LZH entwickelt maßgeschneiderte zahnmedizinische Implantate

Die individuell auf den jeweiligen Körper angepassten Implantate sollen für eine gute Verträglichkeit beim Patienten sorgen und lange funktionsfähig bleiben. Im Rahmen der interdisziplinär zusammengesetzten Forschungsgruppe 5250 erforscht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) die reproduzierbare Fertigung von Implantaten aus Ti6Al-4V mit einstellbarer, gradierter Porosität.

Gradierte Materialien sollen Implantate belastbarer machen

Die Titanlegierung Ti-6Al-4V ist bekannt für ihre hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Aufgrund der hervorragenden Biokompatibilität kommt das Metall bei vielen medizinischen Anwendungen zum Einsatz, etwa in der orthopädischen Chirurgie und bei Prothesen. Um die Steifigkeit des Implantats präzise einstellen zu können, nutzen die LZH-Forschende Gitterstrukturen. Mit Hilfe der Gitterstrukturen wollen sie das Implantat dem Elastizitätsmodul, also der Steifigkeit, des menschlichen Knochens anpassen. Auf diese Art wollen sie belastbarere und schlussendlich langlebigere Implantate entwickeln.

Dabei wollen sie auch die Vorteile von gradierten Materialien nutzen: Durch eine innerhalb des Bauteils variierende Gitterstruktur hat das Implantat unterschiedliche mechanische Eigenschaften. Eine wichtige Frage für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist, wie sich diese gradierten mechanischen Eigenschaften additiv gefertigter Implantate an vorgegebene Belastungsszenarien anpassen lassen.

Auf der Suche nach den richtigen Prozessparametern

Die Projektbeteiligten werden nicht nur die Gitterstrukturen variieren, sondern auch die Prozessbedingungen des laserbasierten Pulverbettverfahrens, wie etwa die Laserleistung. Die so gewonnenen Erkenntnisse über die Einflüsse der Prozess- und Geometrieparameter auf Mikrostruktur, mechanischen Eigenschaften, Oberflächentopographie, Korrosions- und Versagenseigenschaften der Implantate sollen dabei helfen, Implantate reproduzierbar zu fertigen, bei denen man Porosität, Oberflächeneigenschaften und Mikrostruktur jeweils individuell und präzise einstellen kann.

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_{Quelle: Lena Bennefeld, Kommunikation, Laser Zentrum Hannover e.V.}