Plasmagestützte Kollagen-Silikat-Abscheidung

AUFGABENSTELLUNG

Trotz vieler Fortschritte bei Materialien und Techniken ist das Versagen von Titan­implantaten nach wie vor ein großes Problem für Zahn­ärzte und Chirurgen. Eine mangelnde Inter­aktion zwischen der Implantat­oberfläche und dem Knochen­gewebe ist eine der Haupt­ursachen. Die Beschich­tung mit Knochen­ersatz­material verbessert das Einwachsen in den Knochen und ist daher seit vielen Jahren im Markt etabliert. Die großen Unter­schiede der Verform­bar­keit zwischen metalli­scher Unter­lage und Be­schich­tungs­material führen aller­dings an mecha­nisch belasteten Stellen zu Riss­bildungen oder zum Ablösen der Beschich­tung.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Ziel des Vorhabens ist die Entwick­lung von sehr dünnen knochen­ähnlichen Ober­flächen­beschich­tungen für Implan­tate. Diese sollen eine verbesserte Haft­festig­keit aufweisen und die Ausbildung einer stabilen Grenz­fläche zwischen Implantat und Knochen begünstigen. Dazu soll Kollagen bzw. Kollagen-Siliziumoxid mittels Kalt­plasma­verfahren bei Atmosphären­druck mit einer Schicht­dicke von wenigen Nano­metern auf den Ober­flächen abge­schieden werden.

NUTZEN | AUSBLICK

Die Beschichtung soll das Einwachsen von Implan­taten der Mund-Kiefer-Gesichts­chirurgie und der Endo­prothetik verbessern, die Überlebens­rate der Implan­tate erhöhen und somit zu besseren Lang­zeit­erfolgen führen. Herstellern von Implan­taten im chirurgi­schen Bereich können somit ihre bestehende Produkt­palette um osteo­induktive Implan­tate erwei­tern. Für den Patienten würde eine schnellere Ein­heilung nach der Operation eine verbesserte Lebens­qualität bedeuten. Weiterhin kann die Beschich­tung als zell­freundliches Anhaftungs­substrat benutzt werden, um die Zell­adhäsion von Zell­kultur­gefäßen und Lab-on-a-Chip-Systemen zu steigern. Eine Beschich­tung mit bio­artifiziellen Komponenten kann für die Kulti­vierung, Vermehrung und Differen­zierung von Knochen- und Knorpel­zellen und deren Vorläufer von Vorteil sein.