Biokompatibilität und Einwachsverhalten einer innovativen Laser-nanostrukturierten Titanoberfläche – Anwendungstransfer aus der Luft- und Raumfahrttechnik

Ziel unseres Forschungsvorhabens ist die Untersuchung einer technisch-realisierbaren innovativen, aus der Luft- und Raumfahrttechnik stammenden, laser-nanostrukturierten Oberflächenmorphologie, welche auf orthopädische Gelenkimplantate übertragen werden kann. In der Zellkultur und im Tierversuch soll zum einen die Biokompatibilität und das Einwachsverhalten der neuartigen Oberfläche im Vergleich zu herkömmlichen Oberflächenbehandlungen von Endoprothesen getestet werden. In der Zellkultur soll die Interaktion von Osteoblasten mit verschiedenen herkömmlichen und laser-nanostrukturierten Titanoberflächen (Plasma-Spray und Titan-Niob-Nitrit) anhand verschiedener Biomarker für die Biomineralisation analysiert werden. Im Kaninchenversuch werden Titanimplantate (jeweils mit Titan-Plasma-Spray bzw. mit Titan-Niob-Nitrit beschichtet und mit Laser behandelt bzw. unbehandelt) in die distalen Oberschenkelknochen eingebracht. Nachdem die Primärstabilität an frischen Kaninchenkadavern mit Push-out- Tests untersucht wird, sollen die Versuchskaninchen nach ihrer Euthanasierung nach 28 bzw. 56 Tagen über ebensolche Tests die Qualität der Osteointegration zeigen. Außerdem erfolgen Auswertungen der Knochenapposition am Implantat per Histologie, Röntgenkontrolle und Rasterelektronenmikroskopie.