Additive Verfahren treiben die Medizintechnik voran

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Eine weitere, Anfang 2010 eingeführte Anwendung ist die Herstellung von Zahnersatz in der Kronen- und Brückentechnik. Der Herstellungsprozess (Bild 4) entspricht weitestgehend dem der Hörgeräteindustrie. Konstruktionssoftware und Scanverfahren sind den dentalen Ansprüchen angepasst.

Die Aufnahme der Patientensituation erfolgt ebenfalls über einen Silikonabdruck, wobei zunehmend Intraoralscanner zum Einsatz kommen. Die Abdrücke werden, sofern nicht schon digital aufgenommen, eingescannt und dienen als Vorlage für die Konstruktion. In diesem Fall wird die Restauration, basierend auf der Situationslage, vollanatomisch virtuell aufgebaut.

Füllstoffe beeinflussen die mechanische Festigkeit

Die Patientenarbeit wird generiert, ausgearbeitet und auf Hochglanz poliert. Das verwendete Material besitzt einen keramischen Füllstoffanteil von 50 Gew.-% bei einer maximalen Partikelgröße von 0,7 µm. Gefüllte Materialien oder Komposite finden seit Jahrzehnten Anwendung in der dentalen Füllungstherapie.

Dentale Füllungskunststoffe sind Komposite mit einem Füllstoffanteil von 55 bis 85 Gew.-%. Die verwendeten Füllstoffe, beispielsweise amorphes und sphärisches SiO2, Borsilikatgläser und weitere, dienen zur Einstellung der mechanischen Festigkeit, der geforderten Verarbeitungseigenschaften sowie der Reduzierung des Polymerisationsschrumpfes.

Dentale Füllungskunststoffe sind Hochleistungswerkstoffe

Dentale Füllungskunststoffe können als Hochleistungswerkstoffe angesehen werden. Über Silanisierungs- und Acrylierungsmechanismen sind die Füllkörper nach der Polymerisation über einen chemischen Verbund in die Matrix eingebunden. Dadurch lassen sich sehr hohe mechanische Festigkeiten erzielen.

Alle konventionellen dentalen Komposite sind aufgrund des hohen Füllgrades hochviskos bis fest (knetbar). Aufgrund der pastenartigen Konsistenz der Komposite sind diese mit den momentanen Anlagen nicht oder nur mit erheblichem Aufwand verarbeitbar.

Verarbeitbarer Komposite-Werkstoff gesucht

Die Herausforderung lag somit in der Entwicklung eines auf der Anlage verarbeitbaren Komposites, das im direkten Vergleich mit konventionellen Materialien ausreichende mechanische und physikalische Eigenschaften aufweist. Mit dem vorgestellten Material konnten erstmals Füllgrade von über 50% bei gleichzeitig ansprechender Ästhetik erreicht werden. Die mechanischen Eigenschaften entsprechen denen der derzeit verwendeten dentalen Materialien.

Die Weiterentwicklung additiv verarbeitbarer Materialien, insbesondere für die individuelle Serienfertigung von Funktionsteilen, ist ein erklärtes Ziel. Das additive Verfahren hat ein großes Potenzial für weitere Anwendungen, die über die Herstellung von Medizinprodukten hinausgehen.

Emanuel Mesaric ist Geschäftsführer der Deltamed GmbH in 61169 Friedberg

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