Im Rahmen des DFG-Projekts IXdent untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) gemeinsam mit der Forschungsgruppe SyncLab (TU Berlin und Helmholtz-Zentrum Berlin) und der Charité Berlin Schädigungsmechanismen von Zähnen mit Zahnersatz. Ziel des Projekts ist es, Veränderungen frühzeitig zu erkennen, um die Dauerfestigkeit zu verbessern.
Verbund als „dentale Interzone“
Bei der Behandlung von kariesgeschädigten Zähnen werden Materialien wie Keramik, Kunststoff oder Metalle als Zahnersatz eingesetzt, um eine dauerhafte Haltbarkeit zu erreichen. Das gesunde Zahngewebe und der Zahnersatz werden dabei durch eine Zwischenschicht verbunden. Diese „dentale Interzone“ degradiert meist im Laufe der Zeit und macht weitere Behandlungen notwendig. Bislang gibt es kaum Daten zur Alterung und den Schadensmechanismen in diesem Bereich der Zähne.
Zerstörungsfreie Prüfung auf Poren und Risse
Die BAM setzt für die Erforschung der Schädigungsmechanismen Röntgen-Refraktions-Techniken ein. Sie erlauben eine zerstörungsfreie Prüfung und Quantifizierung innerer Defekte in Materialien, wie beispielsweise von Poren und Rissen. In der Projektbeschreibung der DFG heißt es dazu: „Die Verfolgung der Degradation ist eine Herausforderung, da sie sich in ihren Hauptbestandteilen (leichte Elemente dominieren im natürlichen Zahngewebe, während schwere Elemente für Füllungen typisch sind), Dichte und Struktur unterscheiden.
Ziel dieses Projekts ist es, eine multimodale quantitative Bildgebungsmethode zu entwickeln, die an dentale Interzonen angepasst ist, indem Synchrotron-Röntgenrefraktion (SXRR) und Tomographie (SXRRCT) sowie Mikro-Röntgen-CT-Bildgebung (µXCT) mit Mikro-Röntgenfluoreszenz (µXRF) in zwei und drei Dimensionen gekoppelt werden. Diese Entwicklung umfasst die Anpassung der verschiedenen Verfahren an die Untersuchungsgegenstände, die Kopplung (Registrierung) der multidimensionellen Daten sowie die quantitative Auswertung und Fehlerbetrachtung, um die Methodik in ein analytisches Werkzeug zu überführen. Zukünftig soll diese Methode auch in der Zahnforschung eingesetzt werden, um frühzeitig Alterungsprozesse und Veränderungen an Zähnen sichtbar zu machen.“
Gleichzeitig untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Forschungsgruppe SyncLab die Grenzflächen zwischen Füllung und Dentin mittels Röntgenfluoreszenz. Der Ansatz soll Aufschluss geben über die chemische Stabilität von Füllungen und klären, inwieweit Komponenten des Füllmaterials mit der Zeit in das Dentin des Zahns diffundieren. Durch die Kombination dieser Untersuchungsmethoden hoffen die Forschenden, Schädigungsmechanismen besser zu verstehen, um dann zielgerichtet nachhaltige Behandlungsmethoden zur Zahnerhaltung (zum Beispiel im Falle einer Zahnrestauration) zu entwickeln. Informationen zur Projektbeschreibung der DFG gibt es hier.
