Expertenfokus Quintessenz Zahntechnik, 9/2019
In einer Veröffentlichung (Expertenfokus Quintessenz Zahntechnik, 9/2019) erläutern wir als Autorenteam die Vorgehensweise bei den verschiedenen Techniken und Materialien des 3D-Drucks, Stereolithografie und Digital Light Processing sowie 3D-Druck-Kunststoffe. Außerdem werden verschiedene Möglichkeiten des Post-Processings dargestellt. Ein Blick auf die wissenschaftliche Datenlage zeigt, dass die Ergebnisse zu Themen wie Genauigkeit und Materialeigenschaften keineswegs immer kongruent sind. Hin und wieder ist es sogar gerechtfertigt, von den Herstellerempfehlungen abzuweichen.
3D-Druck in der Zahnmedizin
Auszug aus dem Artikel: (…) Die vielen Vorteile des 3D-Drucks machen additive Fertigungsprozesse für die Zahnmedizin interessant. Während subtraktive Frästechniken, die heute zum Alltag vieler Zahntechniker und Zahnärzte gehören, bei der Realisierung feinster Details durch den Radius des Fräswerkzeuges limitiert werden, können diese mittels additiver Verfahren problemlos gefertigt werden. Zudem lassen sich mehrere Objekte in einem Druckvorgang herstellen; bei einer gleichzeitigen Reduktion des Materialabfalls um bis zu 40 % im Vergleich zu subtraktiven Methoden. Hinzu kommt, dass auf besonders verschleißanfällige Teile wie Fräswerkzeuge verzichtet werden kann, wodurch sich die Gesamtkosten der Fertigung verringern und sich folglich die Wirtschaftlichkeit steigert. Angewandt wird der 3D-Druck zurzeit vor allem zum Herstellen von Modellen, Implantatschablonen, individuellen Löffeln und Aufbissbehelfen. Die additive Fertigung von Zahnersatz hingegen steht noch in den Anfängen, jedoch bieten viele Hersteller bereits entsprechende Lösungen an.
Kunststoffe für den 3D-Druck
Auszug aus dem Artikel: (…) Das Angebot an Harzen für den 3D-Druck ist groß und deckt ein breites Indikationsspektrum ab. Mittlerweile sind Materialen verfügbar, die vom Hersteller für die Fertigung von Zahnersatz freigegeben sind. Eine solche Eignung wird im Rahmen des Medizinproduktegesetzes festgelegt. Füllungswerkstoffe und Zahnersatz müssen der Anforderung „Langzeitanwendung“ entsprechen und werden der Klasse IIa zugeordnet. Bei Materialien der Klasse Ia hingegen ist die ununterbrochene Anwendungsdauer im Mundmilieu auf 29 Tage beschränkt. (…)
(…) Am weitesten verbreitet sind Acrylate sowie deren Derivate, wie die Methacrylsäure. Monomere mit geringem Molekulargewicht sorgen für eine geringe Viskosität des Harzes, die unter 5 Pa/s liegen sollte. Andernfalls wird durch die verringerte Fließgeschwindigkeit die Benetzungsfähigkeit des Harzes eingeschränkt. Die Folge ist eine verlängerte Produktionszeit, da das Anfließen des Harzes an die Oberfläche jeder neu produzierten Schicht erschwert wird.
Stützstrukturen außerhalb sensibler Areale positionieren
3D-Druck Kunststoffe für temporäre Versorgungen
Im Artikel aufgezeigt werden u. a. unterschiedliche, am Markt verfügbare Materialien zur Herstellung von temporärem Zahnersatz mittels additiver Fertigung. 3-D-Druck-Harze für die Herstellung provisorischer Versorgungen können wie konventionelle Materialien für Provisorien in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden: Materialien auf Basis von Monomethacrylaten bzw. Acrylharz und Materialien, die mehrfunktionelle Acrylate enthalten.
3D-Druck Nachbereitung
Im Verlauf des Artikels wird desweiteren das Vorgehen bei der Nachbereitung, der Reinigung und der Lichthärtung dargestellt. Zudem gehen wir auf die wissenschaftliche Datenlage zum 3D-Druck in der Zahnmedizin ein. Es wird die Frage beantwortet, wie die Materialeigenschaften vom Produktions- und Nachbereitungsprozess abhängig sind.
Fazit
Es kann davon ausgegangen werden, dass der Stellenwert additiver Fertigungsmethoden in der Zahnmedizin zunehmen wird und künftig vermehrt Restaurationen für die klinische Anwendung im 3D-Drucker gefertigt werden. Bis dahin gilt es noch intensive Forschungsarbeit zu betreiben, in deren Fokus die Materialien und deren Eigenschaften stehen. Auch wenn es noch zahlreiche Hürden zu meistern gilt, stimmen derzeitige Entwicklungen optimistisch und lassen erahnen, welches Potenzial im 3D-Druck steckt.
Autorenteam: Johannes Mayer, Bogna Stawarczyk, Annett Kieschnick, Björn Roland, Marcel Reymus