Forschung

Medizinischen Fortschritt sichern

Kopfbild Labor Teltow

Künstliche Hüfte, neues Kniegelenk, Schrauben zum Fixieren von Knochenbrüchen - der Bedarf an Implantaten ist groß. Die Wissenschaftler entwickeln in zwei Bereichen neuartige Materialien für Implantate: Im Institut für Biomaterialforschung auf Grundlage von Polymeren und im Institut für Werkstoffforschung auf Basis von Magnesiumlegierungen.

Schwerpunkte


Polymerbasierte Biomaterialien

Im Mittelpunkt der Forschung am Standort Teltow steht die Entwicklung von innovativen, polymerbasierten Biomaterialien für medizinische Anwendungen.

Das Institut für Biomaterialforschung

Die Bandbreite erstreckt sich von zell- und gewebespezifischen Kunststoffen, die in der Regenerativen Medizin einsetzbar sind, über aktive Implantate, Adsorbermaterialien für Filtersysteme, bis hin zu intelligenten Drug Delivery Systemen. Die Innovationen werden in die klinische Praxis überführt. Deshalb besteht ein enger Kontakt mit Kliniken – insbesondere der Charité, Universitätsmedizin Berlin – und der Industrie, um die Einführung der medizinischen Produkte zu beschleunigen.


Institut
BCRT_Campus_Teltow Campus Teltow

Institut für Biomaterialforschung
Kantstraße 55, 14153 Teltow

Tel: +49 (0)3328 352-0


BCRT - Interdisziplinäres Translationszentrum
BCRT Logo

Am BCRT entwickeln wir zusammen mit der Charité, Universitätsmedizin Berlin, Methoden und Werkzeuge für Regenerative Therapien basierend auf Biomaterialien und Wirkstofffreisetzungssystemen.


Helmholtz Virtuelles Institut (HVI)
HVI größere Auflösung

Helmholtz Virtuelles Institut (HVI) "Multifunktionale Biomaterialien für die Medizin" zur Erforschung von Wechselwirkungen zwischen polymeren Biomaterialien und Proteinen


Helmholtz Programm
Setcard Regenerative Medizin

Im Rahmen des Forschungsbereiches “Schlüsseltechnologien” der Helmholtz-Gemeinschaft wirkt das Helmholtz-Zentrum Geesthacht am Programm "BioInterfaces in Technology and Medicine (BIFTM)" mit.

Biomaterialien für die Regenerative Medizin


Metallische Biomaterialien

Werden heute zur Fixierung von Knochenbrüchen Nägel oder Platten benötigt, bestehen diese aus Titan oder Edelstahl. Allerdings muss der Fremdkörper nach der Knochenheilung wieder entfernt werden, sonst besteht die Gefahr von Entzündung. Ziel moderner Implantatforschung ist es daher, ein Material zu entwickeln, das wie echtes Ersatzmaterial im Körper eingesetzt werden kann.

Ein Biomaterial, das erst den Knochen stützt, aber nach der Heilung verschwindet. Das trifft auf Magnesium zu: Dieses Element ist ein natürlicher Bestandteil des Körpers und besitzt den Vorteil, sich gezielt auflösen zu können. Außerdem ist es leicht und fest zugleich sowie gut verträglich. Magnesiumlegierungen besitzen Festigkeitseigenschaften, die denen von Knochen ähnlicher sind als die anderer Metalle.

Foto: Carsten Neff

Carsten Neff

Werkstoffforscher im Magnesium Innovation Centre, MagIC, untersuchen Implantatwerkstoffe aus Magnesium, die als Knochenersatz in der Medizin eingesetzt werden können. Zum Beispiel neuartige Magnesium-Kalzium-Legierungen. Diese zeigen Eigenschaften, die denen des Knochens ähneln, sie sind stabil und gleichzeitig elastisch.

Die Legierungen werden so eingestellt, dass Magnesium als Grundlage dient, dem zusätzliche Legierungselemente beigemischt werden. Diese zusätzlichen Elemente werden so ausgesucht, dass diese keinen negativen Einfluss auf den Organismus ausüben.

Kopfzerbrechen bereiten den Forschern noch die Herstellungsverfahren: Neben der Zusammensetzung der Legierung hat auch die Herstellung des Materials einen entscheidenden Einfluss auf sein Abbauverhalten. So wurden bereits Magnesium-Kalzium-Knochenschrauben mittels Metallpulverspritzgießens (MIM) hergestellt. Die Herausforderung bei Magnesium liegt in der hohen Affinität dieses Werkstoffs zu Sauerstoff. Dabei führen schon geringe Mengen Sauerstoffs zu dramatisch veränderten mechanischen Eigenschaften.


Aktuelles
Hr-tem Fe3o4 Oa

Durchbruch in der Materialforschung: Hamburger Wissenschaftler entwickeln neue Materialklasse basierend auf Nanopartikeln mehr


Virtuelles Institut
Metbiomat Setcard

Virtuelles Institut MetBioMat "in vivo studies of biodegradable magnesium based implant materials"


Knochenschrauben
Magnesiumdampf

Knochen aus Bio-Metall. Zum Geschäftsbericht der Helmholtz-Gemeinschaft [2011]

Steckbrief Institut

Institut Institut für Werkstoffforschung
Abteilungen Biologische Charakterisierung: In der Abteilung "Biologische Charakterisierung" wird untersucht, wie Zellen auf neue Implantatmaterialien reagieren.

Materialdesign und Characterisierung: Die Abteilung "Materialdesign und Characterisierung" befasst sich mit der Anwendung und Weiterentwicklung des Metallpulver-Spritzgießverfahrens. Forschungsschwerpunkt sind dabei spezielle Verfahren zur Verarbeitung von Titanwerkstoffen.