Wat je echt moet weten over zirconia implantaten

Wat je echt moet weten over zirconia implantaten

Zirconia implantaten hebben een wisselvallige staat van dienst opgebouwd toen de techniek nog in de kinderschoenen stond. Inmiddels is er genoeg literatuur om voorzichtig te kunnen stellen dat zirconia vergelijkbare succespercentages heeft als titanium. Verslag van de lezing van dr. Wouter Kalk tijdens het symposium Société Céramique.

De chemische en fysische eigenschappen van zirconia

Zirconia (ZrO₂), ontstaan door oxidatie van zirkonium en transformeert daarbij van een amorfe naar een kristallijne structuur met een repeterend kristalrooster dat elektronenmobiliteit blokkeert. Dit maakt het een traag reactieve stof (chemisch inert). Deze structuur biedt unieke voordelen, zoals zeer hoge stijfheid en hardheid. Het heeft ook nadelen, zoals een lagere buigsterkte (in vergelijking met titanium). Zirconia komt in 3 varianten van kristalroosters voor (iso-morfisme), afhankelijk van de omgevingstemperatuur. De tetragonale fase is het kristalrooster waarin het goed bruikbaar is als implantaatmateriaal. Bij kamertemperatuur komt het in de monokliene fase.

Fig 1: Kristalstructuren van ZrO₂: a kubisch, b tetragonaal en c monoklien. Rode en blauwe bollen corresponderen respectievelijk met zuurstof- en zirkoniumatomen

Bij beschadiging treedt een bijzonder mechanisme op: een transformatie naar de monokliene fase, waarbij de hierbij optredende volumetoename kleine scheurtjes spontaan opvult (zelf reparerende eigenschap). Het micromechanisch verruwen van het oppervlak door etsen of zandstralen, nodig voor een goede osseointegratie, veroorzaakt een zelfde proces van kleine beschadigingen over het gehele oppervlak, waarbij dit sterker wordt door het optreden van de geringe uniforme volumetoename (transformation toughening ). Dit draagt bij aan de breukweerstand. Daarentegen brengt spontane biodegradatie (transformatie naar de monokliene fase) nadelen met zich mee, zoals oppervlakteporositeiten. Deze porositeiten verzwakken het materiaal en dragen in lichte mate bij aan verkleuringen en plaque-adhesie. Door yttrium toe te voegen, wordt zirconia gestabiliseerd in de tetragonale fase, hetgeen essentieel is voor het behoud op de lange termijn van de sterkte en duurzaamheid.

Ontwikkeling en innovatie

Sinds de marktintroductie in 2004 hebben zirconia-implantaten een turbulente ontwikkeling doorgemaakt. De eerste generatie, bestaande uit one-piece systemen, kende problemen, zoals de genoemde spontane fase degradatie en biologische degradatie. In 2012 is zirconia opnieuw geïntroduceerd, met verbeterde eigenschappen dankzij stabilisatoren en geavanceerde nabewerkingen zoals oppervlakteruwing met een optimale SA-waarde. De huidige generatie biedt potentieel superieure eigenschappen vergeleken met titanium, hoewel de ontwikkeling van titanium (gedurende de afgelopen 45 jaar) ver voorloopt op de 12 jaar ontwikkeling die zirconia heeft doorlopen.

Prothetische mogelijkheden

Bij zirconia zijn er diverse opties voor schroeven en abutments. PEEK-carbon schroeven bieden een metaalvrij alternatief, maar beschadigen gemakkelijk in het gebruik. Veel systemen gebruiken titanium abutmentschroeven. Zirconia-schroeven hebben een lagere breuksterkte het voordeel metaalvrij te zijn. Mits toegepast in het juiste connectietype hoeft de breuksterkte van zirconia abutmentschroeven geen probleem te zijn. Healing abutments kunnen worden vervaardigd uit PEEK, zirconia of van bijvoorbeeld composiet bij een customized abutment. Na inslijpen van zirconia is zeer zorgvuldig polijsten cruciaal om spanningspunten te minimaliseren en chipping te voorkomen. Ook de plaats van het schroefgat kan een rol spelen bij deze prothetische complicatie.

Weke delen integratie

Een belangrijk voordeel van zirconia is de verminderde plaque-adhesie, dankzij het gladde oppervlak. Dit resulteert in betere gingivale microcirculatie, minder infiltraten in de peri-implantaire weefsels en een lagere kans op recessie bij de cervicale botfenestratie. Deze eigenschappen maken zirconia aantrekkelijk voor esthetische zones.

