Individualisierte bioaktive Zahnimplantatkomponenten aus gedrucktem Hochleistungspolymer (In-BioPol)

Medizintechnik

Ein 3D-Drucker wird für bioaktive Zahnimplantatkomponenten qualifiziert

Individualisierte bioaktive Zahnimplantatkomponenten aus gedrucktem Hochleistungspolymer (In-BioPol)

Kompetenzen:

  • Zahn/Kiefer

    Polymere

    Wirkstoff-Polymer-Konjugate

    Additive Fertigung

    Implantate

Koordinator:

  • tba

    tba

Projektlaufzeit:

01.01.2019 - 31.12.2021

Aufgaben im Projekt

Apium Additive Technologies GmbH, Karlsruhe
Generative Erstellung individualisierter bioaktiver Medizinkomponenten

Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. (iba), Heilbad Heiligenstadt
Neuartige Dentalimplantate aus Polyetheretherketon (PEEK) mit Wirkstoffdepots - Mechanische Optimierung und biologische Validierung

Hochschule Osnabrück - Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik
In-situ Modifikation und Prüfung 3D-gedruckter bioaktiver PEEK-Zahnimplantatkomponenten

Beschreibung

Ein 3D-Drucker wird für bioaktive Zahnimplantatkomponenten qualifiziert
Abb.: Ein 3D-Drucker wird für bioaktive Zahnimplantatkomponenten qualifiziert. (Quelle: Apium Additive Technologies GmbH)

Bioaktive Zahnimplantatkomponenten aus 3D-Druck Polymermaterial

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

Apium Additive Technologies GmbH
FKZ: 13XP5078C

Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. (iba)
FKZ: 13XP5078D

Hochschule Osnabrück - Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik
FKZ: 13XP5078E