Kolmen vuoden kokemus Golden Gate -menetelmästä

Hydroterminen keramiamenetelmä

Hammaslääketieteellisessä ja hammasteknisessä tutkimuksessa kehiteltyjen uutuuksien täytyy vastata sekä potilaiden tarpeisiin että markkinoiden vaatimuksiin. Esteettiset näkökohdat, ja yhä lisääntyvässä määrin myös kudosystävällisyyteen kohdistuvat vaatimukset, ovat keskeisiä, mutta näiden ohella myös proteettisten ratkaisujen luotettavuus ja pitkäikäisyys on erittäin tärkeää. Hyvä estetiikka saavutetaan etuhammasalueella käyttämällä kokokeraamisia kruunuja ja laminaatteja, sivuhammasalueella on käytetty jo pitkään adhesiivisesti kiinnittyviä proteettisia korvikkeita.

Vuosikymmenten mittaiset kokemukset metallokeraamisista sidoksista ovat vahvistaneet metallokeraamisten menetelmien luotettavuuden, vaikkakin toivomisen varaa vielä on. Kauan on elätelty toivetta jalosta, korkeakultapitoisesta päällepolttometallista, jolla olisi erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, joka olisi kullanväristä ja sopisi kaikkiin proteettisiin ratkaisuihin. On tunnettua, että aiemmat käytössä olevat korkeakultapitoiset, keltakullanväriset päällepolttometalliseokset ovat kiinnittyvyydeltään huonoja ja niiden käyttö rajoittuu näin ollen vain yksittäisiin kruunuihin ja pieniin siltoihin. Kun on tehty inlaytä, onlaytä ja osakruunuja yhdistelmätöihin metallokeraamisten kruunujen ja siltojen yhteyteen, on tarvittu useampia metalliseoksia ja usein myös juotteita. Yhdistelmä- ja implanttitöissä on käytetty osittain epäjalojakin lejeerinkejä. Näin ollen ei ole aina voitu täyttää kudosystävällisyyden vaatimuksia parhaalla mahdollisella tavalla.

Onko mahdollista rajoittaa käytettävien metalliseosten lukumäärää? Saksassa on tällä hetkellä olemassa hammaslääketieteelliseen käyttöön noin 1000 erilaista lejeerinkiä. Saksan terveysvirasto julkisti vuonna 1993 asiantuntijoita kuultuaan seuraavat suositukset:

1. Hammasalan lejeerinkien valmistajilta edellytetään, että he tuovat markkinoille vain sellaisia potilaskäyttöön tarkoitettuja metalliseoksia, joita on tarpeeksi laajasti testattu. Metallien korroosionkestävyys ja kudosystävällisyys on selvitettävä.

2. Hammaslääkäreiden tulisi tulevaisuudessa käyttää vain sellaisia lejeerinkejä, joita on uuden käsityksen mukaisesti tarpeeksi testattu ja jotka on kliinisessä käytössä todettu sopiviksi. Hammaslääkäreiden pitäsi jatkossa tehostetummin valistaa potilaitaan. Kadmiumia, berylliumia tai lyijyä sisältäviä seoksia ei enää pitäisi käyttää niiden allergiariskien vuoksi. Asiantuntijat vahvistavat Saksan terveysviraston jo vuonna 1992 antaman suosituksen, jonka mukaan palladium-kupari -lejeerinkejä ei pitäisi käyttää. Lisäksi ehdotetaan, että tiedot potilaille käytettävistä metalliseoksista tulisi kirjata, käytössä ilmeneviä ongelmia pitäsi tarkkailla ja niistä pitäisi raportoida.

3. Kun hammasteknikko valmistaa esim. kruunuja, hänen pitäisi ottaa huomioon, että metalliseoksen työstäminen vaikuttaa kudosystävällisyyteen. Valmistajan lejeeringistä antamat tarkat tiedot ovat siksi välttämättömiä.

4. Potilaan pitäsi ennen hoidon aloittamista kertoa hammaslääkärilleen ilmenneistä allergioista, erityisesti metalliallergioista. Kun proteettinen työ on suussa, potilaan pitäsi kertoa hammaslääkärille mahdollisista sivuvaikutuksista. Potilaan ja hammaslääkärin sekä hammaslääkärin ja hammasteknikon läheinen yhteistyö on tärkeää, jotta voidaan punnita vaaratekijät ja löytää paras mahdollinen hoitoratkaisu.

5. Jos jo käytössä olevat kruunut ja sillat eivät aiheuta allergisia reaktioita, ei nykyisen käsityksen mukaan tarvita mitään toimenpiteitä.

Uusien lejeerinkien ja keramiamenetelmien nopeaan käyttöönottoon vaikuttaa paitsi hammaslääkärin pyrkimys tarjota potilaalle paras mahdollinen hoito, myös niiden tavattoman nopea ja menestyksekäs lanseeraus (Duceragold). Muutaman kliinisen tapausesimerkin avulla tarkastellaan tässä, miten menestyksekkäästi on pystytty selvittämään näiden uusien menetelmien tärkeimmät indikaatiot korjaavassa hammashoidossa ja hammastekniikassa.

GOLDEN GATE -MENETELMÄN MATERIAALITEKNISIÄ erikoisuuksia

Inlayssä, onlayssä, valetuissa kruunuissa ja muovisekoitteisissa kiinteissä tai irrotettavissa töissä käytettävien kylläisten, kullanväristen lejeerinkien sulamisväli on 900-960⁰ C. Niiden lämpölaajenemiskerroin poikkeaa merkittävästi perinteisten päällepolttometallien lämpölaajenemiskertoimesta. Niinpä näitä metalliseoksia ei voida käyttää yhdessä perinteisten, korkean polttolämpötilan omaavien, keramioiden kanssa.

Eri valmistajat kehittelivät uusia, osittain palladiumittomia IV luokan kulta-platina -lejeerinkejä, joiden lämpökerroin alkoi a 25-600⁰C = 16,4mm/m/⁰C:sta. Näiden uusien (Degunormin tyyppisten) lejeerinkien sulamisväli on 200-250⁰C alhaisempi kuin tähänastisten päällepolttometallien. Vain näin pystyttiin säilyttämään kylläinen kullankeltainen väri ja saavuttamaan riittävä lujuus. Keramian valmistajia vaadittiin tekemään näille lejeeringeille sopiva päällepolttokeramia. Käytettävissä oleviin metallokeraamisiin massoihin verratuina piti keramian lämpölaajenemiskerrointa kohottaa 15-20 prosenttia ja laskea polttolämpötilaa 750-800⁰ C:een. Ducera käytti näiden raaka-aineteknisten ongelmien ratkaisuun tietoja hydrotermisen LFC:n (Low Fusing Ceramic, alhaisen sulamispisteen omaava keramia) kehittelystä.

LFC-massoilla (polttolämpötila 660-680⁰C) saatiin uusia, parempia ominaisuuksia aikaiseksi sekä kuumissa että kosteissa olosuhteissa siten, että lasin kemialliseen rakenteeseen lisättiin hydroksyyli-ioni. Materiaalille oli ominaista tiivis rakenne, erinomainen läpinäkyvyys ja valon hajaantuminen, lujuus 110 N/mm², jopa 160 N/mm² (Ottmar Komma: Hydrotermale Dentalkeramiksysteme, Dokumentation Ducera Dental, Rossbach). Kuitenkaan hydroterminen hammaslasi ei yksin mahdollista samanaikaista lämpölaajenemiskertoimen muutosta. Lämpölaajenemiskertoimen kohottamiseksi Duceragoldin keramiamassaan integroitiin hydrotermisessä lasivaiheessa pieniä leusiittikiteitä. Lasin rakenteessa olevien leusiittikiteiden määrä, koko ja muoto määräävät materiaalin ominaisuudet. Näin Duceragold-keramiasta tuli kaksivaiheinen, hydroterminen, päällepoltettava hammaskeramia. Ducera sai ainoana valmistajana maailmanlaajuisen patentin tämän uudenlaisen materiaalin tuotannon tekniselle osuudelle.

