PAEK-Werkstoffe in der Zahnmedizin – für die Zeitschrift DENTAL DIGITAL (Verlag Neuer Merkur) haben wir als Autorenteam (Bogna Stawarczyk, Martin Rosentritt, Annett Kieschnick) einen Artikel zum Thema veröffentlicht. Wir geben Einblick in die Entwicklung, beschreiben den Status quo und vermitteln einen Ausblick in die nahe Zukunft. Hier ist ein Auszug des Artikels veröffentlicht. Die Original-Publikation steht zum download bereit.
PAEK-Werkstoffe (PAEK = Polyaryletherketone) werden der Gruppe der Thermoplaste zugeordnet. Die ersten Polyaryletherketone (PAEK) wurden im Jahr 1978 entwickelt und sind seit 1998 kommerziell verfügbar. Seit 2006 finden sie Anwendung in der Zahnheilkunde; zunächst als pressbare Variante und seit 2011 in Form von fräsbaren Rohlingen für die CAD/CAM-Technik.
Was sind PAEK-Werkstoffe?
Bei PAEK-Werkstoffen handelt es sich um teilkristalline, thermoplastische Polymere. Teilkristallin bedeutet, dass der Werkstoff sowohl amorphe als auch kristalline Bereiche beinhaltet und diese durch die Herstellung und Verarbeitung beeinflusst werden können. Generell sind Thermoplaste Kunststoffe, welche sich bei einer bestimmten Temperatur verformen lassen. Das führt dazu, dass PAEK-Werkstoffe in der Zahnmedizin nicht nur gefräst, sondern auch gepresst werden können. PAEK-Materialien weisen ihren Schmelzpunkt bei ca. 360 °C auf und sind bis zu dieser Temperatur formstabil. Im Mundmilieu zeigen sie somit eine sehr gute Dimensionsstabilität. PAEK besteht aus 1,4-Phenylen-Einheiten sowie Ether- und Ketongruppen.
Unterschiede bei PAEK-Werkstoffen?
Die Familie der dentalen PAEK-Werkstoffe besteht aus unterschiedlichen Mitgliedern (PEEK, PEKK, AKP). Zwar sind diese sich sehr ähnlich, differieren aber in Abhängigkeit des Verhältnisses von Keton- zu Ethergruppen. Im Vergleich zu anderen dentalen Polymeren weist PAEK eine hohe Festigkeit, Steifigkeit sowie eine Hydrolysebeständigkeit auf. Des Weiteren besitzen PAEK-Werkstoffe eine extreme Reaktionsträgheit gegenüber chemischen Lösungsmitteln, sind nahezu inert und zeigen somit eine hohe Biokompatibilität. Zudem machen eine hohe Beständigkeit gegenüber radioaktiver und ultravioletter Strahlung sowie die Röntgentransluzenz und die zahnähnliche Grundfarbe PAEK für die Zahnmedizin als neuen Werkstoff sehr interessant.
Aus dem Hochleistungspolymer PAEK können implantat- sowie zahngestützte Restaurationen hergestellt werden. Indikationen:
herausnehmbares Restaurationsmaterial für Klammer-, Teleskopprothetik, Stegarbeiten, Tertiärkonstruktionen oder Geschiebearbeiten sowie als
festsitzendes Restaurationsmaterial für Kronen und Brücken eingesetzt.
Zudem wird PAEK in der dentalen Implantologie angewandt und hier insbesondere für Implantataufbauten und Gingivaformer. Grundsätzlich werden bei Implantatabutments aus PAEK in Kombination mit provisorisch vorgefertigten Kronen positive Gewebereaktionen beobachtet.
Im Gegensatz zu gängigen PMMA-basierten Kunststoffen oder Kompositen sind PAEK-Werkstoffe restmonomerfrei. Dies ist auf der einen Seite von Vorteil, da Restmonomer im Laufe der Zeit zu allergischen Reaktionen führen können. Auf der anderen Seite jedoch wird der sichere Verbund zwischen PAEK-Werkstoffen und anderen Polymeren (z. B. Verblendkunststoffen, Prothesenkunststoffen, Befestigungsmaterialien) nur durch bestimmte Vorbehandlungsschritte möglich.
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PEEK, PEKK, AKP – was sind die Unterschiede?
Der bekannteste PAEK-Werkstoff ist Polyetheretherketon (PEEK). Erhältlich sind PEEK-Materialien als ungefüllte („rein“) oder mit Titanoxid gefüllte Variante. Das ungefüllte Material ist für herausnehmbaren und bedingt abnehmbaren Zahnersatz (z. B. in der Implantatprothetik) indiziert. Das gefüllte Material kann sowohl für festsitzenden als auch herausnehmbaren Zahnersatz verwendet werden. Die Dotierungsanteile liegen je nach Hersteller zwischen 10 und 30 Gew.-%. PEEK ist in verschiedenen Farben von grau bis opaque, zahn- sowie gingivafarben verfügbar.
Im Vergleich zu PEEK weist Polyetherketonketon (PEKK) keine zusätzliche Keton-Gruppe auf und ist dadurch minimal steifer. Die chemischen, optischen und mechanischen Eigenschaften ähneln sehr dem PEEK. Der einzige derzeit im Handel erhältliche PEKK-Werkstoff ist das Produkt OXPEKK6 (Oxford Performance Materials, South Windsor, CT, USA). Die Firma Cendres+Métaux SA (Biel/Bienne, Schweiz) hat sich die exklusiven Rechte für OXPEKK im dentalen Bereich für festsitzende Versorgungen bis in das Jahr 2028 gesichert und vertreibt ihn unter dem Namen Pekkton ivory. Dieses Material wurde zur Optimierung der mechanischen Eigenschaften mit Titanoxiden dotiert und weist eine leicht gräuliche, jedoch dentinähnliche Farbe auf. lm Jahre 2012 erfolgte die CE-Zulassung für temporären Zahnersatz. 2013 wurde das Material für den dauerhaften Zahnersatz präsentiert. Seitdem ist PEKK für festsitzenden sowie auch herausnehmbaren Zahnersatz indiziert.
Seit 2017 ist als weitere Untergruppe der PAEK-Materialien der Werkstoff Arylketonpolymer (AKP) unter dem Namen Ultaire AKP von der Firma Solvay Dental 360 auf dem Markt. Die Indikationsbereiche liegen in der herausnehmbaren Teilprothetik. Für die Klammerprothetik ist das Material besonders gut geeignet, da es durch eine hohe Elastizität charakterisiert ist. Dieser Werkstoff ist opaque-zahnfarben.