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Welche Entscheidungskriterien habe ich für die Auswahl einer Legierung?

Die Auswahl einer Legierung ist nicht immer einfach, schon allein durch ihre Vielzahl.

Manchmal wird sie gesetzlich oder durch Vereinbarungen mit Krankenkassen vorgeschrieben. Prinzipiell sind aber noch einige andere Parameter entscheidend (Abb. 1).

 

Abb. 1 Übersicht über einige Entscheidungskriterien zur Auswahl von Dentallegierungen

In der Europäischen Union (EU) ist über das Medizinprodukte Gesetz (MPG) geregelt, dass der verschreibende (Zahn-) Arzt die Verantwortung für die Verschreibung hat1. In der Zahnmedizin handelt es sich daher bei der Bestellung eines Zahnersatzes durch den Zahnarzt beim Zahntechniker um eine Verschreibung. Damit trägt der Zahnarzt die vollständige Verantwortung, wenn er die Restauration eingegliedert hat. Er muss also sicherstellen, dass seine Anamnese und Diagnose zur richtigen Indikation führen. Die prinzipielle Verträglichkeit muss ebenfalls durch ihn festgestellt werden. Bekannte Allergien müssen dem Zahntechniker mitgeteilt werden, damit er entsprechende Stoffe meidet.

So darf z. B. im Falle einer Nickel-Allergie Nickel nicht verwendet werden. Dies scheint auf den ersten Blick einfach, da man nur auf die Verwendung von Nickel-Basis-Legierungen verzichten muss. Allerdings enthalten auch einige sog. Stahllote ebenfalls Nickel und geben dieses Element auch in vergleichsweise hoher Konzentration ab.2 Daher ist es notwendig, dass sowohl Zahnarzt als auch Zahntechniker über mögliche Unverträglichkeiten informiert sind.

Prinzipiell sollte der Zahnarzt mit dem Zahntechniker kommunizieren, welche Materialien dieser verarbeitet, auch wenn er die letztendliche Verantwortung trägt. Es macht jedoch wenig Sinn, dem Zahntechniker ein neues Material aufzuzwingen, welches er wo möglich gar nicht verarbeiten kann.

Weitere Kriterien für den Zahnarzt sind die Ästhetik und der Preis. Bei der Ästhetik muss er deren Bedeutung gegenüber der Funktionalität abwägen. So ist die Ästhetik im Frontzahnbereich sicherlich höher zu bewerten als im Seitenzahnbereich, wo hohe Kaukräfte walten. Letztendlich muss auch der Preis der gesamten Arbeit stimmen, damit der Patient auch in der Lage ist, sie zu bezahlen.

Für den Zahntechniker ist die Verarbeitbarkeit von ausschlaggebender Bedeutung. Nur wenn diese gegeben ist, kann er eine Arbeit abliefern, die zahntechnischen, materialkundlichen und wirtschaftlichen Ansprüchen genügt.

So führen z. B. Zusätze von Aluminium oder Beryllium in Legierungen zu dicken Oxidschichten während des Gießens, so dass moderne Induktions-Gießsysteme für solche Legierungen nicht verwendet werden können. Die beschriebenen Oxidschichten verhindern die sichere Erkennung des Gießzeitpunktes. Damit sind verschiedene Fehler möglich (Fehlgüsse, Überhitzen …).

Für die Ästhetik vorteilhaft sind helle Oxide, da sie die Verblendkeramik nicht so stark beeinflussen. Nach dem Guss können dunkle Oxide jedoch von Vorteil sein, da man eine bessere Kontrolle beim Ausarbeiten hat. Kleine dunkle Stellen zeigen ein ungenügendes Entfernen der Oxidschichten an. Insgesamt ist jedoch ein helles Oxid vorteilhafter.

Abb. 2 Die Oxidfarbe von Wiron light/BEGO nachdem Ausbetten im Vergleich mit einer herkömmlichen Nickel-Chrom-Legierung

Ein wichtiger Parameter für eine Legierung ist die Verfügbarkeit. Soll eine hohe Qualität der Prozesse im Dentallabor sichergestellt werden, ist es unerlässlich dieselbe Legierung zu jeder Zeit zu erhalten, da jede Legierung gewisse Eigenheiten beim gießen oder verarbeiten hat. Wird zu oft gewechselt (z. B. weil gerade ein Anbieter zeitlich begrenzt einen niedrigen Preis macht), kann es aufgrund leichter Unterschiede zu erhöhtem Mehraufwand führen. Dann müssen die zusätzlichen Arbeitskosten gegen den ersparten Materialpreis gerechnet werden, was meist ungünstig ist.

Der Preis für den Zahntechniker ist unterschiedlich zu bewerten. Zum einen gibt es den reinen Materialpreis. Im Verhältnis zum Endpreis der Legierung ist er meist gering, bzw. ist ein durchlaufender Posten (z. B. bei Edelmetall-Legierungen). Wesentlich wichtiger für die Produktionskosten ist die Zuverlässigkeit des gesamten Systems. Wenn es z. B. zu einem Fehlguss gekommen ist, ist nur noch sehr schwer insgesamt wirtschaftlich zu arbeiten. Das gilt auch für ungünstige Eigenschaften beim Ausarbeiten oder für hohe Gussreste usw.

Bei der Legierungsentwicklung werden die mechanischen, chemischen sowie biologischen Eigenschaften bestimmt. Bei den Legierungen werden bei BEGO z. B. die mechanischen Werte in allen firmeneignen Gießgeräten bestimmt, um mögliche Auswirkungen der verschiedenen Aufschmelz- (Flamme, Induktion) und Gieß- (Schleuder-, Vakuum-Druck-) Verfahren zu erfassen. Aber auch gelötete und lasergeschweißte Prüfkörper werden dem Zugversuch unterworfen. Daneben werden noch die Wärmeausdehnungskoeffizienten und Härten bestimmt.

Wenn die zahntechnische Bewertung und grundlegenden mechanischen Eigenschaften für gut befunden worden sind, wird gegebenenfalls die keramische Verblendbarkeit geprüft. Dies wird mit verschiedenen Tests gemacht:

• Abschlagtest: bei verblendeten Brücken wird mit einem Hammer die Keramik abgeschlagen. Dieser subjektive Test gibt erste Eindrücke über den Verbund.

• 3-Punkt-Biegeversuch nach Schwickerath (Gemäß ISO 96933): Hier wird ein Prüfkörper unter standardisierten Bedingungen belasten, bis sich die Keramik ablöst/versagt.

• Abschrecktest: Hier werden verblendete Kronen auf verschiedene Temperaturen geheizt und dann in kaltes Wasser gegeben. Die Anzahl und Ausmaß der Sprünge ist das Maß für innere Spannungen

• Prüfung von realen Brücken: hier werden reale Brücken mit unterschiedlichen Geometrien von verschiedenen Zahntechnikern mit mehreren handelsüblichen Keramiken verblendet.

All diese Prüfungen zusammen mit einem Feldtest in Zusammenarbeit mit kommerziell arbeitenden Dentallabors geben dem Zahntechniker eine große Sicherheit. Wie alle anderen Ergebnisse auch werden die gefundenen Werte u. a. mit dem Vertrieb und dem Service-Abteilungen besprochen, bzw. kommuniziert.

Sind die mechanischen und zahntechnischen Anforderungen erfüllt, werden die chemischen Eigenschaften (Korrosion und Verfärbungsneigung) untersucht. Um die Korrosionsraten (Ionenabgabe pro Zeit) zu erfassen, wird ein nach ISO 102714 standardisierter Immersionstest durchgeführt. Dazu werden Prüfkörper in einer Korrosionslösung gelagert und nach bestimmten Zeiten die in Lösung gegangenen Ionen bestimmt. Das Prüfprocedere bei BEGO weicht jedoch von der Norm ab. Zum einen werden mehrere und insgesamt länger Prüfzeiträume gewählt und zum anderen werden unterschiedliche Oberflächenzustände (poliert, nur gestrahlt, was einer Kroneninnenseite entspricht, nach simulierten keramischen Bränden) geprüft. Dazu werden noch Prüfkörper aus mehrmals vergossenem Material geprüft.

Ein Beispiel ist in Abb. 3 für Wirobond SG/BEGO, einer aufbrennfähigen Cobalt-Chrom-Legierung, gegeben. Selbst unter ungünstigsten Bedingungen zeigt diese Legierung ein sehr günstiges Korrosionsverhalten. Aufgrund der niedrigen Ionenabgaben ist das Risiko von ungewollten biologischen Reaktionen prinzipiell als gering einzustufen.

Verfärbungen können im Labor nur sehr schlecht reproduziert werden. Es bestimmt die Möglichkeit Prüfkörper in Sulfid- und/oder fluoridhaltige Lösungen zu Lagern und die möglichen Veränderungen im Laufe der Zeit zu beobachten. Sowohl das Wiron light als auch das Wirobond SG zeigen hier keine Reaktionen. Dies deckt sich auch mit den klinischen Beobachtungen.

