Düsseldorfer Max-Planck-Wissenschaftler zeigen wie Hüftimplantate optimiert werden können

Bei den diesjährigen Highlights der Physik, vom 26. September bis 03. Oktober in Rostock, zeigten die Düsseldorfer Stahlforscher wie sich Titan-basierte Hüftimplantate optimieren lassen. Das Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) befasst sich bereits seit längerem mit der Verbesserung der Eigenschaften von Hüftimplantaten aus Titanlegierungen.

Das Problem bei den momentan verwendeten Implantaten liegt in der höheren Steifigkeit von Titan im Gegensatz zum Knochen. Diese führt zu einer Entlastung des Knochens, die wiederrum zu dessen Rückbildung führt. Ein ähnliches Phänomen beobachtet man auch bei Astronauten, deren Knochen durch die fehlende Gravitation im Weltraum an Osteoporose leiden. Der Abbau des Knochens ist ein Grund, weswegen Titan-basierte Implantate nach rund 10 bis 15 Jahren ersetzt werden müssen.

Die Wissenschaftler am  MPIE konnten durch Computersimulationen der Abteilung Computergestütztes Materialdesign von Prof. Dr. Neugebauer zeigen, dass Titan-Niob-Legierungen, mit 50-60 Gigapascal (GPa), eine geringere Steifigkeit aufweisen und somit länger im Körper bleiben können. Zum Vergleich: Die ursprünglichen Implantate haben eine Steifigkeit von 115 GPa, während Knochen eine Steifigkeit von 20-25 GPa aufweist. 

Die Highlights der Physik ist eine jährlich in unterschiedlichen Städten stattfindende Veranstaltung, die von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft organisiert wird. Dieses Jahr stand sie im Licht der Medizin. Ziel ist es, einem breiten Publikum die Welt der Physik und die derzeitige Forschung näher zu bringen.

Autor: Yasmin Ahmed Salem