Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Knochenersatz aus dem 3-D-Drucker

26.02.2013
Mittels 3-D-Drucken ist es möglich, ein Knochenersatzgerüst aus Keramik herzustellen. Die Zutaten dafür sind überschaubar: benötigt wird ein spezielles Keramikpulver, ein Kleber und ein 3-D-Drucker.

Ort der Herstellung ist ein Labor der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin. In einem handelsüblichen 3-D-Drucker wird dann Schicht für Schicht im Drucker aufgetragen und an vorher bestimmten Stellen, entsprechend der gewünschten Struktur, das von der BAM entwickelte Pulver verklebt. Zum Schluss muss der Werkstoff noch bei circa 1000 Grad Celsius gebrannt werden – und fertig ist der Ersatzknochen.

Der so entstandene Keramikkörper hat zwei interessante Eigenschaften: zum einen besteht er zu 60 Prozent aus Poren. „Zum anderen kann der Werkstoff vom Körper resorbiert werden. Die poröse Struktur ermöglicht den Zellen in den Körper hineinzuwachsen“, sagt die BAM-Projektleiterin Cynthia Gomes. Das Material wird dann nach und nach vom Körper abgebaut. Abgeschaut haben die Wissenschaftler die Struktur in der Natur: bei Schwämmen oder bei Hirschgeweihen, die eine ähnliche Knochenstruktur aufweisen.

Ihre Zukunftsidee: Während einer Operation scannt der Arzt die schadhafte Stelle beim Patienten. Die Daten werden sogleich an einen Computer übertragen, das Ersatzteil berechnet und sofort mittels 3-D-Druck noch während der OP ausgedruckt. Noch befindet man sich am Anfang der Forschung. Der nächste Schritt ist die Messung der Löslichkeit der Keramikteile. Dafür wird eine künstliche Körperflüssigkeit benutzt. In einer weiteren Phase werden dann zusammen mit einem Kooperationspartner Zellzüchtungen durchgeführt.

Die Medizintechnik ist aber nur ein Anwendungsfeld der Keramikexperten. Auch in der Automobilindustrie werden zunehmend Keramikmaterialien eingesetzt. Dort geht es natürlich nicht um die Abbaubar- oder Verträglichkeit sondern um Leichtbau bei gleichzeitig sehr festen Strukturen. Wie viel Festigkeit ein keramisches Bauteil aufweisen muss, um nicht zu versagen, soll zukünftig durch eine Norm geregelt werden. Derzeit wird daran unter Mitwirkung der BAM gearbeitet.

Die BAM blickt bei der Herstellung der Keramikpulver auf eine 20jährige Erfahrung zurück. Das Pulver ist bezüglich seiner Korngröße derart eingestellt, dass es beim Schütteln in der Flasche fließt. Durch die besonderen Eigenschaften wird auch die Schichtdicke von nur 100 Mikrometern ermöglicht. Das Keramikpulver, mit der von der BAM patentierten Zusammensetzung, wird in Lizenz vertrieben. Ein Ziel ist es auch, neue Geräte für die Produktion zu entwickeln. Das 3-D-Drucken ist noch eine relativ junge Technologie. Experten sprechen auch von der additiven Fertigung. Bisher wird vor allem mit Metallen und Kunststoffen experimentiert. Der Einsatz von Keramiken ist dagegen noch nicht sehr verbreitet.

Kontakt:
Dr.-Ing. Cynthia M. Gomes
Abteilung 5 Werkstofftechnik
E-Mail: cynthia.gomes@bam.de

Dr. Ulrike Rockland | idw
Weitere Informationen:
http://www.bam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Die steifsten Leichtbaumaterialien überhaupt
12.12.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Künstliches Perlmutt nach Mass
12.12.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

Show Time für digitale Medizin-Innovationen

13.12.2018 | Veranstaltungen

ICTM Conference 2019 in Aachen: Digitalisierung als Zukunftstrend für den Turbomaschinenbau

12.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Forschungsprojekt FastCharge: Ultra-Schnellladetechnologie bereit für die Elektrofahrzeuge der Zukunft

13.12.2018 | Energie und Elektrotechnik

GFOS-Innovationsaward 2019: Anmeldung ab sofort möglich

13.12.2018 | Förderungen Preise

Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

13.12.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics