PEEK – gelungene Alternative für hypersensible Patienten

Sebastian Schierz und Dr. med. Gunter Böhme (Intraoralaufnahmen)
ZTM Karoline Brestrich

Seit mittlerweile über zehn Jahren sind nichtmetallische Werkstoffe auf den dentalen Markt, die immer noch für Diskussionen in der Zahnmedizin sorgen – die Polyetheretherketone, besser bekannt unter dem Namen PEEK.

Der Werkstoff PEEK wurde bereits 1981 durch die amerikanische Food and Drug Administration (FDA) als humaner Implantatwerkstoff zertifiziert und wurde bisher überwiegend in der Orthopädie, Traumatologie und Neurochirurgie verwendet. Seine hervorragenden Werkstoffeigenschaften wie knochenähnliche Elastizität, Verschleißbeständigkeit, geringes Gewicht und Sterilisierbarkeit eröffnen ihm auch in der Zahnmedizin ein weites Einsatzspektrum.

Es gibt aber auch Stimmen, die diesen Werkstoff sehr kritisch betrachten. Vor allem seine erhöhte Plaque-Affinität und sein opak-gräulicher Farbton werden stark kritisiert. Auf der Suche, sensible Patienten mit metallfreiem, biokompatiblem, herausnehmbaren Zahnersatz zu versorgen, stellt aus unserer Sicht derzeit jedoch Polyetheretherketon die beste verfügbare Alternative dar.

PEEK kann sowohl für Gerüststrukturen als auch für Halteelemente und insbesondere für Sekundärteleskopkronen verwendet werden und bietet dort eine adäquate Alternative zu herkömmlichen CoCrMo-Legierungen. Die computergesteuerte Frästechnik ermöglicht eine vergleichsweise einfache mechanische Verarbeitung des sonst chemisch reaktionsträgen Materials PEEK (Abb. 1). Darüber hinaus besteht die Möglichkeit zur thermoplastischen Formgebung, jedoch birgt diese ein erhöhtes Risiko das Hochleistungspolymer durch Überhitzung in seiner Grundstruktur zu verändern beziehungsweise zu zerstören. Diese Erfahrungen mussten wir in unseren internen Testreihen sammeln.

Seit circa drei Jahren stellen wir in unserem Labor gefräste PEEK-Gerüste für herausnehmbaren Zahnersatz her und mussten für unsere inserierten Arbeiten bisher noch keine geltend gemachten Garantieansprüche wie Brüche, Passungsveränderungen oder Friktionsverlust verzeichnen. Die häufig bemängelte Plaqueaffinität können wir nur bedingt bestätigen und meist nur im Zusammenhang mit einer generell unzureichenden Mundhygiene des betroffenen Patienten. Gelegentlich auftretende Verfärbungen durch den Konsum von Tee, Tabak oder Medikamenten sind nur oberflächlich und können durch einfaches Polieren mit Bimsstein vollständig entfernt werden. Ein Eindringen oder Aufquellen der Oberfläche durch Biofilm, konnten wir nicht feststellen. Wir empfehlen den Patienten mit herausnehmbarem Zahnersatz aus PEEK oder ähnlichen thermoplastisch verarbeiteten Gerüstmaterialien außerdem eine regelmäßige, jährliche Prothesenreinigung wahrzunehmen.

Fallbeispiel

Das folgende Fallbeispiel soll die vielseitigen Einsatz- und Gestaltungsmöglichkeiten von PEEK als Prothesenwerkstoff verdeutlichen. Es handelt sich hierbei um eine erst kürzlich abgeschlossene Versorgung einer Patientin mit herausnehmbarem Zahnersatz in Kombination mit festsitzenden Elementen aus Zirkoniumdioxid. Die Patientin wünschte aus persönlichen Gründen eine metallfreie Versorgung.

Die bestehende Lückensituation im Oberkiefer erforderte zur optimierten Abstützung der geplanten Suprakonstruktion weitere Pfeiler, weshalb in Region 23, 24 zwei Zirkon-Implantate (Straumann® PURE Ceramic Implantat, monotype) gesetzt wurden. Während der Einheilungsphase der Implantate im Oberkiefer wurde bereits die Unterkieferversorgung vorgenommen. Auf den natürlichen Restzähnen 33, 34, 35 sowie 43, 44 fertigten wir keramisch vestibulär verblendete Kronen aus Zirkoniumdioxid (IPS e.max ZirCAD, Ivoclar Vivadent und Noritake CRZ, Kuraray) (Abb. 2). Lingual wurden gefräste Lager für die Aufnahme der Klammerwiderlager angelegt sowie okklusale Auflagen eingearbeitet. Nach der Sammelabformung erfolgte mittels computergestützter Designsoftware die Gestaltung der Modellguss aus PEEK (Invibio Juvora Optima, JUVORA Dental). Dieser wurde dann auf einer Fünf-Achs-Fräsmaschine gefräst (Abb. 3 und 4).

