Oberflächenfunktionalisierung dentaler Zirkonoxid-Implantate mittels bioaktiver Glasbeschichtungen aus dem System SiO2-Na2O-K2O-CaO-MgO-P2O5

Kirsten, Armin; Fischer, Horst; Telle, Rainer

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-52770

Oberflächenfunktionalisierung dentaler Zirkonoxid-Implantate mittels bioaktiver Glasbeschichtungen aus dem System SiO2-Na2O-K2O-CaO-MgO-P2O5 = Surface functionalization of dental zirconia implants using bioactive glass coatings from the system SiO2-Na2O-K2O-CaO-MgO-P2O5

Kirsten, Armin

2015

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Armin Kirsten

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2015

UmfangVIII, 172 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2014

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Fischer, Horst (Thesis advisor)^RWTH* ; Telle, Rainer (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2014-10-24

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-52770
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/462429/files/5277.pdf
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/462429/files/5277.pdf?subformat=pdfa

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Biomaterial (Genormte SW) ; Wärmeausdehnung (Genormte SW) ; Zahnimplantat (Genormte SW) ; Bioaktives Glas (frei) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; bioactive glass (frei) ; dental implant (frei) ; thermal expansion (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Dentale Implantate weisen meist eine mikrostrukturierte Oberfläche auf, um das Einwachsen in den Knochen zu verbessern. Solche Mikrostrukturen können jedoch Entzündungen verursachen, wenn sie aus dem Kieferknochen in den Mundraum hineinragen. Eine degradierbare Glasbeschichtung auf einem glatten Zirkonoxid-Implantat könnte das Entzündungsrisiko hingegen verringern. Hierzu müsste sich die mikrostrukturierte Beschichtung im Speichel auflösen und eine glatte Oberfläche freigeben, welche dann leicht zu reinigen ist. Um diese Zielsetzung zu verfolgen, wurden neuartige Gläser synthetisiert, in Suspensionsform auf Zirkonoxid-Implantate aufgesprüht, gesintert und mikrostrukturiert. Die Verbundfestigkeit der Glasbeschichtungen sowie die Festigkeit des Zirkonoxids wurden untersucht. Bioaktivität, Degradation und Zellverträglichkeit der neuartigen Gläser wurden analysiert. Die Glasschichten überstanden Insertionsversuche unbeschadet. Der beschichtete Substratwerkstoff wies bei vergleichbarem Weibull-Modul eine deutlich höhere Festigkeit auf als das mikrostrukturierte Implantat-Material. Die Glasschichten waren bioaktiv, degradierbar und zytokompatibel. Diese In-Vitro-Ergebnisse offenbaren ein großes Potenzial der neuartigen Glasbeschichtungen für eine potenzielle Verminderung des Entzündungsrisikos bei dentalen Implantaten. Dies muss jedoch durch nachfolgende In-Vivo-Studien bestätigt werden.

Dental implants usually exhibit a microstructured surface to improve their osseointegration behavior. However, such microstructures can cause inflammation once they protrude out of the jawbone into the oral cavity. A degradable glass coating on a smooth zirconia implant could reduce the risk of inflammation. Therefore the microstructured surface should degrade in saliva to uncover a smooth surface which is easily cleanable afterwards. To achieve this goal, novel glasses were synthesized, sprayed as slurry onto zirconia implants, sintered and microstructured. Bond strength of the glass coatings and bending strength of the substrate material was investigated. Bioactivity, degradation behavior and cytocompatibility of the glasses were analyzed. The novel glass coatings survived the insertion tests unscathed. The coated zirconia showed a distinct higher strength with a comparable Weibull modulus compared to the microstructured implant material. The glass coatings were bioactive, degradable and cytocompatible. These in vitro results reveal a high potential of the novel glass coatings for a reduction of inflammation risk of dental implants. However, this behavior has to be confirmed by subsequent studies in vivo.

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