Quelle: Presseinformation Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) am Produktionstechnischen Zentrum (PZH) der Leibniz Universität Hannover

Endoprothesen: Künstliche Gelenke entscheidend verbessert

Wissenschaftler des Produktionstechnischen Zentrums der Leibniz
Universität Hannover entwickeln verschleißarme Gelenke aus Keramik

Gute Aussichten für Implantat-Patienten: Wissenschaftler des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) am
Produktionstechnischen Zentrum (PZH) der Leibniz Universität Hannover forschen an verschleißarmen Gelenken aus Keramik. Sie halten mindestens zehn Jahre länger als bisherige Prothesen aus Metall und Kunststoff. Das steigert die Lebensqualität der Patienten
beträchtlich. Gleichzeitig sinkt die Zahl der kostenintensiven
Operationen. Die Biomedizintechnik, zu der diese Forschungen gehören, ist ein Schwerpunkt des Maschinenbaus an der Leibniz Universität Hannover . In diesem innovativen Feld arbeiten Ingenieure mitMedizinern und Naturwissenschaftlern zusammen. Die Themenfeld erreichen von körperabbaubaren Werkstoffen über die Simulation von Organfunktionen bis hin zu neuen Technologien in der Chirurgie.

Bislang bestehen künstliche Gelenke meistens aus einer Metall-
Legierung sowie aus Kunststoff-Elementen. Doch die Lebensdauer dieser Prothesen liegt nur bei zehn bis 15 Jahren. Dann beginnt sich dieVerbindung zwischen Knochen und Prothese zu lockern. Schuld daran istvor allem der Abrieb des Kunststoffs. Der Verschleiß verschlechtert nicht nur die Funktionsfähigkeit der Prothese, sondern führt auch zuEntzündungen und verursacht starke Schmerzen. Als einziger Ausweg bleibt nur der Ersatz des künstlichen Gelenks. Die damit verbundene Operation bedeutet eine starke Belastung für den Patienten und verursacht beträchtliche Kosten.

Wissenschaftler des IFW am PZH beschreiten jetzt neue Wege bei der
Implantattechnik. In einem Forschungsprojekt zur Biomedizintechnik
entwickeln sie Herstellungsverfahren für Kniegelenke aus Keramik. Die
so gewonnenen Erkenntnisse lassen sich auf Gelenke aller Art
übertragen. "Keramik ist ein äußerst verschleißfester und
körperverträglicher Werkstoff. Wir schätzen, dass Gelenke, die
komplett aus Keramik bestehen, mindestens zehn Jahre länger als die
bisherigen Prothesen halten werden. Dementsprechend wird auch ein
chirurgischer Eingriff erst später nötig," sagt Prof. Dr. Berend
Denkena, Direktor des IFW. Das verspricht längere Beschwerdefreiheit
für die Patienten und starke Entlastungen für das Gesundheitssystem:
Allein 60.000 bis 70.000 Kniegelenke werden in Deutschland - meistens
aufgrund von Arthrose - jährlich eingesetzt.

Bei allen Vorzügen hat Keramik allerdings den Nachteil, spröde und
deshalb schwierig formbar zu sein. Deshalb hat man diesen Werkstoff
bis jetzt vor allem für Hüftgelenke mit ihrer einfachen Kugelgestalt
eingesetzt. Die Geometrie von Kniegelenken ist jedoch bedeutend
komplizierter. Die Ingenieure des IFW entwickeln zurzeit eine
Bearbeitungstechnologie, die den hohen Anforderungen gerecht wird. Da
sie vollautomatisch arbeitet, spart sie die zeitraubende und
kostenintensive Handarbeit ein, die bei der Herstellung von Prothesen
bislang oft üblich ist. Die individuellen Formen der Kniegelenke
werden durch ein computergesteuertes Verfahren erzeugt: Zunächst
bekommen die Keramik-Rohlinge in einem Schleifprozess ihre grobe Form,
danach sorgt ein Poliervorgang für absolute Passgenauigkeit und eine
makellos glatte Oberfläche. Dieses Bearbeitungsverfahren ist so
flexibel, dass sich damit auch andere komplexe Keramik-Gelenke
herstellen lassen.

Nähere Informationen: Marijke van der Meer vom Institut
für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen unter 
meer(at)ifw.uni-hannover.de