Leiter: Prof. Dr. rer. nat. Dieter Dirksen
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In der Zahnheilkunde wird eine Vielzahl von Werkstoffen verwendet: Reinmetalle und Legierungen, elastische und starre Polymere, Keramiken und Gläser, Gipse und Zemente, dazu Naturprodukte wie Alginate, Harze und Wachse. Die bei der Versorgung der Patienten mit Zahnersatz erforderliche individuelle Formgebung setzt in der Regel eine aufwändige Verarbeitung mit entsprechenden potentiellen Fehlerquellen voraus. Daneben gewinnen computergestützte Systeme immer mehr an Bedeutung, die die Planung von Form und Farbe des Ersatzes unterstützten und zum Teil dessen Fertigung direkt am Behandlungsplatz aus einem Rohling ermöglichen. Die richtige Indikation und eine korrekte Verarbeitung der Werkstoffe setzen die Kenntnis ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften sowie der zum Einsatz kommenden Technologien voraus. Eine Aufgabe der Werkstoffkunde ist es, diese Kenntnisse in der zahnmedizinischen Aus- und Fortbildung zu vermitteln und über neue Entwicklungen zu informieren. Die Forschung bemüht sich, oft in enger Kooperation mit der Dentalindustrie, sowohl neue Werkstoffe und Technologien zu erarbeiten, als auch Bekanntes zu optimieren. Hier spielen Untersuchungen zur Biokompatibilität von Werkstoffen und ihrer Beständigkeit gegenüber dem Mundmilieu und die Prüfung insbesondere der mechanischen Eigenschaften eine wichtige Rolle. Die klassischen Methoden der Werkstoffkunde werden dabei durch neue bildgebende optische Messverfahren ergänzt. Diese Verfahren sollen nicht nur für die medizinischen Aufgabenstellungen zum Einsatz gebracht, sondern auch aktiv weiterentwickelt werden mit dem Ziel, dem ZMK-Zentrum hier im Forschungsbereich einen technologischen Stellenwert zu sichern. Insbesondere zählen dazu:
Optische Topometrie
Durch die Verbindung stereoskopischer 3D-Messtechniken mit digitalen Analyseverfahren aus dem Bereich „Computer Vision“ und aktiven optischen Techniken zur Musterprojektion entsteht ein Messwerkzeug, mit dem eine automatisierte, hochgenaue Erfassung der Geometrie biologischer und technischer Oberflächen möglich ist. Die Anwendungsgebiete reichen von der Planung prothetischer Behandlungsmittel über die medizinische Qualitätssicherung bis zur Materialprüfung.
Farbmetrik
Insbesondere bei der Planung und Gestaltung prothetischer Mittel für sichtbare Haut- und Zahnoberflächen liefert die quantitative Erfassung wahrgenommener Farbvalenzen und -abweichungen Ansätze für eine Verbesserung der prothetischen Versorgung. Darüber hinaus lassen sie sich als Indikator bei der Beurteilung von Wundheilungsprozessen im Rahmen der Qualitätssicherung einsetzen.
Kohärent-optische Messverfahren (Interferometrie, digitale Holografie)
Durch Ausnutzung der Welleneigenschaften des Laserlichts lassen sich Deformationen von Materialoberflächen mit außerordentlicher Empfindlichkeit im Sub-Mikrometerbereich quantitativ erfassen. Dadurch ergeben sich insbesondere weit reichende Möglichkeiten zur zerstörungsfreien Materialprüfung, da eine individuelle Prüfung kritischer Elemente, die sich im Anschluss noch einsetzen lassen, ermöglicht wird. Diese Technologien sollen im Zuge von Kooperationen, insbesondere im Rahmen von Drittmittelprojekten, auch anderen klinischen Bereichen zugänglich gemacht werden.
