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 OLED-Produktionsanlage aus einer Hand
29.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Digitalisierung von HR-Prozessen – tisoware auf der Personal Nord und Süd
21.03.2017 | tisoware Gesellschaft für Zeitwirtschaft mbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung

30.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zuckerrübenschnitzel: der neue Rohstoff für Werkstoffe?

30.03.2017 | Materialwissenschaften

Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017

30.03.2017 | HANNOVER MESSE