Oberflächen in der Medizintechnik 28. Mrz 2022 Von Bettina Reckter

Beschichtung macht Implantate intelligent

Autonome Implantate, die auf Signale aus dem Gewebe reagieren, könnten das Knochenwachstum anregen oder selbstständig Infektionen abwehren. Noch aber sind sie Zukunftsmusik.

Ein Cochlea-Implantat, das im Ohr den Hörnerv stimuliert, muss vom Material her weich und isolierend zugleich sein, damit die sehr feinen Strukturen der Platinelektroden an ihrem Platz bleiben und das Implantat trotzdem gut im Innenohr fixiert ist.
Foto: PantherMedia / icarmen13

Die Lebenserwartung der Bevölkerung steigt – zumindest in der westlichen Welt. Implantate unterstützen uns im Laufe des langen Lebens, wenn Organfunktionen nachlassen oder Gelenke verschleißen. Immerhin rund 2,2 Mio. Implantate werden allein in Deutschland jedes Jahr eingesetzt – Tendenz steigend.

Damit diese gut einheilen, ist deren Oberfläche der entscheidende Faktor bei Interaktion mit dem umliegenden Gewebe. Welche Topografie bildet sie aus, ist sie glatt oder rau? Welche Polarität weist sie auf, welche chemischen Gruppen und Moleküle sitzen dort mit welcher Funktion? Diesen Fragen geht Henning Menzel am Institut für Technische Chemie der TU Braunschweig nach. Sein Ziel: Implantate so zu beschichten, dass sie weder eine Entzündungsreaktion hervorrufen noch sich frühzeitig lockern, was beides zu Schmerzen und schlimmstenfalls zum Verlust des Implantats sowie des umliegenden Gewebes führen würde.

Aufgesprühte Beschichtung lässt metallische Implantate besser einheilen

Ein Beispiel dafür, wie heute schon Implantate in Bezug auf Rauigkeit und Oberflächenchemie eingestellt werden, ist die Beschichtung von metallischen Implantaten mit Hydroxylapatit, einem Mineral, das als Bestandteil natürlicher Knochen ohnehin im menschlichen Körper vorkommt. Sprüht man es auf, wird die Implantatoberfläche rau. So wird es besser in den Knochen integriert und sitzt später auch fester, ein Effekt, der für Endoprothesen wie künstliche Hüft- und Kniegelenke geradezu ideal ist.

Andere Implantate hingegen sollen überhaupt nicht ins Gewebe einwachsen. Etwa das Cochlea-Implantat, das im Ohr den Hörnerv stimuliert und Hörgeschädigten so gewisse Klangerlebnisse bis hin zu richtigem Hörverstehen ermöglicht.

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