Neue Argovia-Projekte Mit Nanotinte zu stabileren Implantaten

Im Argovia-Projekt CerInk untersucht ein Wissenschaftlerteam von der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW), dem Paul Scherrer Institut (PSI) sowie der Aargauer Firma Medicoat AG (Mägenwil) eine neue Methode, um biokeramische Knochenersatzmaterialien mechanisch stabiler zu machen. Projektleiter Philippe Chavanne und das Wissenschaftlerteam fügen dazu während eines optimierten 3D-Druckprozesses eine keramische «NanoInk» hinzu, die bei der anschliessenden weiteren Verarbeitung die Dichte des Materials erhöht und damit in bestimmten Bereichen des Implantats zu einer höheren Stabilität führt.

Durch Unfälle, Entzündungen oder Tumorerkrankungen kommt es immer wieder zu Knochenschädigungen, die den Einsatz von Knochenersatzmaterialien erforderlich machen. In zahlreichen Fällen versprechen individuell angepasste Knochenimplantate, die dem natürlichen Knochen sehr ähnlich sind, für Patienten gute Heilungschancen. Biokeramische Implantate, die mittels 3D-Druck individuell hergestellt werden können, scheinen in dieser Hinsicht sehr vielversprechend zu sein. Sie besitzen eine hohe Biokompatibilität und werden vom Körper gut integriert. Jedoch bereitet bisher die mangelnde mechanische Stabilität dieser Materialien oft Probleme.

Das Wissenschaftlerteam von FHNW, PSI und Medicoat hat bereits wertvolle Erfahrungen auf diesem Gebiet gesammelt. Sie kombinieren im 3D-Druckverfahren biokeramische Materialien mit Polymeren, um natürliche Knochen nachzuahmen. Im dem aktuellen Argovia-Projekt fügen sie beim Druckprozess keramische Nanopartikel (Nanoink) hinzu. Diese Nanoink bewirkt bei einem nachgeschalteten Sinterprozess eine Verdichtung der Struktur und damit eine verbesserte mechanische Stabilität.

Die Forscher sind in der Lage, die Nanoink je nach gewünschter Struktur des Implantats in unterschiedlichen Mengen zu dosieren. Sie können so innerhalb eines Implantats Bereiche mit unterschiedlichen Dichten aufbauen. Sie erwarten mit dieser Methode dem natürlichen Knochen sehr nahe zu kommen und die Probleme der mangelnden mechanischen Belastbarkeit zu überwinden.