BioPor – Biofunktionalisierte poröse Implantate mit integriertem Drug-Delivery-System für die Orthopädie
BioPor konzentriert sich auf die Entwicklung innovativer, biofunktionalisierter Implantate für den orthopädischen Bereich. Ziel ist es, eine neuartige Lösung für lasttragende Implantatsysteme zu schaffen, die pharmazeutische Wirkstoffe direkt in die Implantatstruktur integriert. Diese Integration soll postoperative Infektionen verhindern und den Heilungsprozess effektiv unterstützen. Während ähnliche Systeme bereits in der Weichteilchirurgie eingesetzt werden, fehlen vergleichbare Ansätze für orthopädische Implantate, die hohen mechanischen Belastungen standhalten müssen.
Abbildung 1: Wirkende Belastungen an einem im Körper eingebrachten Implantat; Institut für Werkstoffe und Anwendungstechnik Tuttlingen (IWAT), Prof. Dr. rer. nat. Hadi Mozaffari-Jovein
Um die gewünschten Funktionen zu erreichen, werden verschiedene chemische und physikalische Verfahren untersucht und weiterentwickelt, die das kontrollierte Einbringen von Wirkstoffen in die offenporige Struktur der Implantate ermöglichen. Diese Verfahren müssen so gestaltet sein, dass die Wirkstoffe gezielt freigesetzt werden, und gleichzeitig die mechanische Stabilität sowie die Biokompatibilität der Implantate gewährleistet bleiben. Ein zentraler Aspekt ist dabei die Analyse der Freisetzungskinetiken, da eine präzise Dosierung entscheidend für die Wirksamkeit ist. Parallel dazu wird das mechanische Verhalten der porösen Strukturen getestet, um sicherzustellen, dass die Funktionalisierung die Materialeigenschaften nicht beeinträchtigt.
Die Validierung des Systems erfolgt durch biologische in-vitro-Tests, die die pharmakologischen Eigenschaften und die Wirksamkeit der integrierten Wirkstoffe bewerten. Diese Untersuchungen liefern essenzielle Daten zur Wirkung und Verträglichkeit und bilden die Basis für eine iterative Optimierung des Herstellungsprozesses. Das Endergebnis ist ein orthopädisches Implantat, das die Heilung fördert und das Risiko postoperativer Infektionen senkt, was insgesamt zu einer höheren Lebensqualität der Patienten beiträgt.
Abbildung 2: Probekörper zur Funktionalisierung und Prüfung (links) und Methodik zur Einbringung der Wirkstoffkomponenten; Institut für Werkstoffe und Anwendungstechnik Tuttlingen (IWAT), Prof. Dr. rer. nat. Hadi Mozaffari-Jovein
Kontakt
Prof. Dr. Hadi Mozaffari-Jovein
Institut für Werkstoffe und Anwendungstechnik (IWAT), HFU
Tel. +49 7461 1502-6624
Hadi.Mozaffari@hs-furtwangen.de
