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 Europäisches Exzellenzzentrum für Glasforschung
17.03.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Vollautomatisierte Herstellung von CAD/CAM-Blöcken für kostengünstigen, hochwertigen Zahnersatz
16.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise