzige Suspension mit kleinen Partikeln mit einer signifikant höheren Viskosität als L70. Die Viskosität der S80-Suspension verhinderte eine rheologische Messung. Bei den Suspensionen S75 und S80 kam es während der SLA-Fertigung zu grossen Deformationen, was zum Ausschluss dieser Proben aus dem Test führte. SLA-Proben mit niedrigerem Feststoffanteil zeigten eine geringere Dichte und kleinere Biegefestigkeiten. Nur SLA-Proben mit grossen Partikeln und hohem Feststoffanteil (L75 und L80) lagen bezüglich Dichte und Biegefestigkeit im Bereich der gefrästen Proben. Der Weibull-Modul war bei der L80-Keramik höher als bei der L75-Keramik und lag im Bereich der Kontrollgruppe. SLA-Verfahren können zur Herstellung von keramischen Gerüsten verwendet werden, zeigten aber eine anisotrope Schrumpfung.

Schlussfolgerungen: Eine keramische Suspension mit grossen Partikeln und einem hohen Feststoffanteil (L80) erlaubt die SLA-Fertigung einer zuverlässigen Keramik mit einer anisotropen Schrumpfung sowie einer Dichte und einer Biegefestigkeit, welche der gefrästen Keramik ähnlich ist. Mit der SLA-Technik konnten Gerüste aus Alumina mit einer kontrollierten dreidimensionalen Form produziert werden. Weitere Studien über die marginale Adaptation und das Schrumpfungsverhalten der Alumina-Kronen sind nötig, um den Herstellungsprozess weiter zu optimieren.

Dehurtevent M, Robberecht L, Hornez JC, Thuault A, Deveaux E, Béhin P. Stereolithography: A new method for processing dental ceramics by additive computer- aided manufacturing. Dent Mater 2017 Mar 16. pii: S0109-5641(17)30116-1.

Lichtdurchlässigkeit von CAD/CAM- Materialien beeinflusst Aushärtung von dualhärtenden Zementen

Aktuell werden verschiedene als Hybridmaterialien bezeichnete Werkstoffe wie GC Cerasmart und Lava Ultimate (Hochleistungskunststoffe) oder polymerinfiltrierte Keramiknetzwerke wie Vita Enamic als CAD/ CAM-Materialien verwendet. Die adhäsive Befestigung indirekter ästhetischer Restaurationen bedarf einer adäquaten Aushärtung der kunststoffbasierten Zemente, um einen langfristigen klinischen Erfolg zu erzielen. Bei lichthärtenden Kunststoffen führt eine Reduktion der Lichtenergie im Rahmen der Aushärtung zu einer niedrigeren Konversionsrate, was die Farbstabilität, die Toxizität durch Restmonomere und die Haftwerte negativ beein usst. Eine unvollständige Aushärtung der Kompositzemente kann auch postoperative Überempfindlichkeiten, ein höheres Risiko für Mikroundichtigkeiten und Sekundärkaries zur Folge haben. Aus diesen Gründen muss eine ausreichende Lichtenergie durch die Restauration den Zement erreichen, um diesen auszuhärten. Dualhärtende Kompositzemente bieten eine Kombination aus chemisch und lichthärtenden Mechanismen, welche eine ausreichende Aushärtung auch ohne Licht unter dickeren Restaurationen ermöglichen sollen. Dennoch zeigen zahlreiche Studien, dass die Konversionsrate der meisten dualhärtenden Kompositzemente mit zunehmender Dicke der Versorgung abnimmt.

In einer In-vitro-Studie sollten die Lichtdurchlässigkeit unterschiedlicher neuer CAD/CAM-Materialien in Abhängigkeit von der Dicke und Farbe sowie deren Einfluss auf die Konversionsrate von dualhärtendem Kompositzement untersucht werden. Quadratische Proben (12 x 12 mm2) der drei CAD/CAM-Materialien GC Cerasmart, Lava Ultimate und Vita Enamic mit unterschiedlicher Dicke (1,00, 1,50 und 2,00 mm, n = 5 pro Dicke) wurden mit einer LED-Lampe (Elipar S10) mit 1.200 mW/m2 durchleuchtet. Es erfolgte eine Messung der Menge des durchtretenden Lichts. Nach 15 Minuten wurde die prozentuale Konversionsrate des dualhärtenden Kompositzements RelyX Ultimate spektroskopisch bestimmt. Die Messwerte wurden statistisch ausgewertet und der Zusammenhang zwischen Konversionsrate, Lichtenergie sowie Dicke der Proben errechnet.

Schlussfolgerungen: Material, Farbe und Dicke beeinflussen die Lichtdurchlässigkeit von CAD/ CAM-Materialien. Die Konversionsraten dualhärten- der Kompositzemente werden bei Materialstärken von 1 bis 1,5 mm nicht durch den Materialtyp, die Farbe oder die Dicke beeinflusst. Bei Schichtstärken > 1,5 mm wird die Konversionsrate von dualhärtenden Kompositzementen bei allen untersuchten Materialien beeinträchtigt. Zahnärzte sollten bei Restaurationen mit mehr als 2 mm Schichtstärke genügend Zeit und Energie für die Licht- bzw. chemische Härtung einsetzen.

Egilmez F, Ergun G, Cekic-Nagas I, Vallittu PK, Lassila LV. Light transmission of novel CAD/CAM materials and their in uence on the degree of conversion of a dual-curing resin cement. J Adhes Dent 2017;19:39-48.