EC-H2020-MSCA-ITN, EC: grant no. 861046, 01/2020-12/2023
(M. Calin, A. Gebert) (coordinator institute)
| Fördergeber: | Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst |
| Förderkennzeichen: | 100382989 |
| Laufzeit: | 23.12.2019–31.03.2022 |
Teilvorhaben: Selektives Laserschmelzen Implantat-relevanter Formkörper aus einer near-beta Ti-Nb-Zr Legierung und Charakterisierung mikrostruktureller und biofunktionaler Eigenschaften
In der Implantatproduktion gewinnen Laser-basierte Verfahren an rasant zunehmender Bedeutung. Additive Verfahren wie das Selektive Laserschmelzen (SLM) werden als DIE Schlüsseltechnologien für Metallimplantate angesehen. Sie bieten ein sehr hohes Potenzial für die Patienten-individualisierte Knochenimplantatfertigung. Im Fokus aktueller Forschung zu Knochenimplantatmaterialien stehen neue (near-)beta-Ti-Legierungenmit biokompatiblen Zusammensetzungen, die aufgrund ihrer geringen Elastizitäts-Moduln effektiv reduzierte Implantatsteifigkeiten und somit eine bessere Anpassung an Knocheneigenschaften gewährleisten können. Gleichermaßen wichtig sind Implantatoberflächen mit bestmöglichen biofunktionalen Eigenschaften. Für neue Ti-Legierungen werden Ansätze entwickelt, um maßgeschneiderte Implantatoberflächenfunktionalitäten bezüglich Rauigkeit, Topographie und Oberflächenchemie einzustellen, die eine verbesserte Osseointegration bewirken. Derartige Neuentwicklungen sind insbesondere für Patienten mit systemischer Knochenerkrankung wie Osteoporose relevant.
Ziel des Projekts OsteoLas ist die materialspezifische Entwicklung einer ganzheitlichen Laserverfahrens-basierten Prozesskette zur Herstellung von orthopädischen Formkörpern aus einer neuartigen near-beta Ti-Nb-Zr-Legierung mit maßgeschneiderten Material- und Oberflächeneigenschaften. Am IFW Dresden werden unter Anwendung des Selektiven Laserschmelzens (SLM) metallische Implantat-relevante Formkörper hergestellt und der Einfluss von Prozessparametern auf die Morphologie und das Gefüge und auf daraus resultierende mechanische Eigenschaften im Detail untersucht. Die optimalen Parameter zum Erhalt von Formkörpern mit geringer Steifigkeit und hoher Festigkeit und maximaler Designflexibilität werden identifiziert. In Kooperation mit der AG Oberflächenfunktionalisierung des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) (Link) werden unter Anwendung der direkten Laserinterferenzstrukturierung (Direct Laser Interference Patterning, DLIP) maßgeschneiderte Oberflächenstrukturen mit verschiedenen Rauigkeiten und Topographien auf den Legierungsformkörpern realisiert und diese oberflächenanalytisch charakterisiert. Die Biokompatibilität der neuen Materialien wird durch begleitende zellbiologische Studien evaluiert. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse werden mit optimalen Parametersätzen Demonstratoren, d.h. komplexe Implantatgeometrien realisiert und bzgl. ihrer Eignung bewertet.
Kontakt:
Dr. rer. nat. Annett Gebert
Abt. Chemie funktioneller Materialien
Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden
(IFW Dresden)
Helmholtzstrasse 20
01069 Dresden
Tel. +49 (0)351 4659275
a.gebert(at)ifw-dresden.de
Deutsche Forschungsgemeinschaft, grant no. 224063632, 11/2012-10/2015, 01/2016-06/2019 in SPP1594 Topological engineering of ultra-strong glasses
(A. Gebert, E. Kerscher)
Deutsche Forschungsgemeinschaft, TP M1, grant no. 107540325, 07/2010-06/2019 in SFB-Transregio 79 Materials for tissue regeneration within systemically altered bone
(A. Gebert, J. Eckert, M. Zimmermann)
EC-FP7-MC-ITN, EC: grant no. 264635, 01/2011-12/2014
(M. Calin, J. Eckert, A. Gebert) (coordinator institute)
Deutsche Forschungsgemeinschaft, TP C6, grant no. 5485123, 01/2002-12/2012 in SFB 609 Electromagnetic flow control in metallurgy, crystal-growth and electrochemistry
(M. Uhlemann, A. Gebert)
Alexander-von-Humboldt Stiftung, Erasmus, CSC, DAAD, SMWK
EC- FP7-‘Science in Society’, SSA grant no. 230253, 01/2009-12/2011
(M. Calin, O. Gutfleisch) (coordinator institute)
EC- FP6-‘Science and Society’, SSA grant no. 016754, 10/2005–03/2008
(M. Calin, A. Gebert) (coordinator institute)
