Allgemeine Zahnheilkunde

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Warum ist Dentin so belastbar und warum Zahnersatz weniger?

Quelle: © Thommy Weiss/pixelio.de
Quelle: © Thommy Weiss/pixelio.de

Die Antwort: weil keramische Materialien passiv bleiben, wenn Kräfte auf sie einwirken. Die natürliche Zahnsubstanz hingegen zieht sich zusammen und erhöht so die eigene Widerstandskraft.

Dies stellten Wissenschaftler im Rahmen einer aktuellen interdisziplinären Studie fest. Das Team um Dr. Paul Zaslansky an der Charité Berlin hat die Nanostruktur von Dentin analysiert: Mineralische Nanopartikel sind demnach in ein dichtes Netz aus Kollagenfasern eingebettet. Ziehen sich diese Strukturen zusammen, werden die Mineralteilchen komprimiert. Dabei entstehen innere Spannungen. Diese erhöhen die Belastbarkeit der Struktur und schützen die Pulpa vor Schäden. Um dieses Prinzip nachzuweisen, haben die Forscher die Feuchtigkeit in Dentinproben verändert. Messungen zeigen, wie die Spannung der Mineralpartikel zunimmt, wenn die Strukturfasern schrumpfen.

Dass Dentin durch hohe Temperaturen geschädigt werden kann, zeigen weitere Experimente: Die Verbindung zwischen Mineralpartikeln und Kollagenfasern wird geschwächt und die Belastbarkeit des Dentins nimmt ab. Der Erstautor der Studie*, Jean-Baptiste Forien, sagte: „Wir glauben, dass die inneren Spannungen zwischen Mineralpartikeln und Kollagenfasern im Gleichgewicht sein müssen. Das ist entscheidend für eine dauerhafte Belastbarkeit von Zähnen.“

Angewendet wird das Wissen um aktive Strukturen bereits in den Ingenieurwissenschaften, um Materialien für technische Anwendungen gezielt zu verstärken. Die Dentalindustrie könnte diese Mechanismen vielleicht künftig ebenfalls für keramische Materialien nutzen, um Zahnersatz noch widerstandsfähiger zu gestalten. 

Quelle: idw/ *Jean-Baptiste Forien, Claudia Fleck, Peter Cloetens, Georg Duda, Peter Fratzl, Emil Zolotoyabko, Paul Zaslansky. Compressive residual strains in mineral nanoparticles as a possible origin of enhanced crack resistance in human tooth dentin. Nano Letters. 2015 May 29. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b00143.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dagmar Kromer-Busch

Bilder soweit nicht anders deklariert: Dagmar Kromer-Busch


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