Forscher der University of Texas at Dallas haben eine Technologie entwickelt, die es Zahnärzten endlich ermöglichen könnte, permanente 3D-gedruckte Zirkonoxid-Restaurationen an einem einzigen Tag herzustellen. Zirkonoxid ist, für Uneingeweihte, das Goldstandard-Material für permanenten Zahnersatz, geschätzt für seine Festigkeit und Haltbarkeit – was, ehrlich gesagt, genau das ist, was man von etwas erwartet, das jahrelang von einem Menschen zerkaut wird.

Mit finanzieller Unterstützung der National Science Foundation (NSF) arbeitet das Team nun daran, diese Technologie für Kronen, Brücken, Veneers und andere Zahnersatzteile zu kommerzialisieren. Denn nichts sagt „Die Zukunft ist jetzt“ so sehr wie im Zahnarztstuhl zu sitzen und sich den neuen Zahn auf Abruf drucken zu lassen, wie eine zahnmedizinische Version eines Verkaufsautomaten.

„Wir freuen uns, die Kommerzialisierung von chair-side 3D-gedruckten, vollkeramischen Zirkonoxid-Restaurationen voranzutreiben“, sagte Dr. Majid Minary, Professor für Maschinenbau an der Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science. „Da die Kronen für jeden Patienten am selben Tag individuell gedruckt werden können, bietet dieser Ansatz eine größere Personalisierung, schnellere Behandlung und den Komfort, eine permanente Restauration in einem einzigen Besuch zu erhalten.“

Nun könnte man denken: „Hatten wir nicht schon Kronen am selben Tag?“ Und ja, einige Praxen bieten Zirkonoxid-Kronen am selben Tag an – aber sie werden gefräst, nicht 3D-gedruckt. Beim Fräsen wird die Restauration aus einem massiven Zirkonoxidblock herausgeschnitzt, was die Designkomplexität einschränkt und während des Prozesses Mikrorisse riskiert. Bestehende 3D-gedruckte Kronen hingegen bestehen aus Keramikharzen, denen die Festigkeit von Zirkonoxid fehlt. Es gibt also einen Kompromiss: schnell und schwach oder stark und langsam. Bis jetzt.

Das Problem beim 3D-Druck von Zirkonoxid war der Entbinderungsschritt – ein langsamer Erhitzungsprozess, der das Harz entfernt, das die Zirkonoxidpartikel zusammenhält. Traditionell dauert dies 20 bis 100 Stunden, was für einen Zahnarzttermin in der Mittagspause etwas zu lang ist. Wenn man es beschleunigt, verbrennt das Polymer zu Gas, und wenn dieses Gas nicht entweichen kann, reißt die Krone. Wie Dr. Minary es ausdrückte: „Die Entbinderung war der Engpass im Prozess.“

Die Lösung des UT-Dallas-Teams? Ein System, das verbesserte Wärmeübertragung mit porösem Graphitfilz kombiniert, der Temperaturen über 2.550 Grad Fahrenheit erreichen kann. Der Filz umgibt die gedruckte Restauration, gibt den entweichenden Gasen einen Ausweg, während ein Vakuumsystem sie absaugt. Dies verkürzt die Entbinderungszeit auf weniger als 30 Minuten und macht Same-Day-permanente 3D-gedruckte Restaurationen möglicherweise zur Realität.

„Mit unserer Technologie könnte ein Behandler, der eine 3D-gedruckte Zirkonoxid-Krone chair-side anbieten möchte, sie einem Patienten innerhalb weniger Stunden liefern“, sagte Minary. Denn wer möchte nicht eine mehrwöchige Wartezeit gegen ein paar Stunden Netflix im Wartezimmer eintauschen?

Das Team arbeitet nun mit dem Pan-AM Dental Laboratory zusammen, um die Technologie zu kommerzialisieren, dank eines Zuschusses von 550.000 US-Dollar (Grant 2431684) durch das NSF-Programm Partnerships for Innovation – Technology Translation. Sie kooperieren außerdem mit 3DCeram Sinto Inc. in Grand Ledge, Michigan, und Dr. Amirali Zandinejad, einem Prothetiker in Arlington, Texas, und ehemaligem außerordentlichem Professor an der Texas A&M University College of Dentistry.

Die Forschung, veröffentlicht in der Zeitschrift Ceramics International, muss noch klinisch validiert und behördlich zugelassen werden, bevor sie in Ihrer örtlichen Zahnarztpraxis ankommt. Aber wenn es so weit ist, können Sie sich auf eine Zukunft freuen, in der „Ich brauche eine Krone“ nicht mehr wochenlange provisorische Zähne und mehrere Besuche bedeutet. Fortschritt ist schön – und er wird gleich noch viel bequemer.