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Universität Basel

Die künstliche Mundhöhle

Gabriel Krastl, Roland Weiger

Defekte Zähne werden heute durch eine Vielzahl von Materialien restauriert. Bei experimentellen Untersuchungen kommen dabei zum Beispiel Maschinen zum Einsatz, die die Wirkung jahrelangen Kauens simulieren.

Restaurierter Zahn im Kausimulator. Für die Belastung werden natürliche<br/>Schmelzhöcker eingesetzt. Gleichzeitig wird der Zahn abwechselnd<br/>mit heissem und kaltem Wasser umspült.
Restaurierter Zahn im Kausimulator. Für die Belastung werden natürliche
Schmelzhöcker eingesetzt. Gleichzeitig wird der Zahn abwechselnd
mit heissem und kaltem Wasser umspült. ©  Universitätskliniken für Zahnmedizin Basel

Wer leistet schon gerne Schwerstarbeit bei widrigsten Umgebungsbedingungen? Unsere Zähne tun es: Unter ständigem Feuchtigkeitseinfluss und beträchtlichen Temperaturschwankungen werden im Lauf des Lebens durchschnittlich 20 Tonnen Nahrungsmittel zerkaut. Und trotzdem gibt es offenbar keinen andern Teil des menschlichen Körpers, von dem man sich so leicht trennt wie von einem Zahn. Der Ersatz eines Zahns ist, etwa durch ein Implantat, auf vielfache Art möglich. Dennoch ist der Erhalt eines «angeschlagenen» Zahns bis ins hohe Alter aus verschiedenen Gründen vorzuziehen – und damit steht der Zahnerhalt im Fokus jeder zahnärztlichen Tätigkeit. Defekte an der Zahnkrone, die durch Karies oder einen Unfall entstehen, können mit verschiedenen Restaurationsmaterialien versorgt werden. Während in der Vergangenheit oft metallische Werkstoffe wie Amalgam oder Gold zum Einsatz kamen, sind diese heutzutage fast ganz durch ästhetische Werkstoffe auf Keramik- oder Polymerbasis ersetzt worden. Moderne Klebetechniken ermöglichen die Herstellung eines sicheren Verbunds zwischen Zahn und Restauration. Bei grösseren Defekten ist eine Verankerung der Restauration im Wurzelkanal erforderlich, wobei zunehmend glasfaserverstärkte Stifte verwendet werden. In den letzten Jahrzehnten ist eine Vielzahl moderner Materialien entwickelt worden. Es gibt verschiedene Methoden, um ihre Leistungsfähigkeit zu testen. Ein weitgehend naturgetreues Modell der Bedingungen in der Mundhöhle bieten sogenannte Kausimulationsmaschinen: Im Experiment können restaurierte Zähne untersucht und mit verschiedenen Kräften aus unterschiedlichen Richtungen belastet werden (siehe Bild). Gleichzeitig wird dabei der Zahn abwechselnd mit kaltem und warmem Wasser umspült. Rund 1,2 Millionen Kauzyklen können so innerhalb einer Woche eine klinische Tragzeit von fünf Jahren simulieren. Nach dieser Ermüdungsbelastung wird zum Beispiel die Qualität der Füllungsränder unter dem Rasterelektronenmikroskop analysiert. Ein dauerhaft spaltfreier Übergang zwischen Restauration und Zahnhartsubstanz ist eine wesentliche Voraussetzung für die spätere Verwendung am Patienten. Anders als die Ermüdungsbelastung im Kausimulator sind andere Testmaschinen in der Lage, maximale Kaukräfte zu simulieren, wie sie etwa durch versehentliches Kauen auf einer Nussschale auftreten können. Die auf den Zahn einwirkende Kraft wird dabei langsam gesteigert, bis es zur Fraktur kommt. Solche Untersuchungen erlauben einen Vergleich verschiedener Werkstoffe und auch Präparationsdesigns im Hinblick auf ihre Eignung zur Stabilisierung geschwächter Zähne – etwa das Beschleifen der Zahnhartsubstanz, um eine bestimmte Hohlform zu erzielen. Ein weiterer Parameter ist die Verschleissfestigkeit. Aus klinischer Sicht gilt es Materialien zu entwickeln, die sich dabei ähnlich verhalten wie der natürliche Zahnschmelz. Ist das Material zu weich, wird es nach wenigen Jahren abgenutzt, dagegen führt ein zu hartes Material zu einem übermässigen Verschleiss des Schmelzes am Gegenzahn.

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