von Uwe Greitens
Thermoschock verstehen – und mit der richtigen Abkühlung sicher vermeiden.
Kennt ihr das? Der Mal- oder Glasurbrand ist durch, ihr öffnet den Ofen – und die weitspannige Brücke liegt in zwei Teilen da. Gebrochen nicht etwa am filigranen Rand, sondern mitten durch den massivsten Querschnitt, oft genau zwischen den Einsern. Keine Belastung, kein Sturz. Manchmal hört man nur ein leises Knacken, manchmal passiert es erst Stunden nach dem Brand.
Ich beschäftige mich seit zwanzig Jahren mit Zirkonoxid, und es gibt eine überschaubare Zahl von Problemen – vielleicht zwanzig –, die immer wieder
auftreten. Herstellerübergreifend, und fast immer zurückzuführen auf keramische Grundregeln. Die wichtigste davon: Zirkonoxid ist, wie alle Keramiken, ein sprödes Material. Es ist zwar die zäheste unserer Dentalkeramiken, aber es kennt keine plastische Verformung: Wo ein Metall nachgibt und sich verbiegt, bricht Keramik –
sie verträgt enormen Druck, aber nur wenig Zug. Trifft Zugspannung auf einen Mikrodefekt, wächst daraus ein Riss.
Eines dieser wiederkehrenden Probleme schauen wir uns heute an.
Das Problem: Bruch an der massivsten Stelle
Betroffen sind vor allem massive, monolithische Konstruktionen mit Gingivaanteil.
Das Bruchbild ist typisch: ein glatter, durchgehender Trennbruch durch den
Verbinder-/Gingivabereich – die Stelle, die eigentlich am stabilsten aussieht.
Eine Ursache: Thermoschock
Zirkonoxid leitet Wärme schlecht – rund ein Zehntel einer NEM-Legierung. Kühlt die Brücke nach dem Brand zu schnell ab, schrumpft die äußere „Schale“ auf den noch heißen Kern auf: außen Druckspannung, innen Zugspannung. Je massiver der Querschnitt, desto größer das Temperaturgefälle – und zwischen den Einsern treffen der dickste Querschnitt und der Scheitelpunkt des Zahnbogens aufeinander. Deshalb bricht die scheinbar stärkste Stelle zuerst. Und weil jeder weitere Brand vorhandene Mikrorisse wachsen lässt, zeigt sich der Schaden manchmal erst beim letzten Brand.
Die Lösung: Abkühlung verlangsamen
Die Regel dahinter ist einfach: Je schwerer das einzelne Brückenglied, desto langsamer muss abgekühlt und idealerweise aufgeheizt werden – von 55°C/min bei leichten Einheiten bis 25°C/min ab etwa 4 g pro Glied, kontrolliert bis mindestens 300°C herunter. Wer es exakt mag, wiegt die Konstruktion und teilt durch die Zahl der Glieder.
Im Alltag muss dafür niemand jede Arbeit wiegen. In unserem Konzeptlabor haben sich drei feste Programme etabliert:
– für 1- bis 4-gliedrige
– für 4- bis 8-gliedrige
– für 8- bis 14-gliedrige Brücken.
Einmal angelegt, wird nur noch das passende Programm gewählt.
Auch langsames Aufheizen verhindert Risse.
Und sofern eure Mal- und Glasurmassen es laut Hersteller zulassen, darf auch das Aufheizen langsamer werden. Denn jede zusätzliche Schicht spielt im Spannungshaushalt mit: Verblend- und Gingivamassen haben eine bewusst etwas niedrigere Wärmedehnung als das Zirkonoxid und bauen beim Abkühlen ein eigenes Spannungssystem auf — Druck an der Oberfläche, Zug darunter und an der Grenzfläche zum Gerüst. Bei zu schneller Abkühlung addiert sich diese Schichtspannung von außen zu den Temperaturgradienten im Gerüst — ein Grund mehr, der Arbeit ihre Zeit im Ofen zu lassen.
Entscheidend ist generell nicht allein die Größe der Arbeit, sondern das Massenverhältnis innerhalb der Konstruktion. Auch eine kleine, dreigliedrige Brücke mit zwei dünnen Kappen und einem extrem massiven Pontic ist ungünstig –hier kommt es vielleicht nicht zur kompletten Fraktur, aber unter Umständen zu einem Riss. Deshalb: bei ungünstigen Massenverhältnissen und im Zweifel immer das längere Programm.
Programmieren lässt sich die langsame Abkühlung in praktisch jedem modernen Keramikofen – nur die Programmierlogik unterscheidet sich von Hersteller zu Hersteller. Unabhängig vom Ofen gilt: keine abrupte Ofenöffnung, das Objekt erst
unterhalb von 200–300 °C entnehmen und nie heiß auf eine kalte Unterlage legen
oder Zugluft aussetzen.
Eine Sache noch
Wenn ein Riss da ist, wächst er auch. Das Ziel der arbeitsweise sollte es deshalb sein, nach dem Sintern möglichst nicht mehr zu beschleifen und vor allem nicht interdental separieren – jede Kerbe ist ein Rissstarter, ausgerechnet an den höchstbelasteten Stellen.
Nicht jeder Thermoschock endet mit dem großen Knall. Manchmal entsteht nur ein feiner Riss – bevorzugt an einer Kerbe, etwa am Schraubenkanal einer Implantatbrücke oder an einer Schleifstelle aus der Nachbearbeitung. Und dann gilt: Ist ein Riss erst einmal da, wächst er mit jedem weiteren Keramikbrand weiter, bis er sichtbar wird. Ein Riss, der „nach“ dem Brand auffällt, muss also nicht beim Brand entstanden sein.
Warum Kerben und Nachbearbeitung dabei die Hauptrolle spielen, ist ein eigenes Thema – dazu mehr in einem der nächsten Beiträge.
Merke
Beim Brand ist nicht die filigranste, sondern die massivste Stelle am stärksten gefährdet. Passt die Abkühlrate dem Gewicht an – langsamer ist sicherer.