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Arburg Resorbierbare Implantate: Eines Tages sind sie weg

| Redakteur: Kathrin Schäfer

Resorbierbare Implantate kommen etwa als Schrauben oder Stifte für die Fixierung von Knochen oder Gewebe zum Einsatz. Arburg und Biovision verarbeiten auf elektrischen Allroundern Polylactid (PLA), beispielsweise zu Knochenstiften für die Medizintechnik.

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Implantate, die sich später im Körper auflösen: Spritzgegossene, additiv und damit individuell gefertigte Teile für den Schädel sind heute schon denkbar.
Implantate, die sich später im Körper auflösen: Spritzgegossene, additiv und damit individuell gefertigte Teile für den Schädel sind heute schon denkbar.
(Bild: Arburg)

Ein Vorteil resorbierbarer Implantate ist naheliegend: Sie müssen nach der Heilung nicht operativ entfernt werden. Zudem kann das Kunststoffgranulat mit entzündungshemmenden Wirkstoffen beladen werden, um Abstoßungsreaktionen zu verringern. Damit sich das Material zum richtigen Zeitpunkt im Körper auflöst, ist die Auswahl des Materialtyps von großer Bedeutung. Eine Kennzahl ist die sogenannte inhärente Viskosität (IV-Wert). Je kleiner dieser Wert wird, desto weiter ist das Material abgebaut.

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Die Verarbeitung von PLA-Kunststoffen ist anspruchsvoll

„Wegen ihrer Zähigkeit sind die PLA-Kunststoffe anspruchsvoll in der Verarbeitung und erfordern entsprechendes Know-how im Spritzgießen“, erklärt Sven Kitzlinger aus der anwendungstechnischen Beratung Medizintechnik bei Arburg. „Das Material ist mit Anschaffungskosten von mehreren Tausend Euro pro Kilogramm recht kostspielig und zudem empfindlich gegenüber hohen Temperaturen und langen Verweilzeiten. Da sollte man keine Fehler beim Spritzgießen machen.“ Eine starke Scherung bei der Aufbereitung würde das Material ebenfalls schädigen und zu einem frühzeitigen Abbau im Körper führen.

„Für eine schonende Aufbereitung und kurze Verweilzeit verwenden wir daher eine spezielle 15-Millimeter-Schnecke mit verbreiterten Stegen und Chromnitrid-(CrN)-Beschichtung. Dadurch werden unerwünschte Belagbildung und Mikroverkrallungen vermieden“, so Sven Kitzlinger.

Modulare Maschinen und Turnkey-Lösungen für die Medizintechnik

Arburg hat jahrzehntelange Erfahrungen in der Medizintechnik und Automation. Die modular aufgebauten Maschinen und Turnkey-Lösungen können, auch gemeinsam mit Partnern, exakt auf die Anforderungen der Kunden zugeschnitten werden.

Auf den Technologie-Tagen 2016 demonstrierte Arburg mit einem elektrischen Allrounder 370 A die Verarbeitung von Resomer L 210 S der Firma Evonik. Die Reinraum-Maschine, ausgestattet mit einer Schließeinheit in Edelstahl-Ausführung, erfüllt die Hygieneanforderungen entsprechend der ISO 13485, den Vorgaben der FDA sowie den GMP-Richtlinien. Ein Reinluftmodul der Klasse ISO 7 mit Ionisierung über der Schließeinheit stellt die notwendige saubere Atmosphäre im laufenden Produktionsbetrieb sicher.

„Bei einem Schussgewicht von weniger als einem Gramm ist auch der Einsatz unseres Mikrospritzmoduls sinnvoll“, ergänzt Sven Kitzlinger. „Es kombiniert wahlweise eine 18- oder 15-Millimeter-Schnecke zum Aufschmelzen des Materials mit einer 8-Millimeter-Schnecke zum Einspritzen. Dadurch ist eine kunststoffschonende Verarbeitung nach dem First-in-first-out-Prinzip gewährleistet und der Nachteil einer reinen Kolbeneinspritzung kompensiert.“

Implantate spritzgießen oder individuell additiv fertigen

Die Firma Biovision aus Ilmenau hat sich auf das Spritzgießen resorbierbarer Kunststoffe spezialisiert. Mit einem Allrounder 270 A und Mikromodul werden aus PLA unter anderem zwischen 25 und 60 mm lange Knochenstifte des Typs Poly-Pin gefertigt, die in der Chirurgie zur Fixation von biomechanisch gering belasteten Frakturen Verwendung finden. Nach rund zwei Jahren ist das Implantat abgebaut.

Ein interessantes Anwendungsgebiet ist darüber hinaus die additive Fertigung individualisierbarer Implantate, die sich, wie der Name schon sagt, genau auf den Patienten auslegen lassen. Dass sich medizinisches PLA prinzipiell auch mit dem Freeformer verarbeiten lässt, hat Arburg ebenfalls bereits auf den Technologie-Tagen 2016 demonstriert. Beispiele waren ein Gesichts- und außerdem ein Schädelknochen. Weitere Untersuchungen in diesem neuen Bereich sollen demnächst folgen.

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