Vorhersage der Osseointegration von Dentalimplantaten
Die bei der permukosalen Fixierung von Oralprothesen entstehenden Probleme sind mit einer alternden Bevölkerung, wie sie in Europa vorhanden ist, in Zusammenhang zu bringen. Es ist Standard in der dentalen Praxis gewesen, die Prothese auf einer implantierten Halterung anzubringen. Dem folgte ein Zeitraum, in dem der Bereich rund um das nicht eingelegte Implantat heilen konnte. Es sind jedoch direkte Platzierungen für Implantate entwickelt worden, die ein sofortiges Einlegen gestatten. Dieses Verfahren führt zu einer Verbesserung der Lebensqualität der Patienten, da eine frühere Rückkehr zur Normalität möglich wird. Das IMLOAD-Projekt untersuchte die Knochenreaktion auf die Auswirkungen des kontrollierten mechanischen Einlegens und die Fixierung eines Dentalimplantats. Das Team entwickelte Modelle des Dentalimplantat-Knochen-Komplexes. Der Zweck der Modelle bestand darin, die Verbesserung des Designs von Dentalimplantaten zu unterstützen, wodurch eine langfristige Verbindung zwischen dem lebenden Knochen und der Oberfläche eines belasteten künstlichen Implantats gefördert wird. Dieser Prozess ist als Osseointegration bekannt. Das Ausmaß von Knochenwachstum und -resorption wurde mit einem Knochenumbildungs-Algorithmus vorhergesagt. Weitere Forschungsarbeiten sind geplant, um den Algorithmus besser in ein übliches Finite-Elemente-Netzwerk zu integrieren. Die Forscher entwickelten eine Methodik zur Erzeugung von 3D-Modellen der Spongiosa und der Rindenschicht, des Knochenmarks und des künstlichen Dentalimplantats. Das spongiöse Material hat eine geringe Dichte und Festigkeit, aber eine große Oberfläche, wohingegen das Material der Rindenschicht bzw. Kompakta dicht ist und die Knochenoberfläche bildet. Des Weiteren wurde ein Verfahren zur Erzeugung von Modellen für die Analyse von künstlichen Biomaterialien sowie biologischen Geweben und Strukturen entwickelt. Das Team nutzte diese Verfahren, um Finite-Elemente-Modelle für in Pilotstudien einbezogene Versuchstiere und Patienten aufzubauen. Der für die Knochenumbildung verwendete Algorithmus kam bei den Versuchstierergebnissen zur Anwendung. Die entwickelten Verfahren wurden dann kombiniert, um die Osseointegration bei menschlichen Patienten vorherzusagen. Bildunterschrift: Druckverteilung im Unterkieferknochen.