Complicaties en risico’s

Hoewel titanium en zirconia vrijwel dezelfde biologische spelregels volgen, zoals osseointegratie en immuunreacties, zijn er verschillen in fysische eigenschappen. Bio-tribocorrosie, een fenomeen waarbij door corroderen aan het oppervlak of door wrijving tussen metalen oppervlakken (implantaat-abutment interface) micro- en nanopartikels vrijkomen is mogelijk een proces dat weefselschade kan veroorzaken rond titanium implantaten. Deze minuscule deeltjes veroorzaken met hun vrije radicalen oxidatieve stress en kunnen zo via een aspecifieke immunologische cascade onder andere een verhoogde osteoclastactiviteit induceren. Alhoewel inmiddels in een studie is aangetoond dat ook rond zirconia implantaten soms kleine partikels kunnen voorkomen, is het onduidelijk in hoeverre dit oxidatieve stress en weefselschade kan veroorzaken. Aangezien in studies werd geconstateerd dat zirconia geen spontane corrosie ontstaat in de loop der tijd en gezien het feit dat het vrijkomen van partikels door wrijving (tussen oppervlak van implantaat en abutment) in het uiterst harde zirconia veel minder aannemelijk is, lijkt het vrijkomen van nanopartikels bij zirconia implantaten in veel geringere mate op te treden.
In ieder geval worden voor verschillende zirconia implantaten vergelijkbare succespercentages als titanium-implantaten gevonden in de meerderheid van de studies (follow-up tussen de 2 en 9 jaar), alhoewel nog lang niet alle implantaatsystemen op deze manier zijn onderzocht. Vooral van de twee-fase systemen ontbreken nog de langetermijn onderzoeksresultaten.

Klinisch voorbeeld

Bij een 54-jarige patiënte met een diasteem regio 16 en een beperkte bothoogte onder de sinus en dunne gingiva, werd gekozen voor een zirconia tweefase implantaat (Z5 Bonelevel). Dit implantaat werd subcrestaal geplaatst met een simultane klassieke sinuslift met een botsubstituut. Na zes maanden werd een full zirconia kroon met een zirconia schroef geplaatst. Deze aanpak respecteerde de wens van de patiënt om met één chirurgische zitting een metaalvrije oplossing te krijgen, zonder aanvullende autologe bot- of weefselgrafts.

Overwegingen bij de implementatie van zirconia

Momenteel is er beperkte evidence voor het specifiek indiceren van zirconia implantaten. De indicatie wordt doorgaans gesteld op basis van de visie van de behandelaar en- of de voorkeur van de patiënt. De patiënt speelt vaak een centrale rol bij de indicatiestelling.

Behandelaren die overwegen om zirconia-implantaten toe te passen, moeten zich eerst afvragen of een 1-fase of 2-fase systeem hun voorkeur geniet. Verder is het belangrijk om de afwijkende spelregels te begrijpen. Dit omvat bijvoorbeeld de subtiele verschillen tussen bonelevel en tissuelevel plaatsing bij verschillende 2-fase implantaten, het omslijpen en cementeren bij de 1-fase optie en een mogelijk veel hogere inkoopprijs. De keuze tussen titanium en zirconia is naast het stellen van de individuele indicatie, vooral ook een kwestie van de positionering binnen de praktijkvoering en de communicatie naar patiënten. Wordt zirconia actief uitgedragen of alleen passief geïndiceerd? Zal het titanium ooit vervangen of krijgt het een sterke positie als alternatieve behandeloptie?

Bij neutrale vraagstelling kiezen patiënten 3,5 keer vaker voor zirconia!

Afsluiting

Zirconia-implantaten vertegenwoordigen een belangrijke technologische stap in de implantologie. Wouter Kalk benadrukt dat hoewel zirconia veelbelovend is en het duidelijke voordelen lijkt te bieden, het titanium nog niet direct zal vervangen, maar voorlopig eerder complementair is. De voortdurende ontwikkeling van zirconia belooft een veelbelovende toekomst voor metaalvrije oplossingen in tandheelkunde.

Dr. Wouter Kalk heeft (na de studies geneeskunde en tandheelkunde aan de RUG) in 2005 de specialisatie MKA in Groningen afgerond. In 2001 is hij gepromoveerd op het syndroom van Sjögren. Sinds 2005 is hij erkend NVOI-implantoloog. Begin 2006 heeft hij zich gevestigd in het Tjongerschans ziekenhuis te Heerenveen. Vanaf 2010 werkt hij nauw samen met zeer ervaren tandarts-prothetisten in het ‘Centrum Bijzondere Implantologie en reconstructieve tandheelkunde’ te Heerenveen. Hij was betrokken bij het tot stand komen van de richtlijn voor peri-implantaire infecties (ROC KiMo) en bij de implementatie van deze richtlijn. Hij is sinds 2005 medisch adviseur bij de Nederlandse Vereniging voor Sjögren Patiënten (NVSP). Sinds 2019 is hij bestuurslid bij de Nederlandse Vereniging voor Orale Implantologie (NVOI), sinds 2020 is hij (hoofd)redacteur van het NVOI Bulletin en sinds december 2023 voorzitter van de NVOI.

 

Verslag van de lezing van dr. Wouter Kalk, door Camil Chakir, tijdens het symposium Société Céramique van de NVOI

Schrijf je in voor onze nieuwsbrief

Wat is je functie?

Lees meer over: Congresverslagen, Implantologie, Thema A-Z