FORTEPRO

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND FüR TISSUE ENGINEERING UND RAPID PROTOTYPING

Custom-Implatate durch direkte Rapid.Prototyping Verfahren

Arbeitsfeld:

Rapid-Prototyping-Verfahren (RP) werden seit einigen Jahren verstärkt zur Produktentwicklung in den Bereichen Konsumgüter und Automobiltechnik eingesetzt, da mit ihnen deutliche Zeit- und Kosteneinsparungen bei Design und Auslegung neuer Produkte erzielt werden. In der medizinischen Anwendung von ForTePro ist das Ziel jedoch die Verwendung des RP-Bauteils als Individual-Implantat im menschlichen Körper. Damit kommt dem RP-Werkstoff als Knochenersatzmaterial eine entscheidende Bedeutung im Hinblick auf Funktionali-tät und Biokompatibilität zu. Bedingt durch die gleichzeitige Material- und Verfahrensentwicklung bei der Erzeugung medizinischer Produkte über RP-Verfahren, hier insbesondere Custom Implantate, sind die technologischen und wirtschaftlichen Risiken speziell für KMUs nur schwer abschätzbar. Dadurch scheiterten die bisherigen Bestrebungen zur Implementierung dieser Verfahren in zukunftsträch-tigen Bereichen wie der Medizin und der Medizintechnik. An diesem Punkt setzt das geplante Forschungsvorhaben an. Ziel ist es, die Implantate in breiter Materialvielfalt unter Einbindung in die Rapid-Manufacturing-Prozesskette herzustellen. Dabei sollen die patientenindividuellen Knochenersatzmaterialien direkt über Rapid Prototyping-Verfahren hergestellt werden. Dies stellt die Abgrenzung zum Teilprojekt RP-3 dar, in dem die indirekten RP-Verfahren zur Anwendung kommen. Die Überprüfung der Eignung einzelner Herstellverfahren, die damit eng verknüpfte Auswahl und Optimierung der Materia-lien und die Ermittlung der Prozeßgenauigkeit unter Berücksichtigung der Herstellkosten, sowie die Überprüfung der möglichen Einsetzbarkeit im medizinischen Bereich bilden die Schwerpunkte dieses Projektes. Es werden Implantate aus keramischen (Hydroxylapatit und Tricalciumphosphat) und polymeren Werkstoffen hergestellt und untersucht. Bei den Polymeren handelt es sich einerseits um biodegradable Werkstoffe mit einem keramischen Füllersystem als Verbundwerkstoff oder um nichtbiodegradable Polymere als Bindersystem für monolithische keramische Komponenten. Neben den verfahrenstechnischen Grundlagen sollen Applikationen für den Bereich der Implantate demonstriert werden (klinische Tests in anderen Teilprojekten von ForTePro). Als Anwendungsbeispiele sind hier Knochenersatzmaterialien mit relativ hoher Festigkeit genannt, insbesondere vor dem Hintergrund gezielt eingebrachter Porenkanäle mit Leitschienenfunktion für das Einwachsen von Knochenzellen.