Suomen Hammaslääkärilehti

Kokokeraamiset kruunut ja sillat

Suomen Hammaslääkärilehti
2007;14(19):1034-1040
Patrik Saarikoski, Ritva Näpänkangas ja Aune Raustia

Hammaslääketiede on viime vuosina pyrkinyt kehittämään hammasprotetiikassa käytettäviä materiaaleja, jotka korvaisivat metallien käytön. Tähän on vaikuttanut potilaiden kiinnostus materiaalien estetiikasta ja metalleihin liittyvä pelko allergisoitumisesta. Metalleja onkin osittain ruvettu korvaamaan erilaisilla keraamisilla materiaaleilla. Keraamin selkeisiin etuihin kuuluvat esteettiset ominaisuudet, mutta mekaaniset ominaisuudet riippuvat keramian rakenteesta. Sekä ns. konventionaalisessa että implanttiprotetiikassa yksittäisten kruunujen lisäksi keramiasta voidaan tehdä myös siltoja oikean materiaalin valinnalla, joskin kliinisiä pitkäaikaistuloksia on julkaistu vielä vähän.

Hammaslääketieteessä käytettyjen keraamien yleinen koostumus ja ominaisuudet

Keraamit koostuvat metallisista ja ei-metallisista yhdisteistä. Hammaslääketieteessä käytetyissä keraamisissa sovelluksissa ovat raaka-aineina yleisimmin alumiinioksidi (Al2O3), boorioksidi (B2O3), kalsi-umoksidi (CaO), kaliumoksidi (K2O), natriumoksidi (Na2O), erilaiset maasälvät, fluorisälpä (CaF2) ja silikaatit eri muodoissaan. Keraamin rakenne voi olla kiteytynyt, jolloin se sisältää joko ionisidoksia tai kovalenttisia sidoksia. Kovalenttisilla kiteillä on voimakkaat sidosvoimat ja ne ovat hyvin kovia. Lisäksi niillä on korkeat sulamispisteet. «Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.»1

Keraamit, joilla ei ole kiteistä rakennetta, ovat periaatteessa lasia. Lasi muodostuu, kun aine fuusioituu ja kovettuu ilman, että muodostuu kiderakennetta. Lasi koostuu silikaatista eli piioksidista (SiO2), jonka seassa on muita oksideja (mm. natrium-, kalium-, kalsium- ja bariumoksideja). Silikaatti muodostaa näiden välille verkkomaisen tukirakenteen. Lasi voidaan saada myös kiteytymään. Tällaisia materiaaleja kutsutaan lasikeraameiksi. Lasikeraamit ovat kovempia ja lujempia kuin puhdas lasimateriaali. «Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.»1

Keraamien kemialliset ominaisuudet

Kemiallisesti keraamit ovat suun olosuhteissa stabiileja. Allergisia reaktioita ei ole raportoitu keraameihin liittyen. Keraamien lämmönjohtokyky on alhainen, koska niistä puuttuvat vapaat elektronit. Tämän vuoksi niillä ei esiinny lämpötilan vaihteluista johtuvaa pulpaärsytystä. Lämpölaajenemiskertoimet ovat myös alhaiset ja lähellä kiilteen ja dentiinin lämpölaajenemiskertoimia. Keraamien (etenkin lasikeramian) optiset ominaisuudet ovat hyvät ja niiden valontaitto-ominaisuudet ovat lähempänä omaa hammasta verrattuna metallokeraamisiin ratkaisuihin. Lisäksi läpikuultavuus ja värjäytyvyys mahdollistavat esteettisen tuloksen aikaansaamisen, joskin ydinvahvistettujen (alumiinioksidi, zirkoniumoksidi) rakenteiden runko on opaakki eli läpikuultamaton «»1 «»2. «Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.»1

Keraamien mekaaniset ominaisuudet

Keraamien mekaanisissa ominaisuuksissa on kuitenkin joitakin heikkoja kohtia. Keraamien iskunkestävyys on alhainen. Ne ovat hauraita aineita ja niillä on taipumus murtua helposti jännityksen alaisena. Keraamiin tulevat mikrohalkeamat, naarmut tai epätasaisuudet voivat olla murtumiseen johtavien lovien alkamiskohtia «Groten M, Pröbster L. The influence of different cementation modes on the fracture resistance of feldspathic ceramic crowns. Int J Prosthodont 1997; 10: 169-77.»2. Valmistamisen aikana syntyneitä mikrohalkeamia pyritään tukkimaan kiiltopoltolla tai kiillotuksella «Giordano R, Cima M, Pober R. Rffects of surface finish on flexural strength of various dental ceramics. Int J Prosthod 1995; 8: 311-9.»3.

Yksi tapa vahvistaa keraamisia materiaaleja on lisätä niiden lasifaasiin pienen pieniä keraamisia kiteitä. Näin on tehty mm. In-Ceram® -tuotteen kohdalla. Kiteet estävät murtuman etenemisen, koska niiden murtamiseen vaaditaan suurempi energia kuin lasin. Murtuma ei toki aina kulje kiteiden kautta, vaan se voi edetä heikommassa lasifaasissa. Mitä paremmin kiteet ovat sulautuneet toisiinsa lasifaasissa, eli mitä homogeenisempi materiaali on, sitä paremmat lujuusarvot keraamilla on «Guazzato M, Albakry M, Ringer SP, Swain MV. Strength, fracture toughness and microstructure of a selection of all-ceramic materials. Part I. Pressable and alumina glass-infiltrated ceramics. Dent Mate»4.

Keraamien vahvistaminen

Keraamien heikkouksia pyritään parantamaan sidostamisella (resiinisementti) tai käyttämällä vahvaa ydinmateriaalia posliinin alla (vrt. metallokeramia). Alumiinioksidia on käytetty ydinmateriaalina jo pitkään, mutta uusin aluevaltaus kokokeraamisten siltojen ja kruunujen kohdalla on zirkoniumoksidi eli Y-TZP-pohjaiset materiaalit (Y-TZP = yttria tetragonal zirconia polycrystals). Niitä käytettiin lääketieteessä ensin ortopediassa lonkkaproteesien materiaalina niiden hyvien mekaanisten ominaisuuksien ja kudosystävällisyyden takia ja niiden käyttö laajeni hammaslääketieteeseen 1990-luvulla. «Raigrodski A. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: a review of the literature. J Prosthet Dent 2004; 92: 557-62.»5

Puhtaan zirkoniumoksidin sekaan lisätään yttrium-oksidia, joka on stabiloiva oksidi. Se saa aikaan multifaasisen aineen, nk. osittain stabiloidun zirkoniumoksidin, mikä on perustana materiaalin hyville lujuusarvoille. Jos jännitysvoimat saavat aikaan murtuman zirkoniumoksidissa, tapahtuu materiaalissa rakenteellinen muutos ja paikallinen 3-5 % koon lisääntyminen. Koon muutos aiheuttaa kompressiovoimien syntymisen murtumalinjan ympärille. Tätä sanotaan faasimuutossitkistämiseksi (transformation toughening). Mekanismi lisää zirkoniumoksidiin sitkeyttä ja murtuman etenemiseen tarvitaan enemmän energiaa. «Dèrand P, Dèrand T. Bond strength of luting cements to zirconium oxide ceramics. Int J Prosthodont 2000; 13: 131-5.»6 Keraamien lujuuteen vaikuttaa pitkällä aikavälillä myös kemiallinen korroosio «»?. Pureskellessa keraamiin kohdistuu jatkuvasti pientä rasitusta ja syljessä oleva vesi tehostaa korroosiota reagoimalla keraamin lasifaasin kanssa hajottaen sitä. Hajonneessa lasifaasissa syntyy helpommin murtumia. «Raigrodski A. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: a review of the literature. J Prosthet Dent 2004; 92: 557-62.»5

Kokokeraamisten kruunujen luokittelu

Land kehitti posliinisen Jacket-kruunun vuonna 1903 käyttämällä valmistuksessa apuna platinafolio-menetelmää. Esteettiset Jacket-kruunut valmistettiin maasälpäpohjaisesta posliinista, mutta ongelmana oli niiden huono kestävyys. Viime vuosina on kehitetty parempia materiaaleja, jotta saataisiin kestävämpiä kokokeraamisia ratkaisuja. Käytetyimpiä kokokeraamisia kruunuja ovat nykyään lasikeraamiset ja ydinvahvistetut kruunut. «Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.»1

Valukeramiassa kruunun ydin valmistetaan valutekniikalla (lost wax). Työ vahataan hammaslaboratoriossa kipsimallille, minkä jälkeen se upotetaan valumassaan. Tämän jälkeen vaha poltetaan pois. Keraaminen valuharkko sulatetaan ja ajetaan paineen avulla vahan jättämään tyhjään tilaan. Valettu kruunu on tässä vaiheessa läpikuultavaa lasia, jota on lämpökäsiteltävä useita tunteja, jotta saataisiin aikaan lasin kiteytyminen. Lopputuloksena on keraaminen runko, jonka lopullinen sävy saadaan aikaan päällepolttoposliineilla. «Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.»1

Ydinvahvistettuja kruunuja valmistetaan kahdella valmistusmenetelmällä: valutusmenetelmällä (slip casting) tai sorvaamalla proteettinen runko valmiista keraamisesta aihiosta CAD-CAM-tekniikalla tai käsin ohjaamalla. Molemmissa menetelmissä valmistetaan ensin vahva keraaminen runko, jonka päälle poltetaan kerros päällepolttoposliinia. Valutusmenetelmässä hammasteknikko valmistaa proteettisen rakenteen rungon levittämällä työmallin päälle juoksevaa keraamista seosta (mm. alumiinioksidin ja tislatun veden seosta). Runko muotoillaan haluttuun muotoon ja kervikaaliset reunat veistetään veitsellä. Työt käytetään uunissa kahdesti. Ensimmäisessä poltossa eli sintrauspoltossa keraamiset kiteet (esim. alumiinioksidikiteet) kylmähitsautuvat yhteen. Sintrauspolton jälkeen runko on vielä huokoinen ja hauras. Toisessa poltossa (infiltraatiopoltto) lasia imeytetään eli infiltroidaan rungon huokosiin. Infiltraatiopoltossa runko saavuttaa lopullisen värin, läpikuultavuuden ja kovuuden ja muistuttaa lopuksi dentiiniä. Polton jälkeen ylimääräinen lasi hiekkapuhalletaan pois rungon päältä. Lopullinen kruunun muoto ja ulkonäkö saadaan kerrostamalla rungon päälle posliinia. «Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.»1

Valettava lasikeramia

IPS Empress2®

IPS Empress2®:n ydin on valmistettu leusiitti- (kalium- ja alumiinitektosilikaatti K[AlSi2O6]) vahvisteisesta lasikeraamisesta seoksesta, joka sisältää muutaman mikrometrin pituisia leu-siittikiteitä. Ydin antaa rakennelmalle sen vahvuuden sekä vaikuttaa rakenteen esteettiseen lopputulokseen mahdollistamalla valon läpäisyn. IPS Empress2® -kruunut ja -sillat valmistetaan valutekniikalla. Kruunun ytimen päälle poltetaan kerros sintrattua lasikeramiaa, joka parantaa materiaalin optisia ominaisuuksia antaen sille sen opaalin hohtoisuuden. Lopullinen väri ja muoto kerrostetaan posliinilla. «Raigrodski A. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: a review of the literature. J Prosthet Dent 2004; 92: 557-62.»5

Suositeltavinta on sementoida Empress2® -kruunut huolellisen puhdistamisen, etsaamisen ja silanoinnin jälkeen adhesiivisella (muovi-) sementillä. Empress2®:n taivutuslujuus on 300-400 MPa. Sillan liitosalueiden minimimitat ovat: korkeus 4-5 mm ja leveys 3-4 mm «Kokokeraamisten materiaalien taivutuslujuus ja sillan liitosalueen suositeltava pinta-ala .»1 «Raigrodski A. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: a review of the literature. J Prosthet Dent 2004; 92: 557-62.»5. IPS Empress2®:n käytön aiheina ovat yksittäiset kruunut sekä kolmen yksikön sillat aina premolaarialueelle saakka. Materiaali sopii myös laminaatteihin ja keraamisiin täytteisiin. «IPS Empress. Ivoclar Vivodent. [www.ivoclarvivodent.com]»8

Dicor®

Dicor® on valettava lasikeraaminen materiaali, joka sisältää pii-, kalium- ja magnesiumoksideja (SiO2, KO2, MgO), fluorideja (MgF2) ja alumiini- ja zirkoniumoksideja (Al2O3, ZrO2). Rakenteen valamisen jälkeen lopullinen väri maalataan posliinimaaleilla. Kruunun sementointiin suositellaan kaksoiskovetteisia muovisementtejä, mutta sementointiin on myös mahdollista käyttää fosfaattisementtiä. Dicor®:in indikaatioina ovat inlay- ja onlay-täytteet, laminaatit sekä etu- ja taka-alueen kruunut. «Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.»1

Ydinvahvistetut kokokeraamiset kruunut

In-Ceram Alumina®

In-Ceram Alumina® -järjestelmä perustuu lasilla infiltroituun ja sintrattuun alumiinioksidiin, joka toimii proteettisen rakenteen ytimenä. Se koostuu hienoksi jauhetuista Al2O3-rakeista, joita yhdistää ja ympäröi ohut lasikerros. In-Ceram Alumina® -kruunut ja -sillat valmistetaan valutusmenetelmällä «Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.»1. In-Ceram Alumina® -kruunun sementointiin suositellaan fosfaattisementtiä tai lasi-ionomeerisementtiä. «»?

In-Ceram Alumina® sopii yksittäisten kruunujen lisäksi jopa 3-5 yksikön siltoihin. Taivutuslujuusarvot vaihtelevat eri tutkimusten mukaan 236-600 MPa:in välillä. Sillan liitosalueiden koon minimimitat ovat: korkeus 4 mm ja leveys 3 mm. «Kokokeraamisten materiaalien taivutuslujuus ja sillan liitosalueen suositeltava pinta-ala .»1 «Raigrodski A. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: a review of the literature. J Prosthet Dent 2004; 92: 557-62.»5

In-Ceram Zirconia®

In-Ceram Zirconia®:ssa yhdistyy lasilla infiltroitu alumiinioksidi ja 35 prosenttinen osittain stabiili zirconia (Al2O3-ZrO2). Yhdistämällä alumiinioksidia ja zirkoniumoksidia saadaan lujempi ydinmateriaali verrattuna pelkkään alumiinioksidiin. Valmistusmenetelmänä on joko valutusmenetelmä (slip casting) tai sorvaus valmiista osittain sintratusta aihiosta. Ydin infiltroidaan lasilla ja lopuksi ytimelle poltetaan päällepolttoposliini. «Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.»1 Sementointiin voidaan käyttää fosfaattisementtiä, lasi-ionomeerisementtiä tai resiinisementtiä. «In-Ceram. VITA Zahnfabrik. [www.vita-in-ceram.com]»9

In-Ceram Zirconia®:n mekaaniset ominaisuudet ovat huomattavasti paremmat verrattuna In-Ceram Alumina®:an sen sisältämän zirkoniumoksidin vuoksi. Materiaalin taivutuslujuus on 421-800 MPa. Sillan väliosien liitosalueen mitoiksi suositellaan korkeudeksi 4-5 mm ja leveydeksi 3-4 mm. «Kokokeraamisten materiaalien taivutuslujuus ja sillan liitosalueen suositeltava pinta-ala .»1 Lujuusarvot mahdollistavat myös taka-alueen siltojen valmistamisen. «Raigrodski A. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: a review of the literature. J Prosthet Dent 2004; 92: 557-62.»5

Procera AllCeram® (Procera® Crown Alumina, Procera® Bridge Alumina)

Procera AllCeram® -rakenteessa ytimenä toimii tiivissintrattu, puhdas (99,5 %) alumiinioksidirunko «Zirkonzahn. Zirkonzahn. [www.zirkonzahn.com]»12. Preparoidusta hampaasta otetaan jäljennös ja siitä valetaan kipsimalli hammaslaboratoriossa. Kipsimalli skannataan Procera Scanner® -laitteella, joka rekisteröi preparoidun hampaan 3-ulotteiset mitat hammaslaboratorion tietokoneelle. Tietokone on yhteydessä modeemin välityksellä Procera®:n tehtaaseen Ruotsissa, missä kruunun tai sillan runko valmistetaan. Teknikon lähettämien tietojen perusteella valmistetaan ensin noin 20 % suurempi malli preparoidusta hampaasta, jonka päällä rungon ensimmäinen sintraus tehdään. Sintrausvaiheessa runko kutistuu jälleen oikeisiin mittoihinsa. Lopullinen sintrauspoltto tehdään puhtaan alumiinioksidijauheen avulla, jonka jälkeen runko on valmis lähetettäväksi takaisin hammaslaboratorioon. Laboratoriossa hammas viimeistellään päällepolttoposliinin avulla lopulliseen muotoonsa. «Fradeani M, D'Amelio M, Redemagni M, Corrado M. Five-year follow-up with Procera all-ceramic crowns. Quintessence Int 2005; 36: 105-13.»10

Procera AllCeram® -rakenteen kiinnitykseen voidaan käyttää tavanomaisia kiinnityssementtejä, kuten fosfaattisementtiä, muovilujitteista lasi-ionomeerisementtiä tai kaksoiskovetteista muovisementtiä. Materiaalin taivutuslujuus on 487-699 MPa. Sillan liitosalueen suosituskorkeus on 3 mm ja suositusleveys 2 mm. «Kokokeraamisten materiaalien taivutuslujuus ja sillan liitosalueen suositeltava pinta-ala .»1 «Raigrodski A. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: a review of the literature. J Prosthet Dent 2004; 92: 557-62.»5

Procera® Crown Alumina:a suositellaan käytettäväksi etu- ja taka-alueen kruunujen valmistukseen ja Procera® Bridge Alumina:a etualueen (enintään neljä yksikköä) valmistukseen «Procera. Nobel Biocare. [www.nobelbiocare.com]»11.

Y-TZP-pohjaiset materiaalit (Cercon®, DSC-Precident®, Lava®, Zirkonzahn®, Procera® Zirkonia)

Kruunun tai sillan zirkoniumoksidirunko voidaan valmistaa joko perinteisillä vahaustekniikoilla (Cercon®) tai sorvaamalla joko käsiohjauksella (Zirkonzahn®) tai CAD-CAM-tekniikalla (DSC-Precident®, Lava®, Procera® Zirkonia). Procera® Zirkoniassa ja Lava®:ssa käytetään sorvausaihioina osittain sintrattuja zirkoniumoksidiharkkoja, kun taas DSC-Precident® ja Zirkonzahn® -järjestelmät käyttävät täysin sintrattuja harkkoja. Osittain sintrattua materiaalia käytettäessä joudutaan sorvaamaan 20-25 % suurempi runko, kuin mitä lopullinen runko tulee olemaan, jotta lopullisessa sintrauksessa tapahtuvaa kutistuminen tulee huomioitua. «Procera. Nobel Biocare. [www.nobelbiocare.com]»11 «Zirkonzahn. Zirkonzahn. [www.zirkonzahn.com]»12

Zirkoniumoksidin taivutuslujuus on 900-1200 MPa, joka on kaksi kertaa suurempi kuin alumiini-oksidipohjaisilla aineilla ja kolme kertaa suurempi kuin leusiitti-kiteitä sisältävillä aineilla «Kokokeraamisten materiaalien taivutuslujuus ja sillan liitosalueen suositeltava pinta-ala .»1. «Raigrodski A. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: a review of the literature. J Prosthet Dent 2004; 92: 557-62.»5 Zirkoniumoksidista valmistettujen kruunujen ja siltojen sementointiin käyvät perinteiset sementit kuten lasi-ionomeerisementti ja fosfaattisementti. Materiaalista voidaan valmistaa kruunuja ja jopa 14 yksikön siltoja «Procera. Nobel Biocare. [www.nobelbiocare.com]»11.

Keraamisten kruunujen ja siltojen yhteydessä käytettävät hionnat

Useimmat valmistajat suosittelevat hiontarajaksi keraamisten kruunujen ja siltojen yhteydessä joko kaarroshiontaa tai olkapäähiontaa, jossa on pyöristetty sisäkulma. Olkapäähiontaa suositellaan etenkin ei-sidostettaville kokokeraamisille kruunuille ja silloille «Vult von Steyern P. Fracture strength of In-Ceram all-ceramic bridges in relation to cervical shape and try-in procedure. An in-vitro study. Eur J Prosthodont Rest Dent 2000; 8: 153-8.»13 Rakenteen kestävyys voi riippua hiontarajan muodosta, minkä ajatellaan johtuvan keraamin suuresta puristuslujuudesta ja alhaisesta vetolujuudesta. Olkapäähionnan päällä kruunu joutuu suurten puristusvoimien alaiseksi. Kaarroshionta puolestaan ei anna kruunulle niin paljon vertikaalista tukea kuin olkapäähionta, joten kruunu joutuu suhteellisesti suuremman vetorasituksen alaiseksi. «Sjögren G, Bergman M. Relationship between compressive strength and cervival shaping of the all-ceramic Cerestore crown. Swed Dent J 1987, 11: 147-52.»14

