LS1.5 Abformwerkstoffe (Level 1/2)
Station 1: Die Abformung in der Zahnarztpraxis
Die Modelle müssen möglichst genau sein. Dazu ist eine sorgfältige Abformung notwendig. Die Abformung ist die Verbindung zwischen Zahnarztpraxis und Dentallabor. Der Begriff Abdruck ist nicht richtig. Viele Zahntechniker/innen sagen trotzdem Abdruck statt Abformung.
Jede Abformung soll möglichst detailgetreu (genau) sein. Dabei muss die vorhandene Dimension erhalten bleiben. Die Abformmassen sollen elastisch sein. Außerdem sollen sie mögichst fest sein. Sie zerreißen beim Herausnehmen aus dem Patientenmund sonst. Die Abformmasse muss gut um die Zähne fließen. Sie muss schnell aushärten, damit der Patient nicht lange warten muss. Sie darf keine Allergien beim Patienten verursachen. Für Zahnärzt*innen und die Stuhlassistenz muss die Handhabung möglichst einfach sein. Die Abformwerkstoffe dürfen den Modellgips nicht schädigen. Das ist wichtig für Zahntechniker/innen. Die Abformungen sollen möglichst lange lagern können.
Zahntechniker/innen müssen die Abformung nach der Desinfektion zuerst auf Fehler kontrollieren. Es ist wichtig, dass alle wichtigen Strukturen (Zähne und Schleimhaut) für die Arbeit dargestellt sind. Die Abformmasse muss fest im Löffel stecken. Es dürfen keine Teile der Abformung abgerissen sein. Die Schichtstärke der Masse sollte gleichmäßig sein. Der Löffel darf an keiner Stelle durchgedrückt (zu sehen) sein. Bei Kronen- und Brückenarbeiten ist es wichtig, dass die Präparationsgrenze zirkulär (rund um den Stumpf) sichtbar ist. Es dürfen sich keine Blasen oder Fehlstellen auf den präparierten Stümpfen befinden. Der Abformwerkstoff muss gleichmäßig vermischt sein (gleichmäßige Farbe).
Arbeitsauftrag
Beantworte diese Fragen mit Hilfe des Textes schriftlich.
- Welche Anforderung (Bedingungen) muss der Abformwerkstoff erfüllen?
- Wie muss eine gute Abformung aussehen?
Überlege selbst und schreibe eine Antwort auf diese Frage:
- Welche Folgen hat eine fehlerhafte Abformung für das Modell und die darauf erstellte zahntechnische Arbeit?
Station 2: Arten einer Abformung
Der Zahnarzt kann die Abformung auf verschiedene Arten durchführen. Sie kann
- einzeitig und einphasig,
- einzeitig und zweiphasig,
- zweizeitig und einphasig sowie
- zweizeitig und zweiphasig sein.
Ein- bzw. zweizeitig beschreibt die Anzahl der Abformungen, die insgesamt gemacht werden. Der Löffel kommt also ein- oder zweimal hintereinander in den Patientenmund. Dabei kommen entweder eine oder zwei unterschiedliche viskose (fließfähige) Abformmassen zum Einsatz.
Viskosität bedeutet Zähflüssigkeit. Der erste Absatz im Wikipediartikel zur Zähflüssigkeit und die erste animierte Grafik dort beschreibt das gut. Allerdings haben Abformmassen nicht eine feste Viskosität. Sie sind thixotrop. Das bedeutet, dass ihre Viskosität bei Einwirkung von Kräften (z.B. leichtes Rütteln, Hin- und Herbewegen usw.) abnimmt.
Aus diesem Grund wird bei Abformmassen nicht die Viskosität angegeben. Sie werden nach ISO 4823 in vier Typen eingeteilt:
- TYP 0: knetbar (englisch: putty)
- Typ 1: schwerfließend (heavy)
- Typ 2: mittelfließend (regular)
- Typ 3: leichtfließend (light bodied)
Arbeitsauftrag
- Beschreibe, nach welcher Art eine Abformung durchgeführt werden kann.
