27.06.2023 · Fachbeitrag · Materialkunde

Elektronik intelligenter Zahnschutzschienen sicher einbetten

| Sportarten wie Hockey oder Boxen machen es erforderlich, die Zähne mit einem stabilen Zahnschutz gegen äußere Einflüsse wie Schläge, Stöße oder Aufprall zu schützen. Neueste Forschungen der Universität Oxford beschäftigten sich mit sogenannten intelligenten Zahnschutzschienen: Sie enthalten zusätzlich eingebettete Elektronik zur Erhöhung von Sicherheit und Schutz für den Träger, aber sie müssen auch speziell gefertigt sein. Belastungstests mit verschiedenen Einbettungsbedingungen und Materialstärken des Grundmaterials bringen Licht ins Dunkel. |

Wie lassen sich elektronische Hilfsmittel am besten integrieren?

Die eingegliederte Elektronik bietet eine Vielzahl neuer Möglichkeiten für den Sportler (z. B. Monitoring physiologischer Parameter), muss aber durchdacht in den Zahnschutz eingepasst werden, ohne seine Stabilität nach innen wie außen einzuschränken und dennoch so, dass sie einwandfrei funktionieren kann und selbst auch einen gewissen Schutz erhält. Nicht zuletzt sollte dabei auch der Tragekomfort nicht zu kurz kommen.

Getestet wurde das Verhalten elektronischer Komponenten (hier testweise LED-Reihen), die in das standardmäßig verwendete Material für Zahnschutzschienen (Ethylenvinylacetat, EVA) integriert wurden, das als physische Barriere zwischen Elektronik und Umgebung fungiert. Dabei verwendete man sieben Einbettungsbedingungen mit unterschiedlichen EVA-Stärken (1,5 und 3 mm). Die Testzahnschienen auf Zahnmodellen wurden simulierten maximalen Aufprallkräften von 9,3 Joule ausgesetzt. An die typische Aufprallenergie eines Hockeyballs von 31,8 Joule (20 m/s bei 159 g Ballgewicht) kam der Versuch zwar nicht heran, für viele Kontaktsportarten bewerteten die Forscher die simulierte Energie aber als ausreichend.