Inlays aus Keramik in der Zahnheilkunde


Bei der Versorgung von Schmelzdefekten nach Kariesentfernung haben sich in den letzten Jahren zunehmend zahnfarbene Restaurationen wie Inlays aus Keramik durchgesetzt. Das abrupte Versagen solcher Inlays bei Überlastung ist Gegenstand eines Forschungsprojektes, welches das biomechanische Verhalten bei unterschiedlichen Belastungen untersuchen soll.

Inlays aus Keramik als CAD-Modelle

Zur Analyse unterschiedlicher Inlayformen wurden diverse CAD-CAM-Modelle der Inlays, der Zahnkronen, des PDL und des umgebenden Knochens erstellt und anschließend in die korrespondierenden FEM-Modelle umgewandelt.

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Abb.1: Beispiel eines CAD-Modells, bestehend aus Inlay, Adhesiv-Schicht, Zahnkrone, Wurzel, PDL und umgebendem Knochen.

Varianten von Inlays aus Keramik

Bei den einzelnen Keramikinlays und den entsprechenden Präparationskavitäten wurden Tiefe, Breite und Angulation variiert, so dass ein systematisch angelegter Satz von Keramikinlays resultierte, die alle unter den gleichen biomechanischen Randbedingungen untersucht wurden.

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Abb.2: Beispiel für unterschiedliche Varianten des untersuchten Keramikinlays, bei dem Höhe, Breite und die Angulation des Präparationswinkels parametrisch variiert werden konnte.

Belastung von Inlays aus Keramik

Die einzelnen CAD-Inlays wurden nun unter identischen Bedingungen belastet, wobei der einwirkende Kraftvektor beliebig variiert werden konnte. Beispielhaft werden in Abbildung 3 Längsschnitte durch unterschiedliche Inlays gezeigt.
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Abb.3: FEM-Modelle mehrerer Keramikinlays, die sich in Breite, Höhe und Präparationswinkel unterscheiden. Die berechneten Spannungen werden dabei falschfarbencodiert angezeigt.

Inlays aus Keramik: Konstanz der Belastung

Trägt man die unterschiedlichen Inlays in ein Diagramm ein und sortiert diese nach ihrem Volumen, so zeigt sich eine charakteristische Konstanz der durchschnittlichen Belastung innerhalb des Inlays trotz abnehmendem Inlay-Volumen. Die Größe des Keramikinlays und die induzierten Spannnungen scheinen nicht zu korrelieren.
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Abb.4: Diagramm zum Zusammenhang zwischen Inlay-Volumen und der im Inlay induzierten Vergleichsspannung. Beide korrelieren offensichtlich kaum miteinander.