Motivation

In der Dentaltechnik sind drei vorrangig durch Implantate zu erfüllende Ziele gegeben. Diese sind einerseits eine optimale Einheilung in die hochkomplexe Struktur der Spongiosa sowie andererseits eine hohe Langzeitstabilität. Zusätzlich besteht der Wunsch, dass diese Implantate isoelastisch sind, d.h. in ihrer Steifigkeit an das sie umgebende Knochengewebe angepasst sind. Diese Ziele können bei Zahnwurzelimplantaten insbesondere durch Veränderung der konstruktiven Merkmale erzielt werden. Hierbei liegt das Augenmerk auf der Anpassung der oberflächennahen Schichten eines Implantats. Durch eine gezielte Ein-stellung kann die effektive Oberfläche vergrößert werden. Dadurch kann sich umgebendes Knochengewebe besser im Implantat verankern und die Einheilung und Langzeitstabilität somit gefördert werden.Das Lasergenerieren ist hierbei der Schlüssel zur Umsetzung der konstruktiven Merkmale mit nahezu beliebigen geometrischen Freiheits-graden. Insbesondere die Qualifizierung des Werkstoffs Reintitan verschiedener Reinheitsstufen (Grades) für den Lasergenerierprozess ist hierzu unabdingbar.

Vorgehensweise

Am Institut iLAS wird seit 2005 zu diesem Thema ein Projekt namens "LiZa ¿Lasergene-rieren patienten-individueller Zahnwurzelimplantate" durchgeführt. In diesem Projekt wird die oben beschriebene Technologie eingesetzt, um innovative Zahnwurzelimplantate lasergeneriergerecht zu entwickeln, die die gewünschten Eigenschaften aufweisen. Im Rahmen dieses Projekts wurde erstmalig die Verarbeitung von Reintitan für das Lasergenerieren qualifiziert. Des Weiteren werden die Implantate mit porösen Oberflächen sowohl mittels Simulation und Materialprüfung auf ihre Festigkeits- und Elastizitäts-eigenschaften hin geprüft. Dabei sind u.a. zwei industrielle Projektpartner beteiligt, die einerseits die Integration der Technologie in eine vollständige Prozesskette und andererseits die Qualifizierung der neuartigen Dentalimplantate betreiben. In den Bildern dargestellt ist der Aufbau eines typischen enossalen Zahnwurzelimplantats mit dem lasergenerierbaren Implantatkörper, wie er in die umgebende Schwammknochenstruktur eingepasst wird.

Ergebnisse

Im Projekt sind bereits erste Demonstratoren mit komplex strukturierten Oberflächen aus Titan lasergeneriert worden. Erste Untersuchungen zur Festigkeit legen nahe, dass diese Strukturen den typischen Belastungen, die im menschlichen Kiefer auftreten, Stand halten. Weitere invivo Untersuchungen sollen diese Ergebnisse in naher Zukunft bestätigen.