Künstlicher Zahnschmelz. Der aus

摘要

Calciumphosphat bestehende Zahnschmelz ist die h?rteste Substanz im menschlichen K?rper, seine Vickersh?rte liegt zwischen 250 und 590, die Druckfestigkeit reicht von 300 bis 450 MPa, das Elastizit?tsmodul von 50000 bis 85000; auch die Schlagfestigkeit, die Steifigkeit und die Vibrationsd?mpfung sind sehr hoch, bei einer relativ geringen Dichte. Seine auβergew?hnlichen mechanischen Eigenschaften verdankt der Zahnschmelz einer einzigartigen Verbundwerkstoff-Mikrostruktur. Bemerkenswerterweise findet man genau dieselbe Mikrostruktur in allen mit Z?hnen ausgerüsteten Tierarten und über lange geologische Zeitr?ume. Offensichtlich stellt sie ein Optimum dar, das kaum noch verbessert werden kann. So besteht die Calciumphosphat-Phase des Zahnschmelzes aus langgezogenen, parallel ausgerichteten Fasern, deren Zwischenr?ume mit weichem Protein gefüllt sind. Der jetzt von Forschern an amerikanischen und südkoreanischen Hochschulen vorgestellte, künstliche Zahnschmelz besteht aus hydrothermal abgeschiedenen parallel ausgerichteten Zinkoxid-Fasern mit einer L?nge von 2 bis 3 μm und einem Durchmesser von 0,2 μm. Die Kunststoffmatrix wurde durch Polymerisation einer Mischung von Allylamin und Acryls?ure erhalten. Auf der Oberfl?che dieses Verbundes wurde eine weitere Generation von Zinkoxid-Nano-dr?hten ?gezüchtet", ehe dann wiederum eine Kunststoffmatrix aufgetragen wurde. Diese sehr arbeitsintensive, stufenweise durchgeführte Prozedur kann im Prinzip beliebig oft wiederholt werden, bis die gewünschte H?he erreicht wird. Ein auf diese Weise hergestellter, künstlicher Zahnschmelz umfasste 67 Prozent Zinkoxid und 33 Prozent Polymer-Matrix. Die mechanischen Eigenschaften dieses Werkstoffs, insbesondere seine Viskoelastizit?t, glichen denjenigen des Calciumphosphat-Zahnschmelzes oder übertrafen sie sogar. Den Autoren gelang es, Proben ihres künstlichen Zahnschmelzes von einigen Quadratzentimetern bei einer H?he von 10 μm herzustellen.