„Autsch!“ – Das war´s: Der Zahn ist ab. Ein Unfall, Karies oder auch ganz einfach nur Abnutzung können unseren natürlichen Zahnkronen ganz schön zu schaffen machen. Und wenn nichts mehr zu retten ist, muss eine künstliche Krone her. Denn nur mit ihr wird der Zahn vor weiteren Beschädigungen geschützt. Vor allem aber auch benötigen wir intakte Zähne, um unsere Kaufunktion sicherzustellen. Ein beliebtes Material für Kronen sind übrigens Glaskeramiken, denn diese sind am natürlichsten.

Wird eine künstliche Krone angefertigt, steht Patienten meistens eine langwierige Behandlung bevor. So untersucht der Zahnarzt zunächst Zahn, Zahnwurzel und Zahnnerv, bevor er mit den Vorarbeiten für die Krone, dem Schleifen des Zahnes, beginnt. Dann macht er einen Kieferabdruck, so dass zur Fertigung des Zahnersatzes eine Vorlage besteht. Zur Überbrückung erhält der Patient für die nächsten Wochen ein Provisorium. Erst dann wird die fertige Krone – die zudem noch in der individuellen Zahnfarbe designt wurde – auf den einst beschädigten Zahn zementiert. Insgesamt also eine Prozedur, die bis jetzt sehr zeitaufwendig war.

Forscher brechen Dogma

Forscher des Fraunhofer Instituts für Silikatforschung ISC in Würzburg entwickelten nun eine Glaskeramik für Zähne, die nicht nur hochfest, sondern beim Patienten auch sofort einsetzbar ist. Die Entwicklung scheint fast wie eine Revolution in dem Bereich. Denn die Glaskeramik – sie besteht aus einem ungeformten (amorphen) Glasanteil und einem zusammengesetzten (kristallinen) Keramikteil ‒ galt bis dato als ausgereizt.

© Fraunhofer / Piotr Banczerowski

Das Team um Dr. Bernhard Durschang und Dr. Jörn Probst ließ sich davon nicht beirren. Ganz im Gegenteil: Gemeinsam mit den Unternehmen VITA Zahnfabrik H. Rauter GmbH & Co. KG und DeguDent GmbH schlugen sie für ihre Forschungen neue Wege ein. Sie stellten das bisherige Prinzip, bei der Herstellung den Anteil der kristallinen Phase zur Erhöhung der Festigkeit einer Krone möglichst weit nach oben zu treiben, auf den Kopf:

Wir haben stattdessen an den Eigenschaften der Glasphase gedreht – und Erstaunliches erreicht“, erläutert Durschang, der seit 1996 am Fraunhofer ISC Gläser und Glaskeramiken entwickelt. „Mischt man dem amorphen Anteil verschiedene Metalloxide zu, steigt dessen Festigkeit. Somit wandelt sich der amorphe Anteil vom unliebsamen Restglas, das man loswerden will, zu einem nützlichen Anteil, der die Gesamtfestigkeit sogar noch steigert.“

Chairside-Behandlung

Sein Kollege Probst, der seit 2002 für das Anwendungsgebiet Gesundheit am Fraunhofer ISC verantwortlich ist, ergänzt:

Unsere Glaskeramik ist mit mehr als 500 MPa deutlich fester und robuster als herkömmliche Glaskeramiken, die nur auf rund 350 MPa kommen.“

Desweiteren überzeugt das neue Material dadurch, dass ein Nachhärten im Ofen entfallen kann. Zudem weist die Glaskeramik mit ihrer zahnschmelzartigen Transluzenz in allen benötigten Farbnuancen eine hervorragende Optik auf. Somit kann der Zahnersatz optimal entsprechend der Zahnfarbe des Patienten ausgewählt werden. Und: Er wirkt dabei vollkommen natürlich. Doch das allerbeste ist, dass eine sogenannte Chairside-Behandlung möglich wird. Der Patient kann noch im Zahnarztstuhl darauf warten, bis ihm bei nur einer Behandlung seine neue Krone eingesetzt wird.

Auszeichnung: „Technik am Menschen“

Als Anerkennung für ihre Forschungsarbeit wurden die Würzburger kürzlich mit dem Preis „Technik für Menschen“ ausgezeichnet. Diesen verleiht die Fraunhofer Gesellschaft alle zwei Jahre für Forschungs- und Entwicklungsleistungen, die maßgeblich dazu beitragen, die Lebensqualität der Menschen zu verbessern. Denn diese wiederum erhält deren Leistungsfähigkeit im täglichen Leben bis ins Alter. Der Preis ist mit 50.000 Euro dotiert.

Dr. Jörn Probst & Dr. Bernhard Durschang © Fraunhofer / Piotr Banczerowski

Lange Entwicklungszeit

Das Projekt reichte von der ersten Lösungsidee über die Materialentwicklung bis zur CI-zertifizierten Produktionsanlage. Mittlerweile ist die neuartige Glaskeramik bereits bei vielen Zahnärzten im Einsatz. Der Jahresumsatz dieser Glaskeramiken bei den beiden Partnerfirmen liegt schon jetzt im zweistelligen Millionenbereich – mit jährlichen Wachstumsraten von rund 20 Prozent. Weitere Informationen zu dieser Entwicklung sind in diesem Video erklärt.