Entwicklung neuer funktionalisierter Polymer-Multischicht-Beschichtungssysteme und Adaptierung auf additiv gefertigte Implantate mit komplexen Innen- und Außenkonturen

• Antragsteller: Professor Dr. Rumen Krastev
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik ; Biomaterialien
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449916462

Zentrales Ziel des TP-2 ist die Entwicklung von Polymer / PEM-Beschichtungen für permanente Implantate auf Basis der Ti-6Al-4V-Legierung. Der Zusammenhang zwischen mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften der Beschichtungen (z.B. Oberflächenladung, Rauheit, Weichheit, Oberflächenenergie etc. oder Präsentation chemischer Gruppen an der Oberfläche) und deren Rolle bei der Integration der biologischen Zellen ist das Hauptziel. Verschiedene Studien, darunter auch eigene Studien, zeigen, dass Polymer-Beschichtungen die Integration der biologischen Zellen unterstützen können. Bisher ist noch nicht geklärt, welche Parameter in welcher Weise die biologische Reaktion an den Oberflächen beeinflussen. Das Ziel besteht darin, die Oberfläche des Implantats durch ultradünne (< 100 nm) Polymer-Beschichtungen zu modifizieren, um die Osteoblastenadhäsion, -differenzierung, -proliferation und -migration zu stimulieren und dadurch die Knochenbildung und Osseointegration, bei gleichzeitiger Reduzierung von körpereigenen Entzündungsreaktionen, zu fördern. Zwei Arten von osteointegrationsfördernden Beschichtungen werden untersucht – i) Polyelektrolyt-Multischicht (PEM) Beschichtungen und ii) Polymerblend (PB) – und anschließend werden die Oberflächeneigenschaften der beschichteten Proben charakterisiert.

• 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