Das natürliche Perlmutt ist ein Kompositmaterial aus einer keramischen und einer polymeren Komponente. Aufgrund des mikroskopischen Aufbaus ist das Materialverhalten von Perlmutt angepasst an hohe Belastungen und übersteigt das der einzelnen Komponenten. Es gibt Bestrebungen den mikroskopischen Aufbau des Perlmutts mit technischen Werkstoffen nachzubilden und somit die verbesserten Materialeigenschaften des Komposits für technische Anwendungen zu verwenden. In dieser Dissertation wurden, mit Hilfe der gerichteten Erstarrung, Strukturen hergestellt, die den Aufbau des Perlmutts nachahmen. Hierzu wurden keramische, plättchenförmige Partikel aus Aluminiumoxid in einer wässrigen Lösung aus Chitosan gerichtet erstarrt. Nach dem Entfernen des gefrorenen Wassers bleibt eine poröse Schichtstruktur zurück, die mit Polymethylmethacrylat befüllt wird. Dieses Material besitzt eine ähnliche Schichtstruktur wie natürliches Perlmutt. Zur mechanischen Charakterisierung dieses Materials wurden die Druckfestigkeit, Elastizitätsmodul, Biegefestigkeit, Bruchfestigkeit und Bruchzähigkeit untersucht. Die mechanischen Eigenschaften ähneln denen von natürlichem Knochen, so dass eine Anwendung als Implantatmaterial erwogen werden könnte.
Aktualisiert: 2019-06-18
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Magnesium stellt als bioresorbierbares Material einen Werkstoff dar, welcher die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften der Metalle mit den Anforderungen an die Biokompatibilität hervorragend kombiniert. Um Magnesiumlegierungen als Implantatwerkstoff einsetzen zu können ist es erforderlich die Degradation des Materials dahingehend zu steuern, dass der Werkstoff erst nach der Erfüllung seiner Funktion resorbiert wird.
Die Resorption sollte keine Irritationen am Implantationsort hervorrufen. Aus diesem Grund wird eine Legierung auf Basis des Systems Magnesium-Calcium entwickelt, welche bei minimalem Gehalt an Legierungselementen bereits ausreichende mechanische Eigenschaften und eine moderate Abbaurate besitzt. Um einen gesteuerten Degradationsverlauf zu erzielen wird eine Magnesiumfluoridschicht auf die Oberfläche des Implantates aufgebracht, welche eine temporäre Schutzschicht für den Grundwerkstoff darstellt. Der Herstellungsprozess, die Qualität, die Degradation und die Biokompatibilität des Materials sowie der Beschichtung werden werkstoffwissenschaftlich untersucht und charakterisiert. Es wird dargestellt, dass die Legierungen mit einem Ca-Gehalt von 0,6-0,8 Gew.% als bioresorbierbares Material im Weich- und im Hartgewebe zur Anwendung kommen können.
Aktualisiert: 2019-10-17
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