REM-Aufnahme Mikrogefüge HiPer®-DENT-Z
Keramischer Werkstoff Zirkonoxid
Zirkonoxid ist eine hochschmelzende Oxidkeramik, die in verschiedenen kristallografischen Modifikationen auftreten kann. Bei Raumtemperatur ist dies die monokline Modifikation, die sich oberhalb ca. 900°C in die tetragonale Modifikation umwandelt. Ab etwa 1400° C ist die kubische Modifikation stabil.
Keramische Werkstoffe mit guten mechanischen Eigenschaften erhält man durch Einlagerung von geeigneten Stabilisatoren (Ca-, Mg-, Ce- oder Y-Ionen) in das Kristallgitter von Zirkonoxid. Dadurch gelingt es, die Hochtemperaturmodifikationen (Tetragonal oder kubisch, abhängig von der Menge des Stabilisators) bis hinunter auf Raumtemperatur zu stabilisieren.
Die Menge des Stabilisators kann so eingestellt werden, dass ein mehr oder weniger großer Teil der tetragonalen Kristallite bei Raumtemperatur metastabil vorliegt und unter mechanischer Belastung spontan in die monokline Modifikation umwandelt.
Weil die tetragonale Phase eine höhere Dichte als die monokline besitzt, kann diese spontane Umwandlung einen entstehenden Riss – z. B. unter mechanischer Belastung – durch Volumenausdehnung aufhalten. Diese Phänomen wird Umwandlungsverstärkung genannt und bedingt die hohe Festigkeit des dichtgesinterten Werkstoffs.
3-gliedrige Brückenkonstruktion aus HiPer®-DENT-Z-Zirkonoxid
Yttrium-teilstabilisiertes Zirkonoxid
Für Dentalkeramiken wird praktisch ausschließlich Yttrium-teilstabilisiertes Zirkonoxid verwendet, weil dieses die mit Abstand höchste Umwandlungsverstärkung aufweist. Viele Yttrium-teilstabilisierte Zirkonoxidkeramiken – so auch HiPer®-DENT-Z-Zirkonoxid – enthalten eine geringe Menge von Aluminiumoxid.
Dieses lagert sich vornehmlich an den Kristallitgrenzflächen des dichtgesinterten Werkstoffes ab und verhindert durch seine hohe chemische Stabilität die in wässrigem Milieu in geringem Umfang ablaufenden Korrosionsvorgänge.
Neben Yttriumoxid und Aluminiumoxid ist in hochreinem Y-teilstabilisiertem Zirkonoxid lediglich Hafniumoxid vorhanden. Für durchgefärbtes HiPer®-DENT-Z-Zirkonoxid werden in sehr geringen Mengen färbende Oxide beigefügt. Yttrium-teilstabilisiertes Zirkonoxid ist biokompatibel. Unverträglichkeitsreaktionen in medizinischen Anwendungen – beispielsweise als Gelenkersatz – sind trotz einer fast dreißigjährigen klinischen Anwendungshistorie nicht bekannt geworden.
Die in natürlichen Zirkonoxid-haltigen Mineralen messbare, aber geringe Radioaktivität wird bei der nasschemischen Aufbereitung praktisch vollständig entfernt. HiPer®-DENT-Z-Zirkonoxid weist eine Radioaktivität von weit weniger als 0,2 Bq/g auf und liegt damit sogar unter den zulässigen Grenzwerten für Gelenkimplantatwerkstoffe gemäß ISO 13356:2008.
Mikroskopische Aufnahme hMSC's auf HiPer®-DENT-Z
HiPer®-DENT-Z-Zirkonoxid
Der dentalkeramische Gerüstwerkstoff HiPer®-DENT-Z der HiPer Medical AG basiert auf fast zwanzig Jahren Erfahrung mit dem technisch-keramischen Hochleistungswerkstoff Zirkonoxid – www.hiper-ceramics.de. Der Werkstoff wird bei uns in Oberkrämer aus ausgewählten Rohstoffen formuliert und hergestellt.
Verglichen mit anderen Y-teilstabilisierten Zirkonoxid-Werkstoffen zeichnet sich HiPer®-DENT-Z durch ein robustes Sinterverhalten aus. Auch bei mehrfachen thermischen Behandlungen durch die Verblendungsbrände fällt das Festigkeitsniveau des Gerüstes nicht signifikant ab.
Auf Biokompatibilität geprüft
HiPer®-DENT-Z wurde bei der mdt medical device testing GmbH und im Schwesterunternehmen Zellwerk GmbH – www.zellwerk.biz – in verschiedensten Zellkulturmodellen (L929-Mausfibroblasten, humane Nabelschnurstammzellen, humane Knochenmarksstammzellen, humane HepG9-Leberzelllinie) im Hinblick auf Biokompatibilität geprüft.
In keinem dieser Modelle wurden Hinweise auf Zytotoxizität, Viabilitätsminderung oder andere zellschädigende Eigenschaften des Werkstoffes gefunden.
