Gut zu wissen: Deshalb ist die Bruchzähigkeit so wichtig bei Zirkonoxid und Co.

Haben Sie schon von Bruchzähigkeit gehört, aber fragen sich, was genau damit gemeint ist? Die Bruchzähigkeit ist eine oft unterschätzte Eigenschaft von Materialien für Zahnersatz in der Dentalbranche. Wenn Sie von Ihren Materialien – beispielsweise Zirkonoxid – Langlebigkeit erwarten, sollten Sie diese Eigenschaft immer im Auge behalten.

Was genau ist die Bruchzähigkeit?

Bruchzähigkeit – oft auch Risszähigkeit oder Risswiderstand genannt – ist ein Mass für den Widerstand, den ein Werkstoff einem sich ausbreitenden Riss entgegensetzt . Der angegebene Wert sagt also aus, ab welcher Krafteinwirkung sich Risse bei Werkstoffen – zum Beispiel Lithiumdisilikat-Glaskeramik oder Zirkonoxid – weiter ausbreiten. Das heisst im Klartext:

• Je höher der Kennwert ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit einer Ausbreitung von Rissen in dem betreffenden Material.
• Ein hoher Kennwert ist deswegen ein Indikator für ein besseres klinisches Langzeitverhalten – und damit für eine längere Lebensdauer des Materials.

Eben deshalb ist die Bruchzähigkeit aus klinischer Sicht ein sehr wichtiger Wert. Sie wird in MPa· m^1/2 angegeben.

Die Bruchzähigkeit im Vergleich

• Titan-Legierungen und Stahl weisen sehr hohe Messwerte in Bezug auf die Bruchzähigkeit auf. Sie erreichen Werte von über 50 MPa· m^1/2. Zum Vergleich: Beton, aus dem unter anderem Häuser und Brücken gebaut werden, bringt es gerade mal auf 0,2-1,4 MPa· m^1/2. Das bedeutet, dass Beton sehr brüchig hinsichtlich einer Biegung ist. Aus diesem Grund wird er meist in Kombination mit Stahl eingesetzt.
• Zirkonoxid ist wohl das Material mit der höchsten Bruchzähigkeit unter den dentalen Keramiken. Aber selbst bei diesem Werkstoff gibt es enorme Unterschiede. So weist etwa IPS e.max ZirCAD Prime im Dentinbereich eine Bruchzähigkeit von 5 MPa · m^1/2* auf, während andere Zirkonoxide oft nur bei Werten von ungefähr 2 MPa · m^1/2 rangieren.

Opakes Zirkonoxid weist übrigens im Vergleich zu transluzentem Zirkonoxid eine höhere Bruchzähigkeit auf. Die Materialien IPS e.max ZirCAD MT und MT Multi haben dennoch eine hohe Bruchzähigkeit. Das weniger transluzente IPS e.max ZirCAD LT und das opake IPS e.max ZirCAD MO weisen eine noch höhere Bruchzähigkeit auf.

IPS e.max ZirCAD Prime kombiniert hochfeste und hochtransluzente Zirkonoxid-Rohstoffe. In dem Bereich, in dem hohe Festigkeit benötigt wird (z.B. im unteren sowie im Bereich von Zwischengliedern bei Brücken), befindet sich hochfestes Material. In dem Bereich, in dem hohe Transluzenz gefragt ist, weist IPS e.max ZirCAD Prime das transluzentere Material auf, das dem Anspruch an Belastung gerecht wird und zudem das gewünschte hochästhetische Erscheinungsbild liefert.

Wichtig: nicht Äpfel mit Birnen vergleichen!

Bitte beachten Sie immer: Wie beim verwandten Thema Biegefestigkeit sind auch bei der Bruchzähigkeit Materialvergleiche nur dann aussagekräftig, wenn man dieselbe Messmethode verwendet. Unterschiedliche Messmethoden führen zu unterschiedlichen Ergebnissen, die nicht miteinander vergleichbar sind.

Nützliche App hilft einfach weiter

Die IPS e.max Shade Navigation App empfiehlt für jede IPS e.max-Restauration die passende Transluzenz und Farbe. Berücksichtigt werden alle wichtigen Einflussfaktoren auf die farbliche Gesamtwirkung. Erst das Zusammenspiel dieser Einflussfaktoren führt zur farblichen Gesamtwirkung.

*Messung der Bruchzähigkeit nach Vickers Indenterverfahren (Dentin): F&E Ivoclar Vivadent AG, Schaan, Liechtenstein (2018)