Poröse Titanstrukturen für patientenspezifische Implantate

Für lasttragende Knochenimplantate wird aufgrund der hohen spezifischen Festigkeit und den osseointegrativen Eigenschaften häufig die Titanlegierung Ti6Al4V eingesetzt. Diese weist eine deutlich höhere Steifigkeit auf als Knochen. An der Implantat‐Knochen Kontaktstelle entsteht dadurch eine veränderte Lastübertragung was zur Rückbildung von Knochengewebe und schliesslich zur Lockerung des Implantats führen kann. Poröse Strukturen mit an den Knochen angepasster struktureller Steifigkeit können die Lastübertragung verbessern und haben daher grosses Potential in der Orthopädie und Traumatologie. Das pulverbettbasierte Laserschmelzen (PBF-LB/M) ist ein additives Fertigungsverfahren und ermöglicht die schichtweise Herstellung von solchen komplexen metallischen Strukturen, basierend auf einem 3D-Modell. 

Ziel dieser Studie war das Etablieren geeigneter Strukturparameter von additiv gefertigten porösen Titanstrukturen für patienten-spezifische Knochenimplantate, die eine gezielte Anpassung der lokalen Struktureigenschaften und zellbiologischen Reaktion ermöglichen. Dafür wurden poröse Strukturen mit unterschiedlichen Porengrössen und -formen entwickelt und mittels PBF/LB-M in Ti6Al4V hergestellt und zellbiologisch wie auch mechanisch untersucht.

Die Resultate der Untersuchung weisen auf die Möglichkeit hin, dass im untersuchten Bereich die mechanischen Eigenschaften von Implantaten lokal angepasst werden können, ohne die zellbiologische Reaktion massgeblich zu beeinflussen.

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