Piezoelektrische Materialien für multifunktionale Knochen- und Knorpelimplantate

Additiv gefertigte Titanscaffolds

Die Untersuchungen in diesem Teilprojekt (B01) des SFB Elaine konzentrieren sich auf die Herstellung elektrisch aktiver Implantate für die Knochen- und Knorpelregeneration mittels additiver Fertigungstechnologie. Die Implantate für den Knochenersatz werden in speziellen Verfahren für die unterschiedlichen Verwendungszwecke hergestellt. Für den lasttragenden Bereich, bspw. Hüftendoprothesen, sind Implantate aus einer biokompatiblen Titanlegierung vorgesehen, welche gezielt Strukturen für ein verbessertes mechanisches Verhalten und das Einwachsen des Knochens tragen. Darüber hinaus werden die Implantate mit einem neuartigen leitfähigen Polymer mit inkorporierten Bioglass© Partikeln beschichtet, umso die elektrische Aktivität am Implantat-Knochen-Interface zu erhöhen. Für den nicht lasttragenden Bereich werden Implantate aus Bariumtitanat und Bioglass© entwickelt. Diese sollen durch Ausnutzung des piezoelektrischen Effektes das natürliche Knochenwachstum fördern und so das Einwachsen der Implantate verbessern. Für die Knorpelregeneration werden neuartige mit elektrisch leitfähigem Polymer inkorporierte Hydrogel-Scaffolds additiv gefertigt und mit Zellen besiedelt. Dieser Verfahrensschritt wird vom engen Kooperationspartner, dem Lehrstuhl Biomaterialien der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, durchgeführt. Darüber hinaus bringt die Arbeitsgruppe aus Erlangen erhebliche Expertise im Umgang mit Bioglass© Partikeln in das Projekt ein. Die in B01 gefertigten Scaffolds stellen die Basis für die Arbeiten weiterer Arbeitsgruppen innerhalb des Forschungsverbundes ELAINE dar.

Berabeiter:Christian Polley M.Sc.

Projektlaufzeit: 07/2017 - 06/2021


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gefördert durch die:


in Zusammenarbeit mit:

Universität Rostock: IEF, MSF, UMR
EMAU Greifswald
Universität Leipzig
Universität Nürnberg-Erlangen
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Techologie e.V.