Keramikimplantate aus Zirkondioxid gelten in der Implantologie als besonders anspruchsvoll in der Herstellung. Einen seltenen Einblick in die industrielle Fertigung dieser Implantate bietet Folge 129 des Podcasts Queens & Sons of Dentistry: In einem Rundgang führt Torsten Burlage, Inhaber der Fertigungsstätte, in der Keramikimplantate der Marke Neodent produziert werden, durch die Produktion – begleitet von Dr. Maximilian Fuhrmann, der diese Keramikimplantate nach eigener Aussage regelmäßig in der Praxis verwendet.
Der Rohstoff: Zirkondioxid-Feedstock als Schlüssel zum Erfolg
Am Anfang des Prozesses steht ein Material, das Burlage als recht unscheinbar beschreibt – und zugleich als einen der Schlüssel zum Erfolg: der keramische Feedstock. Es handelt sich um ein feines Granulat aus Zirkondioxidpulver mit einer Korngröße von weniger als 0,5 Mikrometern, das mit Wachs und Kunststoff ummantelt ist. Diese Ummantelung macht das Material unter hohen Temperaturen fließfähig und erlaubt es überhaupt erst, das Pulver in eine Form zu spritzen und so die Formgebung zu ermöglichen.
Vor der Verarbeitung wird das Granulat vorbereitet und vorgetrocknet, damit es stets mit identischen Trocknungs- und Temperaturverhältnissen in die Maschinen gelangt. Bereits an dieser Stelle zeigt sich ein Grundprinzip der Fertigung, das Burlage im Rundgang mehrfach betont: Prozesse sollen absolut wiederholbar bleiben, Änderungen werden so weit wie möglich vermieden und alles wird standardisiert. Aus diesem Grund laufen Abutments und Implantate in der Regel auf jeweils fest zugeordneten Maschinen, obwohl die Anlagen untereinander tauschbar wären.
Formgebung unter bis zu 1.500 bar
In vollautomatisierten Maschinen wird der Werkstoff anschließend unter hoher Temperatur mit 1.000 bis 1.500 bar in Formen gepresst. Das Ergebnis ist ein Implantat, das dem Enddesign bereits vollständig entspricht – mit allen Details der Geometrie –, jedoch noch rund 30 Prozent größer ist. Dieses Übermaß geht auf die enthaltenen Kunststoffe und Wachse zurück, die in den späteren Prozessschritten wieder entfernt werden.
Weil jedes Implantat in derselben Form und mit demselben Druck entsteht, ist die Formgebung immer identisch. Burlage spricht von einer perfekten Abbildung der gesamten Außengeometrie. Entnommen werden die Teile von einem Roboter, der in der Fertigung auf den Namen Horst hört. Der Roboter selbst stammt von einem deutschen Hersteller, doch die Automatisierung, das Handling und die Prozesse rundherum sind Eigenentwicklungen des Unternehmens.
Oberflächenqualität, die Hartbearbeitung nicht erreicht
Unter dem Mikroskop wird der eigentliche Vorteil des Verfahrens sichtbar. Bei einer klassischen Hartbearbeitung von Keramik wären Schleifriefen und Einkerbungen zu erkennen, das Ergebnis wäre insgesamt gröber. Beim Pulverspritzguss dagegen bildet sich die gesamte Geometrie ohne solche Spuren ab. Im Podcast fällt dazu die Einschätzung, das Verfahren erreiche eine Perfektion, die in der Technik fast einmalig sei.
Pulverspritzguss und Titan-Drehprozess im Vergleich
Deutlich werden im Gespräch auch die Unterschiede zur Titanfertigung. Titanimplantate werden aus drei bis sechs Meter langen Titanstangen gedreht, das Material wird dabei spanend abgehoben – unter Einsatz von viel Öl und mit je nach Geometrie relativ langen Bearbeitungszeiten. Der Pulverspritzguss kommt dagegen trocken und sauber aus; die Maschinenzeit beziffert Burlage auf etwa ein Zehntel der Zeit eines Titanimplantats.
Bei den Kosten differenziert er allerdings: Der Entwicklungsprozess ist beim Pulverspritzguss wesentlich aufwendiger, weil sehr teure Werkzeuge benötigt werden. Bis Werkzeuge und Prozessparameter entwickelt sind, vergehen Monate pro Teil. Dafür steht am Ende ein absolut wiederholbares und präzises Produkt – und in hohen Stückzahlen werden Keramikimplantate nach Burlages Einschätzung künftig voraussichtlich in die Preisrange von Titanimplantaten kommen.
Der Rundgang macht damit deutlich: Moderne Keramikimplantate sind keine Manufakturware, sondern das Ergebnis eines hochstandardisierten industriellen Prozesses, dessen Aufwand vor allem in der Entwicklung steckt – und der, einmal etabliert, mit beeindruckender Konstanz läuft.