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Kunststoffe überzeugen in neuen Fertigungsverfahren

Eines der Materialien, welches eigentlich nicht mehr neu ist, sondern schon seit längerem für Implantate und im Bereich der Dentaltechnik verwendet wird, ist das Hochleistungspolymer Polyether­etherketon (Peek). Ein Polymer, das sich aufgrund seiner chemischen Stabilität, Biokompatibilität und Toleranz gegenüber Gammastrahlung sowie seiner Verschleißbeständigkeit aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften, Peek besitzt eine Reißfestigkeit von 98 MPa, als medizinisch einsetzbares Material qualifiziert. Hinzu kommt ein sehr niedriges spezifisches Gewicht von 1,30 g/cm³. Im zahnmedizinischen Kontext zeichnet sich das Material auch durch eine geringe Plaqueanlagerung aus, eine wünschenswerte Eigenschaft bei Zahnersatz.

Innovativ ist in diesem Zusammenhang ein 3D-Druckverfahren, das den Anforderungen bezüglich individueller Teile entspricht, materialsparend arbeitet und das Hochleistungspolymer Peek verarbeiten kann: das Fused-Filament-Fabrication-­(FFF)-Verfahren. Hierbei wird das Material in Filamentform, einer Art Kunststoffstrang, durch den Druckkopf unter Einsatz hoher Temperaturen von bis zu 500 °C geschmolzen und in verschiedenen Schichten zum Bauteil aufgetragen. Entscheidend für die Bauteilqualität ist der kontrollierte Erstarrungsvorgang des teilkristallinen Kunststoffes. Ein Drucker, der die Voraussetzungen erfüllt, ist der Apium P155 der Apium Additive Technologies GmbH. Unter Leitung von Prof. Dr. W.-D. Müller strebt Apium Additive Technologies eine Kooperation mit dem Center for Dental and Craniofacial Sciences der Charité Berlin an. Ziel dieser Kooperation ist es, eine Studie zur Ermittlung der Druckleistung von zugelassenen Peek-Compounds im Dentalbereich durchzuführen.

Apropos Peek: Eine Präsentation auf der Jahrestagung der North American Spine Society 2016 hat jetzt gezeigt: Beim Einsatz von Wirbelsäulenkäfigen aus Peek-Optima HA Enhanced Polymer offenbaren die klinischen Ergebnisse nach sechs Monaten in der Mehrzahl der Fälle hohe Fusionsraten. Das implantierbare Hochleistungspolymer von Invibio Biomaterial Solutions verbindet Peek-Optima-Polymer, ein seit über 15 Jahren in der klinischen Anwendung bewährtes Peek-basiertes Biomaterial, und Hydroxylapatit (HA), ein osteokonduktives Material, das die Knochenapposition verbessert und vollständig in der Polymermatrix integriert ist.

Frühere Studien von Invibio hatten bereits bewiesen, dass eine verbesserte Knochenapposition auf allen Oberflächen eines Wirbelsäulenkäfigs eine bessere Integration und ein höheres Potenzial für die Wirbelsäulenfusion bieten kann. Jetzt hat Timothy Bassett, MD von den South-Eastern Spine Specialists, Tuscaloosa/USA, seine ersten Anwendungserfahrungen mit diesen Lendenwirbelsäulenkäfigen vorgestellt. „Röntgenergebnisse nach sechs Wochen zeigen die sehr schnell sichtbare Knochenfusion zwischen den Wirbeln. Damit korrespondieren gute klinische Resultate, wie keine neurologischen Folgen über sechs Wochen hinaus, keine Implantatmigrationen, keine Absenkung und keine Pseudoarthrosen. Noch wichtiger war, dass sich bei der CT-Kontrolle nach sechs Monaten neun von zehn Fusionen mit patienteneigenem Knochen als definitiv stabil erwiesen.“

Auch wenn eine Vielzahl von Kunststoffen also bereits seit Längerem in der Medizintechnik eingesetzt wird oder allenfalls noch geringfügig weiterentwickelt werden, so tragen sie doch noch immer erheblich zur Realisierung neuer beziehungsweise innovativer Medizinprodukte bei.

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