Hampaan preparointi vaikuttaa paljon rakenteen kestävyyteen, estetiikkaan sekä reunatiiviyteen. Hammas tulee preparoida kudosta säästävästi. On silti preparoitava keramialle tarpeeksi tilaa, jotta rakenteesta tulisi luja. Okklusaalisesti tilaa tulisi olla noin 1,5-2 mm ja aksiaalisesti 1-2 mm «Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.»1. Terävät kulmat tulee pyöristää ja hionnan seinämien tulee hieman konvergoida. Viistepreparointeja ei suositella. Pilarilla tulee lisäksi olla riittävä aksiaalinen korkeus, jotta kruunun retentio ja resistenssi voidaan taata.

Siltoja suunniteltaessa on tärkeää myös saada sillan väliosan ja tukiosan välinen alue (liitosalue) mahdollisimman suureksi «Vult von Steyern PV, Jönsson O, Nilner K. Five-year evaluation of posterior all-ceramic three-unit (In-Ceram) FPDs. Int J Prosthodont 2001; 14: 379-84.»15. Erään valmistajan suosituksen mukaan siltaa tehdessä tulee sillan jännevälin eli väliosan pituuden olla alle 11 mm «Procera. Nobel Biocare. [www.nobelbiocare.com]»11. Siltojen kliininen kestävyys on osittain riippuvainen väliosan liitosalueen koosta, muodosta ja sijainnista. Metallokeraamisen sillan liitosalueen kooksi riittää kolmen yksikön sillassa tutkimusten mukaan korkeudeksi 2,5 mm ja leveydeksi 2,5 mm (pinta-ala: 6,25 mm2). Kokokeraamisessa sillassa tämä ei ole riittävä. Sillan väliosa toimii palkkina ja lujuusopin lainalaisuuksien mukaan palkin venyvyys kasvaa kolmannessa potenssissa suhteessa sen pituuteen. Venyvyys on myös kääntäen verrannollinen palkin leveyteen sekä kääntäen verrannollinen suhteessa palkin korkeuden kolmanteen potenssiin. Tämän perusteella sillan väliosan tulisi olla mahdollisimman lyhyt, korkea ja leveä, jotta se olisi kestävä. «Vult von Steyern PV, Jönsson O, Nilner K. Five-year evaluation of posterior all-ceramic three-unit (In-Ceram) FPDs. Int J Prosthodont 2001; 14: 379-84.»15

Sementointi vai sidostaminen?

Vaikka kiinnostus keraamisiin materiaaleihin on lisääntynyt hammaslääketieteessä, monet hammaslääkärit kuitenkin epäröivät niiden käyttöä mm. sen takia, että pelätään niiden murtumista tai irtoamista. Osaksi on myös epävarmaa, tulisiko käyttää perinteistä sementointia niiden kiinnittämiseen vai tuleeko ne kiinnittää sidostamalla.

Kiilteen epäorgaanisen rakenteen ja etsattavuuden takia yhdistelmämuovisementin ja kiilteen välille on helppo saada hyvä sidos. Tämän vuoksi mm. posliinilaminaatit, jotka sidostetaan yleensä kiilteen päälle, pysyvät kiinni hyvin. Keraamisten kruunujen kohdalla tilanne on erilainen. Kruunujen marginaaliset reunat sijaitsevat dentiinillä ja dentiinisidos on epäluotettavampi ja vaikeampi toteuttaa verrattuna kiillesidokseen «Breschi L, Mazzoni M, Rubberi A, Cadenaro M, Di Lenarda R, De Stefano Dorigo E. Dental adhesion review: aging and stability of the bonded interface. Dental Mater 2007. doi: 10.1016/j.dental.2007.02.00»16. Dentiinisidostaminen on teknisesti vaativaa ja herkkä käsittelyvirheille. Lisäksi dentiinisidoksen kestävyys heikkenee ajan myötä kosteuden, lämmön ja purentavoimien vaikutuksesta «Breschi L, Mazzoni M, Rubberi A, Cadenaro M, Di Lenarda R, De Stefano Dorigo E. Dental adhesion review: aging and stability of the bonded interface. Dental Mater 2007. doi: 10.1016/j.dental.2007.02.00»16. Sidosaineiden lisäksi myös yhdistelmämuovisementit ovat herkkiä käsittelyvirheille ja sementti- ja sidosaineylimäärien poisto voi olla hankalaa.

Tutkimuksissa on tullut esille, että sidostetut (resin-bonded) keraamiset kruunut ovat kestävämpiä kuin ei-sidostettavalla sementillä kiinnitetyt. Tutkimusten seuranta-ajat ovat kuitenkin olleet lyhyitä ja kestävyysmittaukset on tehty pian kiinnityksen jälkeen. Pidemmät seurantatutkimukset sekä sellaiset tutkimukset, joissa kruunuja on lämpökäsitelty (thermocycling) ennen mittausta osoittavat, että sidostettujen ja perinteisesti sementoitujen kruunujen kestävyydessä ei olisi eroa. «Pospiech P. All-ceramic crowns: bonding of cementing? Clin Oral Invest 2002; 6: 189-97.»17

