Verträglichere Implantatbeschichtung

Zähne und Knochen bestehen aus Calciumphosphat, deshalb ist dieses Material auch besonders gut für die Beschichtung medizinischer Implantate geeignet, etwa bei Hüftprothesen oder als Zahnersatz. „Der Knochen wächst in der Regel gut auf, denn dem Körper ist dieses Material bereits bekannt.“, bestätigt Prof. Matthias Epple, Professor für Anorganische Chemie an der Universität Duisburg-Essen.

Er ist Mitglied einer interdisziplinären Forschergruppe, der jetzt ein entscheidender Schritt gelungen ist, um verträglichere Implantate für den menschlichen Körper herstellen zu können. Prof. Epple: „Wir können nämlich seit kurzem funktionalisierte Calciumphosphat-Nanopartikel elektrochemisch auf leitenden Oberflächen wie Titan- oder Silicium abscheiden. Damit können wir in der Zukunft auch biologisch aktive Wirkstoffe gezielt auf Implantat-Oberflächen anbringen.“

Besondere Vorteile bietet dieses Verfahren, wenn man poröse Objekte von innen beschichten und dabei die Schichtdicke gezielt steuern möchte. Hierzu bearbeitet Dr. Nils Hartmann, Physikalische Chemie, die abgeschiedenen Calciumphosphat-Schichten mit einem fokussierten Laser, wobei die darunter liegende Metalloberfläche in Mikrometer-breiten Bahnen wieder freigelegt werden kann. „Durch diese Strukturierung im Mikrometer-Maßstab“, sagt Physiologieprof. Martin Wiemann, Universitätsklinikum Essen, „kann die Reaktion von Knochenzellen auf strukturierte Oberflächen untersucht werden.“

Wie präzise das Verfahren bereits eingesetzt werden kann, verdeutlicht das Beispielbild mit dem Universitätsnamen in 225 Mikrometer-hohen Buchstaben in einer zwei bis drei Mikrometer dicke Schicht aus Calciumphosphat-Nanopartikeln. Die Arbeiten wurden soeben im angesehenen Journal of Materials Chemistry publiziert und dort auf der Titelseite vorgestellt.

Redaktion: Beate H. Kostka, Tel 0203/379-2430
Weitere Informationen: Prof. Dr. Matthias Epple, Tel. 0201/183-2413, e-mail matthias.epple@uni-due.de, weitere beteiligte Forschungsgruppen: Prof. Eckart Hasselbrink und Dr. Nils Hartmann, Physikalische Chemie sowie Prof. Martin Wiemann, Physiologie/Abt. Prof. Dieter Bingmann