3D-gedruckt und bioaktiv: Zahnersatz setzt Chlorhexidin frei
Marius Behnecke, Promovend an der Hochschule Osnabrück, forscht im Rahmen seiner kooperativen Promotion gemeinsam mit der Universität Osnabrück an einem innovativen Ansatz: der Entwicklung bioaktiver Zahnersatzmaterialien aus dem 3D-Drucker: jetzt gibt es einen ersten Durchbruch.
Im Zentrum der Forschung steht ein Zahnersatz, der nicht nur die mechanischen Anforderungen erfüllt, sondern auch mit dem antiseptisch wirkenden Medikament Chlorhexidin angereichert ist. „Ziel ist es, ein Material zu entwickeln, das Entzündungen aktiv vorbeugt und gleichzeitig den hohen zahnmedizinischen Ansprüchen gerecht wird – stets mit dem Fokus auf die Gesundheit der Patientinnen und Patienten“, erklärt Behnecke seinen Ansatz.
Vorteile für Patienten und Gesundheitssystem
Der Einsatz bioaktiver Werkstoffe im Zahnersatz bietet gleich mehrere Vorteile. Der enthaltene Wirkstoff wird lokal und in exakt dosierter Menge freigesetzt, was systemische Nebenwirkungen minimieren kann. Darüber hinaus ermöglicht der 3D-Druck eine passgenaue Fertigung, die auf die individuellen anatomischen Gegebenheiten der Patientinnen und Patienten abgestimmt ist.
Auch aus Sicht der Nachsorge bietet das neue Material Potenzial: Die antiseptischen Eigenschaften können das Risiko für Infektionen verringern, die Pflege erleichtern und somit die Gefahr schlecht erreichbarer „toter Winkel“ im Mundraum reduzieren. „Langfristig könnte dies nicht nur die Patientensicherheit erhöhen, sondern auch Kosten sparen – sowohl für die Versicherten als auch für das Gesundheitssystem“, so der Nachwuchsforscher weiter.
Technologische Herausforderungen bei der Herstellung
Die Entwicklung des Materials ist technisch jedoch recht anspruchsvoll. Die Basis bildet eine Mischung aus flüssigen Kunststoffen (Monomeren), feinen Glaspartikeln und dem Wirkstoff Chlorhexidin. Diese Komponenten müssen homogen kombiniert werden, damit sie sich im 3D-Druckverfahren verarbeiten lassen. „Die gleichmäßige Verteilung des Wirkstoffs sowie die Stabilität der Mischung während des Druckprozesses sind zentrale Herausforderungen“, erklärt Behnecke.
Der Druck selbst erfolgt schichtweise, wobei jede Lage mittels UV-Licht ausgehärtet wird. Dabei müssen Belichtungszeit und -intensität so justiert sein, dass der Wirkstoff nicht beschädigt wird und gleichzeitig die Festigkeit des Endprodukts gewährleistet ist. Ein weiterer Aspekt: Die Menge und Dauer der Wirkstofffreisetzung müssen exakt bestimmt werden, um eine therapeutisch wirksame Dosis zu garantieren.
Wichtig ist Behnecke auch die Praxistauglichkeit: Die neuen Materialien sollen mit gängigen 3D-Druckern verarbeitet werden können, wie sie heute bereits in Zahnarztpraxen und Dentallaboren im Einsatz sind – ohne Investitionen in teure Spezialgeräte.
Perspektiven über die Zahnmedizin hinaus
Das Potenzial bioaktiver Materialien gehe zudem über den Einsatz in der Zahnmedizin hinaus. Auch in anderen Bereichen wie der Implantologie oder Orthopädie könnten solche Werkstoffe zukünftig eine wichtige Rolle spielen. „Die Arbeit von Marius Behnecke ist ein Beispiel dafür, wie interdisziplinäre Forschung und neue Technologien die Medizintechnik voranbringen können – zum direkten Nutzen für Patientinnen und Patienten und das gesamte Gesundheitssystem“, sagt Prof. Dr. Svea Petersen, Betreuerin der Promotion und Professorin für Chemie und Oberflächenmodifikation polymerer Biomaterialien an der Hochschule Osnabrück.
Mit seiner Forschung an der Schnittstelle von Materialwissenschaft, 3D-Druck und Medizin leiste Behnecke einen Beitrag zur patientenorientierten Weiterentwicklung der Gesundheitsversorgung – passgenau, wirksam und zukunftsweisend.
Weitere Informationen zum Projekt: Hochschule Osnabrück