Der Forschungsverbund FOR 5250 der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) entwickelt personalisierte Zahnimplantate, um Implantatverluste zu reduzieren. Durch die Optimierung von Biomechanik, Oberflächenbeschaffenheit und antibakteriellen Eigenschaften sollen insbesondere ältere Patient*innen mit Knochenschwund langfristig eine sichere und dauerhafte zahnmedizinische Versorgung erhalten.
Warum personalisierte Implantate wichtig sind
Implantatverlust entsteht häufig durch Gewebeabbau im umliegenden Knochen, ungünstige biomechanische Belastungen während der Einheilphase oder unzureichende Knochensubstanz, die mit dem Alter stärker ausgeprägt ist. Standardimplantate von der Stange können diese individuellen Bedingungen nicht immer optimal berücksichtigen. Personalisierte Implantate passen sich an die jeweilige Knochensituation an, reduzieren mechanische Spannungen und verhindern die Besiedlung durch krankmachende Bakterien. Damit wird das Risiko von Implantatverlusten insbesondere bei älteren Patient*innen deutlich gesenkt.
Forschungsverbund FOR 5250 – Partner und Finanzierung
Der Verbund vereint Expertise aus Medizin, Werkstoffkunde und Simulation. Die wichtigsten Partner und die finanzielle Ausstattung sind:
- Medizinische Hochschule Hannover (MHH) – Leitung der medizinischen Forschung
- Technische Universität Dortmund – technische Umsetzung und Simulation
- Leibniz Universität Hannover (LZH) – additiver Fertigungsprozess
- Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE)
- Hochschule Reutlingen
- Universität Rostock
- Weitere Partner im Netzwerk NIFE Hannover
Finanzierung:
- Erste Phase 2021-2025: 3,4 Millionen Euro (DFG-Förderkennzeichen HE 8482/5-1)
- Verlängerung 2026-2029: 4,4 Millionen Euro (DFG-Entscheidung Dezember 2025)
- Zusätzliche Kontextförderung: TRR 298 (12 Millionen Euro, 2021) – stärkt das übergeordnete NIFE-Netzwerk
Additive Fertigung: Materialien und technische Details
Die Implantate werden aus der Titanlegierung Ti6Al4V im Pulverbett-Fusionsverfahren (Powder-Bed-Fusion, PBF) hergestellt. Durch präzise Steuerung der Prozessparameter lässt sich die Porosität und Mikrostruktur individuell anpassen:
- Gradierte Porosität: ermöglicht einen inneren Gitteraufbau, der Spannungen im Kieferknochen minimiert und die Osseointegration fördert.
- Ti6Al4V-Legierung: bewährtes biokompatibles Material mit hoher Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
- Magnesium-Beschichtungen: unterstützen die Knocheneinheilung und besitzen antibakterielle Eigenschaften.
- LZH-Optimierung: das Laser-Zentrum Hannover stellt reproduzierbare Fertigung von patientenspezifischen Gitterstrukturen sicher (LZH-Pressemitteilung, 2023).
Computergestützte Simulation und optimierter Innenaufbau
Vor der Fertigung wird das Implantat mittels computergestützter Simulation auf mechanische Spannungen im umgebenden Knochen untersucht. Die Simulation ermöglicht:
- Berechnung der Festigkeit und Vorhersage von Spannungsfeldern
- Analyse von Verformungen während der Einheilphase
- Festlegung eines patientenspezifischen, an die Kaubelastung optimal angepassten Innenaufbaus
Durch diese Vorhersagen können die fertigen Implantate bereits im digitalen Entwurf so gestaltet werden, dass mechanische Belastungen gleichmäßig verteilt und lokale Spannungshochburgen vermieden werden.
Oberflächenbehandlung für Osseointegration und Antibakterialität
Die Oberflächenbeschaffenheit ist entscheidend für die langfristige Verankerung im Knochen. Die additiv gefertigten Implantate erhalten nach der Herstellung mechanische und chemische Aufbereitungen:
- Sandstrahlen – Erzeugt eine raue Topografie, die das Anheften von knochenbildenden Zellen erleichtert.
