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Medizintechnik Forscher optimieren Implantate aus Formgedächtnislegierung

| Autor / Redakteur: Thomas Isenburg / Udo Schnell

Ein hervorragend geeigneter Werkstoff für die „Stents“ genannten Gefäßimplantate sind Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen. Ein interdisziplinäres Team aus Ingenieuren, Medizinern und Naturwissenschaftlern arbeitet an der Verbesserung der Fertigung dieser Implantate. Basis hierfür ist ein Flechtverfahren.

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Im neurovaskulären Bereich, beispielsweise zur Schlaganfalltherapie, werden sehr filigrane Stents benötigt. Die Gefäßimplantate unterliegen hohen Beanspruchungen, auch durch dynamische Belastungen. (Bild: London_England - Fotolia.com)
Im neurovaskulären Bereich, beispielsweise zur Schlaganfalltherapie, werden sehr filigrane Stents benötigt. Die Gefäßimplantate unterliegen hohen Beanspruchungen, auch durch dynamische Belastungen. (Bild: London_England - Fotolia.com)

Am Institut für Werkstoffe der Ruhr-Universität Bochum gibt es seit über zehn Jahren einen durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und das Land NRW geförderten Sonderforschungsbereich SFB 459 Formgedächtnistechnik, der sich mit der Erforschung und Anwendung von Werkstoffen mit „Gedächtnis“ beschäftigt. Die Forschungsgruppe Medizinische Werkstoffe/Biomaterialien arbeitet an neuen Fertigungsalternativen auf der Basis eines Flechtverfahrens zur Implantatproduktion.

Sonderforschungsbereich zwischen Medizin und Maschinenbau

Gefäße unseres Organismus verändern sich mit zunehmendem Lebensalter. Sie können sich krankheitsbedingt verschließen, sodass kein Blut mehr hindurchströmt. Im schlimmsten Fall droht ein Schlaganfall oder Herzinfarkt.

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Dann wird häufig mit einem Kathetersystem ein flexibles Röhrchen im Blutkreislauf unseres Organismus platziert und die Durchströmung des betroffenen Blutgefäßes ist wieder möglich. Dabei hat der Sonderforschungsbereich einen Schwerpunkt im Grenzgebiet zwischen Medizin und Maschinenbau.

Die Koordinationsstelle für den Industrietransfer des Sonderforschungsbereiches ist das Büro von Dr.-Ing. Matthias Frotscher. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter ist er für Öffentlichkeitsarbeit, den Industrietransfer und das Projektmanagement der Industrieprojekte verantwortlich. Außerdem leitet er die Forschungsgruppe Medizinische Werkstoffe/Biomaterialien. In dem neunköpfigen Team arbeiten Ingenieure, Mediziner und Naturwissenschaftler interdisziplinär an der Entwicklung von Gefäßimplantaten zusammen, da die Expertisen unterschiedlicher Wissenschaftler gefragt sind.

Gefäßimplantate unterliegen hohen Beanspruchungen

Der Ingenieur Frotscher meint zum Forschungsgegenstand des Teams: „Wir versuchen, neue oder alternative Herstellungsverfahren für die Gefäßimplantate aus einer Formgedächtnislegierung zu finden. Damit wollen wir die Leistungsfähigkeit und das Anwendungsspektrum der Stents erweitern, sowie deren Eigenschaften studieren.“

Während er dieses sagt, hält er einen winzigen Neurostent für die Aneurysmabehandlung im Gehirn zur Schlaganfalltherapie in den Händen. Diese Gefäßimplantate unterliegen hohen Beanspruchungen, auch durch dynamische Belastungen, denn unser Herz pumpt rhythmisch Blut durch die Gefäßbahnen.

Mit jedem Herzschlag ziehen sich die Blutgefäße zusammen und das Implantat komprimiert radial. Derzeit sehen Zulassungsverfahren eine Lebensdauer von zehn Jahren vor. In diesem Zeitraum schlägt unser Herz 315 bis 400 Millionen Mal.

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