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Herstellung und Untersuchung von Biomaterialien für den Einsatz im Mittelohr
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Veröffentlicht: | 24. April 2006 |
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Ein spezielles Anwendungsgebiet für Knochenersatzmaterialien ist der Ersatz der Mittelohrknochen durch totale oder partielle Prothesen. Es werden besondere Anforderungen gestellt, wie z.B. eine feste Verankerung am Trommelfell und am Fenster zum Innenohr. Außerdem sind die Schallleitungseigenschaften von Bedeutung, die von den elastischen Daten des Materials abhängen. Um den Eigenschaften des Knochens nahe zu kommen, untersuchen wir in einem bioinspirierten Ansatz den Einsatz organisch-anorganischer Kompositmaterialien als Mittelohrprothesen.
Hier berichten wir über die Herstellung und Charakterisierung solcher Komposit-materialien und über ihre audiologische Testung. Als anorganische Komponente enthalten die Komposite Hydroxylapatit bzw. Aluminiumhydroxid, als organische Komponente Chitosan sowie auch quervernetztes Chitosan. Sie wurden durch Co-Fällung im basischen Bereich hergestellt. Der Nanokompositcharakter der Materialien konnte mittels Röntgendiffraktometrie, Infrarotspektroskopie und Rasterelektronenmikroskopie nachgewiesen werden.Für die audiologischen Messungen wurde ein mechanisches Mittelohrmodell konzipiert, das bei funktionellen Messungen mittels der Multifrequenztympanometrie (MFT) und der Laser-Doppler-Vibrometrie (LDV) von kommerziell erhältlichen Mittelohrprothesen und den hier hergestellten Kompositen eine gute Reproduzierbarkeit ermöglicht. Zusätzlich wurden die audiologischen Eigenschaften der Kompositmaterialen mit einem herkömmlichen Titan-Implantat und einer intakten bzw. einer unterbrochenen Gehörknöchelchenkette im menschlichen Felsenbein verglichen.
Es erweist sich, dass die neuen experimentellen Materialien mindestens ebenso gut funktionieren wie gebräuchliche Implantate, und das bereits ohne eine Optimierung der Geometrie.
Unterstützt durch Die DFG - Sonderforschungsbereich "Zukunftsfähige bioresorbierbare und permanente Implantate aus metallischen und keramischen Werkstoffen" und den Fonds der Chemischen Industrie.