Mit Mikrostrukturen zu besser fixierten Implantaten
An die Oberflächen von Implantaten werden sehr hohe Anforderungen gestellt. So sind zum Beispiel Hüft- und Knieendoprothesen oder auch Dentalimplantate direkt im Knochen fixiert und verweilen bis zu 15 Jahre und länger im menschlichen Körper. Sie halten dabei den unterschiedlichsten Belastungsfällen stand. Um eine bestmögliche Fixierung zwischen dem Implantat und dem natürlichen Knochengewebe zu erzielen, muss eine stabile Verbindung zwischen den lebenden Knochenzellen des Knochengewebes und der Implantatoberfläche erzielt werden.
Im Bereich der Erforschung verschiedenster biokompatibler Materialien kommen unter anderem Oberflächenprofilanalysen zum Einsatz. Diese geben Aufschluss über Mikroporosität und Mikrostruktur - zwei Eigenschaften, die dafür sorgen, dass an der Implantatoberfläche das natürliche Knochengewebe in die Implantatoberfläche einwachsen kann. Hierdurch soll eine vorzeitige Lockerung des Implantats im Knochen verhindert werden.
Ziel ist es u.a. das Wachstumsverhalten und die Zellmorphologie von lebenden Knochenzellen auf keramischen Mikrostrukturen zu untersuchen. Diese Mikrostrukturen weisen, bedingt durch die Größe der lebenden Knochenzellen von 20 und 150 μm, Breiten und Tiefen zwischen 10 μm und 300 μm auf, um ein Einwachsen und eine gezielte Wachstumsausrichtung der Knochenzellen zu ermöglichen.
Für aussagekräftige Ergebnisse spielt die Reproduzierbarkeit und die Charakterisierung der Mikrostrukturen eine wichtige Rolle. Die zerstörungsfreie, kontaktlose Analyse mittels z. B. Weißlicht bietet hier eine sehr gute Möglichkeit, die mikrostrukturierten Keramikoberfläche hinsichtlich der Rauhigkeit und der Qualität der gefertigten Mikrostrukturen zu charakterisieren.
Zerstörungsfreie Oberflächenmesstechnik eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen in der Medizintechnik. Sie ist immer dann erforderlich, wenn 2- und 3-dimensionale Oberflächenparameter wie z.B. Rauheit, Kontur, Topographie oder Schichtdicke auf den Mikro- und Nanometer genau reproduzierbar bestimmt werden sollen. Oft besteht die Anforderung, unterschiedliche Merkmale einer Probe in verschiedenen Auflösungen und Verfahren zu charakterisieren. In der Regel sind dafür mehrere unterschiedliche Messgeräte erforderlich. Multisensor-Oberflächenmessgeräte von FRT hingegen vereinen bewährte berührungslose Techniken wie z.B. punkt- und flächenhaft arbeitende Verfahren (chromatische, konfokale und Weisslicht-Sensoren) sowie die Rasterkraftmikroskopie zu einem universellen Gerät.
Der sehr hohe dynamische Messbereich, die Vielseitigkeit und Erweiterbarkeit sind der Grund dafür, dass die Geräte für eine Vielzahl von Anwendungen in der Medizintechnik optimal geeignet sind. Sie vermessen die Stufenhöhe, Rauheit und Schichtdicke an Beschichtungen von Blutzucker-Teststreifen genauso wie die Konturen an Blutpumpen-Flügelrädern, die Krümmungen von Intraokularlinsen und die Kanäle von Mikrofluidiksystemen.
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