Lasikeramian ja posliinin etsattavuudesta on suuri kliininen hyöty verrattuna materiaaleihin, joihin etsausta ei voida käyttää (zirkonium- ja alumiinioksidirunkoiset materiaalit). Etsattavuus parantaa sidoslujuutta kruunun/sillan ja adhesiivisen sementin välillä ja sidostaminen taas parantaa merkitsevästi materiaalin murtumalujuutta. «IPS Empress. Ivoclar Vivodent. [www.ivoclarvivodent.com]»8 Lasikeramia käsitellään vetyfluorihapolla ja silaanilla (jo hammaslaboratoriossa) ennen adhesiivista sementointia. Rakenteen sovittaminen altistaa sylkikontaminaatiolle, jolloin rakenteen sisäpinta pitää ensin puhdistaa ortofosforihapolla ja vedellä ja käsitellä sen jälkeen uudestaan silaanilla «Matinlinna J, Lassila L, Vallittu P. Miten silaanit liittyvät hammaslääketieteen materiaaleihin? Suom Hammaslääkäril 2000; 24: 1268-72.»18.

Zirkoniumoksidi- ja alumiinioksidirungot eivät etsaudu ja silanointikin vaikuttaa näiden keraamien kiinnittymiseen vain vähän. Pinnan käsittely piioksidipitoisilla hiukkasilla (Rocatec®-laite) ja silanointi käsittelyn jälkeen parantavat sidoslujuutta. Hionnan retentiivinen muoto korostuukin näitä materiaaleja käytettäessä, koska rakenteen lujuutta ei voida parantaa adhesiivisella sementoinnilla. On kuitenkin todettu, että sementin adhesiivinen funktionaalinen fosfaattimonomeeri (10-metakrylo-oksidekyylidivetyfosfaatti) (sementeissä Panavia 21® ja Relyx Unicem®) sitoutuu metallioksideihin, esimerkiksi alumiini- ja zirkoniumoksideihin, jolloin saadaan aikaan sidos ilman esikäsittelyäkin. «Madani M, Chu FC, McDonald AV, Smales RJ. Effects of surface treatments on shear bond strengths between a resin cement and an alumina core. J Prosthet Dent 2000; 83: 644-7.»19

Seurantatutkimuksia

Kokokeraamisten kruunujen seurantatutkimuksissa seuranta-aika on vaihdellut 6 kk:sta 10,5 vuoteen «Kokokeraamisten kruunujen seurantatutkimuksia.»2. Onnistuminen on raportoitu termillä "survival", mikä tarkoittaa, että kruunuun on voitu tehdä korjauksia (uudelleen sementointi, posliinin lohkeaminen ym.), mutta kruunu on paikoillaan seuranta-ajan päättyessä «Tan K, Pjetursson BE, Land NP, Chan ESY. A systematic review of the survival and complication rates of fixed partial dentures (FPDs) after an observation period of at least 5 years. III. Conventional »20. Kokokeraamisten siltojen seurantatutkimuksia löytyy kirjallisuudesta vähän «Kokokeraamisten siltojen seurantatutkimuksia.»3. Etenkin pitkän aikavälin tutkimukset puuttuvat. Raportoitujen seurantatutkimusten seuranta-aika on 2-5 vuotta. Onnistumisprosentti vaihtelee 88:sta 94 %:iin.

Epäonnistumisen syitä ovat tukihampaan murtumat, sekundaarikaries, endodonttiset ongelmat, rakenteen irtoaminen ja keraamin murtumat. Kokokeraamisessa rakenteessa murtuma voi olla joko rungon päällä olevassa posliinissa (posliinin sisällä tai posliinin ja keraamisen ytimen välillä) tai murtuma voi yltää koko rakenteen läpi. Lasikeramiassa ja alumiinioksidirunkoisissa rakenteissa on enemmän murtumia kuin zirkoniumoksidirunkoisissa rakenteissa «Sailer I, Fehér A, Filser F, Lüthy H, Nat R, Gauckler LJ et al. Prospective clinical study of zirconia posterior fixed partial dentures: 3-year follow-up. Quintessence Int 2006; 37: 685-93.»21.

Zirkoniumoksidirunkoisessa rakenteessa murtuma on tyypillisesti päällepolttoposliinin ja rungon välillä, kun taas alumiinioksidirunkoisessa rakenteessa murtuma yltää läpi koko rakenteen «Vult von Steyern P, Ebbesson S, Holmgren J, Haag P, Nilner K. Fracture strength of two oxide ceramic crowns systems after cyclic preload and thermocycling. J Oral Rehabil 2006; 33: 682-9.»22.

Osa kokokeraamisten siltojen epäonnistumisista johtuu sillan murtumisesta liitosalueen kohdalta. Purentavoiman osuessa suoraan sillan väliosaan syntyy puristusjännitystä liitosalueen purupinnalle. Samalla syntyy vetojännitystä liitosalueen ikenen puoleiselle reunalle, mikä voi vaikuttaa mikrohalkeamien syntymiseen ja voi edetessään aiheuttaa sillan murtumisen. «Vult von Steyern PV, Jönsson O, Nilner K. Five-year evaluation of posterior all-ceramic three-unit (In-Ceram) FPDs. Int J Prosthodont 2001; 14: 379-84.»15 «Esquivel-Upshaw JF, Anusavice KF, Young H, Jones J, Gibbs C. Clinical Performance of a Lithia Disilicate-Based Core Ceramic for Three-Unit Posterior FPDs. Int J Prosthodont 2004; 17: 469-75.»23

Yhteenveto

Kiinteässä protetiikassa metalleja on osittain alettu korvata erilaisilla keraamisilla materiaaleilla. Keraamien esteettiset ominaisuudet ovat hyvät, mutta mekaaniset ominaisuudet ovat viime aikoihin saakka olleet keraamin heikko ominaisuus. Hiljattain markkinoille tulleilla zirkoniumoksidi (Y-TZP) -materiaaleilla taivutuslujuus on kuitenkin huomattavasti suurempi kuin muilla keraamisilla materiaaleilla. Keraameista voidaan tehdä yksittäisten kruunujen lisäksi myös siltoja, joskin pitkän aikavälin kliinisiä seurantatutkimuksia (etenkin siltojen kohdalla) on julkaistu vasta muutamia. Materiaalista riippuen keramia voidaan sementoida joko sidostettavalla resiinisementillä tai perinteisellä mekaaniseen retentioon perustuvalla fosfaattisementillä.

Use of ceramics in single crowns and fixed partial dentures

In fixed prosthodontics ceramics is more frequently used instead of metals. The esthetics properties of ceramic materials are very good but mechanically they are weaker than metals. Recently introduced zirconium- oxide (Y-TZP) ceramics is more fracture resistant than other ceramic materials. Ceramics can be used in single crowns as well as in fixed partial dentures although only few long-term follow-up studies have been published, especially concerning fixed partial dentures. Depending on ceramics, crowns and fixed partial dentures can be cemented with adhesive resin cement or traditional zinc phosphate cement.

Artikkeli pohjautuu HLL Patrik Saarikosken syventävien opintojen tutkielmaan.

Taulukko 1. Kokokeraamisten materiaalien taivutuslujuus ja sillan liitosalueen suositeltava pinta-ala «Raigrodski A. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: a review of the literature. J Prosthet Dent 2004; 92: 557-62.»5.
KauppanimiMateriaaliTaivutuslujuus (MPa)Liitosalueen pinta-ala (mm2)
Empress2®Lasikeramia300-40012,0-20,0
In-Ceram Alumina®Alumiinioksidi236-60012
In-Ceram Zirconia®Alumiinioksidi, jossa mukana 35 % zirkoniumoksidia421-80012,0-20,0
Procera AllCeram®Alumiinioksidi487-6996
Cercon®Zirkoniumoksidi900-12007,0-11,0
DSC-Precident® DC-Zirkon®Zirkoniumoksidi900-120016
Lava®Zirkoniumoksidi900-12009
Procera® Zirconia (11)Zirkoniumoksidi12006
Zirkonzahn®(12)Zirkoniumoksidi1200-
Taulukko 2. Kokokeraamisten kruunujen seurantatutkimuksia.
MateriaaliKäyttöalueKruunut (kpl)Seuranta-aika (vuotta)Kestävyys % (aika)
Procera® AllCeram (24)Molaari ja premolaari (74 %), inkisiivi ja kulmahammas (26 %)875-10,597,7 (5 v), 93,5 (10 v)
IPS Empress® (25)47 etuhammasta, 15 premolaaria ja 13 molaaria75398,7
Procera All-Ceram® (10)-2056 kk - 5 v (keskimäärin 23,5 kk)96,7
In-Ceram Alumina® (26)-6324-44 kk98,4
IPS Empress2® (27)Molaarit, premolaarit2733-61 kk100,0
Taulukko 3. Kokokeraamisten siltojen seurantatutkimuksia.
MateriaaliKäyttöalueSillat (lkm)Seuranta-aika (vuotta)Kestävyys (%)
In-Ceram Alumina® (28)Etu-, premolaari- ja molaarialue61388,5
In-Ceram Alumina® (15)Molaari- ja premolaarialue20590,0
In-Ceram Alumina® (29)Etu-, premolaari- ja molaarialueen siltoja sekä siltoja, jossa riippuva väliosa36588,0
In-Ceram Zirconia® (30)Molaarialue18394,4
Empress2® (23)Molaari- ja premolaarialue30293,0
IPS Empress2® (27)Etu- ja premolaarialue3133-61 kk70,0
Zirkoniumoksidi (21)Molaarialue46384,8
Kuva 1. Zirkoniaoksidirungon opaakki väri peitetään päällepolttoposliinilla. (Kuva: Hammaslaboratorio Hammas-Sampo Oy)
Kuva 2. Potilaalle on valmistettu esteettisistä syistä lasikeraamiset kruunut (Empress) alueelle dd. 12-22.

Hyväksytty julkaistavaksi 8.8.2007

Patrik Saarikoski
HLL
Seinäjoen seudun terveysyhtymä
Ritva Näpänkangas
HLT, EHL, apulaisopettaja
Hammasproteesiopin ja kliinisen purentafysiologian osasto,
Hammaslääketieteen laitos, Oulun yliopisto,
PL 5281, 90014 Oulun yliopisto
Oulun kaupungin yliopistollinen opetusterveyskeskus
ritva.napankangas(at)oulu.fi
Aune Raustia
Professori, ylihammaslääkäri
Hammasproteesiopin ja kliinisen purentafysiologian osasto
Hammaslääketieteen laitos, Oulun yliopisto
Hammas- ja suusairauksien klinikka,
Oulun yliopistollinen sairaala

