Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Clausthaler Forscher entwickeln verschleißarmes Knieimplantat aus Titan

27.11.2013
Menschen werden immer älter. Um trotzdem die Lebensqualität zu erhalten, wachsen die Herausforderungen in der Medizintechnik. Beispielsweise steigt der Bedarf an künstlichen Kniegelenken. Wie lassen sich Verschleiß und Kosten eines solchen Gelenkersatzes reduzieren? Dieser Frage gehen Clausthaler Materialwissenschaftler in einem neuen Verbundprojekt nach.

Mit zwei Millionen Euro wird das Projekt „Osteofit – ein verschleißarmes knocheninduktives Knie-Implantatsystem auf Basis von Titan“ durch das Bundesforschungsministerium gefördert.



Etwa ein Drittel davon entfällt auf das Institut für Werkstoffkunde und Werkstofftechnik (IWW) der TU Clausthal, das von Professor Lothar Wagner geleitet wird. Gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft verfolgen die Harzer Forscher in dem Vorhaben mehrere Ziele.

So wollen sie das Einwachsverhalten der Implantate verbessern, aseptische Lockerungen, also Instabilitäten, die beispielsweise durch Abrieb verursacht werden, und allergische Reaktionen auf die benutzten Materialien verringern. Zugleich sollen die bisher hohen Herstellungskosten herabgesetzt werden.

Welcher wissenschaftliche Ansatz steckt dahinter? Bisher bestehen die Knieprothesen, die zwischen Ober- und Unterschenkelknochen eingepasst werden, zumeist aus Kobalt-Chromlegierungen. „In dem neuen Projekt soll geklärt werden, ob es technologisch möglich ist, durch Schleuderguss ein Kniegelenkersatz aus der für chirurgische Implantate verwendeten Titanlegierung Ti-6Al-4V herzustellen“, erklärt Dr. Manfred Wollmann. Der Werkstoff Titan zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Biokompatibilität aus. „Anschließende ortsspezifische Oberflächenbehandlungen, auch auf der knochenzugewandten Fläche, sollen zusätzlich zu einer verbesserten Integration des Implantats und einer längeren Lebensdauer führen“, ergänzt Diplom-Ingenieur Ulrich Raab. Bisherige Knieprothesen, die im Stolperfall das 20-fache des Körpergewichts aushalten müssen, werden derzeit nach zehn bis zwölf Jahren gewechselt.

Gemeinsam mit dem Projektträger, dem Verein Deutscher Ingenieure (VDI), haben sich alle Teilnehmer viel vorgenommen. Innerhalb der kommenden drei Jahre soll ein marktreifes Medizinprodukt entwickelt werden. Die Projektpartner decken deshalb die gesamte Wertschöpfungskette von der Entwicklung der Gusstechnologie bis zur Fertigung und Erprobung der Knieimplantate ab. Es bringen sich ein: die drei Unternehmen Peter Brehm, MedTitan, Medimet, die Vereinigung Access e. V., die Universität Ulm sowie die Titan-Experten des IWW.

Die an der TU vorgesehenen Arbeiten werden im Rahmen des Clausthaler Zentrums für Materialtechnik umgesetzt. Sie umfassen zum einen die Charakterisierung und Optimierung des Gussgefüges durch Wärmebehandlung. Daneben beschäftigen sich die Forscher damit, das für den Verwendungszweck geeignete Oberflächenprofil zu generieren und zu verfestigen. Sie schaffen so die Grundlage für eine innovative Verschleißschutzschicht durch Stickstoff-Ionenimplantation. Schließlich werden die fertigen Kniegelenke im Harz auf Ermüdung und Verschleißverhalten getestet. Für diese Versuche hat der VDI zusätzliche Mittel für einen biaxialen Prüfstand bewilligt. Die neue Anlage soll den medizintechnischen Bereich am Institut von Professor Wagner auch grundsätzlich stärken. Denn der Bedarf an technologischen Verbesserungen auf dem Gebiet von Implantaten wird, da ist sich die Fachwelt einig, insgesamt zunehmen.

Christian Ernst | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-clausthal.de
http://www.czm.tu-clausthal.de/forschung/projekte/ein-verschleissarmes-knocheninduktives-knieimplantatsystem-auf-basis-titan/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fraunhofer IFAM erweitert den Forschungsbereich »Beschichtungen für Bewuchs- und Korrosionsschutz«
11.01.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Schrauben mit Köpfchen
10.01.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ALMA beginnt Beobachtung der Sonne

18.01.2017 | Physik Astronomie

Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

18.01.2017 | Architektur Bauwesen

Neues Forschungsspecial zu Meeren, Ozeanen und Gewässern

18.01.2017 | Geowissenschaften