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Biokompatibilität von amorphen Legierungen

Biokompatibilität und Geweberegeneration

Amorphe Legierungen haben aufgrund ihrer bemerkenswerten Biokompatibilität Aufmerksamkeit erregt, was sie zu einem vielversprechenden Material für biomedizinische Anwendungen macht. Studien haben gezeigt, dass diese Legierungen ausgeprägte positive Auswirkungen auf die Zellmigration haben und die Bewegung von Zellen erleichtern, die für Geweberegenerations- und -reparaturprozesse entscheidend sind. Die Biokompatibilität der amorphen Legierungen fördert die Knochenbildung und die effektive Knochenregeneration erheblich. Das Fehlen von Ionenakkumulationen oder Entzündungsreaktionen im Zusammenhang mit amorphen Legierungen unterstreicht ihre Kompatibilität mit der biologischen Umgebung, die für die Minimierung negativer Gewebereaktionen und die Gewährleistung eines langfristigen Implantaterfolgs von wesentlicher Bedeutung ist. Ihre Fähigkeit, die Osseointegration in einem frühen Stadium zu unterstützen, erhöht ihre Eignung für biomedizinische Anwendungen zusätzlich.

  • Zellviabilität weit über der 70%igen Zytotoxizitätsgrenze
  • Saos-2 (ATCC® HTB-85™) (menschliche Osteosarkom-Zelllinie)
  • Tests mit verschiedenen Eluatkonzentrationen  

 

Quelle: CaMed Project, Med. Uni Graz
Quelle: CaMed Project, Med. Uni Graz

Zusätzlich zu ihrer Biokompatibilität bieten amorphe Legierungen außergewöhnliche mechanische Eigenschaften, die für biomedizinische Implantate von Vorteil sind. Ihr Elastizitätsmodul, ein Maß für die Steifigkeit, liegt näher am Wert des Knochens als bei anderen Implantatmaterialien, wodurch das Potenzial für Stressabschirmung verringert und ein gesunder Knochenumbau gefördert wird. Diese Ähnlichkeit des Elastizitätsmoduls ist von Vorteil, da sie dazu beiträgt, die Steifigkeitsunterschiede zwischen dem Implantat und dem umgebenden Knochen zu minimieren und so das Risiko von Komplikationen zu verringern. Verschiedene Herstellungsmethoden ermöglichen die schnelle und effiziente Produktion einer breiten Palette von Anwendungen: Der 3D-Druck ermöglicht die schnelle Realisierung von patientenspezifischen Designs und damit maßgeschneiderte Implantate, die perfekt auf die individuellen Bedürfnisse abgestimmt sind, während größere Mengen standardisierter biomedizinischer Anwendungen auch im Spritzgussverfahren verarbeitet werden können.

Die anspruchsvollen Anwendungen in der Medizintechnik zeigen die vorteilhaften Wirkungsfelder amorpher Legierungen, die bei diesen Herausforderungen ihr Potenzial entfalten und neue Möglichkeiten im Bereich orthopädischer und zahnmedizinischer Implantate für eine bessere Versorgung der Patienten in der Zukunft eröffnen.

In Studien nachgewiesene Biokompatibilität

Titel Unabhängige wissenschaftliche Veröffentlichungen über BMG auf Zr-Basis
Osteogenese und Angiogenese eines metallischen Glases für biomedizinische Implantate Bioactive Materials 8 (2022) 253–266
Biokompatibilität eines metallischen Glases auf Zr-Basis, das durch additive Fertigung hergestellt wurde ACS Appl. Bio Mater. 2022, 5, 5741−5753
Anwendung von metallischen Gläsern auf Zr- und Ti-Basis für Materialien für orthopädische und zahnmedizinische Geräte Metals 2020, 10, 203; doi:10.3390/met10020203
In-vivo-Untersuchung von metallischen Gläsern auf Zr-Basis, die subperiostal auf die Knochenoberfläche implantiert werden Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2016, 4, 46-51
Metallische Gläser: MRI-Kompatibilität und ihre Korrelation mit der magnetischen Suszeptibilität Journal of Mat. Sci & Techn. Vol. 32 (6), p. 496-504 (2016)

 

 

 

 

 

 

 

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