Technik
Keramik für Körperteile
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)