Medizintechnik

Fraunhofer-IFAM hat einen Titanschaum für Implantate entwickelt

04.04.2011 | Redakteur: Josef-Martin Kraus

Als Knochenersatz bietet Titanschaum den Vorteil, dass durch Poren und Kanäle Blutgefäße und Knochenzellen ungehindert wachsen können. Es entsteht eine schlüssige Verbindung. Bild: Fraunhofer-IFAM

Welche Modifikation von Titan für medizinische Implantate die beste ist, erläutern Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für angewandte Materialforschung. Statt auf massives Titan setzen sie auf poröse und somit weniger steife Titanschaum-Werkstoffe.

„Die mechanischen Eigenschaften der Titanschäume kommen denen des menschlichen Knochens sehr nahe“, sagt IFAM-Projektkoordinator Dr. Peter Quadbeck. „Die nötige Balance zwischen hoher Festigkeit und niedriger Steifigkeit“ werde damit erreicht.

Titanschaum der Spongiosa im Knocheninnern

Damit Knochenimplantate ihre Aufgaben zufriedenstellend erfüllen, müssen sie mit dem Restknochen eine feste Verbindung eingehen. Sie werden daher so gestaltet, dass ein Einwachsen begünstigt wird. Dazu sind Poren und Kanäle erforderlich, durch die Blutgefäße und Knochenzellen hindurchwachsen können.

Hinsichtlich der Struktur ähnelt laut Quadbeck der Titanschaum der Spongiosa im Knocheninnern. Bei massiven Titanimplantaten sei das nicht der Fall. Zwar hätten sie strukturierte Oberflächen, doch bleibe die entstandene Verbindung mit dem Knochen fragil.

Titan-Werkstoff zum „Reparieren“ stark belasteter Knochen geeignet

Einen weiteren Vorteil des Titanschaums sieht der Fraunhofer-Wissenschaftler in der sofortigen Belastbarkeit betroffener Gelenke: Dieser Belastungsreiz rege die Bildung neuer Knochensubstanz an und fördere so die Einheilung. Der Forschungsschwerpunkt am IFAM ist bislang der Ersatz defekter Wirbelkörper. Jedoch eigne sich der Werkstoff auch zum „Reparieren“ anderer stark belasteter Knochen, so der Projektkoordinator.

An der Entwicklung des Titanschaums Tifoam waren auch das Fraunhofer-Institut für keramische Technologien und Systeme (IKTS), die Universitätsklinik Dresden und mehrere Unternehmen beteiligt, darunter die Innotere GmbH. Das Bio-Innovationszentrum Dresden hat bereits die Herstellung von Knochenimplantaten aus Titanschaum angekündigt.

Fraunhofer-IFAM Dresden auf der Hannover-Messe 2011: Halle 5, Stand B16

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