Zukunftsfähige medizinische Implantate

Oberflächenbeschichtung von Endoprothesen
H.-G. Neumann
DOT GmbH, Rostock
Endoprothesen werden immer noch vorrangig aus metallischen Werkstoffen gefertigt,
weil diese Werkstoffe insbesondere mit den zu fordernden Volumeneigenschaften
hergestellt werden können.
Die Oberflächeneigenschaften der Endoprothesen sollten generell optimiert werden,
um deren mögliche Verweildauer im Körper zu verlängern. Bei Gelenksprothesen ist
dabei die Minimierung von Reibung und Verschleiß in der Gelenkspaarung von besonderer
Bedeutung, um die feste Verankerung der Prothesen im Knochen zu gewährleisten
und mögliche allergische Reaktionen gegen Ionen des Prothesenmaterials
zu verhindern. Hierfür haben sich keramische TiNbN-Beschichtungen besonders
bewährt. Für die schnelle Integration der Prothesen in das umgebende Knochengewebe
ist bei der zementfreien Implantation eine raue Prothesenoberfläche insbesondere
für die primäre und schnell belastbare Fixierung vorteilhaft. Diese Rauhigkeit
sollte durch eine dünne submikroporöse temporäre Calciumphosphat-Schicht dekoriert
werden, die nach Implantation eine totale und schnelle Benetzung der Prothese
mit dem Blut des Patienten gewährleistet. Damit wird die Bildung einer dünnen Knochenschicht
auf der Prothesenoberfläche ermöglicht, die die degradierende Calciumphosphat-Schicht
ersetzt und mit dem umgebenden Knochengewebe zusammenwächst
(in-vivo tissue engineering).
Ein zunehmendes Problem sind prothesensassoziierte Infektionen. Durch eine Beschichtung
der Prothesenoberfläche mit Silber oder Kupfer können diese Infektionen
verhindert bzw. beherrscht werden.
Prof. Dr. Hans-Georg Neumann