Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
In der Zahnheilkunde nimmt die Zahl inserierter dentaler Implantate stetig zu. Etwa 1,1 Millionen Implantate werden in Deutschland jährlich implantiert, wobei die Titanimplantate hier den heutigen Gold-Standard darstellen. Damit steigt auch die Zahl der Komplikationen, wie zum Beispiel Periimplantitis (Entzündung des Weichgewebes). Vorteile des Zirkonoxids sind gute Biokompatibilität bei Allergikern, hervorragende Weichgewebeeigenschaften, niedrige Plaque-Akkumulationsraten und eine ausgezeichnete Rot-Weiß-Ästhetik. Die Makro-/Mikro-Strukturierung der Keramikoberfläche erfolgt nicht über additive und/ oder subtraktive Prozesse, sondern direkt bei der Formgebung der Keramik mittels Schlickerguss. Dafür wurden eine CAD/ CAM-Prozesskette entwickelt und erste Prototypen gefertigt.
Für die Herstellung der Rohlinge wurden Schlicker mit 3 Mol-% und 2 Mol-% Yttrium stabilisiertem Zirkonoxid hergestellt. Mit diesen Schlickern ist es gelungen, mittels Schlickerguss die Makro-/Mikro-Strukturierung auf die Oberfläche des Dentalimplantats zu übertragen (Bild 1). Durch Weißlicht-Interferenz- Mikroskopie wurde die Topografie der Oberfläche der gesinterten Keramik untersucht. Ein Vergleich mit den CAD-Daten der Struktur zeigt eine sehr gute Übereinstimmung. Der Ra-Wert der Mikrostruktur beträgt 4,5 μm. Die Sinterung der Keramik erfolgte bei ≤ 1400 °C.
Die Werkstoffkennwerte machen zudem deutlich, dass es mit der Verringerung der Yttrium-Stabilisierung gelungen ist, bei verbesserter Festigkeit eine Verdopplung der Bruchzähigkeit zu erzielen. Erste Zelltests zeigen, dass nach 24 h die Zellbesiedlung auf der makro-/mikro-strukturierten Keramikoberfläche vollständig erfolgte.
Wir bedanken uns für die Förderung durch den Projektträger des BMWi, ZIM-Kooperationsprojekte (KF2087357SK4).
