Degradationsangepasste Magnesiumimplantate

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 574476689

Für den breiten Einsatz von resorbierbaren Magnesiumimplantaten ist eine degradationsgerechte Auslegung notwendig. Durch den Fräsprozess besteht die Möglichkeit, den Degradationsprozess durch die Modifikation der Oberflächen- und Randzoneneigenschaften (O+R-Eigenschaften) einzustellen. Durch die Ermittlung der Wirkzusammenhänge zwischen den Prozessstellgrößen beim Fräsen und den resultierenden O+R-Eigenschaften, wie Eigenspannungszustand und Rauheit, wird ein Modell zur gezielten Einstellung entwickelt. Anschließend werden Bauteile mit den definierten Eigenspannungszuständen und Rauheitswerten gefertigt, in in-vitro-Untersuchungen eingesetzt und Geometrie-, Oberflächen- und Randzonen analysiert. Dafür kommt ein Versuchsstand zum Einsatz, der diese Untersuchungen unter Lastbeanspruchung ermöglicht. Parallel zu diesen Untersuchungen wird ein Korrosionssimulationsmodell entwickelt, das die eingestellten Oberflächen und Randzonenmodifikationen zeitaufgelöst berücksichtigt und Aussagen über Geometrie, Oberflächentopographie- sowie Eigenspannungsänderungen im fortschreitenden Degradationsverlauf ermöglicht. Zur Verifikation dieses Modells dienen die zuvor durchgeführten in-vitro-Untersuchungen. Abschließend werden das Modell zur gezielten Einstellung der O+R-Eigenschaften sowie das verifizierte Korrosionssimulationsmodell auf ein Analogieimplantat angewendet, um Prozessstellgrößen zu ermitteln, die ein gezieltes Degradationsverhalten ermöglichen und in in-vitro-Untersuchungen verifiziert werden. Die Originalität des Vorhabens zeichnet sich durch die Modellierung der Wirkzusammenhänge zwischen Fertigungsprozessgrößen, Oberflächen- und Randzoneneigenschaften sowie des zeitaufgelösten Degradationsfortschritts aus, die eine gezielte Auslegung von Implantaten ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen