Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Saarbrücker Werkstoffwissenschaftler optimieren Titanimplantate

03.11.2000


Neue Erkenntnisse in der Forschung zur Herstellung maßgeschneiderter Titanimplantate ziehen erneute DFG-Förderung nach sich

Das neue, von der DFG genehmigte Schwerpunktprogramm 1100 zum Thema "Grenzflächen zwischen Werkstoff und Biosystem" wurde von Professor Dr. Jürgen Breme, Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe, Universität des Saarlandes, mitinitiiert. Die DFG unterstützt im Rahmen dieses Schwerpunktprogramms zwei neue Projekte der Saar-Uni. Sie schließen direkt an das Projekt "Einfluss der Oberflächenzusammensetzung und -struktur auf die Wechselwirkung lebende/tote Materie bei Titanwerkstoffen" an, das von April 1997 bis Juli 2000 durch die DFG gefördert wurde und erfolgreich zum Abschluss kam.

In diesem ersteren interdisziplinären Projekt sollten vor allem klinische Probleme bei Werkstoffen für Langzeitimplantate, wie etwa Gefäßprothesen, Zahnimplantate oder Hüftgelenksprothesen, durch nachhaltige Verbesserung gelöst werden. Als besonders gut geeigneter Werkstoff hat sich das biokompatible Titan herausgestellt. An die Titan-Implantate werden in der Praxis unterschiedliche Anforderungen gestellt. Körperzellen müssen sich entweder fest an den Werkstoff anlagern und mit ihm "verwachsen" (Zahnimplantate, Hüftgelenksprothesen) oder aber vom Werkstoff "Abstand halten" wie bei Gefäßprothesen, die dauerhaft in Adern eingepflanzt werden, um diese offen zu halten und Ablagerungen zu vermeiden.
Dem Saarbrücker Forscherteam um Professor Dr. Breme ist der Nachweis gelungen, dass diese unterschiedlichen Reaktionen von menschlichen Zellen durch das nur wenige Nanometer dünne Oberflächenoxid der Titanwerkstoffe verursacht werden. Titan reagiert sofort im Kontakt mit Sauerstoff und bildet eine sehr gleichmäßige und geschlossene Schicht aus Titanoxid. Eine aufgerauhte Struktur mit Rillen fördert die Zellanlagerung - die Zellen strecken sich regelrecht aus und verankern sich fest mit dem Werkstoff.

Innerhalb des neu anlaufenden Schwerpunktprogramms "Grenzflächen zwischen Werkstoff und Biosystem", das auf eine Laufzeit von 6 Jahren ausgelegt ist, wurden dem Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe zwei weitere Projekte mit einer Gesamtsumme von DM 468.000,- für das 1. Jahr genehmigt. Nun eröffnet sich den Saarbrücker Forschern die Möglichkeit, ihr Wissen über den oberflächennahen Bereich von Biomaterialien im Kontakt mit unterschiedlichen Körpermedien (Körperflüssigkeit, Blut) zu vertiefen. Neue Erkenntnisse können dann zur Herstellung maßgeschneiderter Titan-Implantatwerkstoffe mit besonderen Zellreaktionen genutzt werden.

Das eine Projekt "Entwicklung eines Verbundwerkstoffes mit funktionellen Oberflächen-Strukturen (Lotuseffekt) in Kombination mit funktionellen Beschichtungen zur Optimierung der hämokompatiblen bzw. thrombogenen Eigenschaften" wird feder-führend von Dr. Volker Biehl (Lehrstuhl Prof. Breme, Metallische Werkstoffe) geleitet. Ziel ist es, die in Wechselwirkung zum Blut stehenden Oberflächen so zu optimieren, dass je nach Anwendung entweder eine Blutgerinnung (Thrombenbildung) vermieden wird (hämokompatible Stents als Gefäßprothesen) oder ein thrombogenes (klumpenbildendes) Verhalten erreicht werden kann. Die Titanoxidschicht wird beispielsweise hinsichtlich ihrer elektrischen Leitfähigkeit verändert, und die dann auftretenden Zellreaktionen charakterisiert. Die Werkstoffe mit den entsprechenden gezielt hergestellten Oberflächenflächenstrukturen und/oder -zusammensetzungen werden vom Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe zur Verfügung gestellt. Die hämokompatiblen bzw. thrombogenen Eigenschaften werden von Professor Dr. Ulrich Theo Seyfert, Abteilung für klinische Haemostaseologie und Transfusionsmedizin der Universität des Saarlandes, bestimmt.

Das andere Projekt "Struktur und modifikationsabhängige Einstellung der Grenzflächen an Titanbasiswerkstoffen zum Hartgewebe" wird federführend von Dr. Eva Eisenbarth (Lehrstuhl Prof. Breme, Metallische Werkstoffe) geleitet. Die Werkstoffoberfläche soll in diesem Projekt im makroskopischen, mikroskopischen und im Nanobereich strukturiert werden. Beschichtungen auf Titanoxidbasis zur Variation der Oberflächenzusammensetzung sollen mit Hilfe von verschiedenen Methoden (MOCVD-, PVD-, Sol-Gel-Verfahren) erfolgen. Ziel des Projektes wird die Definition biologisch relevanter Charakteristika der Grenz-Fläche sein, die mit den unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften und Oberflächenparametern in Zusammenhang stehen.

Da das Schwerpunktprogramm interdisziplinär angelegt ist, werden beide Projekte in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Experimentelle Zahnmedizin (Professor Dr. R. Thull) der Universität Würzburg bearbeitet.

Tamara Weise | idw

Weitere Berichte zu: DFG Metallisch Schwerpunktprogramm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Quantenanomalien: Das Universum in einem Kristall
21.07.2017 | Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe

nachricht Projekt »ADIR«: Laser bergen wertvolle Werkstoffe
21.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ruckartige Bewegung schärft Röntgenpulse

Spektral breite Röntgenpulse lassen sich rein mechanisch „zuspitzen“. Das klingt überraschend, aber ein Team aus theoretischen und Experimentalphysikern hat dafür eine Methode entwickelt und realisiert. Sie verwendet präzise mit den Pulsen synchronisierte schnelle Bewegungen einer mit dem Röntgenlicht wechselwirkenden Probe. Dadurch gelingt es, Photonen innerhalb des Röntgenpulses so zu verschieben, dass sich diese im gewünschten Bereich konzentrieren.

Wie macht man aus einem flachen Hügel einen steilen und hohen Berg? Man gräbt an den Seiten Material ab und schüttet es oben auf. So etwa kann man sich die...

Im Focus: Abrupt motion sharpens x-ray pulses

Spectrally narrow x-ray pulses may be “sharpened” by purely mechanical means. This sounds surprisingly, but a team of theoretical and experimental physicists developed and realized such a method. It is based on fast motions, precisely synchronized with the pulses, of a target interacting with the x-ray light. Thereby, photons are redistributed within the x-ray pulse to the desired spectral region.

A team of theoretical physicists from the MPI for Nuclear Physics (MPIK) in Heidelberg has developed a novel method to intensify the spectrally broad x-ray...

Im Focus: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Ferienkurs mit rund 600 Teilnehmern aus aller Welt

28.07.2017 | Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Firmen räumen bei der IT, Mobilgeräten und Firmen-Hardware am liebsten in der Urlaubsphase auf

28.07.2017 | Unternehmensmeldung

Dunkel war’s, der Mond schien helle: Nachthimmel oft heller als gedacht

28.07.2017 | Geowissenschaften

8,2 Millionen Euro für den Kampf gegen Leukämie

28.07.2017 | Förderungen Preise