Gut fürs Herz, gut für die Knochen

: Das Team der Medizintechnikforscher am PZH. Foto: Sliwonik

In der Medizintechnik arbeiten Mediziner, Tiermediziner und Ingenieurwissenschaftler eng zusammen, denn neue Werkstoffe, Werkzeuge und Fertigungsverfahren sind für den gemeinsamen Erfolg entscheidend. Viele der Medizintechnik-Projekte, die am PZH bearbeitet werden, gehören zum Sonderforschungsbereich Biomdedizintechnik, siehe Randspalte.

Die Magnesiumschwämme der Wissenschaftler am PZH beispielsweise eignen sich hervorragend als Implantate bei Knochenbrüchen, die sich im Körper der Patienten einfach auflösen, wenn der Knochen geheilt ist. Neue bioresorbierbare Magnesium-Legierungen sollen künftig auch als Stützgeflechte auf den Herzmuskel genäht oder bei der Operation chronischer Nasennebenhöhlenentzündungen als Stent eingesetzt werden.

Endoprothesen, Prothesen im Körper also, sollen dagegen eine möglichst lange Lebensdauer haben. Das Ziel der Medizintechnik-Forscher ist es, für ältere, aber auch für junge Patienten komfortable, technologisch höchst anspruchsvolle und verschleißarme Lösungen zu entwickeln.

Medizintechnik-Forschung am PZH

Zukunftsfähige bioresorbierbare und permanente Implantate aus metallischen und keramischen Werkstoffen

Leitung:	betancurifum.uni-hannover.de
Laufzeit:	3 Jahre
Förderung durch:	DFG, SFB 599
Kurzbeschreibung:	Die Implantation einer Hüfttotalendoprothese ist ein operativer Eingriff, der in Deutschland häufig aufgrund eines fortgeschrittenen Hüftgelenkschadens sowohl beim Menschen als auch beim Hund durchgeführt wird. In Zusammenarbeit mit der Medizinischen und Tierärztlichen Hochschule Hannover wird interdisziplinär das Wissen der Human- und Tiermedizin sowie der Ingenieurswissenschaften zusammengeführt, um die Implantattechnologie zum Wohle der Patienten voranzutreiben.
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SFB 599 – Teilprojekt R6: Degradable Osteosynthese-Systeme

Leitung:	heringifw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2010 - 12/2014
Förderung durch:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Kurzbeschreibung:	Im Rahmen des Projektes werden degradable Implantate aus Magnesiumlegierungen entwickelt. Zur Fixierung von Knochenbrüchen kommen einerseits Platten-Schraubensysteme und andererseits Marknägel in Frage. Ziel ist es, die Korrosion durch die mechanische Bearbeitung so zu beeinflussen, dass das Implantat mit zunehmender Knochenheilung definiert an Stabilität verliert. Da das Material vollständig resorbiert wird, ist eine zweite Operation zur Entfernung des Implantates überflüssig.
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SFB 599 – Teilprojekt T3: Fertigung resorbierbarer Interferenzschrauben

Leitung:	helmeckeifw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2010 - 12/2013
Förderung durch:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Kurzbeschreibung:	nterferenzschrauben werden zur operativen Fixierung von Sehnen oder Bändern am Knochen nach einer entsprechenden Verletzung eingesetzt. Im Rahmen dieses Projekts werden das Design und die Prozesskette zur Herstellung von Interferenzschrauben aus Magnesium-legierungen entwickelt. Diese bieten im Gegensatz zu herkömmlich eingesetzten resorbierbaren Polymeren bessere mechanische Eigenschaften, eine bessere Biokompatibilität sowie die Möglichkeit die Degradationsrate durch fertigungsinduzierte Oberflächen und Randzoneneigenschaften gezielt einzustellen.
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SFB 599 – Teilprojekt D4: Keramikimplantate

Leitung:	turgerifw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2010 - 12/2014
Förderung durch:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Kurzbeschreibung:	Eine automatisierte Bearbeitung und Prüfung von keramischen Freiformflächen erhöht die Lebensdauer von Implantaten. In diesem Projekt wird die Bearbeitungstechnologie für ein vollkeramisches verschleißarmes Kniegelenk entwickelt. Am IFW werden hierfür die grundlegenden Mechanismen des 5-achsigen Schleifens und Polierens von keramischen Freiformflächen mit angepassten Werkzeugen analysiert und Strategien zur Fertigung erforscht.
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SFB 599 – Teilprojekt T4: Innenformschleifen von Biokeramiken

Leitung:	tatzigifw.uni-hannover.de
Laufzeit:	11/2012 - 10/2015
Förderung durch:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Kurzbeschreibung:	Im Projekt T4 werden die Erkenntnisse über die Schleifbearbeitung keramischer Kniegelenksendoprothesen aus dem Projekt D4 erweitert. Das Anwendungsszenario ist die Bearbeitung der Innenseite einer Femurkomponente, die aufgrund von Hinterschnitten sowie komplexen und konkaven Flächen an ihre Grenzen stößt. In Zusammenarbeit mit dem Industriepartner werden Werkzeuge und Prozesse entwickelt, die den spezifischen Randbedingungen gerecht werden und eine prozesssichere sowie wirtschaftliche Bearbeitung ermöglichen.
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ZIM Kooperationsprojekt Polibrush: Anpassungsfähige Polierbürsten für die konturtreue Bearbeitung medizinischer Hochleistungswerkstoffe

Bild zum Projekt ZIM Kooperationsprojekt Polibrush: Anpassungsfähige Polierbürsten für die konturtreue Bearbeitung medizinischer Hochleistungswerkstoffe

Leitung:	wippermannifw.uni-hannover.de
Laufzeit:	07/2012 - 06/2014
Förderung durch:	AIF Projekt GmbH
Kurzbeschreibung:	Im Rahmen des Projektes wird ein neues Werkzeugkonzept zum Polieren von Zahnersatzmaterialien entwickelt, das besonders nachgiebig und somit anpassungsfähig ist, aber dennoch definiert verschleißt. Hierdurch ist es möglich, selbst komplexe Geometrien ggf. automatisiert sehr konturgetreu zu bearbeiten. Weiterhin ist das Werkzeug sterilisierbar und kann sowohl im Labor als auch am Patienten eingesetzt werden.
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Rechnergestützte Auslegung, Fertigung und Implantation von patientenindividuellen Patellaimplantaten

Leitung:	boessifw.uni-hannover.de
Laufzeit:	06/2012 – 11/2014
Förderung durch:	AiF Projekt GmbH
Kurzbeschreibung:	Beim endoprothetischen Kniegelenkersatz wird derzeit die Rückseite der Patella mit einem standardisierten PE-Implantat versehen, was post-operativ häufig zu Schmerzen führt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Verfahrens zur OP-parallelen Anpassung und Implantation von patientenindividuellen Patellaimplantaten. Die Formgebung soll dabei an Anatomie und Bewegungsdynamik angepasst werden. Darüber hinaus sollen computer¬gestützte Navigationssysteme den Chirurgen bei der Platzierung unterstützen.
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SFB 599 – Teilprojekt D9: Biomimetische Keramiken

Leitung:	moralifw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2007 - 12/2010
Förderung durch:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Kurzbeschreibung:	Ziel des Projektes war die Entwicklung neuer biomimetischer Hybridmaterialien nach dem Bauprinzip des Perlmutts, bestehend aus Polymeren und anorganischen Nanoteilchen. Diese Komposite wurden am IFW grundlegend hinsichtlich ihrer Bearbeitbarkeit untersucht. Darüber hinaus wurden geeignete Bearbeitungswerkzeuge und -prozesse entwickelt.
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Entwicklung einer multifunktionalen Leichtbau-Knieexartikulationsprothese (MultiPro)

