Weniger Zeit beim Zahnarzt verbringen
Neues Zahnfüllungs-Material lässt Licht tiefer eindringen und kann daher schneller aushärten.
Zahnfüllungen aus Amalgam sind aus der Mode gekommen. Meist verwendet man heute weiße Kunststofffüllungen, die optisch kaum vom Zahn zu unterscheiden sind. Gehärtet werden diese Materialien häufig mit Licht, allerdings kann das Licht nicht unbeschränkt tief in das Material eindringen. Bisher musste man diese Füllungen daher 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 – eine gute Nachricht für alle, die gerne möglichst wenig Zeit auf dem Zahnarztstuhl verbringen wollen.
Abb.: Photorheometrie erlaubt die Untersuchung von Härtungsvorgängen. (Bild: TU Wien)
Zahnfüllmaterialien bestehen aus einem Mix ganz unterschiedlicher Stoffe, daher bezeichnet man sie auch als „Dentalkomposite“. Neben anorganischen Füllstoffen beinhalten sie meist auch Moleküle, die speziell auf Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs reagieren und relativ rasch aushärten, wenn man sie mit einer speziellen Lampe bestrahlt. Robert Liska beschäftigt sich mit seinem Team am Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien schon lange mit solchen photoaktiven Molekülen. Sie kommen unter anderem auch bei modernen 3D-Druck-Verfahren zum Einsatz.
Die Eindringtiefe des Lichts in das Zahnfüllmaterial hängt u.a. 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, sind mehrere Schritte nötig. Das kann bei großen Löchern im Zahn unangenehm lange dauern.
Mit Hilfe einer Germanium-Verbindung konnten die Forscher dieses Problem nun lösen. 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, testeten Forscher an der TU Graz ausführlich den physikalisch-chemischen Mechanismus. Die Durchhärtungstiefe ließ sich mit dem neuen Füllmaterial von bisher 2 mm auf 4 mm erhöhen – dadurch kann man die Behandlungszeit deutlich reduzieren.
Die Germanium-Verbindung ist eine wertvolle Substanz: Mit 20.000 Euro pro Kilo kostet sie immerhin mehr als die Hälfte soviel wie Gold – doch nachdem nur winzige Mengen davon benötigt werden, ist das kein maßgeblicher Kostenfaktor für die Zahnbehandlung.
TU Wien / PH