- Ätzen – Modifiziert die chemische Zusammensetzung der Oberfläche für bessere Zelladhäsion.
- Magnesium-Legierungs-Beschichtungen – fördern die Knocheneinheilung und wirken antibakteriell, verhindern Biofilm-Bildung.
Diese Kombination aus physikalischer und chemischer Modifikation steigert die Osseointegration und reduziert das Risiko von periimplantären Entzündungen.
Spezieller Fokus auf ältere Patient*innen
Im zweiten Projektabschnitt wird die Simulation auf die speziellen Anforderungen älterer Menschen ausgeweitet. Bei diesen Patient*innen ist der Kieferknochen häufig durch altersbedingten Substanzabbau geschwächt. Ziel ist es, Implantate zu entwickeln, die:
- Durch gradierte Porenstruktur die Belastung gleichmäßig auf das verbleibende Knochenmaterial verteilen
- Durch antibakterielle Beschichtungen das Risiko von Entzündungen, die bei geschwächtem Immunsystem häufiger auftreten, senken
- Eine verbesserte primäre Stabilität bereits beim Einsetzen bieten
Prof. Dr. Meike Stiesch betont, dass das langfristige Ziel darin besteht, dass „alle Patient*innen eine auf sie speziell zugeschnittene, optimale zahnmedizinische Versorgung erhalten, die sicher und langlebig ist“.
Risiken, offene Fragen und Ausblick
Der Verbund weist darauf hin, dass die Forschung noch in der Entwicklungsphase steckt. Aktuell gibt es keine klinischen Studien; die Arbeiten konzentrieren sich auf In-vitro- und In-silico-Modelle sowie Prototypen. Wesentliche Punkte, die noch geklärt werden müssen:
- Fehlende Langzeitdaten – erst nach klinischen Studien können Aussagen über die dauerhafte Leistungsfähigkeit getroffen werden.
- Finanzierungsabhängigkeit – die Weiterführung des Projekts ist an die Fortsetzung der DFG-Förderung gebunden.
- Marktreife – realistische Einschätzung sieht einen Zeitraum von mindestens fünf bis zehn Jahren bis zur kommerziellen Verfügbarkeit.
FAQ:
- Wann starten klinische Tests? Noch keine klinischen Studien; Fokus liegt derzeit auf In-vitro- und In-silico-Modellen. Erste Modelle aus Phase 1 (2021-2025) wurden getestet, die nächste Phase erweitert die Tests auf ältere Patient*innen (MHH-Pressemitteilung, 2026).
- Sind die Implantate bereits verfügbar? Nein, sie befinden sich rein in der Forschungsphase. Es besteht Kontakt zu Medizin-Tech-Firmen, aber die Marktreife wird erst in mehreren Jahren erwartet (Stiesch, MHH-Presse, 2026).
Zusammenfassend bietet der Forschungsverbund FOR 5250 einen interdisziplinären Ansatz, der Materialwissenschaft, digitale Simulation und klinische Expertise verbindet, um die Ursachen von Implantatverlusten gezielt anzugehen.
Fazit
Die Entwicklung maßgeschneiderter, personalisierter Zahnimplantate im Rahmen des FOR 5250 stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Implantologie dar. Durch den gezielten Einsatz von additiver Fertigung mit Ti6Al4V, gradierter Porosität und Magnesium-Beschichtungen sowie einer computergestützten Stresssimulation können Implantate individuell an die Knochensituation jedes Patienten angepasst werden. Insbesondere ältere Menschen profitieren von einer verbesserten mechanischen Stabilität und einer antibakteriellen Oberfläche, was das Risiko von Implantatverlusten verringert. Trotz vielversprechender technischer Ergebnisse bleibt die klinische Validierung aus, und die langfristige Marktreife hängt von fortlaufender Finanzierung und erfolgreichen klinischen Studien ab. Dennoch legt das Projekt ein solides Fundament für zukünftige, patientenzentrierte Lösungen in der Zahnmedizin.
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