Abb. Ergebnisse des Korrosionstests für Wirobond SG/BEGO. Dargestellt ist die Summe aller abgegebenen Ionen innerhalb einer Woche in Abhängigkeit verschiedener Bearbeitungsschritte. Es zeigt sich ein sehr günstiges Korrosionsverhalten diese Kobalt-Chrom-Legierung

Ein weiterer wesentlicher Punkt für die Qualität einer Dentallegierung ist die Biokompatibilität. Hier wird prinzipiell zwischen toxischen und allergischen Reaktionen unterschieden. Neben einer ausführlichen Literaturrecherche wird, im Gegensatz zu manch anderen Hersteller, sowohl die Cytotoxizität (als Maß für das Potential einer lokaltoxischen Reaktion) als auch das Sensibilisierungspotential (als Maß für das Risiko einer allergischen Reaktion) von einem externen Institut geprüft. Die Ergebnisse werden auf sog. Biozertifikaten veröffentlicht (www.bego.com). Diese können vom Zahntechniker für den Zahnarzt aber auch vom Zahnarzt für Patienten als Werbemittel genutzt werden, um Sicherheit zu vermitteln.

Aufgrund der vielen Schulungen und Veröffentlichungen werden die Daten der BEGO-Legierungen offen gelegt und sind für jedermann nachvollziehbar. Dieser Mehraufwand rechtfertigt den gelegentlich höheren Preis dieser Legierungen.

Insgesamt ist auch das Qualitätsmanagement von hoher Bedeutung. So müssen in der EU laut MPG Rückhaltemuster der Legierungen vorgehalten werden. Aber auch die internen Warenein- und –ausgangskontrollen sind wichtige Bausteine für hochqualitative Werkstoffe. In einem denkbaren Schadensfalle kann sich der Zahnarzt oder Zahntechniker auf ein solches System beziehen und sich darauf verlassen, dass der Hersteller ihn entsprechend unterstützt. Eine nur kurzfristig auf dem Markt agierende Firma ist dazu nicht in der Lage.

WATAHA publizierte im Jahre 2001 einen Artikel5 in dem er darlegte, welche Kriterien ihm wichtig sind, um einen Legierungshersteller auszuwählen. Diese fünf Kriterien können auch als Checkliste verwendet werden.


1. Firma mit Dentalabteilung und langer Erfahrung im Dentalbereich (mehr als 20 Jahre) 

2. Firma mit eigener Entwicklungsabteilung 

3. Firma die biologische Daten zur Verfügung stellt 

4. Firma mit eigenem Service

5. Firma die Informationen bereitstellt


Abschließend soll noch etwas über das Normen, CE-Zeichen und Zertifikate gesprochen werden. Hier herrscht meist ein ziemliches Unverständnis. Normen stellen den Stand der Technik dar. Sie besitzen keine Gesetzeskraft, aber werden im Zweifelsfalle immer herangezogen. Es Normen die Systems (z. B. Qualitätssystem), Produkte (z. B. Legierungen, Keramiken), Geräte (z. B. Keramiköfen) oder Prüfungen beschreiben.

Das CE-Zeichen kann nur von bestimmten Stellen vergeben werden. Im Falle von Medizinprodukten muss neben dem CE-Zeichen eine vierstellige Nummer angegeben werden. Diese Nummer ist ein Code, der die sog. „benannte Stelle“ zuweist. So verbirgt sich hinter der Nummer 0197 der TÜV Rheinland/Deutschland. Diese Stelle kontrolliert z. B. die BEGO, ob sie alle gesetzlichen und normativen Anforderungen zu Medizinprodukten einhält.

ISO 9001 ein “Muss”, beschreibt die Anforderungen an ein Qualitätsmanagementsystem, hat erst einmal nichts mit einem bestimmten Produkt zu tun, Mindestanforderung in der EU um überhaupt Medizinprodukte verkaufen zu dürfen

ISO 13845 ein „nice to have“, hiermit kann die Firma das CE-Zeichen selbst vergeben

CE 0197 ein “Muss” ohne das CE-Zeichen mit der vierstelligen Nummer darf kein Medizinprodukt (z. B. Dentallegierung) in der EU verkauft werden

Biozertifikat absolut freiwillig, ein „nice to have“, zeigt, das der Hersteller die biologischen Eigenschaften seines Produktes nicht nur in einer Literaturstudie bewertet, sondern auch tatsächlich gemessen hat.


Als Fazit lässt sich feststellen, dass die zahntechnische und werkstoffkundliche Absicherung von Dentallegierungen ein sehr aufwändiger Prozess ist.


Literatur

1. Schorn GH. Medizinproduktegesetz: Gesetzestext mit amtlicher Begründung und einer Einführung von Gert H. Schorn. Stuttgart: Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, 1994.

2. Buch D, Strietzel R. Korrosion von gelöteten Kobalt-Chrom-Legierungen. dent lab 1996;44:403 - 409.

3. DIN_EN_ISO_9693. Metall-Keramik-Systeme für zahnärztliche Restaurationen. Berlin: Beuth Verlag, 2001.

4. DIN_EN_ISO_10271. Dentale metallische Werkstoffe Korrosionsprüfverfahren. Berlin: Beuth Verlag, 2001.

5. Wataha J. Selecting a manufacturer for dental casting alloys. Can J Dent Technol 2001:60-61.