Zahnersatz mit Brücken aus glasfaserverstärktem Kompositkunststoff

Die Versorgung mittels implantatgetragener Kronen ist heute bei Einzelzahnversorgungen oder Nichtanlagen zur bevorzugten therapeutischen Maßnahme avanciert.

Klinische Beobachtungen, bestätigt durch Forschungsergebnisse, zeigen exzellente Resultate von implantatgetragenen metallkeramischen Kronen mit einer Erfolgsquote von 97,5 Prozent nach einer Tragedauer von sechs bis sieben Jahren [1]. Dennoch weist diese Behandlungsform auch Nachteile auf. Ein komplexes, zeitaufwändiges und somit auch teures klinisches Vorgehen ist oft erforderlich, um eine optimale Wundheilung und Osseointegration des Implantates zu gewährleisten, bevor in einer zweiten Phase die prothetische Behandlung realisiert werden kann. Um biologisch und ästhetisch akzeptable Ergebnisse zu erzielen, sind oftmals präprothetische chirurgische Maßnahmen angezeigt, zum Beispiel Knochentransplantationen oder Schleimhautplastiken. Solche Eingriffe erhöhen nicht nur die Behandlungszeit und postoperative Schmerzen, sondern auch den finanziellen Aufwand sowie Risiken während der provisorischen Versorgung. Konventionelle metallkeramische Brücken, die über viele Jahre zum Einsatz kamen, zeigen in neueren Veröffentlichungen eine Erfolgsrate von 87 Prozent nach zwölf Jahren [2].

Ein erheblicher Nachteil dieser Behandlungsmodalität ist der retentionsbedingte, erhebliche Verlust an Zahnhartsubstanz bei Präparation der Pfeilerzähne, so dass gerade bei intakten, kariesfreien Pfeilerzähnen eine konventionelle Brückenversorgung immer häufiger Indikationseinschränkungen unterliegt. Eine Alternative zur Versorgung von Einzelzahnlücken stellen adhäsiv befestigte Marylandbrücken dar, die eine nur minimale Präparation der Pfeilerzähne erfordern. Trotz bedeutender Veränderungen des Designs, des Materials und der Zahnpräparationen während der letzten Jahre, konnten die adhäsiv befestigten Marylandbrücken eine klinische Überlebensrate von 75 Prozent nach fünf Jahren nicht überschreiten [3]. Das häufigste Problem stellte dabei der Adhäsionsverlust zwischen der Zahnhartsubstanz und dem Befestigungskomposit dar, der auf das äußerst starre Metallgerüst zurückgeführt wurde. Es wurde vermutet, dass Verstärkungen von Kompositbrücken aus weniger steifem Fasermaterial in der Lage sein könnten, Zug- und Druckspannungen besser zu absorbieren, welche sich an den Adhäsionsflächen konzentrieren und somit zu einem Haftungsverlust führen können [4].

Eine moderne Methode, welche auf dem Konzept der minimalinvasiven Pfeilerzahnpräparation beruht, stellen faserverstärkte Kompositslot- oder Inlaybrücken dar [5]. Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass durch Zusatz einer angemessenen Menge an Fasersubstanz eine bedeutsame Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit sowie des Elastizitätsmoduls der Komposite erreicht werden kann [6]. Da sich diese Materialien zur Klebung auf der Zahnhartsubstanz eignen, können faserverstärkte Polymere in vielfältigen Bereichen Anwendung finden. Zur Faserverstärkung von Kompositbrücken sind Glasfasern [7], UHMW Polyethylenfasern [8], Kohlenstoff-Graphit-Fasern [9] und Aramid-Fasern [10] vorgeschlagen worden. Bevorzugt werden heute insbesondere silanisierte Glasfasern, da sie exzellente mechanische sowie ästhetische Eigenschaften aufweisen und eine sehr gute Verbindung mit Kompositmaterialien eingehen [11]. Entscheidende Kriterien für die mechanischen Eigenschaften sind dabei die räumliche Anordnung der Fasern, sowie deren Volumenanteil innerhalb des Polymers. Obwohl auch zwei- oder multidirektionale Fasersysteme in der Zahnmedizin zum Einsatz kommen, werden für minimalinvasive Brückenkonstruktionen in der Regel parallele, eindirektionale Faserbündel verwendet. Ein Grund dafür ist, dass diese longitudina- len Fasern entlang ihrer Laufrichtung eine sehr hohe mechanische Belastbarkeit aufweisen und demzufolge, durch eine gezielte Platzierung, auch extremen Spannungen während der Kaubelastung standhalten können. Frühere Veröffentlichungen haben gezeigt, dass eine Erhöhung des Volumenanteils der Fasern innerhalb der Polymermatrix die mechanische Belastbarkeit des Faser-Polymersystems erheblich verbessert [12]. Kürzlich veröffentlichten Göhring und Mitarbeiter Ergebnisse einer klinischen Studie, die eine Überlebensrate faserverstärkter Kompositbrücken im Seitenzahnbereich von 90 Prozent nach zwei Jahren dokumentiert hat [13]. Die Studie hat gezeigt, dass es sich beim Ablösen des Komposit-Verblendmaterials von der faserverstärkten Armatur nach wie vor um ein nicht zu unterschätzendes Problem handelt. Diese klinischen Misserfolge wurden neben Verarbeitungsproblemen unter anderem Hohlräumen innerhalb des faserverstärkten Polymers zugeschrieben, die aus einer unvollständigen Imprägnation der Fasern resultierten. Mit Polymer vorimprägnierte Fasern könnten somit ein besseres Potential für eine klinische Anwendung besitzen.

In diesem Artikel werden einige mögliche Indikationen für minimalinvasive, adhäsiv befestigte Kompositbrücken aufgeführt, hergestellt aus präimprägnierten Glasfasern (everStick, StickTech), und anhand detaillierter Beschreibungen von klinischen Fallberichten illustriert.

Der 45-jährige Patient musste sich aufgrund einer generalisierten, aggressiven Parodontitis einer umfangreichen Parodontalbehandlung unterziehen. Diese beinhaltete Zahnsteinentfernungen, „Deep Scaling“ und mukogingivale chirurgische Eingriffe. Während der Nachsorgebehandlung zeigte der zweite obere rechte Schneidezahn aufgrund klinischer und röntgenologischer Untersuchungen eine schlechte Prognose (Abb. 1a, b). So wurde beschlossen, den Zahn zu extrahieren und durch eine faserverstärkte Kompositbrücke zu ersetzen.

Während der ersten Sitzung wurden die Präparationen auf den Palatinalflächen der zukünftigen Pfeilerzähne unter Lokalanästhesie durchgeführt. Durch eine sorgsame Untersuchung der statischen und dynamischen Okklusion mit Hilfe von farbigen Okklusionsfolien wurde sichergestellt, dass sich die Präparationsgrenzen außerhalb der Okklusionskontakte befanden. Das Design der Präparation beruht auf dem Konzept, ein Höchstmaß an gesunder Zahnhartsubstanz zu erhalten und gleichzeitig eine adäquate Materialdicke des Komposits zu gewährleisten. In diesem Fall wurde der Zahnschmelz mit Hilfe von Finierdiamanten (Intensiv SA) um 0,5 Millimeter reduziert und die supragingivalen Kavitätenränder wurden hohlkehlartig ausgearbeitet. Im Bereich des Cingulums wurden Retentionsgrübchen präpariert, um eine definierte Positionierung während der Einprobe und der adhäsiven Befestigung zu gewährleisten. Der Abdruck wurde mit einem additionsvernetzenden Silikonmaterial durchgeführt (Aquasil, De Trey Dentsply) (Abbildung 2). Da sich die Präparationen ausnahmslos innerhalb des Zahnschmelzes befanden, war eine provisorische Versorgung der Pfeilerzähne nicht notwendig. Neben der Bissnahme und dem Abdruck des Gegenkiefers wurden dem zahntechnischen Labor ebenfalls ausführliche Beschreibungen und intraorale Fotographien zugesandt, um ein optimales ästhetisches Endergebnis zu gewährleisten (Abbildungen 1a, b und 2).

