Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Knochenersatz aus dem 3-D-Drucker

26.02.2013
Mittels 3-D-Drucken ist es möglich, ein Knochenersatzgerüst aus Keramik herzustellen. Die Zutaten dafür sind überschaubar: benötigt wird ein spezielles Keramikpulver, ein Kleber und ein 3-D-Drucker.

Ort der Herstellung ist ein Labor der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin. In einem handelsüblichen 3-D-Drucker wird dann Schicht für Schicht im Drucker aufgetragen und an vorher bestimmten Stellen, entsprechend der gewünschten Struktur, das von der BAM entwickelte Pulver verklebt. Zum Schluss muss der Werkstoff noch bei circa 1000 Grad Celsius gebrannt werden – und fertig ist der Ersatzknochen.

Der so entstandene Keramikkörper hat zwei interessante Eigenschaften: zum einen besteht er zu 60 Prozent aus Poren. „Zum anderen kann der Werkstoff vom Körper resorbiert werden. Die poröse Struktur ermöglicht den Zellen in den Körper hineinzuwachsen“, sagt die BAM-Projektleiterin Cynthia Gomes. Das Material wird dann nach und nach vom Körper abgebaut. Abgeschaut haben die Wissenschaftler die Struktur in der Natur: bei Schwämmen oder bei Hirschgeweihen, die eine ähnliche Knochenstruktur aufweisen.

Ihre Zukunftsidee: Während einer Operation scannt der Arzt die schadhafte Stelle beim Patienten. Die Daten werden sogleich an einen Computer übertragen, das Ersatzteil berechnet und sofort mittels 3-D-Druck noch während der OP ausgedruckt. Noch befindet man sich am Anfang der Forschung. Der nächste Schritt ist die Messung der Löslichkeit der Keramikteile. Dafür wird eine künstliche Körperflüssigkeit benutzt. In einer weiteren Phase werden dann zusammen mit einem Kooperationspartner Zellzüchtungen durchgeführt.

Die Medizintechnik ist aber nur ein Anwendungsfeld der Keramikexperten. Auch in der Automobilindustrie werden zunehmend Keramikmaterialien eingesetzt. Dort geht es natürlich nicht um die Abbaubar- oder Verträglichkeit sondern um Leichtbau bei gleichzeitig sehr festen Strukturen. Wie viel Festigkeit ein keramisches Bauteil aufweisen muss, um nicht zu versagen, soll zukünftig durch eine Norm geregelt werden. Derzeit wird daran unter Mitwirkung der BAM gearbeitet.

Die BAM blickt bei der Herstellung der Keramikpulver auf eine 20jährige Erfahrung zurück. Das Pulver ist bezüglich seiner Korngröße derart eingestellt, dass es beim Schütteln in der Flasche fließt. Durch die besonderen Eigenschaften wird auch die Schichtdicke von nur 100 Mikrometern ermöglicht. Das Keramikpulver, mit der von der BAM patentierten Zusammensetzung, wird in Lizenz vertrieben. Ein Ziel ist es auch, neue Geräte für die Produktion zu entwickeln. Das 3-D-Drucken ist noch eine relativ junge Technologie. Experten sprechen auch von der additiven Fertigung. Bisher wird vor allem mit Metallen und Kunststoffen experimentiert. Der Einsatz von Keramiken ist dagegen noch nicht sehr verbreitet.

Kontakt:
Dr.-Ing. Cynthia M. Gomes
Abteilung 5 Werkstofftechnik
E-Mail: cynthia.gomes@bam.de

Dr. Ulrike Rockland | idw
Weitere Informationen:
http://www.bam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Kunststoffstrang statt gefräster Facette: neue Methode zur Verbindung von Brillenglas und -fassung
28.04.2017 | Technische Hochschule Köln

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie