FORBIOMAT

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND BIOMATERIALIEN

TP1 Verbesserung des Langzeitverhaltens von Implantaten und anderen Biomaterialien auf Kunststoffbasis durch plasmaaktivierte Gasphasenabscheidung

Arbeitsfeld:

Implantate und andere Implantatmaterialien auf Kunststoffbasis, z.B. für den Einsatz im Bereich Herzklappen oder Gefäßprothesen, werden durch plasmaaktivierte chemische Gasphasenabscheidung modifiziert. Ziel ist es, die an ersten Labormustern erzielten Ergebnisse zur Verbesserung des Langzeitverhaltens zu bewerten und zu optimieren.

Forschungsbedarf:
Die Problematik der Grenzschicht des Kunststoff-Implantats zur biologischen Phase (Blut und/oder Gewebe) stellt unverändert ein klinisches Problem dar, wenngleich die biologischen Phänomene der Grenzschicht in der letzten Zeit weit ergründet wurden. Gegenstand des Forschungsprojekt ist daher die Entwicklung einer Titanbeschichtung für gängige und bewährte Kunststoffe unter Beibehaltung ihrer Implantatfunktion. Titan kommt als inerte, biologisch verträgliche und mechanisch haltbare Substanz in Betracht. Bislang war jedoch kein Verfahren bekannt, mit dem Kunststoffe komplizierter Geometrie, wie sie in der Medizintechnik eingesetzt werden, mit titanhaltigen Materialien haftfest beschichtet werden können.

Ein derartiger Verbundwerkstoff kann durch ein neues, von der Fa. GFE Metalle und Materialien GmbH, Nürnberg, entwickeltes Verfahren zur plasmaaktivierten Gasphasenabscheidung hergestellt werden. Die Beschichtungstemperatur konnte auf unter 100 °C gesenkt werden, so dass es erstmals möglich ist, temperaturempfindliche Kunststoffe komplizierter Geometrie mit rissfreien Schichten auf Titanbasis zu versehen.

In ersten vom Institut für Textil- und Verfahrenstechnik, ITV, Denkendorf, durchgeführten in-vitro Screeningtests konnten im Vergleich zu unbeschichtetem PET eine hohe Vitalität und eine verdoppelte Proliferation von Endothelzellen sowie eine deutliche Tendenz zur gesteigerten Blutverträglichkeit nachgewiesen werden.

Im Rahmen des Projektes sollen die an ersten Labormustern erzielten Ergebnisse zur Verbesserung des Langzeitverhaltens genauer untersucht und optimiert werden, um einen möglichst komplikationsfreien Einsatz von Kunststoffen, wie im Bereich Herzklappen, Gefäßprothesen, Leistenthernienimplantate, Silikonimplantate, Herz-Lungen-Maschinen oder auch Katheder, Trachea- und Duraersatz zu ermöglichen. Dabei ist es wichtig, die im Labormaßstab gewonnenen Erkenntnisse der Beschichtungstechnik durch ein up scaling in den Technikmaßstab zu überführen, um implantierbare Prototypen herstellen zu können.