Kirjallisuutta

  1. Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett LD, Jacobi R & Brackett SE Fundamentals of fixed prosthodontics, Quintessence Publishing Co Inc., 1997: 3, 181-210.
  2. Groten M, Pröbster L. The influence of different cementation modes on the fracture resistance of feldspathic ceramic crowns. Int J Prosthodont 1997; 10: 169-77.
  3. Giordano R, Cima M, Pober R. Rffects of surface finish on flexural strength of various dental ceramics. Int J Prosthod 1995; 8: 311-9.
  4. Guazzato M, Albakry M, Ringer SP, Swain MV. Strength, fracture toughness and microstructure of a selection of all-ceramic materials. Part I. Pressable and alumina glass-infiltrated ceramics. Dent Mater 2004; 20: 441-8.
  5. Raigrodski A. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: a review of the literature. J Prosthet Dent 2004; 92: 557-62.
  6. Dèrand P, Dèrand T. Bond strength of luting cements to zirconium oxide ceramics. Int J Prosthodont 2000; 13: 131-5.
  7. Jung YG, Peterson IM, Kim DK, Lawn BR. Lifitime-limiting strength degradation from contact fatigue in dental ceramics. J Dent Res 2000; 79: 722-31.
  8. IPS Empress. Ivoclar Vivodent. [www.ivoclarvivodent.com]
  9. In-Ceram. VITA Zahnfabrik. [www.vita-in-ceram.com]
  10. Fradeani M, D'Amelio M, Redemagni M, Corrado M. Five-year follow-up with Procera all-ceramic crowns. Quintessence Int 2005; 36: 105-13.
  11. Procera. Nobel Biocare. [www.nobelbiocare.com]
  12. Zirkonzahn. Zirkonzahn. [www.zirkonzahn.com]
  13. Vult von Steyern P. Fracture strength of In-Ceram all-ceramic bridges in relation to cervical shape and try-in procedure. An in-vitro study. Eur J Prosthodont Rest Dent 2000; 8: 153-8.
  14. Sjögren G, Bergman M. Relationship between compressive strength and cervival shaping of the all-ceramic Cerestore crown. Swed Dent J 1987, 11: 147-52.
  15. Vult von Steyern PV, Jönsson O, Nilner K. Five-year evaluation of posterior all-ceramic three-unit (In-Ceram) FPDs. Int J Prosthodont 2001; 14: 379-84.
  16. Breschi L, Mazzoni M, Rubberi A, Cadenaro M, Di Lenarda R, De Stefano Dorigo E. Dental adhesion review: aging and stability of the bonded interface. Dental Mater 2007. doi: 10.1016/j.dental.2007.02.009
  17. Pospiech P. All-ceramic crowns: bonding of cementing? Clin Oral Invest 2002; 6: 189-97.
  18. Matinlinna J, Lassila L, Vallittu P. Miten silaanit liittyvät hammaslääketieteen materiaaleihin? Suom Hammaslääkäril 2000; 24: 1268-72.
  19. Madani M, Chu FC, McDonald AV, Smales RJ. Effects of surface treatments on shear bond strengths between a resin cement and an alumina core. J Prosthet Dent 2000; 83: 644-7.
  20. Tan K, Pjetursson BE, Land NP, Chan ESY. A systematic review of the survival and complication rates of fixed partial dentures (FPDs) after an observation period of at least 5 years. III. Conventional FPDs. Clin Oral Impl Res 2004; 15 :654-66.
  21. Sailer I, Fehér A, Filser F, Lüthy H, Nat R, Gauckler LJ et al. Prospective clinical study of zirconia posterior fixed partial dentures: 3-year follow-up. Quintessence Int 2006; 37: 685-93.
  22. Vult von Steyern P, Ebbesson S, Holmgren J, Haag P, Nilner K. Fracture strength of two oxide ceramic crowns systems after cyclic preload and thermocycling. J Oral Rehabil 2006; 33: 682-9.
  23. Esquivel-Upshaw JF, Anusavice KF, Young H, Jones J, Gibbs C. Clinical Performance of a Lithia Disilicate-Based Core Ceramic for Three-Unit Posterior FPDs. Int J Prosthodont 2004; 17: 469-75.
  24. Ödman P, Andersson B. Procera AllCeram Crowns followed for 5 to 10.5 years: A Prospective Clinical Study. Int J Prosthodont 2001; 14: 504-9.
  25. Sorensen JA, Choi C, Fanuscu MI, Mito WT. IPS Empress Crown System: Three-year clinical Trial Results. J Calif Dent Assoc 1998; 26: 130-6.
  26. Scotti R, Catapano S, D'Elia A. A Clinical Evaluation of In-Ceram Crowns. Int J Prosthodont 1995; 8: 320-3.
  27. Marquardt P, Strub JR. Survial rates of IPS empress 2 all-ceramic crowns and fixed partial dentures: results of a 5-year prostpective clinical study. Quintessence Int 2006; 37: 253-9.
  28. Sorensen JA, Kang SK, Torres TJ, Knode H. In Ceram fixed partial dentures: three-year clinical trial results. J Calif Dent Assoc 1998; 26: 207-14.
  29. Olsson KG, Furst B, Andersson B, Carlsson GE. A long-term retrospective and clinical follow-up study on In-Ceram alumina FPDs. Int J Prosthodont 2003; 16: 150-6.
  30. Suarez MJ, Lozano JF, Paz Salido M, Martinez F. Three-year clinical evaluation of In-Ceram Zirconia posterior FPDs. Int J Prosthodont 2004; 17: 35-3.