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Biokompatibilität von amorphen Legierungen

Biokompatibilität und Geweberegeneration

Amorphe Legierungen haben aufgrund ihrer bemerkenswerten Biokompatibilität Aufmerksamkeit erregt, was sie zu einem vielversprechenden Material für biomedizinische Anwendungen macht. Studien haben gezeigt, dass diese Legierungen ausgeprägte positive Auswirkungen auf die Zellmigration haben und die Bewegung von Zellen erleichtern, die für Geweberegenerations- und -reparaturprozesse entscheidend sind. Die Biokompatibilität der amorphen Legierungen fördert die Knochenbildung und die effektive Knochenregeneration erheblich. Das Fehlen von Ionenakkumulationen oder Entzündungsreaktionen im Zusammenhang mit amorphen Legierungen unterstreicht ihre Kompatibilität mit der biologischen Umgebung, die für die Minimierung negativer Gewebereaktionen und die Gewährleistung eines langfristigen Implantaterfolgs von wesentlicher Bedeutung ist. Ihre Fähigkeit, die Osseointegration in einem frühen Stadium zu unterstützen, erhöht ihre Eignung für biomedizinische Anwendungen zusätzlich.

  • Zellviabilität weit über der 70%igen Zytotoxizitätsgrenze
  • Saos-2 (ATCC® HTB-85™) (menschliche Osteosarkom-Zelllinie)
  • Tests mit verschiedenen Eluatkonzentrationen  

 

Quelle: CaMed Project, Med. Uni Graz
Quelle: CaMed Project, Med. Uni Graz

Zusätzlich zu ihrer Biokompatibilität bieten amorphe Legierungen außergewöhnliche mechanische Eigenschaften, die für biomedizinische Implantate von Vorteil sind. Ihr Elastizitätsmodul, ein Maß für die Steifigkeit, liegt näher am Wert des Knochens als bei anderen Implantatmaterialien, wodurch das Potenzial für Stressabschirmung verringert und ein gesunder Knochenumbau gefördert wird. Diese Ähnlichkeit des Elastizitätsmoduls ist von Vorteil, da sie dazu beiträgt, die Steifigkeitsunterschiede zwischen dem Implantat und dem umgebenden Knochen zu minimieren und so das Risiko von Komplikationen zu verringern. Verschiedene Herstellungsmethoden ermöglichen die schnelle und effiziente Produktion einer breiten Palette von Anwendungen: Der 3D-Druck ermöglicht die schnelle Realisierung von patientenspezifischen Designs und damit maßgeschneiderte Implantate, die perfekt auf die individuellen Bedürfnisse abgestimmt sind, während größere Mengen standardisierter biomedizinischer Anwendungen auch im Spritzgussverfahren verarbeitet werden können.

Die anspruchsvollen Anwendungen in der Medizintechnik zeigen die vorteilhaften Wirkungsfelder amorpher Legierungen, die bei diesen Herausforderungen ihr Potenzial entfalten und neue Möglichkeiten im Bereich orthopädischer und zahnmedizinischer Implantate für eine bessere Versorgung der Patienten in der Zukunft eröffnen.

In Studien nachgewiesene Biokompatibilität

Entdecken Sie die vielfältigen Vorteile, die amorphe Metalle in verschiedenen Industriebereichen bieten, sowie deren geeignete Anwendungen

Amorphe Legierungen in der Medizintechnik

Der Einsatz von amorphen Metallen bietet vielversprechende Lösungen für die Herausforderungen in der personalisierten Implantat-, orthopädischen und medizinischen Geräteherstellung. Mit biomechanischen Eigenschaften wie niedrigem Elastizitätsmodul und hoher Streckgrenze sowie einer zertifizierten Biokompatibilität zeigen amorphe Metalle Potenzial für eine verbesserte Versorgung der Patienten. Die Anwendungen reichen von Implantaten in der Wirbelsäule, Zahnmedizin und Traumatologie bis hin zu medizinischen Geräten und chirurgischen Instrumenten.

Amorphe Legierungen in der Medizintechnik
Amorphe Legierungen in Lifestyle Produkten

Neue Materialklassen sind nicht nur wegen ihrer Einzigartigkeit in High-End-Uhren interessant, sondern auch wegen ihrer Eignung bei der Suche nach Materialien für Zukunftstechnologien wie Wearables. Hier können empfindlichste Technologien auf miniaturisiertem Raum effizient geschützt und das Gehäusedesign perfektioniert werden. Lifestyle-Komponenten aus amorphen Metallen sind aufgrund ihrer Biokompatibilität nicht nur hoch korrosionsbeständig, sondern auch antibakteriell und ermöglichen durch ihre geringe Wärmeleitfähigkeit und hohe Oberflächenqualität einen angenehmen Hautkontakt.

Amorphe Legierungen in der Robotik
sowie Luft- und Raumfahrt

Amorphe Metalle bieten entscheidende Vorteile für Bauteile in der Luft- und Raumfahrtindustrie, darunter hohe Festigkeit, gestalterische Flexibilität und Korrosionsbeständigkeit. Sie sind auch bei niedrigen Temperaturen duktil und weisen eine gute Ermüdungsfestigkeit auf, wodurch sie ideal für Raumfahrtanwendungen geeignet sind. In High-Tech-Anwendungen überwinden amorphe Legierungen die Grenzen konventioneller Materialien, indem sie hohe Festigkeit und Elastizität bieten. Dadurch werden elastische Maschinenelemente wie Biegegelenke, Scharniere, Greifereinheiten und Federkomponenten effizient genutzt, wobei eine lange Lebensdauer und Verschleißbeständigkeit gewährleistet sind.