Lektion 6: Nichtedelmetall-Legierungen (CoCr, NiCr) – Die Arbeitspferde der Prothetik

A. Klinische Relevanz

Nichtedelmetall-Legierungen (NEM), insbesondere Kobalt-Chrom-Legierungen, sind heute die mit Abstand am häufigsten verwendeten Metalle in der festsitzenden und herausnehmbaren Prothetik. Aufgrund ihrer exzellenten mechanischen Eigenschaften und ihres günstigen Preises haben sie hochgoldhaltige Legierungen in vielen Anwendungsbereichen verdrängt. Sie sind die “Arbeitspferde” für Gerüste von Modellgussprothesen, Verblend-Metall-Keramik (VMK)-Brücken und Teleskopkronen. Das Verständnis ihrer spezifischen Eigenschaften – vor allem ihrer hohen Steifigkeit und der potenziellen Biokompatibilitätsproblematik (Nickel) – ist für die tägliche Praxis unerlässlich.

B. Detailliertes Fachwissen

1. Definition und Zusammensetzung

• Definition: Dentallegierungen, die weniger als 25% Edelmetallanteil aufweisen. Sie werden daher auch als “unedle” oder “base metal” Legierungen bezeichnet.

• Kobalt-Chrom-Legierungen (CoCr): Der moderne NEM-Standard.

  • Zusammensetzung: Hauptsächlich Kobalt (Co, ca. 60%) und Chrom (Cr, ca. 30%), mit Zusätzen von Molybdän (Mo) zur Härtesteigerung. Die meisten modernen CoCr-Legierungen sind nickelfrei.

  • Die Rolle des Chroms: Chrom ist der entscheidende Bestandteil. Es bildet an der Oberfläche der Legierung sofort eine extrem dünne, dichte und stabile passive Oxidschicht (Chromoxidschicht). Diese Schicht schützt das darunterliegende Metall vor dem Angriff durch den Speichel und verleiht der Legierung ihre exzellente Korrosionsbeständigkeit.

• Nickel-Chrom-Legierungen (NiCr):

  • Historische Bedeutung: Waren früher wegen ihrer guten Gießbarkeit weit verbreitet.

  • Problem: Enthalten einen hohen Anteil an Nickel, dem häufigsten dentalen Kontaktallergen. Aufgrund von Biokompatibilitätsbedenken ist ihre Verwendung in Europa stark zurückgegangen.

2. Eigenschaften von CoCr-Legierungen im Vergleich zu Goldlegierungen

• Mechanische Eigenschaften:

  • Hohe Steifigkeit (hohes E-Modul): CoCr-Legierungen sind etwa doppelt so steif wie hochgoldhaltige Legierungen. Dies ist ein enormer Vorteil für grazile, aber stabile Konstruktionen wie die Bügel von Modellgussprothesen oder weitspannige Brückengerüste, da sie sich unter Last kaum durchbiegen.

  • Hohe Härte und Festigkeit: Sie sind fester und abriebbeständiger als Gold.

• Der entscheidende Nachteil: Mangelnde Duktilität

  • CoCr-Legierungen sind im Gegensatz zu Gold nicht duktil (verformbar). Sie sind spröde und hart.

  • Klinische Konsequenz: Die Ränder einer CoCr-Krone können nicht bruniert werden. Dies stellt höchste Anforderungen an die Präzision der Herstellung, um einen dichten Randschluss zu erzielen.

3. Moderne Herstellungsverfahren Die schwierige Verarbeitung von CoCr im Gussverfahren wurde durch digitale Techniken revolutioniert:

• CAD/CAM-Fräsen: Das Gerüst wird computergesteuert aus einem industriell gefertigten, homogenen CoCr-Block gefräst.

• Selektives Laserschmelzen (SLM): Ein 3D-Druck-Verfahren, bei dem das Gerüst Schicht für Schicht aus Metallpulver aufgeschmolzen wird. Ermöglicht extrem präzise und spannungsfreie Konstruktionen.

C. Klinische Anwendung & Fallbeispiele

Hauptindikationen für CoCr-Legierungen:

• Gerüste für Modellgussprothesen.

• Gerüste für VMK-Kronen und -Brücken.

• Primärgerüste für Teleskopprothesen.

Der Nickel-Allergiker: Die Anamnese ist entscheidend. Bei einem Patienten mit bekannter Nickel-Allergie muss der Zahntechniker explizit angewiesen werden, eine zertifiziert nickelfreie CoCr-Legierung zu verwenden, oder es muss auf eine metallfreie Alternative (Zirkonoxid) ausgewichen werden.

Fallbeispiel:

• Szenario: Ein Patient benötigt eine dreigliedrige Brücke zum Ersatz von Zahn 26. Der Patient hat keine bekannten Allergien und wünscht eine kosteneffiziente, aber langlebige Lösung.

• Analyse: Eine VMK-Brücke ist eine bewährte und stabile Versorgung. Die Wahl des Gerüstmaterials ist eine Abwägung zwischen Kosten und Materialeigenschaften.

• Klinische Konsequenz & Materialwahl: Es wird eine VMK-Brücke auf einem CoCr-Gerüst geplant.

• Rationale:

  1. Wirtschaftlichkeit: CoCr ist signifikant kostengünstiger als jede Edelmetalllegierung.

  2. Stabilität: Die hohe Steifigkeit der Legierung ist ideal für die Brückenspanne und verhindert eine Durchbiegung unter Kaukraft.

  3. Biokompatibilität: Eine moderne, nickelfreie CoCr-Legierung ist korrosionsstabil und sehr gut verträglich.

  4. Herstellung: Das Gerüst wird digital mittels SLM gefertigt, um einen optimalen, spannungsfreien Sitz zu gewährleisten.

• Ergebnis: Der Patient erhält eine Versorgung, die den “Sweet Spot” zwischen hoher mechanischer Stabilität, guter Biokompatibilität und wirtschaftlicher Vernunft trifft. Die CoCr-Legierung ist für diese Standardindikation der bewährte und zuverlässige Werkstoff.