Man kennt solche Materialien vom Zahnarzt: Eine zahnfarbene Kunststoff-Paste wird in den angebohrten Zahn gefüllt und dann mit Licht bestrahlt, um die Masse rasch auszuhärten. Bisher verwendete Zahnersatz-Materialien auf Kunststoffbasis sind allerdings recht spröde, ihre Langzeithaltbarkeit ist beschränkt. Christian Gorsche gehört zum Forschungsteam am Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien, das gemeinsam mit der Dental-Firma Ivoclar Vivadent AG in Schaan (Liechtenstein) an Komponenten für bessere Zahnersatz-Materialien forscht. In seiner Dissertation konnte er wichtigen Beitrag zu Verbesserungen erreichen, dafür erhält er nun den Resselpreis der TU Wien.

Licht löst Kettenreaktion aus
Wenn Materialien gezielt mit Hilfe von Licht ausgehärtet werden, läuft eine chemische Kettenreaktion ab. Ein Molekül, der sogenannte Photoinitiator, absorbiert das eingestrahlte Licht und wird dadurch gespalten. Dabei bildet sich ein Radikal, und das setzt eine Kaskade in Gang, bei der sich innerhalb von Sekunden immer mehr Molekülbausteine zu einer Kette zusammenfügen. Diese kettenartigen Polymere verbinden sich auch untereinander, bilden ein Netzwerk und bringen das Material nach kurzer Zeit zum Erstarren.

„Die Härte dieser Materialien ist meist recht hoch, aber das genügt noch nicht“, sagt Christian Gorsche. „Auch Glas ist sehr hart, ist aber nicht besonders stabil. Zusätzlich zur Härte wollen wir eine hohe Schlagzähigkeit erreichen, das Material soll auch bei starker Belastung nicht brechen.“

Ein wesentliches Problem bei der Lichtaushärtung ist, dass das Material während der Polymerisation schrumpft. So können sich innere Spannungen ausbilden, am Rand der Füllung können Spalten entstehen, Mikro-Risse können zur Heimstätte für Bakterien werden. Christian Gorsche arbeitete daher daran, die Reaktion so zu verändern, dass sie insgesamt zwar genauso schnell abläuft wie bisher, der Übergang vom flüssigen in den festen Zustand aber erst möglichst am Ende der Kettenreaktion stattfindet. „Solange das Material noch flüssig ist, passt es seine Form an und kann sich entspannen“, erklärt Gorsche.

An seiner Dissertation arbeitete Christian Gorsche am Christian-Doppler-Labor für Photopolymere in der digitalen und restaurativen Zahnheilkunde an der TU Wien, geleitet von Prof. Robert Liska und Prof. Jürgen Stampfl, das mit Unterstützung der Firma Ivoclar Vivadent AG betrieben wird. Es ist ein Forschungsbereich, in dem Grundlagenforschung und Anwendung sehr nahe beisammen liegen. Die neuen Erkenntnisse über die Photo-Polymerisation sind nicht nur für neue zahnmedizinische Produkte wichtig, sie können auch für 3D-Druck oder industrielle Oberflächenbeschichtung genutzt werden.

Resselpreis 2015
Der Resselpreis der TU Wien wird jährlich an ausgezeichnete junge WissenschaftlerInnen vergeben und ist mit € 13 000 dotiert - zweckgebunden für die wissenschaftliche Forschung. Die offizielle Verleihung des Resselpreises an Christian Gorsche findet im Rahmen einer akademischen Feier am 16. Oktober statt.

Christian Gorsche stammt aus Mattersburg im Burgenland. Er studierte an der TU Wien technische Chemie. Sein Masterstudium schloss er danach gleich doppelt ab: Einmal an der University of Florida, wo er zwei Jahre verbrachte, und dann auch noch an der TU Wien, wo er bereits für seine Diplomarbeit mit der Fima Ivoclar Vivadent zusammenarbeitete. Diese Arbeit wurde von der Gesellschaft für Chemiewirtschaft mit einem Diplomarbeitspreis ausgezeichnet. Seine Dissertation an der TU Wien (ebenfalls am Institut für angewandte Synthesechemie) war dann die logische Fortsetzung der Diplomarbeit – und auch dafür wurde er mehrfach ausgezeichnet: Mit dem Preis für „best student presentation“ bei der Konferenz ESPS 2014, und als bester Sprecher im Forschungsbereich Werkstoffwissenschaften bei der VSS 2015. Der Ressel-Preis 2015 setzt somit eine beeindruckende Erfolgsserie fort.

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Rückfragehinweis:
Dr. Christian Gorsche
Institut für Angewandte Synthesechemie
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9, 1060 Wien
T: +43-1-58801-163711
christian.gorsche@tuwien.ac.at

Aussender:
Dr. Florian Aigner
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Technische Universität Wien
Operngasse 11, 1040 Wien
+43-1-58801-41027
florian.aigner@tuwien.ac.at

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