Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Werkstoffentwicklungen für den Menschen

27.11.2012
Medizinische Implantate wandeln sich vom passiven, bioinerten Bauteil zu einer bioaktiven, das Zellwachstum steuernden Komponente.
Häufig werden die Oberflächen daher mit Wirkstoff abgebenden Beschichtungen versehen oder durch Ätzen angeraut. Verschiedene Alternativen zu diesen Ansätzen werden am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM durch die Einstellung anwendungsspezifischer Materialkombinationen oder gezielte Oberflächenstrukturierung verfolgt.

Die Strukturierung der Oberfläche und Porosität beeinflusst massiv die Wechselwirkung von Implantat und Zellen und somit das Einwachsen von Knochen oder Gewebe in das Implantat. Daher werden am IFAM beispielsweise Metall- und Keramikimplantate gezielt mit regelmäßigen Oberflächenstrukturen bis hinunter zu 5 μm oder offener Porosität bis zu 90 % versehen.

Mikrostrukturierte Edelstahl Oberfläche für optimiertes Zellwachstum
Quelle: Fraunhofer IFAM

Neben der Optimierung der Oberfläche entwickelt das Fraunhofer IFAM Komposite und deren Verarbeitungsprozesse, mit denen Knochenimplantate gefertigt werden können, die ihrem Einsatzort angepasst sind. Bei Implantaten unterscheidet man zwischen Permanentimplantaten, die im Körper verbleiben (z.B. Prothesen, Knochenersatzimplantate) und temporären Implantaten (z.B. Schrauben, Platten). Aufgrund der guten mechanischen Eigenschaften werden für die Herstellung häufig Metalle wie Edelstähle, Titan- oder Kobalt-Chrom-Legierungen genutzt.

Ein Nachteil ist, dass diese Implantate bei Komplikationen bzw. nach erfolgter Heilung teilweise aufwendig wieder entfernt werden müssen. Implantate, die sich im Körper im Lauf der Zeit abbauen (degradieren), können eine Implantatentfernung überflüssig machen. Daher untersucht das Fraunhofer IFAM die Anwendbarkeit von degradierbaren Werkstoffen in der Implantattechnik.

Degradierbare Werkstoffe werden auch heute schon eingesetzt, zumeist Polymere, aber auch einige Keramiken und Metalle kommen in Betracht. Auf Seiten der Herstellungsverfahren ist das Pulverspritzgießen (PIM) auf Basis von keramischen und metallischen Pulvern besonders geeignet, die Werkstoffeigenschaften gezielt einzustellen und komplexe Bauteile ohne Nachbearbeitung zu erzeugen.
Komposite aus mindestens zwei verschiedenen Komponenten bieten die besondere Möglichkeit, Eigenschaften in weiten Grenzen zu variieren und dem Anwendungsfall anzupassen. Aufgrund der mechanischen Eigenschaften sind Polymermatrix-Komposite tendenziell für den Einsatz als nicht-lasttragende Implantate geeignet, wohingegen lasttragende Metall-Keramik-Komposite derzeit Gegenstand der Forschung und Entwicklung sind.

Kontakt:
Janne Haack,
Fraunhofer IFAM
janne.haack@ifam.fraunhofer.de

Janne Haack | NeMa-News
Weitere Informationen:
http://www.ifam.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Rostiger Stahl als Sauerstoffgenerator
22.07.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Vielversprechende Innenbeschichtung für Konservendosen
21.07.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Superschneller Internetfunk dank Terahertz-Strahlung

Wissenschaftler aus Dresden und Dublin haben einen vielversprechenden technologischen Ansatz gefunden, der Notebooks und anderen mobilen Computern in Zukunft deutlich schnellere Internet-Funkzugänge ermöglichen könnte als bisher. Die Teams am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und am irischen Trinity College Dublin brachten hauchdünne Schichten aus einer speziellen Verbindung von Mangan und Gallium dazu, sehr effizient Strahlung im sogenannten Terahertz-Frequenzbereich auszusenden. Als Sender in WLAN-Funknetzen eingesetzt, könnten die höheren Frequenzen die Datenraten zukünftiger Kommunikations-Netzwerke spürbar erhöhen.

„Wir halten diesen Ansatz für technologisch sehr interessant“, betont Dr. Michael Gensch, Leiter einer Arbeitsgruppe am HZDR, die sich mit den...

Im Focus: Newly discovered material property may lead to high temp superconductivity

Researchers at the U.S. Department of Energy's (DOE) Ames Laboratory have discovered an unusual property of purple bronze that may point to new ways to achieve high temperature superconductivity.

While studying purple bronze, a molybdenum oxide, researchers discovered an unconventional charge density wave on its surface.

Im Focus: Forschen in 15 Kilometern Höhe - Einsatz des Flugzeuges HALO wird weiter gefördert

Das moderne Höhen-Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) wird auch in Zukunft für Projekte zur Atmosphären- und Erdsystemforschung eingesetzt werden können: Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligte jetzt Fördergelder von mehr als 11 Millionen Euro für die nächste Phase des HALO Schwerpunktprogramms (SPP 1294) in den kommenden drei Jahren. Die Universität Leipzig ist neben der Goethe-Universität Frankfurt am Main und der Technischen Universität Dresden federführend bei diesem DFG-Schwerpunktprogramm.

Die Universität Leipzig wird von der Fördersumme knapp 6 Millionen Euro zur Durchführung von zwei Forschungsprojekten mit HALO sowie zur Deckung der hohen...

Im Focus: Mapping electromagnetic waveforms

Munich Physicists have developed a novel electron microscope that can visualize electromagnetic fields oscillating at frequencies of billions of cycles per second.

Temporally varying electromagnetic fields are the driving force behind the whole of electronics. Their polarities can change at mind-bogglingly fast rates, and...

Im Focus: Rekord in der Hochdruckforschung: 1 Terapascal erstmals erreicht und überschritten

Einem internationalen Forschungsteam um Prof. Dr. Natalia Dubrovinskaia und Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky von der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, im Labor einen Druck von 1 Terapascal (= 1.000.000.000.000 Pascal) zu erzeugen. Dieser Druck ist dreimal höher als der Druck, der im Zentrum der Erde herrscht. Die in 'Science Advances' veröffentlichte Studie eröffnet neue Forschungsmöglichkeiten für die Physik und Chemie der Festkörper, die Materialwissenschaft, die Geophysik und die Astrophysik.

Extreme Drücke und Temperaturen, die im Labor mit hoher Präzision erzeugt und kontrolliert werden, sind ideale Voraussetzungen für die Physik, Chemie und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress für Molekulare Medizin: Krankheiten interdisziplinär verstehen und behandeln

20.07.2016 | Veranstaltungen

Ultraschnelle Kalorimetrie: Gesellschaft für thermische Analyse GEFTA lädt zur Jahrestagung

19.07.2016 | Veranstaltungen

Das neue Präventionsgesetz aktiv gestalten

19.07.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Superschneller Internetfunk dank Terahertz-Strahlung

25.07.2016 | Informationstechnologie

Neue Protein-Analyse für Therapie und Diagnose von Krankheiten

25.07.2016 | Biowissenschaften Chemie

Wussten Sie, dass UV-Licht für sicheres Baden während der Sommermonate sorgt?

25.07.2016 | Energie und Elektrotechnik