Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Knochen auf Werkstoffe aus Titan reagieren

06.02.2002


Bekommt ein Patient ein Zahnimplantat oder ein künstliches Gelenk eingesetzt, dann ist Körperverträglichkeit oberstes Gebot. Idealerweise sollten die für das Implantat verwendeten Werkstoffe so beschaffen sein, dass sie die für den jeweiligen Anwendungsort bestmöglichen Eigenschaften mitbringen. Daran arbeiten Wissenschaftler von der Uni Würzburg.

Die Einbringung von Implantaten ist bei schweren Verschleißerkrankungen des Skelettsystems, insbesondere an den Gelenken, beim Verlust einzelner Zähne oder zur Stützung von Zahnersatz häufig unverzichtbar. In Deutschland bekommen jedes Jahr 80.000 Patienten künstliche Hüften eingesetzt, weil ihre natürlichen Gelenke verschlissen oder degeneriert sind. Hiervon ist im Laufe seines Lebens etwa jeder zwanzigste Mensch betroffen.

Um die Implantate gut zu befestigen, werden die Fixierungselemente so konstruiert und die Werkstoffe so gewählt, dass eine möglichst enge Verbindung zum Knochen entsteht. Dies ist eine wichtige Voraussetzung dafür, dass ein Implantat für lange Zeit funktionstüchtig bleibt.

Entscheidend ist die Grenzfläche zwischen Werkstoff und Körper, denn dort laufen bedeutsame Vorgänge ab: Kommt die Oberfläche eines Werkstoffs mit Körperflüssigkeit oder Blut in Berührung, dann lagern sich innerhalb von Minuten Proteine ab: Die Oberfläche überzieht sich mit einem so genannten Biofilm. Nach dessen Aufbau reagieren die Körperzellen dann direkt auf das Implantat.

Als besonders gut verträglich gelten Titan oder Titanlegierungen: Sie überziehen sich im Körper schnell mit einer Oxidschicht, die das Implantat für den Organismus gewissermaßen unsichtbar macht. So wird zum Beispiel eine Abwehrreaktion des Immunsystems weitestgehend vermieden. Die Oxidschicht erlaubt auch das Heranwachsen von Knochenzellen an die Oberfläche des Implantats und begünstigt so eine enge Verbindung zum Körper.

Mit der Problematik der "Grenzfläche zwischen Werkstoff und Biosystem" befasst sich ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördertes Schwerpunktprogramm. In diesem Rahmen werden Arbeiten am Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und Zahnheilkunde der Uni Würzburg gefördert. Der Lehrstuhlinhaber Prof. Dr.-Ing. Roger Thull ist zugleich auch Koordinator des Schwerpunktprogramms.

In einem der Würzburger Projekte geht es um die Beschaffenheit der Grenzfläche zwischen Knochen und Werkstoffen auf Titanbasis. Zunächst charakterisieren die Wissenschaftler die Werkstoffoberfläche zum Beispiel durch elektronische Zustands- und Austauschstromdichten oder die Oberflächenenergie. Danach untersuchen sie, ob bestimmte Reaktionen des Knochens auf den Werkstoff von diesen Eigenschaften abhängig sind. Außerdem wird erforscht, welche Einflüsse unterschiedliche Titanlegierungen beziehungsweise deren Oxidschichten oder Oberflächenmodifikationen auf die Grenzflächen zu Speichel und anderen Körperflüssigkeiten ausüben.

Bei diesem Projekt arbeitet Prof. Thull mit Prof. Dr. Dr. Jürgen Reuther von der Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer und Gesichtschirurgie, mit Prof. Dr. Jochen Eulert vom Lehrstuhl für Orthopädie und mit dem Physiker Prof. Dr. Eberhard Umbach zusammen.

Weitere Informationen: Prof. Dr.-Ing. Roger Thull, T (0931) 201-7352, Fax (0931) 201-7350, E-Mail: 
rthfmz@mail.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw

Weitere Berichte zu: Gelenk Grenzfläche Implantat Knochen Oxidschicht Titan

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Multidisziplinäre Studie regt neue Strategie zur Medikamentenentwicklung an
15.01.2018 | Heidelberger Institut für Theoretische Studien gGmbH

nachricht Interaktionen zwischen einfachen molekularen Mechanismen führen zu komplexen Infektionsdynamiken
09.01.2018 | Institute of Science and Technology Austria

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

Im Focus: Wie Metallstrukturen effektiv helfen, Knochen zu heilen

Forscher schaffen neue Generation von Knochenimplantaten

Wissenschaftler am Julius Wolff Institut, dem Berlin-Brandenburger Centrum für Regenerative Therapien und dem Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Fachtagung analytica conference 2018

15.01.2018 | Veranstaltungen

Tagung „Elektronikkühlung - Wärmemanagement“ vom 06. - 07.03.2018 in Essen

11.01.2018 | Veranstaltungen

Registrierung offen für Open Science Conference 2018 in Berlin

11.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ein „intelligentes Fieberthermometer“ für Mikrochips

16.01.2018 | Informationstechnologie

Diagnostik der Zukunft - Europäisches Projekt zur Erforschung seltener Krankheiten startet

16.01.2018 | Förderungen Preise

Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

16.01.2018 | Biowissenschaften Chemie