Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Geheimnis des Untergrunds

25.02.2004


Mit bloßem Auge sind die winzigen Wellen, Noppen und Vertiefungen nicht zu sehen. Doch lebende Zellen reagieren auf die feinen Strukturen und verbinden sich mit ihnen. Implantate, deren Oberflächen strukturiert wurden, können schneller einwachsen als glatte. In der Medizintechnik gibt es für die neuen Mikrostrukturen vielerlei Anwendungen. Einige sind vom 9. bis 11. März auf der MEDTEC, am Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft Halle 4.0, Stand 417 zu sehen.


Zellen orientieren sich beim Wachsen am Untergrund: Die Säulenstruktur der Silikon-Oberfläche beeinflusst hier die Morphologie humaner Bindegewebszellen, der Fibroblasten. © Fraunhofer



"Die Mikrostrukturierung ist ein Boom-Thema", sagt Dr. Georg Veltl vom Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen. "Der Trend geht in allen Branchen in Richtung Miniaturisierung. Auch die Medizintechnik ist da keine Ausnahme." Beispiel Mikroanalytik: Untersuchungen, für die man früher einen ganzen Labortisch brauchte, können heute in schuhkarton-großen Minilabs durchgeführt werden. Die Methode spart nicht nur Platz, sondern auch Geld, da die Menge der benötigten Reagenzien drastisch reduziert werden kann. Um den Fluss der chemischen Lösungen auf kleinstem Raum exakt steuern zu können, müssen die Mikrotiterplatten mit mikroskopischen Kanälen ausgestattet werden. "Dank Mikrostrukturierungstechnik können wir solche Kanäle mit hoher Präzision herstellen", erklärt Veltl.



Gefragt sind die winzigen Rillen, Dellen und Noppen, mit denen sich Oberflächen im mikroskopischen Maßstab gestalten lassen, auch beim Tissue-Engineering, der Herstellung von Gewebe im Labor: Die Mikrostrukturierung gibt eine Wachstumsrichtung vor und steigert die Belastbarkeit: "Unterschiedliche Strukturen beeinflussen das Gewebe auf ganz charakteristische Weise. Wir haben in Zusammenarbeit mit dem Bremer Biotechnologie-Unternehmen alcedo biotech Zellaufwachsversuche durchgeführt, um herauszufinden, welche Oberflächenstruktur sich für welches Einsatzgebiet besonders gut eignet", berichtet der Werkstoff-Ingenieur Veltl. Auf manchen Strukturen haften zum Beispiel Knochenzellen besonders gut. Diese Oberflächen sind ideal für Implantate, die schnell einwachsen sollen. In anderen Fällen wollen die Medizintechniker das Aufwachsen von Zellen verhindern. Intraokularlinsen zum Beispiel, die implantiert werden, wenn Patienten an Grauem Star leiden, sollen nicht von Bindegewebe überwuchert und dadurch getrübt werden.

Besonders kniffelig ist die Mikrostrukturierung von harten, metallischen Werkstücken. Gleichzeitig sind gerade diese in der Medizintechnik gefragt, weil sie belastbarer sind als Kunststoffteile und dazu unempfindlich gegenüber Chemikalien. Am Bremer Fraunhofer-Institut können jetzt metallische Objekte mit mikrostrukturierten Oberflächen gefertigt werden - Pulvermetallurgie macht’s möglich.

Im ersten Schritt wird eine Form erstellt, deren Oberfläche bereits die gewünschte Struktur - genauer gesagt: deren Negativform - zeigt. In diese Form spritzen die Forscher eine Mischung aus feinstem Metallpulver und Kunststoff. Nach dem Aushärten wird das Bauteil herausgenommen, der Kunststoff wieder beseitigt und das Metall gesintert. "Das Verfahren ist äußerst vielseitig und seit Jahren bewährt", berichtet Dr. Astrid Rota, Leiterin der Abteilung Mikrofertigung am IFAM. "Die eigentliche Herausforderung lag darin, die Methode, die bisher zur Herstellung von makroskopischen Bauteilen eingesetzt wurde, anzupassen an die mikroskopische Produktion. Wir haben das jetzt geschafft."

Die Pulvermetallurgie eignet sich nicht nur für die Mikrostrukturierung metallischer Oberflächen, sondern auch für die Herstellung von Mikrobauteilen aus Metall - beispielsweise kleinen Hydraulik- oder Infusionspumpen. "Die metallischen Komponenten sind zwar etwas teurer als solche aus Kunststoff, der Herstellungspreis wird jedoch mit größerer Stückzahl geringer", so Veltl. "Dafür sind Lebensdauer und die Belastbarkeit wesentlich höher - gerade in der Medizintechnik ist das ein wichtiger Punkt."

Dr. Johannes Ehrlenspiel | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/german/events/exhibitions/medt04_fly.pdf

Weitere Berichte zu: Medizintechnik Mikrostrukturierung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht SYSTEMS INTEGRATION 2018 in der Schweiz thematisiert Bausteine für die industrielle Digitalisierung
20.11.2017 | IVAM Fachverband für Mikrotechnik

nachricht IHP präsentiert sich auf der productronica 2017
17.11.2017 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

500 Kommunikatoren zu Gast in Braunschweig

20.11.2017 | Veranstaltungen

VDI-Expertenforum „Gefährdungsanalyse Trinkwasser"

20.11.2017 | Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Künstliche neuronale Netze: 5-Achs-Fräsbearbeitung lernt, sich selbst zu optimieren

20.11.2017 | Informationstechnologie

Tonmineral bewässert Erdmantel von innen

20.11.2017 | Geowissenschaften

Hemmung von microRNA-29 schützt vor Herzfibrosen

20.11.2017 | Biowissenschaften Chemie