Implantate mit dem Laser drucken

Ob patientenangepasste Mikroimplantate oder Mikroimplantate mit Medikamentendepots – additive Verfahren sind bestens geeignet für die Herstellung solcher Bauteile. Wissenschaftler am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) haben im Rahmen des Verbundvorhabens REMEDIS Laserstrahlschmelz-Verfahren etabliert, um Implantate aus Platin, Nickel-Titan (NiTi) oder Edelstahl vollautomatisch herzustellen oder zu beschichten. 

Additiv gefertigte Stents aus Edelstahl: bifurkaler Mikro-Stent / Bildquelle: LZH

Eingesetzt haben die Wissenschaftler der Gruppe Oberflächentechnik dafür eine spezielle Form des 3D-Drucks – das Selektive Lasermikroschmelzen (SLµM). Mit zum Teil speziell entwickelten Anlagen konnten sie Elektroden für Herzschrittmacher mit Platin beschichten, dreidimensionale Gitterstrukturen aus NiTi sowie Stent-Protoypen aus Edelstahl herstellen. Platin wurde erstmalig im Rahmen des Projektes erfolgreich im Mikromaßstab verarbeitet.

Beschichtete Herzschrittmacherelektroden – Ein Ansatz, um die Lebenszeit von Herzschrittmachern zu erhöhen, ist die Form und Oberfläche der Elektroden intelligent anzupassen. Platin hat eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit und ist bioinert. Jedoch ist das Metall nur eingeschränkt gießbar und mit konventionellen Methoden im Mikrobereich nur schwer zu bearbeiten. Im Rahmen des Projektes konnten die Wissenschaftler ein SLµM-Verfahren für eine Platin-Iridium-Legierung entwickeln und damit erfolgreich Herzschrittmacherelektroden beschichten.

Gitter aus Formgedächtnislegierung – Die Formgedächtnislegierung NiTi ist in der Medizintechnik bereits weit verbreitet. Mikroimplantate aus NiTi eröffnen neue Möglichkeiten patientenangepasste Stents oder Knochenersatz herzustellen. Den Wissenschaftlern am LZH ist es gelungen, hochkomplexe, dreidimensionale Bauteilstrukturen aus NiTi zu fertigen. Mittlerweile ist das Erreichen von Bauteilauflösungen bis zu 90 µm unter vollständigem Erhalt der Formgedächtnis-Eigenschaften möglich.

Stentstrukturen aus Edelstahl – Die Verarbeitung von Edelstahl 316 L im SLµM-Verfahren ist bereits etabliert. Im Rahmen des Projektes wurden Stentstrukturen mit geschlossenem Zelldesign entwickelt und gefertigt. Diese sind in ihren mechanischen Eigenschaften nachweislich vergleichbar mit konventionellen Stents.

Das Projekt wurde zusammen mit dem Institut für Biomedizinische Technik der Medizinischen Fakultät der Universität Rostock als Teilprojekt des Verbundvorhabens REMEDIS durchgeführt. REMEDIS wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt.

http://remedis.med.uni-rostock.de

Text zum Titelbild: Dreidimensionale, laseradditiv gefertigte Struktur aus der Formgedächtnislegierung Nickel-Titan / Bildquelle: LZH