In dieser Kooperation wird versucht die organische Matrix von Zahnkompositen auf molekularer Ebene zu verändern. Hierfür werden neue Vinylcyclopropane synthetisiert, welche die Methacrylatkomponenten ersetzen. Durch den Austausch der Moleküle entsteht ein Netzwerk, welches weniger schrumpft und somit Mikrorissen entgegenwirkt. Dadurch wird das Risiko von sekundärer Karies gesenkt und die Lebensdauer von Füllungen erhöht.
Eingereicht von: Dipl.-Ing. Sebastian Schörpf
Firma/Universität: TU Wien
Homepage: www.tuwien.ac.at
Kooperationspartner: TU Wien, Ivoclar Vivadent AG
Komposite werden für zahnmedizinische Restaurationen seit über 50 Jahren verwendet und stellen mittlerweile eine gute Alternative zu Amalgam dar. Vor allem durch ihren geringen Preis, die gute Formbarkeit und die herausragende Ästhetik konnten sich solche Zahn-Komposite erfolgreich in der Zahnmedizin etablieren. Die organische Matrix besteht hauptsächlich aus Monomeren wie Dimethacrylaten und Additiven (z.B. Initiatoren, Stabilisatoren, Pigmenten,…). Bevor das Komposit ausgehärtet wird liegen die Monomere mit einer Van-der-Waals Distanz untereinander vor, welche sich während des Aushärtens zu einer kovalenten Bindung umformt. Durch die Ausbildung/Umformung in eine kovalente Bindung rutschen die Monomere näher zusammen und dies führt zu einem Volumenschrumpf während der Photopolymerisation. Dieses Schrumpfverhalten ist eine der größten Herausforderungen für Forschung und Industrie. Durch die zusätzlich auftretende Schrumpfspannung bilden sich Mikrorisse wodurch die Langlebigkeit der Füllung beeinträchtigt wird und der erneute Befall von Karies schneller eintreten kann.
Zyklische Monomere wie Vinylcyclopropane (VCPs) weisen einen signifikant reduzierten Volumenschrumpf bei der Photopolymerisation auf und sind in der Entwicklung von schrumpfarmen Kompositen eine gute Alternative für Methacrylate. In der Arbeit von Dipl.-Ing. Sebastian Schörpf wurde die Synthese von neuen difunktionellen VCPs beschrieben und die Reaktivität mittels Photo-dynamischer Differenzkalorimetrie untersucht. Als Photoinitiator wurde für diese Untersuchungen Bis(4-methoxybenzoyl)diethylgermane (Ivocerin®) verwendet. Mit der Echtzeit NIR Photoreheologie Messung wurde das rheologische Verhalten (Zeit bis zum Gelieren, polymerisationsinduzierte Schrumpfkraft) und das chemische Verhalten (Doppelbindungsumsatz am Gelpunkt, finaler Doppelbindungsumsatz) der synthetisierten VCPs in situ während der Aushärtung untersucht. Komposite, basierend auf VCPs, weisen eine signifikante Reduktion des Volumenschrumpfes und der Schrumpfkraft im Vergleich zu den methacrylat-basierenden Materialien auf und besitzen zusätzlich sehr gute mechanische Eigenschaften.