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Materialwissenschaften
Patentierte Laserbeschichtung für eine verbesserte Bioverträglichkeit
Unter Nutzung von Oberflächenbearbeitungsmethoden mit Hochleistungslasern konnten Kalziumphosphatbeschichtungen erzeugt werden, die moderne bioaktive Eigenschaften zeigen. Diese neuartigen Beschichtungen ermöglichen eine schnelle und verbesserte Implantatintegration in das Knochengewebe als Knochenersatz.
Zu den in der Zahnmedizin und Orthopädie herkömmlich genutzten Biomaterialien gehören in erster Linie Kalziumphosphatkeramiken. Hierzu zählen insbesondere Hydroxyapatite (HAp), die eine überdurchschnittlich gute Bindung an das umgebende Gewebe zeigen. Jedoch sind diese Materialien auf Grund schlechter mechanischer Eigenschaften weder für den Ersatz umfangreicherer Knochendefekte noch für das Tragen schwerer Lasten geeignet. Deshalb werden hauptsächlich Implantate auf Titanbasis verwendet, deren Fixierung mit dem umgebenden Gewebe und Osteo-Integration durch die Anwendung von HAp-Beschichtungen weiter verbessert werden kann.
Bis heute wurde die Plasmaspraymethode als die gängiste Beschichtungsmethode für abgeleitete HAp-Beschichtungen mit ausgezeichneter Biokompatibilität angesehen. Dennoch waren diese Implantate auf lange Sicht instabil und somit in ihrer Lebensdauer begrenzt. Die Hauptgründe liegen vermutlich in der schlechten Haftung der Beschichtungssubstrate sowie in der morphologischen und kompositorischen Ungleichmäßigkeit der Beschichtung.
Ein kürzlich entwickeltes Laserbeschichtungsverfahren bietet Kalziumphosphatbeschichtungen, die bessere Haftungseigenschaften an der Titanlegierung vorweisen. Genauer gesagt bildet sich bei einer abgeleiteten Kalziumphosphatbeschichtung Kalziumtitanat als abgestufte Schnittstellenschicht zwischen dem Titansubstrat und der Beschichtung. Auf der äußeren Oberfläche besteht diese Beschichtung zusätzlich aus HAp und seiner Glasphase.
Diese innovative bioaktive Beschichtung zeigt hervorragende Bindungseigenschaften und eine gute Haftung. Darüber hinaus besitzt sie das Potenzial, eine noch schnellere und verbesserte Osteo-Integration von Implantaten zum Knochenersatz, besonders in der Zahnmedizin und Orthopädie, zu fördern. Für die Entwicklung und Konstruktion eines Industrieprototyps der Laserbeschichtungsvorrichtung werden noch Partner gesucht. Des Weiteren werden für klinische Tests Krankenhäuser, Universitätskliniken und freie Chirurgen gesucht, die Interesse an einer weiteren Beschäftigung mit diesen neuen Beschichtungsarten haben.
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