CD-Labor für Photopolymere in der digitalen und restaurativen Zahnheilkunde

Photopolymere sind Kunststoffe, die unter Lichteinfluss aushärten. In der modernen Zahnheilkunde werden sie für Füllungen, Provisorien, Inlays und Kronen verwendet. Erforscht werden die grundlegenden Eigenschaften der Materialien, Ziel ist die Verbesserung der Qualität, zum Beispiel in Bezug auf Aushärtungsgeschwindigkeit, Schrumpfung und Entfernbarkeit.

Der Ansatz des Labors ist sehr breit und deckt das gesamte Entwicklungsspektrum neuer photohärtender Materialien ab: Von der chemischen Synthese über die Herstellung und Verarbeitung bis hin zur Verfahrensentwicklung und Materialcharakterisierung. Dies spiegelt sich auch in der Leitung des Labors wider: Zwei Wissenschafter aus verschiedenen Bereichen - Synthesechemie und Materialwissenschaft - arbeiten zusammen, um neue Materialien zu entwickeln.

Ziele der Forschungstätigkeit sind einerseits haltbarere und leichter zu verarbeitende Werkstoffe für restaurative Zwecke (also Füllungen) sowie Materialien, die patientenspezifisch gefertigt werden müssen, um beispielsweise Kronen und Brücken herstellen zu können. Für die patientenspezifische Formgebung werden keramikbasierte Materialien entwickelt, die mit zukunftsweisenden 3D-Druckern verarbeitet werden können. Ziel dabei ist es, Werkstoffe und Prozesse für ästhetisch anspruchsvolle Restaurationen in der digitalen Zahnmedizin anbieten zu können.

Eines der großen Probleme in Bezug auf restaurative Anwendungen ist die limitierte Photoreaktivität und Durchhärtungstiefe. Klassischerweise werden Photopolymere mit UV-Licht gehärtet – in der Zahnheilkunde könnte dies aber umliegendes Gewebe schädigen, weshalb mit sichtbarem Licht gearbeitet werden muss. Dadurch härten die Materialien weniger tief aus, die Verarbeitung wird langwieriger. Die WissenschafterInnen des Labors forschen daher an Substanzen, die bereits bei Wellenlängen oberhalb von 450nm effizient absorbieren und Vernetzungsreaktionen auslösen können. Dazu sind sehr detaillierte Kenntnisse der photochemischen Eigenschaften der Substanzen notwendig.

Ein weiteres Ziel der Forschungstätigkeit sind Materialien, die beim Aushärten weniger schrumpfen als bisherige Materialien. Diese Schrumpfung kann nämlich zur Bildung von Mikrohohlräumen und Mikrorissen führen und die Bildung von Randspalten begünstigen.

Schließlich und endlich sollen gewisse Materialien wie z.B. Kleber für Brackets von Zahnspangen, auch wieder entfernt werden können, wenn sie nicht mehr gebraucht werden. Es wird nach neuen Wegen für das thermische und photochemische Lösen solcher Verklebungen mit den Zähnen gesucht.