Kunststoffe in der Medizin

Meinolf Droege,

Bio-PEEK für die schnellere Heilung

Ein neues osteokonduktives Polyetheretherketon (PEEK) für die Medizintechnik soll unter anderem die Fusion zwischen Knochen und Implantaten verbessern.

Das rechts dargestellte neue Material ermöglicht eine deutlich schnellere Anbindung von Zellmaterial an das Implantat gegenüber dem konventionellen Werkstoff. © Evonik

Mit dem neuen Biomaterial führt Evonik eine neue Produktlinie der nächsten Generation PEEK-basierter Implantatmaterialien ein, die unter der Marke Vestakeep Fusion vertrieben werden.

Die osteokonduktiven Eigenschaften des Materials wurden laut Unternehmen mit einem funktionellen Additiv – zweiphasiges Kalziumphosphats (eng. biphasic calcium phosphate, BCP) – erzeugt. Sie sollen für eine schnellere Anhaftung von Knochenzellen am Implantat sorgen. Auf diese Weise wird die grenzflächige Fusion, die sogenannte Osteointegration, zwischen dem Knochen und dem Implantat positiv beeinflusst. Dies begünstigt folglich eine schnellere Einheilung und Rekonvaleszenz.

Als erstes Biomaterial der neuen Fusion-Produktlinie überzeuge die Variante iC4800 mit sehr guten mechanischen Eigenschaften, die dem menschlichen Knochen ähnlich sind. Wie alle anderen Hochleistungskunststoffe auf Basis von PEEK für die Medizintechnik bilde auch das neue Material keine Artefakte in bildgebenden Verfahren wie Röntgen oder MRT, bietet aber einen natürlichen Bildkontrast auf Röntgenaufnahmen. Die Additive sorgen zudem für einen natürlichen Schatten, der eine genaue Platzierung und Beobachtung des Fusionsprozesses ermöglicht.

Während der Werkstoffentwicklung spielten die angestrebten späteren Verarbeitungsverfahren eine Rolle. Angeboten wird er zunächst als Granulat und als Halbzeug. Man kann ihn, wie alle bisherigen PEEK-Produkte, spanend bearbeiten, formpressen sowie extrudieren. Darüber hinaus ist das Spritzgießen in bewährter Weise möglich. Das Material sei so designt, dass die funktionalen Additive an der Oberfläche verfügbar sind und es zu keiner Filmbildung kommt. Im Rahmen der Zusammenarbeit mit dem Schweizer Unternehmen Samaplast wurden die Verarbeitungseigenschaften beim Spritzguss anhand von Prototypen von Wirbelsäulenimplantaten gezeigt und dokumentiert. Geprüft wird aktuell die Möglichkeit, ein 3D-druckfähiges Vestakeept Fusion-Filament zu entwickeln, das mit der Fused Filament Fabrication (FFF) Technologie verarbeiten lässt.

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Die neue Produktlinie mit osteokonduktiven Eigenschaften erweitert das bestehende Portfolio an Biomaterialien von Evonik für Implantate mit dauerhaftem Körperkontakt und ist eine metallfreie Alternative zu Titan-, Edelstahl- oder Kobalt-Chrom-Implantaten.

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