Was ist 3D-Druck? Und wie verbessert er zahnärztliche Behandlungen?

Durch den Einsatz modernster Technologien hat sich die Zahnmedizin in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt. Eine dieser bahnbrechenden Innovationen ist der 3D-Druck. Egal, ob es um Aufbiss-Schienen, Bleaching-Schienen, Kiefermodelle oder sogar Kronen geht – der 3D-Druck ermöglicht es Zahnärzten, maßgeschneiderte Lösungen schneller und präziser als je zuvor anzufertigen.

Doch wie genau funktioniert der 3D-Druck in der Zahnmedizin, und warum ist er für Patienten so interessant? In diesem Artikel erklären wir die wichtigsten Basics.

Was ist 3D-Druck?

3D-Druck ist ein sogenanntes additives Fertigungsverfahren – im Gegensatz zu subtraktiven Fertigungsverfahren. Wie die Bezeichnungen erahnen lassen, wird bei der additiven Fertigung etwas hinzugefügt und bei der subtraktiven Fertigung etwas weggenommen. Wie kann man sich das genau vorstellen? Beim Holzschnitzen wird von einem Stück Holz so lange Material abgetragen, bis die gewünschte Form erreicht ist. Das ist ein subtraktiver Vorgang. Im Gegensatz dazu trägt ein Künstler beim Malen nur so viel Material auf, wie er benötigt – ein additiver Vorgang.

Und: Manchmal ist die Oberfläche von Gemälden nicht glatt, sondern hat eine gewisse Struktur mit erkennbaren Erhebungen, teilweise sogar kleinen Zipfeln. Da hat der Maler mehrere dicke Schichten Farben regelrecht angehäuft. Das solche Farbzipfel halten, liegt daran, dass sich die Farbschichten miteinander verbunden haben und gemeinsam durchgetrocknet sind. Ähnlich ist das beim 3D-Druck.

Beim 3D-Druck wird Schicht für Schicht Material aufgebaut und ausgehärtet, bis am Ende ein festes dreidimensionales Objekt vorliegt. Möglich ist das mit ganz unterschiedlichen Materialien. Kunststoffe und Harze können ebenso 3D-gedruckt werden wie Metalle und Keramiken – und sogar Beton oder Lebensmittel wie Schokolade. Es kommt immer auf den gewünschten Anwendungsfall an.

Wie funktioniert DLP-3D-Druck?

Je nach Material und Anwendungsfall können verschiedene 3D-Drucktechniken zum Einsatz kommen. Eine davon ist die DLP-Technologie, die auf der Verwendung von Licht zur Aushärtung von flüssigem Harz basiert. DLP ist die Abkürzung für Digital Light Processing. Der Begriff „Digital“ steht für die digitale Steuerung eines Lichtmusters, „Light“ bezieht sich auf die Lichtquelle und „Processing“ beschreibt die gezielte Verarbeitung des Lichtsignals zur Erzeugung eines präzisen Schichtbildes, dass das flüssige Harz aushärtet.“

3D-Druck step-by-step

Wie funktioniert der 3D-Druck im Einzelnen? Am Computer wird zunächst das Design für das gewünschte Objekt erstellt. Die 3D-Datei kann mit einer Software in dünne Scheiben geschnitten werden – wir bewegen uns hier im Mikrometer-Bereich. Aus der 3D-Datei werden so sehr viele 2D-Dateien, die den Umriss der jeweiligen Schicht anzeigen.

Nun befüllt man einen Behälter mit flüssigem Harz. Und es wird eine glatte Scheibe als sogenannte Bauplattform in dem Behälter versenkt, bis zwischen Platte und Boden nur eine ultradünne Materialschicht Platz hat – so dünn wie die am Computer berechneten Schichten. Computergesteuert ist das in höchster Präzision möglich. Ein digitaler Projektor strahlt jetzt Licht auf diese Harzschicht; er malt sozusagen den Umriss der ersten Schicht in das Material. Und wo das Licht auftrifft, härtet das Harz aus und wird fest.

Als nächstes wird die Platte ein wenig hochgefahren, sodass neues Material darunter fließen kann und der Prozess wiederholt sich für die zweite Schicht. Und so weiter bis alle Schichten aufeinander aufgebaut sind und das gewünscht Objekt dreidimensional vorliegt. Wo beim Aufbau Leerräume zu überbrücken sind, kommen Stützpfeiler hin, die später einfach wieder entfernt werden.

Das war jetzt natürlich alles vereinfacht erklärt. Für Zahnarztpraxen gibt es hochtechnologische 3D-Drucksysteme, die speziell für die zahnmedizinischen Anforderungen entwickelt wurden. Grundsätzlich liegt der Vorteil der DLP-Technologie aber in ihrer extrem hohen Präzision und Geschwindigkeit – selbst filigranste Details können exakt reproduziert werden. Also genau das Richtige für die Zahnmedizin.

Einsatzmöglichkeiten von 3D-Druck in der Zahnmedizin

Der 3D-Druck eröffnet der Zahnmedizin eine Vielzahl an Einsatzmöglichkeiten, die den Behandlungsprozess für den Patienten deutlich angenehmer und effizienter gestalten. Zu den gängigsten Anwendungen gehören:

• Aufbiss- und Schutzschienen – Bei Zähneknirschen oder Kiefergelenksproblemen werden oft Aufbiss-Schienen benötigt. Mit dem 3D-Druck können solche Schienen perfekt an die Zahnstruktur des Patienten angepasst werden. Der Druckvorgang ist dabei nicht nur schneller als herkömmliche Verfahren, sondern auch besonders präzise.
• Bleaching-Schienen – Für kosmetische Behandlungen wie das Bleaching der Zähne werden maßgeschneiderte Schienen benötigt. Diese Schienen können mithilfe des 3D-Drucks präzise auf die Zahnbögen des Patienten abgestimmt werden, was das Bleaching-Ergebnis optimiert und den Komfort erhöht.
• Digitale Abformung und Modelle – Die Anfertigung herkömmlicher Silikonabdrücke vom Kiefer kann unbequem und ungenau sein. Beim 3D-Druck können stattdessen digitale Scans verwendet werden, um anhand dieser Daten 1:1-Modelle aus Kunststoff zu drucken. Die können dann beispielsweise für die Planung von kieferorthopädischen Behandlungen oder für die Anfertigung von Zahnersatz verwendet werden.
• Zahnersatz – Dank der hohen Präzision des 3D-Drucks können auch Zahnersatzlösungen wie Kronen hergestellt werden. Einschränkungen bestehen in diesem Bereich aktuell noch wegen der verfügbaren Materialien.

Vorteile für Patienten

Die Digitalisierung in der Zahnmedizin, zum Beispiel in Form des 3D-Drucks, bringt für Patienten viele Vorteile mit sich. Zum einen reduzieren sich die Wartezeiten erheblich, weil viele Prozesse verkürzt beziehungsweise beschleunigt werden können. Zum anderen ermöglicht die Technologie eine maßgeschneiderte Passgenauigkeit, die herkömmliche Verfahren oft nicht erreichen. Das erhöht den Tragekomfort. 

Mehr Informationen über zahnmedizinischen 3D-Druck gibt es auch auf der Website www.dentamile.com.