Keramik für Körperteile

18. Mai 2001, 14:18
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Orthopädieimplantate aus Aluminiumoxid - Titan-Keramik-Verbund für künstliche Gelenke

Aachen - Keramische Werkstoffe sind aufgrund ihrer geringen Bioaktivität bisher nur beschränkt als Implantat-Material eingesetzt worden. Das könnte sich nun ändern. Durch ein einfaches Verfahren wurde der keramische Werkstoff Aluminiumoxid so verändert, dass sich Knochenzellen leichter anheften und auf diese Weise ein besserer Verbund zwischen Implantat und körpereigenem Knochen erzielt wird. Das Verfahren wurde von der Orthopädischen Klinik in Aachen und dem Institut für Gesteinshüttenkunde der TU Aachen entwickelt.

In der Zusammenarbeit konnten erstmals mechanisch hoch belastbare Oxidkeramiken so bearbeitet werden, dass an der Oberfläche bioaktive Gruppen entstehen, die zu einem verbesserten Materialknochenkontakt führen. In Zellkulturtests in der Orthopädischen Klinik konnte nachgewiesen werden, dass menschliche Osteoblasten, die für den Knochenaufbau verantwortlich sind, gut an dem Material haften und schneller wachsen.

Stabil

Oxidkeramiken sind sehr belastungsstabil und verschleißbeständig, im Vergleich zu anderen Prothesenmaterialien erzeugen sie weniger Abriebpartikel. Dadurch könne die Lockerung der Prothese, die meist nach rund 15 Jahren eintritt, verzögert werden. Rein keramische Prothesen hatten allerdings bisher den Nachteil, dass zwischen Knochen und Implantat kein fester Verbund entstand, sondern nur eine Bindegewebsschicht, auf der die Prothese nicht halten kann.

Das Interesse der Industrie an dieser weltweit zum Patent eingereichten Entwicklung sei hoch, heißt es in einer gemeinsamen Presseerklärung der Orthopädischen Klinik und dem Institut für Gesteinshüttenkunde. Nun werden die Langzeitauswirkungen auf den tierischen und menschlichen Organismus untersucht.

Titan-Keramik-Verbund für künstliche Gelenke

Werkstoffwissenschaftler der Universität Saarbrücken arbeiten an einem neuen Material für künstliche Knie- und Hüftgelenke. Ziel ist, die Anfälligkeit bisheriger Titangelenke gegen Verschleiß zu optimieren und den Gebrauch künstlicher Gelenke zu verlängern. Der neue Verbundwerkstoff aus Titan und Keramik könnte manchem Patienten eine Nachoperation ersparen und soll der Biomedizin-Technik neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt das Projekt mit 250.000 Mark für zunächst zwei Jahre.

Das Forscherteam um Jürgen Breme arbeitet an der ständigen Optimierung von Titan-Werkstoffen als Grundlage für Implantate für künstliche Knie- und Hüftgelenke. Das Metall Titan ist besonders gut verträglich für den menschlichen Körper. Die keramischen Anteile zeichnen sich durch ihre Härte aus und machen die Implantate beständiger gegen Abrieb und Verschleiß. Die keramischen Partikel werden mit Hilfe einer neu geschaffenen "In-Situ-Technologie" in das Titan eingebettet. Das bedeutet, die Hartstoff-Phasen entstehen erst während des Herstellungsprozesses durch Gießen, pulvermetallurgische Herstellung oder Auftragsschweißen. (pte)

Orthopädische Klinik Aachen

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Universität Saarbrücken
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