- Notiere die Definition von Viskosität aus dem wikipedia-Artikel.
- Beschreibe, was in dem Zusammenhang thixotrop bedeutet.
- Nenne die vier Typen nach ISO 4823.
- Schaue die Videos über die beiden Abformarten an.
- Drucke diese Bilderfolge aus und schreibe jeweils kurze Beschreibungen zu den Bildern.
Station 3: Die Geschichte der Abformmassen
Bevor Du die Abformwerkstoffe genau kennen lernst, bekommst Du ein paar Informationen zur Entwicklung der Abformmassen im Laufe der Geschichte:
- 1925 Hydrokolloide
- 1950 Polysulfide
- 1955 K-Silikone
- 1965 Polyether
- 1975 A-Silikone
- 2000 Polyether Soft
Vor 1925 wurde Gips zur Abformung verwendet. Gips ist irreversibel und starr. Die Abformung musste zur Entnahme zerbrochen werden. Dann wurden die Stücke wieder zusammen geklebt.
Ca. 1925 gab es die ersten elastischen Abformassen. Zuerst wurden thermoplastische Hydrokolloide verwendet. Sie schrumpfen bei Lagerung, weil das Wasser daraus verdunstet.
Ab ca. 1955 wurden K-Silikone (K bedeutet kondensationsvernetzend) benutzt. Auch sie schrumpfen, weil beim Abbinden Alkohol verdunstet.
Ab dem Jahr 1965 wurde Polyether verwendet. Das ist ein additionsvernetzendes Abformmaterial. Es ist stabiler (fester) und es schrumpft nicht. Polyether ist hydrophil (nicht wasserabweisend). Es legt sich im Mund besser an Zähne und Zahnfleisch an. Es kann beim Ausgießen mit Gips ohne Netzmittel verwendet werden.
Ca. 1975 wurde das A-Silikon (A bedeutet additionsvernetzend) erfunden. Dies ist sehr genau. Es ist aber leider hydrophob (wasserabweisend). Deshalb muss beim Ausgießen Netzmittel verwendet werden.
Arbeitsauftrag
- Erstelle einen Zeitstrahl mit den Abformwerkstoffen und ihrem Erscheinungsjahr.
Werkstoffkunde Abformmassen
Station 4: Abformwerkstoffe sind manchmal Kunststoffe
Nun folgen einige kleine Arbeitsaufträge. Du lernst dabei einige Grundlagen, die Du anschließend zum Verständnis benötigst.
Es gibt drei Formen von Kunststoffen. Viele Abformwerkstoffe sind Elastomere. Das sind Kunststoffe, die elastisch verformbar sind. Sie kehren nach einer Verformung in einer gewissen Zeit wieder in ihre Ausgangsform zurück. Thermoplasten sind nur plastisch verformbar. Das geschieht durch Wärmezufuhr. Die Duroplasten sind ohne Beschädigung fast gar nicht verformbar.
Die unterschiedlichen Eigenschaften hängen mit der unterschiedlichen Struktur zusammen.
- Thermoplaste haben keine direkten Verbindungen (Primärbindungen) zwischen den Kohlenstoffketten. Sie werden durch geringere Kräfte (Sekundärbindungen) zusammengehalten. Durch Wärmezufuhr werden diese Verbindungen gelöst und Verformung ist möglich. Nach dem Erkalten entstehen neue Verbindungen.
- Elastomere haben wenige direkte Verbindungen zwischen den Kohlenstoffketten. Die Ketten sind aber stark verknäult. Daher sind sie elastisch verformbar. Die Ketten werden bei der Verformung lang gezogen und gehen danach wieder in die Ausgangsform zurück.
- Duroplasten haben viele direkte Verbindungen zwischen den Kohlenstoffketten. Sie sind auch durch Wärmezufuhr nicht lösbar.
Struktur eines Thermoplasten
Struktur eines Duroplasten
Struktur eines Elastomer
Arbeitsauftrag "Kunststoffarten"
- Definiere die Begriffe elastisch und thermoplastisch.
- Informiere dich über Thermoplasten, Duroplasten und Elastomere über wikipedia (Links dazu unten). Schreibe für jedes einen kurzen Steckbrief.
- Ordne die Gegenstände ...
- Gummiband
- CD-Hülle aus Plastik
- Kunststoffdraht für einen 3D-Drucker
... den drei Kunststoffarten zu. Begründe Deine Entscheidung.
Links: Thermoplasten, Duroplasten, Elastomeren
Die Härte von Elastomeren wird mit der Shore-Härte angegeben. Damit ist vergleichbar, wie hart elastische Abformwerkstoffe sind. Die Shore-Härte liegt zwischen 1 und 100. Je höher der Wert, desto weniger elastisch ist der Werkstoff.
Arbeitsauftrag "Shore-Härte"
- Finde im Angebot eines Abformasse-Herstellers zwei Abformmassen mit verschiedenen Shore-Härten!
Station 5: Abformwerkstoffe sind hydrophob oder hydrophil
Manche Abformwerkstoffe sind hydrophob. Das bedeutet, die Oberfläche ist wasserabweisend. Andere sind hydrophil. Das bedeutet, die Oberfläche ist nicht wasserabweisend.
Versuch "Hydrophobie"
- Tauche eine Wachsplatte in Wasser. Ziehe sie wieder heraus. Beobachte, wie die Wassertropfen sich auf der Oberfläche verhalten. Wenn Du zuhause bist, kannst Du auch Kerzenwachs verwenden.
- Reibe die Wachsplatte mit Spülmittel ein. Wiederhole den Versuch.
- Beschreibe deine Beobachtungen und erkläre mit den Begriffen "hydrophop" und "hydrophil". Welche Funktion hat das Spülmittel bei dem Versuch?
Station 6: Abformwerkstoffe im Vergleich
Arbeitsauftrag (wahlweise als Einzel- oder Gruppenarbeit)
Folgende Fragestellungen können Dir beim Erarbeiten der folgenden Informationstexte behilflich sein.
- Erkennungsmerkmale der Massen / Typ
- Einsatzbereiche (Für welche Abformungen werden die Massen benutzt?)
- Ökologie/Entsorgung
- Reaktion mit Wasser (z.B. im Gipsbrei oder Luftfeuchtigkeit)
- Vorbereitung zum Ausgießen (z.B. Verwendung von Netzmittel)
- Lagerungsfähigkeit der Abformung bis zum Ausgießen
- Notwendige Rückstellzeit nach der Abformung
- reversibel / irreversibel
A-Silikon
A-Silikon (das A steht für additionsvernetzend) ist ein Elastomer. Seine Moleküle bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Silizium und Sauerstoff. Die Besonderheit der Polyaddition (additionsvernetzend) ist, dass die beiden Ausgangsstoffe ohne Abspaltung eines Nebenproduktes zu einem Elastomer vernetzen. Sie schrumpfen bei dieser Reaktion nicht. A-Silikone sind lange Zeit formstabil lagerfähig. Viele A-Silikone sind hydrophob, allerdings gibt es von einigen Herstellern mittlerweile auch schon weniger hydrophobe Silikone.
Silikone verfügen über eine sehr hohe Detailwiedergabe. Dafür sollten die Abformungen frühestens 30 -120 Minuten nach Abformung beim Patienten ausgegossen werden. Erst dann ist die elastische Rückstellung zu 99% erfolgt. Es besteht keine zeitliche Begrenzung für weiteres Ausgießen z.B. für Kontrollmodelle.
Silikone müssen mit Netzmitteln besprüht und dann vorsichtig (!) trocken gepustet werden. Dann lagert sich der Gipsbrei perfekt an die Oberfläche an. Manche Desinfektionsbäder enthalten Netzmittel. Das macht eine gesondertes Einsprühen dann überflüssig.
Silikone sind irreversibel. Sie sind nach dem Anmischen nicht wieder zu trennen. Ihre Halbwertszeit beträgt ca. 500 Jahre. Dies bedeutet, dass eine weggeworfene Abformung auf der Müllhalde nach 500 Jahren die Hälfte ihrer Masse verloren hat. Dies ist zumindest ökologisch bedenklich.
C-Silikon
C-Silikon (das C steht für kondensationsvernetzend, engl. condensation) ist ein Elastomer. Seine Moleküle bestehen ebenfalls aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Silizium und Sauerstoff. Die Basiskomponente ist ein Silikon. Die Katalysatorpaste wird in kleiner Menge hinzugefügt. Sie enthält Alkohol. Sie vernetzt die Silikon-Moleküle der Basiskomponente zu einem Elastomer (Polykondensation). Es bleibt dabei ein Rest übrig. Das ist meist der Alkohol. Er verdunstet. Dieser Prozess geht auch nach dem Vernetzungsvorgang weiter. Daher schrumpft C-Silikon bei und nach der Vernetzung. Es ist nicht unbegrenzt lagerfähig. C-Silikone sind hydrophob.
Silikone müssen mit Netzmitteln besprüht und dann vorsichtig (!) trocken gepustet werden. Nur so ist ein perfektes Anlagern des Gipsbreis an die Oberfläche gewährleistet. Manche Desinfektionsbäder enthalten Netzmittel. Das macht eine gesondertes Einsprühen dann überflüssig.
Silikone sind irreversibel. Sie sind nach dem Anmischen nicht wieder zu trennen. Ihre Halbwertszeit beträgt ca. 500 Jahre. Dies bedeutet, dass eine weggeworfene Abformung auf der Müllhalde nach 500 Jahren die Hälfte ihrer Masse verloren hat. Dies ist zumindest ökologisch bedenklich.
Alginat
Der Haupbestandteil des Alginats ist das Salz der Alginsäure. Die Verarbeitungshinweise zum Alginat auf der Internetseite der Firma Picodent liefern die notwendige Informationen zum Werkstoff und dessen Verarbeitung im Detail.
Die Lagerfähigkeit von Alginat ist nur bedingt möglich. Um keine Zeit zu verschwenden, wird eine Alginat-Abformung am besten Vorort ausgegossen. Ist das nicht möglich, dann wird für die kurze Zeit der Lieferung lediglich ein feuchtes Tuch unter die Abformung im Versandtütchen gelegt. Dadurch wird ein Austrocknen des Alginats verhindert. Über Nacht liegen bleiben sollte das Alginat jedoch nicht, da es sonst aufquellen kann. Sowohl das Austrocknen, als auch das Aufquellen des Materials führt später zu Ungenauigkeiten im Gipsmodell.
Die Lagerfähigkeit bei neueren Alginaten liegt bei bis zu fünf Tagen. Weißt du, welches Alginat ihr im Labor ausgießen müsst? Nein? --> Dann befolge besser die Regelungen für die älteren Alginate.
Alginat kann nur einphasig verwendet werden, Korrekturabformung oder Doppelmischabformung ist also nicht möglich. Es wird daher nur einzeitig-einphasig verwendet.
Alginat ist nicht besonders stabil. Auch die Oberflächenqualität ist ungenauer als die von Silikonen, Hydrokolloiden und Polyether. Dafür ist Alginat aber preiswert. Es gehört zu den irreversibel-elastischen Abformassen.
Alginat reagiert mit Gips an der Oberfläche beim Ausgießen. Es entsteht ein rauhe Modelloberfläche. Daher sollte vor dem eigentlichen Ausgießen etwas Gipspulver in die Abformung gestreut und dann nach kurzer Wartezeit wieder ausgespült werden. Danach haben die Gipsbestandteile mit dem Alginat reagiert und der Gips des Modells kann nicht mehr geschädigt werden.
