Reikiintyneiden hampaiden korjaamisessa käytetään yleisimmin yhdistelmämuoveja, jotka ovat käytännössä syrjäyttäneet täysin amalgaamin. Vaikka yhdistelmämuoveja on kehitetty kymmenien vuosien ajan, on niiden käyttö perustunut yhden materiaalin tekniikkaan. Hammaspaikoissa ei siis ole jäljitelty hampaan kaksikerroksista rakennetta, joka koostuu hammasluusta ja kiilteestä.

Turussa kehitetty ja jo kliiniseen käyttöön otettu kuitulujitteinen hammaspaikkamuovi jäljittelee rakenteellisesti hammasluuta. Kun kuitulujitteista paikkamuovia käytetään yhdessä hiukkaslujitteisen paikkamuovin kanssa, hammas voidaan korjata lujaksi ja rakenteeltaan luonnonhammasta vastaavaksi.

Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin kaksikerroksisen hammaspaikan kliinisesti tärkeitä fysikaalisia ominaisuuksia. Hammas joutuu purennassa suurten voimien kohteeksi. Jotta monikerroksinen hammaspaikka kestäisi kuormituksen ja vahvistaisi jäljellä olevaa hammaskudosta, on kerrosten välisten rajapintojen oltava toisissaan kiinni tiukasti. Tutkimuksessa selvitettiin matemaattisen mallinnuksen ja laboratoriomittausten avulla, miten rajapintojen välinen kemiallinen kiinnittyminen, muovien kovettumisaste ja 3D-tulostuksella aikaansaadut rajapinnan pintatopografiat vaikuttavat hammaspaikan kestävyyteen. Lisäksi tarkasteltiin murtuman etenemistä kaksikerroksisessa hammaspaikassa, jotta murtumisen kannalta kriittiset rakenteelliset kohdat saataisiin tunnistettua.

Tutkimuksen tulokset osoittivat, että hammaslääkäri voi valokovettaa kaksikerroksisen hammaspaikan jopa 4 mm paksuna kerroksena, mikä nopeuttaa paikan tekemistä. Paikan rakenteellinen monikerroksisuus johtaa kuitenkin käytännössä siihen, että hammaslääkäri valokovettaa muovin tätä ohuempina kerroksina, mikä osaltaan varmistaa paikan hyvän kovettumisen. Tuloksista ilmeni, että kuitulujitteisesta muovista ja tavanomaisesta muovista valmistettu kerrosrakenne oli vahvempi kuin tavanomainen paikka. Lujin kerrosrakenne saatiin aikaan valmistamalla 3D-tulostuksella alempaan muovikerrokseen pyramidipintatopografia. Yhdessä kemiallisen kiinnittymisen kanssa se lujitti rajapinnan ja siten koko kerrosrakenteen tehokkaimmin.

Tutkimuksen tuloksia voidaan käyttää hyödyksi hampaiden paikkauksessa välittömästi: hammaslääkäri voi valmistaa paikan pohjakerroksen kuitulujitteisesta yhdistelmämuovista ja kovettaa sen päälle tavallista paikkamuovia. Näin paikasta saadaan kestävämpi.

Väitökseen johtaneet tutkimukset tehtiin Turun yliopistossa.