Adaptive Multimateriale kieferorthopädische Aligner mittels Dual-Wellenlängen-3D-Druck (AMOA3D)

Programm

KLWPT 24/26, KLWPT 24/26, Kreislaufwirtschaft und Produktionstechnologien 2024

Projektkoordination

Montanuniversität Leoben

Projektpartner

• Danube Private University
• Polymer Competence Center Leoben GmbH
• Luxinergy GmbH

Projektbeteiligte an der DPU

• Univ.-Prof. Dr. Constantin von See, MaHM MSc
• Univ.-Prof. Dr. Christoph Kleber
• Ass. Prof. Dr. med. dent. Michael Moncher

Projektbeschreibung

Viele erwachsene Patienten empfinden festsitzende Zahnspangen als ästhetisch unangenehm und bevorzugen daher und aus Komfortgründen eine Behandlung mit kieferorthopädischen Alignern. Diese Zahnschienen sind durchsichtig, so dass man sie kaum wahrnimmt, und herausnehmbar, wodurch die Mundhygiene erheblich erleichtert wird. Im Allgemeinen können mit Alignern Zähne bewegt und leichte bis mittelschwere Fehlstellungen korrigiert werden. Sie werden entweder manuell vom Zahntechniker oder industriell von kommerziellen Anbietern hergestellt.
In den letzten Jahren wurden Versuche unternommen, Zahnschienen direkt mit DLP-basierter Stereolithographie zu fertigen, wodurch zeitaufwändige Prozessschritte vermieden und teure Materialien eingespart werden können. Wesentliche Nachteile dieses Konzeptes sind jedoch, dass I. geringere Kräfte auf die Zähne ausgeübt werden können als bei konventionell hergestellten Alignern und II. die Spannungsrelaxation in der Schiene sehr schnell erfolgt. Beides wirkt sich negativ auf die Behandlungsdauer und den Behandlungserfolg aus und macht die Korrektur schwerer Fehlstellungen technisch unmöglich.
Der im Rahmen von AMOA3D verfolgte Ansatz ermöglicht die Realisierung von Mehrschichtsystemen, die Aligner-Architekturen mit höherer Zähigkeit und geringerer Kriechneigung und Spannungsretention erlauben. Durch die Schaffung lokal steiferer Bereiche und die Implementierung weicher aktiver Funktionalitäten kann die Kraft auf den fehlausgerichteten Zahn erhöht werden. Mit dem erfolgreichen Abschluss des Projektes wird der Grundstein für ein Verfahren (TRL4) gelegt, das eine kostengünstige und wirtschaftliche Herstellung von Alignern ermöglicht und komplexe Fehlstellungen effizient behandeln lässt.
Zahnfehlstellungen sind in der Bevölkerung weit verbreitet und können nicht nur die Lebensqualität beeinträchtigen, sondern auch zu medizinischen Problemen führen. Aufgrund der ästhetischen und medizinischen Nachteile von festsitzenden Zahnspangen setzen Kieferorthopäden zunehmend transparente Aligner ein. Die Schienentherapie ist einer der sich am schnellsten entwickelnden Bereiche der Kieferorthopädie. Es wird erwartet, dass der globale Markt zwischen 2024 und 2032 mit einer jährlichen Rate von 25,2 % wachsen wird.
Das Projekt AMOA3D wird einen wesentlichen Beitrag zu den Nachhaltigkeitszielen leisten. Durch den Einsatz der Stereolithographie wird das Abfallaufkommen im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren deutlich minimiert. Bei der additiven Fertigung kommt nur das für das Produkt benötigte Material zum Einsatz, wodurch der ökologische Fußabdruck reduziert wird. Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung nachhaltiger, recyclebarer Photopolymerharze, die eine geringere Auswirkung auf die Umwelt haben. Durch die Verringerung des Zeit- und Kostenaufwands für kieferorthopädische Behandlungen macht dieses Projekt fortschrittliche Zahnbehandlungen für eine breitere Bevölkerungsschicht zugänglicher und erschwinglicher und trägt damit sowohl zur sozialen als auch zur wirtschaftlichen Nachhaltigkeit bei.

Mehr über das Projekt