Knochenersatz

Neues Herstellungsverfahren für poröse Implantate

Bochum - 01.06.2012, 11:53 Uhr


Knochenersatz wie eine künstliche Hüfte muss vielen Ansprüchen genügen: Implantate müssen verträglich und haltbar sein, ähnliche Eigenschaften haben wie der Knochen und sich gut mit diesem verbinden. Titan ist wegen seiner guten Bioverträglichkeit seit langem als Implantatmaterial im Einsatz.

Ingenieure arbeiten daran, die Eigenschaften der Titanmaterialien immer weiter zu verbessern und die Herstellungsverfahren speziell für poröse Implantatwerkstoffe zu optimieren. Sie schauten bei der Kunststoffindustrie ab und nutzten erfolgreich das „Metal Injection Moulding“. Darüber berichtet RUBIN, das Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität Bochum (RUB), in seiner aktuellen Ausgabe (www.rub.de/rubin).

Massives Titan ist wesentlich steifer als menschlicher Knochen. Die unterschiedliche Elastizität von Implantat und umgebendem Knochen kann auf Dauer dazu führen, dass sich Implantate lockern. Vor einigen Jahren entwickelten Jülicher Forscher poröse Implantatmaterialien aus Titan, die dem natürlichen Knochen ähnlicher sind. Auch dieser ist im Inneren porös, und dank der Poren verbindet sich der gesunde Knochen fester mit dem Implantat. Die Herstellung solcher Implantate war bislang allerdings aufwendig und für große Stückzahlen nur bedingt geeignet.

Deswegen nutzten die Ingenieure ein Verfahren aus der Kunststoffindustrie, das Metal Injection Moulding (MIM). Dabei wird eine Mischung aus Metallpulver, Platzhalterpartikeln (z. B. Salz) und Binder (z. B. Paraffin und Polyethylen) durch eine Schnecke in eine Form transportiert und darin verdichtet. Die Platzhalterpartikel sorgen für die gewünschten Poren. Nach der Verdichtung werden Binder und Platzhalter in mehreren Schritten entfernt. Paraffin verschwindet im Lösemittelbad, der Platzhalter im Wasserbad, Polyethylen beim Erhitzen durch thermische Zersetzung. Die mechanische Festigkeit des Implantats wird durch einen Sinterprozess erreicht. Auf diese Weise ist es gelungen, die Formgebung des porösen Implantats zu automatisieren.


Dr. Bettina Hellwig


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