Klinische Verlaufsstudie zur Verbundfestigkeit von keramisch verblendeten TiAl6Nb7-Kronen und -Brücken

Abstract

Diese Studie untersucht die klinische Bewährung von keramisch verblendeten TiAl6Nb7-Kronen und -Brücken.

Die Stichprobe bildeten 24 Probanden, 11 weibliche und 13 männliche, im Alter zwischen 24 und 73 Jahren (Durchschnittsalter 46 Jahre). Ihnen wurde im Zeitraum von Juli 2002 bis Dezember 2002 festsitzender, keramisch verblendeter Zahnersatz eingegliedert. Die Metallgerüste wurden aus der Titan-Aluminium-Niob-Legierung Girotan L angefertigt. Deren Verblendung erfolgte mit der Verblendkeramik Initial Ti. Die gusstechnische Umsetzung wurde mit der Vakuum-Druckgussanlage Symbiocast durchgeführt.

Die Gesamtzahl der Restaurationen betrug 41, genauer 29 Einzelkronen und 12 vier- bis sechsgliedrige Brücken. Da nicht alle Brücken vollkeramisch verblendet wurden, standen 63 keramische Verblendeinheiten für die Nachuntersuchungen zur Verfügung. Diese erfolgten 3, 6 und 12 Monate nach Eingliederung.

Die zahntechnischen Ergebnisse gliedern sich wie folgt:

- Der Gussvorgang mit der Symbiocast erwies sich als weitgehend unproblematisch. Die Modellation der Kronenwände sollte jedoch 0,5 mm nicht unterschreiten. - Die Gussobjekte wiesen eine dünne Randaufhärtungsschicht (alpha-case) auf, welche problemlos zu entfernen war. - Die Polierbarkeit von TiAl6Nb7 ist dem subjektiven Eindruck nach besser als die von Reintitan. - Die Initial Ti Verblendkeramik zeichnet sich durch hohe Ästhetik und einfache Handhabung aus. - An 2 Kronen traten Spannungssprünge am Tag nach dem Keramikbrand auf.

Die Beurteilung der Kronen und Brücken ergab folgende Ergebnisse:

- Die Kronen und Brücken integrierten sich harmonisch in den Zahnbogen. Farb- und Oberflächenveränderungen waren nicht erkennbar. - An keinem Pfeilerzahn wurde eine Kronenrandkaries festgestellt. - Gingivarezessionen und lokale Entzündungen im Umgebungsbereich des Zahnersatzes waren nicht zu verzeichnen. - Die erkennbaren Metallbereiche wiesen keine Defekte oder Korrosionserscheinungen auf. - Bei 7 der 41 Restaurationen (4 Kronen und 3 Brücken) waren die Keramikverblendungen beschädigt, entsprechend einer Defektrate von 17%. Bezogen auf die verblendeten 63 Einheiten ergibt das eine Schadensrate von 11%. Alle Keramikabplatzungen wurden innerhalb der ersten 6 Monate nach Eingliederung festgestellt. Bei den defekten Brücken traten die Abplatzungen ausschließlich im Bereich der Brückenglieder auf.

Die Auswertung der Fragebögen ergab eindeutige Ergebnisse. Alle Studienteilnehmer waren mit ihren Restaurationen sowohl hinsichtlich der Ästhetik als auch der Funktionalität zufrieden. Die Patienten hatten weder ein Fremdkörpergefühl, noch reagierten sie auf thermische Einflüsse. Ein Studienteilnehmer beobachtete nach Benutzung einer bestimmten Zahncreme Geschmacksirritationen. Allergische Reaktionen traten in keinem Fall auf.

Bei der Untersuchung des defekten Zahnersatzes im Rasterelektronenmikroskop fielen zum Teil im Umgebungsgebiet der Bruchfläche perlschnurartige Aufreihungen von Mikroporen innerhalb der Keramik auf. Die Betrachtung von Testkronen ergab eine im Bereich der Verbundzone erkennbare Reaktionsschicht, die auf Grenzflächenreaktionen schließen lässt.

