Neue Superlegierung für verbesserte Gelenke
Laut den neuesten Hochrechnungen werden im Jahr 2020 24 % der europäischen Bevölkerung über 60 Jahre alt sein. Das bedeutet, dass viele Menschen operative Behandlungen des Bindegewebes - insbesondere im Knochen- und Knorpelbereich - benötigen werden. Besonders akut wird sich dieser Bedarf in der Behandlung von Gelenkschäden sowie Hüft- und Kniefrakturen bemerkbar machen. Um die zunehmende Nachfrage nach verbessertem Biomaterial für chirurgische Implantate decken zu können, wurden jetzt neue Legierungen auf Aluminiumbasis mit verbesserten Eigenschaften entwickelt und getestet. Eine intermetallische Eisen-Aluminium-Chrom-Legierung (Fe-Al-Cr) mit Yttererde-Zusatz zeigte besonders gute Ergebnisse. Yttererde ist ein sehr seltenes Metalloxid. Außerdem wurde im Rahmen des Projekts eine Pulvermetallurgie entwickelt und erprobt. Dieses neue Material weist im Vergleich mit derzeitig verwendeten Biomaterialen viele Vorteile auf. Insbesondere das Fehlen von Nickel ist von großer Wichtigkeit, da dieses Element als Allergen und sogar Karzinogen wirken kann. Eine weitere verbesserte Eigenschaft stellt die im Vergleich zu momentan verwendeten Materialien höhere Bruchfestigkeit dar. Sowohl Korrosionsverhalten als auch die zu erwartende Verschleißrate ist ähnlich der von Biomaterialien, die derzeitig genutzt werden. Eine wichtige Eigenschaft stellt Biokompatibilität dar. Diese wird durch das Ausmaß an Gewebeveränderung durch das Implantat bestimmt. In-vitro-Untersuchungen unter Verwendung künstlicher menschlicher Körperflüssigkeiten und Zellkulturen deuten darauf hin, dass dieses neue Material ein positives Maß an Biokompatibilität aufweist. Des Weiteren können oberflächenbezogene Eigenschaften, die mit Korrosionsverhalten und Verschleiß in Verbindung stehen, verbessert werden. Dies kann mit Hilfe einer adhäsiven äußeren Korundbeschichtung durch thermische Oxidation erreicht werden. Die Verlängerung der begrenzten Lebenszeit von chirurgischen Implantaten bringt weit reichende Auswirkungen mit sich. Eine höhere Lebenserwartung steigert automatisch den Bedarf an Revisionschirurgie. Diese ist jedoch komplizierter und weist weniger prognostizierbare klinische Ergebnisse auf als die vorangehende Gelenkchirurgie. Außerdem werden verbesserte Biomaterialien sowohl die Anzahl der Nachbehandlungen verringern als auch die Produktanforderungen unterstützen.
