Zirkoniumdioxid-Generationen im Vergleich: Eigenschaften von Yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumdioxid im Vergleich

Einführung

Als ich anfing, in der Zahnmedizin zu arbeiten, war Zirkoniumdioxid überall als das neue, widerstandsfähige Material zu sehen, das jeder ausprobieren wollte. Zahnärzte und Zahntechniker um mich herum sprachen immer davon, wie stark es sei, aber viele Leute beschwerten sich über sein Aussehen. Seitdem sind zehn Jahre vergangen, und ich habe gesehen, wie sich Zirkoniumdioxid stark verändert hat - und wie ich mit Kronen, Brücken und sogar mit Implantaten umgehe.

In diesem Artikel erzähle ich Ihnen, was ich über die verschiedenen Arten von zahnmedizinischem Zirkoniumdioxid gelernt habe, wobei ich mich auf Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkoniumdioxid (YSZ) konzentriere. Wenn Sie sich jemals gefragt haben, wie Yttriumoxid diese Materialien verändert, oder wenn Sie bei der Auswahl des richtigen Zirkoniums für einen schwierigen Fall nicht weiterkommen, sind Sie hier genau richtig. Mein Ziel ist es, die Details einfach zu erklären, mit einfachen Worten auf die Unterschiede hinzuweisen und Tipps aus der Forschung und der praktischen Arbeit weiterzugeben.

Die Wissenschaft hinter Yttrium-stabilisiertem Zirkoniumdioxid (YSZ)

Bevor ich anfing, Patienten zu behandeln, dachte ich, dass alle "Keramiken" ziemlich gleich sind. Ich lag falsch. Als ich die wahre Geschichte von YSZ erfuhr, änderte sich mein Umgang mit Zirkoniumdioxid völlig.

Die Phasen von Zirkoniumdioxid: Tetragonal, monoklin und kubisch

Lassen Sie mich erklären: Zirkoniumdioxid (ZrO₂) nimmt verschiedene Kristallformen an, die als "Phasen" bezeichnet werden. Reines Zirkoniumdioxid wechselt zwischen diesen Formen, wenn es heiß oder kalt wird - so wie Wasser gefriert oder kocht.

• Monokline Phase: Stabil bei Raumtemperatur. Für zahnärztliche Arbeiten ist es nicht stark genug.
• Tetragonale Phase (t-ZrO₂): Zeigt sich bei über 1170°C. Diese Form verleiht hohe Festigkeit und bricht nicht so leicht. Das ist Musik in den Ohren eines jeden Zahnarztes.
• Kubische Phase (c-ZrO₂): Zeigt sich oberhalb von etwa 2370°C. Die kubische Phase ist klarer, wodurch Zirkoniumdioxid echtem Zahnschmelz ähnlicher wird.

Der Trick besteht darin, diese stärkeren, durchsichtigen Phasen bei Raumtemperatur im Mund zu halten.

Die Rolle von Yttriumoxid in zahnmedizinischem Zirkoniumdioxid

Hier kommt Yttriumoxid (Yttriumoxid, Y₂O₃) ins Spiel. Indem wir Yttriumoxid in das Zirkoniumdioxid mischen, verhindern wir, dass es sich beim Abkühlen in die schwache monokline Form zurückverwandelt. Je nachdem, wie viel Yttriumoxid man hinzufügt, wird entweder die tetragonale oder die kubische Form "eingeschlossen".

• Bei etwa 3 mol% Yttriumoxid bleiben die meisten Körner tetragonal. Das macht das Material sehr stabil, aber es sieht irgendwie stumpf und kreidig aus.
• Erhöhen Sie das Yttriumoxid auf 5 mol%, und die kubischen Körner übernehmen die Führung. Das Material lässt mehr Licht durch, was schön aussieht - vor allem bei der Herstellung von Vorderzähnen -, aber man verliert ein wenig an Zähigkeit.

Stellen Sie sich Yttria als die Einstellung auf einem Zifferblatt vor, die uns die Wahl zwischen stark und gut aussehend lässt.

Und noch ein cooler Fakt: Bei der tetragonalen Form können die Körner bei einem Riss anschwellen und sich dagegen stemmen, so dass der Riss nicht zu schnell wächst. Deshalb waren die ersten Zirkoniumdioxid-Materialien so widerstandsfähig.

Vergleich der Zirkoniumdioxid-Generationen: Was ich gelernt habe

Zirkoniumdioxid hat sich in der Zahnmedizin erst richtig durchgesetzt, als das Material sowohl lange hielt als auch anständig aussah. Ich habe mit jeder Version gearbeitet, von älteren dicken Brücken bis hin zu den heutigen superdurchsichtigen Frontzähnen. Schauen wir uns an, was es für jeden Typ gibt.

Zirkoniumdioxid der ersten Generation (3Y-TZP)

Als ich mit 3Y-TZP (3 mol% Yttrium-stabilisiertes tetragonales Zirkoniumdioxid-Polykristall) begann, fräste ich schwere, weiße Gerüste für Brücken und Kronen. Dieses Material ist wirklich hart - die Biegefestigkeit liegt weit über 1000 MPa. Einige Marken geben sogar Zahlen von über 1200 MPa an!

• Gute Punkte: Superhart für Backenzähne und Patienten, die mit den Zähnen knirschen. Vollkonturierte Kronen aus 3Y-TZP splittern oder brechen fast nie.
• Schlechte Punkte: Das große Problem? Es ist überhaupt nicht durchsichtig. Selbst mit einer tollen Färbung war es nicht einfach, es natürlich aussehen zu lassen.
• Wer sollte es nutzen? Wenn Sie einen Patienten haben, der mit den Zähnen knirscht oder eine große, stabile Brücke benötigt, ist dieses Material geradezu perfekt.

Zirkoniumdioxid der zweiten Generation (4Y-TZP)

Als nächstes versuchten die Hersteller, Zirkoniumdioxid besser aussehen zu lassen. Sie bereinigten die 3Y-TZP-Formel oder fügten etwas mehr Yttriumoxid bis zu 4 mol% hinzu. Dies wird als 3Y-TZP HT (hohe Transluzenz) oder 4Y-TZP bezeichnet.

• Gute Punkte: Die Biegefestigkeit liegt bei 700-900 MPa - nicht mehr so stark wie früher, aber immer noch sehr hoch.
• Sieht aus: Es ist ein bisschen durchsichtiger (30-40%). Ich habe es für einige Frontzähne verwendet, wenn der Patient sowohl einen starken als auch einen halbwegs gut aussehenden Zahn haben wollte.
• Tipp: Für Menschen, die mit ihren Zähnen knirschen, denen aber das Aussehen sehr wichtig ist (z. B. Prämolaren oder Frontbrücken), ist 4Y-TZP mein Mittelweg.

Zirkoniumdioxid der dritten Generation (5Y-TZP)

Die eigentliche Überraschung für mich war 5Y-TZP-Zirkoniumdioxid. Mit 5 mol% Yttriumoxid ist die kubische Form führend, was bedeutet, dass dieses Material fast so durchsichtig sein kann wie Lithiumdisilikat.

• Durchschaubar: Bis zu (oder mehr als) 50%. Als ich eine monolithische 5Y-Krone verwendete, war es schwer zu erkennen, dass es sich nicht um einen echten Zahn handelte.
• Nachteilig: Die Biegefestigkeit sinkt auf 550-700 MPa, und es ist nicht so zäh, so dass ich mir Sorgen mache, ob ich es für größere Brücken oder Patienten, die stark zubeißen, verwenden soll.
• Geeignet für: Ich verwende sie für einzelne Frontzähne oder Veneers, wenn der Patient wirklich möchte, dass es wie ein echter Zahn aussieht - vor allem, wenn es schwierig ist, die Farben anzupassen.
• Aufgepasst: Ich halte mich davon ab, 5Y für große Brücken oder Leute, die hart schleifen, zu verwenden. Es kann einfach nicht diese Art von Hit nehmen.

Zirkoniumdioxid der vierten Generation (mehrschichtig/abgestuft)

In letzter Zeit haben wir mehrschichtige Blöcke. Ich kann mir einen Block aussuchen, der am Zahnfleischrand stärker und etwas trübe beginnt (normalerweise 3Y oder 4Y), aber zum Bissrand hin super klar ist (bis zu 5Y).

