Biomaterialien

Anwendungen

© Fraunhofer IFAM Dresden

Ideales Degradations- und Einwachsverhalten bioresorbierbarer Knochenimplantate

© Fraunhofer IFAM Dresden

Röntgenaufnahme einer Defektauffüllung

Am Fraunhofer IFAM werden Werkstoffe und Verfahren vor allem für die folgenden Anwendungen entwickelt:

Orthopädie

Große Knochendefekte stellen nach wie vor ein medizinisches Problem dar. Solche Läsionen müssen solange stabil ersetzt werden, bis neu gebildeter körpereigener Knochen in der Lage ist, die mechanische Funktion wieder selbständig zu übernehmen. Knochen wird vor allem dort gebildet, wo er biomechanisch stimuliert wird. Ohne Belastung kommt es dagegen zur Verringerung der Knochendichte, ein Effekt, der beim Einsatz von massiven Implantaten zur Knochendegeneration führt. Aus diesem Grund Ideale Implantate sollten daher an die mechanischen Eigenschaften des Knochens angepasst sein.

Zellulare Implantatwerkstoffe aus Titan sind hochbelastbar, und dabei so elastisch wie ein spongiöser Knochen. Als knochenähnliches und durchwachsbares Implantat ermöglichen sie das Ersetzen großer Defekte ohne die Entnahme körpereigenen Knochens. Das Ziel der Entwicklung ist die schnellere Mobilisierung des Patienten und die Beschleunigung des Heilungsprozesses.

Ein anderes Konzept wird mit der Entwicklung biodegradabler Werkstoffe verfolgt. Ein ideales Implantat übernimmt hier zu Beginn der Heilung zunächst die volle Stabilisierung. Bei zunehmender Knochenregeneration wird durch die Resorption des Implantatmaterials eine vermehrte Lastübertragung auf den Knochen eingeleitet. In diesem Idealfall wird durch fortschreitende Osteointegration einerseits und Zersetzung des Implantats andererseits jederzeit eine optimale Anpassung an den jeweiligen Festigkeitszustand erreicht. Am Fraunhofer IFAM werden daher zellulare Implantate auf der Basis von Magnesium und Eisen entwickelt.


Implantate für koronare Interventionen

In der Gefäßchirurgie verringern kardiovaskuläre Implantate auf der Basis metallischer degradabler Werkstoffe das Risiko einer Restenose, das von permanenten Implantaten ausgeht, sowie das Risiko einer in-stent Thrombose als Folge der Anwesenheit von Drug-eluting Stents. Solche degradierbaren Gefäßimplantate ermöglichen darüber hinaus neue Behandlungsmöglichkeiten in der Pädiatrie.
Das Fraunhofer IFAM Dresden entwickelt neue Pulvermetallurgische Technologien und Werkstoffe, mit denen durch ultrafeine Gefüge oder weiterentwickelte Legierungen die Korrosionsraten angepasst werden können.