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CME-Beitrag3D-gedrucktes Prothesenmaterial: Festigkeit und Reparierbarkeit
| 3D-gedruckte herausnehmbare Prothesen haben gute physikalische Eigenschaften. Forscher machen sich weiter Gedanken, wie die Biegefestigkeit dieser Versorgungen verbessert und bei einer ggf. notwendigen Reparatur die Scherhaftfestigkeit an der Verbundfläche erhöht werden kann. |
Nachhärtung verbessert Biegefestigkeit
Dass eine Prothese vom Material her stabiler ist und weniger schnell bricht, senkt das Risiko für ein eventuell notwendiges Reparaturszenario. Eine Studie [1] untersuchte den Einfluss der Postpolymerisation eines 3D-gedruckten Prothesenbasispolymers auf seine
- Oberflächeneigenschaften,
- Biegefestigkeit und
- Zytotoxizität.
Dazu wurden Probekörper (n=172) aus einem Prothesenbasismaterial (V-Print dentabase) additiv hergestellt und anschließend mit verschiedenen Lichthärtungsgeräten weiter nachgehärtet (Otoflash G171, Labolight DUO, PCU LED und LC-3DPrintbox). Als Referenzmaterial diente Polymethylmethacrylatharz (PalaExpress Ultra).
Die verschiedenen Nachhärtungsmethoden beeinflussten Oberflächentopografie und Rauheit der Proben nicht signifikant. Allerdings war bei den mit PCU LED und der LC-3D Printbox nachgehärteten Proben eine signifikant höhere Biegefestigkeit als bei den anderen Geräten und beim Referenzmaterial festzustellen. Ursächlich dafür könnten laut den Forschern die unterschiedlichen Wellenlängen der Nachhärtungsgeräte gewesen sein. Weiterhin reduzierte die Nachhärtung in den verschiedenen Geräten effektiv die zytotoxischen Wirkungen des 3D-gedruckten Prothesenbasispolymers.
Adhäsionsbruch bei reduzierter Scherhaftfestigkeit
Eine deutsch-chinesisches Team untersuchte die Reparierbarkeit eines 3D-gedruckten Prothesenbasismaterials [2]. Dazu wurden Proben (n=224; Material: Freeprint®denture, Drucker: Rapid Shape D30II) auf ihre Scherhaftfestigkeit und Ausfallarten nach Oberflächenbehandlung und künstlicher Alterung gemessen (die Hälfte der Proben wurde künstlich gealtert, die andere Hälfte nicht). Anschließend wurden als vorbereitende Oberflächenbehandlung für die Reparatur der Prothesenbasis mit dem gleichen 3D-Druckmaterial entweder
- 1. ein Monomer aufgetragen (Methylmethacrylat für 120s) oder
- 2. mit Siliziumkarbidpapier abgeschliffen (P600) oder
- 3. sandgestrahlt (125μm Aluminiumoxid mit 2 bar) oder
- 4. keine Maßnahme durchgeführt.
Es zeigte sich, dass bei den nicht gealterten Proben keine signifikanten Unterschiede in der Scherhaftfestigkeit vorlagen. Im Fall eines Misserfolges lag ein kohäsiver Bruchtyp vor. Bei den gealterten Proben wurden bei den Proben ohne Oberflächenbehandlung und bei denen mit Monomerauftrag statistisch niedrigere Werte für die Scherhaftfestigkeit als bei den Proben mit den anderen Oberflächenbehandlungen festgestellt. Bei den Proben mit der reduzierten Scherhaftfestigkeit traten hauptsächlich Adhäsionsfehler an der Grenzfläche auf.
Günstige Reparatur 3D-gedruckten Prothesenbasismaterials
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass das 3D-gedruckte Prothesenbasismaterial eine günstige Reparierbarkeit zeigte: Im Fall einer nicht gealterten Versorgung sei die Scherhaftfestigkeit an der Verbindung zwischen Reparaturstelle und Basis zufriedenstellend und zusätzliche Oberflächenbehandlungen könnten nicht zwingend erforderlich sein. Anders bei gealterten Prothesenoberflächen – diese könnten eine signifikant reduzierte Scherhaftfestigkeit nach sich ziehen. Deshalb empfehlen sie hier, unbedingt eine der genannten subtraktiven Oberflächenbehandlungen durchzuführen.
Das Wichtigste in Kürze |
Die Biegefestigkeit von 3D-gedruckten Prothesenmaterialien kann durch geeignete Nachhärtungsmethoden verbessert werden. Ist eine Reparatur einer 3D-gedruckten Prothesenbasis notwendig, sollte die Oberfläche der Grenzfläche zunächst aufgeraut werden, um die Scherhaftfestigkeit an der Verbundfläche zu erhöhen. |
- [1] Li P, Lambart AL, Stawarczyk B, Reymus M, Spintzyk S. Postpolymerization of a 3D-printed denture base polymer: Impact of post-curing methods on surface characteristics, flexural strength, and cytotoxicity. J Dent. 2021 Dec;115:103856. doi.org/10.1016/j.jdent.2021.103856.
- [2] Li P, Krämer-Fernandez P, Klink A, Xu Y, Spintzyk S. Repairability of a 3D printed denture base polymer: Effects of surface treatment and artificial aging on the shear bond strength. J Mech Behav Biomed Mater. 2021 Feb;114:104227. doi.org/10.1016/j.jmbbm.2020.104227.
AUSGABE: ZR 6/2023, S. 16 · ID: 49424665