In der Medizintechnik kommt eine Vielzahl von verschiedenen Materialien zum Einsatz. Einige von ihnen gelten als "smarte Materialien". Diesen Namen erhalten sie aufgrund verschiedener Eigenschaften, die ihnen im Herstellungsprozess hinzugefügt werden. Welche das sein können, erfahren Sie in den Interviews im Special Mai.
Gerade Knochenimplantate wie Hüft- oder Kniegelenke sind hohen Belastungen ausgesetzt. Deren komplexe räumliche Gestalt erschwert jedoch die Modifikation der oberflächennahen Bereiche. Außerdem dürfen die günstigen Eigenschaften des Implantatwerkstoffs durch den Modifizierungsprozess nicht beeinträchtigt werden. Daher setzen die Leipziger Wissenschaftler auf elektrisch geladene Teilchen. Titan im knochen learning. Mit der "Plasma-Immersions-Implantation" haben sie ein neues, kostengünstiges und schnelles Verfahren entwickelt, das die Vorteile der Ionen- und Plasmatechnologie vereint. Dabei werden etwa künstliche Hüftgelenke, wegen der guten Bioverträglichkeit oftmals aus Titan, in mit Ionen geladenes Plasma getaucht. So präpariert, lassen sich Prothesen mit gewünschten Eigenschaften versehen, wie etwa Verschleißresistenz oder sogar elektrischer Leitfähigkeit. Besseres Anwachsen Mit neuen Eigenschaften von Implantat-Oberflächen warten auch Forscher des Forschungszentrums Rossendorf in Dresden (FZR) auf. Durch künstliche Gelenke lässt sich die Lebensqualität von Patienten, die an schweren Gelenkerkrankungen leiden, erheblich verbessern.
Ein neuartiges Implantat aus Titanschaum ähnelt im Aufbau der Struktur im Knocheninneren. Dies macht es nicht nur weniger steif als herkömmliche massive Implantate. Es fördert auch das Einwachsen in den angrenzenden Knochen. Der Mensch wächst mit seinen Aufgaben. Dasselbe gilt für seine Knochen: Werden sie stärker belastet, entwickelt sich dichteres Gewebe. Weniger stark beanspruchte Teile des Skeletts weisen eine geringere Knochendichte auf. Der Reiz der Belastung stimuliert das Wachstum der Matrix. Diesen Effekt wollen Mediziner künftig verstärkt nutzen, um Implantate dauerhafter und stabiler mit den Knochen des Patienten zu verbinden. Dafür muss der Knochenersatz jedoch so gestaltet sein, dass er ein Einwachsen begünstigt - mit Poren und Kanälen, durch die Blutgefäße und Knochenzellen ungehindert hindurchwachsen können. Material der Wahl bei Implantaten ist Titan der Legierung Ti6Al4V. Titan im knochen 5. Es ist langlebig, stabil und belastbar und wird vom Körper gut vertragen. Eher problematisch ist dagegen seine Verarbeitung: So reagiert Titan unter hohen Temperaturen mit Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff.
