Implantate mit dem Laser drucken
21.07.2015

Bild 1: Dreidimensionale, laseradditiv gefertigte Struktur aus der Formgedächtnislegierung Nickel-Titan. (Foto: LZH)

Bild 2: Additiv gefertigte Stents aus Edelstahl: bifurkaler Mikro-Stent. (Foto: LZH)

Bild 3: Mit dem Laser Platin-Iridium-beschichteter Elektrodenkopf. (Foto: LZH)

Ob patientenangepasste Mikroimplantate oder Mikroimplantate mit Medikamentendepots – additive Verfahren sind bestens geeignet für die Herstellung solcher Bauteile. Wissenschaftler am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) haben im Rahmen des Verbundvorhabens „REMEDIS“ Laserstrahlschmelz-Verfahren etabliert, um Implantate aus Platin, Nickel-Titan (NiTi) oder Edelstahl vollautomatisch herzustellen oder zu beschichten.

Eingesetzt haben die Wissenschaftler der Gruppe Oberflächentechnik dafür eine spezielle Form des 3D-Drucks – das Selektive Lasermikroschmelzen (SLµM). Mit zum Teil speziell entwickelten Anlagen konnten sie Elektroden für Herzschrittmacher mit Platin beschichten, dreidimensionale Gitterstrukturen aus NiTi sowie Stent-Protoypen aus Edelstahl herstellen. Platin wurden erstmalig im Rahmen des Projektes erfolgreich im Mikromaßstab verarbeitet.

Beschichtete Herzschrittmacherelektroden
Ein Ansatz, um die Lebenszeit von Herzschrittmachern zu erhöhen, ist die Form und Oberfläche der Elektroden intelligent anzupassen. Platin hat eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit und ist bioinert. Jedoch ist das Metall nur eingeschränkt gießbar und mit konventionellen Methoden im Mikrobereich nur schwer zu bearbeiten. Im Rahmen des Projektes konnten die Wissenschaftler ein SLµM-Verfahren für eine Platin-Iridium-Legierung entwickeln und damit erfolgreich Herzschrittmacherelektroden beschichten.

Gitter aus Formgedächtnislegierung
Die Formgedächtnislegierung NiTi ist in der Medizintechnik bereits weit verbreitet. Mikroimplantate aus NiTi eröffnen neue Möglichkeiten patientenangepasste Stents oder Knochenersatz herzustellen. Den Wissenschaftlern am LZH ist es es gelungen, hochkomplexe, dreidimensionale Bauteilstrukturen aus NiTi zu fertigen. Mittlerweile ist das Erreichen von Bauteilauflösungen bis zu 90 µm unter vollständigem Erhalt der Formgedächtnis-Eigenschaften möglich.

Stentstrukturen aus Edelstahl
Die Verarbeitung von Edelstahl 316 L im SLµM-Verfahren ist bereits etabliert. Im Rahmen des Projektes wurden Stentstrukturen mit geschlossenem Zelldesign entwickelt und gefertigt. Diese sind in ihren mechanischen Eigenschaften nachweislich vergleichbar mit konventionellen Stents.

Das Projekt wurde zusammen mit dem Institut für Biomedizinische Technik der Medizinischen Fakultät der Universität Rostock als Teilprojekt des Verbundvorhabens "REMEDIS“ durchgeführt. REMEDIS wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt.

Zu der Pressemitteilung gibt es drei Bilder.

Bildunterschrift Bild 1: Dreidimensionale, laseradditiv gefertigte Struktur aus der Formgedächtnislegierung Nickel-Titan. (Foto: LZH)

Bildunterschrift Bild 2: Additiv gefertigte Stents aus Edelstahl: bifurkaler Mikro-Stent. (Foto: LZH)

Bildunterschrift Bild 3: Mit dem Laser Platin-Iridium-beschichteter Elektrodenkopf. (Foto: LZH)

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Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr geförderte LZH widmet sich der selbstlosen Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet arbeiten inzwischen über 170 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am LZH.

Der Fokus des LZH liegt auf den Bereichen Optische Komponenten und Systeme, Optische Produktionstechnologien und Biomedizinische Photonik. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Maschinenbauern ermöglicht innovative Ansätze für Herausforderungen verschiedenster Bereiche: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme bis hin zu Prozessentwicklungen für die unterschiedlichsten Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizintechnik oder den Leichtbau im Automobilsektor. 17 Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie.