Eine Krone ist eine Krone
Der meist metallkeramische Zahnersatz ist ein hochwertiges technisches Produkt, das sich mit neuen Werkstoffen stetig weiterentwickelt.
Sollten Sie, verehrter Leser, noch alle Zähne Ihr eigen nennen, dann gehören Sie hier zu Lande einer seltenen Spezies an. Nicht weniger als zehn Millionen Kronen werden in Deutschland alljährlich allein im Rahmen der gesetzlichen Krankenversicherung eingesetzt. Und stets wiederholt sich dabei dieselbe etablierte Prozedur: Unter örtlicher Betäubung trägt der Arzt etwa 1,5 Millimeter Zahn ab, nimmt vorher und nachher Abdrücke des Gebisses, fertigt ein Provisorium und passt nach etwa einer Woche den vom Zahntechniker gefertigten Ersatz ein. So unangenehm der Prozess ist, lässt er sich doch oft nicht vermeiden, wenn Karies oder Unfälle Zähne stark zerstört haben, Brücken oder herausnehmbare Prothesen zu befestigen sind. Auch das Schienen gelockerter Zähne, die Wiederherstellung einer Idealform und die Korrektur kleinerer Fehlstellungen leisten Kronen.
Dem Patienten bleiben die hohen Anforderungen an Werkstoffe und Herstellung leider meist verborgen, sonst würde er eventuelle Zuzahlungen vielleicht eher verschmerzen. Kronen sind hochwertige technische Produkte und stehen an vorderster Front der Werkstoffentwicklung!
Je nach Position im Mund muss ein Zahn und dann entsprechend auch sein Ersatz erhebliche Kaukräfte von 300 bis 500 Newton aufnehmen. Demgemäß wählt der Zahnarzt den Werkstoff beziehungsweise den Materialverbund aus. Klassisch zu nennen sind Metalllegierungen mit einem Goldgehalt von mindestens 75 bis 90 Prozent. Solche Edelmetalllegierungen halten der Korrosion durch im Mund gebildete und von außen zugeführte Säuren stand, zudem lassen sie sich gut verarbeiten. Zusätze erhöhen die mechanische Festigkeit und den Schmelzpunkt, sodass der Keramikbrand bei 900 bis 950 Grad Celsius die Form intakt lässt.
Komplexer Schichtaufbau
So bildet Eisen mit Platin einen Komplex, der die Legierung härtet; Iridium verfeinert die Kornstruktur und verbessert so die Homogenität des Materials. Dazu kommen unedle Bestandteile wie Zink, Zinn und Indium, die über Oxidbrücken an die keramischen Massen binden und so deren Haftung auf dem Metall vermitteln.
Metalllegierungen ohne Goldanteil, etwa auf Nickel/Chrom- oder Kobalt/Chrom/Molybdän-Basis kosten deutlich weniger, mitunter nur ein Zehntel der edelmetallhaltigen Werkstoffe. Sie sind überdies fester und erlauben deshalb grazilere Formen zu fertigen. Bei bekannter Allergie des Patienten gegen Nickel oder Kobalt sollte der Arzt von solchen Werkstoffen aber aus rechtlichen Gründen absehen, obwohl die Prothesen deutlich weniger davon abgeben als etwa ein Stahlkochtopf.
Aus ästhetischen Gründen wird das Metall hinter zahnfarbener Keramik verborgen. Überdies verschleißt diese Werkstoff-Klasse kaum und gilt als gut verträglich für den Organismus. So entstehen die Metallkeramik genannten Verbundwerkstoffe, deren Fertigung eine genaue Prozessführung erfordert. Meist trägt der Techniker die Keramik in drei bis vier Schichten auf ein filigranes, nur 0,2 bis 0,4 Millimeter dickes Metallgerüst auf. Die erste deckt farblich ab und sorgt für die Haftung auf der Oxidschicht. Jede weitere verändert die Form der Prothese und ihre Erscheinung im Licht, also ihre Farbe, Transparenz, Reflexion und dergleichen.
Die Temperaturführung beim Brennen wählt man so, dass keine Risse oder Abplatzungen aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehung der Werkstoffe auftreten können; die verschiedenen Schichten werden zur Sicherheit meist nacheinander gebrannt.
