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3D-Druck Leistungsstarke und verträgliche Implantate dank Tantal und Niob

Ein Gastbeitrag von Markus Weinmann* 3 min Lesedauer

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TANIOBIS GmbH
MISSION ADDITIVE
Codialist GmbH

Medizinische Implantate gewinnen für die Lebensqualität von Patienten zunehmend an Bedeutung. Der Fortschritt bei additiven Fertigungsverfahren – des 3D-Drucks – und die Entwicklung verträglicher Tantal- und Niob-Legierungen bieten vielversprechende Ansätze für die Herstellung individuell angepasster, biokompatibler Implantate. Beide Werkstoffe verstärken den Fokus moderner Medizintechnik: bestmögliche Leistung bei größtmöglicher Individualität.

Beispiel einer AMtrinsic Ti-Nb-Ta-Legierung, bestehend aus Titan, Niobium und Tantal, in einem CMF-Implantat. (Bild: Taniobis)
Beispiel einer AMtrinsic Ti-Nb-Ta-Legierung, bestehend aus Titan, Niobium und Tantal, in einem CMF-Implantat.
(Bild: Taniobis)

Medizinische Implantate spielen in der modernen Medizin eine entscheidende Rolle und sind für ein barrierefreies Leben unverzichtbar. Dabei verbessern Implantate die Lebensqualität und unterstützen lebenserhaltend, indem sie körperliche Funktionen aufrechterhalten oder sogar wiederherstellen. Ganz gleich, ob Implantate sehr groß oder mikroskopisch klein sind und dabei auch noch besonders langlebig, sie müssen v. a. eines sein: biokompatibel. Andernfalls besteht die Gefahr, dass es zu Entzündungen kommt und der Körper das Implantat abstößt. Je nach verwendetem Material können Implantate, die mithilfe des 3D-Drucks gefertigt werden, diese Anforderungen erfüllen.

Tantal- und Niob-Legierungen: biokompatible Alternativen

Typen und Einsatzbereiche von Implantaten sind vielfältig: man unterscheidet orthopädische Implantate wie Gelenkprothesen oder Wirbelsäulenimplantate, Dentalimplantate und funktionale Implantate, z. B. im Innenohr. Jedes Implantat muss zum Patienten und seinem Körper passen. Aus Titan, Aluminium und Vanadium bestehende Ti-6Al-4V-Legierungen finden derzeit am häufigsten Anwendung in orthopädischen und Dentalimplantaten: Über 90 Prozent aller Zahn- und Knochenimplantate bestehen aus diesem Material oder aus Reintitan. Das liegt v. a. daran, dass die Legierung eine hohe Festigkeit und ein gute Korrosionsbeständigkeit aufweist. Dennoch gilt sie bei vielen Menschen als unverträglich; etwa 20 Prozent der behandelten Patienten vertragen diese Implantate nicht. Dies führt bei den Betroffenen zu Infektionen und Entzündungen, die das Entfernen des Implantats erforderlich machen können. Legierungen aus Titan, Tantal und Niob sind weit verträglichere Alternativen. Durch die Ausbildung einer dichten Oxidschicht auf ihrer Oberfläche, bilden sie einen biokompatiblen Werkstoff mit höchster Duktilität, Elastizität und Festigkeit. Damit kommen die Eigenschaften der Legierungen denen von Knochen sehr nahe. Die additive Fertigung ermöglicht es darüber hinaus, komplexe und verträgliche Implantate aus Tantal- und Nioblegierungen herzustellen, die individuell auf die Ansprüche des Patienten angepasst werden können.

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