Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Knochenhartes Biomaterial

01.03.2010
Bei Operationen verwendete Schrauben sind oft aus Titan. Häufig müssen Ärzte diese Metallteile nach einer Weile entfernen oder durch neue ersetzen. Ein neuartiges Biomaterial kann diesen Schritt vermeiden: Es fördert den Aufbau von Knochen und ist zugleich abbaubar.

Fußballer, Skifahrer, Tennisspieler - viele Sportler fürchten den Kreuzbandriss. Sind die Bänder im Knie lädiert, kommt der Patient meist um eine Operation nicht herum, denn nur so kann man die Stabilität des Gelenks wiederherstellen.

Bei der OP ersetzt der Arzt das gerissene Band durch ein Sehnenstück aus dem Bein und fixiert es mit einer Interferenzschraube am Knochen. Das Problem: Die Schrauben sind aus Titan. Nach einer gewissen Zeit muss der Arzt erneut operieren und das Material entfernen.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen wollen Kreuzbandgeschädigten und anderen Knochenpatienten diesen Schritt ersparen. Deshalb haben sie eine Schraube entwickelt, die der Körper gut verträgt und die sich mit der Zeit abbaut. "Wir haben Biomaterialien so verändert, dass man daraus mit einem speziellen Spritzgussverfahren robuste bioaktive und resorbierbare Schrauben formen kann", erklärt Dr. Philipp Imgrund, Leiter der Abteilung Biomaterial-Technologie am IFAM. "Je nach Zusammensetzung bauen sie sich innerhalb von 24 Monaten ab." In der Medizintechnik nutzt man schon abbaubare Schrauben aus Polymilchsäure. Ihr Nachteil: Durch den Abbau können sie Löcher im Knochen hinterlassen. Daher haben die Forscher das Material verbessert: Sie entwickelten ein spritzgießfähiges Komposit aus Polymilchsäure und Hydroxylapatit, einer Keramik, die Hauptbestandteil des Knochenminerals ist. "Dieses Komposit besitzt einen höheren Hydroxylapatit-Anteil und fördert das Einwachsen des Knochens in das Implantat", sagt Imgrund.

Die Ingenieure haben aus den Biomaterialien ein Granulat entwickelt, das man mit herkömmlichen Spritzgussverfahren präzise verarbeiten kann. So entfällt die bisher notwendige Nachbearbeitung, wie etwa das Fräsen. "Wir können die komplexe Geometrie direkt abformen", betont Imgrund. Das Ergebnis ist eine robuste Schraube. Die Eigenschaften dieses Prototypen sind sehr nah an der des Knochens: Mehr als 130 Newton pro Quadratmillimeter entspricht deren Druckfestigkeit - ein echter Knochen hält zwischen 130 bis 180 aus. Das Spritzgussverfahren hat zudem einen positiven Nebeneffekt. Für gewöhnlich muss das Pulverspritzgussbauteil nach dem Abformen bei sehr hohen Temperaturen von bis zu 1400 Grad Celsius verdichtet werden. "Wir benötigen für unsere Kompositmaterialien nur 140 Grad", freut sich Imgrund. Die Ingenieure zeigen ihre Schraube vom 23. bis zum 25. März auf der Medtec (Halle 6, Stand 1255) in Stuttgart.

Dr.-Ing. Philipp Imgrund | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Recyclingfähige, formflexible Wasserstofftanks für Brennstoffzellen-Autos
21.09.2018 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

nachricht Neuer Super-Kunststoff mit positiver Ökobilanz
18.09.2018 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

Auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Angiologie (DGA) vom 12. bis 15. September in Münster stellten Gefäßspezialisten aus ganz Deutschland die neuesten Therapien bei Gefäßerkrankungen vor. Vor allem in den Bereichen periphere arterielle Verschlusskrankheit (pAVK) und venöse Verschlusskrankheiten wie die Tiefe Venenthrombose (TVT) gibt gute Neuigkeiten für die Patienten. Viele der 720 Gefäßspezialisten, die an der Jahrestagung teilnahmen, stellten neueste Studienergebnisse vor.

Millionen Menschen leiden in Deutschland unter Gefäßerkrankungen, allein rund fünf Millionen unter der „Schaufensterkrankheit“, medizinisch periphere...

Im Focus: Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht

Wieso sind manche Metalle magnetisch? Diese einfache Frage ist wissenschaftlich gar nicht so leicht fundiert zu beantworten. Das zeigt eine aktuelle Arbeit von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich und der Universität Halle. Den Forschern ist es zum ersten Mal gelungen, in einem magnetischen Material, in diesem Fall Kobalt, die Wechselwirkung zwischen einzelnen Elektronen sichtbar zu machen, die letztlich zur Ausbildung der magnetischen Eigenschaften führt. Damit sind erstmals genaue Einblicke in den elektronischen Ursprung des Magnetismus möglich, die vorher nur auf theoretischem Weg zugänglich waren.

Für ihre Untersuchung nutzten die Forscher ein spezielles Elektronenmikroskop, das das Forschungszentrum Jülich am Elettra-Speicherring im italienischen Triest...

Im Focus: Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen.

Es war eines der entscheidenden Experimente für die Quantenphysik: Wenn Licht auf bestimmte Materialien fällt, werden Elektronen aus der Oberfläche...

Im Focus: Scientists present new observations to understand the phase transition in quantum chromodynamics

The building blocks of matter in our universe were formed in the first 10 microseconds of its existence, according to the currently accepted scientific picture. After the Big Bang about 13.7 billion years ago, matter consisted mainly of quarks and gluons, two types of elementary particles whose interactions are governed by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interaction. In the early universe, these particles moved (nearly) freely in a quark-gluon plasma.

This is a joint press release of University Muenster and Heidelberg as well as the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Then, in a phase transition, they combined and formed hadrons, among them the building blocks of atomic nuclei, protons and neutrons. In the current issue of...

Im Focus: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungen

Forum Additive Fertigung: So gelingt der Einstieg in den 3D-Druck

21.09.2018 | Veranstaltungen

12. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

20.09.2018 | Veranstaltungen

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

Mit traditionellen Methoden gegen extreme Trockenheit

24.09.2018 | Geowissenschaften

Europäische Spitzenforschung auf der EuMW

24.09.2018 | Messenachrichten

Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

24.09.2018 | Medizintechnik

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