Modellguss-Klammerdesign: Worauf es bei der Konstruktion für stabilen Halt ankommt

Eine Praxis schickt eine Modellgussprothese zurück ins Labor. Die Retentionsklammer an Zahn 34 ist nach sieben Monaten gebrochen, genau am Übergang von der Klammerschulter zum Oberarm. Die Patientin hat im Unterkiefer eine Freiendsituation. Die Prothese hat bis dahin gut gehalten, eher zu gut: Laut Praxis war das Ausgliedern von Anfang an schwergängig.

Auf dem Meistermodell zeigt die Nachmessung am Parallelometer, dass die Klammerspitze in einem Unterschnitt von rund 0,5 Millimetern liegt. Diese Tiefe ist bei Edelmetallguss üblich, für einen gegossenen Kobalt-Chrom-Arm aber etwa doppelt so tief wie der gängige Richtwert. Bei jedem Ein- und Ausgliedern wurde der Arm über seine Elastizitätsgrenze gebogen. Gebrochen ist die Klammer wegen der Planung, nicht wegen der Legierung. Ob ein Modellguss jahrelang hält oder nach Monaten zurückkommt, wird genau an solchen Punkten entschieden.

Welche Aufgaben muss jede Modellgussklammer erfüllen?

Eine Klammer ist mehr als ein Haken, der die Prothese festhält. In der Prothetik gelten für jedes Klammerelement dieselben Grundanforderungen:

• Retention: Das federnde Endteil des retentiven Arms liegt unterhalb des prothetischen Äquators und hält die Prothese gegen Abzugskräfte, etwa durch klebrige Speisen.
• Abstützung: Die okklusale oder inzisale Auflage leitet die Kaukraft möglichst axial in den Pfeilerzahn und verhindert, dass die Prothese ins Weichgewebe absinkt.
• Reziprozität: Der starre Gegenarm liegt oberhalb des Äquators an und fängt die Kraft ab, die der retentive Arm beim Überwinden der Zahnwölbung erzeugt.
• Umfassung: Die Klammer umgreift mehr als die Hälfte des Zahnumfangs, damit der Zahn nicht aus der Klammer herauswandern kann.
• Passivität: In Endlage übt die Klammer keine Kraft auf den Zahn aus.

Den letzten Punkt unterschätzen viele. Eine Klammer, die in Endlage auf den Zahn drückt, ist kein Halteelement, sondern eine kieferorthopädische Apparatur. Der Pfeilerzahn wird dauerhaft belastet, lockert sich oder wandert. Hält die Prothese spürbar „stramm“, deutet das häufig auf eine zu tiefe Retention oder eine fehlende Passivität hin.

Warum die Einschubrichtung vor der Klammerform kommt

Der prothetische Äquator ist keine feste Eigenschaft des Zahns. Er hängt davon ab, in welcher Richtung die Prothese eingegliedert wird. Kippen Sie das Modell auf dem Parallelometertisch, verschieben sich alle Unterschnitte. Deshalb steht am Anfang die Modellanalyse und nicht die Frage nach dem Klammertyp.

Bei der Wahl der Einschubrichtung wägen Sie mehrere Kriterien gegeneinander ab:

1. Führungsflächen: Proximale Flächen, die parallel zur Einschubrichtung liegen, geben der Prothese eine eindeutige Bahn und entlasten die Klammern.
2. Verteilung der Retention: Die Unterschnitte sollten auf beiden Kieferseiten und möglichst diagonal verteilt nutzbar sein.
3. Interferenzen: Weichgewebe, gekippte Zähne und Knochenvorsprünge dürfen den Einschub nicht behindern.
4. Ästhetik: Im sichtbaren Bereich lässt sich der Unterschnitt durch eine andere Neigung oft so verlagern, dass ein Klammerarm unauffälliger verläuft.

