Wachsende ästhetische Bedenken haben in den letzten Jahren dazu geführt, dass die Zahl der erwachsenen Patienten, die eine zahnärztliche Behandlung wünschen, erheblich gestiegen ist. Vor allem kieferorthopädische Leistungen sind bei jungen Erwachsenen und Jugendlichen überraschend beliebt geworden.
Herausnehmbare Clear Aligner haben sich aufgrund ihres höheren Komforts und ihres diskreten Aussehens gegenüber den herkömmlichen Metallspangen durchgesetzt. Studien haben auch ergeben, dass klare Aligner die parodontale Gesundheit des Patienten weitaus mehr schonen als die Brackets und Drähte festsitzender Apparaturen.
Als Nutzer von Clear Alignern können Sie Ihre tägliche Mundhygiene aufgrund der Herausnehmbarkeit gut aufrechterhalten. Unter den Parametern, die sich auf die klinische Effizienz von Clear Alignern auswirken, spielt das für ihre Herstellung verwendete Material eine Schlüsselrolle. Wie wir wissen, kann das Material, aus dem die Aligner hergestellt werden, einen direkten Einfluss auf die klinische Leistungsfähigkeit haben, wobei die biologischen, physiologischen und physikalischen Eigenschaften des Materials berücksichtigt werden. Die Art des Materials, das zur Herstellung von Alignern verwendet wird, hängt ganz vom Herstellungsprozess ab.
Das eigentliche Herstellungsverfahren für Clear Aligner kann in zwei Kategorien unterteilt werden: (i) die herkömmliche Methode der Vakuumtiefziehtechnik mit thermoplastischem Material, das auf physischen Modellen geformt wird, (ii) der direkte 3D-Druck ohne zwischengeschaltete physische Modelle. Die erste Technik wird in der Regel kommerziell und klinisch zur Herstellung von Alignern verwendet. Was den 3D-Direktdruck betrifft, so gibt es derzeit keinen photopolymerisierbaren Kunststoff, der für den Direktdruck zugelassen ist. Daher wurden bisher nur thermogeformte Aligner kommerziell und klinisch zur Herstellung von klaren Alignern verwendet.
Thermoplastische Materialien
Bevor wir uns mit den besten Materialien auf dem Markt befassen, müssen wir einige Grundlagen über die heute verwendeten Aligner-Materialien lernen.
Thermoplastische Polymere werden auf der Grundlage ihrer Molekularstruktur in amorphe und teilkristalline Polymere unterteilt. Amorphe Polymere besitzen eine unregelmäßig angeordnete Molekülstruktur, die durch einen geringen Grad an Molekülpackung gekennzeichnet ist. Teilkristalline Polymere hingegen enthalten sowohl Bereiche mit gleichmäßig und dicht gepackten Ketten (kristalline Domänen) als auch unregelmäßig angeordnete Bereiche (amorphe Regionen). Diese duale Struktur macht teilkristalline Polymere hart und undurchsichtig, sie haben eine gute chemische Beständigkeit und einen hohen Schmelzpunkt. Im Vergleich dazu sind amorphe Polymere weicher, transparent, haben eine geringe Schrumpfung und eine bessere Schlagfestigkeit.
Für die Herstellung von transparenten kieferorthopädischen Alignern werden vor allem Polyester, Polyurethan und Polypropylen verwendet (einzeln oder in Mischungen).
PET/PETG
Unter den Polyestern sind Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylenterephthalatglykol (PETG) bei der Herstellung von klaren Alignern weit verbreitet, insbesondere bei Marken wie Biolon und Duran. PET kann zu Bändern, Folien oder Fasern verformt werden und hat ein eher undurchsichtiges und weißes Aussehen mit guter Festigkeit. PETG, ein weiterer nichtkristalliner Co-Polyester, weist eine ausgezeichnete Transparenz, eine angemessene Fließfähigkeit und eine gute Beständigkeit gegenüber verschiedenen Lösungsmitteln auf. Diese Materialien sind extrem haltbar, haben eine hohe Schlagzähigkeit und sind resistent gegen chemische Veränderungen, was sie zu einer guten Wahl für Aligner macht, die im Mund funktionieren sollen.
Typische Beispiele für PET/PETG-Aligner sind Biolon, Duran, ESSIX und Track A. Von diesen vier scheint Biolon der flexiblere Aligner zu sein, der den Patientenkomfort gewährleistet und Brüche verhindert.
PC
Polycarbonat (PC) wird ebenfalls zur Herstellung von Alignern verwendet und wird vor allem für seine Haltbarkeit, Härte und Transparenz gelobt.
TPU
Thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist ein weiteres äußerst vielseitiges Polymer, das viele vorteilhafte Eigenschaften aufweist, wie z. B. hervorragende mechanische und elastomere Eigenschaften, Chemikalien- und Abriebfestigkeit, Hafteigenschaften sowie einfache Bearbeitung. [1] TPU ist für seine elastischen Eigenschaften bekannt - wenn es belastet wird, ändert es seine Form, kann aber seine ursprüngliche Form wieder annehmen, wenn die Belastung entfernt wird, ohne Schaden zu nehmen. Diese hohe Reißfestigkeit ermöglicht es, von einer einzelnen Polyurethanschicht zu mehreren Schichten überzugehen.
Ein weiteres hochinteressantes Beispiel für dieses Material ist Zendura FLX, das von Bay Materials hergestellt und in den K Clear und ClearX 4D Alignern von K Line Europe verwendet wird.
Zendura FLX ist branchenweit führend bei mehrschichtigen TPUs und sorgt für höchste Präzision bei maximalem Patientenkomfort.
Polymermischungen
Die wichtigste Anforderung an die Materialien für die Herstellung von Alignern ist, dass sie kontinuierliche und kontrollierte Kräfte ausüben, um korrekte Zahnbewegungen zu erzeugen. Die Fachleute fanden heraus, dass die mechanischen Eigenschaften der Polymere durch das Mischen verschiedener Materialien verbessert werden können: Polyester, Polyurethan und Polypropylen, um ein Superpolymer zu schaffen. Verschiedene Arten von Mischungsverhältnissen wurden eingesetzt, um die wesentlichen Merkmale der Mischung zu bestimmen. Zum Beispiel zeigte die Mischung von PETG/PC/TPU im Verhältnis 70/10/20 die besten mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu anderen Mischungsverhältnissen.
Diese Mischungen sind in der Lage, die klinischen Leistungen von Alignern zu verbessern, mit den besten Kombinationen von Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit und Bruchdehnung. Es scheint, dass diese Mischungen die beste Formel sind, um die besten klaren Aligner zu erhalten, aber viele der großen Aligner-Marken bevorzugen die Verwendung von ein- oder mehrschichtigem TPU oder PET/PETG zur Herstellung ihrer Aligner.
Da die Investitionen in die Hersteller von Clear Alignern für weiße Etiketten zunehmen, steigt die Nachfrage nach zuverlässigen, langlebigen und fortschrittlichen Materialien immer mehr. OEMs wie K Line Europe arbeiten hart, um sicherzustellen, dass nur erstklassige Materialien für ihre White-Label- und Marken-Clear Aligner verwendet werden.
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von Dr. Martin Baxmann