Biomaterialien

Biomaterialien: das Wichtigste

Biomaterialien sind Werkstoffe, die im Kontakt mit dem Körper – in ihm oder an seiner Oberfläche – eine Funktion erfüllen. Biokompatibilität ist keine Eigenschaft, die allein vom Werkstoff abhängt; man beurteilt sie danach, ob der Werkstoff mit einer für die Anwendung angemessenen Reaktion des Organismus funktioniert. Keramiken werden unterteilt in bioinerte Werkstoffe wie Aluminiumoxid und Zirkonoxid, die im Körper kaum reagieren, in Hydroxylapatit und bioaktives Glas, die sich mit dem Knochen verbinden, sowie in β-TCP und ähnliche Werkstoffe, die resorbiert und durch Knochen ersetzt werden.

Für knochentragende Implantate verwendet man Titan und Ti-6Al-4V, die hervorragend korrosionsbeständig sind und in direkten Kontakt mit dem Knochen treten, sowie Co-Cr-Legierungen. Trägt ein Metall, das weitaus steifer ist als Knochen, die Last, verringert sich der Reiz auf den Knochen, und der Knochen baut sich ab (Stress Shielding); daher wurden β-Titanlegierungen mit niedrigerem Elastizitätsmodul und poröse Metalle entwickelt. Für Bauteile, die nach Erfüllung ihrer Aufgabe verschwinden sollen, setzt man biologisch abbaubare Polymere wie Polymilchsäure, die durch Hydrolyse abgebaut werden, und Magnesiumlegierungen ein, die in Körperflüssigkeiten korrodieren.