25.01.2021 · Nanotechnologie

Nanokomposite: verbesserte Eigenschaften, unklare biologische Wirkungen

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| Die Anwendung der Nanotechnologie in der Zahnmedizin ist vielfältig: Nanokomposite, Nanopartikel einschließlich Silbernanopartikel, antimikrobielle Nanomaterialien, (Bio-)Nanomineralisation und Nanobeschichtungen. Hauptanwendung ist zz. die Verwendung als Füllstoff in Kompositen. |

Wie lang wächst ein Fingernagel in einer Sekunde?

Das griechische Wort „Nanos“ bedeutet Zwerg. Nanomaterialien oder Nanostrukturen sind definiert als kleiner als 100 nm. Wie klein diese Strukturen sind, wird an einem Vergleich klar: Ein Meter verhält sich zu einem Nanometer wie der Durchmesser der Erde zu dem einer Haselnuss. Ein Nanometer entspricht ungefähr der Länge, die ein Fingernagel in einer Sekunde wächst. Synthetische Nanomaterialien sind hochmodern, doch die Evolution hat natürliche Nanomaterialien über Millionen von Jahren entwickelt. Zum Beispiel sind die Proteine in unserem Blut funktionelle Nanomaterialien.

Nanokomposite meist „Nano-Hybride“

Die Hauptanwendung von Nanopartikeln in der Zahnmedizin ist ihre Verwendung als Füllstoffe in Nanokompositen. Doch praktisch alle restaurativen „Nanokomposite“ sind tatsächlich „Nano-Hybride“, bei denen der größere Volumenanteil aus Nichtnanopartikeln im Submikro- oder Mikrometerbereich besteht. Nur bestimmte Formulierungen von Adhäsiven sind ausschließlich mit Nanopartikeln verstärkt. Nanopartikel in eine Polymermatrix zu integrieren, ist nicht einfach, denn die winzigen Nanopartikel können beim Einmischen leicht an die Atmosphäre verloren gehen. Die Hersteller geben die Nanopartikel daher zunächst zu der Monomerflüssigkeit. Bis zu 30 Volumenprozent Nanofüllstoff im Monomer sind möglich ohne dass die Flüssigkeit allzu viskös wird. Dann werden größere Partikel (Sub-/Mikrometerbereich) hinzugemischt, um eine Nano-Hybrid-Paste zu erhalten. Die Nanopartikel füllen die Räume zwischen den größeren Partikeln aus. Der endgültige Anteil an Nanofüllern im Verbundwerkstoff liegt bei nur 6‒8 %.