Ti-Nb-Legierungen mit niedrigem Elastizitätsmodul, Sputter-beschichtet mit Hydroxylapatit als Biomaterial im Knochenkontakt

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Epple
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464548992

Calciumphosphat-beschichtete Titan-Niob-Legierungen werden systematisch als potentielles Biomaterial im Knochenkontakt hergestellt und untersucht. Beta-Phasen Ti-Nb-Proben werden in definierter Form und unterschiedlicher Porosität durch additive Fertigung hergestellt. Durch eine Optimierung des Niob-Gehalts im Bereich von 10-27 at% wird eine Anpassung des Elastizitätsmoduls an den von Knochen erreicht. Die bioaktive Wirkung im Knochenkontakt wird durch RF-Magnetron-Sputtern erreicht, wodurch eine Schicht aus Magnesium- und/oder Strontiumphosphat aufgebracht wird. Die Oberflächenchemie und -topographie der Proben moduliert Zelladhäsion, Zellproliferation und Zellwachstum für eine optimale Knochenanbindung. Die so beschichteten Werkstücke werden eingehend in in-vitro Zellkulturexperimenten untersucht, um den Einfluss der Materialparameter herauszuarbeiten, insbesondere der Zusammensetzung der metallischen Legierung und der Natur der Calciumphosphat-Beschichtung. Am Ende steht ein Parametersatz für diese Klasse von metallischen Werkstoffen im Knochenkontakt, d.h. elastische Ti-Nb-Legierungen mit Calciumphosphat-Beschichtung, auch in poröser Form. Dadurch wird eine umfassende Betrachtung dieser Werkstoffe für den biomedizinischen Einsatz im Knochenkontakt als Implantatmaterial erreicht. Einsatzgebiete sind typische Endoprothesen wie Hüft-Endoprothesen und Zahnimplantate.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Science Foundation, bis 3/2022
• Kooperationspartnerin: Dr. Maria Alexandrovna Surmeneva, bis 3/2022