Titan-Implantate mit optimierten Oberflächeneigenschaften

Die neuen Beta-Legierungen sind besonders biokompatibel und ermöglichen das Anwachsen von Zellen am Implantat.

Auf der 10. Weltkonferenz Titan 2003 (13.-18. Juli 2003, Hamburg) tauschen sich Experten aus aller Welt über die neuesten Trends des Leichtmetalls aus.

„Gerade bei hochbelasteten Implantaten wie künstlichen Knie- oder Hüftgelenken sind Titanwerkstoffe die metallischen Biomaterialien der ersten Wahl“, erklärt Prof. Jürgen Breme, Werkstoffwissenschaftler an der Universität des Saarlandes.

Die neuen Titanlegierungen sind fest, korrosionsbeständig, biokompatibel und bioadhäsiv. Das heißt, sie werden besonders gut vom menschlichen Körper angenommen und ermöglichen das Anwachsen von Gewebezellen am Implantat. Begünstigt wird diese Eigenschaft durch den niedrigen Elastizitätsmodul. Durch die erwünschte Beanspruchung des umliegenden Gewebes wird z.B. die Knochenneubildung stimuliert.

Vor allem die neu entwickelten Beta-Legierungen weisen einen Elastizitätsmodul auf, der gegenüber den (alpha+beta)-Legierungen noch einmal um ca. 20 % vermindert ist. Die gute Verschleißbeständigkeit und Biokompatibilität der Titanwerkstoffe ergeben sich aus der an der Oberfläche stets vorhandenen Oxidschicht.

Dem Saarbrücker Forscherteam ist der Nachweis gelungen, dass das Verhalten der Zellen stark von diesem nur wenige Nanometer dünnen Oberflächenoxid abhängt. „Bei einer Beschädigung bildet sich die Schicht in Gegenwart von Sauerstoff selbst bei Raumtemperatur in Millisekunden wieder neu“, erläutert Prof. Breme. Da die Oxidschicht in einem weiteren pH-Bereich von ca. 2,9 bis 12,5 die Eigenschaft besitzt zu hydrolysieren, befinden sich an der Oberfläche freie OH-Gruppen. Diese dienen den menschliche Proteinen als Anker, an die sie andocken können. So kann das Implantat mit dem menschlichen Körper verwachsen.

Prof. Breme ist überzeugt, dass der Schlüssel zu weiteren Optimierungen von Titan-Implantaten in der Erforschung der Oberflächenstruktur und -zusammensetzung der Legierungen liegt. Insbesondere Strukturen im Nanometerbereich spielen dabei zunehmend eine wichtige Rolle.

Auf der 10. Weltkonferenz Titan 2003 (13.-18. Juli 2003, Hamburg) tauschen sich Experten aus aller Welt über die neuesten Trends des Leichtmetalls aus. Im Bereich „Emerging Markets“ ist das Interface Titan-Werkstoff/Biosystem ein Schwerpunktthema. Betreut wird das Thema im Programmausschuss u.a. von Prof. Jürgen Breme, Lehrstuhl Metallische Werkstoffe, Universität des Saarlandes. Prof. Breme ist Mitglied im NOC (National Organisation Committee) der Titan-2003.

Die Weltkonferenz Titan wird im 4-jährigen Rhythmus von den sieben wichtigsten Ländern der Titan-Erzeugung bzw. -Verarbeitung im Wechsel organisiert: USA, Russland, Japan, Großbritannien, Frankreich, China und Deutschland. Das Programm umfasst eine große Zahl von Vorträgen über aktuelle Forschungsergebnisse und Entwicklungstrends, darunter Statusberichte aus den einzelnen Ländern.

Anmeldungen zur Titan-2003 nimmt das Konferenzsekretariat der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde übers Internet www.ti-2003.dgm.de oder unter Fax +49 (0) 69 – 7917 733 entgegen.

Formulare und weitere Informationen sind ebenfalls abrufbar unter www.ti-2003.dgm.de.

Kontakt:

Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
Konferenzsekretariat Ti-2003
Hamburger Allee 26
D-60486 Frankfurt

Frau Anja Mangold
Tel.: +49 69-7917 747
Fax: +49 69-7917 733
ti-2003@dgm.de