Prothetik | CAD/CAM

Adhäsion

Dauerhafter Halt mit CAD/CAM-gefertigten Teleskopprothesen

Datron_Fraeswerkzeuge
Zahnwerk

Datron bietet Fräswerkzeuge mit nur ±5 μm Fertigungstoleranz an.

 

Seit mehr als 130 Jahren werden Doppelkronen zur Verankerung von bedingt abnehmbaren Brückenkonstruktionen eingesetzt. Eine Teleskopprothese herzustellen ist schwierig und erfordert spezielles technisches Geschick [1]. Trotz der aufwendigen Anfertigung ist die Teleskopprothese in Deutschland eine der am häufigsten genutzten Versorgungsarten bei reduziertem Restgebiss [2].

Doppelkronen machten 2004 fast 90 Prozent aller verwendeten Präzisionsverankerungselemente für Teilprothesen aus [3]. Die Erwartungen an eine solche Versorgung sind aufgrund des Zeitaufwands und der Kosten groß.

Gießen oder Fräsen?

Der Anspruch an die Genauigkeit jedes einzelnen Arbeitsschritts bei der Fertigung von Doppelkronen ist besonders hoch. Vor allem die gusstechnische Herstellung aus edelmetallfreien Legierungen ist aufwendig und fehleranfällig. Spannungen, Verzüge, Lunker, Poren und Materialinhomogenitäten entfallen durch Nutzung der Frästechnik. Als dentales Fertigungszentrum für Fräsarbeiten und 3-D-Druck hat Zahnwerk (Solingen) 2015 mit der CAD/CAM-Fertigung von Sekundärkonstruktionen aus Kobalt-Chrom, Titan und Polyetheretherketon begonnen.

Passgenauigkeit
Zahnwerk

Die gute Passgenauigkeit sorgt für einen dauerhaften Halt der Prothese mittels Adhäsion. Auf Kundenwunsch werden zusätzliche Friktionselemente eingebaut.

 

Friktion vs. Adhäsion

Für die Haltekraft der Teleskope bei funktioneller Belastung sind verschiedene Parameter von Bedeutung. Dazu gehören Reibung, Verschleiß und die zwischen Matrize und Patrize stattfindende Schmierung [4]. Die zwischen den parallelisierten Flächen der Primär- und Sekundärteleskope nach Überwinden des Reibungswiderstands mechanisch lösbare form- und kraftschlüssige Verbindung wird Friktion genannt. Dies ist ein mechanischer Prozess ohne totalflächigen Kontakt; der Halt entsteht durch die Summe vieler Berührungspunkte [5]. Mit zunehmender Tragedauer lässt die Friktion nach [6, 7]. Das führt zu einem schlechten Sitz und folglich zu einer reduzierten Kaufunktion und Lebensqualität [1]. Zahnwerk setzt deshalb auf den Adhäsionseffekt: Während es sich bei der Friktion um eine Klemmpassung handelt, wird bei ausreichend hohem Präzisionsgrad ein gleichmäßiger Spalt zwischen Primär- und Sekundärteil erzielt, der sich im Mund mit Speichel füllt – es entsteht ein Adhäsionseffekt, der keiner Abnutzung unterliegt. Zusätzlich bietet das Unternehmen den Einbau der feinjustierbaren TK-Soft-Konstruktionselemente von Si-Tec an. Mithilfe dieser Aktivierungselemente lässt sich der Prothesenhalt wiederherstellen.

Technische Anforderungen

Nicht ohne Grund gehören Sekundärkonstruktionen nach wie vor nicht zum standardmäßigen CAD/CAM-Repertoire herkömmlicher Labore und Fräszentren. Das technische Equipment muss hohe Standards erfüllen; die dafür erforderlichen Ausgaben ergeben betriebswirtschaftlich nur für spezialisierte Betriebe mit ausreichend hohen Durchsatzzahlen Sinn. Das Solinger Fertigungszentrum hat für hundertprozentige Parallelität in das Fräsgerät S3 Master des Herstellers Schick Dental investiert, das den aktuellen technischen Standards entspricht. Die Zahntechniker nutzen das Gerät mit stabilem 3er-Schaft und speziellen Hochgeschwindigkeitsfräsern. Eine Politur der Primärteile nach dem Parallelfräsen ist nicht erforderlich, höchstens ein kurzes Finish mit dem Ziegenhaarbürstchen. Des Weiteren wurde ein taktiler Scanner mit einer Messgenauigkeit von < 5 Mikrometern (μm) angeschafft. In langwierigen Testläufen wurden die idealen Einstellungen innerhalb der CAD-Software eruiert und angepasste Fräsbahnstrategien mit der CAM-Software Hyperdent generiert. Gefräst wird mit dem Maschinenmodell D5 Linear Scales (Datron). Die Wiederholgenauigkeit liegt bei < 2 μm und die Absolutgenauigkeit bei ±5 μm. Dadurch ist die Maschine beispielsweise auch für die Fertigung weitspanniger, direkt verschraubter Implantatversorgungen geeignet. Last, but not least kommen enger tolerierte, speziell für Zahnwerk angefertigte Fräswerkzeuge zum Einsatz. Die Fertigungstoleranz des Nenndurchmessers beträgt hier nur ±5 μm. Die Fräser werden über den Werkzeugwechsler der D5 LS automatisch ausgetauscht, bevor Abnutzung beziehungsweise Beschädigungen zu unerwünschten Varianzen führen können.

Teleskopversorgungen
Zahnwerk

Teleskopversorgungen sind für Patienten häufig eine gute Alternative zum Klammermodellguss oder zu Implantaten.

Herstellungsqualität

Im Allgemeinen erfolgen viele Maßnahmen zur Friktionsjustierung bei Teleskopprothesen schon nach kurzer Tragezeit, in der noch nicht mit einem Materialverschleiß zu rechnen ist. 63 Prozent der Friktionserhöhungen werden bereits im ersten Funktionsjahr durchgeführt. Innerhalb des ersten halben Jahres nach Protheseneingliederung werden häufig Friktionsverringerungen vorgenommen. Die Notwendigkeit dieser Maßnahmen ist eindeutig auf die Herstellungsqualität zurückzuführen [8]. Beruht der Halt einer Teleskopprothese auf Adhäsion statt Friktion, erübrigt sich die Frage nach der Qualität.

Darko Savic, Solingen


Über den Autor

Darko Savic absolvierte von 2004 bis 2007 seine Ausbildung zum Zahntechniker in Düsseldorf. Von Anfang an interessierte er sich für Technologien im Rahmen der Digitalisierung der Zahnheilkunde und entwickelt sich zum Experten in Sachen CAD/CAM. Seit 2014 ist er Hauptgeschäftsführer von Zahnwerk. Er übernimmt nach wie vor eine aktive Rolle in der Kundenbetreuung.


Literatur

[1] Minagi S, Natsuaki N, Nishigawa G, Sato T. New teleskopic crown design for removable partial dentures. J Prosthet Dent 1999;81(6):684-8.
[2] Kerschbaum T. Langzeitüberlebensdauer von Zahnersatz. Quintessenz 2004;55:1113-26.
[3] Kassenzahnärztliche Bundesvereinigung. KZBV Jahrbuch 2004. Statistische Basisdaten zur vertragszahnärztlichen Versorgung. Köln: KZBV, 2004.
[4] Habig KH. Tribologie. In: Beitz B, Grote KH, Hrsg. Dubbel. Taschenbuch für den Maschinenbau, 20. Auflage. Berlin-New York: Springer Verlag, 2001:E72-E80.
[5] Röper M. Untersuchungen der Haft- und Gleitreibungskräfte an teleskopierenden Prothesenankern im Dauerverschleißversuch. Düsseldorf, Univ. Med. Fak., Zahnmed Diss 1982.
[6] Freesmeyer WB. Konstruktionselemente in der zahnärztlichen Prothetik. In: Hrsg. Freesmeyer Konstruktionselemente in der zahnärztlichen Prothetik. München-Wien: Carl Hauser Verlag, 1987.
[7] Meyer E. Die Bewährung von Stegverbindungen, Teleskopkronen und Kugelknopfankern im stark reduzierten Gebiss. Dtsch Zahnärztl Z 1983; 38:1011-15.
[8] Weber A. Überlebenszeitanalysen von teleskopverankerten Teilprothesen unter besonderer Berücksichtigung der Folgekosten. Gießen, Univ. Med. Fak., Zahnmed Diss 2005.

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