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 Innovation: Optische Technologien verändern die Welt
01.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht SeaArt-Projekt startet mit Feldversuchen an Nord- und Ostsee
18.11.2016 | Hochschule Hannover

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie