Montanuni: DGAO-Wis­sen­schafts­preis für stei­ri­sches For­scher­team

Das Team aus Wis­sen­schaft­lern der Leobener Kunst­stoff­tech­nik und der Medi­zi­ni­schen Uni­ver­si­tät Graz wurde mit dem mit 15.000 Euro dotierten Preis für ihre For­schungs­ar­beit zu bio­kom­pa­ti­blen Mate­ria­li­en für kie­fer­or­tho­pä­di­sche Zahn­schie­nen – soge­nann­te Aligner – aus dem 3‑D-Drucker aus­ge­zeich­net.

Die Aligner-Therapie ist eine kie­fer­or­tho­pä­di­sche Behand­lungs­me­tho­de zur Korrektur von leichten bis mit­tel­schwe­ren bzw. mitt­ler­wei­le auch kom­ple­xe­ren Zahn­fehl­stel­lun­gen, die immer häufiger zur Anwendung kommt. Dabei werden etap­pen­wei­se an kon­ti­nu­ier­lich geän­der­ten Gebiss-Simu­la­tio­nen des Patienten Schienen ange­fer­tigt und in den Mund ein­ge­setzt. Die Schienen haben nicht nur kos­me­ti­sche Vorteile – sie sind durch­sich­tig und damit weniger auffällig gegenüber gewöhn­li­chen Zahn­span­gen – sondern sie können zum Zäh­ne­put­zen auch kurz­fris­tig her­aus­ge­nom­men werden.

Derzeit werden diese trans­pa­ren­ten Kunst­stoff-Schienen oft extern mittels Tief­zieh­ver­fah­ren auf Basis von umge­stell­ten Gips­mo­del­len her­ge­stellt, was sehr zeit­in­ten­siv ist. Die Vision des Teams rund um Assoz.-Prof. Dr. Thomas Grießer (Mon­tan­uni­ver­si­tät Leoben, Lehrstuhl für Chemie der Kunst­stof­fe) und Ass.-Prof. Dr. Margit Pichel­may­er (Medi­zi­ni­sche Uni­ver­si­tät Graz, Klinische Abteilung für Orale Chirurgie und Kie­fer­or­tho­pä­die) ist es, die Her­stel­lung der Schienen direkt in die Zahn­arzt­pra­xis zu verlegen: Nach der digitalen Abformung durch Intraoral-Scan und nach­fol­gen­der digitaler Zahn­um­stel­lung, soll die Schiene am 3‑D-Drucker aus­ge­druckt werden. Dies würde – durch Ver­rin­ge­rung der Arbeits­schrit­te – Zeit- und Kos­ten­er­spar­nis­se für Kie­fer­or­tho­pä­den und Patienten bedeuten.

Das Verfahren der Wahl ist hierbei die Ste­reo­li­tho­gra­phie, bei der es zu einer pho­to­in­du­zier­ten Poly­me­ri­sa­ti­on kommt – also einer Reaktion, bei der flüssige Kunst­stoff-Harze durch die Bestrah­lung mit Licht aus­ge­här­tet werden. Dieses additive Verfahren überzeugt durch eine besonders hohe Pass­ge­nau­ig­keit und Auflösung sowie eine besonders glatte Ober­flä­che. Als Hemmschuh erwies sich bisher noch die Bio­kom­pa­ti­bi­li­tät der Druck-Harze und die Sprö­dig­keit der gedruck­ten Objekte: „Harze, die für den mensch­li­chen Orga­nis­mus ver­träg­lich sind, und nach dem Druck ähnliche mecha­ni­sche Eigen­schaf­ten aufweisen wie klassisch gefer­tig­te Kunst­stoff­schie­nen sind noch Man­gel­wa­re am Markt. Wir forschen an neuen Mate­ria­li­en, die für die Ver­wen­dung als Medi­zin­pro­dukt zuge­las­sen werden können“, erläutert Griesser.

Im Rahmen einer gemein­sa­men Diplom­ar­beit (Dr. Heidi Griesser, Med­Uni­Graz) und einer Dis­ser­ta­ti­on (Delara Hartmann, MSc. MUL) wurden neue Mono­mer­sys­te­me unter­sucht, welche sich durch eine geringe Zyto­to­xi­zi­tät – das Material hat also keinen negativen Einfluss auf Gewebe und Zellen – eine hohe chemische Sta­bi­li­tät bzw. lange Halt­bar­keit, und besonders gute mecha­ni­sche Eigen­schaf­ten im gehär­te­ten Zustand aus­zeich­net. Damit ist es den Forschern gelungen, ein Material zu ent­wi­ckeln, das sowohl den medizin- als auch den pro­duk­ti­ons­tech­ni­schen Vorgaben ent­spricht. Als nächster Schritt wird die Funk­tio­na­li­tät des Materials im Vergleich zu kon­ven­tio­nell her­ge­stell­ten Schienen getestet.

Foto v.l.n.r: Delara Hartmann, Assoz.Prof. Dr. Thomas Grießer, Em.Prof. Dr. Rainer-Reginald Miethke (Berlin), Siegfried Son­nen­berg, (Stuttgart, Leiter der Geschäfts­stel­le der DGAO), Foto­credit: Montanuni Leoben

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