Neues Forschungsprojekt am LWT
Am Lehrstuhl für Werkstofftechnologie (LWT) wurde ein neues interdisziplinäres Forschungsprojekt gestartet, das die Entwicklung und Untersuchung additiv verarbeiteter Titanlegierungen mit biofunktionalen PVD-Dünnschichten für biomedizinische Anwendungen zum Ziel hat. Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Projekt wird in enger Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Werkstoffkunde der Universität Paderborn unter der Leitung von Prof. Mirko Schaper sowie dem Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie der Tierärztlichen Hochschule Hannover unter der Leitung von Dr. Jessica Meißner durchgeführt, um die Schnittstelle zwischen Werkstoffwissenschaft und Biomedizin zu stärken und innovative Lösungen für die Implantattechnologie zu entwickeln.
Im Fokus des Projekts steht die Herstellung von Prothesen mit multi-biofunktionalen Oberflächenbereichen, die durch eine Kombination aus pulverbettbasiertem Laserstrahlschmelzen (L‑PBF) und Beschichtungen mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) realisiert werden. Im L-PBF-Prozess wird durch die Zulegierung von Kupfer eine Verbesserung der Festigkeit, Duktilität und Beschichtbarkeit der Ti6Al7Nb-Legierung angestrebt, wobei auch der Einfluss auf die Biokompatibilität erforscht wird. Dabei werden spezifische Prozessparameter des L‑PBF-Verfahrens so angepasst, dass Oberflächen mit definierten Rauheiten und Porositäten entstehen, die den mechanischen und biologischen Anforderungen an Implantate gerecht werden. Die PVD-Beschichtungssysteme TiN, TiCN und a-C:Ag, die bereits im Vorgängerprojekt erfolgreich erprobt wurden, kommen erneut zum Einsatz, um die biokompatiblen und tribologischen Eigenschaften der Prothesen anzupassen. Die PVD-beschichteten TiAl7Nb-Legierungen werden in Bioassays und In-Vitro-Tests untersucht, um das Zellwachstum, die Verhinderung von Biofilmbildung und bakterielle Besiedlungen in Abhängigkeit der Oberflächenstruktur und eingesetzten PVD-Dünnschicht zu analysieren. Unter anderem werden Western-Blot-Analysen eingesetzt, um die Wirkung der Beschichtungen auf zelluläre Signalwege frühzeitig zu charakterisieren.
Informationen zum Projekt und weitere Forschungsprojekte der Fachabteilung „PVD-Technologien“ finden Sie unter folgenden Links: