Forschung
Labor für Chemie und Oberflächenmodifikation
Forschung
In Kooperation mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft und auch gerne mit Ihnen forschen wir an biodegradierbaren Polymeren für den Einsatz als Implantatwerkstoff, der Oberflächenfunktionalisierung von Polymeren und Nanopartikeln sowie der Entwicklung von Wirkstofffreisetzungssystemen.
Aktuelle Forschungsprojekte
Individualisierte bioaktive Zahnimplantatkomponenten aus gedrucktem Hochleistungspolymer (In-BioPol)
Inhaltliche Beschreibung
Die Nachfrage nach individuellem, langzeitstabilem und erschwinglichem Zahnersatz steigt zunehmend. Allein in Deutschland werden jährlich ca. 6,1 Mrd. € in Zahnersatz investiert. Die derzeitigen am Markt erhältlichen Zahnimplantatsysteme werden dabei überwiegend aus Titanlegierungen hergestellt. Der Hochleistungskunststoff Polyetheretherketon (PEEK) stellt vor allem aufgrund seiner herausragenden Biokompatibilität und einer dem menschlichen Knochen vergleichbaren Elastizität eine vielversprechende Alternative dar. Die bereits existierenden Zahnimplantat-Komponenten aus PEEK sind hinsichtlich ihrer Bioaktivität jedoch nicht auf die individuelle Therapie der Patienten anpassbar. Existierende Herstellungsverfahren über Forminjektion und Fräsen kommen hier an ihre Grenzen, und so werden sie der Forderung nach großen Stückzahlen bei gleichzeitig hohem Individualisierungsgrad und geringeren Gesamtkosten nicht gerecht.
Die Vorteile des 3D-Drucks liegen im individuellen Design mit niedrigem Materialverbrauch sowie in geringen Investitions- und Unterhaltungskosten. Außerdem eröffnet der 3D-Druck die Möglichkeit, die Zusammensetzung des Materials an unterschiedlichen Stellen des Implantats zu variieren. Im Projekt sollen in einem 2-Komponenten-3D-Druck-Prozess Wirkstoffdepots in die PEEK-Schichten eingebracht werden. Außerdem soll die Langzeitstabilität der Implantate verbessert werden (Erhöhung der Dauerfestigkeit durch den Zusatz unterschiedlicher Füllstoffe) und die Bioaktivität des für das 3D-Drucken verwendeten PEEK-Filaments. Das Forschungskonsortium besteht aus drei Unternehmen mit umfangreichen Erfahrungen auf dem Gebiet der Kunststoffentwicklung, der Konzeption von 3D-Druckern und Additiven sowie aus zwei wissenschaftlichen Einrichtungen. Es besitzt alle notwendigen Kompetenzen zur Bearbeitung dieser komplexen Zielsetzung und wird im Erfolgsfall ein neuartiges Material am Markt durch inländische Unternehmen etablieren.
Projektpartner
- Champions-Implants GmbH
- Evonik Resource Efficiency GmbH
- Apium Additive Technologies GmbH
- Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. (iba)
Fördermaßnahme
ProMatLeben Polymer, Bundesministerium für Bildung und Forschung (FKZ: 13XP5078E), Laufzeit: 01/2019 - 12/2021
Inhaltliche Beschreibung
Projektziel ist es, die an der Hochschule Osnabrück vorhandene Forschungskompetenz im Bereich der Polymerwerkstoffe auszubauen, indem das wichtige Gebiet der chemischen Analytik von Polymermaterialien entscheidend weiterentwickelt wird. Bisherige und geplante öffentlich geförderte Forschungsprojekte mit und ohne Kooperationen mit der Industrie haben ihren Fokus im Bereich der Materialentwicklung, der Charakterisierung mechanischer, thermischer und morphologischer Eigenschaften, der Verarbeitung, Konstruktion und Simulation von Polymermaterialien. Dieses Portfolio soll durch chemisch-analytische Me-thoden entscheidend erweitert werden.
In diesem Zusammenhang werden zwei Chromatographie-gekoppelte Massenspektrometer beschafft und in Betrieb genommen.
Fördermaßnahme
EFRE-Förderprogramm „Innovation durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen“, Antrags-Nr. 85026569, Laufzeit: 10/2018 - 03/2020