Hybride Metamaterialien für haltbarere 3D-gedruckte Hüftimplantate

Forscher der TU Delft haben hybride Metamaterialien entwickelt, die für haltbarerer 3D-gedruckte Hüftimplantate geeignet sind. Durch die Kombination aus 3D-Druck und Biomaterialien sollen neue Hüftprothesen deutlich haltbarer sein.

Laut der TU Delft sollen bis 2020 etwa 2,5 Millionen Hüftprothesen (jährlich!) weltweit benötigt werden. Laut Statistiken werden in den ersten 10 Jahren nach dem Eingriff etwa 10% dieser Implantate nicht mehr ausreichenden Halt bieten. Dadurch werden weitere Eingriffe notwendig, die sich teilweise schwierig gestalten, da die Implantate nicht immer gut befestigt werden können.

Der neue Ansatz der Forscher verbindet 3D-Druck und Biomaterialien. Das entstanden hybride Metamaterial soll zahlreiche Vorteile bringen. Nicht nur, dass die 3D-gedruckten Implantate perfekt angepasst werden können, sie sollen auch über lange Zeit perfekten Halt sicherstellen.

Auxetic meta-biomaterial, designed using simple geometry and printed in titanium, displays the unique mechanical property of expanding when put under pressure. This makes it ideal for use alongside materials that do the opposite. When someone with a hip implant walks, the prosthesis is subjected to various forces. If too much pressure develops on one side of the prosthesis, it can become detached from the bone, which is extremely undesirable.

Das neue Material soll also verschiedenste Belastung aushalten. So können verschiedene Kräfte aufgenommen werden um ein Loslösen der Prothese zu verhindern. Gleichzeitig ist das Material aber äußerst leichtgewichtig.

Die Ergebnisse der Forschung, haben die Wissenschaftler in einer Arbeit veröffentlicht. Durch das besondere Design soll das Implantat zudem mit dem natürlichen Knochen der Patienten verwachsen, was zahlreiche weitere Vorteile bietet. Erste Belastungstest solcher Prothesen waren vielversprechend.