Leitung:	ecklifw.uni-hannover.de
Laufzeit:	03/2008 - 02/2011
Förderung durch:	Förderung durch das BMBF
Kurzbeschreibung:	Im Rahmen des Projektes MultiPro wurden Konzepte für funktionsintegrierte Knieexartikulationsprothesen in Leichtbauweise erarbeitet. Am IFW entstand ein Prothesenprototyp mit einer parallelkinematischen Struktur, dessen Funktionsfähigkeit mit Hilfe von Prüfstandsversuchen nachgewiesen wurde.
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SFB 599 - Teilprojekt R7: Stabilisierende Magnesiumstrukturen zur Unterstützung von kardiovaskulärem Gewebeersatz im Hochdrucksystem

Bild zum Projekt SFB 599 - Teilprojekt R7: Stabilisierende Magnesiumstrukturen zur Unterstützung von kardiovaskulärem Gewebeersatz im Hochdrucksystem

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2007 - 12/2014
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Im Teilprojekt R7 des SFB 599 werden bioresorbierbare Stützstrukturen aus Magnesiumbasis entwickelt, die zur temporären Stabilisierung von biologischen Patchmaterialien im Bereich der Aorta oder des Myokards genutzt werden sollen.
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SFB 599 - Teilprojekt R1: Entwicklung von biokompatiblen Magnesiumlegierungen und Untersuchung von deren Degradationsverhalten

Bild zum Projekt SFB 599 - Teilprojekt R1: Entwicklung von biokompatiblen Magnesiumlegierungen und Untersuchung von deren Degradationsverhalten

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2003 - 12/2014
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Im Rahmen des Teilprojektes werden Legierungen für degradable Implantate auf Magnesiumbasis entwickelt. Diese Implantatwerkstoffe sollen sowohl für den Hart- (hohe Festigkeit) als auch für den Weichgewebeeinsatz (hohe Duktilität) geeignet sein. Innerhlab des Projektes soll ein resorbierbarer Nasennebenhöhlen-Stent realisiert werden.
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SFB 599 - Teilprojekt DR1: Mg-Verbindungen auf Dauerimplantaten

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2011 - 12/2014
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Kurzbeschreibung: In diesem Teilprojekt werden spezielle, kontrolliert degradierbare Hydroxidverbindungen als Beschichtungen auf bekannte Dauerimplantatwerkstoffe aufgebracht, um so diese osteoproliferative Wirkung zu nutzen und eine verbesserte Prothesenverankerung zu erreichen.
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SFB 599 - Teilprojekt R8: Steuerung der Degradation und Wirkungsmechanismen von medizinischen Implantaten aus Magnesiumlegierungen

Bild zum Projekt SFB 599 - Teilprojekt R8: Steuerung der Degradation und Wirkungsmechanismen von medizinischen Implantaten aus Magnesiumlegierungen

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2011 - 12/2014
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Innerhalb dieses Teilprojektes sollen die Abbaukinetiken und die Wirkung von Magnesium auf einzelne Zelltypen und Gewebe untersucht und mechanistisch verstanden werden.
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SFB 599 - Teilprojekt R6: Degradable Osteosynthese-Systeme

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2003 - 12/2014
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Das Teilprojekt hat das Ziel, optimale degradable Implantate aus Magnesiumlegierungen für die Osteosynthese am belastetet Knochen zu entwickeln.
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SFB 599 - Teilprojekt D12: Dentale Keramiken und Komposite

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2011 - 12/2014
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Im Teilprojekt D12 des SFB 599 soll die Langzeitprognose dentaler Implantatkonstruktionen verbessert werden, indem die Degradationsstabilität eingesetzter ZrO2-Keramiken untersucht wird. Dazu werden für die dentale Prothetik typisch verwendete ZrO2-Keramiken hergestellt und oberflächennah durch z.B. Diffusionsprozesse funktionalisiert, um die Degradationsstabilität zu erhöhen.
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