• Warum ich es mag: Jetzt kann ich sowohl schöne Vorderzähne als auch robuste Backenzähne aus einem Material herstellen.
• Mein Rat: Sie sind ideal, wenn Sie sowohl eine starke Basis als auch eine schöne, durchsichtige Spitze auf einem Zahn wünschen.
• Was ist neu: Da jede Schicht anders ist, müssen Sie Ihre Fräsarbeiten so planen, dass die Bits, die Sie in jeder Schicht haben wollen, an der richtigen Stelle landen.

Erforschung der YSZ-Eigenschaften über Generationen hinweg

Zu verstehen, was auf einer winzigen Ebene passiert, hilft wirklich zu erklären warum Eine bestimmte Art von Zirkoniumdioxid funktioniert in bestimmten Fällen besser. Hier ist, was Sie wissen sollten.

Mechanische Eigenschaften: Festigkeit, Zähigkeit und Abnutzung

Biegefestigkeit

• Erste Generation (3Y-TZP): 1000-1200+ MPa. Im Mund praktisch unzerstörbar.
• Zweite Generation (4Y-TZP): 700-900 MPa. Für die meisten Fälle ist das immer noch ausreichend.
• Dritte Generation (5Y-TZP): 550-700 MPa. Viel näher an der normalen Keramik.
• Vielschichtig: Je nachdem, wo man im Block nachsieht, liegt er normalerweise zwischen 600 und 1100 MPa.

Wenn ich einen Patienten sehe, der mit den Zähnen knirscht oder eine große Brücke braucht, macht mir diese superhohe Festigkeit weniger Sorgen. Für dünne Frontzähne (Veneers) und einen Zahn nach dem anderen sind 600 MPa mehr als genug.

Bruchzähigkeit und Risswiderstand

Älteres 3Y-TZP hat mich in mehr als einem schwierigen Fall gerettet. Die Art und Weise, wie diese Körner anschwellen konnten, um einen Riss zu blockieren, machte einen Unterschied. Je höher der Kubikgehalt ist, desto mehr verliert man diesen Bonus.

• 3Y-TZP: 6,0-9,0 MPa√m
• 4Y-TZP: 4,0-6,0 MPa√m
• 5Y-TZP: Nur 2,0-3,5 MPa√m
• Vielschichtig: 3,0-7,0 MPa√m, je nachdem, wo man den Block schneidet

Abnutzungswiderstand

Und noch etwas habe ich gelernt: Es kommt mehr darauf an, wie glatt man Zirkoniumdioxid poliert, als welche Marke man kauft. Raues Zirkoniumdioxid zerkaut die Zähne, auf die es beißt, aber wenn es glatt poliert ist, ist es tatsächlich sanft. Ich sage meinem Labor immer, dass es sich mehr Zeit für die Politur nehmen soll, vor allem bei Vollzirkonoxidkronen.

Optische Eigenschaften: Transluzenz und Ästhetik

Man kann nicht mit einer "perfekten" Krone prahlen, wenn sie wie ein Klumpen Gips aussieht. So verändern Yttriumoxid und die Körner das, was Ihr Auge sieht:

• Durchsichtig (%)
  • 3Y-TZP: 20-25% (ziemlich bewölkt)
  • 4Y-TZP: 30-40%
  • 5Y-TZP: 45-50% oder besser
  • Mehrschichtig: Mischungen bis zu 50%+

Bei meinen Makeover-Bildern ("Front Six"-Lächeln) hat die zusätzliche Lichtdurchlässigkeit einen echten Unterschied gemacht. Manchmal habe ich immer noch Probleme damit, die Reaktion der Materialien auf unterschiedliche Lichtverhältnisse zu bestimmen, aber es wird immer einfacher, je mehr ich mich damit beschäftige.

Biokompatibilität: Wie sich Zirkoniumdioxid im Mund verhält

Was mich immer wieder beeindruckt: Alle Arten von Zirkoniumdioxid sind gut für das Zahnfleisch und das Gewebe. Ich habe Menschen gesehen, die jahrelang mit gesundem Zahnfleisch neben einem gut gefertigten Zirkoniumdioxid saßen. Es verursacht fast nie Reizungen. Manchmal versagt der Kleber oder das Komposit, aber das Gewebe um das Zirkoniumdioxid bleibt fast immer gesund.

Die gute Gesundheit des Gewebes und die geringere Plaquebildung tragen zur Gesundheit des Zahnfleisches bei, was ein großer Fortschritt gegenüber den alten Metallkeramikkronen ist.