Ist die Richtung festgelegt, wird sie reproduzierbar markiert, klassisch durch drei Markierungen auf dem Modellsockel (Tripodieren). Anschließend werden die Äquatorlinien angezeichnet, die Unterschnitte an den geplanten Retentionsstellen gemessen und nicht genutzte Unterschnitte ausgeblockt. In der CAD-Konstruktion übernimmt ein virtuelles Parallelometer diese Schritte. Die Software rechnet die Unterschnitte aus, die Entscheidung über die Einschubrichtung trifft aber weiterhin der Zahntechniker.

Wie tief darf der Klammerarm in den Unterschnitt?

Wie tief ein Klammerarm in den Unterschnitt darf, hängt vor allem von der Steifigkeit des Werkstoffs ab. Kobalt-Chrom-Legierungen sind deutlich steifer als Edelmetall-Gusslegierungen. Ein gleich geformter Arm muss deshalb eine geringere Tiefe überwinden, sonst wird er beim Ein- und Ausgliedern plastisch verformt oder ermüdet. Als Richtwerte haben sich in der prothetischen Lehrbuchliteratur etwa 0,25 Millimeter für Kobalt-Chrom-Guss, etwa 0,5 Millimeter für Edelmetallguss und etwa 0,75 Millimeter für gebogenen Draht etabliert. Die Werte werden mit den Messspitzen des Parallelometers geprüft und nicht geschätzt.

Neben der Tiefe bestimmt die Geometrie des Arms, wie viel Federweg zur Verfügung steht:

• Länge: Ein längerer Arm federt stärker. Ein gebogener, dem Zahnverlauf folgender Arm ist flexibler als ein kurzer, gerader.
• Verjüngung: Der Arm wird zur Spitze hin gleichmäßig dünner. Abrupte Querschnittssprünge sind typische Bruchstellen.
• Lage: Nur das Enddrittel des retentiven Arms liegt im Unterschnitt. Schulter und mittlerer Abschnitt verlaufen oberhalb des Äquators.
• Querschnitt: Ein halbrunder Querschnitt federt bevorzugt in eine Richtung, nämlich vom Zahn weg.

Geben Sie Retention nie durch nachträgliches Aufbiegen hinzu. Bei Kobalt-Chrom führt ein starkes Aktivieren schnell zu Mikrorissen, die sich erst Wochen später als Bruch zeigen.

Klammertypen im Modellguss und wann welcher passt

Die Wahl des Klammertyps ergibt sich aus der Lage des nutzbaren Unterschnitts, der Lückensituation und den ästhetischen Anforderungen. Die folgende Übersicht zeigt die im Labor gängigsten Formen.

Gängige Klammertypen im Modellguss und ihre typische Indikation (Stand: September 2026)

Merkmal	Dreiarmklammer (Ney 1)	Ney-2-Klammer (T-/Y-Form)	Ringklammer (Ney 5)	Bonwill-Klammer	RPI-Element
Zugang zum Unterschnitt	von okklusal über den Äquator	von gingival	umläuft den Zahn fast vollständig	über zwei benachbarte Zähne	I-Stab von gingival
Typischer Einsatz	Pfeiler an Schaltlücken mit Unterschnitt gegenüber der Lücke	Unterschnitt lückennah, kurze klinische Krone	gekippte Molaren mit Unterschnitt auf der Kippseite	Kieferhälfte ohne Lücke, gegenseitige Verankerung	Pfeiler neben Freiendsattel
Stärke	robust, einfach zu kontrollieren	ästhetisch günstiger, gute Federung	nutzt schwer erreichbare Unterschnitte	Retention auf der lückenlosen Seite	entlastet den Pfeiler bei Sattelbelastung
Grenze	eher sichtbar, weniger Federweg	braucht ausreichend Vestibulumtiefe	braucht einen Versteifungsarm	Platz für die Doppelauflage nötig	erfordert präzise Auflagen- und Plattengestaltung

Diese Übersicht ersetzt keine Planung am konkreten Modell. Dieselbe Situation lässt sich oft mit zwei Klammertypen lösen. Entscheidend ist, dass Retention, Abstützung und Reziprozität bei jeder Variante vollständig vorhanden sind.

Worauf kommt es bei Freiendsituationen an?

Eine Prothese mit Freiendsattel liegt hinten auf nachgiebiger Schleimhaut und vorne auf Zähnen. Beim Kauen sinkt der Sattel ein, und die Prothese rotiert um eine Achse durch die endständigen Auflagen. Eine starr am Pfeilerzahn verankerte Klammer macht diese Bewegung als Hebel mit und belastet den Zahn bei jedem Kauzyklus nach distal.

Im Freiend-Design wird deshalb so konstruiert, dass die Klammer bei Belastung freikommt:

• Mesiale Auflage am endständigen Pfeiler, damit die Drehachse nach vorne wandert und der Zahn eher axial belastet wird.
• Proximale Platte distal, die an einer kurzen Führungsfläche anliegt, ohne sie zu verklemmen.
• Gingival anlaufender Retentionsarm (I-Stab), dessen Spitze nahe der Drehachse liegt und bei Sattelbelastung aus dem Unterschnitt herausschwenkt.
• Indirekte Retention durch Auflagen weit anterior, die ein Abheben des Sattels verhindern.

Bei Freiendprothesen zählt die Frage, wie sich die Klammer unter Last bewegt, mehr als die Frage, wie fest sie hält. Ebenso wichtig ist ein Sattel, der das Prothesenlager großflächig nutzt, denn jede zusätzliche Auflagefläche verringert die Rotation.

Werkstoff und Fertigungsweg: Was ISO 22674 festlegt

Für die Werkstoffauswahl gibt die Norm ISO 22674 einen verlässlichen Rahmen. Sie wurde 2006 erstmals veröffentlicht und teilt metallische Werkstoffe für festsitzenden und herausnehmbaren Zahnersatz nach ihren mechanischen Eigenschaften in die Typen 0 bis 5 ein. Für Klammern und dünne Querschnitte sind die hochfesten Typen 4 und 5 vorgesehen. Prüfen Sie im Datenblatt Ihrer Legierung, welchem Typ sie zugeordnet ist, und vergleichen Sie Dehngrenze, E-Modul und Bruchdehnung, bevor Sie Klammerquerschnitte übernehmen.

Beim Fertigungsweg gibt es heute drei Varianten:

• Konventioneller Guss: Er ist bewährt, aber empfindlich gegenüber Lunkern, ungünstig gesetzten Gusskanälen und Fehlern bei der Einbettung. Porositäten im Klammerarm sind häufige Bruchursachen.
• Selektives Laserschmelzen: Das Gefüge ist homogen und die Konstruktion digital reproduzierbar. Voraussetzung sind vom Hersteller validierte Pulver, Parameter und Wärmebehandlungen.
• Hybride Wege: Das Gerüst wird digital konstruiert, gedruckt und konventionell gegossen. Damit verbinden Sie die Planungsvorteile der CAD-Konstruktion mit einem vertrauten Gussprozess.

Unabhängig vom Verfahren gilt: Die Klammergeometrie aus der Konstruktion muss nach dem Ausarbeiten noch stimmen. Wird ein Klammerarm beim Polieren zu stark reduziert, verändert sich sein Federverhalten deutlich, auch wenn er nur wenige Zehntelmillimeter dünner ist.

Was zum Klammerdesign in die MDR-Dokumentation gehört

Ein Modellguss ist eine Sonderanfertigung im Sinne der Verordnung (EU) 2017/745 über Medizinprodukte, die seit dem 26. Mai 2021 gilt. Nach Anhang XIII erstellt der Hersteller für jede Sonderanfertigung eine Erklärung und eine Dokumentation, die mindestens zehn Jahre ab dem Inverkehrbringen aufzubewahren ist. Die nationale Durchführung regelt das Medizinprodukterecht-Durchführungsgesetz (MPDG) von 2020.

Für das Klammerdesign bedeutet das: Die Planungsentscheidungen sollten später nachvollziehbar sein. Sinnvoll sind unter anderem:

• die gewählte Einschubrichtung und die Markierungen auf dem Modell,
• die gemessenen Unterschnitttiefen an den Retentionsstellen,
• die Klammertypen je Pfeilerzahn,
• die Legierung mit Chargennummer und Werkstofftyp,
• der Fertigungsweg und bei digitaler Konstruktion die Designdatei.

Kommt eine gebrochene Klammer zurück, lässt sich mit diesen Angaben in wenigen Minuten klären, ob Planung, Werkstoff oder Handhabung die Ursache war. Mit einer strukturierten MDR-Dokumentation für Sonderanfertigungen liegen diese Daten direkt am Auftrag. Eine Chargen-Rückverfolgbarkeit per Barcode verknüpft die verwendete Legierungscharge mit der Arbeit, ohne dass jemand Etiketten abschreiben muss.

Häufige Fragen

Wie tief darf eine Kobalt-Chrom-Klammer in den Unterschnitt gehen?

Für gegossene Klammerarme aus Kobalt-Chrom gilt in der prothetischen Lehrbuchliteratur eine Unterschnitttiefe von etwa 0,25 Millimetern als Richtwert. Edelmetallgussklammern vertragen etwa 0,5 Millimeter, gebogene Drahtklammern etwa 0,75 Millimeter. Entscheidend ist, dass nur das federnde Endteil des Arms im Unterschnitt liegt und die Tiefe am Parallelometer tatsächlich gemessen wird.

Brauchen Klammern an Freiendsätteln ein anderes Design als an Schaltlücken?

Freiendprothesen rotieren unter Kaubelastung um eine Achse durch die endständigen Auflagen. Klammern am Pfeilerzahn neben dem Freiendsattel sollten deshalb bei Belastung aus dem Unterschnitt freikommen, statt den Zahn zu hebeln. Bewährt haben sich mesiale Auflagen und gingival anlaufende Arme wie im RPI-Prinzip, ergänzt durch indirekte Retention weit anterior.

Taugen lasergeschmolzene Modellgussgerüste für Klammern?

Lasergeschmolzene Kobalt-Chrom-Gerüste können für Klammern geeignet sein, wenn Legierungspulver, Maschinenparameter und Wärmebehandlung vom Hersteller für diesen Einsatz freigegeben sind. Die mechanischen Kennwerte stehen im Datenblatt und sollten einem für Klammern vorgesehenen Werkstofftyp nach ISO 22674 entsprechen. Nachträgliches Aktivieren durch starkes Biegen bleibt bei Kobalt-Chrom riskant, egal ob gegossen oder gelasert.

Was gehört zum Klammerdesign in die MDR-Dokumentation?

Für einen Modellguss als Sonderanfertigung verlangt die EU-Medizinprodukteverordnung 2017/745 in Anhang XIII eine Erklärung und eine Dokumentation, die mindestens zehn Jahre ab Inverkehrbringen aufzubewahren ist. Sinnvoll sind darin die gewählte Einschubrichtung, gemessene Unterschnitttiefen, Klammertypen, die Legierung mit Chargennummer, der Fertigungsweg und bei digitaler Konstruktion die Designdatei.

Wer legt die Klammerlage fest – Zahnarzt oder Labor?

Die Behandlungsplanung eines Modellgusses liegt bei der Zahnarztpraxis, die für Pfeilerzähne, Auflagenmulden und Präparationen verantwortlich ist. Das Dentallabor setzt die Planung am Parallelometer um und meldet sich, wenn Unterschnitte, Platz für Auflagen oder die Einschubrichtung nicht zur Vorgabe passen. Eine kurze Rückfrage vor dem Guss kostet Minuten, eine gebrochene Klammer kostet das Vertrauen der Praxis.