49 % oder 57 %? Eine Zirkonia-Frage ohne richtige Antwort

49 % oder 57 %? Eine Zirkonia-Frage ohne richtige Antwort
Zwei technische Datenblätter liegen auf Ihrem Schreibtisch. Block A weist eine Lichtdurchlässigkeit von 49 % aus. Block B weist eine Lichtdurchlässigkeit von 57 % aus.

Welcher ist durchsichtiger?

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Die meisten Käufer würden Option B wählen – und in den meisten Fällen reicht ihre Begründung nicht aus. In der praktischen Laboranwendung können die Blöcke A und B identische Leistung zeigen, da beide aus 5Y-Material bestehen. Die angegebenen Werte weisen jedoch einen Unterschied von fast 10 Prozent bei der Lichtdurchlässigkeit auf.

Zwei Messgeräte, eine Einheit, kein Standard
Auf dem Markt für zahnmedizinisches Zirkoniumdioxid ist die Transluzenz zu einem der wichtigsten Verkaufsargumente geworden. Viele Hersteller bewerben ihre Blocks als „hochtransluzent“, „supertransluzent“ oder „natürlich wirkend“. Für zahntechnische Labore und Distributoren erscheinen Transluzenzwerte wie eine einfache Möglichkeit, verschiedene Materialien miteinander zu vergleichen. Doch hier liegt das Problem: Die Transluzenzwerte für Zirkoniumdioxid werden nicht immer nach derselben Methode gemessen.

Trübungsmeßgeräte (die nach der ASTM D1003-Methode aus der Kunststoffindustrie übernommen wurde) verwenden die meisten Zirkoniumdioxid-Hersteller. Spektralphotometrische Messung ist der andere gängige Weg. Beide Verfahren liefern einen Prozentwert. Beide Werte werden in den technischen Datenblättern als „Durchlässigkeit“ angegeben. Keiner der Werte ist jedoch mit der jeweiligen Messmethode gekennzeichnet.

So sehen dieselben Materialien bei jeder Messmethode aus:
• 3Y — Trübungsmeßgerät: 38–42 % | Spektralphotometer: ca. 42–46 %
• 4Y — Trübungsmeßgerät: 45–46 % | Spektralphotometer: 49–53 %
• 5Y — Trübungsmeßgerät: ca. 49 % | Spektralphotometer: ca. 57 %
Lesen Sie diese Zeilen horizontal durch, und das Problem wird offensichtlich.

Deshalb können Transluzenzdaten für zahntechnische Labore verwirrend sein. Wenn eine Marke eine 5Y-Zirkonia mit 49 % angibt und eine andere Marke ein ähnliches Material mit 57 % angibt, gehen viele Kunden möglicherweise davon aus, dass das zweite Material deutlich transluzenter ist. Doch wenn die erste Zahl aus der Messung mit einem Trübungsmesser stammt und die zweite aus der spektralphotometrischen Messung, ist der Vergleich nicht gleichwertig.

Ein Trübungsmesser bewertet hauptsächlich, wie viel Licht durch die Probe hindurchtritt und wie viel Licht gestreut wird. Er ist für die Qualitätskontrolle auf Materialseite nützlich, da er eine stabile Methode bietet, standardisierte Zirkoniaprobekörper miteinander zu vergleichen. Deshalb verwenden viele Hersteller von Zirkoniablocks Trübungsmessdaten intern und in technischen Dokumentationen.

Die spektralphotometrische Prüfung untersucht das optische Verhalten auf eine andere Weise. Je nach Versuchsaufbau kann sie Farbe, Kontrast und Lichtdurchlässigkeit über verschiedenen Hintergründen bewerten. Dies kann hilfreich sein, um zu verstehen, wie ein Material visuell erscheint; die ermittelte Endzahl ist jedoch nicht direkt mit einem Ergebnis eines Trübemessgeräts austauschbar.

Beide Methoden können nützlich sein. Das Problem besteht nicht darin, dass die eine Methode immer richtig und die andere immer falsch ist. Das eigentliche Problem ist vielmehr, ob die verwendete Methode klar angegeben wird.

Warum spektrale Messungen höhere Werte liefern
Der Unterschied stellt keinen Fehler auf einer der beiden Seiten dar. Beide Geräte messen korrekt; sie messen lediglich nicht dasselbe.

Wellenlängengewichtung. Trübungsmesser geben die lichttechnische Durchlässigkeit an – gewichtet nach der Empfindlichkeit des menschlichen Auges, deren Maximum bei etwa 555 nm liegt. Spektralphotometrische Werte werden häufig bei einer einzelnen Wellenlänge oder als flach über den sichtbaren Bereich gemittelter Wert angegeben. Zirkonia weist im roten Spektralbereich eine höhere Durchlässigkeit auf; daher liefert jedes Verfahren, das keine photopische Gewichtung anwendet, einen höheren Wert.

Messgeometrie. Wie viel vorwärts gestreutes Licht den Detektor erreicht, hängt von der Größe der Integrationskugel, der Geometrie der Ein- und Auslassöffnungen sowie der Apertur des Empfängers ab. Ein keramisches Material, das überwiegend streut, ist hierfür sehr empfindlich; ein transparenter Film dagegen nicht.

Grundlinie und Oberflächenreflexion. Ob die 100-%-Referenz bereits die eigenen Oberflächenreflexionsverluste der Probe enthält, beeinflusst sämtliche nachfolgenden Werte.

All dies ist unstrittige Physik. Erst dann wird es problematisch, wenn die resultierende Zahl veröffentlicht wird, ohne anzugeben, nach welchem Verfahren sie ermittelt wurde.

Die Variablen, die noch entscheidender sind
Die Methode ist das zentrale Thema, aber nicht das einzige. Bevor Sie zwei Transmissionswerte miteinander vergleichen, stellen Sie sicher, dass folgende Punkte übereinstimmen:
1. Stärke — Die Transmission nimmt nichtlinear ab; daher liegen Messwerte für 0,5 mm und 1,5 mm nicht auf derselben Skala.
2. Schatten — Farbgebende Ionen absorbieren Licht; farblose Proben weisen stets eine bessere Leistung als gefärbte auf.
3. Sinterzyklus — Die maximale Temperatur und die Haltezeit bestimmen die Korngröße und die verbleibende Porosität. Schnellsinterung und konventionelle Sinterung desselben Blocks führen zu unterschiedlichen Messwerten.
4. Oberflächenfinish — Körnung des Poliermittels und Glasur beeinflussen die Streuung an der Oberfläche, bevor das Licht in den Materialkörper eindringt.
5. Messgerätebedingungen — Geometrie, Beleuchtungsart, Betrachtungswinkel.
Ein ohne diese Angaben veröffentlichter Transmissionswert stellt keine Daten dar. Es handelt sich um eine Marketingaussage, die sich als wissenschaftliche Messung tarnt.

Wo ICERA steht
ICERA veröffentlicht Trübungsmesswerte. Unser 5Y ist mit 49 % spezifiziert, unser 4Y mit 45–46 %, unser 3Y mit 38–42 %; der Sinterzyklus wird jeweils daneben angegeben.

Das bedeutet, dass wir bei einem direkten Katalogvergleich benachteiligt sind.

Stellen Sie unseren 5Y-Wert von 49 % neben den 5Y-Wert eines anderen Lieferanten von 57 %, und unser Material erscheint als ästhetisch minderwertiger – doch das ist es nicht. Es handelt sich um dieselbe Keramikklasse, die jedoch mit einem anderen Messgerät erfasst wurde; die acht Prozentpunkte Differenz gehen auf das Messgerät zurück.

Wir könnten die Werte bereits morgen nach einer spektrophotometrischen Methode neu veröffentlichen, wodurch wir acht Punkte gewännen – ohne gegen irgendeine Regel zu verstoßen. Wir haben uns jedoch dagegen entschieden. Sobald diese Zahl gedruckt ist, wird sie zur Erwartung, die der Block bereits beim ersten Fräsen und Einpassen durch einen Techniker erfüllen muss – und eine Spezifikation, die den Kontakt mit der Fräsmaschine übersteht, ist mehr wert als eine Spezifikation, die lediglich im Katalogvergleich punktet.

Falls unsere Zahlen im Vergleich zu denen anderer konservativ erscheinen, fragen Sie diese einfach, welches Messinstrument sie verwendet haben. Diese eine Frage ist mehr wert als jede Zahl auf dieser Seite – auch als unsere.

Eine Einladung
Diese Branche wäre besser bedient mit einer einzigen Konvention: einer einheitlichen Messmethode, einer festgelegten Dicke, einer festgelegten Farbintensität, die bei jeder veröffentlichten Angabe offengelegt wird. Solange dies nicht der Fall ist, vergleicht jeder Käufer Zahlen, die niemals zum Vergleich gedacht waren.

Falls Sie zwei technische Datenblätter vor sich haben, die sich widersprechen, senden Sie sie mir gerne zu. Ich erkläre Ihnen gerne, was die Zahlen tatsächlich aussagen – auch dann, wenn das Ergebnis zugunsten des Blocks eines anderen Herstellers ausfällt.