Zur Herstellung des Arbeitsmodells wurden die Abdrücke mit ultrahartem Modellgips ausgegossen (Abbildung 3). Gemäß Herstellerangaben wurde auf den Präparationen des Arbeitsmodells eine dünne Schicht Komposit (Sinfony, 3M-ESPE) aufgetragen und anschließend das Glasfaser-Verstärkungsmaterial (everStick, Stick Tech) angepasst. Mit Hilfe einer transparenten Silikonmatrize wurden die Glasfasern in Position gehalten, auf die Gipsstümpfe gepresst und zehn Sekunden lichtgehärtet. Die morphologisch korrekte Ausgestaltung der Brücke erfolgte mittels Schichttechnik mit dem Komposit Sinfony (3M-ESPE).

Jede Schicht wurde während 20 Sekunden mit Blaulicht polymerisiert. Die Endpolyme-risation erfolgte mit Hilfe einer MPA 2000 Einheit (Biophoton) bei 110 Grad Celsius während 180 Sekunden. Zuletzt wurde die Brücke mit Gummipolierern, Nylonbürstchen und Baumwollschwabbeln poliert (Abbildung 4).

Während der zweiten Sitzung wurde unter Lokalanästhesie der obere seitliche Schneidezahn extrahiert. Anschließend wurden die Passgenauigkeit, Okklusion und das ästhetische Ergebnis der Kompositbrücke überprüft. Die Konditionierung des Kompositwerkstoffes bestand aus einer mechanischen Vorbehandlung mittels Sandstrahlen mit 50 Mikrometer Al₂O₃, Druckluftreinigung während fünf Sekunden, der Oberflächenbenetzung mit einer Silanlösung (Monobond S, Ivoclar-Vivadent AG) und anschließender Lufttrocknung bei Raumtemperatur (Abbildung 5).

Nach der Blutstillung wurde Kofferdam angelegt, welcher im Bereich des Zwischengliedes perforiert wurde, um eine Verschiebung der Brücke während der adhäsiven Befestigung zu vermeiden. Die Präparationen innerhalb der Pfeilerzähne wurden mit wenig abrasiver, fluoridfreier Paste gereinigt, gespült und mit 35-prozentigem Phosphorsäuregel für 30 Sekunden geätzt (Abbildung 6). Nach Entfernung des Ätzgels mit Wasserspray und Trocknung der Schmelzoberfläche wurde das Bond (Heliobond) sowohl auf die Substratoberfläche, als auch auf das Werkstück aufgetragen und mit Luft dünn verblasen. Auf die Präparationen wurde schließlich eine dünne Schicht Komposit (Tetric, Ivoclar-Vivadent AG) appliziert und die Kompositbrücke wurde unter Druck vorzugsweise mit Hilfe von Ultraschall (Piezon Master, EMS) in die Endposition eingepasst. Nach Entfernung der Kompositüberschüsse erfolgte die Lichthärtung während 120 Sekunden. Die Leistungsdichte im nutzbaren Wellenlängenbereich von 400 bis 520 nm betrug mit der verwendeten Polymerisationslampe (Astralis 10) zirka 1400 mW/cm².

Zur Finierung und Politur wurden feinkörnige Diamantschleifer (Intensiv SA) und Discs (Pop On XT, 3M-ESPE) verwendet. Die Okklusion wurde mit Okklusionspapier kontrolliert und mit Finierdiamanten eingestellt (Abbildung 7). Die Abbildung 8 zeigt die klinische Situation nach fünf Monaten.

Bei der 65-jährigen Patientin musste der zweite obere rechte Prämolar aufgrund einer Wurzelfraktur extrahiert werden. Die lückenbegrenzenden Zähne waren vital und wiesen ersatzbedürftige alte Amalgamfüllungen auf (Abbildung 9). Während der Behandlungsplanung wurde das Setzen eines Implantates diskutiert, was jedoch aufgrund finanzieller Vorbehalte seitens der Patientin nicht in Betracht kam. Zudem wurde in diesem Fall im Hinblick auf die zu ersetzenden Amalgamfüllungen die prothetische Versorgung mittels einer faserverstärkten Kompositbrücke als die weniger traumatische, günstigere und somit bessere Behandlungsalternative angesehen. Nach Extraktion des Zahnes 25 wurde das Arbeitsfeld mit Kofferdam isoliert und die Amalgamfüllungen wurden mit Hilfe von Hartstahlbohrern im roten Winkelstück entfernt. Es wurden adhäsive Inlaypräparationen mit zwei Millimeter tiefen Approximalkästen angefertigt, wobei darauf geachtet wurde, scharfe Innenwinkel und auslaufende Federränder zu vermeiden. Nach der Kavitätenpräparation wurde das Dentin nach der Selective-Bonding-Technik versiegelt [14]. Durch diese Technik wird während der Herstellungsphase der Kompositbrücke der Schutz der Pulpa gewährleistet. Vor Auftragen des Syntac Adhesivs wurde die Dentinoberfläche mittels eines Syntac-Primers konditioniert. Nach Verflüchtigung des Lösungsmittels mit komprimierter Luft wurde eine Schicht Heliobond mit einer Pinselspitze aufgetragen und mit Halogenlicht während 30 Sekunden polymerisiert (Abbildung 10).

Anschließend wurden die Kavitätenränder mit feinen Diamanten finiert, bevor die Abdruckname mittels additionsvernetzendem Silikon erfolgte. Für die provisorische Versorgung der mit einer dünnen Schicht Glyceringel isolierten Pfeilerzähne wurde Fermit (Ivoclar-Vivadent AG) verwendet. Wie zuvor erwähnt, wurden dem zahntechnischen Labor neben dem definitiven Abdruck eine Bissregistrierung, ein Abdruck des Gegenkiefers und intraorale Fotos übersandt. Den Angaben des Herstellers folgend, wurde die Brückenverstärkung aus everStick hergestellt. Das Komposit Sinfony (3M-ESPE) diente wiederum als Verblendkomposit (Abbildung 11). Dabei wurde besonders darauf geachtet, die verstärkenden Fasern im unteren Bereich des Zwischengliedes zu platzieren, da gezeigt werden konnte, dass eine solche Anordnung gegenüber Zugspannungen den größten Widerstand bietet [12].

Am Tag der Eingliederung der Kompositbrücke wurden die provisorischen Füllungen entfernt, die Kavitäten mit Nylonbürstchen und wenig abrasiver, fluoridfreier Paste gereinigt und für 30 Sekunden mit Wasserspray gespült. Vor Anlegen des Kofferdams wurde die Brücke auf ihre Passgenauigkeit und Farbanpassung überprüft. Wie zuvor beschrieben, wurde die faserverstärkte Kompositbrücke mit einem Sandstrahlgerät (Al2O3) und einem Einkomponentensilan (Monobond S, Ivoclar-Vivadent AG) vorbehandelt und an der Luft getrocknet. Die ausschließlich im Zahnschmelz liegenden Kavitätenränder wurden mit 35-prozentiger Phosphorsäure für 30 Sekunden geätzt, mit Wasser gereinigt und trockengeblasen (Abbildung 12). Nach Auftragen von Heliobond wurde eine dünne Schicht eines dualhärtenden Befestigungskomposits (Variolink, Ivoclar-Vivadent AG) auf die Brückeninnenseite und in die Kavitäten eingebracht. Die Brücke wurde sofort eingesetzt und unter Druck in die Endposition gebracht. Überschüssiges Befestigungskomposit musste daraufhin rasch mit einem Doppelendspatel und Superfloss entfernt werden, bevor die chemische Polymerisation das Material verfestigte. Die Lichtpolymerisation des dualhärtenden Komposits erfolgte während 120 Sekunden. Nach Überprüfung der Okklusion, der Finierung und Politur und Fluoridierung der Pfeilerzähne war die Behandlung abgeschlossen (Abbildung 13).

Bei der 45-jährigen Patientin kam es nach frühzeitiger Extraktion des ersten oberen rechten Molaren aufgrund fehlgeschlagener Wurzelkanalbehandlung durch Migration des zweiten Molaren zu einer Verkleinerung des unbezahnten Kieferabschnitts (Abbildung 14). Die Nachbarzähne wiesen oberflächliche kariöse Läsionen im Bereich der Approximalflächen auf. Die prothetische Behandlung mittels einer implantatgetragenen Krone war aufgrund des Platzmangels in mesio-distaler Richtung sowie der Nähe der Kieferhöhle kontraindiziert. In diesem Falle bot sich als Behandlungsalternative eine adhäsiv befestigte Kompositbrücke an. Die minimalinvasive Präparation der Pfeilerzähne bestand aus zwei slotartigen Ankerkavitäten (Abbildung 15). Durch dieses modifizierte Design konnte ein unnötiger Verlust an gesunder Zahnhartsubstanz vermieden und ausreichend Platz für das Faserwerk geschaffen werden. Die Slots waren zwei Millimeter tief, mit gerade auslaufenden Rändern und abgerundeten Innenwinkeln. Nach Abdrucknahme mit einem additionsvernetzenden Silikonmaterial (Aquasil, De Trey Dentsply) wurden die Pfeilerzähne provisorisch mit einem lichthärtenden, flexiblen Vinyl-Chlorid Produkt (Fermit, Ivoclar-Vivadent AG) versorgt. Das zahntechnische Labor erhielt neben der Bissregistrierung einen Abdruck des Gegenkiefers sowie eine fotographische Dokumentation.

Auf dem Arbeitsmodell wurden die Kavitätengrenzen mit einer roten Bleistiftmiene markiert. Aufgrund des geringen Platzangebotes wurden die Fasern vertikal angeordnet und in einem Winkel von 90 Grad an beiden Enden gefaltet, um in die Slots eingebracht werden zu können (Abbildung 16).

Die Fasern wurden lichtgehärtet und die Brücke wurde schichtweise mit Hilfe des Verblendkomposits Sinfony (3M-ESPE) aufgebaut (Abbildung 17, 18). Nach der Ausarbeitung erfolgte eine Nachpolymerisation mit einer MPA-2000-Einheit (Biophoton) bei 110 Grad Celsius für 180 Sekunden. Die abschließende Politur wurde mit Gummipolierern, Nylonbürstchen und Baumwollschwabbeln durchgeführt (Abbildung 19).

Am Tag der Eingliederung wurden die Provisorien unter Lokalanästhesie entfernt. Die Ankerkavitäten wurden mit wenig abrasiver, fluoridfreier Paste gereinigt und mit Wasser ausgespült. Vor dem Anlegen des Kofferdams wurde die faserverstärkte Kompositbrücke in die Präparationen eingesetzt und auf ihre Adaptation beziehungsweise ästhetische Qualität hin überprüft. Im ersten Schritt der Eingliederung erfolgte die Konditionierung der Schmelzränder der Präparationen mit 35-prozentiger Phosphorsäure, bevor der selbstätzende Primer auf das Dentin im Inneren der Kavität aufgetragen wurde. Die ganze Kavität wurde anschließend mit einer dünnen Schicht Heliobond beschichtet und für 30 Sekunden mit Licht polymerisiert. Heliobond wurde ebenfalls auf die Innenseite der Brücke aufgetragen, welche zuvor mit 50 ìm Al2O3-Partikeln sandgestrahlt und mit einem Einkomponentensilan (Monobond S, Ivoclar-Vivadent AG) vorbehandelt wurde. Gleiche Teile der Variolink-Paste A und B wurden für 20 Sekunden gemischt und in die Präparationen eingebracht. Auf die Innenseite der Kompositbrücke wurde ebenfalls Variolink aufgetragen und schließlich eingesetzt. Nach Entfernung der Überschüsse des Befestigungskomposits mit einem feinen Doppelendspatel erfolgte die Lichthärtung für 120 Sekunden, gefolgt von der üblichen Ausarbeitung und Okklusionsprüfung (Abbildung 20).

Das wichtigste Element für die Retention von minimalinvasiven, faserverstärkten Kompositbrücken ist die Adhäsion. Dank wichtiger Fortschritte in diesem Bereich innerhalb der letzten Jahre [15] konnten zuverlässige Schmelz- und Dentinadhäsive zur Verfügung gestellt werden, die den Retentionsverlust von adhäsiven Ankerelementen auf ein Minimum reduzieren. Im Gegensatz zu unverstärkten Kompositbrücken scheinen glasfaserverstärkte Kompositbrücken nahezu unzerbrechlich zu sein [13]. Sie könnten unter klinischen Bedingungen dank einer gewissen Flexibilität sogar noch bruchfester sein als minimalinvasive, adhäsiv befestigte Vollkeramikbrücken [16]. Das Hauptproblem, welches mit faserverstärkten Kompositbrücken verbunden ist, ist der Haftverlust zwischen der Faserverstärkung und dem Verblendkomposit.

Dieses Problem könnte zum Teil durch Ausnutzung der Interpenetrating Polymer Network Structure (IPN-Structure) des ever-Stick-Polymers bewältigt werden, welche durch das Verblendkomposit während der labortechnischen Herstellung aufgelöst werden soll. Diese Eigenschaft könnte die mikromechanische Adhäsion zusätzlich zur chemischen Adhäsion zwischen den silanisierten Glasfasern und dem Verblendkomposit verbessern, was in besseren mechanischen Eigenschaften resultieren würde. Weitere Untersuchungen sind jedoch notwendig, um zu beurteilen, in wieweit spezielle Methoden der Glasfaser-Komposit Verbindungen, zum Beispiel bei den everStick Materialien verwendet, dieses Problem grundsätzlich lösen können.

Das Problem des Ablösens des Verblendkomposits kann ebenfalls auftreten, wenn durch eine unkorrekte labortechnische Brückenfabrikation die Glasfasern an der Oberfläche freigelegt werden.

Durch Kontakt mit Speichel und Feuchtigkeit kommt es zur hydrolytischen Spaltung und Zersetzung der Silanschicht. Deswegen muss während des Herstellungsprozesses besondere Vorsicht geboten werden, keine Fasern an die Werkstoffoberfläche gelangen zu lassen. Ebenfalls darf nicht vergessen werden, dass Glasfasern abrasive Eigenschaften gegenüber der natürlichen Dentition aufweisen. Deshalb sollte die Okklusionseinstellung vorsichtig durchgeführt werden, um das Freilegen von Glasfasern zu vermeiden. Ein anderer kritischer Aspekt der faserverstärkten Kompositbrücken ist, sofern als definitiver Zahnersatz verwendet, die Farbstabilität und die Verschleißfestigkeit des Verblendkomposits.

Auch wenn bezüglich dieser neuen Behandlungsmodalität noch viele Fragen ungeklärt sind, bieten die faserverstärkte Kompositbrücken den Zahnärzten und Patienten in einer Reihe klinischer Situationen eine sehr Zahnhartsubstanz schonende Alternative zu traditionellen Behandlungen, wie zu metallkeramischen Brücken oder implantatgetragenem Zahnersatz. Auch wenn faserverstärkte adhäsive Kompositbrücken wegen der eingeschränkten klinischen Erfahrung und den beschriebenen, ungelösten Problemen noch nicht als definitive Therapiemethode empfohlen werden können, ist ihr zumindest semipermanenter Einsatz aufgrund ihrer ausgezeichneten Ästhetik, minimaler Invasivität und den relativ niedrigen Kosten mehr als gerechtfertigt.

Korrespondenz: Dr. Serge Bouillaguet,Division de Cariologie et d’Endodontie, Ecolede Médecine Dentaire (1)Université de Genève19, Rue Barthélemy-Menn, CH-1205 GenèveE-Mail:serge.bouillaguet@medecine.unige.ch

Prof. Dr. Ivo KrejciAndrea SchüttDivision de Prothèse conjointe et d’Occlusdontie,Ecole de Médecine Dentaire (2)Université de Genèfe19, Rue Barthélemy-Menn, Ch-1205 Genève

(1) Abteilung für Kariologie und Endodontologie, Zahnklinik der Universität Genf, Schweiz(2) Abteilung für Kronen und Brücken, Zahnklinik der Universität Genf, Schweiz

Für die labortechnische Herstellung der Kompositbrücken bedanken sich die Autoren bei Giancarlo Di Salvo.