Entwicklung und Charakterisierung offenporiger metallischer Implantatstrukturen mit biologischer Reaktionsschicht

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In Analogie zur natürlichen Architektur menschlicher Knochen als spongiöse Struktur, die exakt auf die strukturellen und funktionellen Anforderungen während des Bewegungsablaufs abgestimmt ist, wird im Rahmen des laufenden Forschungsvorhabens ein Knochenersatzwerkstoff entwickelt werden, der hinsichtlich seiner mechanischen und chemischen Eigenschaften in hohem Maße biokompatibel ist. Die Biokompatibilität wird erreicht durch eine feingießtechnisch hergestellte offenporige Titanstruktur (Ti-6Al-7Nb), die mit bioaktiven Reaktionsschichten versehen wird. Die Optimierung der Herstellprozesse wird in dem mit vier Partnern interdisziplinär angelegten Vorhaben begleitet von einem umfangreichen experimentellen Programm, das einerseits die Charakterisierung der mechanisch-technologischen Werkstoffeigenschaften vorsieht und zum anderen durch in vitro und in vivo Tests den Nachweis des Zellwachstums an der Oberfläche des Knochenersatzwerkstoffs erbringt.Nachdem während der ersten Förderperiode die grundsätzliche Herstellbarkeit und die Biokompatibilität des offenporigen und beschichteten Titanwerkstoffs gezeigt wurden, soll der Schwerpunkt der zweiten Förderperiode auf der zielgerichteten Optimierung und Modellbildung liegen. Das Fundament dazu bilden speziell angepasste mechanische und mikrostrukturelle Prüfmethoden sowie Biokompatibilitäts-Experimente am Klein- und Großtiermodell. Mit Projektabschluss wird ein neuer Knochenersatzwerkstoff vorliegen, der gegenüber herkömmlichen Implantaten für die strukturellen und funktionellen Anforderungen maßgeschneidert angefertigt werden kann.