LeSoDent

Die Herstellung keramisch verblendeter Frontzahnkronen ist eine der schwierigsten und herausforderndsten Arbeiten eines Zahntechnikers. Das Schichten einer keramischen Verblendung setzt neben werkstoffkundlichem Wissen viel Übung und individuelle Betreuung voraus, die den Lehrenden, aber auch den Lernenden im normalen Tagesgeschäft fehlt. Um Einflüsse des variablen Schichtaufbaus mit unterschiedlichen Verblendmassen auf das finale Erscheinungsbild einer Restauration ursächlich erklären und prognostizieren zu können, sind tiefgreifende physikalische Kenntnisse im Bereich der Lichtausbreitung in streuenden Medien erforderlich. Im Rahmen des Vorhabens LeSoDent soll deshalb ein interaktiver Lern- und Lehrarbeitsplatz entwickelt werden, an dem praktische Arbeiten zur manuellen keramischen Verblendung von Frontzahnkronen mit innovativen Simulationsverfahren, adaptiv nach Wissensstand der Lernenden ergänzt und erweitert werden können. Für Anleitung, Kontrolle und Ergebnisvalidierung im Lern- und Lehrprozess sollen kombinierte Farbwert- und 3D-Messungen sowie auf Volumenmodellen basierende Monte-Carlo-Simulationen entwickelt und genutzt werden.

Ziel des Vorhabens ist es die Zahntechniker-Ausbildung zu verbessern und zu objektivieren, sodass die an dem neuen, interaktiven Arbeitsplatz ausgebildeten Zahntechniker Keramikverblendungen erzielen, die weniger Reklamationen verursachen und bessere und bewertbare Ergebnisse hervorbringen. Zum potenziellen Nutzerkreis der Lösung gehören die zahntechnischen Berufsschulen und Meisterschulen, Dentallabore, Universitäten und nicht zuletzt industrielle Keramik- und Gerüstwerkstoffhersteller.

Für die 3D-Datenerfassung der einzelnen Arbeitsschritte zum Aufbau einer Frontzahnkrone wurde eine Methode entwickelt, um die Geometrie sehr dünner, teils transluzenter Schichten präzise zu erfassen. Daraufhin wurden Algorithmen entwickelt, die diese Daten so verarbeiten, dass ein volumenvernetztes Schichtmodell des Zahns automatisch erzeugt wird. Untersucht wurden sowohl die optischen Eigenschaften keramischer Verblendmassen verschiedener Zahnersatzmaterialien als auch die Einflüsse der Brennprozesse und die dabei auftretende Schrumpfung. Die Ergebnisse und das Volumenmodell dienten der Monte-Carlo-Simulation, um das optische Erscheinungsbild des Zahns vorherzusagen. Die LeSoDent-Software wurde so konzipiert, dass sie den Lernenden neben theoretischen Grundlagen ein virtuelles Schichten einer Frontzahnkrone ermöglicht. Dabei wird das Erscheinungsbild vorhergesagt und die Differenz zum ursprünglich erfassten Referenzmodell visuell dargestellt.