Uudella, hydrotermisellä, leusiittikiteitä sisältävällä hammaslasilla on seuraavia ominaisuuksia: polttolämpötila 760-780⁰C, alhaisempi lasittumispiste 490⁰C, korkeampi lämpölaajenemiskerroin a 25-500⁰C = 158mm/m⁰C, erinomainen läpinäkyvyys, reunojen stabiilius polttamisen aikana, tiivis pintarakenne, ienystävällinen ja muuttumaton suun olosuhteissa, lujuus 100 N/mm² (DIN-ISO vähimmäisvaatimus 50 N/mm²), pitolujuus jopa 130 N/mm² .

Nämä valmistajan antamat tiedot osoittavat, että uusi materiaali ylittää monessa suhtessa perinteisten metallokeraamisten keramiamassojen ominaisuudet. Kliinisesti on kuitenkin tärkeää, että materiaalin pintakerros on hyvä. Koska tämä keramia on rakenteeltaan tasalaatuista, pinnan karheus on pienempi. Pintakerroksesta voidaan näin ollen tehdä paksumpi, jolloin kudosystävällisyys paranee. Tämä myönteinen ominaisuus on todettu kliinisesti jo kauan sitten niissä proteettisissa korvikkeissa, joiden pintakerros on LFC-materiaalia (ks. kuvat 3 ja 4 sekä taulukko 1). Koska nämä lasit ja lasikeramiat on huomattavan helppoa kiillottaa, saadaan aikaan ihanteellinen istuvuus ienalueella, pienentynyt plakinmuodostus ja homogeeniset, tiiviit purupinnat (ks. kuva 5). Vielä suussa tapahtuvan purennan hiomisen jälkeenkin on mahdollista kiillottaa hiotut alueet yksinkertaisella tavalla (kumilaikat ja huopalaikat sekä timanttipasta) täysin kiiltäviksi.

Zurichin yliopistossa tehty, huomionarvoinen tutkimus todistaa hydrotermisen keramian pintakerroksen optimaalisuuden. Tutkimuksen avulla voitiin todistaa myös O. Komman ja Prof. Hofmannin 1993 tekemä havainto hydraattikerroksesta, joka muodostuu LFC-keramian pintaan kosteassa ympäristössä. Suussa tämä kerros suojaa happohyökkäysten aiheuttamalta korroosiolta.

Tutkimuksen ensisijainen tarkoitus oli tutkia pintakerroksen käsittelyn vaikutusta kemialliseen liukenevuuteen kolmella alhaisen sulamispisteen omaavalla keramialla ja hammaslasilla. Kaikki kolme tutkittua keramiaa (Duceram LFC, Duceragold ja Vita Omega 800) täyttivät ISO/DIN-6872-standardin, ja niitä voitiin näin ollen pitää suun oloissa kestävinä. Verrokkina tutkimuksessa käytettiin perinteistä metallokeraamista tekniikkaa (Vita-Omega). Kolmen kohdan taivutuslujuustestissä alhaisen sulamispisteen omaavat keramiat saivat paremmat arvot kuin Vita Omega. Muista keramioista poiketen Duceramin LFC-massojen taivutuslujuus kohosi liukenevuuden määrittämiseksi tehtyjen toistuvien hydrolyysitestien jälkeen 99 MPa:sta 123 MPa:han. Vertailun vuoksi mainittakoon, että Vita Omega osoitti hydrolyysitestien jälkeen alentunutta taivutuslujuutta (85 MPa:sta 78 MPa:han).

Niin kuin aina uusia tekniikkoja käytettäessä, hammasteknikon pitäisi noudattaa tarkasti valmistajan antamia materiaalikohtaisia työskentelyohjeita ja ottaa huomioon myös vanhoista työtavoista poikkeavat ohjeet.

