Antiseptischer Zahnersatz aus dem 3D-Drucker

Bioaktive Materialien gegen Entzündungen

Zahnersatz benötigen etwa neun Millionen Menschen jährlich in Deutschland, zum Beispiel Kronen, Brücken und Prothesen – so lautet eine Analyse der Kassenzahnärztlichen Bundesvereinigung. Dabei muss das Material den hohen Anforderungen der Zahntechnik gerecht werden und seine mechanischen Eigenschaften aufrechterhalten. Der Eingriff kann allerdings auch Entzündungen verursachen. „Im Fokus steht immer die Gesundheit der Patientinnen und Patienten“, sagt Marius Behnecke. An der Hochschule Osnabrück entwickelt er in seiner kooperativen Promotion zusammen mit der Universität Osnabrück bioaktive Materialien aus dem 3D-Drucker für die Medizintechnik. Konkret versetzt er Zahnersatz mit einem antiseptischen Wirkstoff. 

Günstiger, individueller, weniger Nebenwirkungen

„Antiseptischer Zahnersatz aus dem 3D-Drucker hätte viele Vorteile“, führt Marius Behnecke weiter aus. Der Wirkstoff wirkt ausschließlich lokal und reduziert damit Nebenwirkungen wie Infektionen und die nötige Wirkstoffmenge deutlich. Dank der gestalterischen Flexibilität des 3D-Drucks lassen sich die Bauteile passgenau auf die Bedürfnisse der Patientinnen und Patienten abstimmen. Das neue Material erleichtert auch die Wundversorgung, die Behandelten müssen sich weniger um die Pflege des neuen Zahnersatzes kümmern, da das Material selbst zur Vermeidung von Entzündungen beiträgt. „Insgesamt tragen all diese Faktoren dazu bei, den Behandlungserfolg zu steigern und die Kosten zu senken“, fasst der Forscher zusammen. 

© Hochschule Osnabrück

Die Herstellung ist herausfordernd

Bis es soweit ist, gilt es noch einige Herausforderungen bei der Herstellung zu lösen. Der Zahnersatz besteht aus einer Kombination flüssiger Monomere (Kunststoffe), spezieller Glaspartikel und dem Wirkstoff. Die Bestandteile müssen für den 3D-Druckvorgang eine homogene Masse bilden. Gleichzeitig muss sich der Wirkstoff im noch flüssigen Material gleichmäßig verteilen. Wenn der 3D-Drucker das Material mittels ultravioletten Lichts aushärtet, müssen die Belichtungsdauer und -intensität so abgestimmt sein, dass sowohl der Wirkstoff als auch die mechanischen Eigenschaften der Bauteile stabil bleiben. Außerdem soll die Herstellung mit handelsüblichen Geräten möglich sein. Für eine optimale therapeutische Wirkung ist zu untersuchen, wieviel Wirkstoff in welcher Zeit freigesetzt wird und wie sich das auf die mechanischen Kennwerte des Materials auswirkt. 

Verschiedenste Anwendungen in der Medizintechnik

Marius Behneckes Promotion bildet die Grundlage für das Projekt „3D-Perm – Bioaktiver 3D-gedruckter permanenter Zahnersatz” in Kooperation mit dem Labor für Dentaltechnologie von Prof. Monika Strickstrock, der VOCO GmbH sowie den Dentallaboren Kock und Schmid. Das EFRE-Projekt wird von der Europäischen Union gefördert. Bioaktive Materialien können aber nicht nur in der Zahntechnik zum Einsatz kommen. Auch in anderen Bereichen der Medizintechnik, wie Implantatbauteilen oder der Orthopädie, sind verschiedenste Anwendungen denkbar. „Die Forschungsarbeit von Marius Behnecke zeigt, wie neue Technologien und Werkstoffe dazu beitragen können, die Medizintechnik weiterzuentwickeln – mit direktem Nutzen für Patientinnen und Patienten und die Gesundheitsversorgung“, sagt Prof. Dr. Svea Petersen, Professorin für Chemie und Oberflächenmodifikation polymerer Biomaterialien, die die Promotion seitens der Hochschule Osnabrück betreut.