02.10.2019

Nowak Engineering GmbH

Anspruchsvolle Entwicklung von Keramik Zahnimplantaten

Bis vor kurzem war Titan das einzige klinisch akzeptierte Implantatmaterial und damit der Goldstandard. Titanimplantate haben sich über viele Jahrzehnte bewährt. Immer mehr Patienten, insbesondere Allergiker, wünschen sich heute indes eine metallfreie Versorgung. Hinzu kommt der Trend zu perfekten, weissen Zähnen. Diesbezüglich stellen Keramikimplantate eine wertvolle Alternative zu Titanimplantaten dar.

Implantate aus Zirkonoxid
Implantate aus Zirkonoxid zeichnen sich durch eine vergleichsweise höhere Biokompatibilität (Verträglichkeit) sowie eine optimierte Ästhetik aus. Zudem ist Zirkonoxid besonders resistent gegenüber dem Festsetzen von Zahnbelag und die gute Verträglichkeit macht Zirkon zu einer geeigneten Alternative für Allergiker. Der weisse Farbton kommt vor allem Patienten zugute, die unter Zahnfleischschwund leiden. Auch wenn der Implantatkörper teilweise freiliegt, ist dies nicht sofort sichtbar. Das häufig bei Titanschraubenimplantaten bläuliche Durchschimmern bei dünner Schleimhaut wird vermieden. Ein Nachteil sind sicherlich die höheren Kosten. Diese basieren insbesondere auf einem komplexeren und aufwendigeren Herstellprozess.

Aufwändige Entwicklung eines Implantatsystems aus Zirkonoxid
Bereits in den 80-er Jahren wurde der Werkstoff Zirkonoxid zur Herstellung von Implantaten eingesetzt. Da man damals die speziellen Eigenschaften des Materials zu wenig berücksichtigte, traten viele Frakturen auf und das Material war bei den Zahnärzten schnell verpönt. Da Keramik nur eine sehr geringe plastische Verformung zulässt (Duktilität), sind die geometrische Auslegung und ein perfekter Herstellprozess wesentlich. Die anfänglichen Misserfolge treten heute bei ausgereiften Systemen nicht mehr auf. Inzwischen erzielen einteilige Systeme sehr gute Festigkeitswerte. Mehrteilige Systeme, heute der Goldstandard unter den Titanimplantaten, sind aufgrund der kleinen Wandstärken noch anspruchsvoller in der Entwicklung. Um eine optimale Festigkeit zu erreichen, sind für die Auslegung der Geometrie zahlreiche und aufwendige Berechnungen (Finite-Elemente-Analysen) notwendig. Daneben stellt die Herstellbarkeit der Teile eine weitere Herausforderung dar. Nebst den statischen Tests muss ein Implantatsystem auch dynamische Eigenschaften erfüllen, um die hohen Anforderung einer Zertifizierung zu bestehen. Ebenso wichtig sind die klinischen Randbedingungen, wie das rasche Einheilen (Osseointegration), eine möglichst geringe Ausfallrate sowie die einfache Handhabung des Systems. Ein Zahnimplantat ist es ein hochkomplexes System, welches an die Entwickler einen hohen Anspruch an Erfahrung und Wissen stellt. Ein gutes Zusammenspiel zwischen Medizinern, Materialwissenschaftlern und Ingenieuren ist essentiell.

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