Keramik-Implantat aus Zirkoniumdioxid

Die meisten der heute verwendeten Implantate bestehen aus hochreinem Titan, da es besonders gewebefreundlich („biokompatibel„) ist und mit dem Knochen einen sicheren Verbund bildet. Relativ neu auf dem Markt sind Keramikimplantatsystemen aus dem Werkstoff Zirkoniumdioxid („Zirkonoxid“). Zwar gab es auch schon früher Implantate aus Aluminiumoxid-Keramik (Tübinger Sofortimplantat ), die ebenfalls sehr biokompatibel waren. Allerdings brachen diese Implantate aufgrund ihrer geringen Biegefestigkeit häufig unter Belastung.

In den Jahren 1998 bis 2000 entwickelte der Konstanzer Zahnarzt Dr. Ulrich Volz das weltweit erste zugelassene und zertifizierte metallfreie Keramik-Implantat Z-Systems, welches aus dem Werkstoff Zirkonoxid hergestellt wird. Diese Implantate sind seit 2001 mittlerweile in der dritten Generation im Einsatz.

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Zirkonoxid: Ein alter Werkstoff wird neu entdeckt.
Bereits 1789 entdeckte der deutsche Chemiker M. H. Klaproth Zirkoniumdioxid. Der Hauptrohstoff für die Darstellung von Zirkoniumdioxid ist das Mineral Zirkon (ZrSiO4). Aus ihm wird durch Schmelzen mit Koks und Kalk  großtechnisch Zirkoniumdioxid (ZrO2) gewonnen. Allerdings wurde dieses über hervorragende Eigenschaften verfügende „Wundermaterial“ erst in den letzten Jahrzehnten wiederentdeckt. So wurde das Zirkoniumdioxid in unterschiedlichen Varianten als Metallersatz in die Zahnmedizin eingeführt. Dieses Material besticht durch seine außerordentlichen Eigenschaften wie hohe Biegefestigkeit und Härte. Die Zugabe von Aluminiumoxid steigert die Biegefestigkeit der Zirkoniumdioxid-Legierung nochmals.

Zirkoniumdioxid wird zur Fabrikation von Küchenmessern, industrieller Schneidwerkzeuge und thermomechanisch stark beanspruchter Teile in der Automobil- und Flugzeugindustrie verwendet. Neben seiner großen Festigkeit ist es biokompatibel. Aus diesem Grunde wird Zirkoniumdioxid in der Medizin (Gehör-, Finger- und Hüftendoprothesen) und der Zahnmedizin (Stifte, Kronen- und Brückenversorgungen, Implantate) verwendet. Die Zahnfarbe des Zirkoniumdioxid und die biotechnischen Charakteristiken erlauben die Herstellung von biokompatiblen und ästhetischen Zahn- und Implantatrekonstruktionen.

Langzeitverhalten von Keramik-Implantaten wird derzeit erforscht.
2003 veröffentlichte Dr. Volz eine Fallpräsentation mit einem Beobachtungszeitraum von zweieinhalb Jahren (Volz 2003). In diesem Artikel beschreibt Volz die erfolgreiche Behandlung von 70 Fällen und kommt zum Schluss, dass im kurzfristigen Ergebnis eine metallfreie implantologisch-prothetische Versorgung möglich ist. Leider sind aber bisher keine Langzeitdaten über den Einsatz der Zirkon-Implantate im klinischen Gebrauch vorhanden.

Um das Langzeitverhalten von Zirkonoxid-Implantaten zu untersuchen, wird seit Mitte 2003 eine durch die Ethikkommission der Landeszahnärztekammer Baden-Württemberg genehmigte Studie an der Bodensee Zahnklinik durchgeführt. Die Studie ist auf 5 Jahre ausgelegt, wobei im halbjährlichem Rhythmus Recalluntersuchungen erfolgen. Nach Albrektsson et al.. sind die primären Zielkriterien für ein erfolgreiches Implantatsystem auf eine Überlebensrate von 85 Prozent nach fünf Jahren ausgelegt. Im Frühjahr 2005 liegt die Überlebensrate der inserierten Implantate bei über 98 Prozent (keine Frakturen), so dass derzeit davon auszugehen ist, dass die oben angegebenen Zielkriterien erfüllt werden. Auf seiner Homepage verweist z-systems, der Hersteller der Keramikimplantate, auf zahlreiche weitere klinische Untersuchungen, deren Ergebnisse noch nicht feststehen.

Die Einheilung der Zirkon-Implantate in den Knochen, der Fachmann spricht von der „Osseintegration“) wurde von Kohal et a. (2003) beschrieben. Aufgrund der Untersuchungsergebnisse bestätigte Kohal dem Zirkon-Implantat eine vergleichbar gute Einheilung in den Kieferknochen wie bei herkömmlichen Titan-Implantaten. Eine Einschätzung, der der Implantologe und Gerichtssachverständige Christian Foitzik nicht ungeteilt zustimmt, schreibt er doch: “ Die Osseointegration von Vollkeramikimplantaten ist heute noch nicht ausreichend erprobt und die Misserfolgsquote relativ hoch“ (Foitzik 2010).

Einige Nachteile der ZrO2-Implantate.
Die einteiligen ZrO2-Implantate müssen sofort mit Zahnersatz oder sofort provisorisch versorgen werden. Ein gedecktes Einheilen wie bei Titan-Implantaten ist unmöglich. Die Biokompatibilität der Dentalkeramiken muss immer auch im Zusammenhang mit den notwendigen Hilfsstoffen zum Befestigen des Zahnersatzes (Kunststoffe, Zemente) gesehen werden.
Die radioaktive Strahlung ist bei Zirkonoxidkeramiken deutlich höher als bei Aluminiumoxid-Keramiken und abhängig vom Reinheitsgrad der Ausgangsprodukte. Eine Studie von Kohal et al. (2005) kommt zu dem Ergebnis, dass die Belastbarkeit von Zirkonoxid-Implantaten geringer ist als die von Titan-Implantaten. Zusammenfassend konnten die Autoren keine Empfehlung für die klinische Verwendung des untersuchten Zirkonoxid-Implantatsystems geben.

Fazit:
Vor allem aufgrund der (noch) fehlenden Langzeituntersuchungen und der relativ hohen Misserfolgsquote besteht zum jetzigen Zeitpunkt kein Anlass für die routinemäßige Verwendung von Vollkeramikimplantaten (Foitzik 2010). Ob in den kommenden Jahren ein oder mehrere Zirkonoxid-Implantatsysteme Praxisreife haben, wird sich anhand der weiteren wissenschaftlichen Untersuchungen zeigen.

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