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Vortrag

Numerische Untersuchungen zur Materialauswahl und zur effizienten Vorauslegung von FKV-Ultraschallnadeln

Donnerstag (28.09.2017)
10:00 - 10:30 Uhr Gartensaal
Bestandteil von:


In der Zahnmedizin werden zur Aktivierung desinfizierender Lösungen während einer Wurzelkanalbehandlung nadelförmige Instrumente zu Schwingungen im Ultraschallbereich angeregt. Infolge hochfrequenter Vibrationen und den dabei entstehenden hydrodynamischen Effekten werden bakterielle Kontaminationen im Wurzelkanal beseitigt. Durch den Einsatz von endodontischen Instrumenten aus Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) sollen die Nachteile metallischer – meist aus Nickel-Titan oder Edelstahl gefertigter – wie die unbeabsichtigte Beschädigung der gesunden Zahnstruktur oder das spontane Versagen der Instrumente während der Behandlung vermieden werden. Um gleichzeitig eine effektive Reinigung gewährleisten zu können, soll das strukturdynamische Verhalten der neuartigen FKV-Nadeln gezielt an die Betriebsbedingungen von Ultraschallgeräten zur Wurzelkanalbehandlung angepasst werden.

Zu diesem Zweck wird eine Materialauswahl (Faser-Matrix-Kombinationen) getroffen, die zum einen biokompatibel und für röntgenologische bildgebende Verfahren geeignet ist und zum anderen eine gezielte Anpassung des gewünschten strukturdynamischen Verhaltens der Miniaturstrukturen ermöglicht. Dazu werden die elastischen Eigenschaften des FKV durch mikromechanische Ansätze unter Berücksichtigung der Elastizitätsgrößen der Einzelkomponenten bestimmt und damit parametrisierte numerische Untersuchungen zur Bestimmung der Eigenfrequenzen und Schwingformen durchgeführt. Mit Hilfe der numerischen Modalanalyse und der theoretischen Abschätzung der elastischen Eigenschaften der verwendeten Materialien ist die Ermittlung der strukturdynamischen Eigenschaften für unterschiedlichste Materialkombinationen, Abmessungen und Schichtarchitekturen bereits in einem frühen Stadium der Entwicklungsphase möglich. Die Ergebnisse können etwa zu Ableitung von Anforderungen für spätere experimentelle Schwingungsanalysen genutzt werden. Durch Vorhersagemodelle kann eine ressourcenschonende und effiziente Entwicklung von Mikrostrukturen für endodontische Instrumente sowie die Verkürzung der Zyklen zur Generierung maßgeschneiderter und individualisierte Produkte realisiert werden.

Sprecher/Referent:
Dr.-Ing. Martin Dannemann
Technische Universität Dresden
Weitere Autoren/Referenten:
  • Michael Kucher
    Technische Universität Dresden
  • Prof. Dr. Niels Modler
    Technische Universität Dresden
  • Dr. Marie-Theres Weber
    Universitätsklinikum Carl Gustav Carus an der Technischen Universität Dresden