Übersichtsarbeit

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Trends und Entwicklungen im Bereich der Materialforschung und der Fertigungstechnologien für medizinische Stützstrukturen

Trends and developments in the area of material sciences and manufacturing technologies for medical supportive structures

Keywords | Summary | Correspondence | Literature

Keywords

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Schlüsselworte

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Summary

Supportive structures are used in various areas of invasive medicine and medical engineering. The spectrum of the deployed materials reaches from organic to anorganic materials to organic-anorganic composite materials for hybrid implants. Depending on the application, the implant structure can replace removed tissue or it can support the regeneration of defect tissue areals. Through the implimentation of different manufacturing technologies and materials, the supportive structures can be adapted to the individual patient or be adapted to the specific defect. The main goals in the development of such structures are usually the modulation of the mechanical characteristics to the natural ideal as well as a biocompatible surface, which allows the ingrowth of cells and tissue. Besides the mechanical characteristics, the adaptation of implant geometrie to the natural body- e.g. tissue contour, is an important aspect, especially in plastic surgery. Reconstruction of head- e.g. scull areals for example after tumor resection should be highlighted here. This article gives an overview on up-to-date manufacturing technologies and used materials by means of selected examples.

Zusammenfassung

Stützstrukturen werden in unterschiedlichen Bereichen der invasiven Medizin und Medizintechnik eingesetzt. Dabei reicht das Spektrum der eingesetzten Materialien von organischen über anorganische Materialien bis hin zu organisch-anorganischen Verbundmaterialien für hybride Implantate. Je nach Anwendung kann die Implantatstruktur entferntes Gewebe ersetzen oder sie unterstützt die Regeneration des defekten Gewebeareals. Durch den Einsatz unterschiedlicher Fertigungstechnologien und Materialien können die Stützstrukturen patientenindividuell oder auch defektspezifisch angepasst werden. Die Hauptziele bei der Entwicklung derartiger Strukturen sind meist die Anpassung der mechanischen Eigenschaften an das natürliche Vorbild und eine biokompatible Oberfläche, welche das Einwachsen von Zellen und Gewebe ermöglicht. Neben den mechanischen Eigenschaften ist die Anpassung der Implantatgeometrie an die natürliche Körper- bzw. Gewebekontur ein wichtiger Aspekt bspw. in der plastischen Chirurgie. Rekonstruktionen von Kopf- bzw. Schädelarealen bspw. nach Tumorresektion sind hier besonders hervorzuheben. Der Beitrag gibt einen Überblick über aktuelle Fertigungstechnologien und eingesetzte Materialien anhand ausgewählter Beispiele.

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Korrespondenz-Adresse

Prof. Dr.-Ing. habil Reimund Neugebauer and Christian Rotsch
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU)
Reichenhainer Straße 88
D-09126 Chemnitz
rn@iwu.fraunhofer.de

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