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Forschungsverbund FOR 5250 in Kooperation mit TU Dortmund wird von der DFG für weitere vier Jahre gefördert.
Um fehlende Zähne zu ersetzen, werden Implantate immer wichtiger. Als künstliche Zahnwurzel werden die zumeist aus Titan bestehenden Schrauben in den Kieferknochen eingepflanzt und verwachsen dort als stabile Stützen für den sichtbaren Zahnersatz. Über ein kleines Verbindungselement wird darauf dann die Krone oder größere Restaurationen, wie beispielsweise Brücken oder herausnehmbarer Zahnersatz, befestigt. Mitunter heilt das Implantat jedoch nicht fest im Kieferknochen ein oder verliert nachträglich den Halt, so dass die künstliche Zahnwurzel wieder entfernt werden muss. Die Gründe sind vielfältig: Gewebeabbau im umliegenden Knochen durch Entzündungen, ungünstige biomechanische Belastung während der Einheilphase oder eine aus Altersgründen oder Veranlagung unzureichende Knochensubstanz.
Implantatverlust möglichst zu verhindern, ist das Ziel des Forschungsverbundes FOR 5250. Anders als derzeitige Lösungen „von der Stange“ arbeiten Forschende aus Medizin und Ingenieurwesen hier an der Entwicklung maßgeschneiderter, personalisierter Implantate. Diese sollen die individuelle Knochensituation der Patientinnen und Patienten berücksichtigen, die Kaubelastung für das Implantat möglichst optimieren und zudem die Besiedelung mit krankmachenden Bakterien der Mundflora und dadurch bedingte Entzündungen verhindern. Verantwortlich für die medizinische Seite des Vorhabens ist Prof. Dr. Meike Stiesch, Direktorin der Klinik für Zahnärztliche Prothetik und Biomedizinische Werkstoffkunde der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH). Kooperationspartner für die technischen Fragen ist die Technische Universität Dortmund. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Förderung im Dezember 2025 für weitere vier Jahre verlängert und unterstützt das Vorhaben mit 4,4 Millionen Euro.
Fertigung im 3-D-Druck
„Ein wichtiger Faktor für die Langzeitprognose dentaler Implantate sind mechanische Spannungen im umgebenden Knochen, die durch Kaukräfte ausgelöst werden“, sagt Professorin Stiesch. Um diese Belastungen an der Grenze vom Knochen zum Implantat vorab zu bestimmen, nutzen die Forschenden ein computergestütztes Simulationsverfahren. So können sie bereits vor der Herstellung des Implantats dessen Festigkeit berechnen, mögliche Spannungen und Verformungen analysieren und den individuellen und an die Belastung optimal angepassten Innenaufbau festlegen. Im additiven Verfahren – auch als 3D-Druck bezeichnet – wird nach den digitalen Vorgaben Schicht für Schicht ein patientenspezifisches, sogenanntes gradiertes Implantat gefertigt. Dieses ist speziell auf die verschiedenen Knochenstrukturen und Spannungen innerhalb des Kieferknochens angepasst.
Antibakterielle Oberflächen
Dabei ist nicht nur wichtig, wie das Implantat von innen beschaffen ist. Auch die Oberfläche spielt eine entscheidende Rolle, damit die künstliche Zahnwurzel gut einwächst und möglichst lange im Kieferknochen festsitzt. Hierfür werden die additiv hergestellten Implantate mechanisch und chemisch mittels Sandstrahlen und Ätzen behandelt, damit sich knochenbildende Zellen besser an die Oberfläche anlagern können. Zusätzlich entwickeln die Forschenden neue Beschichtungen mit Magnesium-Legierungen, die für eine bessere Knocheneinheilung sorgen. Gleichzeitig wirken die Legierungen antibakteriell und verhindern, dass sich Bakterien an die Implantatoberfläche anlagern und sich dort zu den nur schwer zu behandelnden Biofilmen zusammenschließen können.
Spezielle Anforderungen bei älteren Menschen
Ein erstes Modellsystem für ein verbessertes Standardimplantat haben die Forschenden bereits in der ersten Förderphase entwickelt. Nun wollen sie ihre Berechnungen auf spezielle Anforderungen erweitern, etwa für ältere Menschen, deren Kiefer aufgrund des altersbedingten Abbaus von Knochensubstanz häufig weniger stabil ist. „Implantate sind eine wunderbare Möglichkeit, funktionsfähigen Zahnersatz zu schaffen, ohne die Nachbarzähne in Mitleidenschaft zu ziehen“, stellt Professorin Stiesch fest. „Wir wollen erreichen, dass möglichst alle Patientinnen und Patienten eine auf sie speziell zugeschnittene, optimale zahnmedizinische Versorgung erhalten, die sicher und langlebig ist.“ Bis es soweit ist, muss allerdings noch weitere Forschungsarbeit geleistet werden. Kontakt zu interessierten Medizintechnikunternehmen besteht allerdings schon jetzt.
Der interdisziplinäre Forschungsverbund FOR 5250 ist eine Kooperation der Medizinischen Hochschule Hannover, der Technischen Universität Dortmund, der Leibniz Universität Hannover, des Laser Zentrums Hannover, des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf, der Hochschule Reutlingen und der Universität Rostock.
Weitere Informationen erhalten Sie bei Prof. Dr. Meike Stiesch, stiesch.meike@mh-hannover.de.
Belastungstest am Kausimulator: Osman Akbas (links), Privatdozent Dr. Andreas Greuling und Prof. Dr. ...
Copyright: Karin Kaiser/MHH.
Criteria of this press release:
Journalists
Medicine
transregional, national
Research projects
German
Belastungstest am Kausimulator: Osman Akbas (links), Privatdozent Dr. Andreas Greuling und Prof. Dr. ...
Copyright: Karin Kaiser/MHH.
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