Plasma verbindet – besseres Wachstum von Knochenzellen auf Implantaten

Diese schnelle Zelladhäsion ist ein kritischer Faktorfür die Verbesserung von künstlichen Hüft-, Knie- oder Zahnimplantaten.Titan hat sich hier wegen seiner natürlichen Oxidschicht seit Jahren bewährt und wird von Knochenzellen (Osteoblasten) gut angenommen.

Jetzt ist es Forschern des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie (INP Greifswald) zusammen mit Partnern gelungen, die Titanoberfläche mit einer neuen plasmachemischen Beschichtung zu optimieren.

Dazu wird auf das Implantat im Vakuum eine sehr dünne, kunststoffartige Schicht aufgebracht, die aus einfachen organischen Molekülen (Allylamin) erzeugt wird. Die Osteoblasten wachsen auf dem beschichteten Titan wesentlich besser als auf purem Metall. „Durch unsere Beschichtung können sich Osteoblasten schneller auf dem Implantatmaterial ansiedeln. Wir haben es mit Ankergruppen versehen, an denen Zellsignalmoleküle sehr leicht adsorbiert werden“, meint INP-Projektleiter Andreas Ohl, dessen Team das Verfahren entwickelte. Damit kann auch die gezielte Gewebezüchtung („tissue engineering“) auf Biomaterialien generell verbessert werden. Die Ergebnisse wurden jetzt im international renommierten Journal „Biomaterials“ publiziert.

Der Erfolg des INP Greifswald beruht auf der interdisziplinären Zusammenarbeit mit den Universitäten Rostock und Greifswald, dem Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik in Heiligenstadt, dem GKSS-Forschungszentrum Geesthacht und der DOT Rostock, einem führenden Medizintechnik-Unternehmen in der regenerativen Medizin. Das von der DOT koordinierte Verbundprojekt hat 2004 den Forschungswettbewerb des Landes Mecklenburg-Vorpommern gewonnen und wird vom Land und der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren unterstützt.

Das INP Greifswald erforscht Niedertemperatur-Plasmen für technische Anwendungen. Ziel ist einerseits die technologische Vorlaufforschung und andererseits die Optimierung etablierter Plasmaverfahren und Plasmaprodukte sowie die Erforschung neuer Plasmaanwendungen.

Dies wird ergänzt durch die Anpassung von Plasmen an kundenspezifische Einsatzbedingungen sowie Machbarkeitsstudien, Serviceleistungen und Beratung.

Das INP betreibt Forschung und Entwicklung von der Idee bis zum Prototyp, wobei sich die Themen an den Bedürfnissen der Gesellschaft orientieren. Derzeit stehen die Biomedizintechnik, Oberflächentechnologie, Umwelttechnik, Spezial-Plasmaquellen, Modellierung und Diagnostik im Mittelpunkt des Interesses.

Das INP verfügt über 3700 qm Hauptnutzfläche, hat 25 Speziallabore sowie einen klassifizierten Reinraum und ein mikrobiologisches Labor für interdisziplinäre Forschung.

Das INP gehört zur Leibniz-Gemeinschaft und ist als gemeinnütziger Verein organisiert. Derzeit beschäftigt das INP etwa 130 Mitarbeiter und ist damit die größte außeruniversitäre Einrichtung auf diesem Forschungsgebiet in Europa.

Im Verbund mit dem Institut für Physik an der Ernst-Moritz-Arndt-Universität (IfP) und dem Max-Planck-Institut (IPP) besteht die Aufgabe des INP in der Förderung der Plasmatechnologie, in der Verbindung von Grundlagen und Industrieforschung.

Aus dem INP wurde in den Jahren 2005 und 2006 bereits je eine Firma ausgegründet.