Motivation

Die angestrebte verbesserte Einheilung, erhöhte Langzeitstabilität und Isoelastizität im Einsatz von Implantaten können insbesondere durch Veränderung der Konstruktion marktüblicher Implantate erzielt werden. Durch gezielte Gradierung von Porositäten kann sich umgebendes Knochengewebe besser im Implantat verankern und die Einheilung und Langzeitstabilität somit gefördert werden. Poröse Körper weisen im Vergleich zu massiven Festkörpern aus dem gleichen Material eine von der Porosität abhängige effektive Festigkeit und Steifigkeit auf. Durch eine mit dem Abstand zur Implantatoberfläche veränderlich verlaufenden Porosität kann somit die Elastizität graduell von für kortikale Knochen typischen 15-30 GPa bis hin zum Wert des Vollmaterials (z.B. ca. 120 GPa für Titan) angepasst werden.

Vorgehensweise

Derartig komplex strukturierte oberflächennahe Schichten können mit konventionellen Verfahren schwierig oder gar nicht hergestellt werden. Vor dem Hintergrund, dass im genannten Anwendungsbereich die Porositäten typischerweise Öffnungen in der Größenordnung weniger 100 µm aufweisen müssen, scheiden auch gießtechnische Verfahren aus. Hier bietet sich das sog. Lasergenerieren an, ein Verfahren, dass es erlaubt, Bauteile aus technischen Werkstoffen, wie z.B. Titan, Edelstahl, Werkzeugstahl, etc., in kleinen Stückzahlen (z.B. Losgröße 1) bei hoher geometrischer Gestaltungsfreiheit herzustellen.

Ergebnisse

Mit dem Beginn des Jahres 2007 wird am iLAS ein von der Stadt Hamburg gefördertes Projekt namens "PiloT - Patientenindividuelle lasergenerierte Implantate auf Basis oberflächen-modifizierter Titanwerkstoffe" durchgeführt werden. Dieses baut auf dem zuvor beschriebenen Projekt auf und hat die Entwicklung von Implantaten mit angepassten Oberflächenmodifikationen zum Ziel, die diesen isoelastische Eigenschaften verleihen.