Neue simple Synthesemethode

Bald billige lichthärtende Füllungsmaterialien?

Könnten lichthärtende Füllungsmaterialien bald günstiger in der Herstellung werden? Im Dentalbereich sind germaniumbasierte Photoinitiatoren etabliert. Ein Forscherteam der TU Graz hat dazu eine vereinfachte Synthesemethode entwickelt.

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Photoinitiatoren auf Germaniumbasis brauchen nur sichtbares Licht, um zu zerfallen und so zur Aushärtung von Kunststoffpasten zu sorgen. © Frankl – TU Graz

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Der Vorteil dieser Photoinitiatoren ist, dass sie längerwelliges Licht absorbieren und deshalb für die Aushärtung keine energiereiche kurzwellige Strahlung brauchen. Denn diese soll gesundheitliche Risiken mit sich bringen. Der große Nachteil ist jedoch die kostenintensive Herstellung. Ein Kilo dieser Photoinitiatoren kostet momentan so viel wie ein neuer Kleinwagen. Doch mit einer neu entwickelten Synthesemethode könnten lichthärtende Füllungsmaterialien bald günstiger werden.

Signifikant günstiger

Gemeinsam mit seinem Team am Institut für Anorganische Chemie entwickelte der Chemiker Michael Haas von der TU Graz diese völlig neue Methode für germaniumbasierte Photoinitiatoren. Sie ist einfacher, effizienter und günstiger. „Es ist uns gelungen, einen alternativen Zugang zu dieser Verbindungsklasse zu etablieren, der einstufig ist und die Isolierung des Produkts geradezu simpel macht“, beschreibt Haas. Bei der Methode spalten sie gleichzeitig mehrere siliziumbasierte Schutzgruppen ab und isolieren die gewünschte Verbindung danach durch einfaches Auskristallisieren. Aufgrund der absehbaren Markteinführung des neuen Initiators werden Zahnfüllungen künftig signifikant günstiger sein, glaubt Haas.

Dadurch sind für diese Photoinitiatoren zusätzliche biomedizinische Anwendungen denkbar, beispielsweise bei der Herstellung von Kontaktlinsen, Prothesen, Implantaten oder künstlichem Gewebe. In diesem Bereich sieht Haas ein großes Potenzial. Dort würden bisher phosphorbasierte, also toxikologisch bedenkliche Photoinitiatoren verwendet. Die Initiatoren auf Germaniumbasis seien bisher zu teuer gewesen.

Interessant nicht nur für lichthärtende Füllungsmaterialien

„Interessant wird es überall dort, wo die Verwendung von nicht toxischen Materialien von zentraler Bedeutung ist“, erklärt Haas. Das Forschungsgebiet ist noch jung, das Forscherteam um Haas hat in den letzen Jahren aber schon erfolgreich zwei Patente eingereicht. „Da radikalische Photoinitiatoren in vielen industriellen Prozessen eine Anwendung finden, ist die absolute Relevanz unserer Ergebnisse noch nicht abschätzbar“, meint Haas.

Quelle: TU Graz

Literatur: Isolable Geminal Bisgermenolates: A New Synthon in Organometallic Chemistry; Manfred Drusgala, Philipp Frühwirt, Gabriel Glotz, Katharina Hogrefe, Ana Torvisco, Roland C. Fischer, H. Martin R. Wilkening, Anne-Marie Kelterer, Georg Gescheidt, Michael Haas. Angewandte Chemie. Int. Ed. 2021 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202111636