Spezielle Keramiken eignen sich sogar für Prothesen ohne Metallanteil, nämlich die aus dem Haushalt von Kochfeldern her bekannten Glaskeramiken und Keramiken aus Aluminium-Zirkonoxid. Beide System bestehen jeweils aus zwei Phasen: Der kristalline Anteil in Glaskeramiken verleiht ebenso wie das Aluminiumoxid im zweiten System Festigkeit, die amorphe Glasphase und Zirkonoxid vermögen sehr gut Druck aufzunehmen und somit die Keramiken eigene Sprödigkeit auszugleichen. Auch hier fertigt man zunächst ein Gerüst, das dann noch mit weiteren Schichten versehen wird.
Fast hundert Jahre nach seiner Einführung in die Zahnheilkunde ist auch heute noch das Gussverfahren mit verlorener Wachsform der meistgenutzte Weg für Metallteile: Der Zahntechniker gießt den in der Arztpraxis genommenen Abdruck – meist aus Silikon bestehend – mit einem besonderen Hartgips aus. Die resultierende Gipsform dient entweder selbst als Präzisionsmodell oder wird in ein festeres Material kopiert. Die auf diesem Modell sichtbaren beschliffenen und zu überkronenden Zähne bezeichnet man als Modellstümpfe. Für das Fertigen der Metallteile der Krone gibt es nun zwei Wege: Der Zahntechniker modelliert sie auf diesen Stümpfen in Wachs nach und bettet diese Wachsteile in eine feuerfeste Masse. (Während des anschließenden, mehrstündigen Aufheizens härtet letztere aus, während das Wachs verdampft. So entsteht schließlich eine Hohlform für den Metallguss oder das Verpressen keramischer Pulver. Alternativ dazu werden die Stümpfe mit einem Silberlack bestrichen und so elektrisch leitend gemacht, dann in einem Goldbad galvanisch mit dem Metall beschichtet, bis ein dünnes Feingoldgerüst mit Wandstärken von 0,1 bis 0,2 Millimeter resultiert. Darauf werden dann keramische Massen aufgebrannt.
Neben diesen gängigen gibt es auch neuere Verfahren zur Herstellung von Metallgerüsten, die ihre klinische Probe bestanden haben. So wird die Modellierung in Gips beim computergesteuerten Fräsen aus einem Rohling durch eine Rechnermodellierung mittels CAD-Programmen ersetzt (Computer Aided Design). Das Hauptproblem sind die unregelmäßigen Geometrien etwa der Kroneninnenwand oder der Kauflächen, die sehr präzise arbeitende, aber auch sehr teure Mehrachsen-Fräsmaschinen erfordern.
Glaskeramische Kronen werden als Pulver in Formen verpresst, die über den Zwischenschritt eines Wachsmodells entstehen. Für den Zahnersatz aus Aluminium-Zirkonoxid eignet sich das in der Porzellanherstellung gebräuchliche Schlickerverfahren: Eine Suspension aus einer wässrigen Lösung und Keramikpulver wird auf eine Gipsform gegeben, deren Poren langsam die Feuchtigkeit entziehen. So wächst der so genannte Scherben, der dann gebrannt wird. Das resultierende Gerüst wird zur Verstärkung noch zusätzlich mit Glas infiltriert.
Entspricht die fertige Krone am Rand und auf der Kaufläche den Qualitätsanforderungen und erklärt sich auch der Patient mit ihr einverstanden, befestigt der Arzt sie meist mit Zementen aus Phosphat-, Karboxylat oder Glasionomerverbindungen. Weil diese praktisch lichtundurchlässig sind und somit die Farbe der Krone beeinflussen, wurde für die sehr transparenten vollkeramischen Systeme nach anderen Möglichkeiten gesucht. Es boten sich Kunststoffe an, wie sie mittlerweile für Füllungen verwendet werden. Nach Vorbehandlung von Zahnhartsubstanz und Keramik wird die Krone damit eingeklebt. Das erhöht zudem die physikalische Belastbarkeit der sonst eher weniger festen transparenten Werkstoffe. Kleben statt Zementieren ist ganz sicher ein interessantes Entwicklungsfeld – nicht nur für Kronen.
Aus: Spektrum der Wissenschaft 1 / 2001, Seite 86
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