Zuverlässigkeit von Implantaten und Biostrukturen

Aus vielen Bereichen der Medizin sind Biomaterialien, technische Werkstoffe für biomedizinische Anwendungen, für den temporären oder dauerhaften Ersatz oder die Unterstützung von Organfunktionen nicht mehr wegzudenken. Für in den Körper integrierte Implantate spielt die Grenzfläche zwischen hierarchisch aufgebautem biologischem Gewebe und mehr oder weniger homogenem Implantatwerkstoff eine wesentliche Rolle für den Erfolg. Dies gilt sowohl für permanente Implantate, die dauerhaft einen festen Verbund mit dem biologischen System eingehen sollen, als auch für degradierbare Ersatzmaterialien (z.B. Mg- oder CaP-Scaffolds), die über die Grenzfläche zum Biosystem abgebaut werden. Durch moderne Methoden der additiven Fertigung sind heute auch Bauteile mit komplexen Eigenschaftsgradienten oder Einzelanfertigungen, sog. personalisierte Implantate, realisierbar. 

Von Werkstoffseite sind außerdem für viele Anwendungen deren mechanische und korrosive Eigenschaften entscheidend für eine nachhaltige und/oder zeitabhängige Funktionsfähig-keit. Zunehmend sind heute auch „intelligente“ Medizin-produkte gefragt, die physiologische Signale erfassen und so die Unterstützungsleistung, z. B. die Freigabe von Medikamenten, an die gerade herrschenden Bedingungen anpassen können. Zudem bieten viele biologische Materialien interessante Strategien für die Verbesserung der quasi-statischen und zyklischen Eigenschaften, was für das Design dauerfesterer Strukturen genutzt werden kann. 

Themenschwerpunkte der aktuellen Veranstaltung

Die Zuverlässigkeit von Implantaten ist eine sehr breite, interdisziplinäre Fragestellung, bei der Aspekte der „klassischen Betriebsfestigkeit“, d. h. der mechanischen Belastbarkeit, auch unter korrosiven, (quasi-) physiologischen Bedingungen, sowie der Wechselwirkung mit dem Körper (Biokompatibilität) und der Patientensicherheit zusammen laufen.
Im Rahmen des Workshops sollen insbesondere folgende Aspekte der Zuverlässigkeit von Implantaten beleuchtet
werden:

• Das Implantatlager: Charakterisierung von Heilung und Einwachsverhalten durch in vitro, in vivo und in silico Studien
• Neue Werkstoffe: Verbesserung der Implantatfunktion?
• Das moderne Implantat: Gradierung oder Personalisierung durch additive Fertigung?
• Der Zeitaspekt: Degradierbare Implantate
• Digitalisierung: Das intelligente Implantat
• Modellierung, Simulation und Prüfung: Vorhersage der Zuverlässigkeit von Implantaten
• Bioinspiration zur Verbesserung der Ermüdungseigenschaften

Einreichungen von Vortragsvorschlägen sind noch bis zum 31. August 2026 über das Einreichungsportal möglich – machen Sie mit!

Im DVM-Arbeitskreis „Zuverlässigkeit von Implantaten und Biostrukturen“ wird eine intensive interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Medizinern, Naturwissenschaftlern, Werkstoffwissenschaftlern und Ingenieuren angestrebt, um die Zuverlässigkeit von Implantaten sowie biologischen Materialien und Strukturen, deren eine Hauptfunktion mechanische Lastübertragung ist, unter verschiedenen Beanspruchungs- und Umgebungsbedingungen bewerten zu können.