Biologisch abbaubare Magnesium-Implantate

Metallische medizinische Implantate wie Schrauben und Platten werden dazu verwendet, beschädigtes Gewebe, wie beispielsweise gebrochene Knochen, so lange mechanisch zu unterstützen, bis diese ihre ursprüngliche Festigkeit durch einen Heilungsprozess wiederhergestellt haben. Nach der Heilung verbleiben die derzeit üblicherweise verwendeten Titan-Implantate entweder im Körper - was häufig zu unerwünschten Wechselwirkungen mit umgebendem Gewebe führt - oder sie werden durch einen zweiten chirurgischen Eingriff entfernt - was jedoch mit gesundheitlichen Risiken und Kosten verbunden ist. Um dieses Dilemma zu lösen, werden derzeit biodegradable Magnesium-Implantate entwickelt. Diese lösen sich im Rahmen des Heilungsprozesses auf und lassen im Idealfall ein intaktes, störungsfreies biologisches Gewebe zurück. Die Herstellung und klinische Anwendung biodegradabler Implantate steht derzeit noch am Anfang. Um die Fortentwicklung von beidem zu beschleunigen, arbeiten wir gemeinsam mit dem Institut für Metallische Biomaterialien am Helmholtz-Zentrum Geesthacht an der Entwicklung eines sogenannten digitalen Zwillings für biodegradable Magnesium-Implantate. Dieser bildet den gesamten Prozess von der Implantatherstellung durch Sintern bis hin zur Degradation im klinischen Einsatz virtuell nach. Durch den Einsatz dieses digitalen Zwillings sollen künftig in großem Umfang derzeit noch experimentell durchgeführte Arbeiten durch schneller und kostengünstigere Computersimulationen ersetzt werden. So soll virtuelle Materialentwicklung zu schnellerem Fortschritt in der Medizintechnik führen.