Herstellung von 3D-Magnesiumstrukturen durch selektives Laserschmelzen (SLM)
Aufgrund seiner Flexibilität wird das selektive Laserschmelzen (SLM) zur Herstellung permanenter, patientenspezifischer Metallimplantate aus handelsüblichem reinem Titan eingesetzt. Allerdings haben Forschende bisher nur wenige Studien zum 3D-Druck von Magnesium mittels SLM veröffentlicht. Wir haben neue patientenspezifische Lösungen entwickelt, die Chirurgen für biologisch abbaubare Magnesiumimplantate einsetzen können.
Hintergrund
Die chirurgische Anwendung permanenter Implantate, wie beispielsweise Osteosyntheseplatten zur Stabilisierung gebrochener Knochen während der Heilung, kann langfristig mit Nachteilen verbunden sein. Insbesondere bei Kindern und Jugendlichen kann es zu Wachstumsstörungen kommen.
Darüber hinaus können Implantatverschiebungen, implantatassoziierte Infektionen oder Verletzungen von Nerven und Gefässenauftreten. Sekundäre Operationen zur Entfernung des Implantats nach erfolgreicher Knochenheilung und zur klinischen Beseitigung dieses künstlichen Fremdkörpers sind oft kostspielig und komplex.
Auf dem Weg zu starken, biologisch abbaubaren Magnesiumimplantaten
Im Gegensatz dazu werden resorbierbare Implantate im Körper abgebaut. Der Körper absorbiert das Fremdmaterial, sodass keine zweite Operation erforderlich ist. Allerdings ist die mechanische Festigkeit bestehender bioresorbierbarer keramischer oder polymerer Biomaterialien für tragende Anwendungen zu gering. Magnesium könnte hingegen als Biomaterial für die Herstellung metallischer, resorbierbarer Implantate mit ausreichenden mechanischen Eigenschaften dienen.
Wir haben 3D-gedruckte Freiform-Magnesiumstrukturen durch selektives Laserschmelzen hergestellt. 
a) REM-Aufnahme von Mg-Pulver, b) einfaches 3D-CAD-Modell, c) rechteckiger Körper mit den Abmessungen 5.5 × 5.5 × 2.5 mm³ und d) 3D-SLM-Würfel mit einer Kantenlänge von 5.5 mm und 500 µm dicken, orthogonalen Kanälen in allen drei Raumrichtungen.
Publikationen
Projektdetails
- Typ
- Forschungsprojekt
- Forschungsfeld
- Funktionale Materialien und Oberflächen, Design und additive Herstellung von Medizinprodukten
- Hochschule/Institut
- Hochschule für Life Sciences FHNW / Institut für Medizintechnik und Medizininformatik
- Partner
- Helmholtz Zentrum Geesthacht
- Förderung
- Stiftung FHNW
Kontakt
Prof. Dr. Michael de Wild
- Telefon
- +41 61 228 56 49
- michael.dewild@fhnw.ch
Weitere Projekte
NanoPED
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- Institut für Medizintechnik und Medizininformatik
- Forschungsfeld
- Funktionale Materialien und Oberflächen
Gaumenpflaster für die Laser-Zahnfleischchirurgie
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- Institut für Produkt- und Produktionsengineering, Institut für Chemie und Bioanalytik, Institut für Pharmatechnologie und Biotechnologie, Institut für Medizintechnik und Medizininformatik
- Forschungsfeld
- Funktionale Materialien und Oberflächen, nanoLab