Textur- und Mikrostrukturuntersuchungen sowie Berechnungen anisotroper Eigenschaften an Zahnschmelz und Füllmaterialien

• Applicant: Privatdozent Dr.-Ing. Helmut Klein
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2009 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 120626534

Der strukturelle, kristallographische Aufbau des Zahnschmelzes, bzw. der Zahnschmelzprismen, ist bis heute noch nicht eindeutig bekannt [1,10]. So wurden detaillierte Untersuchungen der Vorzugsorientierung der Kristallite des Hydroxylapatits im menschlichen Zahnschmelz ebenfalls noch nicht durchgeführt. Bisherige Untersuchungen lieferten lediglich Informationen zum makroskopischen Aufbau [17,18], nicht jedoch zur kristallographischen Textur. Im geplanten Vorhaben sollen daher Röntgentexturuntersuchungen Informationen zum kristallographischen Aufbau und Untersuchungen mit dem Rasterelektronenmikroskop Informationen zur Mikrostruktur und der Textur des Zahnschmelzes liefern.Da ein direkter, enger Zusammenhang zwischen kristallographischen Texturen und der kontinuierlichen, dreidimensionalen Richtungsabhängigkeit physikalischer Eigenschaften besteht [3,31], werden die gewonnenen Ergebnisse es auch erlauben, z.B. die Anisotropie der elastischen Eigenschaften des Zahnschmelzes zu berechnen [3,11,14,16,27-34,37]. Dies ist von besonderer Bedeutung, da z.B. heute übliche Füllmaterialien für Kavitäten, wie Gold, Amalgam, Kunststoff oder Keramik, meistens andere Eigenschaften aufweisen als der Schmelz selbst, sie sind meistens härter [7,39]. Dies kann z.B. bei der Füllung eines Backenzahnes dazu führen, dass der gesunde Zahnschmelz des gegenüberliegenden Zahnes beim Kauen abrasiv geschädigt wird. Dies könnte verhindert werden, wenn man die genauen anisotropen physikalischen Eigenschaften des Zahnschmelzes kennen würde. So wäre es dann möglich für die Füllung Materialien mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften zu verwenden bzw. solche Materialien gezielt herzustellen. Bisherige Untersuchungen haben die Richtungsabhängigkeit physikalischer Eigenschaften meist nicht, oder nur ungenau berücksichtigt und oft sogar als isotrop dargestellt [18] oder es wurden nur zwei Probenrichtungen untersucht [18,32,41]. Aus den geplanten Untersuchungen und Eigenschaftsberechnungen kann also eine große Vielzahl bisher nicht im Detail bekannter Informationen über den Aufbau und die mechanischen Eigenschaften des Zahnschmelzes gewonnen werden.

• DFG Programme: Research Grants