Aus der Grundlagenforschung

Keramikschicht verbessert den Einsatz von Scanbodies

Eine In-vitro-Studie testete eine neuartige Oberflächenbeschichtung (ScanOX©) von Scanbodies zur Minimierung der Strahlreflexion bei der digitalen Abformung. Sie wurde im November 2016 auf dem DGI-Kongress in Hamburg vorgestellt.

Abbildung 1: Unbeschichteter (links) und beschichteter (rechts) Scanbody © Smeets

Abbildung 2: Elektronenmikroskopische Aufnahmen der keramisierten Scanbodies (Vergrößerung (I: 100×; II: 500×; III: 500×; IV: 1.000×) © Smeets
Abbildung 3: Ergebnisse der In-vitro-Zytokompatibilitätsanalyse: Die Ergebnisse der Schichthaftprüfung sind grafisch dargestellt, wobei die keramisierten Proben gute Schichthärteeigenschaften aufweisen. Rechts die vergrößerten Ausschnitte. © Smeets

Der digitale Workflow ist längst in der Implantologie angekommen und die digitale Abformung ist in dieser Indikation präziser als die konventionelle Abformung. Gerade in der Implantologie sind die Präzision und die Spannungsfreiheit der Suprakonstruktionen wichtig für die Prognose.

Heute kann die digitale Abformung von Implantaten quasi berührungslos in verschiedenen Phasen der Behandlung erfolgen – etwa bei der Implantation, so dass innovative Behandlungskonzepte mit deutlicher Zeitersparnis (Sofortversorgungen) und biologischen Vorteilen (one abutment one time) realisiert werden können.

Zur Erfassung werden Laboranaloge und Scankörper verwendet. Doch während Scankörper auf Kunststoffbasis aufgrund der immer höheren Auflösungen oftmals eine fehlende Messgenauigkeit und Formtreue zeigen, können metallische Scankörper auf Titanbasis sehr genau gefertigt werden. Durch Reflexionen des Messstrahls kann das Ergebnis allerdings verfälscht werden. Eine durch plasmaelektrolytische Oxidation (PEO) erzeugte Keramik aus Titandioxid verspricht nun aber, dieses Problem zu lösen (ScanOX©).

Material und Methoden

Im ersten Versuch werden neben den technischen Aspekten ebenfalls klinisch wichtige Aspekte dieses Lösungsansatzes dargestellt: Die Scanbodies wurden mittels PEO weißlich keramisiert, eine Oberflächenanalyse mittels REM/EDX sowie eine Profilometrie durchgeführt. Gemäß DIN ISO 10993–5/-12 wurden die keramische Schicht und die Scanbodies auf Zytokompatibilität überprüft. Die Adhärenz von Fibroblasten wurde in Live-Dead-Färbungen evaluiert. Versuche zum Messergebnis wurden mittels handelsüblicher Scanner (3shape D800) durchgeführt.

Ergebnisse

Generiert werden konnte eine weißlich-matte, geschlossene Keramikoberfläche (ScanOx©; Dicke: 15 µm), die minimale Schichtdickenabweichungen aufwies. Die Schicht ist insgesamt leicht zu reinigen und sterilisierbar. Die PEO-beschichteten Scankörper erzielten ein vollständigeres Messergebnis an den Prüfkörpern und verbesserten die Scangeschwindigkeit.

Die PEO-Schicht sowie auch die Basislegierung zeigten sich in den jeweiligen direkten Extraktionstests zytokompatibel. Die behandelten und die unbehandelten Prüfmuster zeigten sich bezüglich Zellproliferation und Zytotoxizität gleichauf mit den Negativkontrollen. Die Positivkontrolle gibt einen Eindruck bezüglich der toxischen Eigenschaft eines Werkstoffs und sollte um ein Vielfaches höher als zytokompatible Prüfmuster sein.

Ferner wurden Scan- und Scratchtests von keramisierten Scanbodies im Vergleich zu unbehandelten Prüfmustern durchgeführt. Durch die keramische Schicht kommt es dabei insgesamt zu einer Verminderung von Artefakten. Die Beschichtung zeigte sich ausreichend stabil.

Schlussfolgerungen

Die durch Plasmaanodisation hergestellte weiße Keramikschicht kann die Reflexionsvorgänge minimieren und den Einsatz der Scanbodies verbessern. Die Schicht selbst stellte sich in vitro als resistent dar und zeigte hinsichtlich Kompatibilität und Zelladhärenz von Fibroblasten keinerlei Unterschiede zur Titankontrolle.

Univ.-Prof. Dr. Dr. Ralf Smeets,
Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Martinistr. 52, 20246 Hamburg, r.smeets@uke.de

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