Bruchzähigkeitsprüfung an monolithischen Dentalkeramiken

Abstract

Die Bruchzähigkeit stellt einen zentralen werkstoffkundlichen Parameter für die Beurteilung der Langzeitstabilität monolithischer Dentalkeramiken dar. Insbesondere Zirkonoxid hat sich aufgrund seiner hohen Festigkeit und Biokompatibilität als etabliertes Restaurationsmaterial durchgesetzt, wobei weiterhin Fragestellungen hinsichtlich der standardisierten Bestimmung der Bruchzähigkeit unter laborpraktischen Bedingungen bestehen.<br /> Zur Bestimmung der Bruchzähigkeit wurde die Chevron-Notch-Beam-Methode (CNB) gemäß ISO 24370 angewendet und hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit unter laborpraktischen Bedingungen bewertet. Hierzu wurden insgesamt 50 vorgesinterte Zirkonoxidproben von vier Herstellern (Dentaurum, Kulzer, VITA und Straumann) standardisiert präpariert, mit einer Chevron-Kerbe versehen und im Vier-Punkt-Biegeversuch bis zur Fraktur geprüft. Auf Grundlage der ermittelten Maximalkräfte wurden die kritischen Spannungsintensitätsfaktoren (KIC) berechnet und statistisch ausgewertet.<br /> Es zeigte sich, dass das CNB-Verfahren grundsätzlich auch unter praxisnahen Laborbedingungen anwendbar ist. Gleichzeitig wurde eine deutliche Abhängigkeit der Messergebnisse von geometrischen und methodischen Einflussgrößen, insbesondere der Kerbpräparation und Probenpositionierung, beobachtet. Zwischen den untersuchten Materialien zeigten sich Unterschiede in der Bruchzähigkeit, wobei die höchsten KIC-Werte bei Straumann und die niedrigsten bei Kulzer gemessen wurden.<br /> Insgesamt bestätigen die Ergebnisse die Eignung der CNB-Methode zur Bestimmung der Bruchzähigkeit dentaler Zirkonoxidkeramiken, zeigen jedoch zugleich Einschränkungen hinsichtlich Standardisierung und Reproduzierbarkeit auf. Daraus ergeben sich relevante Ansatzpunkte für die werkstoffwissenschaftliche Bewertung sowie für die Weiterentwicklung normierter Prüfverfahren.