An den Zähnen 35 und 44 wurden zwei von distal verlaufende Halteelemente angelegt. Dabei entschieden wir, die lingualen Klammerarme mit dem Sublingualbügel flächig zu verbinden, um die Stabilität zu verbessern. PEEK weist zwar gegenüber anderen Kunststoffen eine erhöhte Bruchfestigkeit auf, dennoch reicht diese nicht an die Bruchfestigkeit einer CoCrMo-Legierung heran und erfordert somit eine stabilere Gestaltung als ein herkömmliches Modellgussgerüst.

Die Komplettierung der Unterkieferprothese erfolgte mit herkömmlichem Kaltpolymerisat (Aesthetic Blue, Candulor) und Konfektionszähnen (Phonares II, Ivoclar Vivodent) (Abb. 5). Der fertiggestellte Unterkieferzahnersatz wurde Anfang November 2017 inseriert (Abb. 6). Im April 2018 wurde die definitive Versorgung des Oberkiefers angefertigt. Hierfür wurden die präparierten Zähne 15 und 13 sowie die einteiligen Implantate  mit Primärteleskopen aus  Zirkoniumdioxid  versorgt  (Abb.  7). Die Gestaltung der PEEK-Suprakonstruktion erfolgte am Computer. Der natürliche Zahn 27 wurde durch eine E-Klammer in die Konstruktion miteinbezogen. Die Metallkrone an 27 wird dem Patientenwunsch entsprechend zu einem späteren Zeitpunkt erneuert.

Zur Verblendung der Sekundärteleskope wurde ein marktübliches Komposit (Sinfony, 3M) verwendet. Beim Verblenden von PEEK ist es unabdingbar die Oberfläche vorab sowohl mechanisch durch Sandstrahlen zu silikatisieren (Rocatec, 3M) als auch chemisch durch Silanisieren zu konditionieren. In Herstelleruntersuchungen erzielte der Verbund von PEEK- Suprakonstruktion und Kompositverblendung einen Scherwert von 27,1 MPa (IDCM-JUV-PG-0002-Rev6 – Juvora Processing Guide EU market S. 31).

Die Fertigstellung der Oberkieferprothese erfolgte wie bereits beim Unterkiefer mit herkömmlichen Kaltpolymerisat (Aesthetic Blue, Candulor) und Konfektionszähnen (Phonares II, Ivoclar Vivodent) (Abb. 8). Die Insertion der Prothesen verlief problemlos. Die Friktion der Oberkieferprothese wurde von der Patientin anfänglich als zu stark empfunden, wodurch ihr das selbstständige Ausgliedern des Ersatzes zunächst schwer fiel. Der Behandler korrigierte die Friktion durch leichtes Nachpolieren der Sekundärteleskop-Innenflächen. Auch der Nachkontrolltermin wenige Tage nach Insertion zeigte eine gute Adaption der Prothesen durch die Patientin (Abb. 9 bis 11).

Die oft kritisierte gräuliche Farbe der PEEK-Gerüstelemente wirkt im Mund durchaus warmtönig und unauffällig (Abb. 12). Im Vergleich zu metallischen Oberflächen, welche den dunklen Mundraum reflektieren und dadurch oft schwarz erscheinen, werden die PEEK-Elemente als weitaus weniger ästhetisch beeinträchtigend wahrgenommen. Obwohl PEEK mittlerweile auch eingefärbt in einem Dentinfarbton und gingivafarben erhältlich ist, benutzen wir weiterhin das gräuliche Rein-PEEK, da Farbzusätze auch immer ein erhöhtes Allergierisiko bergen.

Fazit

Unter Berücksichtigung der Besonderheiten wie chemische Reaktionsträgheit und Beachtung der Stabilität, welche der Werkstoff Polyetheretherketon seinem Verarbeiter abfordert, überzeugt PEEK als Gerüstwerkstoff für die herausnehmbare Prothetik und stellt eine gute Alternative zu metallbasiertem Zahnersatz dar. Dank dieses Werkstoffes ist es uns als Dentallabor gelungen, die umfassende Produktreihe „Premium Sensitive®“ für alle Facetten des metallfreien, herausnehmbaren Zahnersatzes für hypersensible Patienten zusammenzustellen.

Zusammen mit dentin- beziehungsweise gingivafarbenen Thermoplasten ist es uns durch die Weiterentwicklung der Hochleistungskunststoffe möglich, von temporären Einzelzahnlücken nach Implantationen, über weitspannige Lückensituation bis hin zum totalen zahnlosen Kiefer alle Gebisssituationen biokompatibel, metallfrei, hypoallergen und ästhetisch ansprechend versorgen zu können.

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