Silloin tällöin metalliseosten valmistajat antavat mutoiluohjeeksi vain “runko muotoillaan tavalliseen tapaan”. Onko yksittäisen hammasteknikon “tavallinen” muotoilutekniikka oikeaa tai väärää, jää tuollaisessa ohjeessa huomioon ottamatta. Kruunujen ja sillan osien liitoskohtien puutteellisesta muotoilusta ja huolimattomasta käsittelystä voi olla ikäviä seurauksia työn myöhemmissä vaiheissa. Töiden epäonnistumiset johtuvat useammista virheistä. Golden Gate -menetelmän käyttöönoton ensimmäisinä kuukausina esiintyi välillä rungon vääntymistä oksidipolton aikana. Työskentelyohjeissa neuvottiin jättämään siltoja tehtäessä riittävästi tilaa liitoskohtiin. Riittäväksi ajateltu tila voi kuitenkin olla liian pieni - on tavoiteltava parasta mahdollista ratkaisua. Jos haluaa mutoilla rungon täydellisesti, on vaikeissa tapauksissa parasta vahata silta kokonaan ja vähentää vahaa määrätietoisesti niiltä alueilta, joihin keramia kerrostetaan. Approksimaalisidokset tehdään siiven muotoisiksi ja ulotetaan niin pitkälle linguaalisesti kuin mahdollista. Silikoni-indeksin ottaminen vahavaiheessa toimii sekä muotoilun että myös valetun rungon tarkistuksena (ks. kuvat 7-13). On mielenkiintoista todeta, että vähäisen kokemuksen omaavat nuoret hammasteknikot uskovat, että he voivat laistaa tästä aikaa vievästä vaiheesta, kun taas kokeneet taitajat toteuttavat rutiininomaisesti täyden vahauksen. Todellinen kokemus tarkoittaa myös sitä, että opitaan aiemmista huonoista kokemuksista. Rungon muotoiluun käytetty aika saadaan takaisin myöhemmin, kun rungon viimeistely on nopeampaa ja keramian kerrostaminen varmempaa.

Reunojen tarkka ja jännitteetön muotoilu jo vahavaiheessa on tärkeää. Stereomikroskoopin käyttöä suositellaan (16-25-kertainen suurennus). Suurissa silloissa istuvuus saadaan parhaimmaksi, kun runko muotoillaan monessa osassa ja juotospinnat suunnitellaan suurin piirtein oikean mittaisiksi. Juottaminen täytyy tehdä ennen keramian polttoa. Suuria siltoja on vaikeaa nostaa jännitteettömästi mallilta - seurauksena on jännitteitä valussa ja vaikka silta on viimeistelyn jälkeen istuva, voivat olemassa olevat jännitteet purkautua oksidipolton aikana ja aiheuttaa rungon vääntymistä. Jännitteetön juottaminen ennen polttoa näyttää olevan varmin tapa välttää nämä ongelmat. Hankalissa tapauksissa voidaan valmistaa yksilöllinen polttoalusta tappimateriaalista (Ducera-Lay).

Erilaisia petaus- ja valutekniikoita ei käydä tässä yhteydessä yksityiskohtaisesti läpi. Golden Gate -menetelmässä käytettävä lejeerinki on helppoa valaa ja valun laatu on erinomainen sekä pienempiin töihin käytettävillä kipsisidonnaisilla petausmassoilla että fosfaattisidonnaisilla petausmassoilla. Kerrostettavat pinnat pitää hioa kevyesti keraamisilla kivillä, ja sen jälkeen ne on hiekkapuhallettava alumiinioksidilla (110 m m) (ks. kuvat 14 ja 15).

Degunormrunkojen oksidointi 800⁰C:ssa 10 minuutin ajan on kriittinen vaihe. Uuneja ei useinkaan säädetä tarpeeksi hyvin, ja näytön lämpötila (800⁰C) ei vastaa työssä olevaa todellista lämpötilaa, joka voi olla 30-50⁰C korkeampi. Uunin tarkemman säätämisen lisäksi asetetun läpötilan ylittäminen voidaan välttää siten, että kuumennuksen viimeisessä vaiheessa uunin lämpötila nostetaan hitaammin kuin normaalisti (normaali nousuvauhti 40-45⁰ C/ min). Vertauksena voitaisiin käyttää 100 metrin juoksijan ja maratoonarin eroja: 100 metrin juoksija menee aina reilusti maalilinjan yli, koska hänen nopeutensa on liian suuri, hitaampi maratoonari pysähtyy 42 km:n jälkeen tarkasti maaliviivalle. Erikoisuuksien ohjelmointi edellyttää sitä, että uuni on yksilöllisesti ohjelmoitavissa.

Oksidointi 800⁰ C:ssa vakuumissa 10 minuutin ajan rikastaa metalliseoksen epäjalot ainesosaset, erityisesti kuparioksidin, lejeeringin pintaan. Toisin kuin perinteisten pällepolttometallien pintaan muodostuvat oksidit, nämä oksidit poistuvat helposti, kun työn annetaan olla 10-15 min Neacid-kylvyssä. Työ on puhdistettava hyvin (ultraäänikylpy ja höyrypesuri) (ks. kuva 16).

Duceragold-keramialle kehitetty erkoissidosaine on hienoa, kalsinoitua (hehkutettua) keramiaa, jonka lasittumispiste on alhainen. Se peittää hiekkapuhalletun metallin tasaisesti ja takaa siten hyvän metallokeraamisen sidoksen. Sidosaine myös neutraloi polton aikana muodostunutta oksidia. Edellytyksenä on, että sidosainetta levitetään tarpeeksi, jotta se peittää pinnan, mutta sitä ei kuitenkaan käytetä liian paljon. Parhaiten oikea määrä saadaan, kun paksun kermamaista sidosainetta sekoitetaan ja sitten levitetään tasaisesti pensselillä (ks. kuvat 17-20).

Sidostuspoltto tehdään 800⁰C:ssa. Alkulämpötila on kaikissa poltoissa 450⁰C. Huonoa näissä poltoissa on oksidin muodostus. Erityisesti ohuilla reuna-alueilla syntyy esteettisiä ongelmia. Näiden haittojen korjaamiseksi olemme alusta saakka kullanneet kervikaalireunat ja myös siirtymäalueen linguaaliset metallireunat sidostuspolton jälkeen erityisellä kultapastalla (polttolämpötila 780⁰ C, ilman vakuumia) (ks. kuva 21).

Oksidointi tapahtuu ongelmattomimmin metalliseoksilla, joissa on vain vähän tai ei ollenkaan kuparia. Lujuussyistä ei voida luopua palladiumia sisältävistä seoksista. Lisäksi palladium kohottaa sulamisaluetta 20-40⁰ C.

Kultakeramiassa käytettävät opaakit ovat hyvin peittäviä. Syynä tähän on opaakkien hienorakeisuus perinteisiin opaakkeihin verrattuna. Kultakeramiassa dentiinimassojen vaaleusarvo on suhteellisen korkea ja värivoimakkuus alhainen, jolloin opaakkeja voidaan osittain värjätä voimakkaammin. Käytettävissä on viisi intensiivistä opaakkimassaa, joilla voidaan karakterisoida pintakerros approksimaaliväleistä, kervikaalisesti ja okklusaalisesti. Opaakkien suositeltu polttolämpötila alkaa 780⁰ C:sta, pinnan pitäisi olla polton jälkeen mattamainen ja valon pitäisi heijastua siitä hajanaisesti. Opaakkipolton jälkeen poistetaan oksidit uudelleen Neacid-kylvyssä (ks. kuvat 22 ja 23).

