Mechanismenbasierte Charakterisierung des Ermüdungs- und Korrosionsermüdungsverhaltens von additiv gefertigten TPMS-Gitterstrukturen unter physiologischen Bedingungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Walther
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen ; Biomaterialien
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449916462

Ziel der 2. Förderphase ist die In-vitro-Charakterisierung additiv gefertigter Magnesium-Gitterstrukturen aus WE43, um deren Verformungs- und Schädigungsverhalten unter mechanisch-korrosiver Beanspruchung zu untersuchen. Aufbauend auf Methoden der 1. Förderphase sollen diese Prüfverfahren zunächst auf 2D-WE43-Strukturen übertragen und anschließend auf komplexere 3D-Strukturen ausgeweitet werden. Ziel ist es, durch innovative Kurzzeitmethoden den Degradationsprozess individuell einzustellen und damit die Wasserstofffreisetzung gezielt analysieren zu können und steuerbar zu machen. Zudem soll mittels innovativer In-situ-Methoden der Vergleich zwischen In-vitro- und In-vivo-Daten zur Reduktion von Tierversuchen umgesetzt werden. Die übergeordnete Forschungsfrage zielt dabei auf die patientenspezifische Anpassung der Materialeigenschaften von WE43 zur Sicherstellung von Stabilität und Funktionalität während der Regenerationsphase ab. Zur Beantwortung dieser Frage werden vier Forschungsschwerpunkte bearbeitet, die sich mit der gezielten Einstellung der Mikrostruktur, der Auswirkung von Beschichtungssystemen auf die Funktionalität und Stabilität, der Entwicklung innovativer Kurzzeitprüfmethoden und der Erweiterung von bruchmechanischen Lebensdaueransätzen befassen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5250: Mechanismenbasierte Charakterisierung und Modellierung von permanenten und bioresorbierbaren Implantaten mit maßgeschneiderter Funktionalität auf Basis innovativer In-vivo-, In-vitro- und In-silico-Methoden