Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Belastungstestung 3D-gedruckter "Einzelhaken" für extraorale kieferorthopädische Gerätschaften - eine In-vitro-Studie

Kurzfassung

Zusammenfassung

Einleitung

Der 3D-Druck kommt in der Zahnheilkunde, einschließlich der Kieferorthopädie, immer häufiger zum Einsatz, da dadurch verschiedene individuelle Anpassungen ermöglicht werden. Der skelettal offene Biss, der zu den vertikalen Anomalien zählt, tritt häufig mit einer rückwärtsgerichteten Unterkieferrotation oder in Verbindung mit syndromalen Erkrankungen auf. Da bei dieser Art der Fehlstellung extraorale kieferorthopädische Geräte ihre Anwendung finden, erleichtert besonders hier eine individuelle Fertigung die Anpassung an veränderte Schädel- und Gesichtsstrukturen.

Aktuell gibt es auf dem österreichischen Markt nur ein konfektionell gefertigtes Gerät, welches das vertikale Wachstum beeinflusst, jedoch oft Passungsprobleme verursacht. Dies kann zu Druckstellen, Hautulzera und Problemen mit angrenzenden anatomischen Strukturen führen. Die kraftübertragenden Teile solcher Geräte können durch den 3D-Druck besser angepasst werden, während die kraftliefernden Teile weiterhin aus dem normalen Dentalhandel stammen. In dieser Diplomarbeit wurde untersucht, welche Haken am besten geeignet sind, um diese Druckfedermodule mit den 3D-gedruckten Teilen zu verbinden.

Material und Methode

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden vier verschiedene Varianten an Einzelhaken (A, B, C, D) mit unterschiedlichen Verstärkungen entworfen und mittels des Zeichenprogramms „Autodesk Fusion 360“ gezeichnet. Danach erfolgte am Asiga Freeform Pro2TM der Zahnklinik Graz der 3D-Druck. Für die entworfenen vier Einzelhakendesigns wurde Polymethylmethacrylat als Kunststoff gewählt, da dieses Material durch seine vorteilhaften Eigenschaften in vielen Bereichen der Zahnmedizin Anwendung findet. Insgesamt wurden pro Design 20 Stück in horizontaler Richtung gedruckt und anschließend nach den Herstellerempfehlungen des Materialproduzenten nachbearbeitet. In einem nächsten Schritt wurden die Haken in einer Universalprüfmaschine der Zahnklinik Graz auf Zugbelastung getestet. Beim Zugversuch wurde so lange eine Kraft angewendet, bis es zum Bruch des Einzelhakenkopfes kam.

Ergebnisse

Anhand der Ergebnisse wurde festgestellt, dass das Einzelhakendesign A der höchsten Zugbelastung (im Durchschnitt: 218,69 N bzw. 22293 g) standhält. Einzelhaken Variante C wies die niedrigste aushaltbare Zugkraft auf (im Durchschnitt: 114,29 N bzw. 11650 g), wobei selbst diese weit über den geforderten 1500 g lag. Die Kraftwerte der Designvarianten B (im Durchschnitt: 166,98 N bzw. 17021 g) und D (im Durchschnitt: 152,69 N bzw. 15565 g) waren ähnlich und befanden sich im Bereich zwischen jenen von A und C. Die Streckgrenze war bei Einzelhakendesign A (1,97 mm), B (1,99 mm) und C (1,99 mm) fast ident, der Einzelhaken D (1,78 mm) wich dagegen minimal ab.

Conclusio

Zusammenfassend ist zu sagen, dass alle vier Designvarianten den geforderten 1500 g (14,71 N) standhalten und somit für extraorale kieferorthopädische Gerätschaften geeignet sind. Aufgrund dessen erweist sich das verwendete Material PMMA wegen seiner vorteilhaften Eigenschaften als sehr geeignet für den 3D-Druck und für die Anwendbarkeit im Zugversuch. In Hinblick auf zukünftige Studien wäre es interessant zu analysieren, ob es bei elastischeren Materialien im Vergleich zu PMMA Unterschiede im Tragekomfort und der Kraftwiderstände gibt.

Schlagwörter

3D-Druck, extraorale kieferorthopädische Gerätschaft, skelettal offener Biss, Einzelhaken

Anzahl Seiten

Publikationsjahr

2024

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