Neuentwickeltes Zahnfüllungsmaterial lässt Licht tiefer eindringen

Schnellere Aushärtung dank photoaktiver Moleküle

WIEN (Biermann) – Die heutzutage eingesetzten weißen Kunststofffüllungen werden meist mit Licht gehärtet. Jedoch kann das Licht nicht unbeschränkt tief in das Material eindringen. Daher  musste man diese Füllungen oft mühsam in mehreren Schichten auftragen und aushärten. Die TU Wien und die Firma Ivoclar Vivadent haben nun gemeinsam eine Germanium-basierte Verbindung entwickelt, die diesen Vorgang deutlich vereinfacht.

Dentalkomposite beinhalten neben anorganischen Füllstoffen meist auch Moleküle, die speziell auf Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs reagieren und relativ rasch aushärten, wenn man sie mit einer speziellen Lampe bestrahlt.

Prof. Robert Liska beschäftigt sich mit seinem Team am Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien schon lange mit solchen photoaktiven Molekülen. Die Eindringtiefe des Lichts in das Zahnfüllmaterial hängt unter anderem von seiner Wellenlänge ab. „Meist verwendet man heute Licht in der Grenzregion zwischen ultraviolettem und sichtbarem Licht“, erklärt Liska.

Es gibt auch Alternativen, die mit längerwelligem Licht arbeiten, das tiefer eindringt, doch das wiederum ist weniger effektiv im Auslösen der notwendigen chemischen Reaktionen. Dringt das Licht nicht ausreichend tief ins Material ein, um die gesamte Füllung auf einmal zu härten, muss in mehreren Schritten gearbeitet werden.

Germanium-Verbindung als Auslöser für Kettenreaktionen

Mit Hilfe einer Germanium-Verbindung konnte dieses Problem aber gelöst werden. Die Verbindung macht bloß 0,03% des Füllmaterials aus, spielt aber eine entscheidende Rolle. Das Molekül wird von blauem Licht in zwei Teile aufgespalten. Dadurch entstehen Radikale, die eine Kettenreaktion
auslösen: Die molekularen Bausteine, die bereits im Füllmaterial vorhanden sind, fügen sich zu Polymeren zusammen, das Material erhärtet.

Nachdem an der TU Wien dieser Germanium-basierte Photoinitiator synthetisiert werden konnte, wurde er von Ivoclar Vivadent ausführlich getestet. An der TU Graz wurde der physikalisch-chemische Mechanismus noch weiter erforscht. Die Durchhärtungstiefe konnte mit dem neuen Füllmaterial von bisher 2 mm auf 4 mm gesteigert werden – dadurch kann man die Behandlungszeit deutlich reduzieren.

Die Germanium-Verbindung ist eine wertvolle Substanz: Mit 20.000 Euro pro Kilo kostet sie im Vergleich zu Gold immerhin mehr als die Hälfte – doch da nur winzige Mengen davon benötigt werden, ist das kein maßgeblicher Kostenfaktor für die Zahnbehandlung.

Die Entwicklung des neuen Füllmaterials ist nicht der einzige Erfolg der TU Wien im Bereich der Zahnmedizin in Zusammenarbeit mit der Firma: Bereits im Jahr 2012 wurde mit Unterstützung von Ivoclar Vivadent am Institut für Angewandte Synthesechemie gemeinsam mit dem Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie (Prof. Jürgen Stampfl) das Christian-Doppler-Labor „Photopolymers in digital and restorative dentistry“ gestartet. Seither werden dort sehr erfolgreich photosensitive Substanzen für die Zahnmedizin entwickelt bzw. auch am 3D- Druck von Keramikimplantaten geforscht.

Quelle: Technische Universität Wien, 28.04.2014



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