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Vortrag

WEB Eisenbasierte Werkstoffe für die additive Fertigung von Implantaten mit angepasster Degradation

Donnerstag (14.05.2020)
10:35 - 10:50 Uhr Raum 2
Bestandteil von:


Implantate werden in der Medizintechnik in vielfältiger Weise zur Behandlung von Krankheiten und Verletzungen eingesetzt. Häufig übernehmen sie Körperfunktionen nur für einen begrenzten Zeitraum und werden, wie z. B. Osteosyntheseplatten, anschließend entfernt. Stents zur Behandlung von Arteriosklerose verbleiben im menschlichen Organismus und können u.a. Restenosen verursachen. Dementsprechend reduzieren im Körper auflösbare bzw. degradierbare Implantate die Belastung der Patienten.

Eisenbasierte Werkstoffe sind aufgrund guter mechanischer Eigenschaften und Biokompatibilität, trotz unzureichender Degradationsgeschwindigkeit, vielversprechend für den Einsatz als resorbierbarer Werkstoff. Letztere kann mittels Legieren und der gezielten Erzeugung von Phasen mit hohem elektrochemischen Potential und der daraus resultierenden anodischen Werkstoffauflösung, beschleunigt werden. Eine vielversprechende Möglichkeit sind hochmanganhaltige Stähle mit fein verteilten Silberphasen, bei denen Silber als effektive Kathode fungiert und zur beschleunigten Degradation des Matrixwerkstoffes führt. Das selektive Laserschmelzen ermöglicht die Verarbeitung konventionell nicht herstellbarer Legierungen mit schmelzmetallurgisch nicht mischbaren Bestandteilen, wie Eisen und Silber. Für dieses neue Werkstoffkonzept ist die Prozessführung zur Einstellung einer angepassten Mikrostruktur hinsichtlich Verteilung, Größe und Form der Silberphasen anzupassen.

Im Rahmen des von der DFG geförderten Projektes „Entwicklung und Charakterisierung bioresorbierbarer FeMnAg-Werkstoffe für den SLM-Prozess“ (SCHA 1484/44-1) werden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie (Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover) und dem Lehrstuhl für Technische und Makromolekulare Chemie (Universität Paderborn) verschiedene FeMnAgX-Legierungen mittels selektivem Laserschmelzen verarbeitet. Bisher erfolgreich prozessiert und charakterisiert wurden das Werkstoffsystem „FeMn mit 5 Ma.-% Ag Pulver“ sowie mit Silber beschichtetes FeMn-Pulver.

Der neue FeMnAgX-Werkstoff muss biokompatibel und vollständig resorbierbar sein. Damit die Silberpartikel aufgelöst oder durch Phagozytose abgebaut werden können, muss eine noch zu entwickelnde resorbierbare Silberlegierung eingesetzt werden.

Sprecher/Referent:
Jan Krüger
Universität Paderborn
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Kay-Peter Hoyer
    Universität Paderborn
  • Prof. Dr. Mirko Schaper
    Universität Paderborn

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