Untersuchungen an mittels FFF-3D-gedruckten Implantaten aus Zirkoniumdioxid

Derzeit werden die meisten enossalen Zahnimplantate aus Titan hergestellt, jedoch beginnt die Bedeutung von Zirkoniumdioxid (ZrO2) Titan in der Oralchirurgie aufgrund einer Vielzahl günstiger Eigenschaften zuzunehmen. Besonders vielversprechend erscheint dabei die additive Fertigung von ZrO2 Implantaten, die die Herstellung von Hohlkörpern, Netzstrukturen, Hinterschneidungen oder patientenindividuellen wurzelanalogen Formen, mikrostrukturierten Oberflächen und Porositäten ermöglicht. Dies gilt insbesondere auch für den 3D-Druck via Fused Filament Fabrication (FFF). Derzeitige Studien zur Evaluierung funktionalisierter Zahnimplantate konzentrieren sich auf die Optimierung der osteogenen Kapazität. Derart modifizierte Implantate passen sich jedoch aufgrund lokaler Immunreaktionen möglicherweise nicht vollständig an die Mikroumgebung in vivo an. Um Implantate mit effizienter Knochenregeneration zu entwickeln, ist es daher notwendig, Zahnimplantate unter Berücksichtigung der Synergie von Osteogenität und Immunmodulation zu entwerfen. Neben der Untersuchung der osteogenen Fähigkeiten werden wir daher im Detail untersuchen, wie sich die spezifischen Implantatoberflächen auf die Makrophagenpolarisierung auswirken. Um zu gewährleisten, dass mittels FFF hergestellte Zahnimplantate auch den mechanischen Anforderungen für einen klinischen Einsatz entsprechen, werden abschließend biaxiale Festigkeiten ermittelt und die Mikrostruktur der Keramik beurteilt. Die gewünschten Eigenschaften sollen im FFF durch eine Kombination aus gezielter Formmasseentwicklung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und einer Oberflächentexturierung zur erhöhten Zellansiedlung erfolgen. Eine derartige neue Generation von intrinsisch funktionalisierten Implantatoberflächen könnte zukünftig durch eine verbesserte, biologische Implantat-Knochen-Interaktion eine kostengünstige, individualisierte Therapiealternative zu konfektionierten Standardimplantaten darstellen.

Project details

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Project management

Institut für Angewandte Materialien - Werkstoffkunde (IAM-WK)
Karlsruhe Institute of Technology