Steifigkeitsvariable orthopädische Implantate auf Basis von laserbearbeiteten Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen

Die Anpassung der Implantatsteifigkeit während des Heilungsprozesses stellt ein vielversprechendes Konzept zur positiven Beeinflussung der Knochenheilung dar. Unter Berücksichtigung von biologischen Heilungsmechanismen und der speziellen Eigenschaften von Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen wurden im Rahmen dieser Arbeit adaptive, steifigkeitsvariable Implantate entwickelt und geprüft. Die Fertigung der Implantate erfolgte durch laserbasierte Schneid- und Schweißverfahren, die detailliert untersucht wurden. Im Hinblick auf die Beeinflussung der Knochenheilung wurde nachgewiesen, dass sich mit den entwickelten Implantaten sowohl eine Erhöhung (inverse Dynamisierung) als auch eine Verringerung der Biegesteifigkeit (Dynamisierung) realisieren lässt. Experimentelle Studien konnten die Funktionstauglichkeit einer berührungslosen Auslösung der Steifigkeitsänderung mittels kurzzeitiger induktiver Erwärmung der Implantate in vivo zeigen. Das entwickelte Implantatkonzept eröffnet die Möglichkeit einer nachträglichen Anpassung der mechanischen Implantateigenschaften ohne zweiten operativen Eingriff.