die 3 besten materialien für den dental-3d-druck

im vergleich zu herkömmlichen subtraktiven fertigungsverfahren ermöglicht der 3d-druck mithilfe von fortschritten in der formtechnologie und den materialien die erstellung komplexer geometrien mit höherer präzision und genauigkeit sowie eine individuelle anpassung des endprodukts auf effiziente und kostengünstige weise.

im dentalbereich, wo individuelle anpassungen sehr gefragt sind, haben fortschritte in der 3d-drucktechnologie und bei materialien die klinischen behandlungsmethoden und -ansätze verändert und die klinischen behandlungszyklen und -ergebnisse verbessert. aufgrund der höheren präzision, effizienz und zunehmenden zugänglichkeit der 3d-drucktechnologie entwickelt sich der 3d-druck schnell zur methode der wahl für die computergestützte fertigung (cad) in der zahnmedizin.

im hinblick auf 3d-druck-technologielösungen und die hauptkomponenten der materialien lassen sich dental-3d-druckmaterialien in drei hauptkategorien einteilen: polymere, metalle und keramiken.

1. polymere

polymere sind die am häufigsten verwendeten materialien in zahnmedizinischen 3d-druckanwendungen und zeichnen sich durch ein breites anwendungsspektrum, niedrige kosten und eine einfache herstellung aus.

zu den polymertypen gehören polyetheretherketon (peek), polycaprolacton (pcl), polymethylmethacrylat (pmma), polymilchsäure (pla), polymilchsäure-hydroxyessigsäure-copolymer (plga) und uv-empfindliche harze.

da beim 3d-druck der schicht-für-schicht-druck und die kumulative stapelung zum aushärten und formen verwendet werden, müssen dem material zusatzstoffe hinzugefügt werden (im lichthärtungsschema muss das material dem für die aushärtung erforderlichen initiator, monomer und präpolymer zugesetzt werden). und formen) und die mechanischen eigenschaften des materials sind in der regel schlechter als diejenigen, die mit herkömmlichen methoden hergestellt werden. obwohl es im vergleich zu herkömmlichen spritzgussverfahren (polymerisation und spritzpressen) erhebliche unterschiede in der abriebfestigkeit und den mechanischen eigenschaften gibt, erfüllen sie dennoch die iso-normen für verschiedene dentalanwendungen.

unter den polymeren werden uv-lichtempfindliche harze aufgrund ihrer hohen präzision und geschwindigkeit am häufigsten in der zahnmedizin eingesetzt. ihre technologischen lösungen entwickeln sich rasch weiter, wobei in den drei hauptbereichen kieferorthopädie, prothetik und implantate verschiedene neue materialien und anwendungen entstehen. permanente kronen für restaurationen, all-on-x für vollimplantate und der direktdruck von kieferorthopädischen apparaturen und retainern mit memory-funktion sind neue lösungen, die in den letzten zwei jahren entstanden sind und von ärzten und patienten zu hause nach und nach akzeptiert und anerkannt werden und im ausland.

im vergleich zu herkömmlichen dentalharzen weisen 3d-gedruckte lichtempfindliche harze nachweislich eine überlegene biokompatibilität auf, und diese biokompatibilität kann durch nachbehandlungsmethoden wie reinigung und nachhärtung weiter verbessert werden.

zu den legierungsmetallen, die für den 3d-dentaldruck verwendet werden, gehören titan (ti) und kobalt-chrom (co-cr), und die mechanischen eigenschaften der legierungen sind ideal für viele dentalanwendungen. 3d-gedruckte legierungen bieten im vergleich zu herkömmlichen gussverfahren überlegene mechanische eigenschaften, aber die schnittstelle zwischen dem 3d-gedruckten metall und der keramikverbindung muss verbessert werden, um der präzision zu entsprechen, die mit herkömmlichen gussverfahren erzielt wird. 3d-gedruckte kobalt-chrom-legierungen haben im vergleich zu herkömmlichen gussverfahren höhere härtewerte (371 ± 10hv), höhere präzision und konsistenz sowie eine bessere passform.

der metall-3d-druck wird derzeit in zahnmedizinischen anwendungen eingesetzt, um metallschichten in porzellanzähnen (kronen oder brücken), metallbrackets für kieferorthopädische oder restaurative zwecke und metallrahmen (stege) in zahnimplantaten für den gesamten mund zu erzeugen. dieser prozess ist schneller und kostengünstiger wirtschaftlich und lässt sich vielfältige individuelle geometrien einfacher realisieren als mit subtraktiven frästechniken.

3. keramik

keramikmaterialien gelten aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen eigenschaften, biokompatibilität, abwesenheit von kontroversen wie ionenfreisetzung oder korrosion, guter abrieb- und korrosionsbeständigkeit (langzeitstabilität) sowie ästhetischer eigenschaften als die besten materialien für zahnrestaurationen.

keramikmaterialien werden basierend auf dem substrat weiter in glas-, zirkonoxid- und aluminiumoxidkeramiken eingeteilt.

in der praxis ist zirkonoxid das am weitesten verbreitete material und wird oft als „keramikstahl“ bezeichnet. es wird häufig im bereich der prothetik eingesetzt, typischerweise zur herstellung von kronen, festsitzendem zahnersatz (fdps) und defektorientierten restaurationen (z. b. okklusalveneers) sowie zur herstellung von zahnimplantaten und implantatgetragenen restaurationskomponenten.

darüber hinaus können mit dem keramischen 3d-druck komplexe, patientenspezifische implantate hergestellt werden; es findet zahlreiche anwendungsmöglichkeiten im bereich der kraniomaxillofazialen chirurgie und der behandlung von knochendefekten im kiefer.

die größte herausforderung bei 3d-drucktechnologielösungen für den druck von keramik ist ihr hoher schmelzpunkt und die beim abkühlprozess entstehende rissbildung. darüber hinaus beeinflussen die eigenschaften des rohmaterials seine porosität und seine endgültigen mechanischen eigenschaften. die mechanischen eigenschaften des fertigen produkts sind aufgrund der unterschiedlichen substrattypen für keramikmaterialien, der unterschiede in der 3d-druckertechnologie und der lichtquellen, der großen formenvielfalt der zielrestaurationen sowie der unterschiede bei den drucksteuerungen und -parametern inkonsistent.

derzeit erfordern keramische materialien sowie drucktechniken weitere forschung, erforschung und tests.