Konsortium: AdvantIQx (Augsburg, DE), TU Braunschweig (Braunschweig, DE), TU Darmstadt (Darmstadt, DE), ME-Meßsysteme GmbH (Berlin, DE), Medizinische Universität Innsbruck (Innsbruck, AT), EO-SOL GmbH (Innsbruck, AT), Boğaziçi Üniversitesi, (Istanbul, TR), TSTsan Medical Devices LC (Istanbul, TR)
Verbundprojekttitel: Entwicklung von intelligenten und fortschrittlichen Implantaten aus einer nanostrukturierten Ti-13Nb-13Zr-Legierung
Akronym: DIAMOND
Teilvorhaben IfW: Fortschrittliche Implantate aus der Legierung Ti-13Nb-13Zr mit nanostrukturiertem Gefüge – Materialwissenschaftliche Aspekte
Beschreibung (Gesamtprojekt): In dem hier vorgesehenen Forschungsvorhaben werden Medizintechnikprodukte aus der Legierung Ti-13Nb-13Zr, einer Titanlegierung der zweiten Generation, entwickelt, die ohne die kritischen Legierungselemente Aluminium und Vanadium auskommt und die das Einstellen einer großen Bandbreite an mechanischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften erlaubt.
Konkret wird ein Hüftimplantat mit einer speziellen Oberflächenstruktur eingestellt, auf der Knochenzellen gut anwachsen können, eine Bakterienbesiedelung jedoch erschwert ist. Zusätzlich wird es mit einer Sensorik ausgestattet, um eine mechanische Überlastung zu vermeiden und eine Entzündung zu detektieren. Das Einwachsverhalten wird durch konstruktive Maßnahmen (Implantatdesign) optimiert. Zudem wird eine Knochenplatte mit einem nanokristallinen Gefüge eingestellt, das eine hohe Festigkeit bei guter Duktilität mit einem minimierten Risiko des Bakterienbefalls kombiniert.
Letztendlich soll also mit der Legierung Ti-13Nb-13Zr eine neue Generation von Implantaten und Osteosyntheseprodukten erzeugt werden. Dies wird durch ein Konsortium aus acht KMUs und Universitäten in einer multidisziplinären Herangehensweise erreicht.
Beschreibung (Teilprojekt IfW): Im Rahmen dieses Teilprojekts werden sämtliche Untersuchungen mit materialwissenschaftlichen Inhalten durchgeführt, da das IfW über die entsprechende apparative Ausstattung und das Knowhow verfügt. Zunächst werden die drei im Projekt untersuchten Ausgangsmaterialien (CP-Titan Grad 4, Ti-6Al-4V und Ti-13Nb-13Zr) vollständig charakterisiert (AP1) und Fließkurven für die Projektpartner gemessen (AP2), die die projektbezogenen Simulationen durchführen. Zusätzlich werden am IfW Proben für die biologischen Untersuchungen hergestellt und präpariert (AP4). Den Hauptteil der Arbeiten stellt die Entwicklung von mehrstufigen Wärmebehandlungen zur Einstellung der Gefüge des Hüftimplantats (AP3) und der Knochenplatte (AP5) an entsprechenden Modellproben dar. Die Synthese (Ergebnisse aus AP3, AP4 und AP5) erfolgt dann in AP6 an den konkreten Bauteilen.
Organsisation / Weitere Infromationen
Projektleiter: Carsten Siemers
Projektbearbeiterin: Lina Klinge
Projektnummer: KK5298601RU1 (IraSME / ZIM)
Projektlaufzeit: 1. Januar 2022 bis 30. Juni 2024