idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Thema Corona

Imagefilm
Science Video Project



Share on: 
01/05/2012 09:34

Nanokristalle lassen Zahnersatz blitzen

Dr. Ute Schönfelder Stabsstelle Kommunikation/Pressestelle
Friedrich-Schiller-Universität Jena

    Chemiker der Universität Jena entwickeln neuartige Glaskeramiken für die Zahnmedizin

    Das härteste Material des menschlichen Körpers wird von seinen kräftigsten Muskeln bewegt: Wenn wir herzhaft in einen Apfel oder ein Schnitzel beißen, wirken enorme Kräfte auf unsere Zahnoberflächen ein. „Was der natürliche Zahnschmelz aushalten muss, das gilt auch für Zahnersatz, wie Inlays oder Brücken“, sagt der Glaschemiker Prof. Dr. Dr. Christian Rüssel von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Schließlich werde dieser genauso beansprucht, wie die gesunden Zähne. Bisher verfügbare Keramikmaterialien eignen sich wenig als Materialien für Brücken, da hierzu die Festigkeit meist nicht ausreicht.

    Jetzt ist es Prof. Rüssel und seinen Kollegen vom Otto-Schott-Institut für Glaschemie gelungen, neuartige Glaskeramiken mit einer nanokristallinen Struktur herzustellen, die aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihrer optischen Eigenschaften für den Einsatz in der Zahnmedizin geeignet erscheinen. Ihre Forschungsergebnisse haben die Glaschemiker der Universität Jena kürzlich in der Online-Ausgabe des Fachmagazins „Journal of Biomedical Materials Research“ veröffentlicht (doi: 10.1002/jbm.b.31972).

    Die Glaskeramiken auf der Basis von Magnesium-, Aluminium- und Siliziumoxid zeichnen sich durch eine enorme Festigkeit aus. „Wir erreichen damit rund fünf Mal höhere Festigkeit als bei vergleichbaren, heute verfügbaren Zahnersatzkeramiken“, erläutert Prof. Rüssel. Die Jenaer Glaschemiker arbeiten bereits seit längerem an hochfesten Keramiken, bisher jedoch für Anwendungen in anderen Bereichen, etwa als Basis neuer leistungsfähiger Computerfestplatten. „Durch die Kombination mit neuen optischen Eigenschaften eröffnet sich für diese Materialien jetzt der Bereich der Zahnmedizin als weiteres Anwendungsfeld“, ist Prof. Rüssel überzeugt.

    Materialien, die als Zahnersatz in Frage kommen sollen, dürfen sich optisch nicht von den natürlichen Zähnen unterscheiden. Dabei ist nicht nur der richtige Farbton wichtig. „Der Zahnschmelz ist auch teilweise durchscheinend, was die Keramik ebenfalls sein sollte“, so Prof. Rüssel.

    Um diese Eigenschaften zu erreichen, werden die Glaskeramiken nach einem genau festgelegten Temperaturschema hergestellt: Zunächst werden die Ausgangstoffe bei rund 1.500 °C geschmolzen, abgekühlt und fein zerkleinert. Anschließend wird das Glas erneut geschmolzen und wieder abgekühlt. Durch kontrolliertes Erhitzen auf rund 1.000 °C werden schließlich Nanokristalle erzeugt. „Diese Prozedur bestimmt die Kristallbildung, die für die Festigkeit des Produkts ausschlaggebend ist“, erläutert der Glaschemiker Rüssel. Doch das sei eine technische Gratwanderung. Denn ein zu stark kristallisiertes Material streut das Licht, wird lichtundurchlässig und sieht aus wie Gips. Das Geheimnis der Jenaer Glaskeramik liegt darin, dass sie aus Nanokristallen besteht. Diese haben eine durchschnittliche Größe von höchstens 100 Nanometern. „Sie sind zu klein, um das Licht stark zu streuen und deshalb wirkt die Keramik transluzent, wie ein natürlicher Zahn“, sagt Prof. Rüssel.

    Bis die Materialien aus dem Jenaer Otto-Schott-Institut als Zahnersatz praktisch zum Einsatz kommen können, ist allerdings noch einiges an Entwicklungsarbeit notwendig. Doch die Grundlagen, da ist sich Prof. Rüssel sicher, sind geschaffen.

    Original-Publikation:
    Dittmer M, Rüssel C.: Colorless and high strength MgO/Al2O3/SiO2 glass-ceramic dental material using zirconia as nucleating agent. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2011 Nov 21. doi: 10.1002/jbm.b.31972

    Kontakt:
    Prof. Dr. Dr. Christian Rüssel
    Otto-Schott-Institut für Glaschemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
    Fraunhoferstr. 6, 07743 Jena
    Tel.: 03641 / 948501
    E-Mail: Christian.Ruessel[at]uni-jena.de


    More information:

    http://www.uni-jena.de


    Criteria of this press release:
    Journalists, Scientists and scholars
    Chemistry, Materials sciences, Medicine
    transregional, national
    Research results, Scientific Publications
    German


    An einem Schmelzofen in der Schmelzhalle des Otto-Schott-Instituts für Glaschemie der Universität Jena.


    For download

    x

    Der Glaschemiker Prof. Dr. Dr. Christian Rüssel von der Universität Jena.


    For download

    x

    Help

    Search / advanced search of the idw archives
    Combination of search terms

    You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

    Brackets

    You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

    Phrases

    Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

    Selection criteria

    You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

    If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).