Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lasertechnik eröffnet neue Möglichkeiten in der Medizin

03.04.2001


Laser werden zunehmend als präzise und belastungsarm wirkende Werkzeugein der industriellen Produktion und auch in der Medizin eingesetzt. Einneues Verfahren zur Herstellung von Knochenimplantaten per Laser ist dasErgebnis einer Diplomarbeit an der FH Gießen-Friedberg. Diplomand StephanGraeser hat mit diesem Projekt, das von Prof. Dr. Klaus Behler angeregtund betreut wurde, sein Studium der Physikalischen Technik an der FH inFriedberg erfolgreich abgeschlossen. Er kooperierte dabei mit demFraunhofer-Institut für Lasertechnik in Aachen.

Für die Herstellung funktional einsetzbarer Prototypen aus metallischen Werkstoffen wird derzeit ein lasergestütztes Verfahren (Selective Laser Melting - SLM) entwickelt. Die interdisziplinäre Diplomarbeit am Fachbereich Mathematik, Naturwissenschaften und Datenverarbeitung hat nachgewiesen, dass SLM auch zur Fertigung medizinischer Implantate genutzt werden kann. Bei dem Verfahren wird das zu erstellende Bauteil (Prototyp, Werkzeug oder Implantat) durch schichtweises Umschmelzen von metallischem Pulver in einer Bearbeitungskammer produziert. Die Geometrie der einzelnen Schichten wird zuvor mit speziellen Programmen aus bestehenden Daten errechnet, die u.a. durch CAD-Konstruktion und Computertomographie ermittelt wurden.

Schwerpunkt der Arbeit von Stephan Graeser war es, die benötigten Programme anzupassen und die Schritte des Fertigungsprozesses zu entwickeln. Der Diplomand leistete das am Beispiel eines Schädelimplantats. Hierbei galt es, besondere Anforderungen der medizintechnischen Anwendung zu erfüllen. So zeichnet sich das Implantat dadurch aus, dass eine dünne, flache und freitragende Struktur von mehreren Quadratzentimetern Größe erzeugt werden muss. In ihrer Krümmung soll sie dem originalen Schädelknochen, der z.B. durch einen Unfall beschädigt ist, möglichst genau entsprechen. Gewichtsbedingt und aus Gründen der Bioverträglichkeit musste eine Titanlegierung verwendet werden. Das machte eine Herstellung des Implantates unter Sauerstoffausschluss notwendig, um eine starke Oxidation zu vermeiden. Stephan Graeser setzte im Rahmen seiner Arbeit alle erforderlichen Schritte um, so dass als Resultat der Prototyp eines Knochenimplantates real hergestellt werden konnte.

Durch die entwickelte Technologie - die Arbeiten sind noch nicht abgeschlossen - werden der Prothetik und Implantationstechnik völlig neuartige Möglichkeiten eröffnet. Auf diesem Weg kann Patienten und Unfallopfern bei Beschädigungen von Knochenstrukturen schnell, kostengünstig und individuell abgestimmt geholfen werden. Der erfolgreiche Abschluss des Projekts und die gute Zusammenarbeit mit dem Kooperationspartner fanden ihre Bestätigung in einem Gastvortrag an der Fachhochschule. Zum Thema Selective Laser Melting Rapid Prototyping zur Herstellung von metallischen Bauteilen und Werkzeugen referierte vor Hochschullehrern und Studierenden Dipl.-Ing Christoph Over, der Ansprechpartner des Diplomanden am Fraunhofer-Institut in Aachen. Er machte vor allem den interdisziplinären Charakter lasergestützter Technologien deutlich. Bei solchen Entwicklungsprojekten kommt es darauf an, über die Grenzen einer Fachrichtung hinauszuschauen und Kenntnisse z.B. zu Werkstofffragen mit Kompetenz auf den Gebieten Mess- und Regelungstechnik sowie Robotik zu verbinden.

Erhard Jakobs | idw

Weitere Berichte zu: Implantat Laser Lasertechnik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Staubarmes Recycling wertvoller Rohstoffe aus Elektronikschrott
16.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Mikrostrukturen mit dem Laser ätzen
25.10.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie