Die Biokompatibilität von Implantaten verbessern

In München hat am Dienstag (10.10.) die Fachmesse „Materialica“ ihre Pforten geöffnet. Dort stellt noch bis zum 12. Oktober das Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena einige Forschungsergebnisse vor.

Die Biokompatibilität eines Implantats wird stark durch dessen Oberflächenmorphologie und -chemie beeinflusst. Auf der Materialica zeigen die Jenaer Materialexperten, dass die Oberflächenmorphologie des teilkristallinen, ultra-hoch-molekularen Polyethylen (UHMWPE), welches sich zum Beispiel in Knie- oder Hüftimplantaten bereits im Einsatz befindet, systematisch modifiziert werden kann. Dadurch kann eine gezielte Nanostrukturierung eingebracht werden. Die Jenaer Wissenschaftler hoffen nun, dass damit die Adsorption von Proteinen an der Implantatoberfläche beeinflusst und damit das Einheilen oder die Lebensdauer optimiert werden kann.

Außerdem werden in München Ergebnisse aus dem Bereich der Mikrowellenhärtung von Faserverbundmaterialen vorgestellt. Mikrowellen haben sich zwar in der Küchenausstattung etabliert, sind aber im industriellen Einsatz nur vereinzelt, etwa bei der Trocknung von Keramik, anzutreffen. Ein Grund liegt im unzureichenden Verständnis vom Ausbreitungsverhalten von Mikrowellen und deren Wechselwirkung mit Materialien. Bei richtiger Anwendung bilden jedoch gerade Materialien mit geringer thermischer Leitfähigkeit ein hohes Potenzial zum Einsatz von Mikrowellen für eine rasche volumetrische Erwärmung.

In einem Verbundprojekt mit der Schmuhl Faserverbundtechnik GmbH (gefördert durch das Thüringer Wirtschaftsministerium) ist eine Mikrowellenanlage konzipiert und gebaut worden, die geeignet ist, Faserverbundbauteile auszuhärten. Besonderes Charakteristikum der Mikrowellenkammer ist, übliche Fertigungstechniken, wie das Vakuumsackverfahren, darin durchzuführen. Inzwischen wurden in dieser Anlage Verbundmaterialien aus kohle- und glasfaserverstärkten Epoxidharzen hergestellt, die in ihren Endeigenschaften denen herkömmlich thermisch gehärteter Materialien entsprechen. Hierbei könnten die Aushärtezeiten, die sonst typischerweise im Bereich von Stunden liegen, auf eine Größenordnung von etwa 15 Minuten verkürzt werden.

Kontakt:
Dr. Thomas Keller
Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie der Universität Jena
Löbdergraben 32, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947730
Fax: 03641 / 947742
E-Mail: t.keller[at]uni-jena.de