Werkstoffe mit (anti-)thromogenen Oberflächen

Das Zellverhalten wie Anhaftung, Zellteilung und Differenzierung wird durch die Oberflächeneigenschaften eines Implantats beeinflusst. Für Integration und Verträglichkeit eines Implantats im Körper spielen daher die Oberflächeneigenschaften der eingesetzten Werkstoffe eine entscheidende Rolle. Amorphe Kohlenstoffschichten sind als biokompatible und blutverträgliche Werkstoffe bekannt. Sie werden durch nichtreaktives Magnetron-Sputtern auf Materialien wie Titan, Titanlegierungen, nichtrostende Stähle oder Polymere abgeschieden.

Neu ist die maßgeschneiderte Einstellung der Biofunktionalität von Kohlenstoffoberflächen. Es besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Oberflächenenergie der amorphen Kohlenstoffschichten und ihrer Thrombogenität:

Schichten mit einer niedrigen Oberflächenenergie besitzen ein thrombozytenanziehendes Verhalten (thrombogene Kohlenstoffschichten; Bild oben), während Schichten mit einer hohen Oberflächenenergie ein thrombozytenabstoßendes Verhalten (anti-thrombogene Schichten; Bild unten) aufweisen.

Durch Wahl der Prozessparameter lassen sich somit Morphologie und Konstitution der Schichten systematisch einstellen. Damit lassen sich Implantate mit anti-thrombogenen Schichten oder Werkstoffe für biotechnologische oder pharmazeutische Anwendungen mit thrombogenen Schichten versehen.

Dr. Stephan Gärtner
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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