Jotkut kultakeramian käyttäjät ovat kertoneet vaikeuksista, joita esiintyy väriä tehtäessä. Intensiivisillä perusväreillä havaittiin olevan liian vähäinen värin voimakkuus tai sitten vaaleutta oli vaikeaa saada aikaan. Ensimmäisen dentiinipolton vaikutusta ei pidä tässä yhteydessä unohtaa. Kuten edellä jo mainittiin, alkulämpötila on kaikissa poltoissa 450⁰ C. Uunin sulkeutumisen jälkeen täytyy olla jo täysi vakuumi, ja ihannetapauksessa uunin lämpötilaa nostetaan vasta sitten. Em. menettely ehkäisee mikrohuokosten synnyn; huokoset tekevät työstä samean ja vähentävät läpinäkyvyyttä. Keramian sameus vaikuttaa heikompiin ja kirkkaampiin väreihin. Vaikka poltto tapahtuisikin parhaalla mahdollisella tavalla, on mahdollista, että värin voimakkuus on liian alhainen. 10-15 - prosenttisista Creativ-Color-intensiivimassoista saatujen tietojen pohjalta, voidaan dentiinin värinvoimakkuuden vaihtelut toteuttaa hyvin yksinkertaisesti, jos on hiukankin kokemusta. Dentiinin värin vaihtelu saadaan aikaan Creativ-Color -menetelmällä periaatteessa siten, että perusvärejä on laajahko valikoima ja vaaleusarvoa, suhteellista opaakkisuutta tai läpikuultavuutta muunnellaan (ks. taulukko 2). Taulukosta näkyy, että tiettyjä Creativ-Color -intensiivimassoja voidaan käyttää tietynlaisiin dentiineihin. Tästä syntyy väriharmonia, joka voidaan myös täysin systematisoida (ks. kuvat 24-27).

Parhaat polttotulokset saadaan, kun lämmön nousuvauhti on 55⁰C minuutissa ja pitoaika lämpötilavälillä 770-780⁰C 1 minuutti. Ensimmäisen dentiinipolton erikoisuus on kolmen minuutin jäähdytys 720-680⁰C:ssa. Tällä lämpötila-alueella syntyvät lämpölaajenemiskertoimen kannalta tärkeät leusiittikiteet. Kaikissa seuraavissa poltoissa jäähdyttäminen voi tapahtua nopeasti. Dentiinipoltto on tehty oikein, kun pintakerroksesta tulee kiiltävä. Duceragoldin alipolttoa pitää ehdottomasti välttää. Jos toinen poltto tapahtuu samassa tai alemmassa lämpötilassa (770⁰C), on välillä tuloksena liian karkea pintakerros, joka vaikuttaa heikentävästi kiiltopolttoon. Pintakerroksessa on pieniä huokosia ja epätasaisuuksia. Nämä ongelmat ratkaistaan muuttamalla toista polttoa (20⁰C korkeampi lämpötila kuin ensimmäisessä poltossa). Lämpötilan muuntelu edellyttää tarkasti säädettävää polttouunia. Ducera tarjoaa asiakkailleen erikoispalvelua: uunin lämpötila mitataan ja säädetään elektronisesti. Kiiltopoltto tehdään taas alemmassa lämpötilasssa (765⁰ C), ja pitoaika on tarkasti säädetty (max. 1 min) (ks. kuva 28). Keramia on lopuksi kiillotettava mekaanisesti. Ennen metalliosien kiillotusta suositellaan neutralointia Neacid-kylvyssä. Lejeeringin korroosionkestävyys paranee selvästi peittauksen ansiosta. Lejeeringin epäjalojen metalli-ionien esiintyminen saumassa vähenee niin, ettei ionien määrää voida enää mittauksin osoittaa. Ionit aiheuttavat usein gingivaalista värjäytymistä. (Kruunun rajojen peittaaminen - kultaa ja platinaa pintakerroksessa, Brämer, Schuster, Schusser, dental-labor 9/94)

POTILASTAPAUKSIA

Viimeisten kahden vuoden aikana olemme valmistaneet yli 80 % metallokeraamisista töistä Golden Gate -menetelmällä. Alussa teimme vain kruunuja ja pienempiä siltoja, mutta sitten aloimme valmistaa myös suuremmat työt, yhdistelmätyöt ja implanttitöiden näkyvät osat Golden Gate -menetelmällä. Potilaatkin halusivat korkeatasoisia proteettisia töitä, joissa käytettäisiin vain yhtä, kudosystävällistä lejeerinkiä.