Magnesium basierte Implantate

Prof. Dr. med. Frank Witte

 

 

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Magnesium basierte Implantate

Im Rahmen verschiedener Projekte untersuchen wir Materialien hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit als biodegradables Implantatmaterial.

Abb. 1: Offen poröser Mg Scaffold hergestellt LSM (Fraunhofer Institut für Laser Technology, SEM Bild)
Abb. 2: Anhaftender Osteoblast auf einer korrodierenden Magnesium Probe (SEM Bild)

Offen poröse Implantate aus Magnesium haben gegenüber permanenten Implantaten einige Vorteile: Sie haben ein reduziertes Volumen und führen zu einer geringeren Freisetzung von Degradationsprodukten. Zu beachten ist, dass das Implantat eine ausreichende mechanische Stabilisierung der Fraktur oder Osteotomie gewährleisten muss.
Offen poröse und mechanisch belastbare Scaffolds können beispielsweise mittels Flüssigphasen-Sintern oder Laser Selective Melting (LSM) hergestellt werden, ein Verfahren, das wir in Kooperation mit unseren Partnern am Fraunhofer Institut für Lasertechnologie in Aachen entwickeln konnten (Abb. 1).

Anwendungs-spezifische Beschichtungen ermöglichen eine Kontrolle der Korrosion und verbessern die Zellverträglichkeit magnesiumbasierter Implantate. Unsere AG arbeitet an verschiedenen Beschichtungsmethoden, insbesondere solchen, die mittels Immersions- Technik aufgebracht werden. Weitere Möglichkeiten der Korrosionssteuerung sind das Einbringen von weiteren Elementen in die Oberfläche und Korrosionsschicht aus einer speziell modifizierten Magnesiumlegierung.

Perfusion-Bioreaktoren dienen der in vitro Korrosionsanalyse. Dabei kann der Einfluss von wechselnden, dynamischen Bedingungen auf die Korrosion und die Zellinteraktion untersucht werden (Abb. 2).
Da die Korrosionsrate stark durch das biologische Milieu beeinflusst wird, zeigen sich beim Abgleich mit in vivo erhobenen Daten zumeist große Unterschiede. Die Perfusions-Bioreaktoren können helfen diese Lücke zumindest teilweise zu schließen.