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Kunststoffe für die Medizin
08.07.2010 | Redakteur/Autor: Redaktion SMM
Kunststoffprothesen: Voraussetzung Gewebeverträglichkeit
Über die Anforderungen an Kunststoffe in der kardiovaskulären Medizin sprach Prof. Dr. Thierry Carell, Direktor an der Universitätsklinik für Herz- und Gefässchirurgie in Bern. Die Kunststoffe werden entsprechend ihren unterschiedlichen Eigenschaften für verschiedene Anwendungen eingesetzt, so beispielsweise Polypropylen für Spritzen und Katheterschläuche, Polypropylen und Polyamid für Nahtmaterial oder PVC für Blutbeutel. PET wird für Prothesen am Herzen angewandt wegen seiner guten Gewebeverträglichkeit. An künstlichen Herzen wird noch geforscht. Materialanforderungen sind: Implantierbarkeit, nichtthrombotisch wirkend und Verschleissfreiheit.
Mikro-Fertigung für Mikro-Katheter
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Zum Thema Optimierung von Mikro-Kathetern referierte Dr. Andreas Gruber vom Karlsruher Institut für Technologie. Zur Herstellung der Mikro-Katheter bieten sich verschiedene mikrostechnische Fertigungsverfahren an: von der Mikrozerspanung mit einer Bauteilgrösse von 50?m und grösser, dem Laser-Micromachining bei einer Bauteilgrösse bis zu 5?m oder die LIGA-Technik - eine Verbindung von Lithographie, Galvanik und Abformung) mit einer Bauteilgrösse von bis zu 1?m. Ausgewählte Mikrobaugruppen können in die Kathetersysteme integriert werden und deren Funktionalität verbessern, wozu beispielsweise Katheterspitzen mit mikrofluidischen Kanälen zählen.
Abbaubare Kunststoffe
Resorbierbare Polymere waren das Thema im Vortrag von Andreas Weishaupt von der Swissimplant AG. Seit 2007 gibt es ein Herzimplantat zum Verschluss von Herzscheidewanddefekten. Jetzt wird eine resorbierbare Ausführung entwickelt, die innert einiger Monate im menschlichen Körper abgebaut wird. Entscheidend ist dabei, ein Polymer zu finden, welches im richtigen Zeitraum degradiert. Die Vorteile sind, dass Abwehrreaktionen des Körper zeitlich begrenzt sind und Folgeoperationen vermieden werden können. Ausserdem besteht kein Sicherheitsrisiko, dass das Implantat bricht.
Abriebfeste Oberflächenbeschichtung und Wirkstoffabgabe
Über Kunststoff-Beschichtungen von Herz- Kreislaufgeräten und -bauteilen sprach Dr. Hans-Wilhelm Engels von Bayer Materialscience. Oberflächenbeschichtungen verbessern die Funktionalität der Bauteile. Um beispielsweise eine bestimmte Gleitfähigkeit zu erreichen, wurde eine chemisch gebundene Beschichtung entwickelt. Diese Beschichtungen sind lang haltbar und zeigen einen niedrigen Abrieb. Für sogenannte drug eluting stents (Stents die Wirkstoffe abgeben) sind wünschenswerte Beschichtungs-Eigenschaften: eine gute Adhesion zum Stent, eine Lanzeit-Biokompatibilität und eine kontrollierte Wirkstoffabgabe.
Dr. Arie Bruinink von der Empa St. Gallen referierte über den Einfluss des Kunststoffes bei Implantaten auf Biokompatibilität und Zellfunktion. Bei Implantaten, die ganz oder teilweise aus abbaubaren Materialien bestehen, spielt die Abgabe von löslichen und nicht-löslichen Nano-Partikeln eine grundlegende Rolle für das Verhalten der betroffenen Zellen. Keines der verschiedenen erhältlichen Polymere zur Gewebezüchtung trifft alle Anforderungen.
Zukunft Nanotechnologie
Potentiale der Mikro- und Nanotechnologie untersuchte Dr. André Bernard von der NTB in Buchs. Anwendungen der Nanotechnologie in der Medizin bestehen einerseits in der Diagnostik in Analytik und den Bild gebenden Verfahren, andererseits in der Therapie in neuartigen Therapeutika und in der Medikamentenversorgung. So werden sogenannte Lab-on-a-Chip-Lösungen entwickelt, die ohne externes Labor relevante Parameter sehr schnell messen können. Mit Hilfe von Nanopartikeln können in der Onkologie neue Wege gegangen werden: Nanopartikel einer bestimmten Form und Grösse ermöglichen eine lokalisierte Wärmetherapie gegen Tumor.
Miniaturisierung und Multilayertechnologien für Stents
Mit Anforderungen an Kunststoffen für Anwendungen im Gefässsystem beschäftigt sich Dr. Jochen Bauer vom Pharmakonzern Abbott Labaratories. Auch hier sind die Anforderungen sehr mannigfaltig - abhängig von der spezifischen Anwendung. Auf Grund der biomechanischen Gegebenheiten und den sehr unterschiedlichen Arteriendurchmessern sind die Anforderungen an die Polymere hier wesentlich höher als bei Anwendungen im Herzen. Arteriendurchmesser im Bein variieren beispielsweise von zwei bis zehn Millimeter Durchmesser. Fokusthemen für Stentsysteme und Ballonkatheter sind dabei Multilayertechnologien, Miniaturisierung mit sehr engen Spezifikationen, die Qualität einzelner Kunststoffchargen sowie biodegradable, medikamenten-freisetzende Stents. Für alle Applikationen ist ein straffes Kostenmanagement unabdingbar.
Über Grundlagen und Trends in der Materialentwicklung referierte Prof. Dr. Viola Vogel von der ETH Zürich. Im Fokus steht dabei das Thema, wie Zellen mit künstlichen Materialien agieren. Viele Mechanismen, wie synthetische Materialien das Zellverhalten beeinflussen sind bis heute nicht geklärt - eine wichtige Voraussetzung um die Integration von medizinischen Implantaten zu verbessern.
Autor
Anne Richter, Redaktorin SMM
Information
www.kunststoffe-medicalswiss.ch
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