Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Orthesen und Prothesen aus biobasierten Kunststoffen

07.05.2019

Biobasierte Knie-Prothese besteht Dauertest nach ISO 10328

In einem Forschungsprojekt befassten sich das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) und die Firmen Tecnaro und Dambeck mit Orthesen und Prothesen aus biobasierten Werkstoffen.


Sie entwickelten geeignete Biopolymer-Compounds, stellten daraus Funktionsmuster her und testeten diese. Eine biobasierte Knieprothese bestand erfolgreich den Dauerbelastungstest nach ISO 10328, außerdem erwies sich der 3D-Druck von Prothesen mit Biomaterialien als vielversprechend.

Tecnaro kam die Aufgabe zu, geeignete Biopolymere, Naturfasern und Additive zu selektieren und daraus neue Compounds zu entwickeln. Besonderen Wert legte der Biopolymerhersteller dabei auf eine gute Verarbeitbarkeit im Plattenextrusionsprozess, die eine spätere industrielle Herstellung ermöglicht.

Aus den ausgewählten Werkstoffen fertigten das Fraunhofer IPA und die Orthopädietechnik-Firma Dambeck verschiedene Orthesen und Prothesen, die sie diversen Tests unterzogen.

Besonders vielversprechend war die Herstellung einer sog. All Terrain-Knieprothese (AT-Knie) im Spritzgussverfahren, die bereits aus herkömmlichen Kunststoffen auf dem Markt ist.

Die Forscher stellten zwei biobasierte Varianten aus Compounds mit einem biobasierten Anteil von 72 bzw. 100 Prozent her und erprobten sie erfolgreich nach ISO 10328 im Dauertest mit 3 Mio. Belastungszyklen.

Ein wichtiger Meilenstein im Projekt war der 3D-Druck. Das IPA stellte mit diesem Verfahren eine Niagara-Fußprothese inclusive einer sogenannten Kosmetik (Nachbildung der Körperform) her. Den dafür erforderlichen weichen Biokunststoff hatten die Forscher ebenfalls im Projekt entwickelt.

Mechanische Tests mit dem 3D-Druckmodell konnten im Projektzeitraum nicht mehr durchgeführt werden, die Forscher halten dieses Herstellungsverfahren jedoch für besonders interessant.

Aus dem Projekt stehen nun viele neue, biobasierte Werkstoffe zur Verfügung, darunter transparente, wärmeformstabile, nahezu splitterfreie oder im 3D-Druck verarbeitbare. Auch besonders hochmodulige Werkstoffe für Anforderungen mit hoher Dimensionsstabilität und besonders weiche Werkstoffe, die sich auch für Kinderspielzeuge eignen, wurden entwickelt.

Alle Compounds haben ein gutes Schmelzverhalten, die Viskositäten lassen sich im Rahmen der für Polymerschmelzen typischen Werte einstellen, außerdem wurden sie auf Unbedenklichkeit im Kontakt zum menschlichen Körper geprüft.

Die entwickelten Materialien erfüllen damit alle Voraussetzungen für eine Serienproduktion von orthetischen und prothetischen Bauteilen oder anderen neuen Produkten. Die Projektpartner stellen Interessenten gerne Materialmuster zur Verfügung.

Das Vorhaben wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert. Die Abschlussberichte steht auf fnr.de unter den Förderkennzeichen 22022012, 22016014 und 22015914 zur Verfügung.

Weitere Informationen:

https://www.fnr.de/presse/pressemitteilungen/aktuelle-mitteilungen/aktuelle-nach...

https://www.fnr.de/

https://www.fnr.de/projektfoerderung/projekte-und-ergebnisse/projektverzeichnis/

Dr. Torsten Gabriel | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Breites Spektrum: Neuartiges Hybridmaterial erweist sich als effizienter Fotodetektor
09.04.2020 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

nachricht Frühjahrsputz auf der Nanoskala
08.04.2020 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Breites Spektrum: Neuartiges Hybridmaterial erweist sich als effizienter Fotodetektor

Digitalkameras, aber auch viele andere elektronische Anwendungen benötigen lichtempfindliche Sensoren. Um den steigenden Bedarf an solchen optoelektronischen Bauteilen zu decken, sucht die Industrie nach neuen Halbleitermaterialien. Diese sollten nicht nur einen möglichst breiten Wellenlängenbereich erfassen, sondern auch preisgünstig sein. Ein in Dresden entwickeltes Hybridmaterial erfüllt beide Anforderungen. Himani Arora, Physik-Doktorandin am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), wies nach, dass sich eine metallorganische Verbindung als Breitband-Fotodetektor verwenden lässt. Da es keine teuren Rohstoffe enthält, kann es in großen Mengen preisgünstig produziert werden.

Metallorganische Gerüste (Metal-Organic Frameworks, MOFs) haben sich in den vergangenen zwanzig Jahren zu einem gefragten Materialsystem entwickelt. Die...

Im Focus: Broad spectrum: Novel hybrid material proves an efficient photodetector

Digital cameras as well as many other electronic devices need light-sensitive sensors. In order to cater for the increasing demand for optoelectronic components of this kind, industry is searching for new semiconductor materials. They are not only supposed to cover a broad range of wavelengths but should also be inexpensive.

A hybrid material, developed in Dresden, fulfils both these requirements. Himani Arora, a physics PhD student at Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR),...

Im Focus: Langlebigere Satelliten, weniger Weltraumschrott

Forschende der Universität Stuttgart nehmen innovatives induktives Plasmatriebwerk auf Helicon-Basis in Betrieb

Erdbeobachtungssatelliten für niedrige Flughöhen, kleiner, leichter und billiger als herkömmliche Modelle: Das sind die Ziele des EU- Projekts „DISCOVERER“, an...

Im Focus: X-ray vision through the water window

The development of the first high-repetition-rate laser source that produces coherent soft x-rays spanning the entire 'water window' heralds the beginning of a new generation of attosecond technology

The ability to generate light pulses of sub-femtosecond duration, first demonstrated some 20 years ago, has given rise to an entirely new field: attosecond...

Im Focus: Innovative Technologien für Satelliten

Er kommt ohne Verkabelung aus und seine tragende Struktur ist gleichzeitig ein Akku: An einem derart raffiniert gebauten Kleinsatelliten arbeiten Forschungsteams aus Braunschweig und Würzburg. Für 2023 ist das Testen des Kleinsatelliten im Orbit geplant.

Manche Satelliten sind nur wenig größer als eine Milchtüte. Dieser Bautypus soll jetzt eine weiter vereinfachte Architektur bekommen und dadurch noch leichter...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium AWK’21 findet am 10. und 11. Juni 2021 statt

06.04.2020 | Veranstaltungen

Interdisziplinärer Austausch zum Design elektrochemischer Reaktoren

03.04.2020 | Veranstaltungen

13. »AKL – International Laser Technology Congress«: 4.–6. Mai 2022 in Aachen – Lasertechnik Live bereits früher!

02.04.2020 | Veranstaltungen

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

Preisgekröntes Projektmanagement

09.04.2020 | Förderungen Preise

Breites Spektrum: Neuartiges Hybridmaterial erweist sich als effizienter Fotodetektor

09.04.2020 | Materialwissenschaften

Bayreuther Genetiker entdecken Regulationsmechanismus der Chromosomen-Vererbung

09.04.2020 | Biowissenschaften Chemie

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