LS8.3 Fünf Generationen des Zirkoniumdioxids
Die fünf Generation des Zirkonoxids
Die Wünsche der Zahntechnikerinnen und Zahntechniker, aber auch die der Behandlerinnen und Behandler sowie der Patientinnen und Patienten für zahnfarbene Versorgungen aus Zirkonoxid wurden im Lauf der Zeit immer größer. Zuerst war Zirkonoxid nur ein Gerüstwerkstoff, der immer verblendet (Feldspatkeramik) oder überpresst (Lithium-Disilikat) wurde. Dann wurden aber transluzentere Versionen (Generationen) des Zirkonoxids entwickelt. Somit waren auch monolithische Versorgungen möglich.
Die Transluzenz lässt sich zum einen über den Anteil an Aluminiumoxid Al2O3 steuern. Je weniger davon im Zirkonoxid enthalten ist, deso transluzenter ist das Material. Leider sinkt aber mit dem Aluminiumoxid-Anteil auch die Festigkeit. Das 3Y-TZP heißt übrigens eigentlich 3Y-TZP-A, das A steht für Aluminiumoxid. Entsprechend steht dann 3Y-TZP-LA für low aluminium, also wenig Aluminium.
Die Transluzenz lässt sich aber auch durch den Anteil der kubischen Phase steuern. Dieser Anteil hängt von der menge Yttriumoxid ab, die den Zirkon hinzugefügt wurde. Je mehr Yttriumoxid, desto größer der Anteil der kubischen Phase. Diese Pahse wiederum hat aber leider keine Umwandlungsverstärkung wie die tetragonale Phase. Das schadet dann wieder der Festigkeit.
Zusätzlich kann man durch bestimmte Stoffe, die das Kornwachstum hemmen, kleinere Körner (Kristalle) im Zirkonoxid erzeugen. Das sorgt wieder für höhere Festigkeit bei trotzdem geringem Anteil an Aluminiumoxid.
Achtung beim Sinterbrand! Zu langes Sintern sorgt für größere Körner, was dann eine geringere Festigkeit zur Folge hat.
Du merkst, die Entwicklung des Zirkonoxides in mittlerweile 5 Generationen ist komplex. Die folgende Tabelle soll Dir einen Überblick geben.
| Generation | Bestandteile | Biegefestigkeit (3Punkt -Biegefestigkeit nach ISO 6872) | Kubische Phase | Transluzenz | Indikation | Korngröße | Kornstruktur |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1. Generation - 3Y-TZP-A - 2008 erstmals als Weißling | 3% Yttriumoxid zur tetragonalen Teilstabilisierung, 0,25% Aluminiumoxid für die Festigkeit | Ca. 1200 MPa | 0% kubische Phase | Reduzierte Transluzenz (35% bei 1mm Dicke) | Mehr als 4-gliedrig | Kleine Kristalle | 
|
| 2. Generation - 3Y-TZP-LA - Einführung 2013 | 3% Yttriumoxid zur tetragonalen Teilstabilisierung, 0,05% Aluminiumoxid - dadurch geringere Festigkeit | Ca. 1000 MPa | Ca. 0% kubische Phase | Etwas höhere Transluzenz (40% bei 1mm Dicke) | Mehr als 4-gliedrig | Etwas größere Kristalle | 
|
| 3. Generation - 5Y-TZP - Einführung 2015 | 5% Yttriumoxid zur tetragonalen Teilstabilisierung mit kubischer Phase, 0,05% Aluminiumoxid - dadurch noch geringere Festigkeit | Ca. 700 MPa | Ca. 50% kubische Phase | Hohe Transluzenz (49% bei 1mm Dicke) | Bis 3-gliedrig | Große Kristalle | 
|
| 4. Generation - 4Y-TZP - Einführung 2017 | 4% Yttriumoxid zur tetragonalen Teilstabilisierung mit noch mehr kubischer Phase, 0,05% Aluminiumoxid | Ca. 1000 MPa | Ca. 30% kubische Phase | Höhere Transluzenz (45% bei 1mm Dicke) | Mehr als 4-gliedrig | Größere Kristalle als 3. Generation | 
|
| 5. Generation - 5Y-TZP- Einführung 2023 | 5% Yttriumoxid zur tetragonalen Teilstabilisierung mit noch mehr kubischer Phase, 0,02% Aluminiumoxid, Kornwachstumshemmer zur Steigerung der Festigkeit | Ca. 900 MPa | Ca. 30% kubische Phase | Hohe Transluzenz (49% bei 1mm Dicke) | Mehr als 4-gliedrig | Kleinere Körner wegen Kornwachstumsbegrenzung, Kristallite aber gleich! | 
|
- Rasterelektronenmikroskopbilder der Konstruktur von Zirkoniumdioxid
ZrO2 1. Generation
ZrO2 2. Generation
ZrO2 3. Generation
ZrO2 4. Generation
ZrO2 5. Generation
Es gibt nur unterschiedliche Biegefestigkeiten bei den fünf Generationen von Zirkonoxid. Die Härte ist bei allen gleichbleibend HV 1300 ± 200 MPa!
Multilayer-Rohlinge verschiedener Anbieter vereinen verschiedene Generationen den Zirkonoxides in evtl. verschiedenen Farben miteinander. So können die inzisalen bzw. okklusalen Bereiche von Restaurationen transluzenter und weniger fest sein als die unteren Bereiche. Damit sind größere Restaurationen auch mit mehr Transluzenz bei gleichzeitig höherer Festigkeit möglich.
Die 5. Generation wird bisher nur im inzisalen bzw. okklusalen bereich des Bion-Rohlings der Firma AmannGirrbach angeboten.
Weiterführende Informationen:
- Zirkonoxid in Praxis und Labor: Update 2024; EADT e.V. (European Association of Dental Technology)
- Fakten und Berichte rund um Zirkonoxid in der Zahntechnik.
- Dieser Artikel der Europäischen Gesellschaft für dentale Technologie (EADT) enthält Informationen zu den verschiedenen Generationen.
- Zusätzlich kannst Du Dich noch über den Vergleich Lithiumdisilikat vs. Zirkonoxid informieren.
- ↑ Die Bilder wurden von der Firma AmannGirrbach zur Verfügung gestellt.