Hydrokolloid
Hydrokolloide bestehen zum größten Teil aus Wasser und Agar-Agar. Hydro steht für Wasser, kolloid für Gel oder gelartig, so ungefähr wie Wackelpudding ;-)) Agar-Agar ist ein Werkstoff, der aus Algen gewonnen wird. Die Kettenmoloküle Agar-Agar sind kaum vernetzt und daher thermoplastisch verformbar. Bei ca. 48 Grad Celsius wird ein Hydrokolloid flüssig. Bei der Abkühlung wird es wieder gelartig fest. Es müssen zur schnelleren Erstarrung durch Röhrchen wasserkühlbare Abformlöffel verwendet werden.
Richtig verarbeitet haben Hydrokolloide eine hohe Abformgenauigkeit. Hydrokolloide werden nur noch selten verwendet. Sie sind nicht mehr so wichtig wie vor der Einführung der Polyether und A-Silikone. Besonders die komplizierte Handhabung und die niedrige Reißfestigkeit sind Gründe dafür.
Allerdings sind Hydrokolloide preisgünstig und in der Entsorgung unproblematisch, da sie kompostierbar sind.
Hydrokolloide sind reversibel-elastisch.
Polyether
Die Basispaste des Polyether enthält längere Molekülketten. Durch die Katalysatorpaste werden diese Ketten zum Verbinden angeregt. Sie bilden das typische weitmaschige Netz eines Elastomer. Der Vorgang ist chemisch gesehen eine Polyaddition. Polyether sind im Gegensatz zu vielen Silikonen hydrophil.
Polyether-Materialien sind neben den A-Silikonen die wichtigsten sehr genauen Abformmassen. Ihre Hydropholie ermöglicht sehr genaue Abformungen besonders im feuchten Bereich der Präparationsgrenze unterhalb der Gingiva. Polyether hat eine hohe Shore-Härte und Dimensionsstabilität.
Abformungen sollten frühestens 3 Stunden nach der Abformung mit Gips ausgegossen werden. Bis dahin ist eine 98%ige Rückstellung der Verformung erfolgt. Bei trockener, dunkler und kühler Lagerung ist eine Polyether-Abformung bis zu 7 Tage lagerfähig. Bei mehrmaligem Ausgießen muss die Rückstellzeit erneut beachtet werden.
Polyether- und Alginatabformungen dürfen nicht in den gleichen Kunststoff-Beuteln verpackt werden. Die Feuchtigkeit des Alginats lässt den Polyether aufquellen.
Achtung: Polyether dürfen nicht mit Netzmitteln besprüht werden. Die Oberfläche der Abformung würde dadurch beschädigt. Die Abformung sollte mit Wasser ausgespült und vorsichtig (!) trocken gepustet werden. So ist die Oberfläche mit Wasser gesättigt und einem perfekten Anlagern des flüssigen Gipses steht nichts mehr im Wege.
Polyether zersetzten sich bei Sonneneinstrahlung. Das ist der Grund für eine möglichst dunkle Lagerung von Abformungen. Sie werden mit dem Hausmüll entsorgt.
Polyether erkennt man am Geruch, der sie von Silikonen unterscheidet. Silikone sind geruchslos. Die Basismasse (Typ 1- heavy) hat immer eine violette Grundfarbe.
Weitere Informationsquellen
Die Internetseite der Firma Picodent und 3M Espe liefern eine gute Übersicht über die Werkstoffe A-Silikon, C-Silikon, Polyether, Alginat und Hydrokolloid.
Eine weitere ausführliche Übersicht zu Alginat finden Sie in dieser Broschüre: Leitfaden für die perfekte Situationsabformung
Hohmann, Hielscher: (2005) Lehrbuch der Zahntechnik, Band III.