Oberflächenmodifizierung von dentalen Y-TZP Keramikimplantaten

Hochschulschrift

Zusammenfassung: Mehr als eine Million Dentalimplantate werden pro Jahr in Deutschland inseriert. Ästhetik und Verträglichkeit sprechen für keramisches Material statt für den Standardwerkstoff Titan. Für diesen Einsatz, der in Hinblick auf Festigkeit, Biokompatibilität, Be- und Verarbeitbarkeit komplexe Ansprüche stellt, ist Zirkoniumdioxid (ZrO2), genauer Yttriumoxid stabilisiertes ZrO2 (Y-TZP), geeignet. Schwachpunkt ist jedoch die geringere Toleranz von Keramik gegenüber Oberflächendefekten, die sich festigkeitsmindernd auswirken. Die Oberflächenaufrauung ist für eine bessere Einheilung in den Knochen allerdings unabdingbar. Durch Oberflächenmodifizierung im dichtgesinterten Zustand kann die Festigkeit sowohl erhöht als auch erniedrigt werden, da Strukturumwandlungen im polymorphen Y-TZP in Abhängigkeit der Herstellungsparameter stattfinden. Das Ziel dieser Arbeit ist durch holistische Analyse des Herstellungsprozesses eines Y-TZP Implantates diesen zu optimieren. Die Bewertung erfolgt in den drei Eigenschaftskategorien: Physikochemie, Mechanik, Topographie und schließt mit einer zellbiologischen Prüfung ab. Die Physikochemie wird mit drei Hydrophilierungsmethoden verändert (UV, UV-Ozon, Plasma) und optimale Behandlungsparameter werden mittels Kontaktwinkelmessungen gefunden. Die Plasmabehandlung stellt die effektivste Methode dar. Zur Konservierung der Hydrophilie wird die Lagerung unter Luftabschluss in Isopropanol (zum Erhalt der Sterilität) untersucht. Die mechanischen Eigenschaften werden durch Aufrauung im Weißzustand negativ beeinflusst. Durch Material- und Prozessanpassung wird eine Erhöhung der Festigkeit (~30 %) und der Alterungsbeständigkeit erreicht. Um der nach Aufrauung bestehenden Festigkeitsreduzierung entgegen zu wirken, wird ein Prozess zur Oberflächenverstärkung mittels Festigkeitsstrahlen (SP) für raue Oberflächen erarbeitet. Neben der Umwandlung von tetragonal zu monoklin werden weitere Strukturen in der Literatur kontrovers diskutiert. Daher werden umfassende diffraktometrische Analysen durchgeführt, um zukünftig die Festigkeitsbeeinflussungen klarer vorhersagen zu können. Nach SP lassen sich statisch und dynamisch eine um ~30% erhöhte Festigkeit am rauen Produkt belegen, während die Makrotopographie der osseointegrativen Oberfläche erhalten bleibt. Die topographischen Eigenschaften werden durch Profilmessung bestimmt und durch 3D-Oberflächenaufnahmen zur Charakterisierung von Hybridparametern für die abrundende zellbiologische Untersuchung betrachtet. In vitro schneiden alle ZrO2 Serien vergleichbar zur sandgestrahlt und geätzten Titan-Referenzoberfläche ab.

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• ISBN: 9783863602567 ; 3863602560
• Dimensions: 21 cm
• Extent: XVI, 308 Seiten
• Language: Deutsch
• Notes: Diagramme, Illustrationen ; Tag der Verteidigung: 15.10.2021 ; Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2021

References and Relationships

• Bibliographic citation: Werkstofftechnik aktuell ; Band 23

Classification and Topics

• Keyword: Zirkoniumoxidkeramik ; Yttrium ; Dotierung ; Oberflächenbehandlung ; Verfestigung ; Strahlen ; Implantatwerkstoff ; Dentalwerkstoff

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Ilmenau
• (who): Universitätsverlag Ilmenau
• (when): 2022
• Creator: Strickstrock, Monika
• Contributor: Rädlein, Edda ; Zylla, Isabella-Maria ; Geis-Gerstorfer, Jürgen ; Universitätsverlag Ilmenau ; Technische Universität Ilmenau

Further information

• Table of contents: https://d-nb.info/1267524456/04
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• Last update: 11.03.2025, 11:56 AM CET