Entwicklung amorpher, mechanisch hochfester und biokompatibler Oberflächen mit den Komponenten Titan und Silicium

• Applicant: Dr.-Ing. Gert Richter
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2000 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5263134

Im Rahmen eines Projektes im SFB 422 ist es gelungen, mit Hilfe der Kreuzstrahldeposition (CBPLD) am Zweistoffsystem Fe-Al Zustände fernab vom thermodynamischen Gleichgewicht in vorbedachter Weise einzustellen. Mit dieser Technologie konnten amorphe Schichten im Nanometermaßstab aufgebaut werden. Auf der Basis der erarbeiteten theoretischen Grundlagen erscheint es möglich, die gewonnenen Erkenntnisse auf das Zweistoffsystem Ti-Si zu übertragen und amorphe Ti-Si-Schichten herzustellen. Derartige Schichten erscheinen geeignet, die bekannten Defizite bei Implantaten bezüglich der vergleichsweise geringen Verschleißfestigkeit von Titan- und Titanlegierungen bei gleichzeitig hoher Korrosionsbeständigkeit zu überwinden. Dazu werden Legierungen mit Zusammensetzungen von etwa Ti 75 Si 25; Ti 63 Si 37 und Ti 55 Si 45 (at%) mit Hilfe des CBPLD - Verfahrens hergestellt und ihre Korrosionsbeständigkeit, mechanischen Eigenschaften und Biokompatibilität untersucht. Die Ergebnisse sollen langfristig zur Verbesserung der zementfrei implantierten Prothesen im Hartgewebekontakt (z.B. Hüftprothesen, enossale dentale Implantate) führen. Es soll geprüft werden, wie sich Veränderungen in der Zusammensetzung und möglicherweise auch Struktur der Passivschicht auf Zellaktivitäten auswirken. Damit steht dieses Projekt in unmittelbarer Beziehung zum Antrag mit dem Thema "Wechselwirkungen in situ erzeugter Titanionen mit Proteinen und Zellen an der Grenzfläche zwischen Implantat und Knochen" (Antrag TU Dresden/Uni Mainz). Nach Abschluss erfolgreicher Präparation der amorphen Schichten sollen erste Zellunter- suchungen am Universitätsklinikum der TU Dresden (Herr Prof. Dr. Funk) durchgeführt werden. Die Legierungsentwicklungen stehen in unmittelbarer Beziehung zu Entwicklungen bei Herrn Prof. Dr. Breme in Saarbrücken.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1100: Interface between Biomaterial and Biosystem
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Hartmut Worch