Der Lehrstuhlinhaber Prof. Dr. -Ing. Roger Thull ist zugleich auch Koordinator des Schwerpunktprogramms. In einem der Würzburger Projekte geht es um die Beschaffenheit der Grenzfläche zwischen Knochen und Werkstoffen auf Titanbasis. Zunächst charakterisieren die Wissenschaftler die Werkstoffoberfläche zum Beispiel durch elektronische Zustands- und Austauschstromdichten oder die Oberflächenenergie. Danach untersuchen sie, ob bestimmte Reaktionen des Knochens auf den Werkstoff von diesen Eigenschaften abhängig sind. Außerdem wird erforscht, welche Einflüsse unterschiedliche Titanlegierungen beziehungsweise deren Oxidschichten oder Oberflächenmodifikationen auf die Grenzflächen zu Speichel und anderen Körperflüssigkeiten ausüben. Bei diesem Projekt arbeitet Prof. Ist Titan stärker als Knochen? (Gesundheit und Medizin). Thull mit Prof. Jürgen Reuther von der Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer und Gesichtschirurgie, mit Prof. Jochen Eulert vom Lehrstuhl für Orthopädie und mit dem Physiker Prof. Eberhard Umbach zusammen. Weitere Informationen: Prof. Roger Thull, T (0931) 201-7352, Fax (0931) 201-7350, E-Mail:
Knackpunkt für das Funktionieren eines künstlichen Hüftgelenks und eine möglichst lange Lebensdauer im Körper des Patienten sei die passgenaue Verbindung zum gesunden Knochen, erklärt Hansmann. Je besser sich das Implantat einfüge, umso schneller wachse es ein. Ein Lockern des Kunstgelenks, störende Reibung und Beschädigungen des gesunden Knochens könnten verhindert oder zumindest verzögert werden. Die Kunsthüfte halte damit länger und brauche nicht nach rund zehn Jahren, so wie bisher üblich, bei einer erneuten Operation ausgetauscht zu werden. Auf eine möglichst doppelte Haltbarkeit künstlicher Hüftgelenke hofft auch der am Forschungsprojekt beteiligte Arzt Rainer Bader von der Orthopädischen Klinik der Universität Rostock. Jedes Jahr würden in Deutschland rund 200. 000 künstliche Hüftgelenke eingesetzt, weil die natürlichen verschlissen sind, wie Bader sagt. Kunststoff und Titan statt Haut und Knochen | PZ – Pharmazeutische Zeitung. Hinzu kämen etwa 20. 000 sogenannte Revisionsoperationen, bei denen ältere Implantate gegen neue ausgetauscht werden. "Mit zunehmendem Alter der Bevölkerung steigt die Zahl solcher Revisionen", informiert Bader.
Entscheidend ist die Grenzfläche zwischen Werkstoff und Körper, denn dort laufen bedeutsame Vorgänge ab: Kommt die Oberfläche eines Werkstoffs mit Körperflüssigkeit oder Blut in Berührung, dann lagern sich innerhalb von Minuten Proteine ab: Die Oberfläche überzieht sich mit einem so genannten Biofilm. Nach dessen Aufbau reagieren die Körperzellen dann direkt auf das Implantat. Als besonders gut verträglich gelten Titan oder Titanlegierungen: Sie überziehen sich im Körper schnell mit einer Oxidschicht, die das Implantat für den Organismus gewissermaßen unsichtbar macht. So wird zum Beispiel eine Abwehrreaktion des Immunsystems weitestgehend vermieden. Titan im knochen 7. Die Oxidschicht erlaubt auch das Heranwachsen von Knochenzellen an die Oberfläche des Implantats und begünstigt so eine enge Verbindung zum Körper. Mit der Problematik der "Grenzfläche zwischen Werkstoff und Biosystem" befasst sich ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördertes Schwerpunktprogramm. In diesem Rahmen werden Arbeiten am Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und Zahnheilkunde der Uni Würzburg gefördert.
Flexibel und fest wie der menschliche Knochen und sofort belastbar: Ein neuartiges Implantat aus Titanschaum ähnelt im Aufbau der Struktur im Knocheninneren und fördert auch das Einwachsen in den angrenzenden Knochen. Der Mensch wächst mit seinen Aufgaben, auch seine Knochen. Werden sie stärker belastet, entwickelt sich ein dichteres Gewebe. Weniger stark beanspruchte Teile des Skeletts weisen eine geringere Knochendichte auf. Titanschäume ersetzen künftig verletzte Knochen. Der Reiz der Belastung stimuliert das Wachstum der Matrix. Diesen Effekt wollen Mediziner verstärkt nutzen, um Implantate dauerhafter und stabiler mit den Knochen des Patienten zu verbinden. Allerdings muss der Knochenersatz ein Einwachsen begünstigen – mit Poren und Kanälen, durch die Blutgefäße und Knochenzellen ungehindert hindurch wachsen können. Bevorzugtes Material bei Implantaten ist Titan der Legierung Ti6Al4V. Es ist langlebig, stabil und belastbar und wird vom Körper gut vertragen. Problematisch ist dagegen seine Verarbeitung. So reagiert Titan unter hohen Temperaturen mit Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff.
Als Reibahle (auch Räumahle oder Räumer) bezeichnet man ein Werkzeug, welches zur Feinbearbeitung von Bohrungen (vor allem in Metallteilen) durch das sogenannte " Reiben " verwendet wird. Verbessert werden dabei sowohl die Oberflächengüte als auch die Form- und Maßgenauigkeit. Verwendung [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Zunächst wird mit einem Spiralbohrer ein Loch gebohrt, welches wenige Zehntel eines Millimeters (meist 0, 1–0, 2 mm) kleiner als das Nennmaß ist. Eventuell kann für das Bohren dieses Lochs ein Vorbohren nötig sein. Nach dem Vorbohren und Aufbohren wird die Bohrung zweckmäßigerweise mit einem 60°- Kegelsenker angesenkt, sodass die Reibahle besser anschneidet. Häufig hat auch der Anschnitt der Reibahlen vorne einen Winkel von 60°. Anschließend wird das Loch mithilfe der Reibahle auf Nennmaß gebracht. Handreibahle verstellbar HSS | HAHN+KOLB. Auf diese Weise können kleinere Toleranzen gefertigt werden. Dieser Artikel oder nachfolgende Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen (beispielsweise Einzelnachweisen) ausgestattet.
Geradegenutet für Sackloch Die geradegenutete Reibahle kommt hauptsächlich in Sacklöchern zum Einsatz, aber auch ein Einsatz in Durchgangslöchern ist möglich. Schälreibahle Die Schneiden der Schälreibahle haben einen Spiralwinkel von 45°, im Gegensatz zum üblichen Spiralwinkel von 7-10°. Dieser große Spiralwinkel ist besonders für den Einsatz mit hohen Vorschüben und in weichen Werkstoffen geeignet. Stark ungleiche Teilung Eine Besonderheit stellt die stark ungleiche Zahnteilung bei Reibahlen dar. Sie verhindert das "Rattern" und kommt immer dann zum Einsatz, wenn besondere Anforderungen an die Bohrungsoberfläche und Rundheit gestellt sind. 5. Theorie Reiben - Zerspanungsbude. 3 Innenkühlung Bei den innengekühlten Reibahlen wird die Kühlflüssigkeit durch die Reibahle geführt. Diese Art der Kühlung ist wesentlich effizienter als die externe Kühlung. Die Kühlkanäle haben Ihren Austritt in der Stirn der Reibahle oder entlang bzw. in den Nuten. Die Innenkühlung soll die Reibahle kühlen, während des Reibvorganges schmieren und die Späne abführen.
Blanke Ausführung, linksgenutet, 25 Grad Steigung 1:10, Toleranz H11 Anwendungsgebiet: Für Stähle bis 900 N/mm² und NE-Metalle, für Kunststoffe hart und weich.
1/4 der Schneidenlänge, der als Führung dient. Sie haben am Schaftende einen Vierkant um sie mit einem Windeisen aufzunehmen. Die Maschinenreibahle hat im Gegensatz zur Handreibahle einen kurzen Anschnitt und Fü Führung erfolgt durch die Maschinenspindel. Sie eignen sich Aufgrund ihres kurzen Anschnittes gut für Grundlöcher(Sacklöcher). Handreibahle Maschinenreibahle Schälreibahle Kegelreibahle Einsatzgebiete Gerade genutete Reibahlen nutzt man für Bohrungen ohne Unterbrechung. Ihre Einsatzgebiete sind harte und spröde Werkstoffe, z. Stähle über 700N/mm², Gusseisen, Messing. Sie werden überwiegend für Grundlöcher genutzt. Reibahlen mit Linksdrall werden für Durchgangsbohrungen oder für Bohrungen mit Unterbrochenenschnitt, durch Schlitze oder Querbohrungen, verwendet. Sie haben einen Linksdrall, damit sie sich beim Schneidvorgang nicht in die Bohrung hineinziehen. Schälreibahlen werden z. für ( Kunststoffe) benutzt. Schnittdaten Da beim Reiben eine geringe Werkstoffmenge zerspannt wird, arbeitet man mit einer geringen Schnittgeschwindigkeit V c, aber einen hohen Vorschub f. Bei zu großer Schnittgeschwindigkeit würden sich die Schneiden vorzeitig abnutzen.