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3-D-Druck in der Medizin Mikroimplantate mit dem Laser drucken

| Redakteur: Hendrik Härter

Mit dem Laserstrahlschmelz-Verfahren haben Forscher eine Möglichkeit entwickelt, Mikroimplantate aus Platin, Nickel-Titan oder Edelstahl additiv zu fertigen.

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Laserfertigung in der Medizin: Dreidimensionale, laseradditiv gefertigte Struktur aus der Formgedächtnislegierung Nickel-Titan.
Laserfertigung in der Medizin: Dreidimensionale, laseradditiv gefertigte Struktur aus der Formgedächtnislegierung Nickel-Titan.
(Laserzentrum Hannover )

Für die Herstellung medizinischer Mikroimplantate mit Medikamentendepots oder an den Patienten angepasster Mikroimplantate eignen sich additive Verfahren am besten. Wissenschaftler des Laser Zentrums aus Hannover haben das Laserstrahlschmelz-Verfahren etabliert, um Implantate aus Platin, Nickel-Titan oder Edelstahl vollautomatisch herzustellen oder zu beschichten.

Eingesetzt haben die Wissenschaftler der Gruppe Oberflächentechnik dafür eine spezielle Form des 3-D-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 wurde erstmalig im Rahmen des Projektes erfolgreich im Mikromaßstab verarbeitet.

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Beschichtete Elektroden für Herzschrittmacher

Ein Ansatz, um die Lebenszeit von Herzschrittmachern zu erhöhen, ist, die Form und Oberfläche der Elektroden entsprechend anzupassen. Platin hat eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit und ist bioinert.

Jedoch lässt sich das Metall nur eingeschränkt gießen und mit konventionellen Methoden im Mikrobereich ist es nur schwer zu bearbeiten. Im Rahmen des Projektes konnten die Wissenschaftler ein SLµM-Verfahren für eine Platin-Iridium-Legierung entwickeln und damit erfolgreich Herzschrittmacher-Elektroden 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 gelungen, komplexe dreidimensionale Bauteilstrukturen aus NiTi zu fertigen. Mittlerweile sind 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.

Kiefergelenk aus dem 3-D-Drucker

Dieser Artikel ist erschienen im Themenkanal Medizintechnik der Fachzeitschrift Elektronikpraxis.

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