Systematische Fraktographie klinisch frakturierter Keramikrestaurationen

Systematic fractography of clinically fractured ceramic restorations

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus4-111888
  • Seit der Einführung hochfester Dentalkeramiken haben Vollkeramikrestaurationen als Alternative zu metallkeramischen Arbeiten zugenommen. Dennoch sind Kerami-ken spröde Materialien, die bei unsachgemäßer Bearbeitung oder Verwendung wäh-rend der klinischen Tragezeit zu Frakturen und Abplatzungen neigen. Aufbauend auf eine breite Erhebung von klinischen Frakturen, die repräsentativ für niedergelassene Zahnarzt-Zahntechniker-Beziehungen steht, ist das Ziel dieser statistisch-fraktographischen Untersuchung, Bruchflächencharakteristika von klinisch fraktu-rierten Kronen zu ermitteln, um ihre Rissursprünge und Rissausbreitungswege zu bestimmen und somit auf den Grund der Fraktur zu schließen. DieSeit der Einführung hochfester Dentalkeramiken haben Vollkeramikrestaurationen als Alternative zu metallkeramischen Arbeiten zugenommen. Dennoch sind Kerami-ken spröde Materialien, die bei unsachgemäßer Bearbeitung oder Verwendung wäh-rend der klinischen Tragezeit zu Frakturen und Abplatzungen neigen. Aufbauend auf eine breite Erhebung von klinischen Frakturen, die repräsentativ für niedergelassene Zahnarzt-Zahntechniker-Beziehungen steht, ist das Ziel dieser statistisch-fraktographischen Untersuchung, Bruchflächencharakteristika von klinisch fraktu-rierten Kronen zu ermitteln, um ihre Rissursprünge und Rissausbreitungswege zu bestimmen und somit auf den Grund der Fraktur zu schließen. Die statistische und fraktographische Analyse soll Zahnärzten den Umgang mit Vollkeramikrestauratio-nen erleichtern und einen Leitfaden zur Fehlervermeidung geben. Die statistische Analyse beinhaltet Informationen über insgesamt 887 frakturierte Patientenarbeiten (Kronen, Brücken, Inlays, Teilkronen) eines ISO-zertifizierten deutschen CAD/CAM Fräszentrums. Diese wurden innerhalb ihrer 5-jährigen Garan-tie neu gefertigt und statistisch – hinsichtlich des Materials, der Lokalisation, der Res-taurationsart und des Frakturzeitpunktes – untersucht. Der Beobachtungszeitraum betrug dreieinhalb Jahre, in denen die Restaurationen aus den Materialien IPS e.max CAD, IPS Empress CAD, Zenostar sowie aus einer CAD/CAM Werkstoffkombinati-on von Lithiumdisilikatverblendungen auf Zirkoniumdioxidgerüsten (Mehrkomponen-tenkeramik) von Zahnärzten reklamiert wurden. An 2 Mehrkomponentenkeramik-Kronen und 3 Lithiumdisilikatkeramik-Kronen (IPS e.max CAD), die während der klinischen Tragezeit im Patientenmund frakturierten, wurden fraktographische Analysen beispielhaft durchgeführt. Die Bruchstücke wur-den sowohl im Licht- als auch im Rasterelektronenmikroskop untersucht. Die statistische Analyse zeigt sowohl zwischen Ober- und Unterkiefer als auch zwi-schen rechter und linker Kieferhälfte eine ausgewogene Verteilung der Frakturen. Reklamationen sind zu 99% fast ausschließlich im Seitenzahnbereich zu verzeich-nen, wobei der Sechsjahrmolar nicht nur insgesamt, sondern auch für jedes einzelne Material am häufigsten Gegenstand der Reklamationen war (41%). Eine verhältnis-mäßig hohe Frakturrate von 20% ereignete sich direkt beim Einsetzen der Restaura-tionen. Die häufigsten Reklamationen hinsichtlich der Restaurationsart gab es in ab-steigender Reihenfolge bei Inlays (31%), Teilkronen (30%) und Kronen (27%), Brü-cken (11%) und zuletzt den Zirkonkäppchen (1%). Bei der Betrachtung des Materials war Empress CAD bei der Hälfte aller Reklamationen, e.max CAD bei 34%, die Dreikomponentenkeramik bei 13% und Zirkonoxid bei 3% zu beanstanden, wobei hier die jeweilige indikationsabhängige Belastung keine Berücksichtigung fand. Mithilfe der fraktographischen Analyse wurden aufgrund verschiedener Bruchflä-chencharakteristika die Bruchursprünge identifiziert. Die beiden Mehrkomponenten-keramikkronen besitzen einen Bruchursprung jeweils im Zirkonoxidgerüstmaterial. Zwei von drei Lithiumdisilikatkeramik-Kronen haben ihren Bruchursprung im okklu-salen Bereich der Bruchfläche, eine zu geringe okklusale Mindestschichtstärke ist bei der einen und Schleif- und Abrasionsspuren bei der anderen Krone feststellbar. Die dritte Lithiumdisilikatkeramik-Krone weist zwei Chippings am Kronenrand auf. Das gänzliche Fehlen von Zement- bzw. Adhäsivresten an den Restaurationsfrag-menten legte weiterhin die Hypothese einer mangelhaften Befestigung nahe. Die statistischen Ergebnisse zeigen eine beachtliche Ausfallrate in niedergelassenen Praxen, weit höher als dies in klinischen Studien berichtet wird. Die auffälligsten Feh-lerquellen sind in Oberflächenschädigungen (aufgrund Einschleifen oder Abrasion) und Restaurationsdesign (Mindestquerschnittsunterschreitungen) – unterstützt von mangelnder Haftung zum Restzahn – zu finden. Um einer frühzeitigen Fraktur vor-zubeugen, müssen Herstellerangaben zu den Materialien sowohl von Zahntechnikern als auch von Zahnärzten streng befolgt werden. Das Material IPS e.max CAD sollte nach Möglichkeit adhäsiv befestigt werden. Die Politur ist nicht nur nach dem Ein-schleifen der Restauration beim Einsetzen wichtig, auch durch Abrasion verursachte Schäden der Keramik sollten an Kontrollterminen entdeckt und poliert werden.show moreshow less
  • Since the introduction of high-strength dental ceramics, the use of all-ceramic resto-rations has been expanding as an alternative to metal-ceramics. However, ceramics are brittle materials that tend to fracture and chip because of improper processing, or use during clinical function. Based on an extensive survey of clinical fractures – rep-resentative for established dentist-dental technician-relationships – the aim of this statistic- and fractographic analyses, is to explore the fracture origin of clinically frac-tured crowns, and to show the interpretation of fracture surface features that reveal the direction of crack propagation pointing back to the origin and cause of failure. TheSince the introduction of high-strength dental ceramics, the use of all-ceramic resto-rations has been expanding as an alternative to metal-ceramics. However, ceramics are brittle materials that tend to fracture and chip because of improper processing, or use during clinical function. Based on an extensive survey of clinical fractures – rep-resentative for established dentist-dental technician-relationships – the aim of this statistic- and fractographic analyses, is to explore the fracture origin of clinically frac-tured crowns, and to show the interpretation of fracture surface features that reveal the direction of crack propagation pointing back to the origin and cause of failure. The statistical and fractographic analysis is designed to help dentists deal with all-ceramic restorations and provide a guide to preventing failures. The statistical analysis includes information on a total of 887 instances of fractures in procedures (crowns, bridges, inlays, partial crowns) performed by an ISO-certified German CAD/CAM milling laboratory. These have been re-manufactured with a 5-year warranty and statistically examined for material, localization, type of restoration and fracture time. The observation period was 3 1/2 years during which complaints were filed by dentists concerning different all-ceramic materials, including IPS e.max CAD, IPS Empress CAD, Zenostar, as well as the trilayered restorations (e.max CAD combined with ZrO2). Fractographic techniques were used as an example to analyse 2 multi-component ceramic crowns and 3 lithium disilicate ceramic crowns (e.max CAD), which frac-tured during clinical function. The fragments were examined both in light and in a scanning electron microscope. The statistical analysis also showed a balanced distribution of fractures between the upper and lower jaw, just as between the right and left sides. Complaints were mainly observed in the posterior region at 99%, with the first molar most frequently being the subject of complaints, not only in its entirety, but also for each individual material (41%). A high fracture rate of 20% occurred directly at the insertion of restorations. The most frequently filed complaints were in descending order for inlays (31%), par-tial crowns (30%) and crowns (27%), bridges (11%) and zirconia framework (1%). Considering the material, Empress CAD received half of all complaints, e.max CAD 34%, multi-component ceramic 13% and zirconia 3%, although the respective indica-tion dependent frequency was not taken into account. Fracture origins were identified using fractographic analysis based on fracture sur-face characteristics. Two multi-component ceramic crowns had their fracture origin in zirconia framework. Two out of three lithium disilicate ceramic crowns originated in the occlusal fracture surface. An undersized occlusal minimum layer of thickness was observed in one crown and grinding and abrasion traces on the other one. The third lithium disilicate ceramic crown had two chips. The complete absence of ce-ment, or adhesive residues on the fragments further suggested the hypothesis of poor attachment. The statistical results show a considerable failure rate in established practices, far higher than reported in clinical trials. Most common sources of error are due to sur-face damages (because of grinding or abrasion) and restoration design (Minimum cross-section shortfalls) – in addition to lack of adhesion to the residual tooth. In order to ensure sustainable success in all-ceramic work, a few points should be noted. To prevent premature fracture, the manufacturer's information must be followed by both the dental technician and the dentist. If possible, an adhesive cementation of IPS e.max CAD should be used. Final polishing is important not only after adjusting the restoration at insertion; but in addition, damage caused by abrasion should be located and polished during every appointment at the dental surgery.show moreshow less

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Metadaten
Author:Jessica Meier
Persistent identifiers - URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus4-111888
Referee:Anselm Petschelt
Advisor:Ulrich Lohbauer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of publication:2019
Date of online publication (Embargo Date):2019/06/14
Publishing Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Granting institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Medizinische Fakultät
Acceptance date of the thesis:2019/06/11
Release Date:2019/06/24
Tag:Keramikfrakturen
Institutes:Medizinische Fakultät / Zahnklinik 1 - Zahnerhaltung und Parodontologie
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 61 Medizin und Gesundheit / 617 Chirurgie und verwandte medizinische Fachrichtungen
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