Schlussfolgernd kann gesagt werden, dass keramisch verblendete TiAl6Nb7-Kronen und -Brücken hinsichtlich Ästhetik, Funktionalität und Tragekomfort hohe Ansprüche erfüllen. Die Defekte an den Keramikverblendungen liegen jedoch über den Werten vergleichbarer Untersuchungen für konventionelle Aufbrennlegierungen und machen deutlich, dass die Probleme in der Titanverarbeitung noch nicht vollständig gelöst sind. Da die Gründe für das Versagen der Restaurationen vielschichtig sind und im Einzelfall wahrscheinlich das Zusammenwirken mehrerer Ursachen zum Abplatzen der Keramikverblendung geführt hat, sollten Verarbeitungsfehler sowohl beim Gießen als auch beim Verblenden des Gerüstes möglichst minimiert werden. Ebenfalls ist ein sorfältiges Arbeiten des Zahnarztes gefordert. Weiterführende Studien hinsichtlich der Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten, der lokalen Änderungen in der Wärmespannungsverteilung und der Grenzflächenreaktionen zwischen Aufbrennkeramik und Titanlegierung sind notwendig. Bis zum routinemäßigen klinischen Einsatz sollten die Probleme der erhöhten keramischen Komplikationsrate erst noch gelöst werden.

This study investigates the clinical performance of crowns and bridges made of porcelain fused to TiAl6Nb7.

The sample consisted of 24 patients, 11 female and 13 male, aged 24 through 73 (average age 46). Between July and December 2002, they were provided with fixed partial dentures made of porcelain fused to metal. The metal substructures were made of the titanium-aluminum-niobium alloy Girotan L. Initial Ti porcelain was used for veneering. Casting was performed in the vacuum pressure casting machine Symbiocast.

The total number of restorations performed was 41, more precisely 29 crowns and 12 bridges with 4 to 6 units each. Since not all pontics were veneered, there were 63 ceramic veneers available for subsequent studies. The clinical assessments were done three, six and twelve months after insertion.

The technical results are as follows:

- Casting with the Symbiocast was largely unproblematic. However, the thickness of the crown walls should not fall below 0.5 mm. - The cast substructures showed a thin alpha-case layer which could easily be removed. - The subjective impression was that polishing succeeded better with TiAl6Nb7 than with pure titanium. - The Initial Ti veneer ceramics excel from the point of view of aesthetics and simplicity of handling. - 2 crowns developed cracks in the veneers within a day of fusing.

The assessment of the crowns and bridges led to the following results:

- The crowns and bridges blend well with the surrounding teeth. No alterations in colour or surface were observed over time. - No caries was detected on the abutment teeth. - There were no signs of either gingivitis or stomatitis in the areas surrounding the partial dentures. - The visible metal surfaces showed no defects or corrosion. - 7 of the 41 restorations (4 crowns and 3 bridges) showed damaged veneers, resulting in a defect rate of 17%. Based on the 63 units, the defect rate is 11%. All metal-ceramic failures were discovererd within 6 months of insertion. All defects on the bridges occurred around the pontics.

The evaluation of the questionnaires produced unambiguous results. All patients were pleased with both the aesthetics and the functionality of their restorations. They neither felt that they had a foreign body in their mouth, nor were the dentures sensitive to hot and cold temperature changes. One patient observed irritations in his sense of taste after using a certain brand of toothpaste. There were no allergic reactions.

The defect partial dentures were inspected with a scanning electron microscope. In some cases there were chains of micro-pores visible within the porcelain close to the fracture. The examination of test crowns showed a reaction layer where the porcelain is bonded to the metal.

To summarize, one can say that crowns and bridges made of porcelain fused to TiAl6Nb7 were rated highly from the point of view of aesthetics, functionality and comfort. However, the failure rate for the metal-ceramic veneers is higher than the results obtained in comparable investigations for conventional metal-ceramic combinations, confirming the fact that the problems with titanium processing are not yet totally solved. Since the reasons for the failures are complex, and since the failures are likely to have been caused by the coincidence of several causal factors in each individual case, processing faults must be minimized in both casting and veneering of the substructure. Precision is also required on the part of the dentist. Further studies will be necessary regarding the difference of the coefficients of thermal expansion, the local changes in the distribution of thermal tension, and the chemical reaction between porcelain and titanium alloys. Before the routine employment of TiAl6Nb7 for partial dentures can begin, the problem of the increased ceramic complication rate needs to be solved.