2026-06-042026-06-04https://hdl.handle.net/11420/63372Orale Erkrankungen sind ein bedeutendes globales Gesundheitsproblem und eine Belastung für das Gesundheitssystem. Die ästhetische Versorgung kariöser und nichtkariöser Defekte erfolgt heute bevorzugt mit plastischen, zahnfarbenen Füllungsmaterialien, die adhäsiv verwendet werden. Allerdings ist die Lebensdauer dieser Restaurationen durch die Anfälligkeit des Verbundes zur Zahnhartsubstanz begrenzt. Ein durchaus plausibles Gegenmittel, um diesen Abbau zu verhindern oder zumindest zu verzögern, ist eine zusätzliche Verstärkung des Kollagennetzwerks durch Quervernetzung. Ziel des Projekts ist daher die Erforschung grundlegender Wechselwirkungsmechanismen zwischen äußerlich applizierten Kollagenvernetzern und der Zahnhartsubstanz, insbesondere im Hinblick auf eine verbesserte Degradationsresistenz unter klinisch herausfordernden Bedingungen. Das in drei Phasen gegliederte Projekt wird zunächst einige im menschlichen Körper vorkommende Substanzen wie Vitamin B2 (Riboflavin, RB) und RB-Derivate auswählen und die optimalen Bedingungen für deren Anwendung als Kollagenvernetzern erarbeiten. Aus einer komplexen Perspektive, die physikalische, chemische, mechanische, biologische und toxikologische Aspekte umfasst, werden die grundlegenden Wechselwirkungsmechanismen der Kollagenvernetzern mit der Zahnsubstanz analysiert und die Kollagenvernetzung quantifiziert. Schließlich soll ein klinisch anwendbares Behandlungsprotokoll entwickelt und dessen Wirksamkeit unter simulierten und zunehmend aggressiven klinischen Bedingungen evaluiert werden. Das Projekt umfasst multidisziplinäre Untersuchungsmethoden im makroskopischen bis nanoskopischen Bereich, um neue Erkenntnisse zur Aufklärung von Kollagenvernetzungsmechanismen zu liefern. Dazu gehören Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Rasternahfeldmikroskopie (SNOM), hochauflösende Infrarot-Imaging-Spektroskopie mit einem Quantenkaskadenlaser, quasistatische und dynamisch-mechanische Analyse, Zymographie, SDS-PAGE, Biokompatibilität und Zytotoxizität.Tooth decay is a major public health challenge that places an enormous burden on the healthcare system. In order to aesthetically replace lost tooth tissue and carious defects, adhesive placed tooth-colored restorations are the most common interventions today. However, their lifespan is limited because the bond between tooth structure and restorative material is prone to degradation. Strengthening the dentinal collagen network in the bonded tooth area through additional cross-linking is a plausible mechanism to prevent or delay this degradation. The project aim therefore to contribute to the understanding of the fundamental interaction mechanisms between externally applied adjuvant collagen cross-linkers and tooth structure, in particular with regard to potentially enhanced resistance to degradation under clinically challenging conditions. Divided into three phases, the project will first screen natural materials found in the human body, such as vitamin B2 (riboflavin, RB) and RB derivatives, along with parameters for optimal functionality under environmental conditions. From a complex perspective, that includes physical, chemical, mechanical, biological and toxicological aspects, the basic interaction mechanisms of the cross-linking agents and the tooth structure will be analyzed, and the degree of collagen cross-linking quantified. Finally, a clinically applicable treatment protocol will be developed and evaluated under different simulated and increasingly aggressive clinical conditions. The project will combine multidisciplinary investigation methods at macroscopic to nanoscopic scale and provide previously unavailable insights into the processes associated with cross-linking treatment. These include scanning electron microscopy (SEM) and scanning near-field microscopy (SNOM), high-resolution infrared imaging spectroscopy using a quantum cascade laser, quasi-static and dynamic mechanical analysis, zymography, SDS-PAGE, biocompatibility and cytotoxicity.