Nanomaterialien für dentale Anwendungen
Im Vergleich mit herkömmlichen Dentallegierungen weist reines Titan bemerkenswerte Vorteile auf. Neben der Biokompatibilität und dem hohen Korrosionswiderstand stellt dieses kostengünstige Material aufgrund der problemlosen Verfügbarkeit eine interessante Alternative zu herkömmlichen Dentallegierungen dar. Während des CATIPRO-Projekts, das im Rahmen des Fünften Rahmenprogramms der EU gefördert wurde, konzentrierte man sich auf die Schwierigkeiten beim Gießen von Titan. Probleme ergeben sich hier hauptsächlich aufgrund des hohen Schmelzpunktes und der erhöhten Reaktivität bei hohen Temperaturen. Obwohl in Dentallaboren spezielle Einbettmassen verwendet werden, besitzt Titan eine hohe chemische Affinität zu Silicium (Si) und geht mit diesem Stoff eine Reihe von verschiedenen Si-Ti-Verbindungen ein. Einer der Projektpartner, das Unternehmen CERECO S.A. aus Griechenland, konzentrierte sich insbesondere auf Verunreinigungen in gegossenem Titan bei Verwendung von SiO2-basierter Einbettmasse. Diese Verunreinigungen an der Oberfläche von dentalen Titangüssen, die letztendlich zu Änderungen in der Mikrostruktur führen, beeinflussen das Korrosionsverhalten und die Materialeigenschaften des gegossenen Materials. Objektiv betrachtet kommt es in der hoch korrosiven Umgebung des Oralbereichs zu einer Erhöhung der Oberflächenrauigkeit des Gussstücks und einer gleichzeitigen Reduzierung der Dauerfestigkeit. Mithilfe der Rasterelektronenmikroskopie können Spuren der Einbettmasse wie Silicium (Si) und Phosphor (P) bis in einer Tiefe von einigen zehntel Mikrometern nachgewiesen werden. Um die Kontamination mit Silicium und Phosphor zu minimieren, haben die Wissenschaftler die herkömmliche phosphatgebundene Einbettmasse durch eine magnesiumgebundene Einbettmasse ersetzt. Zusätzlich wurden unter Verwendung von nanostrukturierten und herkömmlichen Pulvern yttriumstabilisierte Zirkonoxidschichten auf der Oberfläche von Wachsmodellen abgeschieden, um die Dicke der Reaktionsschicht zu reduzieren. Die Wirkung dieser Schutzschicht eröffnet interessante neue Möglichkeiten, um die hervorragenden biologischen und mechanischen Eigenschaften des Titans für den Bereich der Zahnheilkunde zu erschließen.
