Ortho.flex.c – Stabile Rekonstruktion von komplexen Knochenbrüchen

Entwicklung eines innovativen funktionellen Implantates aus Carbon-Endlosfaserverstärkten-Werkstoffen.

Bedingt durch die Altersentwicklung der österreichischen Gesellschaft, die zunehmenden Spezialisierungen und den wachsenden Bedarf an teuren Operationen, steigen auch die Kosten im Gesundheitswesen. Um diese Kosten einzudämmen und gleichzeitig eine gute Versorgung zu gewährleisten, sind neue innovative Materiallösungen in der Orthopädie und Unfallchirurgie erforderlich. Das Innovationspotential der in der Traumatologie verwendeten Implantate ist noch nicht ausgeschöpft. Ein kooperatives Netzwerk, bestehend aus Expertinnen und Spezialisten aus Medizin, Forschung und Technik, könnte mit gebündeltem Know-how bestehende Ansätze weiterentwickeln.

Die stabile Rekonstruktion von komplexen Brüchen, respektive degenerativen Fehlstellungen am menschlichen Skelett, setzt ein stabiles, biologisch verträgliches Implantat voraus. Werkstoffseitig dominieren Titan und Stahl den Markt der Implantate, wobei ausgehend von den USA, ein zunehmender Trend hin zu faserverstärktem Carbon/PEEK wahrgenommen wird. Ein großer Nachteil der Carbon-PEEK-Implantate sind die hohen Herstellungskosten und die nicht-winkelstabile Befestigung am Knochen. Ein großer Nachteil der gängigen Titan/Stahlplatten ist die Nichtdurchlässigkeit von Röntgenstrahlen, die dem Arzt den Blick auf die Bruchstelle am Knochen verdeckt. Problematisch ist außerdem die fehlende Kompatibilität mit MRT-Untersuchungen, bei denen es durch das Metall im Körper zu unerwünschten Effekten kommen kann, von Hitze und Lockerungen bis hin zu erheblichen Schädigungen des Patienten.

Ziel des Projekts Ortho.flex.c ist der Aufbau eines Netzwerkes, um die Entwicklung eines funktionellen medizinischen Implantates aus Carbon-Endlosfaserverstärkten-Werkstoffen, das die Forderungen nach Biokompatibilität und neuer Technologie vereint, voranzutreiben.

Carbon-Endlosfaserverstärkte-Epoxid-Werkstoffe bieten gegenüber Titan/ Stahl und kurzfaserverstärktem PEEK mehrere Vorteile. Neben Kostenreduktion und MRT-Tauglichkeit bewirkt die Strahlungstransparenz eine einfachere Beurteilung der Lage des Implantats bei der Knochenheilung. Carbon-Endlosfasern, eingebettet in eine biokompatible Duromerematrix, bilden einen leichten, semirgiden Verbundstoff. Die Eigenschaften dieses Werkstoffes kommen dem natürlichen elastischen und viskoelastischen Verhalten des menschlichen Knochens nahe und haben den Benefit der schnelleren und stabileren Knochenheilung. Des Weiteren sind Carbon-Epoxid-Verbundstoffe „temperaturneutral“, so kommt es bei Temperaturschwankungen zu keiner Längenänderung, wie sie bei anderen Implantatwerkstoffen beobachtet und von Patienten durch Schmerzen wahrgenommen werden kann.

Projektlaufzeit: 2016 – 2019

Förderung: FFG, Coin Netzwerk

Projektkonsortium:

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