Alterungsbeständigkeit: Lehren aus der Degradation bei niedrigen Temperaturen

Dies war ein Kurvenball - Zirkoniumdioxid kann sich mit der Zeit abnutzen (so genannte Niedertemperaturdegradation, LTD). Wasser und Mundtemperatur können dazu führen, dass sich die Körner im Laufe der Jahre in den schwächeren monoklinen Typ verwandeln.

• 3Y/4Y Zirkoniumdioxid: Wenn sie richtig gemacht sind, ist die Alterung kein großes Problem.
• 5Y Zirkoniumdioxid: Ein höherer Kubikgehalt bedeutet weniger Kornveränderungen, aber der Nachteil ist, dass Risse langsam wachsen können, anstatt dass es zu großen plötzlichen Brüchen kommt.

Die Hersteller arbeiten ständig an besseren Korngrößen und Brennmethoden. In meiner Praxis überprüfe ich immer zweimal, welche Art von Zirkoniumdioxid ich verwende, und befolge die Anweisungen für die Fertigstellung und Zementierung. Wer im Vorfeld vorsichtig ist, spart sich später Ärger.

Daten aus der Praxis, klinische Tipps und Einblicke in Fälle

Ich mag Daten, aber die Nutzung dieser Daten im Büro ist das, was wirklich zählt.

Schnellreferenz-Vergleichstabelle

Meine klinischen und Laborerfahrungen

Fall 1: Backenzahnbrücke für einen Schleifer
Ich habe einmal einen schweren Zahnschleifer mit einer langen unteren Brücke repariert. Ich wählte 3Y-TZP der ersten Generation. Fünf Jahre später ist es immer noch gut in Schuss - keine Chips, keine Risse. Die hohe Festigkeit und die risshemmende Wirkung funktionieren wirklich.

Fall 2: Lächel-Makeover
Für einen jungen Kunden, der gut aussehende Frontzähne brauchte, gab es nichts Besseres als die natürlichen Farbveränderungen eines mehrschichtigen 5Y-Blocks. Die Einzelkronen fügten sich perfekt ein. Sie bekommt immer noch Komplimente.

Zementierung und Oberflächentricks
Bei durchsichtigen Zirkonias (5Y) lässt der Harzzement den Rand glatter und fester aussehen. Bei 3Y/4Y sind normale Zemente in der Regel in Ordnung. Unabhängig vom Typ sollten Sie die Innenseite immer reinigen (wenn möglich abstrahlen) und bei Bedarf einen passenden Zirkoniumdioxid-Primer verwenden.

Über Abnutzung und gegensätzliche Zähne
Eine Patientin war verärgert über die Abnutzung ihrer Bisswälle. Ihre oberen Kronen waren aus rauem Zirkoniumdioxid. Ich polierte sie glatt - ihre Zähne nutzten sich nicht mehr ab und sie fühlte sich sofort besser. Zirkonoxid immer polieren. Lassen Sie das nicht aus!

Schlussfolgerung: Die Auswahl des besten Zirkoniums für den klinischen Erfolg

Wenn ich zurückblicke, fällt auf, wie sehr sich das Zirkonoxid verändert hat. Von den trüben alten Brücken, die ich verwendet habe, bis hin zu den glänzenden, natürlich aussehenden Kronen, die ich jetzt herstelle, gibt es einen Typ für fast jeden Fall.

Wenn es etwas gibt, das ich anderen raten würde:

• Für große Brücken oder Schleifmaschinen ist das klassische 3Y-TZP immer noch die erste Wahl.
• Für Arbeiten, bei denen es sowohl auf das Aussehen als auch auf die Festigkeit ankommt, insbesondere bei Zähnen im vorderen Bereich, sollten Sie sich für 4Y-TZP entscheiden.
• Wenn es wirklich wie ein echter Zahn aussehen soll, verwenden Sie 5Y-TZP oder die durchsichtigen Schichten in einem mehrschichtigen Block, aber drücken Sie sie nicht zu stark.

Überprüfen Sie die Fakten, befolgen Sie die Regeln des Herstellers und wählen Sie das Zirkonoxid, das zu jedem Fall passt. Ich lerne ständig dazu, aber das Wissen, wie Yttriumoxid Zirkoniumdioxid verändert, hat meine Arbeit und das Lächeln meiner Patienten verbessert.

Auf weitere tolle Zähne und Kronen, die wirklich halten!