Zuverlässigkeit von Implantaten und Biostrukturen

Aus vielen Bereichen der Medizin sind Biomaterialien, technische Werkstoffe für biomedizinische Anwendungen, für den temporären oder dauerhaften Ersatz oder die Unter-stützung von Organfunktionen nicht mehr wegzudenken. Für in den Körper integrierte Implantate spielt die Grenzfläche zwischen hierarchisch aufgebautem biologischem Gewebe und mehr oder weniger homogenem Implantatwerkstoff eine wesentliche Rolle für den Erfolg. Dies gilt sowohl für permanente Implantate, die dauerhaft einen festen Verbund mit dem biologischen System eingehen sollen, als auch für degradierbare Ersatzmaterialien (z.B. Mg- oder CaP-Scaffolds), die über die Grenzfläche zum Biosystem abgebaut werden. Durch moderne Methoden der additiven Fertigung sind heute auch Bauteile mit komplexen Eigenschaftsgradienten oder Einzelanfertigungen, sog. personalisierte Implantate, realisierbar.
 

Von Werkstoffseite sind außerdem für viele Anwendungen deren mechanische und korrosive Eigenschaften entscheidend für eine nachhaltige und/oder zeitabhängige Funktionsfähig-keit. Zunehmend sind heute auch „intelligente“ Medizin-produkte gefragt, die physiologische Signale erfassen und 
so die Unterstützungsleistung, z. B. die Freigabe von Medikamenten, an die gerade herrschenden Bedingungen anpassen können. Zudem bieten viele biologische Materialien interessante Strategien für die Verbesserung der quasi-statischen und zyklischen Eigenschaften, was für das Design dauerfesterer Strukturen genutzt werden kann.
 

Im DVM-Arbeitskreis „Zuverlässigkeit von Implantaten und Biostrukturen“ wird eine intensive interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Medizinern, Naturwissenschaftlern, Werkstoffwissenschaftlern und Ingenieuren angestrebt, um die Zuverlässigkeit von Implantaten sowie biologischen Materialien und Strukturen, deren eine Hauptfunktion mechanische Lastübertragung ist, unter verschiedenen Beanspruchungs- und Umgebungsbedingungen bewerten zu können.
 

Prof. Dr.-Ing. Claudia Fleck
Obfrau des Arbeitskreises Zuverlässigkeit von Implantaten und Biostrukturen 
Technische Universität Berlin, Fachgebiet Werkstofftechnik
 

Prof. Dr.-Ing Frank Walther
Lokale Organisation
Technische Universität Dortmund, Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik