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Piezoaktives Kalziumtitanoxid für bioaktive Implantatstrukturen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung

Ref-Nr: TA-PVA1328


Kurzfassung

Die Erfindung betrifft reines oder dotiertes piezoaktives Kalziumtitanoxid (CaTiO3) für bioaktive Implantatstrukturen und ein Verfahren zu deren Herstellung.


Hintergrund

Die Erfindung dient der Optimierung von Implantaten hinsichtlich ihrer Bioverträglichkeit und ihrer Standzeit im Patienten.
Dabei ist es die Aufgabe, eine reine oder dotierte Kalziumtitanoxidstruktur zur Verwendung als Implantatmaterial zu schaffen. Es sollen die Eigenschaften Bioaktivität, Biokompatibilität und Elastizität verbunden und somit die Knochenintegration positiv beeinflusst werden. Das zugrundeliegende Prinzip des feldgestützten Sinterns (FAST-Verfahren) soll dabei die effiziente Herstellung vorteilhafter piezoaktiver Kalziumtitanoxidstrukturen ermöglichen.


Problemstellung

Reines Titan und Ti-6Al-4V sind als Werkstoffewegen ihrer guten Bioverträglichkeit, ihrer hohen mechanischen Festigkeit bei geringem Gewicht und ihrer Beständigkeit gegenüber physiologischen Medien - prädestiniert für den Einsatz als dentale und lasttragende orthopädische Implantate.
Die hohe Festigkeit, die deutlich über der von natürlichem Knochen liegt, birgt aber auch gewisse Risiken. So kommt es häufig zum Effekt des „Stress-Shieldings“ (kontinuierlicher Knochenabbau), da dem an das Implantat angrenzenden Knochenmaterial die Wachstumsimpulse fehlen.


Lösung

Die Neuerung der vorliegenden Erfindung betrifft vor allen Dingen die Verwendung eines piezoaktiven Kalziumttanoxids als Implantatmaterial, welches die Bioaktivität, die Biokompatibilität und die Elastizität des Implantats gegenüber herkömmlichen Werkstoffen verbessert.
Hierbei wird unter Anwendung eines neuartigen druckunterstützten Sinterverfahrens (FAST), welches mit gepulstem Gleichstrom arbeitet, dotiertes Kalziumtitanoxidpulver zu kompakten Teilen verdichtet. Dieses Verfahren zeichnet sich durch seine verkürzte Prozesszeit aus (Minuten anstatt Stunden oder Tagen), welche das Kornwachstum reduziert, wodurch eine Mikro- bzw. Nanostruktur beibehalten wird.
Bei mechanischer Verformung wird aufgrund der piezoelektrischen Eigenschaften des Materials eine Ladungsumverteilung erzeugt, die das Verhalten von Osteoblasten und Osteoklasten stimulieren und damit Knochenwachstumsimpulse auslösen kann.


Vorteile

  • Fertigung von bioaktiven Implantatstrukturen aus Titanverbindungen.
  • Minderung des Stress-Shielding-Effektes.
  • Anwendbarkeit des energieeffizienten feldgestützten Sinterverfahrens (FAST).

Anwendungsbereiche

  • Medizintechnik
  • Endoprothetik

Service

  • Verkauf
  • Lizenzierung
  • Entwicklungskooperation



Christian Tholen
+49 381 497474-38
c.tholen@pva-mv.de
www.pva-mv.de
Adresse
Gerhart-Hauptmann-Straße 23
18055 Rostock



Entwicklungsstand

Machbarkeit


Patentsituation

  • DE 10 2015 108 865 anhängig

Stichworte

Piezoaktiv, Kalziumoxid, Implantate, sintern, Biokompatibilität, Knochenwachstum

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen